俯冲陆壳部分熔融形成埃达克质岩浆

在岛弧背景,埃达克质岩浆形成于俯冲洋壳板片的部分熔融已得到共识,但在大陆碰撞背景,埃达克质岩浆是否形成于俯冲陆壳的部分熔融尚未有研究报导。对祁连山东南部关山花岗岩（229 Ma）的地球化学和岩石成因研究提供了俯冲陆壳部分熔融形成埃达克质岩浆的一个实例。关山花岗岩以高K（K2O=4.12%~5.16%,K2O/Na2O=0.97~1.64）、高Sr/Y比值（13.6~84.1）、低Y （6.8×10-6 ~15.7×10-6 ）和低HREE（eg. Yb=0.62×10-6~1.31×10-6）为特征,并具有强分异的稀土元素组成模式[（La/Yb）N=17.5~41.6]和演化的Sr-Nd同位素组成[初始87Sr/86Sr=0.70587~0.70714, εNd（t）=-10.9~-5.16, tDM=1.10~1.49 Ga]。这些地球化学特征表明关山花岗岩属于大陆型（C型）埃达克质岩石,而明显不同于俯冲洋壳板片或底侵玄武质下地壳部分熔融形成的埃达克岩。关山花岗岩Pb-Sr-Nd同位素组成与商丹断裂北侧的祁连山前寒武纪基底岩石、早古生代火山岩和花岗岩类存在显著差异,但类似于商丹断裂南侧秦岭早中生代花岗岩类的Pb-Sr-Nd同位素组成,由此认为具有埃达克质的关山花岗岩的岩浆来自于南部俯冲陆壳物质的部分熔融,并提出了大陆碰撞背景中埃达克质岩浆产生的一个新的地质模型。     

埃达克岩的特征、成因及构造意义

与多数弧岩浆岩具有玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩的岩石组合不同,有一种弧岩浆岩以英安岩及与其成分相当的深成岩为主,由于其独特的地球化学特征被定义为埃达克岩。埃达克岩的显著特征是高Al2O3、Sr、Sr/Y、La/Yb、Zr/Sm而低Y、Yb、Sc。根据熔浆-矿物平衡热力学,岩浆被认为起源于榴辉岩相条件下俯冲板片的部分熔融。这样的熔融条件一般认为要求年轻(<25Ma)而热(≈10℃/km)的水化玄武质洋壳岩石发生俯冲作用,并在大约75～90km深处发生脱水部分熔融形成埃达克岩岩浆。在岩浆弧岩石成因体系中,这样的熔融条件最可能出现在板块俯冲的初始阶段。因此,埃达克岩概念的提出与研究可能具有重要的构造意义。     

埃达克岩的特征及其意义

讨论了中国东部C型埃达克岩与环太平洋典型埃达克岩的异同点及其不同的产出背景,认为中国东部中生代具埃达克岩特征的中酸性火成岩是陆内岩浆作用的产物,推测是来自岩石圈地幔的玄武质岩浆底侵到加厚的具克拉通性质的陆壳(>50km)底部导致古老的下地壳基性岩部分熔融形成的。论述了埃达克岩,尤其是C型埃达克岩的地球动力学意义,指出埃达克岩的发现开创了岛弧岩浆成因的新系列,是岩石学领域内一个重要的突破,开拓了花岗岩研究的新思路。探讨了埃达克岩可能的形成构造背景,指出利用埃达克岩可以追踪地质历史上的地壳增厚及其相关事件,反演下地壳组成。讨论了埃达克岩与成矿作用的关系。     

东昆仑古特提斯后碰撞阶段伸展作用:来自晚三叠世岩浆岩的证据

通过对东昆仑造山带晚三叠世岩浆岩的岩石类型、形成时代、岩石地球化学和同位素地球化学资料综合分析,对岩浆岩的岩石组合、分布特征和岩石成因进行研究,探讨东昆仑造山带晚三叠世构造演化的地球动力学背景。东昆仑造山带晚三叠世是古特提斯演化过程中重要的构造转换期,岩浆岩岩石类型多样,主要包括辉长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩,并且广泛出露具埃达克质特征的岩浆岩和A型花岗岩。晚三叠世岩浆岩的出露规模与俯冲阶段相比,规模较小,一般以小岩体、岩株和岩脉侵入于早期岩体和地层中。东昆仑晚三叠世岩浆岩主体为准铝-弱过铝质高钾钙碱性-钾玄岩系列,轻重稀土元素具有一定分异,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,岩石类型不同时分异程度、富集和亏损程度有一定差异。大部分晚三叠世花岗质岩浆岩的同位素特征与晚二叠世-三叠纪镁铁质岩浆岩近似,部分具有更高的εNd(t)和εHf(t)值。镁铁质岩浆岩、普通花岗岩、埃达克质岩浆岩在东昆仑各个构造带皆有分布,A型花岗岩主要分布在祁漫塔格构造带(东昆北)的阿牙克库木湖-香日德断裂附近。东昆仑晚三叠世镁铁质岩浆岩具有弧岩浆岩特征,为俯冲流体交代的地幔楔部分熔融产物。普通花岗岩和埃达克质岩浆岩多为新生下地壳部分熔融产物,少量埃达克质岩浆岩由于与地幔的交代作用,具有幔源特征。A型花岗岩为残留下地壳部分熔融的产物。部分普通花岗岩、埃达克质岩浆岩和A型花岗岩由于岩浆混合作用,具幔源特征。构造环境研究表明,东昆仑在晚三叠世进入古特提斯演化的后碰撞阶段。巴颜喀拉地块同东昆仑地块的持续碰撞导致地壳加厚,密度增大,使岩石圈重力不稳定发生拆沉作用,引发岩石圈地幔减压熔融,产生大量的镁铁质岩浆岩;镁铁质岩浆底侵不同类型地壳熔融及拆沉地壳部分熔融而形成的岩浆交代地幔,以及岩浆混合和岩浆后期演化,形成了东昆仑造山带晚三叠世丰富多样的岩浆岩。     

云南普朗斑岩型铜矿床外围斑岩体成因探讨

普朗超大型斑岩型铜矿床为西南"三江"成矿带中最大的铜矿床,位于义敦岛弧带南端格咱弧东南部,是甘孜-理塘洋壳向西俯冲的产物。以往地质工作多基于矿区首采区I号复式岩体,而对其外围岩体的相关研究工作极为薄弱。对普朗斑岩铜矿床外围东部及北部斑岩体的岩石学、岩石地球化学特征进行了研究,结果表明:岩石属于准铝质钙碱性系列;具有埃达克岩亲和性,源区物质部分熔融与埃达克岩有关;成因类型为I型花岗岩,岩浆主要来源于深部,具有壳幔混合的特征,岩浆分异程度较高,岩浆演化过程同时受部分熔融和分离结晶作用控制,伴有一定程度的同化混染作用。与普朗首采区I号岩体对比,具有相似的构造环境和成因类型,为同成因岩浆活动的产物。     

东天山卡瓦布拉克北缘环状熔融岩系研究

卡瓦布拉克北缘环状熔融岩系由内向外显示了具岩浆成因、超变质成因和变质成因组成的温压条件递减的热熔融扩散环.环中有麻粒岩残核、中基性深成岩,外围环绕数层具特殊岩石矿物组合和结构构造的钾质花岗岩层圈,构成韵律状"长英质顶盖".各层圈以热熔融改造为主,构造变形较弱,是深部热隆向上穿蚀不同层圈形成的环状熔融岩系.     

巽他古陆核东南边缘新生代埃达克质岩的成因和源区:回顾

本文介绍了巽他古陆核东南边缘(包括印度尼西亚群岛的爪哇岛和加里曼丹岛中部、苏拉威西岛、南苏门答腊楠榜省)和越南西北部的新生代埃达克质岩地球化学特征、成因类型及大地构造环境,并讨论其岩浆成因和源区。本区埃达克质岩成因类型由C-型(大陆型)和O-型(岛弧型)组成,其La/Yb比值变化范围很大。爪哇、加里曼丹中部和南苏门答腊楠榜省的埃达克质岩,形成于陆缘岛弧和火山弧环境。苏拉威西岛在空间上具有更加广阔的构造环境:从大洋岛弧、陆缘岛弧、大陆边缘火山弧至弧后裂谷盆地环境。越南西北部新生代埃达克质岩的成因类型为单一的C-型,属于活动大陆边缘火山弧。本文通过对比本区岩浆作用和源区,认为苏拉威西岛、爪哇岛、加里曼丹岛中部的新生代埃达克质岩具有相同的成因,起源于俯冲洋壳板片局部熔融,在其形成过程叠加上地幔楔(或埃达克质岩石下地壳)局部熔融和混染作用(MASH)以及上地壳混染结晶分异(AFC)作用,而越南西北部C-型高钾埃达克质岩显示更强烈的地壳岩浆结晶分异作用。     

埃达克岩成因研究进展概述

埃达克岩提出之初是指那些源于俯冲带环境下,玄武质洋壳部分熔融形成的火山岩或者侵入岩.随后的研究发现,埃达克岩不仅仅只形成于岛弧环境,而具有多种成因模型：俯冲洋壳熔融、增厚下地壳熔融、拆沉下地壳熔融、玄武质岩浆的地壳混染和低压分离结晶（AFC）、高压分离结晶、岩浆混合作用以及地幔橄榄岩的直接熔融都可以形成与埃达克岩地球化学特征相同的岩石.这些研究成果丰富了我们对岛弧及下地壳岩浆活动的认识.     

冈底斯东段驱龙-甲玛矿集区新近纪花岗岩类区域岩石学及成矿学意义

对埃达克岩及其与成矿的关系的研究是近几年花岗岩地质研究的重要进展之一.本文通过对驱龙—甲玛矿集区新近纪花岗岩地质和元素、同位素地球化学综合分析,探讨了新近纪花岗岩类的成因及形成的动力机制、成矿意义.结果表明,新近纪花岗岩具有埃达克岩的地球化学特征,其岩浆起源于下地壳,在上升或演化过程中与幔源岩浆发生了混合,该混合作用对成矿具有重要意义.23～10 Ma岩石圈伸展导致软流圈上涌并诱发含石榴石镁铁质岩石拆沉,拆沉下地壳部分熔融形成埃达克岩浆.岩浆混合、岩浆流体出溶的地质、矿物学证据以及有利的大地构造背景、深部物质组成、蚀变特征表明驱龙—甲玛矿集区新近纪“似埃达克岩”具非常重要的成矿学意义.     

鲁西地区石门山—凤仙山岩体的锆石SHRIMP U-Pb定年及形成时代

鲁西地区石门山岩体主要岩性为片麻状花岗闪长岩,原划为新太古代早期侵入岩。根据新测锆石SHRIMPU-Pb年龄为（2530±8）Ma,其形成时代确定为新太古代晚期。凤仙山岩体为中粒二长花岗岩,锆石SHRIMP U-Pb年龄为（2513±12）Ma,并侵入片麻状花岗闪长岩。石门山岩体属峄山岩套,为TTG质花岗岩,是地幔岩浆侵入混入地壳物质形成的。凤仙山岩体属傲徕山岩套二长花岗岩,为上地壳物质重熔（深熔）作用形成的。峄山岩套TTG类岩石是2560~2530 Ma壳幔岩浆活动的产物,岩体普遍具有片麻状构造,表明经历变质变形作用。未受区域变质作用的傲徕山岩套大规模壳源花岗岩是2530~2500 Ma地壳物质部分熔融形成的,与华北克拉通新太古代末超大陆拼合有关,2530 Ma是鲁西地区重要的构造热事件发生时期。     

冀东青龙-双山子地区新太古代高镁安山岩-镁闪长岩锆石U-Pb年代学、地球化学及大地构造意义

冀东地区位于华北克拉通北缘,学术界对该地区新太古代岩浆作用的成因模式及构造背景一直存在争议,因此对冀东青龙-双山子地区的新太古代变质表壳岩及侵入岩进行了系统的同位素年代学及岩石地球化学研究.锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学结果显示变安山岩的形成时代为2 576 Ma,辉长闪长岩-英云闪长岩-石英闪长岩的侵入时代为2 484~2 535 Ma.岩石地球化学特征显示,较早期的变安山岩部分属高镁安山岩类,源自俯冲板片脱水流体交代地幔楔的部分熔融;而稍晚的侵入岩类为具有埃达克质岩石特征的镁闪长岩类,源区具有熔体交代地幔楔部分熔融的特征;整体构成高镁安山岩-埃达克质镁闪长岩组合.结合区域上的同位素年代学及地球化学报道,冀东青龙-双山子地区新太古代应处于活动大陆边缘构造背景.      

Melting relations of basalt-andesile-rhyolite-H2O and a pelagic red clay at 30 kb

An olivine basalt, a tonalite (andesite), a granite (rhyolite), and a red clay (pelagic sediment) were reacted, with known quantities of water in sealed noble metal capsules, in a piston-cylinder apparatus at 30 kb pressure. For the pelagic sediment, with H₂O+=7.8% and no additional water, the liquidus temperature is 1240°C, the primary phases are garnet and kyanite. The subsolidus phase assemblage is phengite mica+garnet+clinopyroxene+coesite+kyanite. With 5 wt.% water added, the liquidus temperatures and primary phases for the calc-alkaline rocks are 1280°-1180°-1080°, garnet+clinopyroxene, garnet, and quartz respectively. Garnet and clinopyroxene occur throughout the melting interval of the olivine tholeiite for all water contents. Garnet is joined by clinopyroxene 80° below the andesite plus 5% H₂O liquidus, quartz is joined by clinopyroxene 180° below the rhyolite plus 5% H₂O liquidus. The subsolidus phase assemblage is garnet+clinopyroxene+coesite+minor kyanite for all the calc-alkaline compositions. We conclude that calc-alkaline andesites and rhyolites are not equilibrium partial melting pruducts of subducted oceanic crust consisting of olivine tholeiite basalt and siliceous sediments. Partial melting in subduction zones produces broadly acid and intermediate liquids, but these liquids lie off the calc-alkaline basalt-andesite-rhyolite join and must undergo modification at lower pressures to produce calcalkaline magmas erupted in overlying island arcs.     

Early tholeiitic and calc-alkaline arc magmatism of middle to Late Eocene Age in the southern Ogasawara (Bonin) forearc

Analysis of middle and upper Eocene rocks from the IBM forearc, including the Ogasawara and Mariana Islands, help illuminate early arc volcanism of the proto-IBM arc. Dredged volcanic rocks from the forearc are two-pyroxene basalt to andesite, and may be divided into two groups, tholeiite and calc-alkaline, on the basis of mineralogy, petrography, and bulk chemistry. Tholeiites are characterized by high HFSE contents, high crystallization temperatures, and low water contents. In contrast, the calc-alkaline rocks are characterized by low HFSE contents, low crystallization temperatures, and higher water contents. These characteristics indicate that magma genesis for the two series differed. The tholeiites resulted from high degrees of partial melting of slightly depleted mantle under anhydrous conditions, whereas the calc-alkaline rocks were generated by low degrees of melting of depleted mantle under hydrous conditions. We believe that differences in mantle depletion arose from compositional layering and fluid zonations caused by MORB volcanism and slab dehydration, respectively. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:) contains supplementary material, which is available to authorized users.     

内蒙古大桦背I型花岗岩地球化学特征及其成因意义

在大桦背花岗岩体区域地质和岩石学研究的基础上,运用X射线荧光光谱分析样品主量元素,采用电感耦合等离子体质谱对其样品进行了微量、稀土元素分析.同时结合前人的锆石年龄和Pb同位素数据,认为大桦背花岗岩为I型花岗岩,主要为古亚洲洋板块向华北板块多期俯冲过程中,中下地壳、成熟岛弧和大洋岛弧大面积部分熔融的产物,伴有少量地幔与未知含量的海洋沉积物及早期造山作用产物等物质的不同程度混合作用.     

Petrology of some volcanic rock series of the Aeolian arc,Southern Tyrrhenian Sea: Calc-alkaline and shoshonitic associations

In the Aeolian island arc two different magmatological associations, calc-alkaline andesite series and shoshonites, occur in close vicinity. Although both associations erupted simultaneously during the last glaciation, there is a general tendency for the calc-alkaline rocks to be older. Shoshonitic activity is still going on.Calc-alkaline lavas include high-Al basalts, andesites and dacites, with the general characteristics of the island-arc type andesite series. Large cation trace elements (Rb, Ba, Sr) however are distinctly enriched.Shoshonite series include trachybasalts and latites, with which potassium-rich rhyolites can be associated. Leucite tephrites and potassic trachytes form a different evolution trend of the shoshonitic association.Petrology relates both associations of the Aeolian Islands to the island arc dynamics which is presently characterized by deep-focus earthquakes in the depth range of 200–350 km. The present-day gap in seismic activity from 50–200 km coincides with the present-day lack of calc-alkaline volcanic activity and is explained by the model of a detached slab which continues to sink into the mantle.     

东昆仑东段清水泉中酸性侵入岩地球化学特征及成因讨论

清水泉侵入体位于青海省沟里地区的北部,处于东昆南造山带的东段,为东昆仑岩浆岩带的组成部分.该侵入体主要为花岗闪长岩和斜长花岗岩,次为闪长岩.不同岩性之间具有清楚的接触界线,花岗闪长岩和斜长花岗岩中含有暗色闪长质包体.岩石化学特征显示,侵入体为富钙中钾的钙碱性系列岩石,是岩浆成因的Ⅰ型花岗岩,形成于与岛弧、大陆弧有关的大...     

东天山平顶山巨眼球状片麻状花岗岩特征及成因

本文以东天山平顶山岩体为例,探讨中天山晋宁旋回晚期巨眼球状片麻状花岗岩的特征及其形成机制。野外地质关系、岩相学、岩石化学、稀土元素、微量元素和同位素研究表明,平顶山岩体是岛弧钙碱性火山-沉积岩系经原地改造的产物,其Rb-Sr等时线年龄为927 Ma。花岗岩形成作用的动力、热力来源可能与碰撞后天山岩石圈的拆沉有关。拆沉导致的底侵和内侵引发了地壳岩石的韧性剪切,剪切后的岩石有利于部分熔融、熔体-流体运移和化学反应,而熔体和流体的作用反过来又会促进韧性剪切,并将较浅层次的变形变质岩石改造为片麻状花岗岩。平顶山岩体的成岩作用体现了部分熔融、韧性剪切和流体作用的相互反馈,也是这些作用的共同产物。这种原地片麻状花岗岩的成岩过程主要为深源熔体和流体与原岩的相互作用,并使原岩发生不同程度的部分熔融,因而其地球化学特征同时受到原岩和外来熔体-流体的控制。底侵和内侵是造山过程晚期-期后挤压-拉张转折期地壳垂向增生的重要方式,而平顶山这类片麻状花岗岩则是这种垂向增生的产物。     

东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩带南侧侵入体的岩石学、地球化学及年代学特征

东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩带南侧分布有大量的石炭纪侵入体,主要出露于五彩城、滴水泉一带及野马站地区。通过对卡拉麦里断裂以南侵入体岩石类型、锆石年代学、地球化学的综合分析,划分出早石炭世后碰撞I型花岗岩类及晚石炭世陆内双峰式侵入岩(碱长花岗岩+角闪辉长岩)。结合断裂以北黄羊山、老鸦泉岩体新近发表的数据及区域内火山岩的研究成果,对卡拉麦里地区石炭纪—二叠纪构造-岩浆演化过程给出了新认识,即卡拉麦里地区从后碰撞到陆内伸展的构造转换时间为早石炭世末期—晚石炭世早期,后碰撞阶段岩浆岩以钙碱性I型花岗岩、玄武安山岩、安山岩为特点,陆内伸展阶段以典型的双峰式岩浆岩(辉长岩+花岗岩、玄武岩+流纹岩)及A型花岗岩为特点,卡拉麦里地区具有正εNd值的花岗岩类来源于亏损地幔形成的年轻地壳的部分熔融。     

班公湖-怒江缝合带西段阿翁错地区中酸性侵入岩的成因及其对区域构造演化的指示

班公湖-怒江缝合带西段出露大量中酸性侵入岩,为特提斯洋俯冲、拉萨地块与羌塘地块碰撞造山过程中岩浆响应的重要组成部分。本文对该缝合带西段阿翁错地区的闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩进行了详细的岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩成岩年龄分别为119.3±1.8 Ma、114.7±1.4 Ma和103.2±1.3 Ma。岩石地球化学特征显示中酸性侵入岩属高钾钙碱性系列,具准铝质-弱过铝质I型花岗岩特征;其LREE分馏程度较高,而HREE近于平坦,存在Eu负异常;富集Rb、La等大离子亲石元素和Th、Zr、Hf等高场强元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,具有岛弧岩浆岩的特征。研究结果表明在早白垩世晚期(103.0±1.3 Ma)班公湖-怒江特提斯洋壳仍在向北俯冲于南羌塘地块之下,随着俯冲深度增加,大洋板片发生大规模脱水,释放的流体交代地幔楔并引发其部分熔融,产生的幔源岩浆向上运移,与下地壳物质不同比例混合形成了闪长岩和花岗闪长岩;而花岗岩主要由古老下地壳物质部分熔融形成,并有少量地幔物质的参与。