利用三维CT扫描技术定量计算熔岩流气泡体积的研究与实现

气泡体积算法及其计算机实现是火山熔岩流气泡古高度计应用研究中的难点之一,直接制约着古高度计算结果的精确度。本文提出了一种新的基于计算机断层成像技术的熔岩流气泡众数统计方法,即通过计算机断层成像技术对气孔状玄武岩样品进行三维重构,利用不同物质对射线吸收衰减系数的不一致性,标记重构数据中的岩石、气泡与无效部分,进而提取气泡连通区域的骨架,确定独立气泡之间的分割面,最终统计出气泡的数量与体积。考虑到玄武岩中气泡截面轮廓不规则的特点,采用逐点法有效地计算了截面面积,排除了连通区域轮廓对面积计算结果的影响。采用基于区域划分的阈值计算方法统计玄武岩样品的气泡数量与体积,解决了传统的单一阈值计算方法导致的小连通区域过度分割的问题。在上述新方法的基础上,本文设计并构建了新的气泡数量与体积的统计软件,计算程序的初步运算结果证实了研究方法的有效性与可行性。该方法有望提高熔岩流气泡数量、体积以及火山熔岩流气泡古高度计的计算精度,成为重建高原隆升历史的快速分析工具。     

Sapphire within zircon-rich gem deposits,Bo Loei,Ratanakiri Province,Cambodia: trace elements,inclusions, U–Pb dating and genesis

Subordinate sapphire accompanies prevalent zircon megacrysts in the Bo Loei basaltic gem field, Ratanakiri Province, Cambodia. These deposits are important for heat-treated gem zircon. Dark blue sapphire, with rare blue-green, orange-brown and yellow stones, up to a few cm in size, include hexagonal-shaped and growth-zoned crystals. Analyses of the sapphires (electron microprobe and laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry) showed Fe as the main chromophore (0.6–2.7 wt%), with minor Ti (<0.7 wt%). Sapphire cores show enrichment in Fe relative to rims and some include exotic heavy elements (Nb up to 56, Ta up to 144, Sn up to 5 ppm). The sapphires show high Ga values (271–724 ppm) and Ga/Mg ratios (4.8–77.0) suggesting magmatic associations. Two sapphires with syngenetic inclusions (zircon, Nb-rich rutile) gave U–Pb (Th-disequilibrium corrected) ages at ca 0.93 ± 0.1 Ma. The Bo Loei sapphires show higher Fe and Ga than other magmatic sapphire suites elsewhere in Cambodia (Pailin), Laos (Ban Huai Sai, Ban Sam Sai), South Vietnam (Dak Nong, Dak Lac) and SE Thailand (Chanthaburi-Trat). This suggests potential for geographic typing of sapphire suites between these different fields.     

海南岛晚古生代洋岛玄武岩(OIB型)的发现及地球动力学暗示

海南岛西部的军营-邦溪地区产出一套变质的、晚古生代镁铁质-超镁铁质熔岩系列.根据地质学、岩石学、矿物学和地球化学研究,该套岩石可划分为高镁和低镁两个系列,前者以高镁(Mg# =76.9～81.3)为特征,后者以低镁(Mg#=40.7～48.4)、高钛含量(2.34％ ～3.27％)为特征.这套镁铁质-超镁铁质熔岩具有LREE富集[(La/Yb)N =2.40～7.58]和无明显Eu异常的稀土配分模式,以及无Nb亏损、但略具轻微Ta正异常的微量元素原始地幔标准化曲线;87Sr/86Sr (270Ma)和εNd(270Ma)比值的变化范围分别为0.70645 ～0.70956和+4.7～ +6.5,这些地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)极其相似.一些反映源区特征的比值,如Ta/Hf、Th/Nb、Nb/Zr、La/Ta、La/Sm、(La/Nb)PM、(Th/Ta)PM等均指示其地幔柱成因,是石榴子石二辉橄榄岩地幔低程度部分熔融形成的产物.橄榄石斑晶的矿物化学进一步揭示,岩石的高镁性质是由橄榄石堆晶引起的,而橄榄石斑晶低的Fo(68 ～77)值,暗示其原始岩浆为低镁的玄武质岩浆;低镁系列相对于高镁系列明显低的Cr、Ni含量,说明岩浆随后发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用.军营-邦溪地区晚古生代OIB型洋岛玄武岩可能代表了东古特提斯洋在海南岛的又一记录,该认识对深入探讨华南古特提斯洋的演化及其在海南岛的响应提供了新的证据.     

北祁连缝合带油葫芦沟玄武岩地球化学特征

对油葫芦沟蛇绿岩中玄武岩进行了地球化学研究, 以探讨其形成环境。油葫芦沟蛇绿岩中玄武岩的主量和微量元素具有低钾富钠的特征, 属低钾(拉斑)系列。玄武岩的球粒陨石标准化稀土元素分配模式图表现为近平坦型, 轻重稀土富集不明显, 属于亏损地幔(N型)。大离子亲石元素(LILE)Rb、K和Sr出现负异常, 高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Hf、Zr无负异常, 表现出大洋中脊幔源岩浆作用的特征。构造环境判别图显示, 油葫芦沟玄武岩属于典型的亏损型大洋中脊玄武岩(MORB)。研究结果表明油葫芦沟蛇绿岩中玄武岩为北祁连洋洋壳的组成部分, 北祁连洋在晚元古代—晚寒武世为典型的大洋中脊环境。      

水与大火成岩省的形成

大火成岩省(LIPs)是发生在板块内部的超大规模岩浆活动的产物,其成因一直是地学界研究的前沿和热点。影响LIPs形成的主要因素包括温度、压力、源岩性质和源区水含量,虽然已积累较多的成果,但对于地幔源区中的水是否影响及如何影响LIPs的形成,目前还知之甚少。本文回顾了已有的实测LIPS水含量研究工作,并介绍了一种新的分析手段,即利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)测定早期结晶的单斜辉石斑晶水含量,然后结合水在单斜辉石斑晶和熔体间的分配系数来反演得到LIPs的"原始"水含量。通过塔里木和峨眉山两个大火成岩省的研究实例,综合评价了温度、压力、源岩性质和水含量这4个因素的影响,指出很可能只有当这些因素同时具备了才能产生LIPs。     

浙东晚中生代玄武岩的锆石SHRIMP U-Pb 年代学及其地质意义

对浙江东部晚中生代分属上下岩系的8个火山-沉积岩地层的玄武岩样品中的锆石进行了内部结构研究,并用 SHRIMP方法测定了U-Pb年龄。结果显示,下岩系玄武岩中多数锆石给出206Pb/238U年龄为 （120±1） Ma,Th/U比值为 0.65~2.44; 上岩系玄武岩中最年轻锆石的206Pb/238U 年龄为（103±2） Ma,Th/U 范围是0.57~3.03。上下岩系的形成时代的结 果与前人研究的相应地层年代一致,但也存在有明显差别。在测定过程中发现,下岩系玄武岩中锆石年龄分布相对集中, 仅有少量的古老锆石残留,表明在玄武岩形成过程中,只有少量地壳成分混染。上岩系中与玄武岩同时形成的锆石含量较少, 多数是捕获锆石,且年龄分布范围较大,几乎覆盖了华南地块所有岩浆活动时代,这表明在玄武岩形成过程中捕获了陆壳 物质,这种陆壳物质很可能是含有不同时期锆石的碎屑沉积岩/物。     

西南暗色岩铜镍硫化物矿化岩体与峨眉山玄武岩的关系--以云南金宝山岩体为例

内容提要本文以金宝山为典型实例,根据元素地球化学特征探讨了西南暗色岩铜镍硫化物矿化岩体与峨眉山玄武岩的关系。分析表明,金宝山超镁铁岩与低钛峨眉山玄武岩在元素地球化学特征上具有一致的岩浆成因属性,两者在成岩机制上互补,低钛峨眉山玄武岩普遍经历了橄榄石结晶分异和硫化物熔离亏损作用,金宝山成矿岩体则与低钛峨眉山玄武岩同源岩浆深部分异的堆晶相相对应,由堆晶橄榄石及熔离硫化物和部分残余熔体构成的“晶-糊”侵位形成,因此认为铜镍硫化物矿床成矿岩体与低钛峨眉山玄武岩为同源异相产物。     

Petrogenetic significance of high Fe/Mn ratios of the Cenozoic basalts from eastern China

The Cenozoic basalts from eastern China show commonly high Fe/Mn ratios (average = 68.6 ± 11.5) coupled with OIB-type trace element signature. The Cenozoic basalts form the northern margin and the southern margin of the North China Craton are studied in detail. Model calculations point out that the coupling feature of high Fe/Mn ratio with OIB-type trace element signature of these basalts cannot be produced by neither pyroxene/olivine crystallization nor remelting of previously melted mantle, but require partial melting of a garnet pyroxenite-rich mantle source. Combining these features of the Cenozoic basalts with the Phanerozoic lithospheric evolution of the eastern China, we suggest that the Cenozoic basalts were derived from a garnet pyroxenite-rich mantle source associated with continental crust delamination or oceanic crust subduction.     

中国南方新生代地幔柱活动的地球化学证据

中国南海海盆、海南岛、雷琼和龙海—明溪地区新生代玄武岩的总体相当于洋岛玄武岩（OIB）,富集高场强元素（HFSE）,尤其是富集Nb、Ta、U、Ti。南海海盆新生代玄武岩是玻利尼西亚型（Polynesian）、夏威夷型（Hawaii）和MORB型共存,可能是在扩张洋脊上面形成的OIB,下地幔成因的超地幔柱上升致使上地幔物质加入,海南岛和雷琼地区玄武岩具有与南海海盆玄武岩大致相似的成因。大陆板内同时代的龙海—明溪地区玄武岩具特别高的Nb/Zr和Nb/Y值,均表现为地幔柱成因的玻利尼西亚型玄武岩,其形成既可能有古老俯冲洋壳熔融后榴辉岩质残余下沉至下地幔成因,也可能有包括下地壳在内的岩石圈物质的贡献。