青藏高原西南部查孜地区中新世钾质火山岩地球化学及其成因

通常认为青藏高原的钾质-超钾质火山岩的形成多与地幔有着紧密的联系,然而最近对青藏高原的一些钾质-超钾质火山岩的研究显示一些钾质火山岩也可以起源于下地壳.青藏高原西南部查孜地区中新世火山岩是形成于13～11 Ma左右的一套钾质-超钾质岩石,根据岩石化学组成将其分为中基性火山岩组、中性火山岩组和流纹质火山岩.其中中基性火山岩组可能源于一个富含金云母的富集地幔源区;中性火山岩组可能是富钾的镁铁质下地壳部分熔融的产物;流纹质火山岩可能是拉萨地块在中新世时期的伸展构造运动而导致中上地壳因减压而发生部分熔融的产物.结合查孜地区及其邻近火山岩的年龄、化学组成以及岩浆组合,初步认为查孜地区火山岩可能与高原在中新世发生伸展活动而产生的南北向地堑系统有关.     

囊谦盆地新生代钾质火山岩成因岩石学研究

囊谦新生代钾质火山岩形成于碰撞后的板内构造环境,基性、中性和中酸性熔岩之间不存在分异和演化的关系,它们地球化学性质上的差异是源区部分熔融程度不同所致;钾质岩浆形成于50～80 km深处的富集交代地幔.横断山地区一些拉分盆地中火山岩源区的部分熔融可能与来自软流圈小而分散的上涌体的底侵有关.大型走滑断裂带的强烈活动为熔体的快速上升提供了通道.     

珂吾拉勒山西段下二叠统钾质基性火山岩的地球化学特征

阿吾拉勒山位于中国新疆伊犁地区,是中亚造山带的重要组成部分。本文对阿吾拉勒山西段琼布拉克、卡查可让和托巴斯萨依等地出露的下二叠统基性火山岩的主元素、微量元素和同位素地球化学特征进行了研究。阿吾拉勒山西段琼布拉克、卡查可让、托巴斯萨依等地出露的基性火山岩为钾质基性火山岩（属橄榄玄粗岩系的橄辉玄粗岩）,其镁铁指数从23．3变化到64．1,表明它们经历了相当程度的分异演化;微量元素地球化学特征显示,该类钾质基性火山岩形成于后碰撞弧环境,暗示该地区在早二叠世地球动力学性质由挤压转换为伸展。La／Yb和Nb／Y比值显示,由于源区受到与俯冲有关的流体交代影响,岩石明显富集大离子亲石元素并亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素。微量元素地球化学特征还显示,该类钾质基性火山岩的源区除了含有尖晶石、辉石、橄榄石和少量的石榴子石外,还含有一定数量的角闪石或金云母等含水矿物,该类岩石原始岩浆形成于深度大于70km的尖晶石橄榄岩与石榴子石橄榄岩的过渡区;微量元素地球化学特征显示,阿吾拉勒山西段南北两地钾质基性火山岩的源区组成有明显差异：南部的托巴斯萨依钾质基性火山岩较北部的卡查可让和琼布拉克钾质基性火山岩的源区更加富水,受到俯冲物质的影响更强烈,但源区石榴子石含量相对较少;同位素地球化学特征也显示,琼布拉克和卡查可让等地的钾质基性火山岩sNd（f）值比托巴斯萨依的钾质基性火山岩更低,（87Sr／86Sr）i比值比托巴斯萨依的钾质基性火山岩略高,暗示它们源区的富集程度更高,也表明托巴斯萨依的钾质基性火山岩受软流圈的影响更为强烈。     

藏东类乌齐地区古近纪钾质火山岩的发现及特征

古近纪业阿供组火山岩分布于西藏东部类乌齐镇业阿供村,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为30.54±0.8Ma,岩石具有高碱、低Ti的特征,在SiO2-K2O图解中位于钾质岩区,属于碱性钾质岩。岩石地球化学特征表明,业阿供组钾质火山岩很可能源于古俯冲流体交代的富集地幔源区经过部分熔融作用,形成于碰撞后的板内构造环境。     

青藏高原高Mg^#和低Mg^#两类钾质-超钾质火山岩及其源区性质

通过对青藏高原碰撞后钾质-超钾质火山岩的对比分析,提出青藏高原存在羌塘-芒康-滇西（44～28Ma）和冈底斯（25～12Ma）两条高Mg^#钾质-超钾质火山岩带,而可可西里、西昆仑-东昆仑的新生代火山岩则为低Mg^#钾质火山岩.高Mg^#钾质-超钾质火山岩的化学成分均相对高镁低铁和贫钛,微量元素组成以具有类似岛弧火山岩的K/Nb、K/La、Rb/Nb、Pb/La、Ba/La等比值为特征.低Mg^#钾质-超钾质火山岩相对富铁贫镁和高钛,上述元素比值小于岛弧火山岩,大于和近似于洋岛玄武岩,指示岩浆源区富集组分有软流圈流体的贡献.羌塘-芒康的高Mg^#高钾钙碱性和高Mg^#钾玄岩系列指示高原中部受到陆内俯冲作用的影响;30Ma前俯冲板片断离,软流圈上涌,富集岩石圈地幔熔融形成羌塘低Mg^#过碱性钾质-超钾质系列.综合地球物理资料,提出青藏高原在印度大陆岩石圈的强力楔入下,高原内部软流圈物质沿欧亚岩石圈地幔俯冲板片的顶部向北东和南东挤出,使上覆岩石圈地幔发生剪切破裂,形成一系列串珠状高速体与低速体的相间分布,并随时间不断向北扩展.这也是阿尔金和滇西走滑系的深部动力源.正是软流圈与岩石圈的这种相互作用形成了可可西里和西昆仑-东昆仑低Mg^#钾玄质火山岩的软流圈-岩石圈地幔的混源特征.藏南高Mg^#超钾质岩浆源区的显著幔壳混合特征则可能来自印度大陆岩石圈俯冲作用的影响.     

拉萨地块西段中新世赛利普超钾质火山岩富集地幔源区和岩石成因:Li同位素制约

作为一种“非传统稳定同位素”,锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点之一.文章成功应用锂同位素对青藏高原西南部赛利普超钾质火山岩进行了示范研究.研究表明,赛利普超钾质火出岩的w(Li)为11.2×10-6～22.9× 10-6,同位素组成δ7Li为1.2‰～+3.5‰,平均值为0 2‰,与平均上地壳的相当.超钾质火山岩的锂同位素组成与岩浆结晶分异程度参数之间不存在任何相关性,这表明在超钾质火山岩结晶分异过程中没有发生明显的锂同位素分馏,锂同位素组成特征反映了其形成时的源区特征.超钾质火山岩的锂同位素组成变化范围达4.7‰,并且与pb-Sr-Nd同位素和岩浆结晶分异参数之间亦无任何相关性,表明锂同位素异常可能反映了不均匀源区岩石特征.通过计算模拟以及与前人的类似研究成果进行对比,笔者认为俯冲印度地壳而不是特提斯洋壳(包括沉积物)的流体/熔体参与了超钾质火山岩的源区富集,并在此基础上提出了超钾质火山岩成因模式.     

大兴安岭中生代火山活动构造背景

大兴安岭中生代火山岩主要为高钾粗面质火山岩, 属于一套碱质含量比较高的钙碱性火山岩系, 随时间从酸性向中基性方向演化。其元素地球化学特征和Sr、 Nd 同位素组成揭示火山岩具有壳源和幔源两部分源区特点, 玄武质岩石来源于相对未亏损的地幔, 中酸性火山岩则成因于地壳物质的混染或下地壳的重熔作用, 暗示火山岩的形成与陆内深部软流体上涌引起的壳幔相互作用有关。 此外, 本文还从火山活动中心的迁移,以及东邻洋陆板块之间的相互运动角度,阐述了大兴安岭中生代火山活动与大洋板块的俯冲作用无直接联系。     

青藏高原北部黑石北湖新生代钾质火山岩的成因

昆仑岩带新生代钾质火山活动是青藏高原北缘深部动力学过程的重要记录。有关岩浆源区的性质和岩浆产生的机制一直存在较大的认识分歧。阐述了昆仑岩带黑石北湖钾质火山岩的岩石学和地球化学特征,并与西昆仑康西瓦和泉水沟新生代火山岩进行了成因对比分析。研究表明,昆仑火山岩带玄武质岩石的K2O和Na2O含量变化较大,从钠质过渡到钾质,硅碱图显示玄武质初始岩浆向钾质安粗岩方向演化。黑石北湖火山岩的高场强元素和Sr、Nd同位素组成显示岩浆源区具有EMⅡ的性质。岩石LREE的强烈富集和HREE的强烈分馏指示岩浆来自富集型含石榴子石地幔源区。不相容元素K/Nb、Ba/La等比值具有岛弧火山岩与OIB型玄武岩的过渡特征,指示源区为曾遭受软流圈流（熔）体交代的古俯冲地幔楔。     

青藏高原北羌塘榴辉岩质下地质及富集型地幔源区——来自新生代火山岩的岩石地球化学证据

利用岩石地球化学的方法，研究了北羌塘新生代火山岩，结果表明，北羌塘第三纪火山岩可区分为碱性（钾玄岩质）和高钾钙碱两套不同的火山岩组合，它们分别起源于一个特殊的，不均一的富集型上地幔和一个加厚陆壳的榴辉岩质下地壳，由于青藏陆块之下软流层物质的上涌而形成幔源碱性岩浆活动，而幔源岩浆在Mobo面的底侵作用又为下地壳中酸性高钾钙碱系列火山岩的起源提供了热动力条件，该区两套不同系列和源区类型的火山岩正是在这种特殊的构造环境中形成。     

大兴安岭根河岩区晚侏罗世火山岩特征及构造环境探讨

大兴安岭根河岩区晚侏罗世火山岩岩石类型主要为火山熔岩及火山碎屑岩.据岩石化学成分火山岩可划分为流纹质、安山质、英安质及粗面质几种类型,并属高钾钙碱性系列.岩石化学、地球化学显示岩浆主要来源于下地壳,并有幔源物质参与;岩石具火山弧的特点,形成于整体挤压大陆边缘并靠近板内一侧的构造环境.     

山东汤头盆地钾质及钠质火山岩的年代学与地球化学:对华北克拉通岩石圈减薄的启示

山东汤头盆地位于沂沭断裂带南段,盆地内广泛发育以粗安质岩石为主体的晚中生代火山岩,这套岩石主要可归为碱性系列,按化学组成可进一步区分为钾质和钠质二种类型。钾质火山岩的主要岩性为黑云母粗安质火山碎屑岩和潜火山岩,钠质火山岩主要为辉石粗安质潜火山岩,其中钾质火山岩是盆地内火山岩的主体。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得钾质和钠质火山岩的成岩年龄分别为124.0±1.3Ma和106.4±4.0Ma,表明钠质火山岩较钾质火山岩形成晚。在化学组成上,钾质火山岩较钠质火山岩全碱含量更高,二者的K2O+Na2O含量分别为11.02%～11.37%和8.75%～8.93%。它们均富轻稀土和大离子亲石元素,但钾质火山岩较钠质火山岩稀土总量更高,且更富轻稀土,二者的∑REE值分别为360.1×10-6～417.0×10-6和232.3×10-6～291.0×10-6,(La/Yb)N比值分别为62.02～64.66和40.32～40.52。钾质火山岩的Cs、Rb、Ba、Th、U、Pb等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素均较钠质火山岩富集,但Sr、Ti的含量偏低。钾质与钠质火山岩均具有富集的Sr-Nd同位素组成特征,但钠质火山岩的ISr值偏低、而εNd(t)值偏高,二者的ISr和εNd(t)值分别为0.7107～0.7119和-15.48～-16.96,以及0.7098和-10.03。元素和Sr-Nd同位素组成的系统分析表明浅部地壳混染对火山岩地球化学特征未产生显著影响,二类火山岩地球化学特征的变异应主要受控于岩浆源区组成的不同,而不是岩浆演化过程的差异所致。二元混合模拟指示二类火山岩均最可能起源因华北克拉通下地壳拆沉而形成的富集地幔的熔融,但钠质火山岩源区含有较高比例的亏损软流圈地幔组分。根据对火山岩地质与地球化学特征的综合分析,表明郯庐断裂持续的引张促使岩石圈减薄,并诱发深部软流圈熔体上涌,这一上涌的软流圈熔体随后又与原先富集的岩石圈地幔混合,从而导致晚期的钠质火山岩源区中含有较高的亏损软流圈地幔组分。火山岩成分由钾质向钠质演化,是软流圈地幔上涌并置换原有岩石圈地幔,最终导致华北克拉通减薄的直接响应。     

青藏高原西部措勤县中新世布嘎寺组钾质火山岩成因

通常认为青藏高原新生代钾质、超钾质岩浆源于地幔,但最近的一些研究显示一些钾质火山岩也可以起源于下地壳.青藏高原西部措勤县中新世布嘎寺组火山岩是一套钾质到超钾质的岩石,根据化学组成可以将它们分成中酸性和中基性两组火山岩,它们都属于钾玄岩系列.其中中酸性组火山岩具有一些类似于埃达克质熔体的成分特征,它们可能是拉萨地块下地壳相对富钾的镁铁质物质部分熔融的产物;中基性组火山岩可能起源于一个含金云母的地幔源区,或者是来自该地幔的基性岩浆的分异产物.对中酸性组火山岩高精度的氩-氩同位素定年获得其坪年龄为15.5Ma,证实布嘎寺组火山岩喷发在晚中新世.结合布嘎寺组火山岩的年龄、化学组成和区域构造以及岩浆组合,我们初步认为布嘎寺组火山岩可能与15～20Ma左右构造伸展活动产生的南北向地堑系统有关.     

冈底斯中段林子宗火山岩岩石地球化学特征

广泛发育在冈底斯岩浆岩带中的林子宗火山岩及其与下伏地层间的区域不整合提供了印度-亚洲大陆碰撞的重要证据.谢通门地区的林子宗火山岩早期以中基性-中性岩为主,夹少量流纹质凝灰岩,晚期以流纹质火山岩为主.岩石学和地球化学研究表明,这套火山岩早期以钙碱性为主,带有较多陆缘火山岩特征,中期开始出现标志陆内活动的钾玄岩,晚期更多地显示了加厚陆壳条件下火山岩的特点,记录了由新特提斯俯冲消减末期过渡到印度-亚洲大陆碰撞的信息.中基性岩浆来源于俯冲带的地幔源区,长英质岩浆形成于加厚地壳的部分熔融.结合区域同位素年龄资料,可以认为林子宗火山岩中高钾流纹质火山岩是印度-亚洲大陆碰撞阶段陆壳缩短加压升温引起部分熔融的产物.     

宁芜盆地娘娘山组钾质火山岩的岩相学和矿物学特征及其地质意义

宁芜盆地娘娘山组钾质火山岩为盆地内中生代最晚期火山喷发形成的火山岩,其矿物成分中钾长石主要为透长石;辉石均为透辉石;黑云母为镁质黑云母,黑云母结晶温度为650℃～750℃,氧逸度(logfo2)约为-12～-10。这些矿物的化学特征与庐枞钾质火山岩中矿物的化学特征非常接近,综合其全岩地球化学、同位素年龄数据,表明娘娘山组钾质火山岩形成于造山后的构造环境。对黑云母的成分分析表明其岩浆来源较深,应为幔源岩浆分异演化的产物,并推测与地壳发生了较弱的同化混染作用,同时娘娘山组钾质火山岩的岩相学和矿物化学特征揭示了其岩浆演化的过程。     

钾质火山岩的成因研究

主要概括了三类超钾质火山岩的成因和大地构造背景,指明在不同地点和同一地点的超钾质岩之间存在着显著的成分差异。这些岩石各自对应着不同的源区条件和成分。根据实验结果,概括了超钾质岩源区的矿物组成和形成条件：钾镁煌斑岩类形成于先期亏损而又被再次强烈交代而富集的金云母方辉橄榄岩源区,具有富水的挥发份,在大多数情况下是强还原的,同类岩浆硅含量的不同可能是在不同的深度上部分熔融造成的,含金刚石的橄榄钾镁煌斑岩的起源深度最大;钾霞橄黄长岩形成于富单斜辉石和金云母的源区,具有富ＣＯ２的挥发份和较氧化条件;第三类超钾质岩形成于相对富集的尖晶石橄榄岩源区,也含有丰富的单斜辉石和金云母。超钾质岩液相线矿物组合与含金云母二辉橄榄岩组合不相吻合,结合辉石岩的熔融实验,表明含金云母方辉橄榄岩组合和富金云母、辉石的源区组合可能在超钾质岩的成因方面也起着重要的作用。最近的实验结果表明,近固相线的矿物组合更能代表源区的组合。大部分超钾质岩形成于深度大于１００ｋｍ的上地幔内。与之有关的地幔交代作用的氧逸度与ＦＭＱ缓冲剂相当,交代介质为低密度的流体和熔体。因压力和挥发份组成的不同而造成源区不同矿物稳定性的差异,从而最终影响了所形成的熔体成分。最?     

西藏高原西北缘钾质火山岩地球化学特征及其地质涵义

西藏高原西北缘钾质火山岩属橄榄玄粗岩(shoshonite)系列。其K-Ar同位素年龄变化于0.28~7.79Ma,属中新世末—更新世;其K2O/Na2O几乎均>1,Mg#值有较宽的范围(从0.51~0.64),且具有较低的Cr,Ni含量(均≤326×10-6)。它们代表着经历了不同程度分异演化的岩浆结晶产物。研究区钾质火山岩(shoshon-ites)以高度富集LREE和LILE(K,Rb,Sr,Ba,Th)以及高度亏损HREE和HFSE(Nb,Ta,Zr,Hf,Ti)等元素为特征。(La/Yb)n高达29.82~84.94。钾质火山岩对球粒陨石标准化的REE配分型式均为向右陡倾的LREE富集型。对原始地幔标准化的痕量元素蛛网图均具有明显的Nb,Ta,Ti负异常。钾质火山岩具有较高的87Sr/86Sr(0.707755~0.710426)和较低的143Nd/144Nd(0.51196~0.512439)比值。上述特征表明这些火山岩来源于富集的地幔源区。钾质火山岩较高的Ba/Nb比值(40.84~97.28)、较高的Th/Ta及Ce/Yb比值(131~366)、和较低的Nb/Y比值(0.9~3.3),结合Th/Yb-Ta/Yb及(Th×100)/Zr-(Nb×100)/Zr判别图,提示了它们也形成于活动大陆边缘,但与其伴生的钙碱性火山岩为早期与俯冲作用有关的火山岩,而钾质火山岩则为晚期岩石圈拆沉作用的产物。     

长江源区新生代火山岩的系列及成因

长江源区的新生代火山岩系包括高钾钙碱性系列和钾玄岩系列.高钾钙碱性火山岩形成于始新世, 钾玄岩系列火山岩形成于中、上新世.总体而言, 该区火山岩富碱高钾, 富集大离子亲石元素, 稀土元素含量高且轻稀土相对富集.相对而言, 高钾钙碱性火山岩富集SiO₂、Al₂O₃, 无负Eu异常, 属于壳源岩浆系列, 其原始岩浆由加厚陆壳的榴辉岩质下地壳经部分熔融产生.钾玄岩系列火山岩富集K₂ O、TiO₂、P₂ O₅、MgO、FeO, ∑REE、HFSE、I_Sr值均较高, 弱负Eu异常, 属于幔源岩浆系列, 其原始岩浆由EMⅡ型富集地幔的部分熔融生成.2个系列的火山岩均是大陆碰撞造山后期岩浆作用的产物.始新世以来, 随着该区由碰撞、挤压作用发展到出现走滑, 应力环境由挤压转变为张性, 导致依次喷发高钾钙碱性火山岩和钾玄岩系列火山岩.      

青藏高原新生代两类超钾质岩石的成因——实验岩石学和地球化学约束

青藏高原分布有羌塘—囊谦—滇西和冈底斯两条新生代钾质-超钾质火山岩带。羌塘—囊谦—滇西超钾质岩浆活动的峰值时间为40～30Ma,主体岩石具有Ⅰ型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征;30～24Ma期间羌塘中、西部出现Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,主体岩石以贫SiO2、高CaO、Al2O3和低MgO/CaO为特征。冈底斯新生代超钾质火山岩也显示I型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征,其形成时间为25～12Ma。综合超钾质岩石的实验资料,可知区内I型超钾质岩的源区以富硅、富钾流(熔)体交代形成的金云母方辉橄榄岩为主;Ⅲ型钾质-超钾质岩浆源区则以斜辉橄榄岩地幔为主。囊谦—滇西Ⅰ型超钾质岩带空间上严格受红河走滑构造带所控制,40～28Ma出现I型超钾质岩浆活动,16Ma转变为OIB型钾质火山岩。岩浆源区从岩石圈地幔向软流圈演变,暗示大型走滑断裂引起的岩石圈地幔减薄和软流圈上涌是导致交代岩石圈地幔金云母分解熔融产生区内I型超钾质岩浆的主控因素。羌塘中部35～34Ma有软流圈来源为主的钠质碱性玄武岩岩浆的喷发,30～24Ma转变为以岩石圈地幔为主要来源的Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,岩浆源区从软流圈向岩石圈迁移,指示软流圈上涌伴随的富CO2流(熔)体活动是导致古交代岩石圈地幔升温熔融产生Ⅲ型钾质-超钾质岩浆的主控因素,软流圈上涌可能是俯冲板片断离或岩石圈地幔拆沉作用的结果。     

羌塘错尼地区新生代火山岩研究

同位素年代学、岩石学、矿物化学和岩石地球化学特征研究表明,羌塘错尼地区火山岩可以划分为3套岩石组合：①高钾钙碱性火山岩(44Ma～38Ma);②钾玄岩质火山岩;③强碱性火山岩(34Ma～19Ma)。3套火山岩均是大陆碰撞造山后期岩浆作用的产物,始新世以来,随着该区由碰撞、挤压作用发展到出现走滑,应力环境由挤压转变为张性,导致依次喷发高钾钙碱性火山岩、钾玄岩质火山岩和强碱性火山岩。强碱性火山岩的地球化学特征暗示了岩浆源区受到过地幔流体的强烈交代作用。     

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.