碱性岩及碱性与亚碱性岩系列的界线——基于全球火山岩数据的探讨

国际地球科学联合会规定,碱性岩必须要有实际碱性矿物和/或似长石出现作为标志,但同时又同意TAS图中B区的玄武岩可以细分为碱性玄武岩和亚碱性玄武岩,取决于它们是否有标准矿物霞石出现。有标准矿物霞石出现的玄武岩归入碱性玄武岩,夏威夷岩有霞石标准矿物出现,是碱性玄武岩。碱性玄武岩和夏威夷岩分别出现在TAS图上的两个区(碱性玄武岩在B区,夏威夷岩在S1区),这是否存在概念上的混乱?早先学术界关于碱性和碱性岩的定义并不完美,由许多学者厘定的碱性-亚碱性的界线区分的不是拉斑与碱性系列,而是正常系列与粗玄岩系列。采用全球火山岩数据考察TAS图及碱性-亚碱性界线,发现碱性与碱性岩在术语的解释上存在瑕疵并提出解决的方案。     

关于火山岩化学分类命名与岩石系列划分的讨论

在系统收集相关资料的基础上,结合多年的工作实践体会,对火山岩化学分类命名与岩石系列划分的方法进行讨论。火山岩化学分类命名中较为常见的有TAS图解、Na_2O+K_2O—SiO_2图解、QAPE图解。火山岩系列的划分方法为岩石化学指数和地球化学图解。在图解判别中,先划分碱性岩系和亚碱性岩系,在亚碱性岩系中进一步划分钙碱性系列和拉斑玄武岩系列。     

内蒙古西乌珠穆沁旗地区中生代中酸性火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄和地球化学特征

西乌旗地区处于大兴安岭南部,广泛分布中生代火山岩。中生代火山岩中性岩组SHRIMP锆石U-Pb年龄为163Ma±2Ma,为岩浆上侵结晶的年龄;研究区南区下营子地区查干诺尔组流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为144.2Ma±1.4Ma,表明西乌旗地区晚中生代火山岩形成时代为晚侏罗世—早白垩世。在TAS图中,中性岩样品数据点落入粗面岩区,属碱性岩系列,REE分馏明显,LILE富集,Nb、Ta等元素亏损,Eu异常不明显,具有正高εNd（t）值,推断粗面岩是由地幔的碱性、过碱性岩浆经过分离结晶过程形成的;流纹岩属高钾钙碱性岩系列,REE分馏明显,部分LILE富集,Ba、Sr和HFSE强烈亏损,推测该岩石由相对较浅的中下地壳物质部分熔融形成并具有A2型花岗岩的特征。综合研究并结合前人的资料,认为从晚侏罗世（163Ma）开始,西乌旗所在大兴安岭地区已经处于伸展构造环境。     

内蒙古西乌珠穆沁旗地区中生代中酸性火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄和地球化学特征

西乌旗地区处于大兴安岭南部,广泛分布中生代火山岩。中生代火山岩中性岩组SHRIMP锆石U-Pb年龄为163Ma±2Ma,为岩浆上侵结晶的年龄;研究区南区下营子地区查干诺尔组流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为144.2Ma±1.4Ma,表明西乌旗地区晚中生代火山岩形成时代为晚侏罗世—早白垩世。在TAS图中,中性岩样品数据点落入粗面岩区,属碱性岩系列,REE分馏明显,LILE富集,Nb、Ta等元素亏损,Eu异常不明显,具有正高εNd(t)值,推断粗面岩是由地幔的碱性、过碱性岩浆经过分离结晶过程形成的;流纹岩属高钾钙碱性岩系列,REE分馏明显,部分LILE富集,Ba、Sr和HFSE强烈亏损,推测该岩石由相对较浅的中下地壳物质部分熔融形成并具有A2型花岗岩的特征。综合研究并结合前人的资料,认为从晚侏罗世(163Ma)开始,西乌旗所在大兴安岭地区已经处于伸展构造环境。     

关于火山熔岩分类命名的建议

岩浆岩的分类、命名是研究岩浆岩岩石学的基础,愈来愈为岩石学者所重视。在24届国际地质会议上确定了深成岩的分类、命名方案,并已得到广泛应用。但由于火山岩的复杂性,在分类、命名方面,至今尚无统一的口径。因此,火山岩分类方案多如雨后春笋,岩石名称杂乱,对岩石学的发展颇为不利,故迫切需要建立一个国际统一的分类、命名方案。     

基于卷积神经网络和火山岩大数据的构造源区判别

早先的构造源区判别图由于受时代、研究区域、研究思路以及研究手段、分析技术和样本数量的限制, 存在某些不足,导致部分学者在研究中遇到各种困惑和矛盾。在大数据的冲击下,部分传统图解的可靠性正在接受考验。本文提出了一种将地球化学数据二维图像化的方法,将GEOROC数据库中来自11个构造环境的火山岩数据生成了34 468张灰度二维码图像。根据深度学习理论和方法构造了卷积神经网络(CNN)模型,利用其中75%的二维码数据进行自动学习和训练。该模型可以对不同来源的火山岩数据进行有效分类,总体分类准确度可达95%以上。该模型具备较好的泛化能力,可以作为日常工具辅助人工进行火山岩样本的构造源区的判别。     

火山碎屑岩的分类和命名

本文在充分分析了国内外各种火山岩分类命名方案优缺点的基础上，从我国的实际情况出发，对全国20多个省（市，自治区)的典型火山岩区进行了野外工作和资料搜集．观察研究了3000多个典型薄片，对6000多个样品的化学分析结果运用计算机作了数据处理．并研制了一套自动化成图程序。通过上述工作，本文提出的火山碎屑岩分类命名，是以我国为主，辅以国外的，并力求更多地反映我国的实际情况．尤其是中，新生代陆相火山岩、古生代海相和海陆变互相火山岩的特点。根据不同地区火山碎屑岩的同一性和特殊性．以及不同比例尺要求的差异，我们提出的分类系统由“基本方案”，“简化方案”、“细分方案”和“命名原则”4个部分组成，分别适用于实验室，野外，专题研究和大比例尺制图工作．分类系统的大界线一致，并可与国际地科联火成岩分类分会推荐的方案相对应。本文所提出的火山碎屑岩的分类命名方案以及火山岩(熔岩)的分类命名方案．于1983年5月业经中国地质学会岩石专业委员会火山岩分类命名小组扩大会议讨论修改审定．做为国内推荐方案刊登出来，供国内试行。     

火山碎屑岩的分类和命名

本文在充分分析了国内外各种火山岩分类命名方案优缺点的基础上，从我国的实际情况出发，对全国20多个省（市，自治区)的典型火山岩区进行了野外工作和资料搜集．观察研究了3000多个典型薄片，对6000多个样品的化学分析结果运用计算机作了数据处理．并研制了一套自动化成图程序。通过上述工作，本文提出的火山碎屑岩分类命名，是以我国为主，辅以国外的，并力求更多地反映我国的实际情况．尤其是中，新生代陆相火山岩、古生代海相和海陆变互相火山岩的特点。根据不同地区火山碎屑岩的同一性和特殊性．以及不同比例尺要求的差异，我们提出的分类系统由“基本方案”，“简化方案”、“细分方案”和“命名原则”4个部分组成，分别适用于实验室，野外，专题研究和大比例尺制图工作．分类系统的大界线一致，并可与国际地科联火成岩分类分会推荐的方案相对应。本文所提出的火山碎屑岩的分类命名方案以及火山岩(熔岩)的分类命名方案．于1983年5月业经中国地质学会岩石专业委员会火山岩分类命名小组扩大会议讨论修改审定．做为国内推荐方案刊登出来，供国内试行。     

辽西北票—义县地区义县旋回火山岩的岩石化学特征

辽西地区是中国中生代火山岩主要分布区之一。义县组分为4个岩性段。义县火山旋回可分为4个亚旋回。第一亚旋回分为4个小旋回。从早期至晚期，义县旋回火山岩逐渐由基性向中基性、中性和酸性演化，火山岩岩石组合为基性岩-中性岩-酸性岩组合，从北票-义县，火山活动显示了由老到新的迁移性。主要氧化物关系表明岩石的SiO2与K2O呈正相关，SiO2与MgO、CaO、FeO Fe2O3呈负相关。TAS图解反映了火山岩较高碱度的总体特征，硅-碱关系图和AFM图解反映了火山岩属于亚碱性系列中的钙碱性系列岩石，在SiO2-K2O关系图上，绝大部分样品落于高钾钙碱性系列区内，少量落于钾玄岩系列区，因此义县旋回火山岩以高钾钙碱性系列岩石为主，部分为钾玄岩系列，表明岩石富钾。义县旋回火山岩具有大陆板内火山岩的基本特征。     

碱度在火山岩岩石学及地质学上的意义

碱度在火山岩岩石学及地质学上应用较广,意义较大.现列举以下十个方面加以说明. 碱度与火山岩系列及组合的关系1.火山岩的碱度与系列是两个不同的概念,但系列多以碱度来划分,故又有联系.划分火山岩碱度的方法很多,简便而又定量的方法是钙碱指数(CA)及组合指数(σ).火山岩的碱度通常分为两级:钙碱性岩(广义)的CA>56,σ<3.3;碱性岩(广义)的CA<56,σ<3.3.钙碱性岩(广义)又细分为钙性岩(CA>61,σ<1.8)、钙碱性岩(CA=56～61,σ=1.8～3.3);碱性岩可细分为碱钙性岩(CA=51～56)、碱性岩(CA<51,σ>9).碱钙性岩又称碱性岩;碱性岩又称     

X射线荧光光谱-电子探针在中酸性火山岩鉴定中的应用

中酸性火山岩多具斑状结构,基质可见微晶状结构、隐晶状结构、玻璃质结构等,由于基质矿物颗粒多细小,常用的偏光显微镜受放大倍数的限制,很难准确鉴定矿物种属及含量,这类岩石仅依靠偏光显微镜分类命名会存在误差。本文采用X射线荧光光谱(XRF)、电子探针(EMPA)和偏光显微镜下观察相结合的方法,对中酸性火山岩进行鉴定。结果表明:对于基质呈隐晶质、显微晶质的中酸性火山岩,基质特征相似,偏光显微镜下无法确定长石、石英的含量,因此无法对岩石准确命名;再通过XRF进行主量元素分析,并对分析结果进行标准矿物QAPF双三角图解分类、TAS图解分类及李氏火山岩定量分类,对比结果显示三种分类命名方法存在差异;通过电子探针对矿物进行校验显示,QAPF及李氏火山岩定量分类图解与显微镜下鉴定相符,TAS图解与其他分析结果存在一定偏差。因此,对于中酸性火山岩准确命名,应采用多种分析方法相结合的方式,避免测试单一引起的误差。     

准噶尔盆地火山岩分类研究与应用

岩石分类一直是人们长期探索的课题。由于油气勘探的需要,针对储层研究的盆地火山岩分类已经成为火成岩研究的重要新方向。在综合分析国内外火山岩分类研究的基础上,根据3条野外剖面和21口钻井岩心岩屑的观察描述、岩石薄片鉴定和化学成分分析等资料,依照结构-成分-成因分类原则,建立了适于储层评价的准噶尔盆地石炭系火山岩及其他岩类的岩性分类体系和识别标准。将本区火山岩划分为火山熔岩、火山碎屑熔岩、火山碎屑岩、沉火山碎屑岩等4大类;同时将盆地内与火山岩共生的其他岩类也进行分类和识别,共划分出8大类45种基本类型。与我国东部的中新生代盆地火山岩不同,本区古生代火山岩普遍遭受较长期风化改造和蚀变作用,常见有绿泥石化、碳酸盐化和黏土矿化。这些蚀变会影响到TAS图解岩性判别的结果,因此笔者探讨了蚀变条件下的岩石识别和定名方法。本文分类体系针对火山岩储层研究,结果显示,基于该分类体系岩性与储集空间的类型及其变化规律呈现明显相关性,不同岩性的储集空间类型、组合方式和发育程度存在差异,由此可指导火山岩油气勘探。     

辽宁阜新地区二叠纪-三叠纪侵入岩的TTG岩类识别与地质意义

应用侵入岩TAS图解及An-Ab-Or标准矿物分类命名图解,在辽宁阜新地区有效地识别出T₁T₂G₁G₂岩石组合,在时间及空间上较好地体现了岩石组合的极性,其主体在北部,是北部古亚洲洋板块俯冲作用的区域性及阶段性演化的一个有力证据.TTG岩石组合与金及金铜矿床的形成密切相关,正确和有效地识别出TTG岩类或岩石组合,为研究区寻找该类矿产提供了线索.     

基于数据密度确定分布区域的方法：以TAS图解分析为例

为了客观地确定数据点投图后分布的主要区域,本文提出了一种基于数据密度确定数据主要分布区域的方法。利用该方法可以更加直观地了解数据分布,并可以作为数据清洗的预处理手段。本文基于GEOROC大数据,以全碱对硅（TAS）图解为例,进行了分析和验证。通过提取GEOROC 数据库中与TAS 图解相关的岩石样本中SiO₂、Na₂O、K₂O 和烧失量含量数据,通过数据常规清洗和归算,最终获得24 个种类合计13.3 万条有效数据。通过数据投点、分区统计和提取80% 数据的分布区域,验证了24种岩石样品与TAS图解的吻合程度。通过综合研究分析发现,有6类岩石的数据分布与TAS图解定义区域基本一致,18类岩石的数据分布与TAS图解定义区域有系统性偏差。大数据研究证明了TAS图解的不足之处,利用全碱和SiO₂作为指标,难以实现提升总体分类的准确性。     

中、新生代火山岩年龄测定中的几个值得重视的问题

根据近20年的工作积累, 本文了介绍中、新生代火山岩年代学研究中 不同测年方法的适用性及一些值得重视的问题,还特别介绍了近年来在年轻火山岩年龄测定方面的一些最 新尝试,并利用一些成功的实例加以说明。指出各个测年方法都有其长处,也有其局限性。随着先进技术的不断发展和引用,在中、新生代火山岩研究中已经有可能采用多种方法的综合对比研究,以求得到真实可靠的年龄结果。     

火山岩岩性识别方法研究

岩性是测井储层评价的基础,在火山岩油藏的测井评价过程中,由于火山岩岩性定名方法的不统一以及岩性识别方法的不完善,使火山岩油藏的测井评价难以开展。采用国际地科联（IUGS）推荐的TAS图方法对火山岩岩样定名,并以此为基础,使用神经网络方法利用测井资料识别火山岩岩性。研究结果表明,利用传统的统计判别方法建立的测井资料与火山岩岩性的判别关系,识别符合率只有65%;而使用神经网络方法建立的判别关系,识别符合率可达81.8%。     

昌宁-孟连带洋脊、洋岛型火山岩研究

在系统总结前人工作的基础上，结合自己的研究，建立了三江地区昌宁－孟连带晚古生代火山岩层序；对比了洋脊型火山岩与洋岛型火山岩在岩石组合、岩石化学及地球化学等方面的显著差别，并指出了昌宁－孟连带洋脊型火山岩与洋岛型火山岩均是滇西南古特提斯多岛洋洋壳结构极重要的组成部分。     

新疆沙尔布尔山卡拉岗组火山岩岩石化学及其构造环境分析

对卡拉岗组火山岩岩石化学特征分析和研究结果表明，火山岩碱性程度为碱性－钙碱性，岩石系列为高铝玄武岩系列、拉斑玄武系列碱性玄武岩系列，求得钙碱指数为52，属张性环境，在全碱－二氧化硅图上样品落入玄武岩区及流纹岩区，分异指数频率曲线表明具有大陆拉张的双峰式特点，认为该区下二叠统计卡拉岗组火山岩产于双峰式大陆拉张构造环境。