黑龙江镜泊湖地区全新世玄武岩的地球化学特征及其深部过程探讨

镜泊湖地区全新世玄武岩分布在镜泊湖西北方向的“火山口森林”地区和蛤蟆塘地区。这两个地区相距只有１５ｋｍ,但其玄武质岩石在岩石学上具有明显的区别,前者为碱性橄榄玄武岩,后者为白榴石碱玄岩,并且具有钛角闪石、金云母和歪长石巨晶,而前者则没有这些巨晶。对它们的地球化学特征研究表明,两个地区的玄武夺石虽然均属于偏钠质的碱性玄武岩,但是白榴石碱玄岩相对于碱性橄榄玄武岩总体上具有高的Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２     

The Permian mafic intrusive events in the northwestern margin of the Tarim Basin and their tectonic significanceSCIEI北大核心CSCD

塔里木大火成岩省是我国境内发现的两个重要的二叠纪大火成省之一,不仅有大规模的溢流相玄武岩喷发,还有复杂多样的侵入岩及其组合。以往的研究主要集中在二叠系等显生宙地层发育区,对于前寒武系等古老层系中是否存在二叠纪岩浆侵入未引起重视。本文通过野外地质调查,在阿克苏地区前寒武系中识别出数条侵入南华系的基性岩墙和较大规模侵入震旦系的基性岩床。岩墙、岩床与围岩之间均显示出典型的侵入接触关系,包括岩体内部结晶粗、边部结晶细的淬冷边结构、岩床顶底面显著的切层现象以及包裹围岩团块等;显微镜下观察表明,辉绿岩具有典型的辉绿结构和嵌晶含长结构。锆石U-Pb年代学结果表明,侵入下震旦统的辉绿岩岩床和侵入南华系的辉绿岩岩墙的侵位时代在误差范围内基本一致,约为290Ma。岩石地球化学特征表明,辉绿岩岩床具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的稀土及微量元素配分模式,结合Sr-Nb-Pb同位素测试结果,认为它们来源于碳酸盐化的富集型岩石圈地幔部分熔融,而辉绿岩岩墙具有Nb、Ta、Zr、Hf等负异常的地球化学特征,可能来自曾被俯冲相关流体/熔体交代的岩石圈地幔源区。本文的早二叠世辉绿岩岩床和岩墙的形成时代、岩浆源区和岩浆演化...     

三山岛金矿成矿物质来源及成矿作用探讨

三山岛金矿位于郭家岭幔枝构造北西缘的三山岛-仓上成矿断裂带上。通过对三山岛金矿成矿作用的详细分析,认为金矿的控矿构造三山岛断裂是郭家岭幔枝构造外围拆离滑脱带上发育的反倾向铲状断裂。幔源成矿流体通过幔枝构造轴部韧性剪切带向上迁移,在有利的温度、压力控制下迁移至幔枝构造外围的三山岛断裂带中,当向上迁移还原环境的成矿流体与向下渗透氧化环境的大气降水相遇,便发生强烈的氧化还原反应并最终富集成矿。该文探讨了三山岛金矿床成矿规律,建立了成矿模式,并提出了今后的找矿方向。     

深部作用在华北中生代陆内造山过程中的主导性 ——对断块构造力源机制的讨论

本文结合笔者对大兴安岭和燕山中生代陆内造山作用的研究,对张文佑先生提出的“断块构造”的力源机制作进一步的探讨。大兴安岭中生代不同深度的两种作用同时控制着岩浆活动和构造变形,即软流圈底辟体上涌与陆缘剪切走滑的共同作用--可称之为构造-岩浆活动的二元机制,其中前者起主导作用。燕山地区中生代的断陷和隆起,是在岩石圈断裂继承性活动的基础上,在地幔物质上升和参与的背景下发生的,其中深部作用也是主导性的。     

玄武岩浆起源和演化的一些基本概念以及对中国东部中-新生代基性火山岩成因的新思路

以全球大地构造为背景讨论了玄武岩浆起源和演化的一些基本概念.这些概念的正确理解有助于合理解释各种环境中火成岩的形成机制,也有助于依据野外岩石组合来判别古构造环境.在此基础上结合已有资料和观察,对中国东部中生代岩石圈减薄及中-新生代基性火山岩成因提出了一些新解释.这些解释与地质观察相吻合,且符合基本的物理学原理.虽然中国东部基性火山活动可称为"板内"火山活动,但它实际上是板块构造的特殊产物.中国东部中生代岩石圈减薄是其下部被改造为软流层的缘故.这种改造是加水"软化"所致.水则源于中国东部地幔过渡带(410～660 km)内古太平洋(或其前身)俯冲板块脱水作用.其将岩石圈底部改造为软流层的过程,实际上就是岩石圈减薄的过程.因为软流层是地幔对流的重要部分,而大陆岩石圈则不直接参与地幔对流.中生代玄武岩具有εNd＜0的特征,说明其源于新近改造而成的软流层,亦即原古老岩石圈之底部.中国大陆北北东-南南西向的海拔梯度突变界线与东-西部重力异常,陆壳厚度变化,以及地幔地震波速变化梯度吻合.因此可将北北东-南南西向梯度线称为"东-西梯度界".该界东-西海拔高差(西部高原与东部丘陵平原),陆壳厚度差异(西部厚而东部薄)和100～150 km的深度范围地幔地震波速差异(西部快而东部慢),均受控于上地幔重力均衡原理.这表明西部高原岩石圈厚度＞150～200 km,而东部丘陵平原岩石圈厚度＜80km."遥远"的西太平洋俯冲带具有自然的地幔楔吸引作用.此吸引作用可引起中国东部"新生"软流层东流.软流层东流必将引起西部高原底部软流层的东向补给(流动).这一过程必然导致东移软流层的减压,即从西部的深源(岩石圈深度＞150～200 km处)到东部的浅源(岩石圈深度～80km处).东移软流层的减压分熔可合理解释具有软流圈地球化学特征(εNd＞0)的新生代中国东部基性火山活动及玄武岩的成因.这些对中国东部中-新生代地质过程的解释,将为更加细致的,以岩石学和地球化学为主的讨论所验证.     

板块绝对运动及地幔热对流

本文以板块绝对运动AM1-2模型为边界条件探讨了不同的瑞利数下地幔热对流模型.结果表明,瑞利数小于10000（529.41）时,地幔对流呈现以板块驱动图式,运动的极型场和环型场由板块运动激发,两种场占有差不多相同的功率.当瑞利数增加到接近或略超过最低临界值时（约1.5倍）,对流呈现出复杂状态:1.板块运动速率小于下伏地幔对流速率;2.区域性的双层对流环出现;3.对流谱成分发生变化;4.环型场仅在地幔很浅的区域中起作用,而在地幔深部对流图式中影响很小.     

东波超镁铁岩体:西藏雅鲁藏布江缝合带西段一个甚具铬铁矿前景的地幔橄榄岩体

东波超镁铁岩体产在雅鲁藏布江缝合带的西段,与周边白垩纪沉积岩地层和火山岩以断层接触.航磁资料显示该岩体约400km2规模,地表出露连续,地下有一定延深.超镁铁岩体由亏损的地幔橄榄岩组成,主要有高镁的方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩.方辉橄榄岩和二辉橄榄岩中橄榄石和斜方辉石属高镁型,分别为Fo=89.5～91.5和Mg#=90～91.5.但二辉橄榄岩中的Al2O3和CaO含量明显高于方辉橄榄岩.方辉橄榄岩中单斜辉石Mg#=92～95,二辉橄榄岩的Mg#=92～93,两者的值也重叠.二辉橄榄岩中的Al2O3和CaO含量要明显高于方辉橄榄岩.这些均为阿尔卑斯型地幔橄榄岩的典型特征.纯橄岩中的橄榄石Fo=92～93.2,其斜方辉石和单斜辉石的Mg#=～93,但Al2O3和CaO的含量比方辉橄榄岩和二辉橄榄岩的低.三种岩石的成分变化规律,反映了地幔部分熔融程度的差异.二辉橄榄岩铬尖晶石的Cr#值20～30,反映为典型深海橄榄岩特征,指示MOR环境.与其不同的是,方辉橄榄岩的铬尖晶石的Cr#=20～75,指示MOR和SSZ两者兼有环境.岩石的原始地幔标准化的REE和微量元素蛛网图模式支持了上述的认识.东波地幔橄榄岩中的岩石学特征与产有大型铬铁矿床的罗布莎地幔橄榄岩可对比,岩体中已多处发现块状铬铁矿石,其铬铁矿的Cr2O3含量56％～59％,表明东波是寻找铬铁矿大矿和富矿甚具前景的一个超镁铁岩体.     

基于程函方程与三维速度模型的中国东北地区地幔过渡带接收函数研究

本文利用中国东北地区NECESSArray记录到的45505条接收函数,结合该区域最新三维速度模型,采用快速行进法求解程函方程,计算了P-S转换波相对走时,并通过共转换点叠加成像方法获得了该地区下方地幔间断面起伏情况.结果显示,在长白山—五大连池连线一带东西约300 km,南北约900 km的狭长形区域内,660-km间断面下陷幅度达20~40 km.其结构可细分为南北两部分,南部更为狭窄且与日本海沟走向一致,对应于从日本海沟俯冲的太平洋板块在地幔过渡带的滞留区;北部对应于从千岛海沟俯冲的太平洋板块在地幔过渡带的滞留区.同时,在长白山西部,存在与长白山—五大连池下陷区形状类似的南北向狭长形抬升区,660-km间断面抬升幅度约为10 km,显示俯冲太平洋板块只延伸至松辽盆地东侧;而在盆地西侧,660-km间断面的下陷区可能与该地区岩石圈拆沉有关.同时,410-km间断面在松辽盆地—渤海一带,以及长白山火山西南和东北方向存在明显的下陷区;另外,在阿巴嘎及阿尔山也有小范围的下陷区.所有这些下陷区,均与地表新生代火山活动区/拉伸区有很好的对应关系,表明这些地表构造与深部热物质上涌有关.

     

中国东北地区地幔转换带接收函数三维Kirchhoff偏移成像研究

中国东北地区地幔转换带结构对于研究新生代板内火山深部成因及板片俯冲作用具有重要意义.本文利用东北地区密集流动台阵记录提取到的约60, 000接收函数, 采用三维Kirchhoff偏移成像方法得到了研究区410-km和660-km界面埋深以及转换带厚度分布图像.成像结果显示: 长白山火山下方410-km和660-km界面均出现下沉, 且660-km下沉的幅度较410-km更大, 在25km以上, 认为与太平洋俯冲板片在转换带的停滞有关.长白山及龙岗火山以西过渡带厚度呈现小幅度减薄的特征, 暗示俯冲板片在660km深度附近可能发生撕裂.板片撕裂引起的热物质上涌和俯冲板片脱水共同为长白山火山提供了深部热源.五大连池火山下方观测到410-km界面抬升, 而660-km界面下沉的现象, 认为410-km界面的抬升可能与岩石圈拆沉有关, 拆沉引起的局部对流可能为五大连池火山提供热源, 而660-km界面的下沉可能反映存在残留的太平洋俯冲板片.

     

东天山卡拉塔格钠质火山岩岩石学、地球化学及成因

东天山卡拉塔格早泥盆世卡拉塔格组火山岩主要岩性为海相富钠质的安山岩、流纹岩和英安岩，夹少量的钠质玄武安山岩和钠质玄武岩以及正常系列的玄武安山岩。钠质火山岩的特征是：Na2O=1．69～6．38％，Na2O／K，O〉1，多在2～100间：无论是斑晶还是基质，斜长石均为富钠长石；酸性岩石斑晶主要是钠长石和石英，中基性岩石斑晶主要是钠长石（少量更长石）：酸性岩以斑状结构、霏细结构、球粒结构为主，而中基性岩以交织结构、玻晶交织结构为主。各类岩石全岩化学分析计算结果均含标准矿物Q、Hy、Hm，一部分含Di或C，在TAS图上全都投于亚碱性区；∑REE=25、96-96．11ppm，LaN／YbN=1．68-5．32，Eu／E^＊=0．46-1．25，LaN／SmN=1．01-2．95；强不相容元素适度富集，Nb和Ta强烈亏损，部分样品Cs、Rb、K、Zr和Hf适度亏损。这些特征表明，该区钠质火山岩的原始岩浆可能来自富钠俯冲洋壳熔体与地幔楔岩石反应的产物部分熔融。这样的岩浆形成机制与前人有关卡拉塔格是早泥盆世岛弧的认识相一致。