琼北第四纪玄武岩中微型地幔岩捕虏体的发现及其意义

琼北新近纪碱性橄榄玄武岩中广泛出露大型地幔岩捕虏体 (最大尺度 2 0cm) ,但前人尚未在第四纪玄武岩中发现过此类捕虏体。经过对采自第四纪玄武岩中 14 0余个样品的微观结构观测 ,发现天然氧化作用揭示出样品中部分粗粒橄榄石晶体发育位错构造 ;同时由橄榄石和辉石晶粒组成的某些集合体型斑晶的结构 ,与新近纪玄武岩中大型地幔岩捕虏体的结构相同 ,从而确定第四纪玄武岩中存在橄榄石捕虏晶和微型地幔岩捕虏体 (最大尺度为 4mm)。捕虏晶和微型捕虏体的存在表明第四纪玄武岩岩浆与新近纪一样都来源于上地幔 ;同时 ,地幔岩捕虏体由大型演变为微型反映了岩浆上升速度的逐步降低 ,以及火山活动强度的减弱     

碳酸岩是大陆岩石圈构造背景和地幔交代作用的指示岩石

根据已知碳酸岩的地质产状、岩石学特征、Nd-Sr-Pb同位素及痕量元素地球化学特征,结合高温高压实验岩石学资料,论述了其地幔源区的物质成分、交代过程、软流圈地幔部分熔融机制和碳酸岩岩浆的演化模型碳酸岩既可以产生于裂谷环境,由起源于软流圈地幔的霞石质超基性-基性岩浆经液态不混溶作用而形成,与硅酸不饱和过碱性杂岩构成环状碳酸岩-碱性杂岩;也能够产生于碰撞造山过程中派生的引张岩石圈断裂带,直接导源于岩石圈地幔的低程度部分熔融作用,形成单一的透镜状、条带状和似层状碳酸岩体     

地幔柱、大火成岩省及大陆裂解-兼论中国东部中、新生代地幔柱问题

根据前人对地幔流体力学数值模拟、全球地震层析成像和火成岩方面的研究成果，详细叙述了地幔柱的基本特征，即:地幔柱具有巨大的球状顶冠和细窄尾管的形态，具备高温、低粘的物理性质，来自2 900 km处核/幔边界附近的D层. 大火成岩省（LIP）是地幔柱到达地表最好的表现形式. 基于地幔柱、大火成岩省的基本特征，以及地幔柱和大陆解体的时空关系，通过对中国东部中、新生代火成岩的岩石学、地球化学和时空分布特征， 以及这些火成岩产生的构造背景等方面的研究，认为中国东南地区中生代火成岩与典型的地幔柱有关的LIP的基本特征并不符合，不能把东南地区中生代火成岩作为典型的与地幔柱活动相关的大火成岩省的实例来看待；东北地区新生代火成岩不具备热点、地幔柱活动的典型特征，新生代火山活动与地幔柱活动可能没有直接关系.      

南海新生代碱性玄武岩主量、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素研究

南海海盆玄武质岩石的全岩K-Ar年龄为7.9~3.8 Ma, 为南海扩张停止(15.5 Ma)后、晚中新世以来的板内火山作用的产物, 可与其周边地区(如雷琼半岛、南海北缘及中南半岛等)同期火山作用的岩石成因和源区性质进行对比研究. 在详细的岩相学研究基础上, 从中挑选出了新鲜的玄武质岩石, 并进行了主量、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素分析研究. 结果表明, 该区玄武岩属于碱性玄武岩浆系列, 具有OIB型的稀土及微量元素特点, 形成岩浆的部分熔融作用程度较低, 岩浆在上升期间或在高位岩浆房中经历了结晶分异作用和堆晶作用. Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明, 南海地幔存在不均一性, 岩浆源区性质为EM2与DMM的二端员混合模式, 其中EM2为来自地幔柱物质的富集端员, DMM端员为大洋软流圈或岩石圈亏损地幔; Pb同位素特征显示本区存在Dupal异常, 结合北冰洋Gakkel脊新发现的Dupal异常, 表明此异常并非只限于南半球. 从Sr-Nd-Pb同位素变异图解中可见, 南海与雷琼半岛、南海北缘以及中南半岛地区可能具有相似的地幔源区特征, 与中国华北及东北地区存在一定差异. 南海海盆晚中新世以来的玄武岩为海南地幔柱提供了地球化学制约.     

金星的地幔对流、岩石圈演化和表面更新

金星在大小、轨道半径等方面与地球非常接近,但现今的观测显示金星在大气、表面温度、重力与地形特征等方面与地球非常不同.对固体金星而言,最显著特征是有火山活动但没有活动的板块构造运动、表面平均大约500±200 Ma的年龄显示金星发生过全球性表面快速更新、重力与地形强相关.本文在简要介绍已有工作的基础上,主要介绍我们基于这些观测特征开展的金星动力学研究,包括现今地幔的对流模式、相变对表面更新的影响、地壳厚度、岩石圈演化与表面更新等研究工作和取得的初步认识.

     

天山南北地块构造演化与地幔对流耦合动力机制

天山造山带南北分别于塔里木盆地和准噶尔盆地相接,经历古生代时期超级大陆裂解、南北天山洋裂开、洋盆持续扩张、洋壳俯冲消减、陆陆碰撞缝合过程及中新生代陆内再造山构造调整,是现今世界上较为活跃的陆内造山带,成为国内外大陆动力学研究的热点地带.在综合分析地质学、地球物理(地震剖面、重力异常、地震层析)、地球化学、岩石学及天文学...     

甘肃礼县新生代玄武岩的特征及其与地震的关系

本文对甘肃礼县新生代玄武岩及邻区超基性、基性岩的岩石特性进行了简要的叙述，并测定了它们的化学成分，同时还在１×１０３ＭＰａ高压下测定了它们的地震波速度。文中还对玄武岩的物源深度及其与地震的关系进行了探讨。     

峨眉山超级地幔柱对四川盆地烃源岩热演化的影响

四川盆地的构造、热演化与峨眉山超级地幔柱有密切关系.峨眉山超级地幔柱对四川盆地中二叠统之下的烃源岩热演化有着十分重要的影响.在四川盆地热历史恢复的基础上,研究了峨眉山超级地幔柱对盆地内烃源岩,特别是中二叠统之下的古生界烃源岩热演化的影响.结果表明,中二叠统及下伏烃源岩的热演化受中晚二叠世发生在盆地西南方向的峨眉山超级地幔柱的影响巨大,且具地区差异性.即在靠近峨眉山地幔柱中心的地区,有机质迅速成熟并达到其成熟度的最高值(以H1井为代表),古生界烃源岩迅速进入过成熟,此后未有二次生烃;而远离峨眉山地幔柱的盆地大部分地区,古生界烃源岩在二叠纪以来具有多次生烃过程.中生界烃源岩热演化,主要和前陆盆地阶段的构造过程包括前陆沉积和断裂的逆冲推覆等相关. 在烃源岩有机质成熟度演化史的基础上,从盆地热史和烃源岩热演化的角度指出了下二叠统及之下烃源层在四川盆地不同地区油气勘探中的不同意义.     

浙闽新生代玄武岩的岩石成因学与Cpx矿物化学

本文对浙闽新生代玄武岩的时空分布，地幔特征，构造环境及演化过程进行了研究，并对与Ｃｐｘ矿物化学有关的岩浆来源，演化深度，真假压力效应，玄武岩的系列划分，Ｉ型包体中Ｃｐｘ与金伯利岩中Ｃｐｘ的区别等问题进行了分析。     

中国东部地幔矿物中富硅、碱熔融包裹体：对岩石圈演化的启示

中国东部华北、东北和东南沿海几个地区的新生代玄武岩的尖晶石相和石榴石相橄榄岩捕虏体矿物中熔融包裹体研究表明, 玻璃化学成分为富硅(SiO₂=60%~68%)、碱(K₂O+Na₂O= 5%~11%), 特别是富钾(K₂O>Na₂O), 以及H₂O和CO₂等挥发分(2%~7%)的中酸性硅酸盐, 属于高钾钙碱性系列的英安岩和安山岩, 少量属于橄榄安粗岩系列. 熔融包裹体中高Al和Ca透辉石子矿物是熔体在高温高压下结晶的产物, 而非脱玻化重结晶的产物. 研究指出, 这种富钾(一般K₂O>3%)中酸性硅酸盐更具大陆特点, 与主矿物和寄主玄武岩均无成因关系, 是被捕获的中生代岩石圈壳-幔相互作用之熔体, 同时暗示中新生代时期中国东部大陆岩石圈地幔可能经历了破碎和更新的过程. 这无疑给中国东部大陆岩石圈演化过程提供重要启示, 同时指出富硅、碱熔体应对中国东部地幔化学非均一性负责.     

西南天山托云盆地新生代玄武岩中巨晶的研究

西南天山托云盆地新生代玄武岩中同时产出有深源岩石包体和辉石、角闪石、长石、金云母等高压巨晶. 巨晶主要产于火山活动早期形成的锥状岩席中, 辉石巨晶主要产于剖面下部, 角闪石、金云母以及深源岩石包体主要分布在中部, 长石巨晶主要分布在上部. 晶体的完整性、缺乏变形组构及其与寄主岩的关系表明, 它们是从寄主岩浆中晶出并快速上升到地表的. 矿物学研究表明, 辉石巨晶为铝质普通辉石, Al₂O₃含量高(>9%); 角闪石TiO₂含量很高(>4.5%), 为钛闪石; 长石巨晶主要为歪长石, 双晶发育. 部分普通辉石和钛闪石巨晶发育磁黄铁矿包裹体. 巨晶辉石结晶温度为1185~1199℃, 压力约为1.53~1.64 GPa, 为壳幔边界晶出的产物; 巨晶角闪石结晶压力约为0.85 GPa, 温度约为1000℃, 大致于30 km处晶出. 巨晶歪长石结晶压力在0.8~1 GPa, 温度为900℃左右. 角闪石巨晶中没有金红石等富钛包裹体, 反映了岩浆的快速上升. 辉石巨晶和斑晶成分计算的温压条件位于玄武岩液相线附近, 其大致的P-T轨迹斜率较大, 也可以作为岩浆快速上升的证据之一. 但是, 角闪石巨晶形成温度明显低于同等压力条件下的辉石巨晶, 可能暗示角闪石巨晶形成于岩浆活动前锋温度较低且富含挥发分的环境. 因此, 托云新生代玄武岩应当形成于拉张环境中, 巨晶的形成和上升具有较为复杂的历史.     

大陆岩石圈地幔形成与演化研究的新进展

研究大陆岩石圈地幔形成与演化的主要途径是利用岩石－地球化学探针研究幔源橄榄岩的年龄、组成及其演化，目前多将岩石圈地幔划分为大洋型和克拉通型，并认识到，岩石圈地幔的矿和相、成分、年龄在垂向上具有分层性；根据研究资料，目前已提出了以熔体抽取为岩石圈地幔形成的主要方式，并通过交代、拆沉等过程使岩石圈地幔遭受改造，中国东部岩石圈地幔的成分主体上是饱满的，与其上的太古代地壳并不协调，一些研究者提出了岩石圈拆沉和地幔置换两种具有代有性的模型来解释岩石圈地幔成分的这种特点，人们对中国东部岩石圈地幔作了大量的研究工作，然而，若要形成较为合理的解释，还需应用新技术（如，Re/Os同位素技术）做进一步的工作。     

藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化

自印度大陆与欧亚大陆碰撞以来, 藏北羌塘地块依次发育有碱性玄武岩系列、高钾钙碱性系列、钾玄岩系列和过碱性钾质-超钾质系列火山活动. 研究表明岩浆源区经历了由早期尖晶 石橄榄岩地幔向晚期石榴石橄榄岩富集地幔(EM2)的转变. 高钾钙碱性系列和钾玄岩系列安粗质岩石具有高Mg#值和极高的Cr, Ni, Co丰度, 指示岩浆可能来自于拉萨地块大陆岩石圈的俯冲作用. 藏北过碱性超钾质系列的La/Rb, Zr/Rb, K/La, K/Nb, Rb/Nb和Pb/La值小于岛弧火山岩, 大于和类似于洋岛玄武岩, 指示岩浆源区具有软流圈流体交代古俯冲地幔楔的属性. 而藏南超钾质火山岩和藏东超钾质煌斑岩的上述元素比值类似于和大于岛弧火山岩, 暗示源区地幔存在俯冲陆壳释放的流(熔)体的交代作用. 上述成因标志支持印度大陆岩石圈俯冲到高原中部, 欧亚岩石圈地幔向南俯冲到羌塘之下的结论. 文中进一步提出陆内俯冲与藏北、藏东区域大型走滑构造的脉动滑移效应导致高原腹地软流圈脉动上涌, 岩石圈脉动减薄产生钾质-超钾质岩浆脉动旋回的成因机制.     

矿物光电子与地球早期生命起源及演化初探

能量是一切生命活动的核心问题,生命体的能量来源与获取途径是地球早期生命起源与演化的关键科学问题.现有研究表明,生物体开始对太阳光能的大规模利用是早期地球生命演化的重要转折,生命随后逐渐发展并繁荣起来.然而,在生命活动中广泛存在着生物化学反应的电子转移过程,电子最初来源是否源自太阳光能以及如何源自太阳光能目前仍不清楚.数十亿年以来,太阳光理应一直激发着地球表面大量存在的半导体矿物产生光电子-空穴对,在早期地球表面处于还原环境与弱酸性介质条件下,半导体矿物产生的光生空穴极易被俘获,分离出的矿物光电子可有效还原二氧化碳为有机物质,提供生命起源所需物质.光电子在电势差的驱动下形成光电子传递链,可直接传递到原始细胞中以维持其新陈代谢过程.天然半导体矿物在早期生命起源过程中还能起到对细胞免遭紫外线辐射的保护作用,而这种保护作用是通过半导体矿物吸收紫外线来实现的.正是持续产生的较高能量的光电子被早期生命细胞所利用,天然半导体矿物光催化作用产生的光电子在早期生命起源过程中扮演着合成物质、保护细胞与提供能量的多种作用,这一机制至今仍在地球表层系统中发挥着重要作用.     

中国东南大陆中、新生代岩浆作用与壳幔演化动力学

本文论述了中国东南大陆中、新生代岩浆作用的多旋回性和迁移性,构造演化与岩石系列和岩石组合的关系。前寒武纪岩石圈制约本区中、新生代岩浆作用和成矿作用,并在三种岩石围岩石学一地球物理综合模型中反映。总结了四个主要构造期岩浆作用源区特征和构造背景,并根据不同大地构造单元在碰撞造山后近南北向刊近北东向伸展裂解,从造山带挤压碰撞向伸展裂解机制转换过程探讨了中、新生代岩浆作用和壳幔演化动力学。