鲁西中生代闪长岩中两类幔源捕虏体的岩石学和地球化学

鲁西铁铜沟岩体辉石闪长岩中黑云母的40Ar/39Ar坪年龄为132.79±0.27Ma.产于辉石闪长岩中深源捕虏体的岩相学、矿物化学、岩石地球化学和野外资料表明,它们可划分成两组.组Ⅰ为具有变质-变形结构的纯橄岩、方辉橄榄岩和尖晶石二辉橄榄岩类.该类捕虏体耗损易熔元素(如Ca、Al)、橄榄石具有较高的Mg#值和较高的含量表明它们可能为古老岩石圈地幔高度部分熔融的残留体.然而,相对富集轻稀土元素的配分形式、较高的87Sr/86Sr比值以及交代型金云母的存在暗示着该类捕虏体遭受了晚期交代作用的改造;组Ⅱ为具有残留的嵌晶结构、再平衡结构,并叠加有变形结构的纯橄岩、方辉橄榄岩、橄辉岩和二辉石岩类.该类捕虏体具有较低的Mg#值和87Sr/86Sr比值以及较高的稀土元素丰度表明可能代表了新增生的岩石圈地幔物质.两类幔源捕虏体的共存对认识华北地块东部中生代岩石圈地幔的性质以及揭示中国东部陆下岩石圈地幔的演化历史具有重要意义.     

大陆下地壳拆沉模式初探

下地壳拆沉是人们关注的问题,文中指出下地壳拆沉必须满足至少三个条件：（1）地壳加厚使其下部达到熘辉岩相是拆沉的前提.（2）大规模岩浆活动使大量低密度的中酸性物质移出下地壳,使下地壳密度增加直至超过下伏地幔.由于下地壳榴辉岩石部分熔融所形成的岩浆具有埃达克岩的地球化学特征,因此,大规模魂达克岩的熔出是下地壳拆沉的先决和必要条件.（3）岩石圈地幔转化为软流圈地幔,使下地壳能够进入地幔.陆壳下的岩石圈地幔原先是冷的、刚性的和不易流动的，如果有热和水的加入，可以被软化，使其变成热的、塑性的和易流动的软流圈地幔。因此，岩石圈了幔转化为软流圈地幔是下地壳拆沉的必要条件。作者认为，下地壳不大可能整体拆沉，而很可能是一块一块如飘雪花似地拆沉。如果下地壳的密度降低（低于下伏地幔），如果地幔停止热的供给，如果陆壳底部的软流圈地幔幔又恢复为岩石圈地幔，拆沉即终止。文中讨论了中国东部中生代下地壳拆沉的可能性，探讨了岩石圈减薄的机制，认为下地壳不需要也不可能与岩石圈地幔一道拆况。     

雷琼地区晚新生代玄武岩地球化学：EM2成分来源及大陆岩石圈地幔的贡献

对雷琼地区21个晚新生代玄武岩样品的主量、微量元素和Sr、Nd、Pb同位素分别用湿化学法、ICP-MS和MC-ICPMS进行了测定.这些玄武岩主要为石英拉斑玄武岩,其次为橄榄拉斑玄武岩和碱性玄武岩.大多数样品的微量元素和同位素成分与洋岛玄武岩(OIBs)相似,而且随着SiO_2不饱和度增加,不相容元素含量也增加.除R4-1可能受到地壳混染外,其他样品相对均一的Nd同位素(ε_(Nd)=2.5-6.0)以及变化明显但范围有限的Sr同位素(0.703106～0.704481),可能继承了地幔源区的特征.~(87)Sr/~(86)Sr与~(206)Pb/~(204)Pb的正相关和~(143)Nd/~(144)Nd与~(206)Pb/~(204)Pb的负相关特征暗示DM(软流圈地幔)与EM2(岩石圈地幔)的混合.地幔捕虏体的同位素特征暗示EM2成分不可能存在于尖晶石橄榄岩地幔,而La/Yb和Sm/Yb系统表明岩浆由石榴石橄榄岩部分熔融产生,这意味着EM2成分可能存在于石榴石橄榄岩地幔.雷琼地区玄武岩的地球化学变化可以用软流圈地幔为主的熔体加入不同比例石榴石橄榄岩地幔不同程度熔融产生的熔体来解释:碱性玄武岩和橄榄拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较低程度(7%～9%)熔融体混合,而石英拉斑玄武岩是软流圈熔体与石榴石橄榄岩地幔较高程度(10%～20%)熔融体的混合.     

天山石炭纪大火成岩省与地幔柱

中国西北部(中亚地区)天山造山带中分布的石炭纪碰撞后裂谷火山岩系构成了一个分布范围约150×104km2的大火成岩省.该火山岩系主要由玄武质熔岩组成,其次还包含有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩.玄武岩所形成的化学和同位素阵列表明,它们是由来源于2个不同源区的组分混合产生的.一种组分来源于岩石圈地幔,另一种组分来源于与夏威夷(Hawaii)、冰岛(Iceland)和留尼汪岛(Reunion)等洋岛玄武岩源区相似的软流圈.显然,该大火成岩省的形成与地幔柱活动有关.     

大别造山带前陆阳新盆地古近纪玄武岩地球化学特征与成因研究

大别造山带前陆阳新盆地古近纪玄武岩的成分从石英拉斑玄武质到橄榄拉斑玄武质,以相对较高的大离子亲石元素(Rb、Ba、K、Th、U等)丰度和弱到中等亏损高场强元素(Nb和Ta)为特征,岩石地球化学的总体特征类似于初始裂谷的拉斑玄武岩,而与大陆拉斑玄武岩所表现出的强烈亏损高场强元素Nb和Ta的地球化学特征明显不同。该拉斑玄武质岩浆喷发前曾经历过较小程度(约4．5％)的以橄榄石为主的矿物分离结晶,玄武岩的母岩浆则是源区物质经过约15％的部分熔融形成的,源区物质可能包含了来自下地幔的FOZO和富集型大陆岩石圈地幔两种组分。大别造山带内及前、后陆地区古近纪拉斑玄武岩的地球化学特征具有可比性,意味着随着大别造山带山根的拆沉,来自下地幔的FOZO岩浆(可能以地幔柱的形式)上涌,对大陆岩石圈的地幔部分发生了大规模的改造,使得原性质明显不同的两大岩石圈地幔在会聚带附近其地球化学分区性变得模糊。所形成的玄武岩总体具有较多的FOZO特征,但(除造山带内部)也不同程度地保留有岩石圈地幔的性质。     

对“也谈铙钹寨超镁铁岩体的成因和构造类型的归属问题”一文评论的答疑

张旗先生的《评论》和他之前的工作没有提供饶钹寨岩体的“地幔交代作用”的证据；地幔交代作用不能作为判别地幔岩为大陆地幔和大洋地幔属性的标志，因为两者均可能发生地幔交代作用。根据铙钹寨岩体原岩为强烈亏损的方辉橄榄岩（和二辉橄榄岩）；伴有豆荚状铬铁矿及瘤状矿石和铬尖晶石成分具有蛇绿岩地幔岩属性（双峰分布）而非大陆地幔橄榄岩特征，认为该岩体带有蛇绿岩成员的某些特征，并认为该岩体经历了角闪岩相-麻粒岩相的变质作用。我们对《评论》中列举的所谓大陆地幔橄榄岩中也产有豆荚状铬铁矿的诸多例子给予了剖析，指出《评论》犯有基本概念的错误。     

内蒙古四子王旗东八号中新世含深源捕虏体富钾橄榄玄武岩的发现及其意义

内蒙古四子王旗东八号地区最近发现含有深源捕虏体的富钾橄榄玄武岩。玄武岩为灰黑色致密块状,以富碱(K2O+Na2O5．91％～6．47％)、高钾(K2O2．82％～3．12％)和较高的钛(TiO2 2．22％—2．36％)为特征,属钾玄岩系列,全岩K—Ar年龄为21．9±1．7Ma。捕虏体主要为尖晶石二辉橄榄岩、二辉橄榄岩等。根据矿物平衡温压计算表明：捕虏体形成温度为1100—1250℃,压力为1．7—2．0GPa,应源自于岩石圈地幔。四子王旗橄榄玄武岩较高的TiO2和K2O,暗示其岩浆可能源于幔柱作用。推测华北板块北缘自中生代开始可能受到来自深部的幔柱作用,大量上升的岩浆因受到阻挡而保留在岩石圈底部,底侵作用和部分继续上升的岩浆,将岩石圈地幔的捕虏体携出地表。     

西南天山二叠纪中酸性侵入岩的地质学和地球化学：岩石成因和构造背景

选择3个典型岩体,即位于西南天山东段的拜城县英买来岩体和位于西段阔克萨岭区的川乌鲁岩体、巴雷公岩体（为了对比,也选择了位于塔里木盆地西北缘的麻扎山岩体）,进行了岩石学和地球化学研究。结果表明,这些岩体具有不同的特点。英买来岩体为黑云母花岗岩和二云母花岗岩,具有高的SiO2含量,弱过铝,高的Sr同位素初始值（约0.710）和负的εNd(t)值（-4～-6）,属于S—A型之间的过渡类型。麻扎山岩体由正长岩组成,属于碱性岩,微量元素标准化图解和其他岩体明显不同的是没有明显的Nb和Ta的负异常。川乌鲁岩体是一个由3个不同期次岩石组成的杂岩体,主体为正长岩-二长岩,地球化学特征显示是由基性岩浆和酸性岩浆不同程度混合形成的。位于同一构造区的巴雷公岩体则与川乌鲁岩体中的花岗斑岩的地球化学特征相似。综合岩石学和地球化学特征推测,南天山东段的英买来岩体是地壳熔融的结果,没有任何地幔物质加入的地球化学信息,西段的阔克萨岭地区酸性岩浆的形成则可能是来自于幔源底侵的基性岩浆导致薄的地壳发生熔融的结果。麻扎山岩体则完全是不同构造背景的产物,有可能与发生在塔里木盆地的二叠纪大规模的岩浆活动有关。因此,二叠纪岩浆活动的性质主要受地壳成分和结构的控制。     

华北克拉通中部新生代岩石圈地幔的特征与长期演化:来自地幔橄榄岩捕虏体的岩石学和地球化学制约

岩石圈-软流圈的相互作用可以通过向古老、难熔的岩石圈地幔中输入主量元素饱满的物质、从而将其改造成为主量元素相对饱满的岩石圈.     

岩石圈地幔中的金刚石及其矿物包裹体的研究进展

金刚石及封存于其中的矿物包裹体对于研究金刚石的成因以及古老岩石圈地幔、超深地幔的性质和地幔过程具有重要的研究意义,是国内外地质学家们的研究热点。大多数金刚石来源于岩石圈地幔,根据包裹体相对于寄主金刚石形成的时间可分为先成包裹体、同生包裹体和后生包裹体,包裹体属于哪种类型直接关系到数据所代表的意义,根据包裹体源区的岩石类型,通常将包裹体分为P/U型和E型,介绍了2种类型包裹体包含的矿物种类,并对出现较多的橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、石榴石、铬铁矿和硫化物包裹体的矿物学特征进行了详细描述,归纳了金刚石及其矿物包裹体的主要研究方向:包裹体矿物的化学成分、金刚石的碳同位素组成、金刚石形成的温度、压力及年龄,综述了克拉通岩石圈地幔金刚石及其矿物包裹体的成因,总结了我国金刚石中包裹体的研究成果,分析了国内研究工作与国际上的差距。     

鲁西费县中生代玄武岩及幔源捕掳晶的矿物化学：对岩石圈地幔性质的制约

鲁西费县中生代玄武岩形成于119Ma，为碱性玄武岩。该玄武岩中含有丰富的幔源橄榄石、斜方辉石和单斜辉石捕掳晶。橄榄石捕掳晶具有环状裂纹，其Mg^#值介于90．0～93．0之间，平均为91．5；斜方辉石和单斜辉石捕掳晶具有特征的反应边，斜方辉石的Mg^#值介于88．0～93．5之间，平均为90．4；单斜辉石的Mg^#值介于86．0～91．7之间，平均为88．4。捕掳晶的矿物化学类似于中国东部新生代玄武岩中地幔橄榄岩的矿物成分特征，这暗示捕掳晶应为寄主岩浆上升过程中捕获的地幔橄榄岩物质，并且反映了新增生的岩石圈地幔特征。费县玄武岩的岩石地球化学显示其具有地幔原生岩浆的特征，其高，Isr、低εNd(t)和亏损高场强元素等特征应与断离的俯冲板片(苏鲁造山带中的榴辉岩)与软流圈物质的混熔有关。     

铙钹寨岩体是蛇绿岩吗？——评“也谈铙钹寨超镁铁岩体的成因和构造类型的归属问题”

王希斌等根据铙钹寨岩体恢复的原岩由亏损强烈的方辉橄榄岩、纯橄岩和弱亏损的二辉橄榄岩组成以及有豆荚状铬铁矿存在,认为铙钹寨岩体属于大洋岩石圈地幔,是蛇绿岩的成员;并且还根据岩体存在两种地幔橄榄岩组合进一步推断铙钹寨岩体"可能经历了洋内扩张(形成 MOR 型的地幔残余)和洋内俯冲两个阶段的演化过程"。我们认为,铙钹寨岩体是交代的地幔橄榄岩,它不大可能是蛇绿岩;铙钹寨岩体的特征比较接近大陆岩石圈地慢而非大洋岩石圈地幔;铬铁矿不是判别蛇绿岩的标志;不能根据岩体存在强烈亏损和弱亏损的两种橄榄岩而推断其形成于两种环境。     

太古宙克拉通岩石圈地幔研究现状述评

本文主要介绍了太古富克拉通岩石圈地幔的一些基本特征，国内外有关早期地幔研究的最新进展和发展趋势，主要包括以下几方面：１．太古宙岩石圈地幔的岩石组成和化学组成；２太古亩地幔同位素体系；３．太古亩地幔热状态和结构特征；４．幔内地质事件。通过研究主要获得以下认识：１．早太古代岩石圈演化以壳－幔分异作用为主，晚太古代以壳内分界作用为主；２．太古宙存在一个又厚又冷（２００ｋｍ）的岩石圈；３馒内地质作用与克拉通化存在成因上的联系。     

古地幔流体及其在大陆克拉通地幔演化中的意义——以华北地台为例

古生代含捕虏体的金伯利岩和新生代含捕虏体的玄武岩同出于华北地台，提供了研究自古生代以来岩石圈演化的深源探针。古生代含金伯利岩的侵位表明古生代时曾存在冷厚的岩石圈；而新生代含捕虏体玄武岩的喷发，表明新生代时存在热薄的岩石圈。岩石圈减薄与“大洋化”是层圈物质交换作用在一定历史阶段中的反映。地幔流体是地幔演化产物，反之又作用于地幔演化。富含地幔流体的幔内剪切带及交代矿物层作为幔内软薄弱带，存在热、流体、化学及机械的耦合，是岩石圈减薄拆沉作用的重要界面位置。     

大陆岩石圈地幔定年

大陆岩石圈地幔是伴随地壳熔体抽取而形成的低密度地幔残留,是联系软流圈与地壳的重要纽带。虽然大陆岩石圈地幔一直是固体地球科学研究的重要内容,但对其形成时代的准确厘定则是当前研究的难点。传统方法是采用岩石圈地幔中橄榄岩主要元素的贫瘠程度来对岩石圈进行定年,即古老的岩石圈地幔Al2O3和CaO含量低,而MgO含量高(同时导致橄榄石高Fo值),而年轻岩石圈地幔的特征正好相反。显然,这种间接的方法不能给出确切的年龄信息。尽管Sr-Nd和锆石U-Pb等同位素方法也被用来进行地幔橄榄岩定年,但岩石圈地幔通常具有的较高温度使上述同位素体系不能保持封闭,因而给出的年龄大多与岩石圈地幔的形成时代无关。近几年发展起来的Re-Os同位素技术是目前进行岩石圈地幔定年的最理想工具,但也存在一系列需要研究的问题。文中对这一方法的基本原理、发展现状和存在的问题进行了全面的介绍。同时,根据目前获得的Os同位素资料,对中国东部岩石圈地幔的时代进行了讨论,并简要论述所获得的资料对岩石圈减薄研究的启示。     

滇东南马关地区新生代钾质玄武岩中幔源包体研究 : 深部物质组成与动力学过程探讨

滇东南马关地区新生代钾质玄武岩携带的幔源包体为研究该地区上地幔性质提供了物质基础。分析表明,全岩及单矿物中的玄武质组分与M gO含量之间均有很好的负相关性,与世界尖晶石二辉橄榄岩的变化趋势一致,表明橄榄岩包体代表了成分均一的上地幔经不同程度部分熔融后的残余;绝大多数包体亏损LREE及除U、Th以外的其他不相容元素,SrN-d同位素组成单一(87Sr8/6Sr=0.7022～0.7029,Nεd=9.5～12.3),显示了M ORB型地幔的成分特点。相对亏损橄榄岩(Fo>90)的平衡温度(928～959℃)低于饱满型橄榄岩F(o<90,956～1110℃)。这些特征表明,马关橄榄岩包体很可能代表了MORB型软流圈地幔底辟上涌、减压熔融后新增生的岩石圈地幔。     

青藏北部板内火山岩的同位素地球化学与源区特征

藏北新生代火山岩以钾质熔岩为主,以ＬＲＥＥ和Ｓｒ,Ｂａ,Ｚｒ等大离子亲石元素的富集为特征。区内火山岩的Ｓｒ,Ｎｄ和Ｐｂ同位素成分在时、空及组成分布上存在规律性变化,即从早期的夏威夷岩（始新世）向中期的中性钾质熔岩（晚中新世）到最晚期的酸性次火山岩（上新世以后）,有Ｎ（８７Ｓｒ）／Ｎ（８６Ｓｒ）比值、Ｎ（２０６Ｐｂ）／Ｎ（２０４Ｐｂ）比值递增和Ｎ（１４３Ｎｄ）／Ｎ（１４４Ｎｄ）比值递减的趋势。大量的Ｓｒ,Ｎｄ和Ｐｂ同位素测试结果分析表明藏北新生代火山岩至少存在三种不同类型的源区：软流圈地幔,ＥＭⅡ型富集地幔,伴生的少量酸性熔岩则可能是陆壳重熔的产物。各岩浆源随着时代的变新有向上迁移的现象。其中钾质熔岩的所谓ＥＭⅡ型富集地幔源是本区特有的“壳幔过渡带”或者称“壳幔混合层”。在青藏及邻区,该层厚度达到２０～３０ｋｍ,是目前世界上发现的最厚的地区。藏北新生代火山岩是新生代以来青藏高原岩石圈的缩短、加厚及快速拆沉等岩石圈构造演化必然结果,也是深部地质作用的反映,可能具有板内地幔柱、板内初始裂谷、板内俯冲等多种成因模式。     

华北东南部中生代岩石圈地幔性质、组成、富集过程及其形成机理

本文通过对我国华北东南部中生代幔源岩浆活动的时空分布规律及其地球化学特征的系统总结来进一步厘定该地区中生代岩石圈地幔的性质和组成,并通过与华北内部如鲁中地区中生代岩石圈地幔的对比研究探讨华北东部岩石圈的时空演化规律、富集过程及其形成机理。幔源岩石的 Sr-Nd-Ph 同位素特征表明华北东部中生代岩石圈地幔存在明显的时空不均匀性,其中心部位如鲁中地区以弱富集地幔为主体;而东南部如鲁西南和胶东地区则为类似 EM2型地幔(~(87)Sr/~(86)Sr_i 可高达0.7114)。华北东南部中生代岩石圈地幔随时间的演化特征也很明显。这些幔源岩石的地球化学特征和玄武岩中地幔岩捕虏体(橄榄岩和辉石岩)和捕虏晶(橄榄石和辉石)的组成和结构特征皆证明华北东南部中生代岩石圈地幔曾受到过富硅熔体的强烈改造。橄榄岩-熔体的相互反应是该区岩石圈改造和组成转变的重要方式,从而造成古生代高镁橄榄岩转变为晚中生代低镁橄榄岩和辉石岩。进入岩石圈地幔的熔体具下/中地壳物质重熔的特征,从而导致该区晚中生代岩石圈地幔的快速富集。有关华北东部中生代岩石圈减薄和改造的时限、过程和机制等问题也进行较详细的讨论。     

滇东南马关木厂新生代玄武岩中橄榄岩包体的含水性

对来自滇东南马关木厂的尖晶石二辉橄榄岩中名义上无水矿物(NAMs)进行显微傅里叶变换红外光谱(Micro-FTIR)分析,结果显示,单斜辉石、斜方辉石和橄榄石中均含有以羟基形式存在的结构水,单斜辉石的水含量为160×10~(-6)~557×10~(-6)(质量分数,下同),斜方辉石的水含量为85×10~(-6)~207×10~(-6),橄榄石的水含量为5×10~(-6)~12×10~(-6),根据矿物百分比含量估算的全岩水含量为46×10~(-6)~137×10~(-6);元素地球化学特征表明,本次研究的橄榄岩包体是岩石圈地幔经历较低程度部分熔融的残余;低(La/Yb)N值(0.22~0.57)以及高Ti/Eu比值(4 076~6 772)暗示橄榄岩可能经历了以硅酸盐熔体为交代介质的微弱地幔交代作用;单斜辉石的微量元素组成比较单一,整体表现出高场强元素、大离子亲石元素以及轻稀土元素的同步亏损;结合中国东部地区已经发表的橄榄岩包体含水量数据来看,滇东南马关木厂岩石圈地幔具有明显富水的特征,可能与该区自中生代以来遭受的新特提斯洋壳大规模俯冲流体交代作用有关;与华北克拉通含水量的明显差异有可能反映的是两地岩石圈地幔正处于不同的演化阶段。     

地幔橄榄岩中碳酸盐熔体交代作用及其鉴定特征

碳酸盐熔体交代作用是指在地幔碳酸盐熔体与橄榄岩之间的相互作用,是改造地幔的重要方式之一.碳酸盐熔体交代会显著改变地幔橄榄岩的岩石学和地球化学特征.首先,碳酸盐熔体交代作用会改变地幔橄榄岩中的矿物组成和比例.尽管碳酸盐熔体与橄榄岩的反应结果受控于初始反应物成分和反应的温压条件,但多数反应会导致橄榄岩中辉石的比例增加,而且有时还会出现磷灰石、独居石等副矿物.另外,在有些受碳酸盐熔体交代显著的橄榄岩的矿物中不仅可发现大量CO₂流体包裹体和碳酸盐熔体包裹体,也会出现特殊的反应边结构和熔体囊.其次,碳酸盐熔体在改造地幔橄榄岩过程中,会在地幔矿物中留下明显的地球化学指纹.在主量元素特征上,受到碳酸盐熔体交代的橄榄岩中的单斜辉石往往具有偏高的Mg#和Ca/Al比值（>5）;而在微量元素组成特征上的变化更为显著,包括单斜辉石具有高的（La/Yb）_N、Eu/Ti、Zr/Hf、Y/Ho比值,并显著亏损HFSE等.另外,值得注意的是,碳酸盐熔体与地幔橄榄岩反应的程度不同也会导致这些地球化学特征存在差异,因此在判别碳酸盐熔体交代作用时要采用岩石学和地球化学特征相结合,多方面对比分析.对于引起地幔碳酸盐熔体交代作用的交代介质来源的识别主要用Mg-Zn-Ca-Sr等多种同位素体系进行示踪研究,尤其是近年来微区Sr同位素分析方法的建立为地幔碳酸盐熔体交代作用研究提供了重要手段.