东亚大地幔楔与中国东部新生代板内玄武岩成因

西太平洋板块俯冲、东亚大地幔楔及其在东亚大陆边缘演化中的作用逐渐被学术界重视.文章对东亚大地幔楔的物质组成、化学不均一性以及中国东部新生代板内玄武岩的成因进行综述,并尝试提出大地幔楔体系中板内岩浆的成因机制.主要认识包括:(1)中国东部新生代玄武岩大致可以解释为高硅和低硅端员熔体的混合物.东北、华北和华南玄武岩共享一个低硅熔体端员,它具有高全碱、和型微量元素特征,其~(206)Pb/~(204)Pb较典型HIMU玄武岩偏低,Nd-Hf同位素具有(年轻的)太平洋洋壳特征,源区为含碳酸盐的榴辉岩+橄榄岩地幔.高硅玄武岩端员具有低全碱、和其Pb-Nd-Hf同位素落入印度洋型地幔范围,源区为石榴石辉石岩.高硅玄武岩同位素组成表现出地区差异:华北具有EM1型富集组分特征,华南具有EM2型富集组分特点,而东北兼有EM1和EM2两种富集组分.(2)中国东部新生代玄武岩源区含有洋壳、水、沉积碳酸盐和岩石圈地幔组分,说明东亚大地幔楔含有大量再循环物质.根据其主要出现在大兴安岭-太行山重力梯度带以东地区,并结合滞留板块的空间分布和地幔导电率特征,推测这些再循环组分主要来源于滞留在地幔过渡带的太平洋板片,而EM1或EM2组分来自浅部的岩石圈地幔.(3)根据石榴石辉石岩和碳酸盐化榴辉岩/橄榄岩的固相线,限定高硅玄武岩和低硅玄武岩的初始起源深度分别为100km和~300km.东亚大地幔楔具有垂向不均一的结构:上部含有EM1或EM2地幔组分,显示为印度洋地幔型同位素特征,下部含有太平洋板块物质组分;自下而上H_2O和CO_2含量逐渐降低.(4)在地幔过渡带中滞留板片的脱碳和脱水作用及相关的熔融和交代作用是大地幔楔体系中板内岩浆成因的主要驱动力.     

国际大陆火山作用学术研讨会(IAVCEI 2006)纪要

由国际火山学和地球内部化学协会（IAVCEI）发起,由中国科学院、广州市科学技术协会、国家自然科学基金委员会、广东省科学技术协会和中国矿物岩石地球化学学会主办,中国科学院广州地球化学研究所和IAVCEI中国国家委员会承办的“国际大陆火山作用学术研讨会”于5月14～18日在广州召开。这是首次在中国举办IAVCEI系列会议,是火山学和地球内部化学研究界的一次高水平、综合性科学盛会。     

塔西南其木干早二叠世玄武岩的喷发时代及地球化学特征

塔西南其木干剖面棋盘组玄武岩是塔里木盆地早二叠世大火成岩省西南部的重要组成部分,根据其下伏和上覆砂岩地层的碎屑锆石U-Pb年龄分析可以限定其喷发于~284Ma,相应于柯坪地区开派兹雷克组玄武岩的形成时代。其木干玄武岩的主量元素和Cr、Ni等相容元素含量变化较大,表明其曾经历广泛的橄榄石、辉石和长石结晶分异作用;所研究样品相对富集Th、U和LREE,具有弱-中等程度的Eu负异常 (Eu/Eu^*=0.82~0.99),在微量元素蛛网图上显示Nb-Ta负异常;较低的ε_Nd(t) (-4.8~-3.9) 和ε_Hf(t) (-2.4~-1.6) 值、较高的 (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i (0.7078~0.7086)和存在Hf-Nd同位素解耦等特征表明,其木干玄武岩的源区为受远洋沉积物组分交代富集的岩石圈地幔,该富集过程主要与Rodinia超大陆聚合过程有关。总体上,其木干玄武岩的地球化学特征类似于柯坪地区的开派兹雷克组玄武岩,但具有更为富集的Sr-Nd-Hf同位素,暗示了塔里木板块周缘比板内地区可能经受了更强烈的远洋沉积物组分的交代富集。     

火山灰年代学:原理与应用

火山灰(2mm)等时标志层是火山灰年代学研究的基础。火山灰地层的直接或间接测年依赖于火山灰中存在合适的原生矿物(如:透长石、锆石、磷灰石)或外来物质(如:炭化木)。然而大多数火山灰沉积层,尤其是远源火山灰,其主要由岩浆源碎屑构成,开展测年显得十分困难。利用火山玻璃(岩浆)的地球化学,是一种被广泛应用的替代性方法。火山玻璃作为岩浆源物质普遍出现在各类近源、远源可见火山灰层和显微火山灰中,其主量、微量元素含量和特定的同位素组成能被电子、激光和离子探针技术准确测定。近源-远源玻璃化学成分的相互匹配,使得火山灰等时标志层得以在时间和空间上相互关联,构成有力的地层学工具,用以同步各类环境、考古和火山活动记录。近源火山沉积和远源火山灰层中的年龄信息得以实现交叉验证和整合。远源海洋、湖泊沉积中的相对年龄信息(氧同位素地层学,年纹层年代学)也为揭示火山活动、古环境变化和考古学事件的时间顺序提供了可能。火山灰年代学在地球科学中应用广泛,尤其是对于第四纪研究,其在同步各类记录从而评估火山活动、气候/环境变化和人类演化/迁移的因果关系中具有至关重要的作用。     

胶东青山群基性火山岩的Ar-Ar年代学和地球化学特征: 对华北克拉通破坏过程的启示

青山群火山岩是华北克拉通破坏期间最具代表性的地幔或地壳熔融产物,记录了华北深部地质演化的重要信息。本文对胶东青山群基性火山岩进行了40Ar/39Ar定年和岩石地球化学分析,结合前人报道的胶东青山群酸性火山岩资料,发现:(1)基性火山岩喷发年龄为122～113Ma,早于青山群酸性火山岩(110～98Ma);(2)基性和酸性火山岩显示了不同的元素和同位素地球化学特征。岩石成因分析表明,基性火山岩为交代富集地幔部分熔融作用的产物,而酸性火山岩为古老下地壳和中生代底侵岩浆的熔融产物(Ling et al.,2009)。因此,胶东地区青山群火山岩记录了岩浆熔融源区从地幔向下地壳的转变。这与长时间尺度的岩石圈减薄过程中热能由地幔向地壳传递过程相吻合,而不同于地壳拆沉作用所预测的岩浆演化趋势。     

大兴安岭诺敏河石榴石橄榄岩捕虏体的发现及其地质意义

在重力梯度带北端的大兴安岭诺敏河第四纪火山岩中发现石榴石相和尖晶石相地幔橄榄岩捕虏体,其矿物组成分别为Ol_40~55Opx_20~35Cpx_0~10Grt_5~25和Ol_45~65Opx_30~40 Cpx_0~15Sp_0~10。两种地幔相橄榄岩均以方辉橄榄岩为主,说明研究区上地幔具有难熔的特点。其高Mg^#橄榄石Fo_91~92和高Cr^#_31~47尖晶石特征与南区哈河的地幔橄榄岩特征一致。在橄榄石含量与Fo图解上,敏河橄榄岩包体落在太古代和元古代地幔区域,揭示大兴安岭地区岩石圈地幔可能保留了较多古老的残余地幔。根据石榴石橄榄岩的平衡温压条件(1114~1168℃和2.14~2.33GPa),推测来源深度为70~75km。这些数据暗示研究区具有较高的地温梯度,与中国东部新生代火山岩区的地温梯度相似。     

塔里木溢流玄武岩的喷发特征

通过对柯坪地区二叠系野外火山岩露头剖面和英买力、哈拉哈塘井区二叠系火山岩钻井剖面的对比,将塔里木早二叠世溢流玄武岩划分为三个旋回,从老到新依次是:库普库兹满溢流玄武岩旋回(KP),长英质火山碎屑岩旋回(FP)和开派兹雷克溢流玄武岩旋回(KZ)。KP旋回以巨厚溢流玄武岩夹凝灰岩为特征,在柯坪露头区和英买力井区均可划分出三层巨厚玄武质熔岩流,至哈拉哈塘井区减少为一层玄武岩流,但长英质火山碎屑岩和熔岩厚度增加。FP旋回在柯坪露头区自下而上包括空落相凝灰岩,熔结凝灰岩,再沉积火山碎屑岩和正常碎屑岩夹火山灰层,该层可与英买力及哈拉哈塘井区的凝灰岩层对比,表明在塔北存在一期面积广泛的长英质火山喷发。KZ旋回以溢流玄武岩为主,在开派兹雷克剖面识别出四期喷发共8层溢流玄武岩和一期安山质玄武岩,每期喷发之间夹少量碎屑岩,但未见长英质火山碎屑岩夹层,该特征与英买力和哈拉哈塘井区的火山层序组合不同,而与塔中溢流玄武岩类似。三个火山旋回的划分表明塔里木大火成岩省经历了"基性溢流玄武岩-酸性火山碎屑岩-基性溢流玄武岩"的演变过程,与Afro-Arabian溢流玄武岩省相似,可进行对比研究。     

火成岩的10年研究进展和未来的挑战

文中简要列举了近年在火成岩领域的研究进展及今后发展方向,主要涉及7个方面内容：①新元古代末期大陆裂谷火山作用与Rodinia超级联合大陆裂解;②中亚石炭纪—早二叠世大规模裂谷火山事件的深部地球动力学背景及其与古特提斯裂解和晚古生代中亚大规模成矿事件的关系;③中—新生代东亚火山作用与岩石圈巨量减薄;④新生代印度—亚洲大陆碰撞与高原隆升的火山作用响应;⑤大火成岩省和地幔柱;⑥花岗岩与地球动力学环境;⑦铁镁—超铁镁岩与蛇绿岩。提出在下一个10年里,需要继续开展岩浆成因和演变、岩浆作用和构造环境的关系,变质岩石的P—T—t轨迹,以及变质作用、岩浆作用和大地构造的关系等方面的研究;需要研究更深层次的地壳和上地幔,以了解岩浆形成和运移的过程;海洋钻探有可能取得深部地壳或上地幔的样品,大陆钻探将钻到10 km及更深;将使用地震层析来描述地壳和上地幔的结构,确定俯冲带或地幔柱的位置,以及部分熔融的分布面积,等等。此外,分析和测试等方面的高新技术的开发和运用,以及实验岩石学的发展都对岩石学领域的发展起到至关重要的作用。     

滇西腾冲—梁河地区花岗岩的年代学、地球化学及其构造意义

滇西腾冲-梁河地区位于喜马拉雅东构造结的东侧,区域内广泛分布的中、新生代花岗岩（简称腾梁花岗岩）由古永岩群、宾榔江岩群的若干个花岗岩体组成,以岩基、岩株、岩墙状态产出。花岗岩呈现带状沿着一系列北北东向弧形断裂平行分布,展示明显的同构造剪切被动侵位和岩墙扩展侵位特征。岩浆锆石SHRIMP U-Pb定年结果显示,东侧的古永岩群花岗岩结晶年龄为白垩世晚期（76~68Ma）;而西侧的槟榔江岩群花岗岩结晶年龄为稍晚的始新世（53Ma）。腾梁花岗岩主要为中、粗粒黑云母二长花岗岩、黑云母条纹长石花岗岩、伟晶花岗岩,缺少典型的富铝矿物。地球化学特征表明腾梁花岗岩是起源于中下地壳的过铝-强过铝高钾钙碱性花岗岩,源岩是富含泥质的硬砂岩,并具有岛弧-后碰撞花岗岩特征。由于喜马拉雅新特提斯封闭及印度陆块与亚洲陆块的陆陆碰撞发生于65Ma, 进一步推测腾梁花岗岩是新特提斯封闭到陆陆碰撞造成陆壳增厚所引起的中下地壳部分熔融的产物。腾梁花岗岩是冈底斯的东延部分,但在形成机制上,与冈底斯花岗岩具有明显的差别。