华北地区晚中生代镁铁质岩浆作用及其地球动力学背景

华北陆块及周缘地区晚中生代镁铁质岩浆岩的元素-同位素地球化学特征显示岩石圈地幔的区域不均一性。华北内部为古老而富集的EM1型岩石圈地幔,主要岩性为弥散状金云母相橄榄岩;华北北缘的岩石圈地幔相对华北内部在化学成分上饱满,在微量元素特征上高度富集LILE、LREE和亏损Nb-Ta和U-Th,在同位素组成上相对高87Sr/86Sr(i)和εNd(t),为受到再循环古老陆壳组分改造的富集型地幔;华北陆块南缘的岩石圈地幔以高87Sr/86Sr(i)和低εNd(t)为特征,与深俯冲大陆地壳改造作用 (残留陆壳板片和熔体 -地幔反应等多种形式 )密切相关。发育在华北陆块及周缘地区的晚中生代镁铁质岩浆作用形成于岩石圈伸展 -减薄的统一动力学背景。考虑到晚中生代华北陆块受到了来自周缘陆块相互作用,如西南特提斯域构造演化、印支陆块和西伯利亚板块的侧向挤压作用和古太平洋板块迅速向北运动引起的走滑拉分作用的共同影响, 我们倾向认为这些板块边界作用引起的板内效应可能是导致华北岩石圈地幔晚中生代广泛熔融和岩石圈减薄的重要动力来源.     

吉林东南部晚中生代中酸性火山作用成因的地球化学制约

详细的主、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素研究结果显示,延吉地区晚中生代(早白垩世)中酸性火山岩具有岛弧型微量元素特征(富集轻稀土(LREE)、大离子亲石元素(LILE)和亏损高场强元素(HFSE)),和中等放射成因Sr、Pb及类似于硅质地球的Nd同位素组成(~(87)Sr/~(86)Sr(i)=0.70437～0.70525;~(206)Pb/~(204)Pb(i)=18.19～18.37,~(207)Pb/~(204)Pb(i)=15.54～15.57,~(208)Pb/~(204)Pb(i)=38.13～38.22;ε_(Nd)(t)=-2.75～+1.61)。其Sr-Nd-Pb同位素组成特征类似于区域同期基性火山岩和大兴安岭地区同时代火山岩。这些广泛分布于吉林南部的晚中生代中酸性火山岩是岩石圈地幔来源岩浆经分离结晶或地壳物质混染/AFC过程的产物。吉林省东南部晚中生代不同区域火山岩的Sr-Nd-Pb同位素对比结果显示,辽源-延吉与通化地区分属不同构造单元,其中辽源-延吉一带则为中亚造山带的东段,而通化地区为华北克拉通的一部分,夹皮沟-松江断裂可能是华北克拉通东北缘的边界。     

地幔柱的识别和演化研究述评

地幔柱的研究已逐渐成为人类认识地球深部动力学机制的重要手段，其诞生-演化与LIPs形成、超大陆裂解以及生物大灭绝事件密切相关。近几十年来，对地幔柱的研究和探索取得了重要进展，尤其是动态地幔柱模式（t ime-dependent）的提出将这一研究热点推向了新的台阶。综合了近些年在地幔柱识别和演化方面的研究资料对前人工作进行总结，归结为以下几个主要方面：地幔柱的时空尺度及其与热点、溢流玄武岩、地壳抬升间的联系；地幔柱的热和物质起源；地幔柱上升和演化的动力学基础。目前仍存在的问题包括：地幔柱是主动还是被动上涌？地幔柱起源于上-下地幔还是核-幔边界？OIB是否代表原始地幔柱的熔融岩浆？无疑这些问题的深入探索将拓宽人类对核幔耦合、地幔对流及浅部物质-能量响应等动力学机制的认识。     

济南辉长岩岩浆演化过程:来自熔体包裹体的证据

本研究首次报道了早白垩世济南辉长岩中橄榄石斑晶捕获的熔体包裹体的研究结果。济南辉长岩中橄榄石的Fo(60.3~74.6),Mn(2500~3500μg/g),Ni(70~1349μg/g),Fe/Mn比值(61.2~83.5),与源区母岩为纯的橄榄岩形成的熔体结晶出的橄榄石性质不同,可能与源区存在辉石岩的贡献有关。橄榄石中熔体包裹体主量元素具有较大的变化范围。熔体包裹体成分的标准矿物计算(CIPW)表明,MgO10%的熔体包裹体为含有霞石和橄榄石标准矿物分子的硅不饱和熔体,Mg O10%时为含石英标准矿物分子的硅饱和熔体。橄榄石中包裹有辉石和斜长石,说明岩浆演化过程应该处于开放环境。熔体包裹体的(~208Pb/~206Pb)i和(~207Pb/~206Pb)i与MgO具有良好的负相关关系,与SiO_2具有良好的正相关关系,以及熔体包裹体具有较高的SiO_2特征表明岩浆演化过程中可能有下地壳长英质组分的加入。熔体包裹体的Pb同位素落在EMI附近并向EMII延伸,其源区可能有EMI和EMII的贡献,熔体包裹体的主量元素成分说明其源区母岩可能有橄榄岩和辉石岩的贡献。     

长江三峡非正常含炭粘土沉积及其地质灾害意义

在长江三峡工程库区巫山、奉节、云阳等新县城进行工程地质勘察过程中, 发现在长江岸坡地带存在含炭粘土沉积.对部分含炭粘土进行了14C年龄测定, 年龄测定结果与该含炭粘土层所在高程相当的阶地形成年代不一致, 含炭粘土为非正常沉积.非正常含炭粘土的存在与发现, 一方面揭示出巫山等移民新县城斜坡经历了非正常的形成演化; 另一方面说明长江三峡河谷演化过程中夹杂着突发的地质灾害事件.      

造山后构造岩浆作用研究评述

综合造山后岩浆作用的主要岩石学特征包括：a双峰式火山岩组合;b高钾钙碱性甚至钾玄岩系列;c巨量花岗岩。由于其熔融源区受到早期的陆／洋壳俯冲作用的影响,它们在地球化学特征上总体表现出类似岛弧型火山岩的微量元素特征。如LILE,LREE富集和HFSE亏损;但比岛弧型火山岩具有更高的K2O＋Na2O含量、ω(Fe2O3+FeO)/ω(MgO)和ω（K2O）／ω（Na2O)比值以及较高的Sr含量和Zr/Y比值。其Sr-Nd同位素比MORB和OIB富集。这些特征表明同位素组成受控于LILE、LREE富集作用的时间和俯冲地壳的性质。在岩石成因方面,造山后岩浆作用的源区受到了年青地幔或地壳组分的改造,其岩浆形成机制与深大断裂的大规模走滑作用和造山后岩石圈的伸展－减薄作用密切相关。     

东北地区晚古生代-中生代I型和A型花岗岩Nd同位素变化趋势及其构造意义

中国东北地区位于中亚造山带巨型增生陆缘的东段,分布着巨量的具有新生特征的显生宙花岗岩和火山岩。本文对东北地区晚古生代-中生代I和A型花岗岩年代学和Nd同位素组成开展了综合分析和研究。东北地区的I型花岗岩有两种Nd同位素变化趋势:一是以额尔古纳和兴安地块为代表,其εNd(t)随着年龄变新而增大,与造山带垮塌、软流圈上涌的幔源熔体或蒙古-鄂霍茨克洋的俯冲交代地幔楔熔体加入引起的地壳增生作用相关。二是以松嫩地块西南区和张广才岭为代表,εNd(t)随着年龄变新而下降,反映花岗岩的熔融源区有从早期的新生岛弧中、下地壳向晚期含更多再循环物质的中、上地壳迁移的趋势。A型花岗岩侵位时代主要有三期,总体上具有正的εNd(t)值,绝大部分tDM21.0Ga,反映了东北地区强烈的地壳增生作用。晚古生代A型花岗岩主要沿着贺根山-黑河断裂分布,可能与兴安和松嫩地块碰撞后伸展作用相关;早中生代A型花岗岩主体分布于张广才岭,与松嫩、佳木斯和兴凯地块的碰撞后伸展作用相关;早白垩世A型花岗岩遍布整个东北地区,可能与古太平洋板块俯冲、后撤导致的区域性伸展作用相关。晚古生代-中生代花岗岩的Nd二阶段模式年龄(tDM2)与侵位年龄(t)的对比展示了东北各构造单元地壳增生作用的差异。与华北北缘中生代花岗岩的特征相似,额尔古纳和佳木斯地块的花岗岩表现出tDM2t+1000Ma的特征,表明这两个地块具有古老的结晶基底。兴安地块、松嫩地块西南区和张广才岭花岗岩的tDM2和侵位年龄差值集中在300~1000Ma,反映不同属性(年轻vs.古老)的地壳物质对熔融源区的贡献。东北地区tDM2和侵位年龄差值小于300Ma的花岗岩岩体极少,仅有乌兰浩特的查干岩体一例,可能由新近增生的新生地壳熔融形成。由Nd同位素特征显示,晚古生代-中生代东北地区显著的地壳增生作用主要发生在缝合带和岩石圈规模的断裂带,幔源岩浆沿断裂带上升到地壳不同深度并形成高εNd(t)和低tDM2的中酸性火成岩。除几个特殊岩体表现出过于亏损或富集Nd同位素的特征,早白垩世东北地区酸性火成岩的Nd同位素组成相近,εNd(t)值集中在0~+3之间,可能暗示此时期东北地区的中、下地壳成分组成趋于一致并与同时期的古太平洋俯冲作用有关。我们的结果显示东北地区晚古生代-中生代花岗岩的起源与古亚洲洋、蒙古鄂霍茨克洋和古太平洋的构造演化相关。这三个古大洋的扩张和俯冲作用提供了大量新生地壳物质,而新生和再循环地壳物质的重熔形成了东北地区大规模的显生宙花岗岩及其对应成分的喷出岩。     

江绍断裂带晚中生代镁铁质火山岩成因及其深部过程意义

本文对沿江绍断裂带的江山和浦江两地区中生代镁铁质火山岩进行了Ar-Ar年代学、岩石学和元素-同位素地球化学研究。Ar-Ar年代学结果显示,江山玄武岩的形成年龄约为99Ma,为晚白垩世喷发产物;浦江玄武岩和玄武质安山岩的喷发时间为111～112Ma,属于早白垩世。两区中生代镁铁质火山岩都为中钾钙碱性系列,根据其地球化学指标可划分为三组:第1组为江山OIB型玄武岩,在微量元素组成上无Nb-Ta亏损和Pb负异常,高ε_(Nd)(t)和低(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值,总体上显示出类似洋岛玄武岩的元素-同位素组成特征;第2组为高钛磷玄武岩,Nb-Ta弱负异常和明显Pb正异常,中等ε_(Nd)(t)和(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值;第3组为低钛磷玄武岩,强烈Nb-Ta负异常和中等Pb正异常,低ε_(Nd)(t)(-6.0～-3.7)和高(~(87)Sr/~(86)Sr)_i为特征。三组镁铁质火山岩相互之间缺乏分异演化关系,也不是同一母岩浆经历地壳混染作用的结果。对比三组镁铁质火山岩的La/Nb、Ba/Nb、Zr/Ba比值和Sr-Nd同位素模拟结果,我们认为江绍断裂带晚中生代玄武岩为软流圈-岩石圈相互作用的产物,从早期(111～112Ma)到晚期(99Ma)镁铁质岩浆地幔源区软流圈组分的比例越来越多而岩石圈成份逐渐减少的趋势。考虑到该区晚中生代的盆岭构造格局与邻区郴州-临武断裂带同时期镁铁质岩浆的产出特点,华南地区在早白垩世晚期到晚白垩世期间发生了强烈的岩石圈伸展-减薄作用。     

湖南省宁远──道县中生代玄武岩中辉长岩包体的岩石学初步研究

宁远－道县中生代玄武岩中辉长岩包体的岩石学、矿物学等特征表明辉长岩与寄主玄武岩分属不同系列岩石。辉长岩为偏碱性拉斑质玄武岩的分异结晶产物，类似于似层状基性侵入体。它代表了本区较早的基性岩浆熔融和侵位事件，可能是地洼活动阶段早期的一种深部岩石圈活动表现。     

华北陆块东部晚中生代基性岩浆作用的地球化学研究

华北陆块晚中生代(早白垩世)基性火成岩沿着郯庐断裂带存在显著的元素-同位素地球化学分区。其西侧(鲁西区)火成岩在主量元素上以高Mg、Fe和低Al、Ti为特征,在微量元素上富集LILE、LREE和强烈亏损HFSE(Nb、Zr、Hf、Ti和P),同时显示出EM1型Sr-Nd同位素组成;其东侧(鲁东区)火成岩则相对低Mg、Fe和高Al、Ti,在微量元素上也表现出LILE、LREE富集和Nb、P亏损的特征,Ti、Zr、Hf异常不明显,并表现出EM1+EM2的Sr-Nd同位素组成。鲁西区基性火成岩源于陆内岩石圈伸展-减薄作用下古老而富集的岩石圈地幔减压部分熔融作用的结果,鲁东区则为被俯冲陆壳物质改造的富集岩石圈地幔减压部分熔融作用产物。中生代华北陆下岩石圈地幔性质仍为古老富集型地幔,因此至少在早白垩世前不可能存在地幔柱作用和大规模的下地壳拆沉作用。