大洋玄武质岩石元素间的线性关系及其应用

批式熔融是大洋玄武质岩石形成的主要机制之一。本文建立了批式熔融作用中元素间的线性关系模型,并应用于北秦岭宽坪群变玄武质岩石化学分析资料的研究,对变异图解、相关矩阵、源区成分计算和估计等问题作了讨论。给出了一些具体应用的方法。     

大洋玄武岩的三元混合特征及地幔的三元结构模式

本文综合分析了新生代大洋玄武岩的Pb,Sr,Nd同位素特征，并利用同位素混合方程，差别出大洋玄武岩均显示出很好的三元混合特征，提出了大洋地幔的三元结构模式。三个地幔端员成分分别代表了亏损地幔，高U/Pb比和高Th/Ph比地幔，富集地幔。修正了过去利用Sr-Nd负相关关系得出的二元地幔结构模式，作出了大洋玄武岩的Pb-Sr-Nd同位素相关图，并论证了Zindler等（1982）提出的“地幔面”是不存在的。本文还对部分岛孤及大陆玄武岩进行了讨论。     

柴北缘东段奥陶纪埃达克岩-富Nb玄武岩:对大陆深俯冲之前大洋俯冲及地壳增生的启示

在柴北缘东段识别出早古生代埃达克岩-富Nb玄武岩的火山岩组合。埃达克岩富Na₂O、贫K₂O,K₂O/Na₂O比值介于0.14~0.43之间;高Sr（614×10^-6~1043×10^-6）,但亏损Y（3.26×10^-6~14.1×10^-6）和Yb（0.33×10^-6~1.46×10^-6）,具有高的Sr/Y比值（44~282）;富集Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素及Cr、Ni、Co、V等相容元素。富Nb玄武岩富Na₂O、贫K₂O、高TiO₂,其Nb含量较高,介于16.9×10^-6~17.9×10^-6之间,具有高的Nb/Ta、Nb/U、（Nb/La）_N比值,同时富集高场强元素。埃达克岩锆石U-Pb定年得到453±4Ma和457±4Ma的结晶年龄。锆石ε_Hf（t）范围较大,介于3.40~13.23之间,对应的二阶段模式年龄t_DM2介于1059~566Ma之间,显示以新生物质为主的特征。综合研究表明柴北缘东段埃达克岩可能为岛弧环境下俯冲的南祁连大洋板片部分熔融的产物。板片来源的埃达克质熔体交代或与上覆地幔楔橄榄岩反应,导致被交代的地幔橄榄岩部分熔融而形成富Nb玄武质岩浆。柴北缘东段埃达克岩-富Nb玄武岩火山岩组合的厘定表明南祁连洋可能直到~455Ma之前并未完全闭合,同时表明俯冲大洋板片的部分熔融可能是柴北缘早古生代地壳增生的一种重要方式。     

大洋中脊、洋岛、岛弧玄武岩中橄榄石的对比研究

在岩浆结晶演化过程中,橄榄石是最早结晶的矿物之一,其化学成分不仅受到母岩浆成分的控制,而且还受到岩浆的结晶分异、部分熔融程度、压力、岩浆混合作用以及橄榄石与残余岩浆相互作用等因素的影响。学术界基本的认识是,橄榄石的成分主要与源区、分离结晶作用以及岩浆演化程度有关,是鉴别玄武岩是否为原始岩浆的重要证据,根据橄榄石的Fo值可以恢复岩浆是富镁还是富铁的。之前的学术界很少认为橄榄石与其形成的构造环境有关。本文在对全球大洋中脊玄武岩（MORB）、洋岛玄武岩（OIB）、岛弧玄武岩（IAB）中橄榄石主量元素特征进行了研究和对比后发现,橄榄石也有判断构造环境的功能,尤其OIB 橄榄石在许多元素含量上与MORB 和IAB 的橄榄石不同,可以通过Ni、P、Mg、Fe、K 和Mn等元素之间的关系进行较好的区分。目前的情况是,OIB 与IAB 中的橄榄石在某些情况下也能够区分开,但MORB 与IAB 中的橄榄石很难区分,这是需要进一步研究的。全球全体数据研究表明,OIB 的橄榄石富Ni是一个很重要的现象,本文认为,MORB 和IAB 来源于亏损的上地幔,故其橄榄石的Fo值高;OIB来源于富集的下地幔,可能Fe-Ni地核对OIB橄榄石化学成分有比较明显的影响,故导致OIB的橄榄石贫Fo和富Ni。     

大洋橄榄岩岩石学和地球化学研究的前沿信息

大洋橄榄岩和洋中脊玄武岩是地幔熔融和熔体萃取过程中的互补产物 ,地幔熔融和熔体萃取过程形成洋壳 ,因此大洋橄榄岩和洋中脊玄武岩的研究可提供这一过程的独立信息。通过大洋橄榄岩和洋中脊玄武岩的岩石学与地球化学研究 ,特别是痕量元素在熔融和熔体演化过程中地球化学行为的研究 ,对定量描述洋中脊下地幔熔融动力学和认识化学地球动力学模式是十分重要的。目前 ,大洋橄榄岩的研究 ,已成为岩石学研究的前沿领域之一。     

南极罗斯岛地区玄武岩中包裹体研究

南极罗斯岛玄武岩中分布着三种熔融包裹体(结晶质熔融包裹体、流体-熔融包裹体和玻璃质熔融包裹体)和CO_2流体包裹体。流体-熔融包裹体是一种新类型,它代表了从岩浆分异出热液的过程。本次研究中还发现了玄武岩浆的不混溶性,从而形成了富含K、Na和富含Fe、Mg的两种不同成分的岩浆。玄武岩中熔融包裹体的均一温度在1190—1350℃,其形成压力大于7.2—7.5 kbar。发现许多包裹体爆裂并有次生熔融包裹体形成,这证明玄武岩可能来自下地壳或上地幔。在这么深的地方形成的玄武岩浆分异出来的流体相主要是CO_2,而不是地壳中常见的H_2O,这对于了解上地幔、下地壳环境下可能存在的流体相方面有重要意义。     

海洋白冠的研究进展

描述了海洋白冠现象,论述了海洋白冠的研究对海气相互作用、海洋遥感、物质交换等研究的影响。还介绍了国内外对海洋白冠研究的历史和现状,同时指出对海洋白冠深入进行现场观测、经验分析和理论分析的必要性。     

云南省丽江-宾川地区二叠纪玄武岩地球化学特征及其构造背景研究

在峨眉山大火成岩省中,宾川-丽江地区的溢流玄武岩厚度最大,发育较为完整.该区岩石ω(SiO2)(36.72%～51.44%),微量元素中不相客元素如大离子亲石元素K,Rb,Cs,Ba,Th富集;高场强元素Ta,Nd,Hf,Zr以及LREE含量低.它们的岩石地球化学性质呈现递变性,富集轻稀土和大离子亲石元素,具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,为板内拉张玄武岩.通过对其进行岩石学和地球化学研究,系统分析该区玄武岩岩石地球化学及其岩浆活动特征.认为研究区玄武岩可划分为3个系列:高镁(ωMgO=12.3%～14.3%)、低镁(ωMgO=2.48%～7.53%)和过渡系列(ωMgO=10.4%～11.3%)火山岩.高镁系列玄武岩岩石接近原始岩浆的组成,岩浆源区可能为下地慢,形成深度大,源区地幔部分熔融比例小;低镁系列玄武岩受到较强的地壳混柒作用的影响,显示出富集岩石圈地幔或地壳物质的参与,形成深度浅,熔融比例较大,可能有地壳物质混染;过渡系列介于前两者之间.根据玄武岩大地构造环境判别图解,确定玄武岩形成于大陆拉张环境,与地幔柱活动有关.     

北祁连缝合带油葫芦沟玄武岩地球化学特征

对油葫芦沟蛇绿岩中玄武岩进行了地球化学研究, 以探讨其形成环境。油葫芦沟蛇绿岩中玄武岩的主量和微量元素具有低钾富钠的特征, 属低钾(拉斑)系列。玄武岩的球粒陨石标准化稀土元素分配模式图表现为近平坦型, 轻重稀土富集不明显, 属于亏损地幔(N型)。大离子亲石元素(LILE)Rb、K和Sr出现负异常, 高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Hf、Zr无负异常, 表现出大洋中脊幔源岩浆作用的特征。构造环境判别图显示, 油葫芦沟玄武岩属于典型的亏损型大洋中脊玄武岩(MORB)。研究结果表明油葫芦沟蛇绿岩中玄武岩为北祁连洋洋壳的组成部分, 北祁连洋在晚元古代—晚寒武世为典型的大洋中脊环境。      

峨眉山高钛玄武岩物源的不均一性研究

对二滩地区高钛玄武岩物源研究表明,该区岩石可分为高钛-1和高钛-2两种岩石类型。其反映了二滩高钛玄武岩浆物源的不均一性,这种不均一性主要表现在:1)微量元素Zr,Sr含量明显不同;2)部分熔融程度和熔融压力不同;3)岩浆的结晶分异不同;4)Pb同位素比值不同。这可能是深源地幔柱(来自核-幔边界或下地幔)在上升过程中携带的不同物质发生部分熔融所致。     

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。     

黑龙江省尚志地区新生代钾质玄武岩研究

尚志中新世富碱的钾质系列玄武岩为白榴霞石岩、橄榄霞石岩、霞石碧玄岩和橄榄碧玄岩。岩石中似长石矿物大量出现,霞石和白榴石可以共存。稀土元素和大离子不相容元素的特征表明形成白榴霞石岩、橄榄霞石岩、霞石岩碧玄岩和橄榄碧玄岩的地幔熔融程度越来越高。主元素和微量元素的模拟计算表明,霞石岩岩浆为上地幔岩2～4％的熔融,碧玄岩为上地幔橄榄岩5～8％的部分熔融;这些岩浆形成时的温压条件为:霞石岩的T=1410～1430℃,P=22～23×10~8Pa;碧玄岩的T=1380～1430℃,P=20～23.5×10~8Pa。     

多元统计在大洋玄武岩同位素端元识别中的应用

应用因子分析的方差最大旋转和非线性映射方法对海洋玄武岩Sr、Nd、Pb同位素数据在多维空间中的数据结构进行了分析。研究表明这些数据在多维空间中呈五角形结构,并对应5个地幔端元:大西洋中脊玄武岩(DMM),圣埃伦那(HIMU),鲸岛(EMI),萨摩亚岛(EMII)和DS(EMIII).其中DS(EMIII)是本文新识别出来的一个地幔端元,它可能是重新进入地幔的具有较高古老放射成因Pb的下地壳物质。     

云南东川奚家坪玄武岩的地球化学特征、成因及其地质意义

为了探讨云南东川地区奚家坪玄武岩的地球化学特征及其意义,本文以奚家坪玄武岩的地球化学分析数据为基础,在分析了其主微量和稀土元素的特征之后发现奚家坪玄武岩w(SiO2)为46.44%～49.56%,(K2O+Na2O)为2.6%～5.8%,在化学成分上属于钙碱性-低钾拉斑型过渡的岩石;其稀土元素的总量为80.98×10-6～102.77×10-6,LREE/HREE=0.78～1.11,表明在其形成过程中并没有发生过大规模的岩浆分异作用,因此化学成分基本可以反映出岩浆源区的化学组成特征。基于此,对奚家坪玄武岩其进行了源区性质、构造环境和可能的成因机制探讨,认为奚家坪玄武岩形成于拉张环境之中,很有可能是在昆阳裂谷形成初期形成,其岩浆来源于较富集的地幔源区,形成过程中几乎没有地壳物质参与。     

峨眉山玄武岩是弧后扩张的产物吗?

本文对峨眉山玄武岩产于弧后扩张环境的论点提出了质疑。主要论据是:(1)近年来的调查表明,与此相关的金沙江—哀牢山俯冲带(及甘孜—理塘俯冲带)在海西—印支期是向西而非向东消减的;(2)从峨眉山玄武岩的主要和微量元素成分中未探查出可靠的来自消减带的组分;(3)古地磁的观测结果说明,晚二叠世扬子地块位于南半球很靠近赤道的低纬地区,此后扬子地块即迅速向北漂移;(4)世界上绝大多数大陆溢流玄武岩的形成与消减过程无关。因此,作者认为,峨眉山玄武岩的成因与消减作用无明显关系,它的喷发很可能是由于古生代末扬子地块西缘及邻区的地幔区域性上涌,从而导致了有关陆块的破裂和分离。