海南岛晚新生代石山组橄榄玄武岩的地幔源区组成及动力学机制

南海北部边缘新生代玄武岩广泛分布,分布于海南岛北部的全新世早期石山组玄武岩,岩石组成为碱性橄榄玄武岩,其中可见较大颗粒的橄榄石斑晶,橄榄石斑晶具有较高的Fo值(82.8～83.5)和Ni含量(0.14%～0.20%)。橄榄玄武岩的微量元素及同位素组成与洋岛玄武岩(OIB)高度吻合,富集大离子亲石元素Rb、Ba和轻稀土元素,同时富集高场强元素Nb、Ta、Zr和Hf。矿物组成及主微量元素特征指示其源区为含石榴子石辉石岩源区,经历了较低程度的部分熔融(约5%)。此外,石山组橄榄玄武岩具有基本一致的Sr-Nd-Pb同位素组成,表明岩浆在上升过程中没有明显的地壳物质的混染,但是相比正常洋中脊玄武岩(MORB),石山组橄榄玄武岩具有较高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值,较低的ε_Nd(t)值,以及较高的²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb(15.639～15.643)和²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb(38.977～38.996)比值,说明其源区为亏损地幔(DM)和富集地幔端元(...     

广西涠洲岛晚新生代玄武岩地幔源区及岩浆成因

涠洲岛作为我国最年轻的第四纪火山岩岛,其火山活动表现出多期、多旋回和多喷发中心的特征,但其地幔源区特征和岩浆成因依然存在争议。本文对涠洲岛玄武岩开展了详细的矿物学和全岩主、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素研究,以揭示其地幔源区特征和岩浆成因。涠洲岛玄武岩主要为碱性玄武岩,在岩浆上升过程,几乎未受到地壳物质的混染,经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。轻稀土（LREE）富集、重稀土（HREE）亏损,轻、重稀土强烈分馏（（La/Yb）_N=14.42~28.64）,Nb、Ta明显正异常,显示出与洋岛玄武岩（OIB）相似的微量元素和Sr-Nd-Pb同位素特征。Sr-Nd-Pb同位素比值变化较均一,且呈现出亏损地幔端元（DM）与富集地幔端元（EM2）的二元混合趋势。其中,EM2端元可能源于海南地幔柱。Sr/Sr^*（1.21~2.36）和Eu/Eu^*（1.01~1.11）正异常,指示源区存在再循环辉长岩洋壳组分。结合已有的地震层析成像结果和岩石地球化学数据,得出南海及周缘地区的晚新生代玄武岩的形成受控于海南地幔柱。伴随着海南地幔柱的上升,再循环的辉长岩洋壳经部分熔融与地幔橄榄岩反应生成石榴石辉石岩（贫硅辉石岩）,石榴石辉石岩和未反应的地幔橄榄岩混合部分熔融形成涠洲岛玄武岩。

     

山西繁峙新生代玄武岩地幔源区及成因探讨:元素及Sr-Nd-Pb-Hf同位素地球化学证据

山西省繁峙玄武岩位于华北克拉通重力梯度带附近,是华北克拉通中部新生代玄武岩重要组成部分。前人全岩K-Ar测年结果为26.3~24.3Ma。对繁峙地区苏孟庄和应县两地玄武岩的地球化学特征研究表明,其微量元素和同位素均具有类OIB特征,即富集不相容元素,轻、重稀土元素分馏明显((La/Yb)N=8.42~21.60),不存在Sr、Eu负异常,Sr同位素比值(87Sr/86Sr=0.703848~0.704870)较低,Nd(143Nd/144Nd=0.512617~0.513057)和Hf(176Hf/177Hf=0.282873~0.283001)同位素比值较高,Pb同位素比值分别为206Pb/204Pb=17.2~17.9,207Pb/204Pb=15.3~15.4和208Pb/204Pb=37.5~37.9。结合岩相学特征和主量元素特征,我们推断繁峙新生代玄武岩是软流圈低程度部分熔融结果,并存在岩石圈物质的加入,岩浆上升时在岩石圈地幔条件下的岩浆房内经历了以橄榄石、单斜辉石为主的分离结晶作用,岩浆因快速上升而地壳混染程度甚低。苏孟庄碱性玄武岩具有较深的熔融深度和较低的熔融程度,而应县亚碱性玄武岩熔融深度较浅,熔融程度较高。结合重力梯度带附近其他地区的新生代玄武岩的研究,我们推测重力梯度带附近新生代的火山活动可能起源于西部软流圈地幔向东流动越过重力梯度带时的减压部分熔融,该地区广泛分布的断裂带为岩浆上涌提供了通道。本文为中国东部新生代玄武质火山活动的岩石成因学研究提供了新的视角。     

地幔Sr-Nd-Pb同位素演化的综合模型与n维同位素空间 “地幔面”的地质意义

在n维的Sr-Nd-Pb同位素空间中,几乎所有的大洋中脊玄武岩（MORB）和洋岛玄武岩（OIB）都落在一个虚拟平面上,被称为“地幔面（mantle plane）”。“地幔面”描述了大部分玄武岩的同位素地球化学特征,是最重要的、也是最早提出的地幔动力学演化特征之一,但是长期以来关于“地幔面”的内涵和意义并不清楚。本文通过一个综合模型,反演受岩浆作用控制的地幔微量元素（包括各种同位素母体元素）分异、Sr—Nd—Pb同位素演化,并推导出地幔Sr-Nd-Pb同位素演化的二元参数方程形式。模型表明,通过部分熔融向地壳输出相对富硅、富碱的物质成分,是地幔长期演化的主要特点,这个过程受到两个参数一部分融融程度（F）和岩浆分离的时间（t）-的控制,即n维参数可化为2维,因此在n维同位素空间出现“地幔面”的特征。壳源物资循环,能够使局部地幔偏离“地幔面”,就地幔总体统计特征而言,地壳混染的比例很低,不同的统计数据显示大约1％～6％的系统偏差,即可能的地壳混染程度;进一步模拟,可能作出更加精确的估算。     

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。     

赣南中侏罗世玄武岩的Pb-Nd-Sr同位素地球化学研究：中生代地幔源区特征及构造意义

赣南龙南—寻邬地区余田群菖蒲组底部的玄武岩形成于中侏罗世(172．6～175．6Ma)，其Pb，Nd，Sr同位素组成的特征为：富放射性成因铅((^206Ph／^206Ph)i=17．872～18．653，(^207Pb／^204Pb)i=15．434～16．131，(^208pb／^204pb)i=37．837～39．194)，中等的εNd(t)(-0．4～+1．1，平均值为0．1)及较高的ISr(0．70835～0．71115)。玄武岩在Ph-Ph图解上均投影于NHRL上方，A7／4Pb值为0．19—61．7(平均值为22．1)，AS／4Pb值为59．2～101．5(平均值为71．03)，△Sr值为80．0～111．5(平均值为91．5)，表明存在典型的Dupal同位素异常。根据Sr-Nd，Sr-Ph，Nd-Pb和Pb-Pb相关特征，判明赣南玄武岩是由亏损地幔端元(DMM)和EMⅡ型富集地幔端元在源区混合形成的。按Sr-Nd双变量二元混合模型计算得出源区物质中亏损地幔端元和EMⅡ富集地幔端元所占份额分别为58％～64％和42％～36％。赣南地区呈东西向展布的中侏罗世双峰式火山岩带反映了华南板块内部在燕山早期发生的一起重要伸展构造事件。根据Ph-Nd-Sr同位素地球化学及构造特征，推测赣南中生代地幔源区中的EMⅡ富集地幔端元组分可能源自冈瓦纳古陆。     

中国东部新生代玄武岩的地球化学──Ⅰ．主元素和微量元素组成：岩石成因及源区特征

所研究的玄武岩包括拉斑玄武岩、碱性玄武岩、苦橄粗玄岩和钾质玄武岩。主元素和微量元素的组成变化表明，中国东部玄武岩既是不同深度地幔部分熔融的产物，又经历了岩浆结晶分异作用。强不相容元素比值的变化特征显然与岩石圈地幔交代作用有关。软流圈地幔的上涌并导致上覆不均一的岩石圈地幔的部分熔融是形成中国东部新生代玄武岩的主要机制。     

渤海湾盆地新生代玄武岩成因——地球化学和Sr-Nd-Hf-Pb同位素证据

渤海湾盆地新生代玄武岩是华北克拉通东北部新生代玄武岩的重要组成部分,由于该地区的玄武岩在地表出露较少,之前的研究程度一直很低。本次研究在辽河油田选取了钻孔岩心样品,通过岩石学、地球化学、Sr-Nd-Hf-Pb同位素方法进行分析,探讨了新生代玄武岩的成因。结果表明:渤海湾盆地新生代玄武岩主要为玄武岩和粗面玄武岩,玄武岩的w(SiO)₂)为49.08%～50.70%,w(MgO)为2.63%～5.80%,具有明显的轻重稀土元素分馏,(La/Yb)_N和(Dy/Yb)_N值分别为7.96～11.61和1.71～1.84,Eu和Ce没有明显的负异常,高场强元素(HFSE)和大离子亲石元素(LILE)富集,具有明显的Nb、Ta和Sr正异常;全岩的Sr、Nd、Hf同位素比值(⁸⁷Sr/⁸⁶ Sr)_i值为0.704 622～0.706 581、ε_Nd(t)值为1.1～1.9和ε_Hf(t)值为1.6～4.6,(²⁰⁶     

北祁连九个泉玄武岩的形成环境及地幔源区特征：微量元素和Nd同位素地球化学制约

北祁连九个泉蛇绿岩中的玄武岩的MORB，根据其地质产状和地球化学特征又可以分为两部分，剖面下部的玄武岩为N－MORB，上部的玄武岩主要为E－MORB。玄武岩多数具有Nb负异常，从下向上，九个朱武岩的Th,Nb,LREE,Zr等含量及（La/Yb)N,(La/Sm)N,Ce/Zr,Zr/Y,Th/.La,Th/Yb比值逐渐增加，并伴随着Y，Yb,Lu,Sc含量，Zr/Nb和La/Nb比值以及εEd(t)的逐渐减小，不相容元素比值及εNd(t)之间具有很好的相关性，上述特征反映不均一地幔部分熔融过程中N－MORB源区和富集地幔之间的混合作用，微量元素和Nd同位素地球化学特征表明九个泉蛇绿岩形成于弧后盆地中的海山环境，玄武岩的化学成分在垂向上的变化记录了海山生长并逐渐远离扩张脊的动态的地质过程，海山可能是形成蛇绿岩的一种重要环境。     

内蒙古集宁新生代玄武岩中橄榄岩包体和巨晶的发现及意义

内蒙古集宁新生代玄武岩产于华北克拉通北缘，属于广义的“汉诺坝玄武岩”。首次在三义堂附近的碱性玄武岩中发现了大量的橄榄岩包体、辉石和长石以及少量的含钛磁铁矿巨晶。包体主要是尖晶石二辉橄榄岩，造岩矿物为橄榄石＋斜方辉石＋单斜辉石＋尖晶石，辉石巨晶主要为透辉石和普通辉石，长石巨晶主要是歪长石和少量斜长石。1．5GPa条件下，尖晶石二辉橄榄岩样品所记录的平衡温度与汉诺坝相近，集中于950℃左右，大体上反映了华北克拉通北缘大陆岩石圈地幔尖晶石相部分的温度状态。单斜辉石巨晶的结晶温压大于幔源包体的平衡温压，表明巨晶的来源深度可能大于包体。包体的结构及矿物成分分析表明，这些包体是玄武质岩浆上升过程中偶然捕获岩石圈地幔的岩石碎块。二辉橄榄岩包体中橄榄石高Mg#值（89．5～91．7）和较高的NiO含量（0．29％～0．55％），暗示集宁玄武岩中的橄榄岩包体来自较高熔融程度的岩石圈地幔。     

海南岛北部晚新生代玄武岩成分演化及成因讨论

板内玄武岩通常具有复杂的成分组成和成因过程。海南岛北部（简称“琼北”）自渐新世始逐渐发育了大量板内玄武岩,岩性跨度大,从石英拉斑玄武岩到橄榄拉斑玄武岩,再到碱性橄榄玄武岩和碧玄岩均有分布。对琼北晚新生代玄武岩虽已开展了广泛的研究,但“琼北晚新生代玄武岩的成分随时间演化规律”这一问题却未引起足够的关注。本文从晚更新世道堂组橄榄玄武岩入手,对其开展了细致的岩石学、矿物学和主微量及Sr- Nd- Pb同位素地球化学的研究;并结合文献中琼北其他时代（组）玄武岩的数据,阐述了琼北晚新生代玄武岩成分随时间演化的规律并对其成因进行了探讨。研究发现,自中—上新世到更新世再到全新世,琼北晚新生代玄武岩呈现从碱性玄武岩过渡到拉斑玄武岩再突变到碱性—强碱性系列的演化规律;中—上新世到更新世这一时期的碱性玄武岩和拉斑玄武岩可能形成于石榴子石二辉橄榄岩由低到高程度的部分熔融作用,而全新世碱性岩则更可能形成于石榴子石辉石岩的部分熔融。琼北晚新生代玄武岩的Sr- Nd- Pb同位素组成揭示其源区地幔以PREMA端元为主,但经历了来自古老陆壳的沉积物不同程度的改造作用。采用“海南地幔柱”模型可以较好地解释琼北晚新生代玄武岩的复杂组成和成因。     

内蒙古阿巴嘎旗地区新生代玄武岩基本特征及成因

内蒙古阿巴嘎旗及其以北地区新生代玄武岩是更新世中心式火山活动产生的大陆溢流玄武岩,该区玄武岩以高碱、富钛、贫铝为特征,属于钠质碱性玄武岩系列.源区是软流圈上地幔,玄武岩是部分熔融和分离结晶两种作用的结果.地幔橄榄岩部分熔融产生玄武质岩浆,部分原始地幔岩浆未经变异沿构造通道直接喷出地表形成碧玄岩、碱性橄榄玄武岩;部分原始地幔岩浆在上升过程中因停顿,原始地幔岩浆发生橄榄石分离结晶作用,部分橄榄石从岩浆中析出,最终岩浆喷出地表形成橄榄拉斑玄武岩.研究该区新生代玄武岩基本特征,探讨岩浆起源和岩石产生的构造环境对认识该区岩石圈地幔和软流圈性质具有重要意义.     

内蒙古集宁新生代玄武岩的K-Ar年代学和地球化学及其深部动力学意义

对内蒙古集宁地区四个新生代玄武岩剖面进行了K-Ar年代学及岩石地球化学的系统研究。K-Ar定年结果显示,集宁玄武岩的主要喷发期在晚渐新世至中新世,可分为三个喷发旋退：～33Ma、22．8～22．1Ma和12．2～9．4Ma。玄武岩由拉斑玄武岩和碱性玄武岩组成。SiO2和MgO含量变化范围分别为46．4～52．3wt％和5．1～7．8wt％,微量元素特征总体上与OIB相似。集宁的三个喷发旋迴有一个共同的特点,即在每一旋迴底部,先出现的均为拉斑玄武岩,向上变为碱性玄武岩。从第一至第三旋迴,碱性玄武岩Yb含量逐渐增加,La／Yb比值逐渐减小,暗示集宁地区在这一时期曾发生过岩石圈减薄。由于集宁碱性玄武岩的地球化学特征从早期至晚期逐渐接近拉斑玄武岩,且两者的Nd、Sr同位素特征相似,因此,该区岩石圈的减薄可能是软流圈热物质上涌,对岩石圈产生底蚀作用的结果。拉斑玄武岩的存在可能代表了岩石圈减薄在地表的显示,是被底蚀的岩石圈与少量上涌软流圈的熔融物质混合的产物。通过对比集宁、汉诺坝、赤峰、阿巴嘎、大同等地新生代玄武岩的K-Ar年龄和岩性分布特征,推测这一区域的岩石圈减薄在时间、空间及减薄强度上均存在不均一性。     

内蒙古阿巴嘎旗新生代玄武岩中超镁铁岩包体的特征

内蒙古东部阿巴嘎旗及其以北地区第四纪更新世钠质碱性火山岩中发现的超镁铁岩包体,主要为尖晶石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄榄岩、橄榄二辉岩、尖晶石单斜辉石岩和单斜辉石巨晶以及辉长岩、花岗闪长岩、石英长石片麻岩等壳源包体。超镁铁岩包体和巨晶的岩相学特征显示它们不是寄主玄武岩岩浆分离结晶堆积体;其主要元素、稀土元素特征与阿尔卑斯型橄榄岩相似,其组成接近于原始地幔岩值;同位素地球化学特征表明它们与寄主岩-玄武岩浆不是同源的;尖晶石二辉橄榄岩包体形成的平衡温度和压力范围分别为1056．9℃-1103．1℃,压力为1．50～1．84GPa,形成相当深度为49．5～60．72km。辉石岩包体形成温度为887．1℃-958．6℃,压力为1．25～1．4GPa,形成相当深度为41．25—46．2km。寄主玄武岩形成温度1390℃-1450℃,压力1．75—2．20GPa,形成相当深度为60—70km。可以认为,研究区在新生代发生了软流圈地幔上涌,导致岩石圈减薄以及地壳的拉张,大量岩浆物质沿构造通道溢出地表。其中超镁铁岩包体与寄主玄武岩浆之间没有熔体与残余物这种成因联系,它们是寄主玄武岩浆在上升过程中捕获的岩石圈地幔碎块。     

华北中、新生代岩石圈地幔的交代作用：含金云母地幔岩提供的证据

本文对华北克拉通三个不同地区（河北汉诺坝、内蒙古集宁三义堂、河南鹤壁）新发现的含金云母尖晶石二辉橄榄岩和尖晶石橄榄单斜辉石岩捕虏体进行了详细的矿物组成、单斜辉石的微量元素和Sr-Nd同位素研究.通过与相同地区不含金云母尖晶石二辉橄榄岩捕虏体的系统对比发现通常含金云母的地幔橄榄岩比不含金云母的地幔橄榄岩岩富Al2O3、CaO、NaO、K2O、TiO2,但相对贫镁;其单斜辉石的LREE更为富集,但Sr、Nd同位素组成则相对亏损.这说明地幔交代作用不仅能够造成地幔橄榄岩的玄武质组分和稀土元素的富集,而且亦能够造成全岩和橄榄石Mg#的降低和同位素组成的相对亏损.捕虏体的Rb-Sr等时线年龄暗示地幔交代作用发生在中、新生代;其交代熔体来源于软流圈.同时说明华北新生代岩石圈地幔普遍存在的主、微量元素和同位素组成类似于“大洋型”岩石圈地幔的特征很可能是岩石圈地幔橄榄岩与软流圈来源的熔体的大规模反应的结果,而非真正意义上的新增生的岩石圈地幔.     

内蒙古新生代玄武岩年代学初步研究

对内蒙地区新生代玄武岩进行了系统的钾氩法年代学研究。其中赤峰岩区采样14个，集宁岩区15个，阿巴嗄岩区21个。年龄测定用MM1200B质谱计进行。^40Ar和^38Ar的测定误差为0．1－0．05％，^36Ar为1－5％。年龄测定误差一般为5－10％（1σ）。结果表明，该区新生代玄武岩活动在渐新世33－28Ma首先从赤峰和集宁两岩区开始，并逐步向西北方向依次扩展到阿巴嘎北部台地喷发结束。至于阿中巴嘎南部台地则一直延续至更新世0．33Ma左右喷发才告终。     

内蒙古天和永新生代玄武岩成因及其地质意义

天和永玄武岩为碧玄岩,至少可以划分出3种矿物共生组合类型。天和永玄武岩总体具有贫硅(w(SiO2)=43.97%～45.68%)、富碱(w(K2O+Na2O)=5.91%～7.65%)、富钾(w(K2O)=2.04%～2.89%)、高钛(w(TiO2)=2.18%～2.37%)、高Mg值(Mg#=68～76)的特征;稀土元素含量高(∑REE=(246.62～329.82)×10-6),稀土配分曲线呈右倾平滑直线,强烈富集轻稀土,轻重稀土强烈分馏((La/Yb)N>30),无明显的Eu(δEu=0.90～1.02)和Ce异常(δCe=0.96～1.00);强烈富集不相容元素,其中高场强元素(HFSE)Nb、Ta和Th出现峰值,具有近似OIB配分型式的特征;玄武岩富含相容元素Co((39.1～48.9)×10-6)、Ni((130～257)×10-6)、Cr((138～320)×10-6)。上述所有特征以及岩石结晶程度低、富含橄榄岩包体和少量捕虏晶、元素变异关系等均表明,天和永玄武岩是原生玄武岩质岩浆固结的产物。微量元素比值Ba/Rb(12～35)和碱金属的变化暗示源区可能遭受过流体的交代作用,源岩可能是富集的二辉橄榄岩。岩石成因模拟表明,形成天和永玄武岩的原生岩浆是在变压、部分熔融的条件下富集地幔源区岩石非实比熔融的产物,变压熔融柱穿切了Sp/Gt二辉橄榄岩相边界。岩浆形成于源区岩石的低度(约<5%)部分熔融,其中石榴石二辉橄榄岩部分熔融约为1%,尖晶石二辉橄榄岩部分熔融2%～5%。综合分析显示,源区部分熔融的触发机制是边际驱动的地幔对流,因而其形成深度大于东部的集宁玄武岩和汉诺坝玄武岩。     

河北汉诺坝碱性玄武岩的源区和成因

我国华北北部新近纪喷发的汉诺坝玄武岩,岩层出露比较完整,普遍含有超镁铁岩包体和各种高压巨晶。大麻坪代黄沟剖面出露较好,主要岩性为玄武岩,从上到下可分为上三、二、一层和底层。岩相学观察显示这些玄武岩含有1%~5%的捕虏晶且斑晶数量很少。橄榄岩包体为尖晶石二辉橄榄岩,轻稀土略微亏损,轻重稀土无分馏,显示这是只经过少量部分熔融后的原始地幔包体。通过对代黄沟碱性玄武岩中橄榄石、辉石和斜长石等斑晶或捕虏晶的矿物学分析,得出它们的成分变化是玄武岩混合了分解的地幔橄榄岩快速上升造成的。玄武岩的主量元素与二辉橄榄岩相平衡的原生熔体相比,Mg#(52.0~62.7)以及CaO(7.3%~8.5%)、Ni((82~192)×10-6)和Cr((65~192)×10-6)含量都较低。玄武岩的稀土分配模式为轻稀土富集的右倾型,δEu=1.01~1.05,δCe=0.95~1.02,富集高场强元素Nb、Ta、Zr及大离子亲石元素Ba、Sr。玄武岩痕量元素Ba/Rb和Rb/Sr的比值显示源区可能遭受过流体的交代作用。同时,痕量元素显示这一系列玄武岩主要受到部分熔融的控制,大量的结晶分异并未发生,且源区残留石榴子石。分析认为玄武岩岩浆应该是原生岩浆,而不是演化岩浆,影响整个岩浆的形成的过程可能是部分熔融而不是分离结晶。基于目前已发表的实验岩石学结果和理论分析认为汉诺坝玄武岩与辉石岩类相平衡,源区主要矿物相为单斜辉石和石榴子石,可能存在少量的橄榄石。