青藏高原岩石圈演化的记录：藏北超钾质及钠质火山岩的岩石学与地球？…

藏北鱼鳞山超钾质火山岩为一中等规模的熔岩被,可分为三期。前两期主要为霞石黝方白榴石响岩、霞石白榴斑岩等,后期主要为防方钠石霓石粗面岩、霓霞粗岩等。时代为１８￣３０Ｍａ。本区超钾质岩浆ＳｉＯ２强烈不饱和、强碱性、高度富集ＬＲＥＥ及ＬＩＬＥ、放射成因Ｓｒ、Ｐｂ及非放射成因Ｎｄ同位素（＾８６Ｓｒ／＾８７Ｓｒ＝０．７０８７６６￣０．７０９１６２,＾２０６Ｐｂ／＾２０４Ｐｂ＝１８．８８２８８８￣１９．１０４     

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。     

青藏高原北部可可西里地区新生代钾质火山岩地球化学特征及成因

青藏高原北部可可西里地区分布的中新世钾质火山岩(7.77～17.82Ma)主要为粗面安山岩、粗面岩和少量次火山相的流纹斑岩.主量、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明,该套钾质火山岩强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素,明显亏损Nb-Ta-Ti元素,具有较高的87Sr/86Sr:0.707346～0.714915,较低的εNd值:-3.70～-6.97,和较高的放射性成因Pb同位素组成(207Pb/204Pb=15.65～15.76,208Pb/204Pb=38.98～39.35,206Pb/207Pb=18.67～18.78).上述特征指示岩浆源区可能是与古俯冲消减物质有关的EMⅡ型富集地幔.三大岩类的地球化学成分变异表明:该钾质火山岩系列是富集地幔(金云母-尖晶石二辉橄榄岩和金云母-石榴石二辉橄榄岩)低度部分熔融产生的母岩浆经过较强结晶分异形成的,其中流纹斑岩在岩浆后期可能经历了更为复杂的地壳混染和结晶分异过程.     

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.     

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。     

西昆仑新生代钾质火山岩的地球化学及其对源区的约束

对西昆仑大红柳滩、普鲁北和普鲁东新生代火山岩的地球化学研究表明 ,其总体特征相似。但是南带的大红柳滩和北带的普鲁火山岩区 (普鲁北和普鲁东 )存在一定的区别。大红柳滩火山岩的 Ti O2 相对较低 ,但富集碱和 K,同时更加富集轻稀土和大离子亲石元素。在同位素特征上 ,大红柳滩火山岩具有相对低的 Sr同位素比值以及高的εNd值和 2 0 7Pb/2 0 4 Pb、2 0 8Pb/2 0 4 Pb比值。其微量元素和同位素特征指示了火山岩的源区为岩石圈地幔 ,为含有黑云母和角闪石的石榴子石二辉橄榄岩。但在部分熔融前经历了交代富集的过程。原始地幔标准化图解…     

五大连池裂谷型富钾火山岩带的岩石学与地球化学

以五大连池火山群为中心的小古里河—科洛—五大连池—二克山近SN向的裂谷型富钾火山岩带,除了科洛火山群的火山活动从晚第三纪持续到第四纪,其它火山主要限于第四纪的喷发活动。按照岩石学和化学成分,晚第三纪和第四纪富钾火山岩分别命名为白榴碧玄岩和白榴玄武岩。富钾火山岩的岩石学、主微量元素和SrNdPb同位素地球化学特征表明,富钾火山岩来自交代的EMI地幔。     

羌塘岩带碰撞后超钾质火山岩地球化学特征及成因探讨

羌塘超钾质火山岩为板块碰撞后的产物,地球化学特征表明,其同时具有板内火山岩和俯冲带岛弧火山岩的双重地球化学特性。化学组成上富含轻稀土和大离子亲石元素而亏损Cr、Ni等相容元素。在成因上受分离结晶作用和源区混合作用共同制约。源区为受古俯冲上地壳物质和下地幔上升流体交代混合的EMII型富集地幔端元,可能富含角闪石和金云母等矿物。     

藏北新生代两套钾玄质火山岩系列地球化学特征

岩石学和元素地球化学特征研究表明，藏北新生代自南向北沿可可西里岩带和喀喇昆仑—玉门岩带出露有两套钾玄质系列火山岩。它们富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土(LREE)及明显亏损Nb—Ta—Ti，同时具有板内和岛弧(陆弧)的双重特征。源区来源于可能与俯冲带流体有关的相似交代富集地幔，成岩过程主要经历了低度(＜10％)辉石分离结晶作用，同时，源区伴有地壳物质的混染作用。     

青藏高原南部与北部新生代高镁钾质岩地球化学对比:南北地幔源区差异

青藏高原广泛分布有一些新生代高镁钾质岩(Mgo≥6%,K2O/Na2O>1),通常认为它们应起源于地幔源区,虽然它们均有着富钾、富集大离子亲石元素和亏损高场强元素的共同特征,但青藏高原南部和北部的这些新生代火山岩在形成时代和地球化学特征方面均有明显的不同.青藏高原南部和北部新生代火山岩在形成时间和空间上是不连续的.青藏高原南部和北部的高镁钾质岩可能均源于与古俯冲环境相联系的富集地幔源区,但它们的地幔源区矿物组成和形成深度却是不同的;高原南北高镁钾质岩明显不同的组成可能是因它们源区的壳源物质的来源或含量不同所致,而高原南部比北部高镁钾质岩明显低的143Nd/144Nd但高的87St/86Sr同位素比值特征,暗示后者起源于一个相对亏损的(含较少沉积物组分的)富集地幔源区.虽然对流减薄和陆内俯冲模式分别可以解释青藏高原抬升和与其共生的新生代火山岩的部分现象,但从总体上看北向俯冲的印度岩石圈的多次断离和南向俯冲的亚欧板块相结合的模式可能是解释新生代以来青藏高原的抬升和与其共生的火山岩最有效的形成机制.     

Geochemical Characteristics of the Cenozoic Volcanic Rocks in Central Qiangtang, Tibet: Relation with the Uplift of the Qinghai Tibet Plateau

1. Introduction The uplift and evolution of the Qinghai Tibet Plateau has been the most important projects for studying the dynamic process of the plateau, and the uplift mechanism and history are the essential problems. Researches have been done extensively in terms of tectonics, sedimentology, geophysics, paleontology, paleoclimate and paleomagnetism for several tens of years. Many evolution models have been suggested but so far none of them have been explained perfectly. In recent years,…     

青藏高原东南缘点苍山-哀牢山杂岩带中片麻岩的变质演化及深熔作用特征

片麻岩是点苍山-哀牢山变质杂岩带最常见的岩石类型,主要由夕线石榴黑云二长片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩以及含十字石蓝晶夕线石榴片麻岩所组成,其原岩的化学成分与华北克拉通典型孔兹岩系十分相似.岩相学、成因矿物学和变质反应性质研究以及温压条件估算结果表明,研究区片麻岩类岩石变质峰期的温压条件为T=700～770℃,P=0.5～0.8GPa,已达到或接近麻粒岩相变质,晚期退变质阶段的温压条件为T=600～650℃,P=0.35～0.45GPa.片麻岩变质演化的P-T轨迹具有顺时针型式.在麻粒岩相变质阶段,片麻岩类岩石普遍发生深熔作用,主要表现为含水矿物黑云母的脱水熔融和长英质矿物的部分熔融.该项研究对于进一步揭示青藏高原东南缘点苍山-哀牢山造山带的变质演化深熔作用机理及动力学过程具有重要的科学意义.     

西藏尼玛宋我日火山岩岩石化学特征与构造环境

西藏尼玛宋我日火山岩是笔者1996年在西藏地质调查时首次发现的。该火山岩东西向带状分布于西藏尼玛县东侧,紧邻班公湖—怒江缝合带南缘。该火山岩主要为陆相喷发的中—基性火山熔岩、火山碎屑岩,底部不整合在木嘎岗日群(J1—2mg)之上。岩石化学分析表明,其为一套钙碱性系列火山岩,属冈底斯—念青唐古拉火山岛弧主要成员。     

青藏高原北部新生代走构油茶错、纳丁错火山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

本文对分布于藏北南羌塘地区的走构油茶错和纳丁错新生代火山岩进行了岩石学、同位素年代学和地球化学研究.两个地区火山岩主要由粗面玄武岩、橄榄粗安岩、安粗岩及粗面岩组成,具有从碱性系列火山岩到高钾钙碱性火山岩连续演化的特征.锆石U-Pb定年表明两个地区火山岩形成时代分别为34.64±0.55Ma和35.03±0.54Ma,另外在走构油茶错安粗岩和粗面岩中发现了大量的捕获锆石.地球化学分析显示,岩石ε_(Hf)(t)均为正值,但随SiO_2含量的增高,ε_(Hf)(t)有减小的趋势.稀土元素配分曲线上轻重稀土分馏明显,无或轻微Eu负异常,尤其是重稀土出现分馏,大多数样品(Sm/Yb)_N值介于6.30～8.25之间,表明原生岩浆起源于含有石榴石的弱亏损型软流圈地幔,中酸性岩浆所具有的类似埃达克岩的地球化学特征是原生幔源岩浆经AFC作用形成的.始新世末期南羌塘地区的火山活动可能与向北俯冲的拉萨地块的岩石圈地幔断离造成的软流圈上涌有关.     

青藏高原拉萨地块西部中新世赛利普超钾质岩石的地球化学与岩石成因

西藏拉萨地块西部赛利普中新世碰撞后超钾质火山岩由中国地质调查局地质填图首次发现,露头呈残丘状集中分布于中新世赛利普盆地.为一套含地幔包体的粗面岩,SiO2含量中等(55.36%～6.70%),高K2O含量(6.70%～7.50%)和K2O/Na2O比值(3.34～4.93).岩石高MgO(6.4%～7.95%)、Cr(174×10-6～421×10-6)、Ni(268×10-6～337×10-6)和Mg#(68～72),岩石为地幔部分熔融的原始岩浆.岩石高度富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE)、具有明显的Nb、Ta、Ti的负异常、富集放射性成因Sr、Pb及Nd同位素(87Sr/86Sr=0.727327～0.727803,206Pb/204Pb=18.705～18.779,207Pb/204Pb=15.731～15.761,208Pb/204Pb=39.775～39.919,143Nd/144Nd=0.511848～0.511861)、较低的εNd值(≈-15)和古老的Nd模式年龄(tDM=2.2～2.4 Ga),这些地球化学特征揭示出赛利普的岩浆源区为富集地幔(EM Ⅱ).将赛利普与拉萨地块西部其他地点和青藏高原北部的北羌塘和西昆仑地区出露的超钾质岩石进行综合对比表明,赛利普超钾质岩石可能为尖晶石相含金云母橄榄岩及少量石榴石相含金云母橄榄岩地幔的低度部分熔融的产物.拉萨地块超钾质岩石的形成可能与印度大陆岩石圈俯冲,或是俯冲的印度大陆地壳前缘撕裂和分段俯冲有关.     

青藏高原南部地幔包体的发现及其意义

尽管青藏高原碰撞后超钾质岩石代表了上地幔低度部分熔融的产物,增加了对地幔的了解,但是对青藏高原陆下岩石圈地幔的性质依然缺乏清楚认识,其中一个最主要的问题是高原腹地的超钾质岩石中一直缺少幔源包体和巨晶.本文报导了青藏高原南部赛利普粗面安山岩(具有典型的超钾质岩石特征,年龄约为17Ma)中产出的地幔包体的矿物主量元素成分.包体大小为0.5cm～1.5cm,主要为两类,一类是辉石岩(0px Cpx),另一类为二辉橄榄岩(Ol Opx Cpx±Phl±sp).包体中橄榄石(Mg#=89～90,CaO=0.05%～0.12%,TiO2<0.03%,NiO=0.29%～0.80%),单斜辉石(Mg#=88～91,Al2O3=5.5%～7%),斜方辉石(TiO2=0.05%～0.15%,Al2O3=2%～5%)和尖晶石(Mg#=58～76,Cr#=10～44,Cr2O3=9%～35%,MnO=0.09%～0.24%,FeO=11%～18%,Al2O3=29%～57%,MgO=16%～21%)的成分与中国东部新生代玄武岩中的地幔包体特征一致.包体的温度为990～1140℃、压力为16～20kb,显示的地温曲线与中国东部、东非肯尼亚等世界典型裂谷区的上地幔特征一致,表明青藏高原南部在中新世尽管处于印度与亚洲大陆的挤压汇聚状态,但是仍具有区域性伸展作用存在,这与藏南广泛发育的南北向裂谷和地表高热流是吻合的.包体中含水金云母与石英的出现以及尖晶石成分不均一性等揭示了包体中多期交代作用过程.与金云母共生的尖晶石后期改造作用表明导致藏南上地幔改造的交代流体应是与寄主火山岩成分接近的富K,Si和H2O的流体.藏南地幔包体的深入研究将对揭示青藏高原地幔的成分、状态与深部作用过程以及为更好解释超钾质岩石的成因提供更多的证据.     

“三江”地区与青藏高原内部早第三纪高镁钾质岩地球化学对比:地幔源区的差异及其意义

"三江"地区和青藏高原内部广泛分布有新生代早第三纪高镁钾质岩(MgO6%,K2O/Na2O1),通常认为它们应起源于地幔源区,虽然它们均有着富钾、富集LILE和亏损HFSE的共同特征,并在形成时代上有着一致性,但青藏高原这些在不同区域的早第三纪火山岩在地球化学特征有显著的差异。"三江"地区同高原内部高镁钾质岩相比具有明显高的εNd(t)值,指示前者起源于一个相对亏损的富集地幔源区。青藏高原早第三纪高镁钾质岩可能源于与古俯冲环境相联系的富集地幔源区,但不同地区的富集物质和地幔源区矿物组成以及形成深度却是各不同。青藏高原内部高镁钾质岩的形成可能与高原腹部始新世下地壳的拆沉有关;而"三江"地区早第三纪高镁钾质岩可能与发生在50～40Ma北向俯冲的特提斯大洋板片断离有关。同时早第三纪特提斯大洋板片的北向俯冲和断离对"三江"地区在该时期的成矿物质的富集和成矿过程有着重要的贡献。     

西藏高原湖泊的基本特征及放射性元素调查

西藏高原湖泊星罗棋布,形态各异,是世界上湖泊最多最集中的地区之一。通过对西藏高原湖泊的形成和几个典型湖泊的基本特征、水化学条件以及放射性元素特征进行的阐述,发现部分湖泊铀浓度较高,认为在湖泊中寻找铀资源是未来铀资源勘查值得参考的方向之一。