超临界流体的快速泄出:来自霓辉石英脉的证据

河南外方山地区熊耳群火山岩中新发现了一种霓辉石英脉群,脉表现出独特的矿物组合及晶体特征,如霓辉石英脉具有复杂的矿物组成,表现出强烈的不平衡特点;霓辉石英脉具明显的对称分带特征,各分带中矿物组成及特征显著不同;存在具熔蚀边结构的钾长石-霓辉石集合体团块;霓辉石具在明显核幔结构,内核化学成分与幔边部存在较大差异;钾长石晶体元素分布存在似"文象"结构,表现出Fe元素的熔体分离特征;脉中矿物普遍发育环带结构;霓辉石英脉交代致密火山岩围岩形成蚀变带,新生大量榍石、霓辉石等矿物且含量随着与脉壁距离的增加急剧减少,显示出强烈的流体/气体扩散交代作用.霓辉石英脉独特的矿物组合及晶体特征反映了其成因的复杂性以及生长环境的变化.根据霓辉石英脉矿物的特点,推测其源于流体、熔体和晶体的混合物,并经历了快速侵位、快速冷却的过程,因而能够保存流体演化各阶段的结晶信息,保留不同成因的晶体群.外方山霓辉石英脉矿物可划分为捕虏晶亚群、熔体晶体群、超临界流体亚群、热液晶体亚群和凝聚晶体亚群等.外方山霓辉石英脉矿物晶体群的深入研究可能有助于揭示岩浆熔体向流体转换的机制及侵位机制,进而可揭示岩浆-流体成矿作用.     

帕米尔构造结塔什库尔干碱性杂岩同位素年代学研究

利用高精度锆石SHRIMP U-Pb法测定了帕米尔构造结中东部塔什库尔干碱性杂岩的年龄,岩体不同岩石类型的年龄均为11Ma,与野外证据吻合。通过与该杂岩体钾长~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄(23Ma、13Ma)对比研究,~(40)Ar/~(39)Ar定年结果明显偏老,认为是由于钾长石中含有过剩氩所致,并分析了过剩氩存在的可能原因。因此塔什库尔干碱性杂岩的活动时代可以确定为11Ma,而且钾长石不宜作为该杂岩体测年的理想对象。结合岩体的成因及构造意义,认为在11Ma前,帕米尔构造结地区已具有加厚下地壳的特征。     

东沟含钼斑岩由太山庙岩基派生?

河南汝阳东沟斑岩型钼矿是近年来发现的超大型钼矿床,含钼斑岩被认为是太山庙岩基的岩枝或晚期分异产物.据此,东沟钼矿的形成似乎与太山庙岩基的岩浆分异作用有关.文章依据地质学、岩石学、岩石地球化学和温度场分析,认为东沟花岗斑岩是独立于太山庙岩基的另一次岩浆活动的产物.其依据为:①根据前人发表的测年结果,太山庙岩基和东沟斑岩体的形成时间相差约3 Ma,不应当认为形成时间一致;②太山庙岩基厚约3.5km,其出露高度大于东沟斑岩体,且东沟斑岩体距太山庙岩基约7 km,其问不存在大断裂,两者的空间分布关系不符合深部岩浆房分异模型;③东沟斑岩体含有高温石英斑晶,是高温岩浆固结的产物,而太山庙岩基是相对低温岩浆的深成侵入体;④以东沟斑岩体为中心分布有相对完整的同心环状Pb-Zn矿点,表明成矿时期存在由内向外逐渐降低的温度场.因此,东沟斑岩不应当是太山庙岩基的岩枝或晚期分异产物.此外,根据花岗质岩石钼平均丰度和含矿流体中钼溶解度的最新实验资料进行质量平衡计算,结果表明东沟斑岩不能提供足够的成矿物质,东沟钼矿的形成必须有额外的成矿物质来源.因此,东沟钼矿的成因与透岩浆流体成矿作用有关,岩浆体系和成矿体系是两个独立的地质体系.综合分析表明,岩浆来自大于30 km的下地壳,而成矿物质及流体具有多来源的特点.     

一种岩浆混合作用的分类及其地质意义:以西昆仑山的3个岩体为例

文章以西昆仑山3个花岗质深成侵入体的研究为例,认为岩浆混合形成的深成岩特征取决于发生混合作用(hybridization)的岩浆的性质,如温度、黏度、成分等物理与化学条件。岩浆的大多数性质都与温度有关,因此可以以温度为主要指标将岩浆混合作用划分为混合、混杂和注入3种类型,分别对应于高、中、低温度条件。库地北岩体具有均一的外貌特征,岩石学和地球化学特征显示其产生具有幔源与壳源岩浆的贡献,是高温岩浆混合作用(mixing)的产物;胜利桥岩体含有大量镁铁质微粒包体,注入的基性岩浆团与其寄主岩浆作用不完全,是中温岩浆混杂作用(mingling)的典型代表,也是造山带出露最广的岩浆混合成因深成岩类;赛图拉岩体形成"双峰式"岩石组合,同时侵位的镁铁质岩浆和长英质岩浆之间基本上不发生物质交换,是两种低温岩浆相互注入的结果。由于岩浆混合作用是壳幔物质与能量交换的集中体现,混合作用的类型体现了区域地热梯度及其地质过程的强度。因此,区分不同的岩浆混合作用类型对了解岩浆混合作用过程、大地构造背景和壳幔相互作用具有重要意义。     

东昆仑祁漫塔格东段晚二叠世-早侏罗世侵入岩岩石组合时空分布、构造环境的讨论

祁漫塔格地区是青藏高原北部最重要的多金属矿集区,晚二叠世-早侏罗世岩浆作用与成矿作用关系密切,以祁漫塔格东段为研究区分析讨论了祁漫塔格及临区晚二叠世-早侏罗世花岗岩特点,从晚二叠世-早侏罗世可以识别出4个阶段5个花岗岩组合.(1)晚二叠世弱过铝质高钾钙碱性系列二长花岗岩+正长花岗岩组合与偏铝质-弱过铝质钙碱性系列英云闪长岩+花岗闪长岩组合,LA-ICP-MS U-Pb年龄在252.0~258.5Ma,普遍含暗色铁镁质微粒包体;(2)中三叠世闪长岩+英云闪长岩+花岗闪长岩+(二长花岗岩)组合,LA-ICP-MS U-Pb年龄在226.9~238.6Ma,富含暗色铁镁质微粒包体,为偏铝质-弱过铝质钙碱性-高钾钙碱性系列岩石,Sr含量一般在400×10^-6~537×10^-6,δEu在0.67~0.95;(3)晚三叠世石英闪长岩+英云闪长岩+花岗闪长岩+二长花岗岩组合,LA-ICP-MS U-Pb年龄在211.7~214.1Ma,为偏铝质高钾钙碱性系列岩石,Sr含量一般在341×10^-6~515×10^-6,δEu在0.69~0.95之间;(4)晚三叠世-早侏罗世正长花岗岩组合,LA-ICP-MS U-Pb年龄在199.5~204.4Ma,为偏铝质高钾钙碱性系列岩石,Sr含量在54×10^-6~195×10^-6.晚二叠世花岗岩组合为大陆边缘弧火成岩构造组合,与古特提斯洋俯冲相关;中三叠世花岗岩组合出露面积巨大,构成了印支期北昆仑岩浆弧的主体,形成于俯冲-碰撞转换阶段,与俯冲岩石圈板片的断离相关,这一事件在东昆仑具有普遍意义,是东昆仑造山带最具规模的地幔物质注入与壳幔岩浆混合事件,晚三叠世花岗岩组合形成于后碰撞阶段,是加厚陆壳底部幔源玄武质岩浆底侵作用的结果.     

理解岩浆系统的物理过程

岩浆系统是一种复杂性动力系统,暗示岩浆系统的演化具有多重分支现象,即其演化路径包含一系列平衡过程与突变事件.因此,岩浆系统的物理过程是理解岩浆形成与演化及其相关地质过程的关键.邓晋福教授及其学术团队长期坚持岩浆系统物理过程的研究,在火成岩成因、火成岩构造组合、岩浆活动与成矿作用的关系和相关的地球深部过程等研究领域都做出了杰出的贡献.本文集刊登了部分相关的研究成果,以强调岩浆系统物理过程的重要性.我们撰写此文,目的是简要介绍本文集的主要内容和强调岩浆系统物理过程的研究意义.     

地幔熔融柱反演软件Calmantle1.0与云南腾冲地区新生代岩石圈厚度变化的初步讨论

基于前人提出的地幔熔融柱模型和反演方法,笔者编写了一个界面友好的应用软件Calmantle1.0。应用Calmantle1.0,用户可轻易获得玄武岩部分熔融源区的起止条件,包括温度、压力、深度、部分熔融程度等。文中介绍该软件的使用方法,并以腾冲新生代玄武质岩石为例,说明熔融柱反演的地球动力学意义。Calmantle1.0从收集的154个腾冲火山岩分析结果中筛选出两组(N2和Q3)有效数据,反演得到其部分熔融起止深度分别为99～79km和109～88km。结合现今岩石圈厚度(60km)和地质限定条件,提出腾冲地区新生代造山之后经历了岩石圈厚度从约110km→约79km→约110km→约88km→约60km的变化过程。进而认为这是近场应力场与远场应力场强相互作用的结果,腾冲地区的现代地壳变形主要受近场应力场的控制。     

小岩体成大矿理论的科学意义和现实意义

内生金属矿床具有强烈而广泛的围岩蚀变,而围岩蚀变的典型特征是含流体(主要为H2O,下同)矿物取代无流体矿物,这种观察结果的普遍性早就为矿床学家所认识.因此,近矿围岩蚀变及流体的成分和P-T条件成为矿床学研究的重要内容.同时,矿床学家也发现矿区经常产出有某种或几种火成岩,因而大多数学者认为内生金属成矿作用主要与岩浆活动有关.结合含矿流体的研究结果(如元素地球化学和同位素地球化学),以及岩浆挥发分含量的估算值,多数学者认为含矿流体来自岩浆的分异作用.这就是流行岩浆热液成矿理论的由来.随着观察实例的增加和从不同角度考察内生金属成矿作用,流行理论的结构性缺陷逐渐显露出来(罗照华等,2011).因此,学者们提出了各种各样理论模型,试图用于取代流行的岩浆热液成矿理论,其中包括小岩体成大矿理论.