青藏高原北羌塘新生代火山岩中的麻粒岩捕虏体

北羌塘枕头崖地区新生代火山岩主要岩石类型为安山岩和英安岩类。其中,安山岩在一定程度上显示了埃达克质火山岩的特征,如高Sr(>1000×10-6)、Sr/Y>50以及低Yb(<2×10-6),表明其应源于榴辉岩相的青藏高原加厚陆壳中下部(>45km深度)。而英安岩类富集LILE,如Rb、Ba、Th、U和K等,亏损HFSE,如Ti、Nb、Ta和Sr等,尤其是Sr显著亏损,表明其应源于斜长石稳定的麻粒岩相源区。该区新生代安山岩和英安岩中麻粒岩捕虏体可分为两种类型,即二辉石麻粒岩和单斜辉石麻粒岩。二辉石麻粒岩平衡温度为783~818℃,单斜辉石麻粒岩形成压力在0·845~0·858GPa之间,来源深度约为27·9~28·3km,表明它们是来自青藏高原加厚陆壳中部的岩石样品,代表了本区英安岩类火山岩的源区物质组成。     

青藏高原北羌塘新生代高钾钙碱岩系火山岩角闪石类型有痕量元素地球化学

利用电子探针和激光探针剥蚀系统（LA－ICP－MS）对北羌塘新第三纪高钾钙碱岩系英安岩中角闪石的主元素和微量、角闪石强烈富集Sc、Ti、V、Cr、Co、Ni等不相容亲铁元素，而相对亏损Th、U、Pb、Rb等强不相容的大离子亲石元素。稀土元素丰度高，且无Eu异常，批示北羌塘这套高钾钙碱岩系火山岩可能是青藏高原加厚的相当于榴辉岩相物质组成的下部陆壳脱水熔融的产物。     

青藏高原北部黑石北湖新生代钾质火山岩的成因

昆仑岩带新生代钾质火山活动是青藏高原北缘深部动力学过程的重要记录。有关岩浆源区的性质和岩浆产生的机制一直存在较大的认识分歧。阐述了昆仑岩带黑石北湖钾质火山岩的岩石学和地球化学特征,并与西昆仑康西瓦和泉水沟新生代火山岩进行了成因对比分析。研究表明,昆仑火山岩带玄武质岩石的K2O和Na2O含量变化较大,从钠质过渡到钾质,硅碱图显示玄武质初始岩浆向钾质安粗岩方向演化。黑石北湖火山岩的高场强元素和Sr、Nd同位素组成显示岩浆源区具有EMⅡ的性质。岩石LREE的强烈富集和HREE的强烈分馏指示岩浆来自富集型含石榴子石地幔源区。不相容元素K/Nb、Ba/La等比值具有岛弧火山岩与OIB型玄武岩的过渡特征,指示源区为曾遭受软流圈流（熔）体交代的古俯冲地幔楔。     

青藏高原北部黑石北湖新生代钾质火山岩的成因

昆仑岩带新生代钾质火山活动是青藏高原北缘深部动力学过程的重要记录。有关岩浆源区的性质和岩浆产生的机制一直存在较大的认识分歧。阐述了昆仑岩带黑石北湖钾质火山岩的岩石学和地球化学特征,并与西昆仑康西瓦和泉水沟新生代火山岩进行了成因对比分析。研究表明,昆仑火山岩带玄武质岩石的K2O和Na2O含量变化较大,从钠质过渡到钾质,硅碱图显示玄武质初始岩浆向钾质安粗岩方向演化。黑石北湖火山岩的高场强元素和Sr、Nd同位素组成显示岩浆源区具有EMⅡ的性质。岩石LREE的强烈富集和HREE的强烈分馏指示岩浆来自富集型含石榴子石地幔源区。不相容元素K/Nb、Ba/La等比值具有岛弧火山岩与OIB型玄武岩的过渡特征,指示源区为曾遭受软流圈流（熔）体交代的古俯冲地幔楔。     

北秦岭基性火山岩地球化学特征与上地幔岩浆源区性质

元古代和早古生代是北秦岭两个主要的火山岩浆作用时期,地球化学研究表明,元古代基性火山岩具有相对低SiO_2、Al_2O_3和高TiO_2特征,基性火山岩TiO_2-P_2O_5、MgO/FeO-Y、的变化显示了正常的、稳定的岩浆作用过程,相容元素分配模型表明这一时期基性火山岩与华北区上地幔部分熔融岩浆作用相吻合,早古生代基性火山岩除普遍具有高、低特征外,突出地表现出地球化学成分的不均匀性,多源、混合岩浆作用的干扰使单源岩浆演变特征遭受破坏,相容元素分配模型表明:这一时期基性火山岩浆与引起秦岭区、华北区上地幔岩浆共同作用有关系,北秦岭基性火山岩浆作用的特征与这一地区从元古代到早古生代的构造发展是相适应的,反映了该区上地幔性质及岩石圈构成的重大改变。     

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…     

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。     

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.     

青藏高原北羌塘盆地结扎乡一带二叠系尕笛考组火山岩的特征及构造环境

对位于北羌塘盆地结扎乡一带二叠系尕笛考组火山岩进行岩石学、岩石化学、微量元素的分析及研究,为恢复二叠纪北羌塘盆地性质与古构造环境提供岩石地球化学约束.主要岩石类型为玄武岩、安山岩、英安岩及少量流纹岩、火山角砾岩等,SiO2=48.49%～74.52%,平均60.87%,Al2O3多数在14.5～18.86之间,K2O含量平均为1.99,显示钙碱性系列特征.LREE/HREE=4.31～14.60,平均8.74,(La/Yb)n=3.72～16.16,平均9.59,具有LREE富集的特征,δEu=0.61～1.11,平均0.80,多数样品δEu<1.0,表明铕呈弱负异常或不显异常.火山岩La×Nb/Zr×Zr>0.005,平均0.025,Th#215;Ta/Hf#215;Hf>0.098,平均为0.210,与典型的岛弧火山岩具相似性.由上述特征表明,北羌塘地块在早中二叠世处于岛弧环境的构造背景.     

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。     

羌塘赤布张错地区新生代火山岩研究

根据K-Ar同位素年代学研究成果,将赤布张错新生代火山活动划分为3期:第Ⅰ期(40.1~35.1Ma)火山喷发较弱,形成小范围分布的细粒安粗岩和斑状粗面岩;第Ⅱ期(26.5~17.6Ma)火山喷溢最为强烈,形成大面积厚层黑色气孔状安粗岩;第Ⅲ期(5.5~4.61Ma)由潜火山作用形成球粒状、斑状粗面岩岩丘。新生代火山岩系包括高钾钙碱性系列和钾玄岩系列,高钾钙碱性火山岩形成于始新世,属于壳源岩浆系列;钾玄岩系火山岩形成于中新世-上新世,属于幔源岩浆系列。由老到新,岩石系列由高钾钙碱性系列→钾玄岩系列演化,岩性由安粗岩→粗面岩演化。     

Petrochemistry of granulite xenoliths from the Cenozoic Qiangtang volcanic field,northern Tibetan Plateau: implications for lower crust composition and genesis of the volcanism

High-K calc-alkaline magmas from the Cenozoic Qiangtang volcanic field, northern Tibetan Plateau, contain lower crustal two-pyroxene and clinopyroxene granulite xenoliths. The petrology and geochemistry of six mafic and three felsic xenoliths from the Hol Xil area south of Ulan Ul Lake are discussed. Mafic granulites (Pl, Opx, Cpx, Ksp, and Bt) contain 48.76–58.61% SiO₂, 18.34–24.50% Al₂O₃, 3.16–5.41% Na₂O, 1.58–3.01% K₂O, low Mg# (30–67), LREE and LILE enrichment, high Rb/Sr (0.09–0.21), (La/Yb)_N (17.32–49.35), low Nb/Ta (9.76–14.92), and variable Eu anomalies (Eu?=?0.19?0.89). They also have more evolved Sr-Nd-Pb isotopic compositions in comparison with the host dacites ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.710812 vs. 0.713241), ?_Sr (+169.13 vs.?+203.88), ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (0.512113 vs. 0.512397), ?_Nd (?4.70 to??10.05), ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb (18.7000 vs. 18.9565), ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb (15.7135 vs. 15.7662), and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb (39.1090 vs. 39.4733). Felsic granulites (Qtz, Pl, Ksp, Bt, and Cpx) show enrichment of LREE and LILE and have evolved Sr-Nd-Pb isotopic compositions with (La/Yb)_N (2.04–10.82), ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.712041–0.729088), ?_Sr (+180.71–+430.59), ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (0.512230–0.512388); ?_Nd (?4.74 to??7.96), ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb (18.9250–19.1717), ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb (15.7662–15.7720), and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb (39.2109–39.6467). These geochemical data suggest that the protolith of the mafic granulites could have been a hybrid mafic magma (e.g. enriched mantle type II) or metasomatized restite derived from the partial melting of metamafic-intermediate rocks rather than basaltic cumulates, whereas the felsic granulite protolith was a quartzofeldspathic S-type granitic rock. We argue that the lower crust of the northern Tibetan Plateau is hot and heterogeneous rather than wholly gabbroic. Interaction between the mantle-derived magma and the metasedimentary/granitic lower crust of the Tibetan Plateau may have played an important role in the generation of shoshonitic and high-K calc-alkaline andesite-dacite rocks.     

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.     

藏北羌塘地块新生代火山岩中麻粒岩捕虏体的岩石学和地球化学研究:对青藏高原新生代火山岩成因及下地壳性质的约束

青藏高原北部羌塘地块的新生代高钾钙碱性火山岩中含有很多下地壳捕虏体,这些捕虏体的主要岩石类型为二辉石麻粒岩和单斜辉石麻粒岩.本文对乌兰乌拉湖南侧枕头崖地区新生代高钾钙碱性火山岩中的9个麻粒岩样(6个基性麻粒岩和3个酸性麻粒岩)进行了系统的岩石学,矿物化学,地球化学和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究.其中,紫苏辉石具有高Mgo FeO,低Al2O3的特征,单斜辉石具有低Al2O3和TiO2的特征,黑云母具有高TiO2的特征,这些特征都表明这些矿物为变质成因.矿物温压计算表明二辉石麻粒岩形成的平衡温度为783℃～818℃.单斜辉石麻粒岩形成压力在0.845～0.858GPa之间,来源深度约28km.表明它们可能是来自青藏高原加厚陆壳中部的岩石样品.基性麻粒岩的SiO2=48.76%～58.61%,Al2O3=18.34%～24.50%,Na2O=3.16%～5.41%,K2O=1.58%～3.01%,低Mg#(30～67),富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE),其具有较高的Rb/Sr(0.09～0.21)和(La/Yb)N(17.32～49.35),具有较低的Nb/Ta(9.76～14.92),其Eu异常变化于0.19～0.89之间.基性麻粒岩的Sr-Nd-Pb同位素地球化学表现为87Sr/86Sr=0.710812～0.713241,εSr=169.13～203.88,143Nd/144 Nd=0.512113～0.512397;εNd=-4.70～-10.05,206Ph/204Pb=18.7000～-18.9565,207Pb/204Pb=15.7135～-15.7662,208pb/204Pb=39.1090～39.4733.和基性麻粒岩类似,酸性麻粒岩也表现出富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE)的特征,它们的87Sr/86Sr=0.712041～0.729088,εNd=180.71～430.59,143Nd/144Nd=0.512230～-0.512388;εNd=-4.74～-7.96,206Ph/204Pb=18.9250～-19.1717,207Pb/204Pb:15.7662～-15.7720,208Pb/204Pb=39.2109～39.6467.上述地球化学特征表明这些基性麻粒岩的源岩是下地壳岩石,而非地幔岩或玄武质堆晶岩,而酸性麻粒岩的源岩极有可能是准铝质的花岗质岩石.这就表明青藏高原新生代下地壳的地温梯度很高,并含有部分沉积岩,而非典型的辉长质下地壳.而且,详细的研究表明,这种特殊的下地壳可能对青藏高原新生代高钾钙碱性和橄榄粗安质岩浆的起源有重要作用.因此目前所认为的超钾质-橄榄粗-安质岩浆源于富集岩石圈地幔在对流减薄作用下发生部分熔融的观点值得重新考虑.     

青藏高原北羌塘盆地上三叠统那底岗日组火山岩的地球化学特征及其意义

北羌塘盆地南缘的晚三叠世那底岗日组火山岩主要由英安岩、流纹岩、凝灰岩等组成。其主量元素具有高SiO2（66．58%-80．90％）、低TiO2（0．12％-0．42％）的特征,属钙碱性系列（σ平均为1．245）;微量元素表现为大离子亲石元素K、Rb、Ba及不相容元素Th的高度富集和高场强元素Nb、Ta、Ti的亏损;稀土元素（La／Yb）N〉10,Eu亏损较明显（δEu=0．53-43．88）,配分曲线右倾、较陡;Pb、Nd、Sr同位素组成为（^206Nd／^204Nb）T=18．531-18．838、（^207Pb／^204Pb）T=15．749-15．859、（^308Pb／。^204）T=37．138-37．917、（^87Sr／^86Sr）i=0．70852-0．71086、（^143Nd／^144Nd）。=0．511779-43．511896、εNa（t=208Ma）=-9．3--11．6。上述岩石地球化学特征表明,那底岗日和石水河的那底岗日组火山岩的岩浆源区为上地壳;同时利用同位素地球化学数据证明了北羌塘地块归属扬子陆块群的论断,即北羌塘盆地存在元古宙结晶基底的信息。     

青藏高原北羌塘盆地上三叠统那底岗日组火山岩的地球化学特征及其意义

北羌塘盆地南缘的晚三叠世那底岗日组火山岩主要由英安岩、流纹岩、凝灰岩等组成。其主量元素具有高SiO2（66.58％～80.90％）、低TiO2（0.12%～0.42%）的特征,属钙碱性系列（σ平均为1.245）; 微量元素表现为大离子亲石元素K、Rb、Ba及不相容元素Th的高度富集和高场强元素Nb、Ta、Ti的亏损;稀土元素（La/Yb）N>10,Eu亏损较明显（δEu＝0.53～0.88）,配分曲线右倾、较陡;Pb、Nd、Sr同位素组成为(206Pb/204Pb)T＝18.531～18.838、(207Pb/204Pb)T＝15.749～15.859、(208Pb/204Pb)T＝37.138 ～37.917、(87Sr/86Sr)i＝0.70852～0.71086、 (143Nd/144Nd)i＝0.511779～0.511896、εNd（t=208Ma）= -9.3～-11.6。上述岩石地球化学特征表明,那底岗日和石水河的那底岗日组火山岩的岩浆源区为上地壳;同时利用同位素地球化学数据证明了北羌塘地块归属扬子陆块群的论断,即北羌塘盆地存在元古宙结晶基底的信息。