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。     

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。     

西秦岭新生代钾霞橄黄长岩的地球化学及其岩浆源区性质

西秦岭礼县地区新生代钾霞橄黄长岩具有贫SiO2和Al2O3,富CaO、MsO、TiO2及K2O Na2O的特征,矿物组合中除橄榄石、辉石外,普遍含有霞石、黄长石、白榴石和磁铁矿等矿物.火山岩的∑REE为97.82×10-6～639.1×10-6.岩石以强烈富集大离子亲石元素(LILE,如Rb、Ba、K、Sr)和高场强元素(HPSE,如Nb、Th、Ta、P、Zr、Hf等)为特征具有Pb和Ti的负异常.火山岩具有相对高的143Nd/144Nd 比值(0.512007～0.512130,εNd= 3.4～ 5.8)和相对低的87St/86Sr 比值(0.703374～0.704726).206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb的比值范围分别为18.088～19.112,15.476～15.626和38.071～39.680.岩石的微量元素和Sr、Nd和Pb同位素特征显示其与洋岛玄武岩(OIB)的地球化学特征相似.源区组成显示了亏损地幔端元DM、HIMU端元和富集地幔端元EMIl这三种地球化学端元混合的特征.     

甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩火山作用及其构造含义

钾霞橄黄长岩是一种产于大洋和/或大陆环境,尤以大陆裂谷最为多见的超钾质火山岩,也是世界上出露最少的火成岩之一,目前世界只有少数几个国家和地区有这类岩石的报道.甘肃西秦岭新生代火山岩是我国目前唯一有报道的钾霞橄黄长岩产区.本文详细介绍了西秦岭新生代钾霞橄黄长岩及深源包体的岩石学特征,提供了该区13个岩体30个具代表性的全岩化学和主要矿物的化学成分分析结果,6个具代表性的Sr,Nd,Pb同位素分析结果,以及2个火山岩全岩Ar/Ar同位素定年结果.研究表明西秦岭新生代钾霞橄黄长岩主要是中新世火山作用的产物.火山岩的化学成分贫SiO2和Al2O3,富MgO,CaO,TiO2和(K2O+Na2O),以及具有高的[MgO]值(平均大于68)和NNiO 含量(平均在0.3%以上).火山岩中含有丰富的深源包体,岩石的结晶程度很差.所有这些表明西秦岭存在原生钾霞橄黄长岩浆.而且本区钾霞橄黄长岩与碳酸岩密切共生,显示了典型的大陆区钾霞橄黄长岩的特征.火山岩的∑REE在365×10-6～649×10-6之间,其中轻稀土总量(∑LREE)达319×10-6～569×10,尤以强烈富集大离子轻石元素(K、Rb、Sr、Ba)和相对亏损高场强元素(Nb、Ta等)为特征.火山岩具有相对高的143Nd/144Nd值(0.512768～0.512911),相对低的87Sr/86Sr值(0.70412～0.70525)和206Pb/204Pb(18.418～18.625).εNd介于+1. 8209～+2.1002之间,207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为15.476～15.551和38.618～38.792.本区火山岩的Sr,Nd和Pb同位素与东非裂谷,意大利,德国等地的钾霞橄黄长岩不同,也与青藏高原周边其它地区的钾质火山岩不同.结合火山岩中深源包体温压计算结果,以及火山岩的形成时代,大地构造背景及地球物理资料的分析,对火山岩产出的构造环境及起源和成因进行了初步讨论.提出本区钾霞橄黄长岩火山作用是印度-欧亚板块碰撞后青藏高原强烈隆升在周边地区的反映,本区原生钾霞橄黄长岩岩浆直接起源于地幔,其成因与岩石圈伸展的条件下,岩石圈底部热边界层(TBL)的低度部分熔融有关.这种热边界层(TBL)在发生岩浆作用之前是被来自软流圈深部的流体和/或熔体交代富集过的地幔.     

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.     

西秦岭天水地区新生代酸性火山岩地球化学特征及其构造意义

西秦岭天水地区分布有新生代陆相酸性火山岩，主要由流纹岩、流纹质角砾凝灰熔岩、流纹质熔结(角砾)凝灰岩及少量角砾凝灰岩、火山角砾岩等组成，具有富硅、富碱、低铝、低钙特征，属于非造山偏碱性岩石，类似于大陆裂谷碱性流纹岩。研究表明，新生代陆相酸性火山岩为地壳岩石部分熔融作用的产物，形成于陆内拉张构造环境，与新生代早期渭河断裂带的左行走滑剪切构造作用有关。     

甘肃天水地区新生代火山岩地球化学特征及其成因

西秦岭甘肃天水地区分布的新生代陆相中酸性火山岩,主要由流纹岩、部分流纹质熔结(角砾)凝灰岩及少量角砾凝灰岩、火山集块岩等组成.地球化学特征显示具有富硅、富碱、低铝、低钙特征,属于非造山偏碱性岩石,类似于大陆裂谷碱性流纹岩,为地壳岩石部分熔融作用的产物,形成于陆内拉张构造环境,与新生代早期渭河断裂带的左行走滑剪切构造作用有关.     

甘肃西秦岭区新生代碱性火山岩中的钛金云母

本文对甘肃西秦岭区新生代火山岩及所携带的上地幔包体中钛金云母进行矿物学和矿物化学研究。本区火山岩中的金云母与金伯利岩、钾镁煌斑岩和一般云煌岩中的金云母不同，其化学成分显示了一种过渡类型特征。巨晶和粗晶金云母是在＞１３００℃，３０×１０￣８ｐａ，富ＣＯ＿２和Ｈ＿２Ｏ的条件下的早期结晶相。微晶金云母为近液相线快速冷却的产物。橄榄岩包体和球状体中金云母的成因似与流体交代作用有关，这种钛金云母的出现进一步证明新生代火山岩起源于被交代了的地幔，交代流体具有富Ｋ、Ｎａ、Ｔｉ等不相容元素和挥发分ＣＯ＿２、Ｈ＿２的特征。     

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…     

西秦岭新生代双峰式火山作用及南北构造带成因初探

本文提供了西秦岭新生代流纹岩的全岩化学、稀土微量元素和Pb、Sr、Nd同位素分析数据,以及新生代双峰式火山岩27个同位素定年结果。研究表明,西秦岭新生代双峰式火山岩具有与东非裂谷完全相同的岩石组合。K/Ar和³⁹Ar/⁴⁰Ar同位素定年确定新生代双峰式火山岩的年龄从23~7.1Ma。双峰式火山岩中的钾霞橄黄长岩与钾玄岩的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr在0.704031~0.70525之间, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb为18.408~19.062,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb为15.476~15.677,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb为38.061~39.414,ε_Nd=0.3~5.3,几乎全部为正值,与新特提斯地幔端元地球化学域非常相似,岩浆起源于与Ontong Java和FOZO地幔柱相似的亏损地幔源区。由此推测,火山岩的成因与印-亚大陆碰撞诱发的软流圈地幔流向东移动和上涌有关,也是青藏高原向东扩展的一种响应。西秦岭新生代双峰式火山岩的厘定为查明南北构造带的性质提供了岩石探针,它证明南北构造带是一条大陆裂谷。但是,将西秦岭的双峰式火山岩产出的大地构造背景,深部地球物理以及地幔热结构与贝加尔裂谷和东非裂谷的地幔相比较可以看出,南北构造带的裂谷特征不同于东非大陆裂谷,也与贝加尔裂谷不尽相同。南北构造带的裂谷成因与印-亚大陆碰撞诱发的软流圈物质向东的移动和上涌有关,其特征受西秦岭周边各个小块体间相对运动速度与方向以及东昆仑断裂-西秦岭北缘断裂运动性质的联合制约。由此推测,南北构造带是一条复杂的裂谷带,也可能是一个发展中的板块边界。     

珂吾拉勒山西段下二叠统钾质基性火山岩的地球化学特征

阿吾拉勒山位于中国新疆伊犁地区,是中亚造山带的重要组成部分。本文对阿吾拉勒山西段琼布拉克、卡查可让和托巴斯萨依等地出露的下二叠统基性火山岩的主元素、微量元素和同位素地球化学特征进行了研究。阿吾拉勒山西段琼布拉克、卡查可让、托巴斯萨依等地出露的基性火山岩为钾质基性火山岩（属橄榄玄粗岩系的橄辉玄粗岩）,其镁铁指数从23．3变化到64．1,表明它们经历了相当程度的分异演化;微量元素地球化学特征显示,该类钾质基性火山岩形成于后碰撞弧环境,暗示该地区在早二叠世地球动力学性质由挤压转换为伸展。La／Yb和Nb／Y比值显示,由于源区受到与俯冲有关的流体交代影响,岩石明显富集大离子亲石元素并亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素。微量元素地球化学特征还显示,该类钾质基性火山岩的源区除了含有尖晶石、辉石、橄榄石和少量的石榴子石外,还含有一定数量的角闪石或金云母等含水矿物,该类岩石原始岩浆形成于深度大于70km的尖晶石橄榄岩与石榴子石橄榄岩的过渡区;微量元素地球化学特征显示,阿吾拉勒山西段南北两地钾质基性火山岩的源区组成有明显差异：南部的托巴斯萨依钾质基性火山岩较北部的卡查可让和琼布拉克钾质基性火山岩的源区更加富水,受到俯冲物质的影响更强烈,但源区石榴子石含量相对较少;同位素地球化学特征也显示,琼布拉克和卡查可让等地的钾质基性火山岩sNd（f）值比托巴斯萨依的钾质基性火山岩更低,（87Sr／86Sr）i比值比托巴斯萨依的钾质基性火山岩略高,暗示它们源区的富集程度更高,也表明托巴斯萨依的钾质基性火山岩受软流圈的影响更为强烈。     

长江源区新生代火山岩的年代学研究

长江源区的火山岩包含了青藏高原北部新生代火山岩形成及演化的全部信息，其年代学研究对查明青藏高原北部新生代火山活动时空演化具有重要意义。通过K—Ar同位素年代学研究，将长江源区新生代的火山活动划分为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。长江源区3个期次的火山喷发与青藏高原北部火山活动的阶段性相对应。长江源区新生代火山岩的演化特征为：从早到晚，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。     

西藏狮泉河地区高钾-钾玄质火山岩的岩石学、地球化学及锆石U-Pb年龄

报道的高钾-钾玄质火山岩位于狮泉河镇南东方向约20km处,向东延伸。高钾-钾玄质火山岩Si O2变化于60.35%~68.68%之间,属中酸性岩范畴;具有高的K2O+Na2O含量(8.8%~10.66%),K2O/Na2O值在1.92~2.49之间,Mg O含量较低,介于0.88%~3.47%之间,Al2O3含量为14.02%~14.91%,属于高钾-钾玄质系列。岩石强烈富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、Th、U和轻稀土元素(LREE),高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti具有明显负异常,Cr、Ni、Co相容元素含量低于或接近地壳的平均含量,结合Th/Yb-Ta/Yb、(Th×100)/Zr-(Nb×100)/Zr判别图及La-La/Yb图解,暗示岩浆源区可能为下地壳。在左左乡南东约2km处和狮泉河水泥厂北东约1km处各采集1个高钾-钾玄质火山岩样品,对其中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素测定,得到的206Pb/238U年龄加权平均值分别为22.04±0.42Ma和22.29±0.31Ma,此年龄被解释为狮泉河一带高钾-钾玄质火山岩的喷发时代,即中新世阿启塔期。由此表明,该火山岩是印度板片向北俯冲时在狮泉河一带俯冲板片断离,岩浆发生部分熔融的产物。     

西藏狮泉河地区高钾-钾玄质火山岩的岩石学、地球化学及锆石U-Pb年龄

报道的高钾-钾玄质火山岩位于狮泉河镇南东方向约20km处,向东延伸。高钾-钾玄质火山岩SiO2变化于60.35%~68.68%之间,属中酸性岩范畴;具有高的K2O+Na2O含量（8.8%~10.66%）,K2O/Na2O值在1.92~2.49之间,MgO含量较低,介于0.88%~3.47%之间,Al2O3含量为14.02%~14.91%,属于高钾-钾玄质系列。岩石强烈富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba、Th、U和轻稀土元素（LREE）,高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Ti具有明显负异常,Cr、Ni、Co相容元素含量低于或接近地壳的平均含量,结合Th/Yb-Ta/Yb、（Th×100）/Zr-（Nb×100）/Zr判别图及La-La/Yb图解,暗示岩浆源区可能为下地壳。在左左乡南东约2km处和狮泉河水泥厂北东约1km处各采集1个高钾-钾玄质火山岩样品,对其中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素测定,得到的206Pb/238U年龄加权平均值分别为22.04±0.42Ma和22.29±0.31Ma,此年龄被解释为狮泉河一带高钾-钾玄质火山岩的喷发时代,即中新世阿启塔期。由此表明,该火山岩是印度板片向北俯冲时在狮泉河一带俯冲板片断离,岩浆发生部分熔融的产物。     

冈底斯西段第四纪钾质火山岩的发现及赛利普组的建立

冈底斯西段赛利普一带分布有大面积的钾质火山岩,以前曾被划归上新世一早更新世赛利普群。作者对这套火山岩地层进行了详细野外调查并重新测制了火山岩地层剖面,在该套火山岩下伏及层间湖相碎屑沉积层中获得ESR年龄0．268Ma与0．349Ma。岩石学、岩石化学研究表明,这套火山岩是以安粗质熔岩为主的钾玄岩系列一钾质碱性玄武岩系列火山岩,岩石类型及岩石组合稳定,岩层产状平缓,岩石新鲜,层位相对清楚,故将其命名为赛利普组,属第四纪早一中更新世。这一发现对研究冈底斯构造带新生代以来岩浆活动、构造演化,进而探讨青藏高原隆升机制有着重要的地质意义。