大洋板块俯冲带地震波各向异性及剪切波分裂的成因机制

大洋板块俯冲带是许多重要地质作用(例如脱水、部分熔融、岩浆和地震活动)发生的场所.对位于俯冲带之上的地震台站所检测到的不同剪切波的数据解析,可以获得源于上覆板块、地幔楔、俯冲板块和板下地幔的地震波各向异性的关键信息.本文系统总结了世界各地大洋俯冲带的剪切波分裂样式,对目前国际上流行的大洋俯冲带的地震波各向异性的主要成因...     

玄武岩中包体橄榄石的分带现象

报道了浙江衢县、福建明溪等地新生代玄武岩中尖晶石(石榴石)二辉馓榄岩包体和捕虏晶中发现的橄榄石成分分带现象。给出了电子探针分析结果,总结并讨论了这种分带的特点、成因以及不同地区之间的差别。     

Major Element Compositions and Rare—earth Element Abundaces of Cenozoic Basalts in Eastern China：Implications for a Pressure Control over LREE／HREE Fractionation in Continental Basalt

Major element compositions and rare-earth element (REE) and transition element(Ni,Cr and V) abundances have been determined on 44 basalt samples from eastern China.These basalts have SiO2 contents ranging from 38.63 to 55.24(wt.%),and Na2O K2O from 3.1 to 9.4(wt.%).Ni and Cr abundances are largely variable,respectively falling in ranges 60-605 and 78-1150 ppm.REE abundances,especially light rare-earth elements(LREE), are highly variable.La/Sm and La/Yb ratios vary 2.8 to 7.6 and 1.8 to 8.1. Although the segregation mainly of olivine and clinopyroxene is requested to account for the vari-able and low MgO,CaO/Al2O3,Cr and Ni characteristic of these basalts studied here,the differ-ences in REE composition of the basalts are still related mainly to the partial melting process.Obvious varations in REE abundances could be principally attributed to the partial melting process.Obvious variations in REE abundances could be principally attributed to the partial melting processes that took place at different depths,in spite of some variations caused by the fractional crystallization processes.REE abundances and La/Sm and La/Yb ratios systematically decrease with increasing SiO2,which probably indicated that the basaltic magma derived from a deeper level has higher LREE and LREE/HREE ratios than that from a shallower level.As viewed from the fact that the D^Yb/D^La ratios of clinopyroxenes in the basaltic system increase with increasing pressure,the increase of LREE/HUEE ratios with increasing melting depth can be interpreted as the pressure dependence of bulk D^HREE/D^LREE ratios of silicate minerals,in addition to the pressure control over the melting degree.     

中国东部新生代玄武岩中橄榄石的矿物化学

作者搜集了中国东部新生代玄武岩及其包体中橄榄石化学成分278个,通过计算、投影,研究了它们的矿物化学特征,并与国内外金伯利岩及其包体中橄榄石化学成分20个进行了对比,分析了它们的地质、找矿意义及固-液平衡问题.     

峨眉山大火成岩省平川苦橄岩地幔源区性质——来自橄榄石微量元素的制约

橄榄石是基性岩浆中最早期结晶的硅酸盐矿物之一,其主量、微量元素特征可以反映出岩浆演化环境、岩浆源区岩性和再循环组分性质等重要信息.本次研究通过对峨眉山大火成岩省平川苦橄岩中橄榄石主量和微量元素分析,以及橄榄石内尖晶石包裹体分析,并与大理苦橄岩中橄榄石和尖晶石成分进行对比,来探讨不同苦橄岩母岩浆氧逸度及源区性质的异同.橄...     

二氧化硅对橄榄石热液蚀变反应速率和氢气形成的影响

橄榄石热液蚀变影响地球动力学和俯冲带挥发分(如水和碳)的再循环.二氧化硅是地质流体的重要成分之一.已有实验研究主要采用H₂O或者盐溶液作为初始物与橄榄石反应,而对二氧化硅对橄榄石热液蚀变反应和氢气形成的影响缺乏认识.本文在300～515℃和3.0kbar条件下开展水热实验(1bar=10⁵Pa),考察均匀混合的橄榄石和二氧化硅粉末与盐溶液(0.5mol L^-1的NaCl)反应产物和过程.使用傅里叶红外光谱分析建立标准曲线,测定了实验产物中蛇纹石和滑石的比例.结果显示,二氧化硅可以显著影响橄榄石的热液蚀变反应路径、反应速率和氢气的形成.在300℃、SiO₂含量为10wt%时,7天后橄榄石热液蚀变形成蛇纹石(占6.5%)和滑石(占12%).延长反应时间,蛇纹石和滑石并没有明显增加.形成蛇纹石的反应方程式为:4.5橄榄石+5.5SiO₂+4H₂O=蛇纹石.当初始物中SiO₂增加至20wt%以上时,橄榄石热液蚀变形成滑石.当SiO_2...     

大同新生代火山岩浆的快速喷发——来自橄榄石地幔捕掳晶的证据

量化研究幔源岩浆从源区运移至喷发或者侵位的时间尺度，对理解基性岩浆作用具有重要意义。然而，对于岩浆的喷发和就位的时间尺度研究仍缺乏有效的约束，位于我国华北克拉通北部山西大同新生代火山岩群是理想的研究地区。本文以该火山群～0.2 Ma喷发的神泉寺碱性玄武岩为研究对象，重点研究其中携带的地幔橄榄石捕掳晶来约束喷发前的时间尺度。通过对其开展详细的矿物化学研究，发现地幔捕掳晶核部的Fo值高达97.7,为极富镁橄榄石，结合其极低的Ca、Mn和Ni含量特征，认为它们捕获自被交代的地幔橄榄岩。另外，地幔橄榄石捕掳晶发育明显的CaO成分环带，表明其在地壳岩浆系统内经历了复杂的岩浆演化过程。地幔橄榄石捕掳晶反应边宽度变化很大，说明它们在源区被捕获时及在运移过程中经过了多次破碎过程。橄榄石捕掳晶最边缘的Fo值为70左右，平衡计算表明它们在边部已与主岩浆(碱性玄武岩)达到平衡。Fe-Mg元素扩散计时结果显示，橄榄石地幔捕掳晶仅在岩浆中滞留了几个月的时间。对于40～70 km的岩石圈地幔厚度来说，岩浆平均上升速率最快可能超过500 m/d。     

中国东北鸡西新生代玄武岩源区岩性制约

新生代火山岩在中国东北地区广泛出露,主要集中于松辽盆地周缘。其中盆地东部多沿抚顺—密山、依兰—伊通断裂带分布,尤其集中于长白山地区,以钠质玄武岩为主。前人研究表明,东北地区的地幔源区存在显著的化学不均一性,暗示这些玄武岩复杂的成因。为进一步查明它们的地幔源区岩性,揭示其岩石成因,文章选择抚顺—密山断裂带北部鸡西地区的玄武岩开展研究工作。研究区玄武岩岩性变化较大,其SiO₂含量为44.2～49.6 wt%,MgO含量为6.7～10.6 wt%,在TAS分类图上可进一步细分为碧玄岩、粗面玄武岩及玄武岩三个类别。微量元素上,研究样品呈现不相容元素相对富集的特征,具Nb、Ta的正异常和Pb、Ti的负异常,与洋岛玄武岩的微量元素组成相类似。通过计算研究样品的原生岩浆组成,发现其具有富MgO、贫SiO₂和CaO的特征,在透辉石向CATS-橄榄石-石英的投影图上落在贫硅辉石岩的区域内;同时结合玄武岩较高的FC3MS(FeO^T/CaO-3×MgO/SiO₂)值,认为其源区确实存在辉石岩组分的贡献。为进一步证实上述岩...