试论幔柱构造与成矿系统——以三江特提斯成矿域为例

以三江特提斯成矿域为例,简述了幔柱构造特征,提出了“幔柱构造成矿体系”新观点。研究表明,热幔柱发育演化,导致大陆岩石圈向大洋岩石圈构造体制转化,伴随大陆活化、减薄、去根、张裂、解体和成洋诸事件;冷幔柱形成演变,导致大洋岩石圈向大陆岩石圈构造体制转变,并引发俯冲造山→碰撞造山→陆内造山过程。在幔柱构造制约下,一系列形成于不同构造背景、产出不同地质环境、具有不同成矿体制、不同序次组合和不同成矿类型的矿床成矿系列组合和矿床成矿谱系,共同构成统一的成矿体系。热幔柱成矿体系包括热幔柱热点和热幔柱－扩张脊２大次级成矿系统,冷幔柱成矿体系包括冷幔柱－俯冲造山、冷幔柱－碰撞造山和冷幔柱－陆内造山３大次级成矿系统。最后,按成矿体系,成矿系列和矿床三级体制对三江特提斯成矿域主要矿床形成条件和成矿规律进行了全新分析。     

华南新元古代中期裂谷火山岩系：Rodinia超大陆裂谷化-裂解的地质纪录

华南新元古代中期（746-827Ma）双峰式（玄武岩-流纹岩）火山岩喷发于大陆板内裂谷环境。它们极有可能与导致Rodinia超大陆裂谷化-裂解的地幔柱（或超级地幔柱）活动有关。根据岩石地球化学数据,华南新元古代中期裂谷基性熔岩可以划分为高Ti／Y（HT,Ti／Y〉500）和低Ti／Y（LT,Ti／Y〈500）两个岩浆类型。HT熔岩又可进一步划分为HT1和HT2等两个亚类。HT1熔岩主要分部于华南中-西部裂谷盆地之中,总体上属于碱性玄武质岩浆系列;HT2和LT熔岩主要分布于华南中-东部裂谷盆地之中,总体上属于拉斑玄武质岩浆系列。元素和同位素数据表明,华南新元古代中期裂谷基性熔岩的化学变化不是由一个共同的母岩浆结晶分异作用所产生。华南中-西部地区裂谷基性熔岩的母岩浆经受了辉长岩质结晶分离作用,而华南中-东部地区裂谷基性熔岩的化学演化则是受控于单斜辉石（cpx）士橄榄石（01）结晶分离作用。各个双峰式火山岩系中,基性和酸性熔岩间为分异结晶关系。华南新元古代中期裂谷火山岩系极有可能是源于共同的地幔柱,该地幔柱组分的成分为：eNd（f）≈＋6,Mg#≈0．7,La／Nb≈0．7。华南新元古代中期裂谷基性熔岩存在空间上的地球化学变化：华南中一西部HT1熔岩的母岩浆,没有受到明显的大陆岩石圈混染,保存了鲜明的地幔柱信号;而大陆地壳或大陆岩石圈混染作用对于华南中-东部LT和HT2熔岩的形成则有着重要贡献。研究揭示,华南新元古代中期裂谷基性熔岩的母岩浆总体上产生于上涌地幔柱较深层位的石榴子石稳定区（深度：100～130km）。中-西部裂谷基性熔岩的母岩浆（碱性玄武质）产生于深度较大（～130km）、部分熔融程度较低（〈10％）的条件下,中-东部裂谷基性熔岩的母岩浆（拉斑玄武质）产生于深度稍浅（～100km）?     

桂北新元古代两类过铝花岗岩的地球化学研究

广西北部新元古代花岗岩类岩石包括黑云母花岗闪长岩和黑云母花岗岩。地球化学特征表明，黑云母花岗闪长岩与含堇青石的过铝花岗岩（CPG）相当，而黑云母花岗岩则类似于白云母二长花岗岩（MPG）。黑云母花岗岩类是成熟地宙岩石部分熔融作用的产物，而黑云母花岗闪长岩类的形成与地幔柱起源的镁铁质岩浆和地壳起源的过铝质黑云母花岗岩浆之间的混合作用有关。这两类新元古代过铝花岗岩的形成与碰撞造山导致地壳加厚的挤压性构造无关，而与导致Rodinia超大陆裂解的地幔柱上升诱发岩石圈伸展的张性构造相联系。     

地幔流体及其成矿作用

地幔流体及其成矿作用的研究是当前地学界倍受关注的前沿课题。地幔流体是一种以CO2和H2 O为主、同时含有一定量的溶质成分、相对富集大离子等不相容元素的超临界流体 ,具有独特的溶解和输运能力 ,主要来源于俯冲板块的脱水、脱气作用和地核及地幔脱气作用。地幔流体在许多大型—超大型金属、非金属、油气矿床和矿集区形成过程中具有重要意义。地幔流体成矿作用主要表现为本身成矿、提供成矿物质、成矿流体和成矿热动力。地质构造背景、岩浆活动、矿床地质、矿床地球化学等方面的研究均可提供地幔流体成矿作用的证据。地幔流体成矿作用的主要特征是矿床具有深大断裂构造背景、伴随幔源岩浆活动、成矿物质和成矿流体具有幔源性、往往形成大型—超大型矿床和矿集区     

囊谦盆地新生代钾质火山岩成因岩石学研究

囊谦新生代钾质火山岩形成于碰撞后的板内构造环境,基性、中性和中酸性熔岩之间不存在分异和演化的关系,它们地球化学性质上的差异是源区部分熔融程度不同所致;钾质岩浆形成于50～80 km深处的富集交代地幔.横断山地区一些拉分盆地中火山岩源区的部分熔融可能与来自软流圈小而分散的上涌体的底侵有关.大型走滑断裂带的强烈活动为熔体的快速上升提供了通道.     

核幔成矿物质(流体)的反重力迁移——地幔热柱多级演化成矿作用

地壳中矿床分布极不均匀 ,这与地球的形成与演化密切相关。在地球演化的早期 ,由于在引力收缩和热力膨胀的统一作用支配下 ,放射性、卤族、稀有、稀土元素及碱金属向上迁移 ,而贵金属、有色、铁族、铂族等密度较大的元素则有逐渐向地核聚集的趋势 ,以至于铁、镍、金等元素主要聚集在地核之中。但是 ,在地球形成圈层结构的同时 ,由于地球内外温度差、压力差、粘度差等的存在 ,导致地球发生以地幔热柱多级演化为主要形式的垂向物质运动 ,两者互为依存 ,并构成幔壳运动的原动力。地幔热柱多级演化沟通了深部矿质的迁移通道 ,聚集在地核及核幔界面上的气态金等重元素得以作为地幔热柱的热物质流 ,呈反重力迁移至岩石圈 ,并进而以气 液态向近地表迁移 ,在有利的构造扩容带中聚集成矿。这可能是金银铜铅锌等多种元素的重要成矿作用方式。     

北山造山带白云山蛇绿岩地幔橄榄岩成因及形成环境

白云山蛇绿岩是北山造山带保存最好的蛇绿岩之一,其起源存在较大的争议。该蛇绿岩主要由橄榄岩、辉长岩以及基性火山岩等组成。橄榄岩主体为方辉橄榄岩以及少量二辉橄榄岩。这些岩石均发生不同程度的蛇纹石化以及强烈的变形变质作用。研究选取9件橄榄岩样品进行了全岩主量元素分析及单矿物电子探针分析,结果显示岩石均来自地幔。岩石中的尖晶石和辉石组分用来限定白云山蛇绿岩的成因及形成环境。样品包含了高Cr#（46.7~68.1）的尖晶石以及低Al2O3（0.78%~2.94%）含量的单斜辉石。矿物化学特征显示,地幔橄榄岩熔融程度为23%~36%,表明白云山地幔橄榄岩可能经历了多个阶段。矿物学及全岩地球化学特征表明,白云山蛇绿岩形成于洋中脊（MOR）环境,后受到俯冲带（SSZ）环境的改造。     

华北克拉通岩石圈地幔的锂同位素特征与熔体改造作用

华北克拉通是显生宙以来全球古老克拉通破坏最为剧烈的地区。华北克拉通破坏及其相关的科学问题引起了国内外地质学家的广泛关注。有关华北克拉通破坏的研究已取得了许多重要进展,使我们认识到其破坏不仅表现为岩石圈厚度的剧烈减薄,更重要的是岩石圈地幔的物质组成与性质发生了巨大转变,即从古生代克拉通型转变为新生代大洋型。本文在综述华北地幔捕虏体锂同位素地球化学特征的基础上,进一步揭示了华北岩石圈地幔高度不均一的组成特征,以及不同来源的熔体对岩石圈地幔的改造作用,为深入认识华北岩石圈地幔的转变过程提供进一步的制约。     

吉林省敦化地区晚三叠世碱性-亚碱性侵入杂岩体的地质特征及构造背景分析

吉林省敦化地区以碱厂沟、三岔子、青林子岩体为代表的碱性-偏碱性侵入杂岩体,主要由碱性辉长岩、角闪碱长正长岩、石英正长岩和角闪碱长花岗岩等组成,具复合环状深成杂岩之特征。辉长岩KAr同位素年龄为224Ma①,角闪碱长正长岩UPb同位素年龄为(223±1)Ma,表明岩体形成时代为晚三叠世。岩石化学、地球化学特征表明岩浆源于上地幔物质的部分融熔,但并非典型大陆裂谷性质的碱性岩,其形成标志着区域上南北向古亚洲构造域碰撞造山已结束,开始进入稳定大陆裂谷的发展阶段,并预示着北东向滨太平洋构造域的开始。     

Integration of natural data within a numerical model of ablative subduction: a possible interpretation for the Alpine dynamics of the Austroalpine crust

A numerical modelling approach is used to validate the physical and geological reliability of the ablative subduction mechanism during Alpine convergence in order to interpret the tectonic and metamorphic evolution of an inner portion of the Alpine belt: the Austroalpine Domain. The model predictions and the natural data for the Austroalpine of the Western Alps agree very well in terms of P–T peak conditions, relative chronology of peak and exhumation events, P–T–t paths, thermal gradients and the tectonic evolution of the continental rocks. These findings suggest that a pre‐collisional evolution of this domain, with the burial of the continental rocks (induced by ablative subduction of the overriding Adria plate) and their exhumation (driven by an upwelling flow generated in a hydrated mantle wedge) could be a valid mechanism that reproduces the actual tectono‐metamorphic configuration of this part of the Alps. There is less agreement between the model predictions and the natural data for the Austroalpine of the Central‐Eastern Alps. Based on the natural data available in the literature, a critical discussion of the other proposed mechanisms is presented, and additional geological factors that should be considered within the numerical model are suggested to improve the fitting to the numerical results; these factors include variations in the continental and/or oceanic thickness, variation of the subduction rate and/or slab dip, the initial thermal state of the passive margin, the occurrence of continental collision and an oblique convergence.