Geochemical characteristics of Cretaceous basaltic rocks in South China and constraints on Pacific plate subduction

The South China, including Yangzi Craton and the Cathaysian Block, belongs to the southern part of East Asia continent. It borders Pacific plate on the east side and Qinling-Dabie Orogen on the north side. During the middle-late Cretaceous, a number of downfaulted red basins (the terrestrial sedimentary basins in Fig. 1) and volcanic- sedimentary basins had been developed in South China[1,2], in which the con-temporaneous basaltic rocks were generally distributed (Fig. 1). Although the …     

Geochemistry of the high-Mg andesites at Zhangwu, western Liaoning: Implication for delamination of newly formed lower crust

Ten volcanic samples at Zhangwu,western Liaoning Province,North China were selected for a sys-tematic geochemical,mineralogical and geochronological study,which provides an opportunity to ex-plore the interaction between the continental crust and mantle beneath the north margin of the North China craton.Except one basalt sample(SiO2= 50.23%),the other nine samples are andesitic with SiO2 contents ranging from 53% to 59%.They have relatively high MgO(3.4%―6.1%,Mg#=50―64) and Ni and Cr contents(Ni 27×10?6―197×10?6,Cr 51×10?6―478×10?6).Other geochemical characteristics of Zhangwu high-Mg andesites(HMAs) include strong fractionation of light rare earth elements(LREE) from heavy rare earth elements(HREE),and Sr from Y,with La/Yb greater than 15,and high Sr/Y(34― 115).Zircons of andesite YX270 yield three age groups with no Precambrian age,which precludes ori-gin of the Zhangwu HMAs from the partial melting of the Precambrian crust.The oldest age group peaking at 253 Ma is interpreted to represent the collision of the Siberia block and the North China block,resulting in formation of the Central Asian orogenic belt by closure of the Mongol-Okhotsk Ocean.The intermediate age group corresponds to the basalt underplating which caused the wide-spread coeval granitoids in the North China craton with a peak 206Pb/238U age of 172 Ma.The youngest age group gives a 206Pb/238U age of 126±2 Ma,which is interpreted as the eruption age of the Zhangwu HMAs.The high 87Sr/86Sri(126 Ma)>0.706 and low εNd(t)= ?6.36―?13.99 of the Zhangwu HMAs are distinct from slab melts.The common presence of reversely zoned clinopyroxene phenocrysts in the Zhangwu HMAs argues against the origin of the Zhangwu HMAs either from melting of the water saturated mantle or melting of the lower crust.In light of the evidence mentioned above,the envisaged scenario for the formation of the Zhangwu HMAs is related to the basaltic underplating at the base of the crust,which led to the thickening of the lower crust and formation of lower crustal eclogite,followed by foundering of the eclogitic lower crust into the asthenosphere.The foundered eclogite then melted and the resul-tant melts interacted with surrounding peridotite during their upward transport,which finally produced the high-Mg andesites.This well explains the high-Mg adakitic characters and absence of ancient in-herited zircon in the Zhangwu lavas.     

中国东部四明山古夷平面遗迹特征与演化

古夷平面研究在地貌演化和新构造运动研究中占有极其重要的地位,但由于遭受构造运动和剥蚀作用的影响,很多古夷平面遗迹已无从清晰辨识。浙江四明山顶古近纪夷平古风化壳面的发现,为研究浙江东部甚至华东地区的新生代地貌演化提供了重要地质信息,同时为始新世和中新世时的古气候、古环境研究提供了重要物质证据。通过详细的野外地质调查,系统采集了该区5个点位的20个古风化壳样品和7个点位的15个现代风化壳样品,开展黏土矿物分析和玄武岩K-Ar年龄测试。研究确认四明山地区发育有2期古夷平面遗迹,即古近纪(E)和新近纪(N)古夷平面遗迹:第一期夷平面发育时间为65. 0～32. 2 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为32. 2～21. 7 Ma;第二期夷平面发育时间为21. 7～10. 5 Ma,解体和古夷平面遗迹保存时间为10. 5～3. 0 Ma。研究区2期火山活动喷发所形成的玄武岩盖层有效保护了该区的古风化壳,从而使四明山古夷平面遗迹具有空间展布完整、剖面信息清晰等特征,呈现出由古夷平面(古风化壳)与玄武岩堆积面(现代风化壳)组成的"双风化壳"现象,为观察古夷平面遗迹特征提供了最佳场所。     

黄河口凹陷莱北斜坡带玄武岩发育区砂岩成岩特征、孔隙流体及储层控制因素

为探究黄河口凹陷研究区玄武岩喷发对相关砂岩储层成岩作用的影响,从粘土矿物、沸石及微量元素分析入手,明确莱北斜坡带古近系不同层位孔隙流体性质变化,建立火成岩发育区砂岩储层的成岩-孔隙演化模式：沙一段和沙二段沉积时期,受小规模玄武岩喷发与干旱-半干旱气候条件下碱性水介质影响,砂岩中钠长石化和碳酸盐岩胶结普遍,碎屑颗粒表面发育白云石膜,见石英溶蚀现象;东三段三角洲砂岩储层受沙一段暗色泥岩中析出的卤水及陆源淡水输入影响,叠加后期富铁镁质孔隙水混合影响,成岩作用以弱碱性水介质条件下沸石溶解、粘土矿物转化与钠长石化为主;东一段和东二段沉积时期玄武岩广泛发育,不稳定富铁镁矿物的强烈水解,导致孔隙流体富含铁镁质,以低硅沸石的沉淀与溶蚀为特色。与玄武岩喷发相关的局部沸石沉淀与溶解以及玄武岩喷发形成的“工字型”构架对东营组砂岩孔隙的保存有利;而沙一段和沙二段沉积时期碱性水介质下形成的栉壳状白云石抑制了石英的次生加大,碱性水介质下的石英溶蚀现象普遍,有利于其砂岩孔隙的保存。     

新疆北部晚古生代埃达克岩、富铌玄武岩组合：古亚洲洋板块南向俯冲的证据

地球化学研究结果表明，新疆北部富蕴县境内的晚古生代下泥盆统托让格库都克组的安山质岩石具有与埃达克岩非常相似的地球化学特征，它们具有较高的Al2O3，Na2O和Sr含量以及Sr/Y比值；明显亏损重稀土和Y，它们的MORB标准化微量元素蛛网图表现为明显的Nb，Ta负异常和Sr正异常，同时强烈亏损高场强元素。与埃达克岩共生的玄武岩的地球化学特征则与富铌玄武岩一致，表现为Si过饱和及富Na的特征，同时具有较高的Nb，TiO2和P2O5含量，并富集高场强元素。由于埃达克岩和富铌玄武岩的形成均与板块俯冲有关，因此，它们的存在表明，古亚洲洋在早-中泥盆世向南(哈萨克斯坦-准噶尔板块)发生了一次洋壳俯冲作用。     

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。     

吉林汪清和龙岗新生代岩石圈地幔的含水性和元素地球化学特征

首次报道了来自东北地区岩石圈地幔水含量的数据。通过对吉林龙岗和汪清新生代玄武岩中的橄榄岩包体矿物进行电子探针(EMP)和激光熔蚀等离子体质谱(LA-ICPMS)的分析,得到了矿物的主量元素和微量元素的数据,结果显示这些橄榄岩是原始地幔经历了不同程度部分熔融的残余,大部分样品的熔融程度可能<10%。橄榄岩样品在后期还经历了地幔交代作用,大部分样品受到硅酸岩熔体的交代,少部分样品受到碳酸岩熔体的交代。显微傅里叶变换红外光谱(FTIR)的分析结果显示,橄榄岩样品中的单斜辉石、斜方辉石均含有以结构羟基形式存在的水,而橄榄石中没有明显的羟基吸收峰。龙岗样品中单斜辉石的水含量为(48~464)×10^-6(H₂O, 质量分数),斜方辉石水含量为(28~104)×10^-6;汪清样品中单斜辉石的水含量为(34~403)×10^-6,斜方辉石的水含量为(13~89)×10^-6;所有样品全岩水含量为(8~92)×10^-6。样品的水含量可以代表龙岗和汪清地区岩石圈地幔的水含量信息,并且水含量变化范围较大,造成这种变化的原因可能是由于地幔源区初始水含量的不均一,以及部分熔融和地幔交代作用叠加的结果。     

峨眉山玄武岩的岩相与岩体结构

峨眉山玄武岩是西南地区水电工程的主要建基岩体，其岩体结构明显受其建造的控制，不同地区，不同岩相的玄武岩，由于岩石组合及原生结构特征等的差异，而具有不同的岩体结构特征。本文结合拟建金沙江溪洛渡水电工程，雅砻江官地水电工程等实例，从岩相角度分析了玄武岩岩相及原生结构及原生结构对其岩体结构的控制作用。     

海底玄武岩中的中酸性玻璃质熔体研究

笔者在冲绳海槽海底玄武岩基质中发现的中酸性玻璃质熔体 ,与以往在基性火山岩中发现的玻璃质熔体存在明显的差异 :( 1)在存在状态上 ,前者呈充填状态存在于细小的基质矿物之间 ,其体积明显受到岩浆冷却速率的制约 ;后者常出现富铁相和富硅相两种熔体共存现象 ,且一种熔体常呈球状分布于另一种熔体中。 ( 2 )在成分演化上 ,前者随着冷却速率的降低 ,成分向酸性方向演化 ;后者的成分与冷却速率间的关系不明显 ,一直表现为富铁相和富硅相两端员成分 ,缺失中间过渡成分。这两种类型的熔体 ,分别反映了幔源岩浆不同的演化过程 :冲绳海槽海底玄武岩中的中酸性玻璃质熔体 ,反映了幔源岩浆结晶分异演化过程 ,并记录了演化过程中各阶段产物的特征 ;而以往在基性火山岩中发现的富铁相和富硅相两种熔体的共存现象 ,反映了幔源岩浆的熔离过程 ,并记录了熔离产物的特征。     

东昆仑南缘布青山地区哈尔郭勒玄武岩地球化学特征及其地质意义

哈尔郭勒玄武岩位于东昆仑南缘布青山地区。详细的地球化学研究表明哈尔郭勒玄武岩可以分为碱性玄武岩和亚碱性玄武岩,其中碱性玄武岩的∑LREE=63.8×10-6~175.36×10-6,∑HREE=14.46×10-6~28.56×10-6,∑LREE/∑HREE=4.41~6.14,(La/Yb)N=4.14~6.71,(Ce/Yb)N=3.31~5.12,δEu=1.03~1.17,具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的稀土配分模式;亚碱性玄武岩的∑LREE=11.07×10-6~29.95×10-6,∑HREE=12.56×10-6~25.41×10-6,∑LREE/∑HREE=0.88~1.54,(La/Yb)N=0.29~0.74,(Ce/Yb)N=0.37~0.77,δEu=1.02~1.22,具有正常洋中脊玄武岩(N-MORB)的稀土元素地球化学特征。这表明哈尔郭勒玄武岩是OIB与N-MORB的共生组合。布青山地区哈尔郭勒玄武岩中的OIB形成于洋脊附近的海山或洋岛环境,岩浆源区可能为EMⅡ型富集地幔;N-MORB形成于洋脊环境,起源于亏损地幔。哈尔郭勒玄武岩为布青山地区晚古生代存在洋盆提供了更充分的证据。