新疆准噶尔盆地西北部二叠纪玄武岩浆作用流体介质条件:流体化学组成及碳同位素制约

准噶尔盆地西北部深层分布着大量的二叠纪玄武岩,其发育的流体介质条件缺乏系统研究。本文采用二叠纪玄武岩岩心样品,对基质中的流体化学组成和碳同位素组成进行分步加热质谱法分析,结果表明二叠纪玄武岩的流体组成中H_2O的含量极高(平均13789mm3.STP/g),次要组分为CO_2、O_2、H_2S和N2等,CO_2和CH_4的δ~(13)C值(分别为-28.9‰~-15.8‰和-36.8‰~-21.9‰)位于地壳与甲烷氧化来源组分的范围内;CH_4、C_2H_6、C_3H_8和C_4H_(10)等甲烷同系物的碳同位素组成随碳数增高总体具有正序分布特征,400~800℃温度段释出CH_4的δ~(13)C值(-25‰左右)明显重于200~400℃的(-35‰左右),部分样品400~800℃的CH_4-C_3H_8存在碳同位素反序分布的特征,显示幔源流体挥发份特征,其中混入大量的沉积有机质热裂解成因烃类气体,应为俯冲蚀变大洋板片的沉积物脱出流体挥发份。大量的H_2O指示岛弧俯冲的再循环流体的加入,甲烷氧化来源特征的CO_2和CH_4碳同位素组成揭示经历了长期的风化过程,表明相关岩浆作用后遭受长期的抬升。     

东昆仑夏日哈木镍铜硫化物矿床成矿岩浆条件:流体挥发份化学组成与碳同位素组成制约

夏日哈木镍铜硫化物矿床是我国东昆仑造山带新发现的全球岛弧环境最大的岩浆镍铜硫化物矿床。早泥盆世镁铁-超镁铁质成矿岩体中不同类型岩石的辉石中流体挥发份化学组成和碳同位素组成表明,流体挥发份总量较低,平均含量为888mm~3.STP/g(STP:标准温度和大气压)。流体挥发份组成以H_2O为主(48mol%),其次为H_2(26%)、CO_2(15%)和CO(5%)。H_2S含量从二辉橄榄岩(10mm~3/g)、橄榄辉石岩(18mm~3/g)到二辉辉石岩(28mm~3/g)逐渐增加,表明岩浆就位结晶演化过程中含硫组分的加入。CO_2的δ~(13)C值(-23.5‰~-5.0‰)位于地壳和地幔值范围之间。CH_4同系物碳同位素组成随碳数具有总体正序、局部反序的分布特征,显示大洋沉积有机质热裂解成因特征。夏日哈木成矿镁铁-超镁铁质岩体流体组分中较低的H2_O含量和较高的H_2含量表明,岩浆演化处于还原性挥发份条件,地幔岩浆源区存在俯冲洋壳沉积有机质,岩浆房围岩的混染和富S流体的加入可能是夏日哈木岩浆镍铜硫化物矿床硫饱和的主要机制。     

中国东部新生代碱性玄武岩中的流体组成及其碳,氧同位素地球化学特征

利用热分解质谱法测定了中国东部新生代碱性玄武岩中流体挥发分的组成,并对不同温度段释放出的ＣＯ２气体测定了Ｃ,Ｏ同位素值,流体组成和ＣＯ２的Ｃ,Ｏ同位素值表明中国东部上地幔源区的不均一性,与其中所含幔源岩捕体相比,碱性玄武岩浆发育在相对氧化的环境中,并有外来流体组分的加入。     

惰性气体同位素和卤素示踪成矿流体来源

本文简要地回顾了流体包裹体中He、Ar同位素以及Cl、Br和I在现代地壳流体和古成矿流体示踪研究方面的应用，认为利用流体包裹体中He、Ar同位素和Cl、Br、I可以有效地示踪地幔流体参与成矿的过程及其背景，有助于深入研究流体的热场和运移轨迹。     

腾冲和五大连池火山区流体地球化学特征及成因探讨

本文论述了腾冲和五大连池火山流体的物理状态、分布及地球化学特征。腾冲火山区分布的是高温地热流体,分布面积较大,水热活动强烈,气体喷逸作用强。而五大连池火山区分布的是低温流体,温度一般为２￣５℃,流体出露也较少。两个火山区的气体化学组成均以高ＣＯ２为特点,但腾冲火山区地热流体中Ｈ２和ＣＨ４含量较高,而且气体化学组成具有分区性特点。两个火山区流体状态、化学组成的差异与两个火山群的成因及所处大地构造环境     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷片钠铝石的碳氧同位素组成及流体来源探讨

作为胶结物或交代自生矿物,片钠铝石（分子式为NaAlCO3（OH）2）大量发育于海拉尔盆地乌尔逊凹陷下白垩统南屯组、大磨拐河组砂岩中.根据片钠铝石稳定同位素组成,探讨了片钠铝石中碳的来源.片钠铝石的δ^13C分布连续,其范围为-5.253‰～-1.210‰（PDB）,δ^18O分布范围为-24.896‰～-20.960‰（PDB）,考虑到海拉尔盆地探井中未钻遇碳酸盐地层,片钠铝石属岩浆成因碳酸盐范畴.结合与片钠铝石平衡的CO2的δ13C值,含片钠铝石井和幔源CO2气井分布相吻合且位于燕山期花岗岩或附近的深大断裂带上,认为海拉尔盆地乌尔逊凹陷岩浆活动-砂岩成岩（片钠铝石形成）-幔源CO2气成藏不论在物质成分上还是在时空上均具备较好的耦合关系,形成片钠铝石所需的CO2气为与燕山期岩浆作用有关的幔源CO2气,深大断裂是深部CO2气向上运移到浅部砂岩的主要通道,片钠铝石形成时因油气充注而介入少量生物成因碳.     

南海北部新生代火山岩微量元素与同位素体系特征研究

南海北部新生代火山岩由早期的钙碱性双峰式向晚期的碱性玄武岩和拉斑玄武岩演化，微量元素与同位素体系特征研究表明这种趋势与该地区边缘海的扩张过程相对应，在拉伸作用早期，岩浆来源于富集型岩石圈地幔，而在晚期则来源于亏损的软流圈地幔。     

双辽新生代玄武岩及地幔捕虏体内流体的组成、碳同位素特征及其来源

幔源玄武岩及地幔捕虏体中所含的地幔流体挥发分对于认识岩浆源区特征及岩石圈地幔演化具有重要意义。本文对东北地区双辽新生代玄武岩及其携带的地幔捕虏体中流体挥发分进行研究,探究地幔流体特征与来源。双辽玄武岩橄榄石斑晶和地幔捕虏体内发育早期、晚期两类流体包裹体,早期流体包裹体中的挥发分代表矿物形成时捕获的岩浆原始流体挥发分,主要在高温段(600~1200℃)释出,晚期流体包裹体中的挥发分代表矿物形成后捕获的交代或蚀变流体挥发分,主要在低温段(200~600℃)释出。地幔捕虏体原始流体挥发分主要为H_2O、CO和H_2,其次为CO_2,并含有少量CH_4等烃类。地幔捕虏体交代流体挥发分与双辽玄武岩橄榄石斑晶原始流体挥发分相似,主要为CO_2和H_2O,其次为CO和H_2,含有少量烃类。地幔捕虏体原始流体挥发分、交代流体挥发分及玄武岩橄榄石斑晶原始流体挥发分中,CO_2和烃类碳同位素均具有有机成因特征,表明岩石圈地幔及玄武岩岩浆源区内均存在有机质热解产物的混入,玄武岩岩浆源区及岩石圈地幔交代流体中的有机成因挥发分主要来自于俯冲太平洋板片之上的沉积有机质。双辽玄武岩斜长石斑晶和基质流体挥发分含量较高,主要为H_2O和CO_2,相对于橄榄石原始流体挥发分具有较轻的CO_2碳同位素组成,这种现象表明岩浆上升过程中发生了明显的脱气作用。     

若尔盖铀矿床碳同位素组成与∑CO2来源

本文分析了若尔盖铀矿床含铀热液中∑ＣＯ２，碳酸盐岩脱碳化成因的ＣＯ２，热解有机碳形成的ＣＯ２的碳同位素组成，并与岩浆源碳同位素组成进行上对比，结果表明，含铀热液中∑ＣＯ２的碳同位素组成与岩浆源碳同位素组成接近，说明含矿热液中∑ＣＯ２来源于岩浆，而不是地层岩石。     

腾冲新生代火山作用构造—岩浆类型的探讨——一种滞后型的弧火山

腾冲火山群是我国著名的新生代火山群之一。它共分4个喷发期,根据K—Ar同位素地质年龄测定,第一期为2.93Ma,第二期为0.81Ma,第三期为0.31Ma,第四期为0.13Ma。该火山群为典型的钙碱性系列玄武岩—安山岩—英安岩弧火山岩组合。它喷发于晚上新世—晚更新世,但这一时期腾冲地区已为大陆板内环境,它可能与K₂末怒江洋壳俯冲作用有关。因此,腾冲弧火山岩的形成至少在俯冲作用停止以后60Ma,属于一种新的火山作用类型——碰撞后弧火山或滞后型弧火山。     

西秦岭新生代高钾质玄武岩流体组成及其地幔动力学意义

西秦岭新生代高钾质玄武岩是认识大陆碰撞俯冲体制下地幔流体组成及深部动力学的岩石探针。本文采用分步加热质谱法测定了西秦岭高钾质玄武岩中斑晶及基质的流体化学组成和碳同位素组成,结果表明流体组分在200~400℃、400~800℃和800~1200℃阶段性释出,以H₂O为主,其次为CO₂和SO₂,并含有相对较高的He含量。从橄榄石斑晶到斜长石斑晶和基质H₂O和CO₂逐步升高。橄榄石斑晶流体挥发份主要释气峰温度(900~1200℃)明显高于中国东部地幔捕虏体及其它地区超镁铁质岩体中的橄榄石,流体组份以SO₂和CO₂等氧化性组份为主,其CO₂的δ¹³C值(-26.21‰~-20.85‰,平均-23.32‰)和CH₄的δ¹³C值(-42.35‰~-38.17‰,平均-40.03‰)低于基质的δ¹³C_CO2值(-16.43‰~-11.67‰,平均-13.22‰)和δ¹³C_CH4值(-44.22‰~-34.03‰,平均-39.70‰)。基质中CO₂和CH₄碳同位素组成具有机质热裂解特征。原始岩浆的流体挥发份主要为SO₂、N₂和CO₂,可能起源于较深的混杂地幔源区、演化于高f_O2的环境。流体挥发份化学和同位素组成表明高钾质玄武岩浆挥发份中存在地幔和地壳来源组分,幔源岩浆上升演化过程中可能加入了大量的H₂O和CO₂等,可能存在碳酸岩岩浆的混合或岩浆穿透区域碳酸盐地层的混染;其中的再循环壳源组分可能为古特提斯洋闭合俯冲或其后华北克拉通与扬子克拉通碰撞相关的再循环壳源沉积物脱出的流体组分。     

青藏高原及邻区新生代火山岩Sr-Nd-Pb同位素特征

笔者在综合分析最近十多年来的Sr、Nd、Pb同位素资料基础上,重点研究了青藏高原及邻区新生代火山岩岩浆源区在时空上的变化规律。结果表明:①冈底斯中段火山岩的岩浆源区逐渐从普通地幔向EMⅡ方向演化;西段晚期火山岩源区的演化方向为俯冲带壳幔混合源→造山带上地壳源→下地壳源。②西羌塘岩浆源区主要为不具富集或亏损的幔源物质;囊谦盆地、大理海东火山岩源区较深,为大洋型软流圈地幔+消减组分混合源;藏北羊湖、雄鹰台鲸鱼湖、西昆仑以及北羌塘巴毛穷宗火山岩的岩浆源区为EMⅡ;鱼鳞山超钾质火山岩为经历了大陆地壳物质强烈交代作用的EMⅡ型岩浆源区;西秦岭火山岩源于亏损地幔,腾冲新生代火山岩源区为受到地壳物质交代的EMⅡ。③西羌塘、可可西里、西昆仑和腾冲新生代火山岩具两种演化趋势——鱼鳞山、普鲁、雄鹰台鲸鱼湖岩区和腾冲火山群向EMⅡ方向演化,而泉水沟、黑石北湖、阿什库勒则分别沿0Ma的地幔上地壳混合线方向演化。④青藏高原及邻区新生代火山岩至少存在4种不同的岩浆源区。     

Heterogeneous mantle source and magma differentiation of quaternary arc-like volcanic rocks from Tengchong,SE margin of the Tibetan Plateau

The Tengchong volcanic field north of the Burma arc comprises numerous Quaternary volcanoes in the southeastern margin of the Tibetan Plateau. The volcanic rocks are grouped into four units (1–4) from the oldest to youngest. Units 1, 3 and 4 are composed of olivine trachybasalt, basaltic trachyandesite and trachyandesite, and Unit 2 consists of hornblende dacite. The rocks of Units 1, 3, and 4 form a generally alkaline suite in which the rocks plot along generally linear trends on Harker diagrams with only slight offset from unit to unit. They contain olivine phenocrysts with Fo values ranging from 65 to 85 mol% and have Cr-spinel with Cr# ranging from 23 to 35. All the rocks have chondrite-normalized REE patterns enriched in LREE and primitive mantle-normalized trace element patterns depleted in Ti, Nb and Ta, but they are rich in Th, Ti and P relative to typical arc volcanics. Despite minor crustal contamination, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.706–0.709), εNd values (−3.2 to −8.7), and εHf values (+4.8 to −6.4) indicate a highly heterogeneous mantle source. The Pb isotopic ratios of the lavas (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb = 18.02–18.30) clearly show an EMI-type mantle source. The underlying mantle source was previously modified by subduction of the Neo-Tethyan oceanic and Indian continental lithosphere. The present heterogeneous mantle source is interpreted to have formed by variable additions of fluids and sediments derived from the subducted Indian Oceanic lithosphere, probably the Ninety East Ridge. Magma generation and emplacement was facilitated by transtensional NS-trending strike-slip faulting.     

滇西腾冲曲石地区中更新世火山岩年龄及成因:SHRIMP锆石U-Pb定年和Hf同位素约束

本文报道了腾冲曲石地区英安岩测年结果和该区火山岩样品的地球化学特征。英安岩(TC7)的SHRIMP锆石UPb年龄为0.41±0.01Ma(MSWD=1.18),属于中更新世,是迄今在国内测得的最年轻的高精度锆石U-Pb年龄。该区的火山岩具有高钾钙碱性的特点,为一套粗面玄武岩-玄武粗安岩-粗安岩-粗面岩以及玄武岩-安山岩-英安岩岩石组合。岩石富集LILE、LREE,相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具有高的原始地幔标准化(Th/Nb)N比值(大于6)、低的Nb/La(小于1)和Nb/U比值(3~13),相对富集Zr,Zr/Y比值较高。这些地球化学特征明显区别于典型岛弧钙碱性火山岩。锆石Hf同位素分析结果显示εHf(t)值为-11.0~-1.5,变化较大;tDM1、tDM2分别为747~1115Ma、951~1437Ma,模式年龄远大于SHRIMP测定的锆石U-Pb年龄。腾冲火山岩喷发时该区属于大陆板内环境,该区火山岩与地壳混染的大陆玄武岩地球化学特征相类似,是幔源物质遭受壳源富集组分强烈混染的产物。     

华北克拉通中、新生代典型火山岩的岩石成因：Hf同位素新证据

本文首次报道了华北克拉通中、新生代典型火山岩（碱性玄武岩、拉斑玄武岩和高镁安山岩）的高精度Hf同位素数据。结果表明，这些中、新生代火山岩具有完全不同的Hf同位素组成，即具有很宽的εHf（t）（-18．4～9．6）变化范围，并和Nd同住素有很好的正相关性。其中新生代昌乐-临朐地区和晚白垩世碱锅（～105Ma）地区的碱性玄武岩具有高Hf同位素（εHf（t）=6．8～9．6）和高Nd同位素组成（εd（t）=0．4～4．9），表明其来源于亏损的软流圈，代表未分异无混染的原始岩浆组成；早白垩世方城（125Ma）碱性玄武岩和拉斑玄武岩具有极低的Hf同位素（εNd（t）=-15．6～-18．4）和低Nd同住素组成（εNd（t）=-12．8--4．4），代表了富集的大陆岩石圈地幔的Hf同位素组成；乌拉哈达（142Ma）地区的高镁安山岩具有较低的Hf同位素（εHf（t）=-2．1～-2．6）和低的Nd同位素组成，代表古老难熔的岩石圈地幔橄榄岩与俯冲的地壳物质相互作用的结果。玄武岩中较大的Hf同位素组成范围（εHf（t）／εNd（t）〉1）说明Hf同位素比Nd同位素具有更好的源区示踪结果。     

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。     

青藏高原北羌塘新生代火山岩中的麻粒岩捕虏体

北羌塘枕头崖地区新生代火山岩主要岩石类型为安山岩和英安岩类。其中,安山岩在一定程度上显示了埃达克质火山岩的特征,如高Sr(>1000×10-6)、Sr/Y>50以及低Yb(<2×10-6),表明其应源于榴辉岩相的青藏高原加厚陆壳中下部(>45km深度)。而英安岩类富集LILE,如Rb、Ba、Th、U和K等,亏损HFSE,如Ti、Nb、Ta和Sr等,尤其是Sr显著亏损,表明其应源于斜长石稳定的麻粒岩相源区。该区新生代安山岩和英安岩中麻粒岩捕虏体可分为两种类型,即二辉石麻粒岩和单斜辉石麻粒岩。二辉石麻粒岩平衡温度为783~818℃,单斜辉石麻粒岩形成压力在0·845~0·858GPa之间,来源深度约为27·9~28·3km,表明它们是来自青藏高原加厚陆壳中部的岩石样品,代表了本区英安岩类火山岩的源区物质组成。