俯冲带的岩浆成因

地幔的楔状岩体和俯冲的岩石圈是改造地壳和上地幔的重要组成部分。尽管火山弧和弧后的岩浆作用不足于行星熔化物的5％,但是这些岩浆作用在地壳和地幔演化中占绝对优势。相反地,大部分俯冲带水和沉积物通过这些地带返回到深地幔中。虽然人们一致认为岛弧岩浆在地幔楔状岩体中占95％的优势(侵人厚地壳的地幔楔     

海南岛前寒纪岩石圈演化的记录：基性岩类岩石地球化学证据

海南岛前寒武纪基性岩类具有的不同的岩石地球化学特征，记录了海南岛前寒武纪大地构造环境和岩石圈的演化史。古中元古代时，琼中屯昌变基性－超基性岩，为大洋型火山岛弧低钾拉斑玄武岩，明显具有镁铁质－玄武质科马提岩特征，来源于高度亏损的地幔；与之同时代的琼西，则为一套具洋底玄武岩和岛弧拉弦玄武岩的过渡型玄武岩，是古俯冲带上部地幔楔和自消减带卷入地幔楔地壳物质所组成的混合端元部分熔融产物，具低亏损地幔特征，产生于弧后（或弧间）盆地环境；中新元古代的琼西变基性－超基性岩具铁镁质－超铁镁质科马提岩特征，来源于较高亏损的地幔，产于大洋板块边缘的构造环境。据此，可以推测，海南岛前寒武纪岩石圈演化至少经历了古中元古代的古板块俯冲、中新元古代的裂解二次事件，并伴随洋盆的出现。     

老挝班康姆铜金矿床火山-侵入杂岩地球化学特征及地质意义

班康姆铜金矿床是近年来新发现的大型铜金矿床。前人研究初步表明研究区成矿作用与古特提斯洋壳俯冲消减所产生的岩浆作用密切有关,但是缺乏岩石地球化学证据。笔者于研究区地表、钻孔采集了13件火山岩-侵入岩新鲜岩石,开展了主量元素、微量元素、稀土元素分析测试。研究表明该区安山质-侵入杂岩具有岛弧钙碱性火山岩的地球化学特征,构造环境判别图显示该套岩石属于大洋弧环境,形成于大洋消减带,与洋壳板片俯冲有关。安山质-侵入杂岩来源于地幔楔,并经历了结晶分异作用,而煌斑岩形成于板片消减而富集的地幔部分熔融。通过与黎府构造带矿床稀土、微量元素特征对比,证实班康姆矿区与Chatree矿区火山岩及金矿床形成于同一期构造岩浆成矿作用,进一步表明了黎府构造岩浆带在晚二叠世—早三叠世发生了一次重要的区域成矿作用。     

大洋板块的消减作用讨论会:提要

讨论会的第一篇文章中Wyllie试图回答这样一些问题:(1) 板块消减过程中哪里会产生岩浆?(2) 那些岩浆的成分如何?基于对深部热量状况和消减板块含水量所作的必要假设,他发现,最初的安山岩,除极特殊条件外,似乎不大可能是由洋壳、陆壳或地幔的局部熔融产生的。Wyllie认为大多数岛弧岩浆,是消减板块上面地幔楔形     

琼西抱板群变质基性火山岩的地球化学特征及其大地构造意义

海南岛抱板群变质基性火山岩的岩石学、地球化学、Sr、Nd、Pb同位素及其形成的大地构造环境的综合研究表明 ,抱板群变质基性火山岩具有洋中脊型拉斑玄武岩和岛弧型拉斑玄武岩的双重特征 ,起源于亏损地幔 ,是古俯冲消减带上部岩石圈地幔楔、自消减带卷入地幔楔地壳物质及俯冲洋壳析出的流体构成的三元混合物部分熔融结果 ,产生于扩张弧后 (或弧间 )盆地环境。地球动力学分析表明 ,古中元古代时 ,海南岛西部可能经历了一次由“开”向“合”转变的构造演化史。     

南菲律宾地区类埃达克岩和富铌玄武质熔岩的成因

埃达克岩（adakite)最初 是指由消减板片玄武岩物质熔融形成的富硅、富钠、高Sr/Y和La/Yb比值的弧火山熔岩。它通常产在会聚带，这个部位的年轻的、因而仍然是热的大洋板片正在发生俯冲消减。富铌的岛弦玄武央进则是吕等到高碱的镁铁质熔岩，它们相对于正常的岛弦玄武岩含有较多的高场强元素（HFSE）。这些玄武岩通常与埃达克央共生， 这一组合是直被用于论证他们的高HFSE含量是因为他们的地幔源区受到板片来源的熔体的交代。先前的区域研究结果表明，南菲律宾是埃达克岩和富铌岛孤玄武岩的一个典型产地。然而最近的详细研究显示，尽管该地区的一些岛弧火山岩是类埃达克岩的，但是它们很可能是来自地幔楔的母岩浆的分异作用的产物，而这里的地幔楔主要是受沉积来源的成分交代的，此外，菲律宾南部最典型的富铌熔岩中HFSE的富集，也很有可能是起因于似乎是西太平洋边缘特有的富集地幔组分的熔融。这些结果提出了如下问题：南菲律宾是否存在真正的板片来源的熔体？这里的富铌岛弧 熔岩是否起因于地幔楔被这种熔体交代？     

受孕地幔的熔融模型在火山岛弧成岩作用中的应用

结合现代火山岛弧资料的模拟,受孕地幔熔融模型的应用成果可概括以下几点,与活动陆缘之弧后盆地伴生的洋内弧主要派生自员的受孕的大洋中脊玄武岩地幔（ｆｅｒｔｉｌｅ ＭＯＲＢｍａｎｔｌｅ,简称ＦＭＭ）,它在早期熔融事件中已丢失了３％的熔体;亏损发生在尖晶石二辉橄榄央霜中以持把它与弧后盆地熔融事件相联系的模型,与弧后盆地不伴生的大洋岛弧主要派生自ＦＭＭ,不过富集岩浆源在局部可能起重要作用,内陆弧一般激生自富集地幔,可能是因为有陆下岩石圈混入,在薄层地壳上的洋内弧中,熔融程度可能很高（约２５％～３０％）,而在岩石圈较厚的地区熔融量则减至１５％或更少,挥发分加入到地幔中诱发的熔融约占１０％,余者则是由减压作用所引起的。     

老挝沙耶武里玄武岩的地球化学特征、成因及其地质意义

哀牢山古特提斯洋东南分支洋盆-斯雷博河洋在构造演化上存在俯冲极性问题,沙耶武里地区大片玄武岩的构造属性是对斯雷博河洋俯冲方向的重要制约。沙耶武里玄武岩SiO2含量为49.43%~51.35%,K2O+Na2O含量为5.30%~6.18%,在化学成分上属于钙碱性岩石;其稀土元素的总量为57.65×10-6~64.69×10-6,LREE/HREE=3.69~3.84,表明在其形成过程中发生过一定程度的岩浆分异作用。基于此,对沙耶武里玄武岩进行了成因分析、构造环境和可能的形成机制探讨,认为沙耶武里玄武岩形成于岛弧环境之中,是在晚石炭世哀牢山-斯雷博河洋向西俯冲消减形成,其岩浆来源于受大洋岩石圈混染的亏损地幔楔,形成过程之中有地壳物质参与。     

大陆边缘增生造山作用

文章评述了增生造山作用的研究历史和进展,认为增生造山作用贯穿地球历史,是大陆增生的重要方式。用大陆边缘多岛弧盆系构造理解造山带的形成演化,提出巨型造山系的形成与长期发育的大洋岩石圈俯冲制约的两侧或一侧的多岛弧盆系密切相关。在多岛弧盆系演化过程中的弧 弧和弧 陆碰撞,弧前和弧后洋盆的消减冲杂岩的增生,洋底高原、洋岛/海山、外来地块(体)拼贴等一系列碰撞和增生造山作用形成大陆边缘增生造山系。大洋岩石圈最终消亡形成对接消减带,大洋岩石圈两侧的多岛弧盆系转化的造山系对接形成造山系的联合体。拼接完成后往往要继续发生大陆之间的陆 陆碰撞造山作用、陆内汇聚(伸展)作用,后者叠加在增生造山系上,使造山过程更加复杂。对接消减带是认识造山系形成演化的关键。大洋两侧多岛弧盆系经历的各种造山过程可以从广义上理解为一个增生造山过程。多岛弧盆系研究对于划分造山带细结构非常重要,是理解造山系物质组成、结构和构造的基础,并制约了造山后陆内构造演化。大陆碰撞前大洋两侧多岛弧盆系及陆缘系统更完整地记录了威尔逊旋回,记录的信息更加丰富。根据多岛弧盆系的思路对特提斯大洋演化提出新的模式,认为西藏冈底斯带自石炭纪以来受到特提斯大洋俯冲制约,三叠纪发生向洋增生造山作用,特提斯大洋于早白垩世末最终消亡。     

岛弧火山岩成因和地球化学特征

岛弧火山岩主要为俯冲带的俯冲板片脱水形成的富大离子亲石元素流体交代地幔楔,并使其发生部分熔融,产生岛弧岩浆作用而形成的,岩石组合通常为玄武岩—安山岩—英安岩—流纹岩及相应侵入岩组合。它以Al2O3、K2O高,低Ti O2,且K2ONa2O为特征,相对富集LILE,亏损HFSE,特别是Ti、Nb、Ta等。本文主要从岛弧岩浆作用的起因着手,分析流体和熔体对地幔楔的交代作用,以及岛弧岩浆作用过程,进而分析岛弧火山岩的地球化学特征。     

全球海山玄武岩数据挖掘研究

海山是一个地貌术语,通常分为出露于海平面以上和淹没于以下的两类。海山具有复杂的成因,可产于各种不同的构造环境,其出露的岩性主要有：洋岛玄武岩（OIB）、大洋中脊玄武岩（MORB）、弧后盆地玄武岩（BABB）、岛弧玄武岩（IAB）和大陆边缘玄武岩（CMB）等。本文的研究表明,CMB 和OIB 的地球化学性质大体相似,但是,二者的成因可能既有相似性,也存在某些差异性。OIB 产于板块内部,属于板内岩浆活动的产物,通常认为与“热点”或“地幔柱”有关;而CMB 则可能是古大陆岩石圈与年轻洋壳发生浅部再循环的结果。所以,除“热点”理论外,古大陆岩石圈和年轻洋壳的浅部再循环在海山和洋岛火山形成过程中也扮演了重要的角色。来自IAB 的样品明显亏损Nb、Ta和富集K、Pb、Cs、Rb等大离子亲石元素,表明IAB 的形成与俯冲作用有关。研究表明,全球可能存在3 种类型的热点：第一类是原生的热点,来自深部地幔;第二类是次生的热点,可能形成在地幔柱的浅部,来自超级地幔柱的上部;第三类来自上地幔,可能是大洋岩石圈伸展的产物。因此,海山的成因不可能用地幔柱一种模式予以解释,还应当考虑板块活动中其他各种因素（洋壳再循环、古老陆壳再循环、消减带物质以及水的加入,部分熔融程度、岩浆混合作用、不同地幔端元混合等）的影响。     

北祁连早古生代洋盆是裂陷槽还是大洋盆——与葛肖虹讨论

北祁连早古生代洋盆是裂陷槽还是大洋盆,是一个有争论的问题。文中讨论了蛇绿岩中保存的代表大洋盆存在的印记。认为被夹持于华北地块和柴达木地块之间的北祁连早古生代造山带属于板块增生杂岩带,是由海洋岩石圈残片、消减杂岩、岛弧增生楔等组成的(或许还包括一部分残留陆块).指出北祁连蛇绿岩属于科迪勒拉型,暗示北祁连在早古生代时可能曾经是一个规模较大的洋盆,而非裂陷槽。华北地块和柴达木地块的规模很小,只不过是浩瀚海洋中散布的微小陆块而已。     

蛇绿岩记录的大洋地幔内熔体迁移过程

大洋岩石圈形成演化的关键过程是熔体如何从软流圈地幔中抽取、迁移汇集并最终形成洋壳.蛇绿岩可能为揭示上述过程提供关键对象.前人研究发现,熔体在地幔中主要通过网脉状纯橄岩通道发生迁移汇聚,这种地幔通道与壳幔过渡带和洋壳内的岩浆体系共同构成大洋扩张中心的巨型熔体抽取系统.地幔深部来源的熔体在通过纯橄岩通道时,会发生复杂的熔岩相互作用,使得熔体和地幔的组成均发生变化,形成大洋岩石圈壳-幔组成解耦现象.在不同的大洋扩张中心,地幔内熔体迁移方式和过程是多样的,导致大洋岩石圈的结构和组成复杂多变.我国西藏雅江带蛇绿岩形成于多种构造体制(洋中脊、俯冲带等),其地幔内发育较为新鲜的纯橄岩通道样品,如纯橄岩、铬铁矿岩、辉石岩等.这些样品能够为深入研究地幔纯橄岩通道的成因、熔体在通道内的反应迁移过程,以及不同构造体制下大洋岩石圈壳-幔组成解耦与否的原因,提供新的窗口,同时有助于进一步认知大洋扩张中心巨型岩浆-动力系统、壳幔圈层分异和地球物质循环过程.     

西准噶尔石炭纪洋中脊俯冲岩浆活动:以玛里雅蛇绿岩为例

玛里雅蛇绿岩位于新疆准噶尔西缘达拉布特断裂东侧的弧前增生楔内,形成于石炭纪,出露岩石类型齐全,其中硅质岩与火山岩相间出露,多表现为非构造接触。地球化学特征表明,它们大致可以分为四个系列:(1)A系列为岛弧英安岩,Th强烈富集,可能有洋壳沉积物参与,高场强元素Nb亏损,与洋壳的俯冲有关;(2)M系列与典型洋中脊玄武岩的稀土元素配分模式一致,不过Ba强烈富集,可能受到俯冲流体的影响;(3)E系列位于地幔序列N-MORB和E-MORB之间,表明它可能是地幔岩浆的混合产物,未受到地幔岩浆源区之外物质的影响;(4)O系列与典型的洋岛玄武岩基本一致,只是Ta、La和Th含量略偏低,但都处于地幔序列范围内,可能与其他岩浆源有轻微的混合。这种岩浆特征与智利洋中脊俯冲环境下所产生的岩浆特征一致;由于西准噶尔晚古生代仍然发生俯冲消减,因此推测玛里雅蛇绿岩可能形成于洋中脊俯冲环境。     

周口店官地杂岩中斜长角闪岩的年代学、地球化学及其地质意义

周口店房山岩体南北两侧的官地杂岩主要由长英质片麻岩、斜长角闪岩和混合岩组成。笔者首次对东岭子官地杂岩中斜长角闪岩进行研究,斜长角闪岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年上交点年龄为(2 551±37)Ma,代表岩浆结晶年龄。其地球化学显示具有低TiO_2,高MgO的特点,Mg~#平均值为70,LREE与HREE分异度高,具有Eu的负异常。地球化学特征和岩相学揭示其岩浆经历分离结晶作用,原岩矿物主要由辉石、斜长石组成。锆石Hf同位素ε_(Hf)(t)处于亏损地幔演化线和球粒陨石之间示踪源区为岩石圈富集地幔,微量元素方面富集LILE(Rb,Ba,K),亏损HFSE(Nb,Ta,Zr)的特点显示岛弧有关的富集地幔源区。初步认为大洋板片向东俯冲于增生岛弧和东部陆块之下,镁铁质成岩物质来源于大洋板片重熔流体交代的岩石圈地幔楔,同时,对于华北地块新太古宙末期大陆地壳生长的时间提供约束。     

西藏高原与喜马拉雅山深剖面(INDEPTH)的研究进展

本文介绍了 INDEPTH计划关于喜马拉雅山和西藏高原深部结构和构造的 10项主要成果 ,如 :1西藏高原地壳是很厚的 ,南厚北薄 ,上地壳、下地壳及地幔岩石圈具有不同的性质 ,形成一“三明治”结构 ,上地壳是刚脆性的 ,下地壳是粘塑性的 ,地幔岩石圈为刚韧性的 ,其结构特性与单一的刚性海洋板块很不同。2在印度次大陆向北挤压过程中 ,地块之间发生陆陆碰撞后 ,上地壳在前陆形成一个巨大的增生楔 ,增生楔以大规模的逆冲、背冲和褶皱以及岩浆体、部分熔融层的方式实现增厚 ;在上下地壳之间存在一大型拆离层 (如主喜马拉雅逆冲断裂 ,即 MHT)或是…     

华北中部造山带在2560~1850Ma期间发生了什么地质事件?

华北中部带是一条古元古代陆-陆碰撞带,沿此碰撞带华北东部陆块与西部陆块拼合形成统一克拉通基底。近期获得的地质、构造、地球化学和同位素资料显示,华北中部带是在位于东、西陆块之间的古大洋岩石圈向东部陆块下面俯冲所形成的大陆边缘弧或日本式岛弧基础上发展而成。在2550~2520Ma期间,俯冲致使中-下地壳发生部分熔融,导致大量花岗质岩浆上侵至地壳浅部层次,形成与绿岩伴生的花岗质侵入体。在2530~2520Ma期间,大洋岩石圈俯冲和脱水导致其上部的地幔楔发生部分熔融,熔浆喷出地表形成中部带内绿岩组合中的镁铁质-长英质火山岩。同时,广泛的镁铁质-长英质熔浆上侵导致一些弧后或弧间盆地在中部带内形成。在2520~2475Ma期间,大洋岩石圈俯冲导致下地壳进一步熔融,形成钙碱性花岗质岩浆,在中部带内形成大量TTG岩套。在元古宙期间,由于弧后盆地的进一步拉张,华北中部带内经历了2360Ma、~2250Ma、2110~21760Ma和~2050Ma等若干幕偏碱性花岗质岩浆活动.与此同时,在这些弧后盆地或弧间盆地形成一系列古元古代火山-沉积建造。在2150~1920Ma期间,可能由于大洋中脊的俯冲,华北中部带经历一次强烈的拉张事件...     

西藏南冈底斯带拢布村花岗岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及其成因

在一定条件下,花岗岩对于研究古大洋板块俯冲消减及陆-陆碰撞等板块演化过程具有重要的意义.拢布村花岗岩体位于西藏南冈底斯带中段,有关南冈底斯带花岗岩类形成年代仍存在不同认识.通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得拢布村花岗岩的形成年龄为157.0Ma±2.9Ma,表明南冈底斯带存在晚侏罗世岩浆活动.拢布村花岗岩富集Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,显示出岛弧岩浆岩的特征,指示晚侏罗世南冈底斯带存在新特提斯洋北向欧亚大陆的早期俯冲运动.研究表明,拢布村花岗岩为洋壳板块俯冲消减作用背景之下上覆地幔楔部分熔融的产物.     

豆荚状铬铁矿:古大洋岩石圈残片的重要证据

豆荚状铬铁矿为蛇绿岩的特征性矿产 ,保留了上地幔岩浆构造作用、高温变形以及岩石成因的重要信息。它们常见于方辉橄榄岩内 ,位于大洋岩石圈莫霍面下 1～ 2km的古深度范围内。豆荚状铬铁矿常被纯橄岩薄壳围限 ,保留特征的豆状、豆壳状等构造。豆荚状铬铁矿的TiO2 含量较低 ,铂族元素 (PGE)的分布模式显示特征的负斜率。普遍认为 ,豆荚状铬铁矿形成于部分熔融条件下 ,涉及原始地幔熔体与亏损地幔橄榄岩的相互作用 ,伴随复杂的岩浆混合及结晶过程。狭窄的上地幔岩浆通道或孔穴为豆荚状铬铁矿理想的堆积部位。超俯冲带 (弧后盆地、岛弧、弧前 )、大洋中脊、转换断层均可能是豆荚状铬铁矿形成的理想环境。其中 ,洋脊扩张模式及大洋上俯冲带模式较好地解释了豆荚状铬铁矿成因。对于经历高级变质及多期变形的华北大陆基底 ,豆荚状铬铁矿是研究古老蛇绿岩最直接而有效的地质标志 ,对于研究古大洋岩石圈增生过程 ,上地幔演化 ,探索早期板块构造意义重大。     

长江中下游中生代安山质火山岩记录的新元古代大洋板片-地幔相互作用

大陆弧安山岩的形成是大洋板片向大陆边缘之下俯冲的结果,但是在具体形成机制上存在很大争议.针对这个问题,对长江中下游地区中生代安山质火山岩及其伴生的玄武质和英安质火山岩进行了系统的岩石地球化学研究,结果对大陆弧安山质火成岩的成因提出了新的机制.分析表明,这些岩石形成于早白垩世,它们不仅表现出典型的岛弧型微量元素分布特征,而且具有高度富集的Sr-Nd-Hf同位素和高的放射成因Pb以及高的氧同位素组成.通过全岩和矿物地球化学成分变化检查发现,地壳混染和岩浆混合作用对其成分的富集特征贡献有限,而其岩浆源区含有丰富的俯冲地壳衍生物质才是其成分富集的根本原因.虽然这些火山岩的喷发年龄为中生代,但是其岩浆源区形成于新元古代早期的华夏洋壳俯冲对扬子克拉通边缘之下地幔楔的交代作用.大陆弧安山岩地幔源区中含有大量俯冲洋壳沉积物部分熔融产生的含水熔体,显著区别于大洋弧玄武岩的地幔源区,其中只含有少量俯冲洋壳来源的富水溶液和含水熔体.正是这些含水熔体交代上覆地幔楔橄榄岩,形成了不同程度富集的超镁铁质-镁铁质地幔源区.在早白垩纪时期,古太平洋俯冲过程的远弧后拉张导致中国东部岩石圈发生部分熔融,其中超镁铁质地幔源区熔融形成玄武质火山岩,镁铁质地幔源区则熔融形成安山质火山岩.因此,大陆弧安山岩成因与大洋弧玄武岩一样,可分为源区形成和源区熔融两个阶段,其中第一阶段对应于俯冲带壳幔相互作用.