黑龙江饶河枕状玄武岩地质、地球化学特征及其构造属性

为了确定饶河玄武岩的构造属性,在野外地质观察的基础上,对玄武岩进行岩石学研究和地球化学分析。玄武岩具有典型的枕状构造、淬冷边、中空骸晶和鬣刺结构等特征,反映其形成于海底喷发环境。化学分析样品具有高TiO_2、MgO和低Al_2O_3、CaO、P_2O_5、K_2O等特征,富集大离子亲石元素(Rb、Sr和Ba),微量元素蛛网图呈向上隆起形态,稀土元素配分曲线为右倾型(∑LREE/∑HREE为5.8~6.5),无δEu异常(0.92~0.97),表明样品具有洋岛玄武岩特征。主量和微量元素构造环境判别图指示了样品形成于洋岛或板内环境。样品与亚速尔型和夏威夷型洋岛玄武岩地球化学特征对比,表现出明显的夏威夷型洋岛玄武岩特征。岩石源区分析揭示出岩浆具有地幔热柱起源,并有先期交代地幔熔体的混入,岩浆源区还受壳幔循环的影响。研究表明,饶河枕状玄武岩为夏威夷型洋岛玄武岩,形成于洋壳消减阶段的洋中脊轴外板内喷发环境,为饶河地区存在成熟的洋盆提供直接证据。结合区域研究成果,认为饶河地区经历了古太平洋板块的扩张、洋中脊轴外板内地幔柱上涌、洋壳俯冲消减以及向佳木斯地块仰冲增生的构造演化过程。     

赣东北蛇绿混杂岩岩石地球化学特征及构造意义

赣东北蛇绿混杂岩是中国为数不多的新元古代蛇绿岩,对该蛇绿混杂岩带中的方辉橄榄岩和玄武岩类岩石进行元素地球化学研究,以探讨新元古代赣东北地区的构造动力学背景.研究表明,方辉橄榄岩具有低TiO₂(0.02%~0.37%)、低K₂O(0~0.02%)、低Na₂O(0.02%~0.10%)和富MgO(40.81%~44.58%)特征,烧失量普遍较高(10.09%~13.47%),表明样品普遍遭受蚀变;稀土元素配分模式图和微量元素蛛网图显示,橄榄岩样品具有亏损地幔源区特征,同时兼有俯冲带流体交代的特征.玄武岩类SiO₂含量主要为52.63%~56.19%,平均为55.00%,属安山玄武岩范围.岩石具低MgO(3.66%~6.46%),中等TiO₂(1.14%~2.66%),高Al₂O₃(13.07%~15.27%)、Na₂O(3.42%~5.03%)的特征.安山玄武岩轻稀土富集((La/Yb)_N=1.84~2.61),无明显Eu异常,稀土配分曲线呈右倾型;微量元素蛛网图中显示大离子亲石元素Th、Ba、U、Pb富集、高场强元素Nb、Ti亏损,可能系俯冲板片脱水产生的流体交代地幔楔所形成,TNT(Ta、Nb和Ti)的负异常指示赣东北蛇绿混杂岩的形成过程中可能遭受了陆源物质的混染,反映了消减作用的影响.方辉橄榄岩和安山玄武岩的地球化学特征表明赣东北蛇绿混杂岩的形成可能经历了多期演化,早期可能系古华南洋发生洋内俯冲作用,俯冲过程中释放的流体交代了俯冲带上的地幔楔,使地幔橄榄岩富集轻稀土.随后的弧后盆地扩张阶段,形成具有岛弧性质和MORB特征的玄武岩类,但由于弧后盆地发育不成熟,玄武岩类在地球化学上显示有大陆物质的特征,表现出高Pb、低Ti和轻稀土强烈富集.      

西北印度洋中脊玄武岩源区地幔特征

利用全球岩石地球化学数据库(Pet DB)中有关卡尔斯伯格洋脊(CR)、北中印度洋脊(NCIR)及南中印度洋脊(SCIR)玄武岩的微量元素及同位素组成数据,分析了玄武岩的元素地球化学特征及其沿脊轴的变化,旨在探讨玄武岩源区地幔的(不)均一性及岩浆作用过程的差异。初步研究结果表明:CR、NCIR及SCIR玄武岩组成相近,仅在个别脊段表现有微量稀土元素和同位素组成上的差异,玄武岩整体与N-MORB组成特征相近,与先前通常认为的典型印度洋中脊玄武岩不同。玄武质岩浆主要源自尖晶石二辉橄榄岩地幔的熔融,岩浆源区主要由两个地幔端元构成,即以亏损型地幔(DMM)为主(69%),其次为富集型地幔(EMⅡ,27%)。富集组分可能源自古老陆壳物质的混染。自CR经NCIR到SCIR整个印度洋中脊西北分支玄武岩的Sr、Nd及Pb同位素组成表现出均一性,表明岩浆源区地幔组成相近。在SCIR 19°S附近脊段岩浆源区地幔存在有不均一性,有EMⅡ型地幔端元混入的迹象。在CR 3.5°N附近脊段,玄武岩明显富集K、Ba、La及U等微量元素,但由于缺少同位素数据,源区地幔特征有待进一步研究。在上述研究成果的基础上,提出了该区大比例尺的调查填图及密集采样和精细室内分析是CR深入研究的基础,同时加强Sr、Nd、Pb及Re、Os、Be等同位素分析测试,可提供揭示CR地幔不均一性的可靠依据,而厘清印度洋型地幔对CR的影响程度则有助于深入认识地幔不均一性的成因及地幔动力学过程。     

新疆乌鲁木齐东部早二叠世枕状玄武岩火山岩系的发现及大地构造意义

新疆乌鲁木齐东部野生动物园附近的下二叠统下部发育了一套以枕状玄武岩为代表的火山岩系。该玄武岩在公路上发育有两层,上部一层较厚,可达7～8m,下部一层2～3m。岩枕近圆形、肾状、枕状、条带状或蠕虫状等,多呈顶突底凹。岩枕长轴平行排列,长轴基本顺层面分布;有的岩枕中含大量海百合茎、珊瑚及腕足等生物化石。在TAS图中大部分样品位于玄武粗安岩,而在K_2O-SiO_2图上主要落在低K拉斑玄武岩区间。MnOTiO_2-P_2O_5图解显示以岛弧为主,常量元素的特征总体上更接近岛弧玄武岩。在Hf/3-Th-Ta图解上也以岛弧为主;在Zr/4-2Nb-Y图解显示以火山弧为主,常量元素的特点总体上更接近岛弧玄武岩。微量元素原始地幔标准化蛛网图表明为同源岩浆产物,具高度相似的演化过程,多种微量元素判别图揭示岛弧-弧后盆地环境;稀土总量明显较低,在稀土元素球粒陨石标准化图解上,其稀土分布曲线一致性较好,呈轻稀土富集右倾型,Eu为负异常,揭示了乌东玄武岩岩浆有一定分异。稀土元素配分曲线与弧后盆地玄武岩(BABB)具有很好的一致性。U-Pb和谐年龄为283±8Ma,结合地层及古生物资料推测乌东玄武岩喷发的时间为早二叠世早期。乌东枕状玄武岩-灰岩之下有一套(磨拉石)底砾岩,初定为石炭-二叠系的界限。底砾岩之下为下石炭统的中厚层灰岩,具有明显的喀斯特化,为不整合接触,揭示在两者之间发生了造山作用。通过对新疆乌东早二叠世早期的枕状玄武岩的地质特征、地球化学特征、形成环境和时代的研究,表明乌东一带早二叠世主要为一个岛弧和弧后盆地环境,进一步揭示了北天山北缘石炭-二叠世碰撞闭合造山之后又发生了松弛扩张形成了弧后盆地,海水再度大规模入侵。最终的闭合碰撞造山的时间最早可能在晚二叠世。由于乌东枕状玄武岩在喷出地表后受到了生物化石和陆源碎屑的污染,再加上侵入过程中地壳的污染,使其具有非常复杂的地球化学特点和多解性。乌东玄武岩的研究对于了解博格达山、甚至天山中段在晚古生代的构造沉积演化及造山作用具有重要意义,同时对准噶尔盆地、吐哈盆地及三塘湖盆地油气资源的形成与分布具有重要意义。     

藏北羌塘南部埃迪卡拉系达布热组的建立及其地质意义

羌塘位于青藏高原腹地,构造上处于冈瓦纳大陆北缘。因其特殊的构造位置,羌塘地体的起源及构造演化对于探讨青藏高原的早期形成演化、冈瓦纳大陆裂解,以及特提斯洋演化等关键科学问题至关重要。最近,在羌塘南部达布热地区发现一套碎屑岩夹玄武岩的岩石组合,碎屑岩具有低成分成熟度的特点,虽然岩石发生了低绿片岩相变质,但仍然保留了原岩类复理石沉积的特点。根据碎屑锆石定年结果,该套地层中碎屑锆石的最年轻年龄为550Ma左右。此外,该套地层中玄武岩夹层的测年结果表明,该套地层形成于埃迪卡拉纪(约550Ma)。结合地层剖面及区域地层对比,建立了埃迪卡拉纪达布热组。达布热组是羌塘地区首次发现的埃迪卡拉纪地层,该组地层的建立为探讨冈瓦纳大陆北缘构造演化提供了重要线索。     

吉林东部敦(化)—密(山)断裂带内碱性粗面岩同位素年代学、岩石化学及地质意义

吉林敦化—密山断裂带北段琵河口—黄泥河镇之间新发现有多处的霓辉粗面岩,岩石以普遍富含碱性矿物霓辉石为特点,均呈整合接触覆盖于船底山期碱性玄武岩之上,具高位喷发、低位充填特点,全岩K--Ar年龄测定结果 (25. 64±0. 53 Ma、27. 36±0. 45 Ma、28. 45±0. 56 Ma、28. 55±0. 43Ma、28. 63±0. 45 Ma、28. 65±0. 61 Ma)属渐新世。地球化学数据显示,霓辉粗面岩SiO_2质量分数均值为59. 05%,富碱、高钾,亏损大离子亲石元素(Sr、Ba、V、Cr),富集高场强元素(Nb、Ta、Hf、Zr)和轻稀土元素(LREE),∑REE含量很高,具有右倾型稀土分配型式,显示明显Eu负异常。研究表明,霓辉粗面岩是由碱性玄武质岩浆经强烈分离结晶作用形成的,揭示该区渐新世处于一种强烈的拉张环境,幔源岩浆经历了由碱性玄武岩-碱性粗面岩的演化过程。     

玄武岩柱状节理六边形结构形成机制探讨

玄武岩柱状节理往往呈现完美的六边形石柱,这种现象引起了人们的广泛关注和好奇,但是对于其形成机理尚无合理的解释。本文通过对冷却过程中的玄武岩进行受力分析,提出当岩石（浆）冷凝收缩的凝聚力达到其抗张强度时,岩石（浆）内部发生潜在破裂和微形变;当潜在破裂面形成后,因岩石的泊松效应,微小潜在破裂面处的应力状态发生重整,形成新的潜在破裂面;当新的潜在破裂面处的剪应力等于岩石抗张强度时,岩石（浆）发生剪切破裂,形成如今所见的柱状节理。根据前人相关岩石实验数据,推算得到玄武岩相应温度下的内摩擦角、黏聚力、抗张强度和泊松比,采用应力莫尔圆方法进行数值计算,获得玄武岩在冷却到800 ℃左右时发生破裂,六棱柱形柱状节理开始形成,内角约119.1°。进一步分析认为,岩石的黏聚力、石英含量等因素可能控制着柱状节理的发育和形状。     

大洋钻探计划运行的国际经验及对我国的启示

我国正在发起组织中国科学家牵头领导的国际大科学计划,应认真学习国际上的成功经验.国际大洋钻探计划已成功运行50余年,在运行和管理方面积累了丰富经验.我国自1998年参加大洋钻探计划以来,取得了突出成绩,但目前还只是普通成员.当前我国正在积极推进成为国际大洋钻探的共同牵头方,美国、日本和欧洲联合体的运行模式和成败得失值得我们参考借鉴.     

遵化新太古代豆荚状铬铁矿变形特征、变形机制及其大洋地幔扩张运移的指示意义

豆荚状铬铁矿是蛇绿岩套地幔构造岩中特征的矿产,其矿石发育丰富的岩浆活动-高温变形结构构造类型,豆荚状铬铁矿高温下仍具有稳定的物理化学特性,对认识大洋上地幔扩张、横向运移具有重要指示意义。在对遵化新太古代豆荚状铬铁矿显微构造的深入研究基础上,通过对比分析豆荚状铬铁矿结构构造特征(岩浆活动、低温变形),提出高温变形结构及其特征(拉长网孔结构、条带状、糜棱状结构等)。借鉴现代洋中脊及弧后盆地扩张的构造模型,提出华北新太古代豆荚状铬铁矿扩张中心形成后的显微构造演化序列,豆荚状铬铁矿变形机制的研究,可以提供认识早期大洋上地幔动力学过程的新线索。     

新特提斯洋的打开时间和机制:雅江缝合带混杂岩的约束

新特提斯洋的长期演化至最终闭合是地球中生代以来最重要的地质事件之一,但目前对该大洋的完整演化历史尚缺乏有效约束,特别是大洋的打开时间存在二叠纪和三叠纪的主要争议,大洋的打开机制是否存在地幔柱效应.本文聚焦西藏南部雅鲁藏布江缝合带的混杂岩,通过厘定混杂岩中的基性岩岩块的形成时代和成因,约束雅江新特提斯洋的打开时间和潜在动力机制.野外地质特征指示雅江混杂岩具有分段性,即西段(仲巴以西)和东段(桑桑-仁布)为大洋板块地层岩石组合,代表新特提斯洋俯冲在亚洲大陆南缘形成的增生杂岩;中段(仲巴-萨嘎东)普遍具有泥砂质成分,为构造混杂至亚洲大陆南缘的特提斯喜马拉雅地层.根据本文地球化学研究和前人资料,雅江混杂岩中的基性岩岩块普遍具有洋岛玄武岩型地球化学特征,形成时代包括晚二叠世-中三叠世、中-晚侏罗世、早白垩世三期.本文在西段仲巴混杂岩中厘定了约253Ma的洋岛型玄武岩岩块,为目前雅江缝合带报道的与新特提斯洋演化相关的最古老洋岛型基性岩.地球化学特征指示,该玄武岩不同于典型的大洋板块内部洋岛玄武岩,可能形成于大陆岩石圈张裂至海底扩张初期.根据板块离散-汇聚耦合体系运行原理,结合前人报道的中三叠世早期...