中国东部燕山期埃达克岩的特征及其构造—成矿意义

埃达克岩是一套中酸性的火成岩，以亏损HREE和无负铕异常为特征，表明其形成深度很大，源区有石榴石残留。中国东部燕山期有许多中酸性岩浆岩类似埃达克岩的地球化学特征，但其形成环境却与消减作用无关。因此，本文将埃达克岩分为O型和C型两类：O型埃达克岩富Na，其成因与板块的消减作用有关；C型埃达克岩富K（大部分仍然是钠质的，少数为钾质的），可能是玄武岩底侵到加厚的陆壳（＞50km）底部导致的下地壳麻粒岩部分熔融的产物。C型运行达克岩对解释中国东部燕山期许多地质现象是有启发的。由于C型埃达克岩保存了下地壳的许多印记，因此，还可以利用C型埃达克岩来反演下地壳的组成，探讨与下地壳及壳－幔过程有关的成矿作用问题。     

埃达克岩的特征及其意义

讨论了中国东部C型埃达克岩与环太平洋典型埃达克岩的异同点及其不同的产出背景,认为中国东部中生代具埃达克岩特征的中酸性火成岩是陆内岩浆作用的产物,推测是来自岩石圈地幔的玄武质岩浆底侵到加厚的具克拉通性质的陆壳(>50km)底部导致古老的下地壳基性岩部分熔融形成的。论述了埃达克岩,尤其是C型埃达克岩的地球动力学意义,指出埃达克岩的发现开创了岛弧岩浆成因的新系列,是岩石学领域内一个重要的突破,开拓了花岗岩研究的新思路。探讨了埃达克岩可能的形成构造背景,指出利用埃达克岩可以追踪地质历史上的地壳增厚及其相关事件,反演下地壳组成。讨论了埃达克岩与成矿作用的关系。     

浅议"C型埃达克岩"与中国东部中生代金属成矿作用的关系

近十年来有研究表明埃达克岩与Cu、Au内生金属成矿作用密切相关,中国东部中生代内生Cu、Au矿床也被认为与当时广泛发育的"C型埃达克岩"有关(张旗等,2008)."C型埃达克岩"的成因通常认为是下地壳基性岩石在高压下部分熔融的产物.     

铜陵地区中生代中酸性侵入岩的地球化学特征及其成矿-地球动力学意义

本文对铜陵地区晚侏罗世-早白垩世高钾钙碱性中酸性侵入岩进行了研究,发现该类岩体具有埃达克岩的地球化学特征,具体表现为:SiO2≥56％,Al2O3含量高(>15％),Na2O/K2O>1,亏损HREE,(La/Yb)N>12,负Eu异常不明显(Eu*/Eu=0.71-0.96),Sr含量高(>750μg/g),Sr/Y比值高(>38)。但是,由于岩石的K2O含量较高、εNd(t)较低和ISr值较高,又不同于典型的与板块俯冲有关的埃达克岩,而与中国东部中生代的C型埃达克岩比较类似,暗示铜陵地区的高钾钙碱性岩可能是加厚的下地壳底部基性岩部分熔融的产物。本文主要依据铜陵埃达克质岩的HREE特征,将其分为三类:第一类岩体为HREE平坦型,Yb含量较高(>1.8μg/g);第二类为HREE平坦型,Yb<1.8μg/g,(Ho/Yb)N≈1;第三类岩体HREE亏损,Yb<1.8μg/g,(Ho/Yb)N<1.2。上述三类岩石地球化学性质上的差异不太可能是分离结晶作用或地壳混染的 结果,而可能是由于幔源岩浆与下地壳物质混合的程度不同引起源区成分不同形成的。铜陵地区及中国东部埃达克质岩石可能代表了中国东部中生代时的地壳增生和加厚过程。铜陵埃达克岩主要是古老下地壳和底侵玄武岩不同比例混合部分熔融形成的,在岩浆演化过程中可能还不同程度地叠加了分离结晶作用和岩浆混合作用的影响。铜陵埃达克岩具岛弧特征,但并不表明其     

深部过程对埃达克质岩石成分的制约

埃达克岩、太古宙TTG和中国东部广泛出露的燕山期埃达克质中酸性火山-侵入岩在岩石地球化学特征方面有许多相似之处,也有一些显著的差异。与典型的埃达克岩相比,太古宙TTG具有相对高Si和低Mg^#的特点：中国东部埃达克质岩石多表现为低Mg^#贫A120,和高K特征。埃达克岩相对高Mg^#是由于俯冲洋壳部分熔融产生的原生埃达克岩熔体受到了地幔橄榄岩的混染,太古宙TTG多无明显的地幔混染印记,反映其可能主要形成于下地壳底侵玄武岩的部分熔融,而与洋壳俯冲没有直接联系。中国东部埃达克质岩石相对低Mg^#畜K,暗示其可能是下地壳底侵玄武岩部分熔融或拆沉-熔融的产物,而幔源富钾熔体的混合、壳内分异和混染过程都有可能影响其成分特征中国东部部分地区的高镁埃达克质岩石可能揭示了下地壳拆沉一熔融和地幔混染过程。钾质埃达克岩的源区可能是被小比例软流圈熔体交代富集的底侵玄武岩层(增厚的下地壳)。结合燕山期岩浆作用和构造转换的特点来看,埃达克岩的形成是中国东部晚中生代岩石圈强烈减薄和大规模岩浆作用产物的一部分,这一重大构造体制的转换可能与地幔柱上涌对岩石圈的侵蚀和导致的伸展作用有关。     

关于C型埃达克岩成因的再探讨

文中回顾了对C型埃达克岩认识的过程,归纳了C型埃达克岩的产出特征、存在问题、研究意义及今后研究的方向,指出中国东部C型埃达克岩是高钾钙碱性的,可能是变质的中钾和高钾的中基性岩在高压条件下部分熔融形成的。不同于O型埃达克岩,它的成因、源区特征、熔融机制,是今后研究的重点,需要大量实验研究的支持。钾质的C型埃达克岩是新的大陆构造学研究的切入点,比钠质的O型埃达克岩具有更重要的意义。     

“C型埃达克岩”:一个基于误解的概念?

原始定义的埃达克岩是钠质火成岩,其全岩化学成分相当于英云闪长岩、奥长花岗岩和(富斜长石的)花岗闪长岩(TTG);而富钾的"C型埃达克岩"全岩化学成分相当于(狭义)花岗岩、石英二长岩和(富碱性长石的)花岗闪长岩。现有的失水部分熔融实验岩石学表明,中等富钾程度的贫硅(高Mg#值)玄武质源岩的低比例部分熔融条件下可以形成酸性"C型埃达克岩";玄武质源岩部分熔融不会形成那些SiO2含量中等而又不具备高度富碱特征的"C型埃达克岩"。高Sr低Y特征并非判别"C型埃达克岩"高压(p≥1.5 GPa)熔融成因的决定性标志,仅仅基于高Sr低Y特征而认为"C型埃达克岩"形成于高压熔融的成岩机制是值得商榷的。     

北京房山岩体锆石U-Pb年龄和Sr、Nd、Pb同位素与微量元素特征及成因探讨

本文首次用SHRIMP锆石U-Pb测年法获得房山岩体主期侵入岩-花岗闪长岩的年龄为130．7±1．4Ma,证明房山岩体主体岩石形成于早白垩世。综合该岩体两期侵入宕的常量、微量、稀土元素和同位素及构造环境特征,发现房山岩体侵入岩具有许多与埃达克岩(adakite)极其相似的独特的岩石地球化学特征,但又与Defant和Drummond(1990)定义的典型埃达克岩(O型)有明显差别,与中国东部C型埃达克岩更为接近,或也称之为中国东部燕山期高Sr低Y型中酸性火成岩。本文通过房山岩体Sr、Nd、Pb同位素的系统研究,发现在143Nd／144Nd-87Sr／86Sr图解上,两期岩石投影点均落在EM Ⅰ型富集地幔范围之内,暗示其物质来源与富集地幔有关;钾长石Pb同位素特征也说明房山岩体岩浆来源与EM Ⅰ型富集地幔和下地壳关系密切。结合前人的碳、氢、氧同位素研究成果,认为房山岩体物质来源较深,与上地幔和下地壳有关。此外,发现房山岩体两期侵入岩的εNd(t)值(-13．6--14．2)远高于华北地台区古老下地壳的εNd(t)值(-32--44),而与汉诺坝二辉麻粒岩包体的εNd(t)值(-8--18)近似。由于现有的研究已确证汉诺坝二辉麻粒岩包体是由幔源基性岩浆在晚古生代-中生代时底侵到下地壳底部构成的年青下地壳的一部分,故推测房山岩体的物质来源与华北地台古老下地壳关系不大,而可能与年青下地壳关系密切。在此基础上,提出房山岩体两期岩石形成的两阶段模式:第一阶段可能发生于中生代早期,由于软流体 (层)上涌导致富集岩石圈地幔部分熔融生成带有富集地幔印记的玄武岩浆,该岩浆底侵到下地壳底部,冷却成为年青下地壳的一部分;第二阶段发生于中生代晚期,由于当时软流圈呈蘑菇云状大规模上升,热侵蚀面抬升到壳-幔过渡带,导致早中生代新底侵的玄武质下地壳在榴辉岩-麻粒岩相条件下部分熔融生成C型埃达克质岩浆(也即高Sr低Y型中酸性火成岩浆) 并上侵而成为房山岩体。     

两类埃达克岩的含矿性和成因:东南亚地区与东太平洋带对比

新生代埃达克岩是一种新型的火成岩(Sr/Y≥20),多产出于大洋岛弧、大陆边缘造山带(东南亚地区)和陆缘火山弧环境(东太平洋带),依据REE配分模式可将其划分为2种成因类型:大洋型(O型)和大陆型(C型)。埃达克岩分别广泛分布于东南亚地区的菲律宾群岛、苏拉威西、中加里曼丹、印度尼西亚几内亚岛、巴布亚新几内亚至所罗门群岛一带,及东太平洋带的北美洲、墨西哥、中美洲、南美洲的北部至南部。研究表明:不同成因类型的埃达克岩具有不同的含矿性,反映各自岩浆源区不同。C型埃达克岩(La/Yb12)是俯冲海洋板块部分熔融叠加增厚的地壳底部部分熔融MASH(熔融-混染-储存-均一化)和AFC(混染-分异-结晶)作用的产物,多半与世界级斑岩铜金矿床共生;O型埃达克岩(La/Yb≤12)则与平缓俯冲的海洋板片部分熔融作用有关,在东南亚地区主要与浅成热泉金矿有成因联系。     

埃达克岩的多样性

埃达克岩具有多样性,大体可分为下列几种：①典型的埃达克岩(adaldte),源于贫K的拉斑玄武岩,大多是由俯冲板片熔融形成的;②高镁埃达克岩(high Mg adakite,HMA),以富Mg^#和Cr、Ni为特征;③TTG岩套,不同于典型的adakite,太古宙的TTG更富Si和贫Mg;④高钾钙碱性埃达克岩(high-K calc-alkaline adakite,HKCAA),以富K和贫Mg、Cr、Ni为特征;⑤高钾和镁的埃达克岩(high K and Mg adakite,HKMA);⑥钾质埃达克岩(Super K adakite。SKA)。研究表明,只要达到形成埃达克岩所需要的高压条件,有足够的热源使源区物质发生部分熔融,所形成的熔体即具有埃达克岩的特征。而埃达克岩的多样性则是由于构造环境的差异(消减带或下地壳)、源岩性质的差异(基性岩或酸性岩)、压力的差异(地壳厚度的大小)以及围岩的差异(与地幔或地壳发生混合作用)造成的。     

试论大火成岩省与成矿作用

根据组成大火成岩省的岩浆类型不同,大火成岩省可以分为两类,一是以基性火成岩为主的镁铁质大火成岩省（MLIPs）,二是以酸性火成岩为主的长英质大火成岩省（SLIPs）。它们都是由于在异常高的地幔热流参与下导致地幔或地壳大规模熔融形成的。大火成岩省独特的巨量岩浆活动是引起多层次物质和能量交换的重要场 所。成矿物质的聚集导致成矿作用和矿床的形成是必然的,因此大火成岩省本身就是一个大成矿系统。在这个成矿系统中,由于物源、成分、温度、压力、流体和氧逸度等条件的差异性,形成不同种类的矿化和矿床,并构成一定的成矿系列。镁铁质大火成岩省中形成的矿床类型有岩浆硫化物型Cr-Cu-Ni-PGE矿床和Ti-Fe 氧化物型V-Ti-Fe 矿床,热液型的Cu-Pb-Zn-Au-Ag矿床,以及远程低温热液矿床等。长英质大火成岩省形成的矿床类型为岩浆和交代型、热液型Cu-Pb-Zn-Au-Ag,W-Sn,U-Th-REE矿床,以及Sb-As矿床等。加强对大火成岩省及其成矿机理的研究,有望形成新的成矿理论和加速超大型矿床的发现。     

Distinction between Permian and post-Permian igneous rocks in the southern Sydney Basin, New South Wales, on the basis of major-element geochemistry

Permian and post-Permian igneous rocks of the southern Sydney Basin of New South Wales can be distinguished on the basis of major-element geochemistry. A data base of 102 analyses of these igneous rocks has been used to evaluate the effectiveness of various discriminants based on univariate and multivariate analysis. Inspection of histograms of compositional frequency for each major-element oxide is an efficient method of univariate analysis and assigns up to 92.2% of the rocks to the correct age group. Discriminant function analysis using up to 10 variables does not produce a more efficient discriminant than the simple binary plot of SiO ₂ versus TiO ₂,which assigns 95.1% of the rocks to the correct age group. No other binary or ternary diagram commonly used in petrology produces such an efficient discriminator.     

祁漫塔格地区构造-岩浆作用与成矿

对祁漫塔格地区构造-岩浆作用的研究表明,岩浆活动峰期为加里东期—印支期,并有从北向南逐渐变新的趋势。区域成矿峰期与岩浆活动峰期是一致的,主要成矿母岩为岩浆弧相俯冲-碰撞杂岩。另外,祁漫塔格地区主要发育北东向和北西向两组断裂带,北东向断裂是影响区域成矿的主控因素。     

火成岩的10年研究进展和未来的挑战

文中简要列举了近年在火成岩领域的研究进展及今后发展方向,主要涉及7个方面内容：①新元古代末期大陆裂谷火山作用与Rodinia超级联合大陆裂解;②中亚石炭纪—早二叠世大规模裂谷火山事件的深部地球动力学背景及其与古特提斯裂解和晚古生代中亚大规模成矿事件的关系;③中—新生代东亚火山作用与岩石圈巨量减薄;④新生代印度—亚洲大陆碰撞与高原隆升的火山作用响应;⑤大火成岩省和地幔柱;⑥花岗岩与地球动力学环境;⑦铁镁—超铁镁岩与蛇绿岩。提出在下一个10年里,需要继续开展岩浆成因和演变、岩浆作用和构造环境的关系,变质岩石的P—T—t轨迹,以及变质作用、岩浆作用和大地构造的关系等方面的研究;需要研究更深层次的地壳和上地幔,以了解岩浆形成和运移的过程;海洋钻探有可能取得深部地壳或上地幔的样品,大陆钻探将钻到10 km及更深;将使用地震层析来描述地壳和上地幔的结构,确定俯冲带或地幔柱的位置,以及部分熔融的分布面积,等等。此外,分析和测试等方面的高新技术的开发和运用,以及实验岩石学的发展都对岩石学领域的发展起到至关重要的作用。     

火成岩油气储层的水岩相互作用:研究进展与发展方向

火成岩油气储层具有与其他类型油气储层不同的岩石学特征和流体特征。火成岩冷却后所形成的原生孔隙受压实作用的影响较小,而次生孔隙的形成演化对于火成岩储集空间的发育有重要意义。其中,水岩相互作用更是火成岩储层次生孔隙形成演化的重要自然营力之一,因此,这一领域的相关研究对火成岩油气藏的预测有重要意义。作者在调研文献的基础上发现,已有的火成岩储层研究多集中在对一些现象的描述和地质背景的相关性研究,而比较欠缺对油气储层水岩相互作用的系统研究。目前,火成岩油气储层领域需要引进新概念和新技术,重视火成岩储层水岩相互作用的综合分析与系统研究,尤其需要加深对火成岩油气储层次生孔隙形成和演化的理解,以促进油气资源的勘探与开发。     

贵州水城二叠纪钠质粗面玄武岩的地球化学特征及其源区

贵州水城二叠纪玄武岩位于峨眉山大火成岩省东部。该玄武岩全岩SiO₂的含量为44.5%~50.04%,TiO₂的含量为2.38%~2.74%,MgO的含量为5.74%~7.96%, Mg^#值较低为0.40~0.49,Na₂O含量高,为4.81%~7.19%,并且Na₂O/K₂O>4,属于钠质粗面玄武岩即夏威夷岩。具有ΣREE富集的右倾型稀土元素分布模式,稀土和微量元素特征和Pb同位素特征显示洋岛玄武岩OIB的地球化学特征,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.70482~0.70503,ε_Nd(t)和(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_<em>t变化范围较窄:1.3~1.8和17.21~17.62。与贵州威宁黑石头和织金二叠纪玄武岩比较,水城玄武岩富碱,TiO₂含量低,Na₂O、MgO和Al₂O₃含量高,造成峨眉山大火成岩省东部贵州境内三个地方玄武岩不同性质的主要原因是由于地幔源区不同,分离结晶程度和地壳混染程度的不同,水城玄武岩来源于交代富集地幔,是峨眉山地幔柱上升至石榴石稳定区发生部分熔融,地幔柱的部分熔融体和富含挥发分的大陆岩石圈地幔混合,在上升到地表过程中受到轻微的地壳混染所形成。     

峨眉山大火成岩省Cu-Ni-PGE成矿作用——几个典型矿床岩石地球化学特征的分析

峨眉山大火成岩省岩浆型Cu-Ni-PGE矿化岩体广泛分布,构成峨眉山地幔柱成矿系统中一个非常重要的成矿系列。本文剖析了峨眉山大火成岩省该类矿床的分布及部分典型矿床的地质地球化学特征和矿化特征,揭示了成矿岩体统一的地幔柱成因,阐述了Cu-Ni-PGE成矿作用与峨眉山地幔柱岩浆活动体系的关系,探讨了由于岩浆演化过程及硫化物熔离富集过程的差异所导致的矿化类型变异。指出Cu-Ni-PGE矿床成矿岩体原始岩浆为地幔柱高程度熔融的高镁玄武岩浆,成矿岩体与峨眉山低钛玄武岩同源,矿化岩体主要产于峨眉山地幔柱活动模型的内带低钛玄武岩分布区;金宝山、朱布、力马河、杨柳坪矿床分别代表峨眉山地幔柱Cu-Ni-PGE成矿作用不同成矿机制的端员类型。     

Calculation of the CIPW norm: New formulas

A completely new set of formulas, based on matrix algebra, has been suggested for the calculation of the CIPW norm for igneous rocks to achieve highly consistent and accurate norms. The suggested sequence of derivation of the normative minerals greatly deviates from the sequence followed in the classical scheme. The formulas are presented in a form convenient for error-free implementation in computer programs. Accurate formulas along with the use of variable molecular weights for CaO and FeO; corrected formula weights for apatite, pyrite and fluorite; and suggested measures to avoid significant rounding off errors to achieve absolute match between the sum of the input weights of the oxides and the sum of the weights of the estimated normative minerals. Using an analogous procedure for determining the oxidation ratios of igneous rocks as used in the SINCLAS system of Verma et al (2002, 2003), the suggested calculation scheme exactly reproduces their results except for apatite for reasons explained in the text, but with a superior match between the totals for about 11,200 analyses representing rocks of a wide range of composition     

Characteristics of Meso-Cenozoic Igneous Complexes in the South Yellow Sea Basin, Lower Yangtze Craton of Eastern China and the Tectonic Setting

The South Yellow Sea Basin is partially surrounded by the East Asian continental Meso-Cenozoic widespread igneous rocks belt. Magnetic anomaly and multi-channel seismic data both reveal the prevalent occurrence of igneous rocks. We preliminarily defined the coupling relation between magnetic anomalies and igneous rock bodies. Some igneous complexes were also recognized by using multi-channel seismic and drilling data. We identified various intrusive and extrusive igneous rock bodies, such as stocks, sills, dikes, laccoliths and volcanic edifice relics through seismic facies analysis. We also forecasted the distribution characteristics of igneous complexes. More than fifty hypabyssal intrusions and volcanic relics were delineated based on the interpretation of magnetic anomaly and dense intersecting multi-channel seismic data. It is an important supplement to regional geology and basin evolution research. Spatial matching relations between igneous rock belts and fractures document that extensional N–E and N–NE-trending deep fractures may be effective pathways for magma intrusion. These fractures formed under the influence of regional extension during the Meso-Cenozoic after the Indosinian movement. Isotopic ages and crosscutting relations between igneous rock bodies and the surrounding bedded sedimentary strata both indicate that igneous activities might have initiated during the Late Jurassic, peaked in the Early Cretaceous, gradually weakened in the Late Cretaceous, and continued until the Miocene. Combined with previous studies, it is considered that the Meso-Cenozoic igneous activities, especially the intensive igneous activity of the Early Cretaceous, are closely associated with the subduction of the Paleo-Pacific Plate.     

火成岩数据库的发展与现状

火成岩数据库是岩石学根据自身研究的需要,与计算机、通信和网络