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…     

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。     

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。     

五大连池钾质火山岩的Sr、Nd、Pb同位素地球化学及岩浆的化学演化

五大连池火山岩是我国东部新生代最典型的钾质玄武岩。以富Ti、Na、K为特点，结晶分异使岩浆向富Si、富碱方向演化。岩石中Rb、Sr、Sin、Nd丰度与熔岩的碱质同步增长。Pb、Sr、Nd同位素组成很特殊，富放射成因Sr和Nd，但贫放射成因Pb，^37Sr/^34Sr，高于全球未分异现代值,^143Nd/^144Nd为0．512381-0.512433，低于全球未分异现代值；^206Pb/^204Pb,^207Pb/^204Pb,^208Pb/^204Pb分别对16.712-16.992,115,371-15.407,36.315-36.948,比许多大洋玄武岩和大陆玄武岩偏低。上述数据表明，其源区为无明显地壳物质混染的，未遭改造的原始富集地幔，同大洋玄武岩明显不同，暗示地幔的物质组成有区域性和不均匀性。     

白银厂矿田酸性火山岩岩石学及微量元素地球化学特征

酸性火山岩是构成白银厂火山穹隆的主体核心 ,也是黑矿型白银厂式矿床的容矿岩石。本文从酸性火山岩的岩相学特征、主要元素、微量元素、稀土元素地球化学研究入手 ,对酸性火山岩的分类及系列划分、微量元素和稀土元素地球化学及其形成的构造环境进行了深入的探讨。认为该区酸性火山岩主要由流纹岩和英安岩组成 ,属低钾系列和钙碱性系列。地球化学特征表明 ,它的形成是由板块俯冲至深处脱水 ,致使先存下地壳含水辉长质岩石部分熔融而成。其成岩环境为火山弧环境。     

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.     

吉林省辽吉台块中生代火山岩地球化学特征及构造环境

本区中生代火山岩可以分成偏碱性中性火山岩和酸性火山岩两类，二者之间表现出明显的成份间断，构成一个偏碱性中性－酸性双峰式岩系。偏碱性中性火山岩地球化学特征上与榄安粗岩相似，具有富碱（Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ），Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ比值高以及富集大离子亲石元素（Ｒｂ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｐ）等特征。本区火山岩形成大陆边缘拉张环境。     

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.     

五大连池火山岩带的地幔富集作用

小古里河-科洛-五大连池-二克山新生代火山岩带是一条富钾火山岩带,本文选择科洛荡子山新近纪的白榴碧玄岩和其中的方辉橄榄岩地幔包体和白榴霓霞岩岩浆包体为重点研究对象,通过岩相学和地球化学研究发现大量地幔交代的证据,从而认识到以方辉橄榄岩代表的岩石圈地幔在来自软流圈富含不相容元素的流体交代作用下,形成了富集地幔,白榴霓霞岩包体和富钾的火山岩则来自这类交代型地幔不同阶段部分熔融的岩浆,因此火山岩具有低Nd、低Pb和高Sr的同位素特征。富钾火山岩带的K2O／Na2O等值线图表明长400km,宽50km的幔源富钾的火山岩带是受新生代陆内NNW走向的裂谷控制。     

龙岗金垅顶子近代活动火山的岩石学与地球化学

距今１６００ 年前喷发的金龙顶子火山是龙岗火山群中一座最年轻的近代活动火山, 它的喷发物包括金龙顶子火山锥体 （海拔９９９．４ｍ ）、熔岩流及其广布的火山碎屑席 （四海火山渣层）。金龙顶子火山岩为单一的粗面玄武岩, 有着极为相似的ＲＥＥ和不相容元素分布模式, ８７Ｓｒ／８６Ｓｒ和１４３Ｎｄ／１４４Ｎｄ 分别变化于０．７０４８４６～０．７０４９２１ 和０．５１２６１９～０．０．５１２６４６, 这反映了它们直接来自地幔源区, 岩浆上升过程极少演化和壳源混染, 具有较为原始的岩浆特点。年轻火山岩中的幔源捕虏体提供了该区存在相对低温 （～９００℃） 含水的地幔。     

西藏措勤赤马地区古近系年波组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其成因

西藏措勤县赤马地区年波组火山岩大地构造位置位于隆格尔—工布江达复合岛弧带,岩石w(SiO_2)=72.46%~81.4%;w(Al_2O_3)=11.39%~12.72%;Alk(K_2O+Na_2O)=3.33%~8.5%;w(K_2O)/w(Na_2O)=1.09~46.68;A/CNK=1.4~3.4;里特曼δ=0.27~2.15,属过铝质的钾质、超钾质钙碱性—亚碱性的中酸性火山岩。稀土总量ΣREE=118.38×10~(-6)~343.65×10~(-6);LREE/HREE=2.13~10.99;δEu=0.07~0.38,轻稀土富集,重稀土亏损,配分曲线呈右倾型,较明显的铕负异常。富集K、Rb、LREE等大离子亲石元素,而亏损Nb、P、Ti等高场强元素的特征,岩石显示出岛弧火山岩相似特征。锆石U-Pb定年结果显示,年波组火山岩成岩年龄约65~45Ma间,为古新世—始新世。年波组火山岩显示出物质来源主要为地壳物质重熔和地幔物质同化混染,由老到新,地壳物质贡献增强。     

藏南墨竹工卡叶巴组双峰式火山岩岩石成因、时代及构造环境

青藏高原南部早中生代岩浆岩的研究对反演区域构造演化具有重要意义,其中早侏罗世叶巴组火山岩被认为是新特提斯洋俯冲的早期岩浆记录,目前对于其形成的构造环境仍存在争议。选取西藏南部墨竹工卡县地区新发现的叶巴组火山岩为研究对象,对其进行了锆石U-Pb同位素、全岩地球化学成分测试。火山岩主要岩性为玄武岩(181.0±5.0 Ma,n=1)和流纹岩(181.4±4.4 Ma,MSWD=0.017, n=18),具有双峰式火山岩特征。玄武岩具有较高的TiO2、P2O5和Nb含量,(La/Nb)PM＜2,具有富铌玄武岩的特征,Mg#值为54.9~57.3,Ti/V＞50,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素。流纹岩具有较高的SiO2、Na2O含量,Mg#值为49.1~50.4,Th/Ce值为0.1~0.15,Th/La值为0.22~0.31,Nb/Ta值为14.06~14.32,Sr/Y值较低(4.15~4.82),富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素。研究结果揭示,玄武岩岩浆源区为板片熔体交代的地幔楔,并在后期演化过程中混入部分地壳物质。流纹岩为幔源岩浆与大陆地壳混染成因。玄武岩具有板内玄武岩及岛弧岩浆岩特征,流纹岩具有岛弧岩浆岩特征,结合区域地质背景推测,墨竹工卡叶巴组火山岩形成于新特提斯洋北向俯冲的弧后盆地环境,区域上叶巴组火山岩的形成时代及构造环境存在差异,可能代表了俯冲不同阶段的产物。     

“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。