柴达木盆地东北缘古元古代变质镁铁—超镁铁质岩的地质特征及成因探讨

1:5万区域地质调查工作中,在柴达木陆块北缘首次发现古元古代变质镁铁—超镁铁质岩,获得成岩年龄为1952±15Ma,其岩石化学、地球化学特征反映出岩浆来源于亏损地幔,反映出该地区克拉通在古元古代(19亿年)发生了一次强烈的裂解(洋)事件,对于研究柴达木盆地北缘元古代结晶基底地质构造演化及进一步探讨柴达木盆地的起源及构造演化过程提供了重要地质线索。     

Mantle processes during ocean formation：Petrologic records in peridotites from the Alpine－Apennine ophiolites

Mantle peridotites were early exposed at the sea-floor of the Jurassic Tethys derived from the subcontinental mantle of the Europe-Adria system. During continental rifting and oceanic spreading, these lithospheric peri-dotites were percolated via diffuse reactive porous flowby melt fractions produced by near-fractional melting of the upwelling asthenosphere. Ascending melts inter-acted with the lower lithosphere, dissolving pyroxenes and precipitating olivine, and crystallized at shallower levels in the mantle column causing melt impregnation.Subsequent focused porous flow formed replacive dunitechannels, cutting the impregnated oeridotites, which were conduits for upward migration of MORB-type liq-uids. Melt migration produced depletionlrefertilization and significant heating of the percolatedlimpregnated mantle, i.e the thermochemical erosion of the litho-sphere. Impregnated and thermally modified lithos-pheric mantle was cooled by conductive heat loss dur-ing progressive lithosphere thinning and was intrudeaby MORB magmas, which formed Mg-rich and Fe-richgabbroic dykes and bodies. Alpine-Apennine ophiolitic peridotites record the deep-seated migration of melts which changed their compositions and dynamics during the rift evolution. The thermochemical erosion of the lithospheric mantle by the ascending asthenospheric melts, which induces significant compositional and rhe-ological changes in the lower lithosphere, is a major process in the evolution of the continent-ocean transi-tion towards a slow spreading oceanic system.     

苏北盘石山、练山地幔捕虏体的PGE地球化学

通过锍镍火试金预富集法,分析了位于郯庐断裂带东侧的盘石山、练山地幔橄榄岩包体中铂族元素(PGE)和Au含量.不同于部分熔融残留成因地幔橄榄岩中通常所观察到的负斜率型或平坦型的分布模式,这两地的地幔橄榄岩以Pt、Pd、Ru相对富集,Ir、Rh相对亏损的"燕子型"分布模式为特征.Pt、Pd等不相容元素富集说明上地幔除经历过早期的部分熔融外,还经历了后期富Pt、Pd的高熔/岩比的熔(流)体的层析分离交代作用影响.盘石山地幔橄榄岩的PGE总量比练山高,Os的含量也比原始地幔值高;而练山地幔橄榄岩的Os含量比原始地幔值低,说明交代作用带走了练山地幔橄榄岩中的Os,却没有很大改变盘石山地幔橄榄岩中的Os含量,这可能与交代熔(流)体含硫量饱和程度有关.Rh的负异常可能与部分熔融过程中熔体较低的fo2有关.     

青藏高原东南木里地区二叠纪苦橄岩的Os-Sr-Nd同位素地球化学研究

本文报道了在青藏高原东南木里地区发现的二叠纪苦橄岩和与其共生玄武岩的主微量元素地球化学特征以及Os-Sr-Nd同位素组成。苦橄岩和与其共生玄武岩受地壳混染作用影响较小。根据苦橄岩的Ti/Y比值和初始的Os同位素组成,将木里苦橄岩分为两类:高Ti/Y型苦橄岩和低Ti/Y型苦橄岩,其中高Ti/Y型苦橄岩具有高的γ_(Os)= 5.3～ 10.7和ε_(Nd)= 5.9～ 6.4,与全球典型洋岛玄武岩的Os和Nd同位素组成接近,代表了地幔柱源区的同位素特征;而低Ti/Y型苦橄岩具有低的γ_(Os)=-4.1～ 1.2和ε_(Nd)= 3.2～ 5.0,可能表明受到了SCLM(大陆岩石圈地幔)源区物质的混染。与其共生的玄武岩具有低的γ_(Os)=-3.5～-1.6和ε_(Nd)=-0.6～ 0.7,表明其来自于不同于低Ti/Y型苦橄岩也有异于高Ti/Y型苦橄岩的地幔源区,但是也可能受到了SCLM物质的混染。基于Nd-Os同位素的地幔柱与SCLM的二端元混合模型显示:低Ti/Y型苦橄岩可能是SCLM物质组分与地幔柱起源的苦橄质原始岩浆混合形成的;与苦橄岩共生的玄武岩可能是由地幔柱来源的玄武质岩浆与SCLM小比例熔融的熔体混合形成的。     

橄榄岩—熔体相互作用过程中Re-Os体系的变化趋势: 对华北新生代地幔橄榄岩Re-Os年龄含义的启示

橄榄岩的Re-Os同位素体系作为探讨岩石圈地幔形成年龄的重要手段已受到人们越来越多的重视。然而,Re-Os体系是否会受到橄榄岩的低温蚀变如蛇纹石化和地幔交代作用或橄榄岩—熔体相互作用的影响并不十分清楚。本文在总结国际上典型造山带橄榄岩剖面研究和地幔橄榄岩捕虏体研究的基础上,发现橄榄岩的Re-Os同位素体系基本不受蛇纹石化等低温蚀变作用的影响; 但橄榄岩—熔体相互作用会造成橄榄岩的Re-Os体系的变化即Re或Os的带入。当熔体/岩石比例较小时(≤1),橄榄岩—熔体相互作用会造成橄榄岩的Re含量显著增加,而放射成因的Os同位素即¹⁸⁷Os增量有限。但当熔体/岩石比例很大时(≥1),会造成¹⁸⁷Os同位素显著增加。同时,橄榄岩的Re含量与中等程度不相容主、微量元素如Al、Ti、Yb的正相关关系可以通过橄榄岩的两阶段演化模式来解释,即早期的部分熔融残留和后期的橄榄岩—熔体相互作用共同影响的结果。橄榄岩的Re含量与Cr含量的正相关关系进一步说明了这一问题。上述结果对华北东部岩石圈地幔的演化过程有重要的启示作用。因为华北东部古生代时期的确存在太古宙岩石圈地幔,然而新生代时期地幔橄榄岩捕虏体普遍具有元古宙而非太古宙的事实证明橄榄岩—熔体的相互作用的确广泛存在,从而造成岩石圈地幔橄榄岩变年轻。因此,新生代地幔捕虏体的Re-Os同位素年龄并不是岩石圈地幔的形成年龄,而是混合作用的结果。汉诺坝地幔橄榄岩的Re含量和Sr、Nd同位素组成符合橄榄岩—多元熔体相互作用的混合趋势,其橄榄岩的全岩Al₂O₃含量和橄榄石Fo的反相关性能够通过橄榄岩—熔体相互作用来解释。     

Re-Os同位素对峨眉山大火成岩省成因制约的探讨

峨眉山大火成岩省（ELIP）主要由玄武岩、玄武质火山碎屑岩及少量的苦橄岩（包括越南的科马提岩）、长英质岩石以及层状岩体和岩墙组成,其物质来源直接关系到其成因是否与地幔柱活动有关。Re-Os同位素体系是地核、地幔和地壳物质的最佳示踪剂。前人对ELIP内的Re-Os同位素研究表明,低Ti玄武岩的Os含量为0．006×10^-9-0．40010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1371～1．403,并提出其与地幔柱活动有关;而高Ti玄武岩的Os含量为0．00410^-9～0．56010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1271～5．19,认为起源于大陆岩石圈地幔或地幔柱上升过程中受到大量岩石圈地幔“混染”（xu JF et al．,2007）;科马提岩的0s含量为1．2410^-9～7．0010^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1251～0．1261,苦橄岩的Os含量为0．3210^-9～2．32910^-9,^187Os／^188Os初始值为0．1233～0．1266,指示苦橄岩和科马提岩均来自亏损地幔源区（Hanski et al．,2004;陈雷等,2007）。本文利用Os含量最低、^187Os／^188Os最高的高Ti玄武岩作为地壳端员,用铁质陨石、原始上地幔（PUM）和亏损地幔（DMM）作为地核和各种地幔端员,分别做二元混合计算,结果显示绝大多数玄武岩和所有苦橄岩及科马提岩均落在地壳和DMM混合曲线附近,并且邻区特提斯洋地幔岩与DMM具有相近的Os含量和^187Os／^188Os组成,据此推测峨眉山火成岩的形成与特提斯洋的活动有关,主要受控于地壳和亏损地幔的相互作用。     

鲁西邹平盆地中生代火山岩的演化:对地幔源区的约束

邹平盆地中生代火山岩可分为三个亚组：中、下亚组具有相似的岩石组合,岩性主要为玄武岩-粗面玄武岩-玄武质粗面安山岩-粗面安山岩;上亚组岩性主要为粗面安山岩。火山岩由早期基性向晚期中偏碱性方向演化,与正常岩浆房酸度增高的岩浆分异趋势相同。具有Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE）富集,Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFSE）相对亏损,类似于岛弧火山岩的地球化学特征。Nb／La、Hf／Sm比值随MgO的降低而升高或基本不变,说明高场强元素亏损是岩浆的原始特征。各亚组火山岩相似的稀土配分模式和微量元素蛛网图,表明它们具有共同的岩浆源区和密切的成因联系,分离结晶起了关键性作用。La／Nb、La／Ta、Ba／Nb比值较高,说明成岩物质可能主要来自岩石圈地幔。拆沉的大陆中、下地壳部分熔融形成的熔体与古生代岩石圈地幔（亏损的地幔橄榄岩）的相互作用是岩石圈地幔富集的重要方式,随之该富集地幔在陆内岩石圈伸展和区域热异常的双重作用下发生减压部分熔融而形成具有岛弧特征的邹平盆地火山岩。     

西藏西南部拉昂错地幔橄榄岩的地球化学特征及其构造意义

拉昂错蛇绿岩位于西藏西南部雅鲁藏布缝合带(YZSZ)的西段,由地幔橄榄岩和侵入其中的基性岩墙组成.拉昂错地幔橄榄岩普遍发育碎斑结构及熔体注入和交代结构,尖晶石的Cr#值具有较广泛的变化(0.32～0.70),大多数样品富集LREE并伴随HFSE的明显增加,少数亏损LREE,前者部分熔融程度为15%～23%,后者为10%左右,这表明它们并不是地幔单阶段部分熔融的残余物,而是MORB型亏损橄榄岩在俯冲过程中再度部分熔融后熔体与残余地幔相互作用的产物,由于熔体不同程度的混合与交代,形成了各种再饱满程度不同的橄榄岩.对拉昂错地幔橄榄岩岩石学和地球化学特征的研究,为探讨YZSZ蛇绿岩带所代表的特提斯洋盆的形成和演化提供了新的证据.