上地幔Os同位素组成的演化

Re-Os同位素体系为研究地幔的成分-结构-演化提供了新的地球化学示踪和定年的工具.上地幔Os同位素组成演化的球粒陨石模型是Re-Os体系用于地幔物质定年的基础, 尤其在采用Re亏损模式年龄和Os同位素代理等时线年龄时.综合了铁陨石和各类球粒陨石、地幔橄榄岩包体和蛇绿岩豆荚状铬铁矿的Re-Os同位素体系研究的近期成果, 为认识对流上地幔Os同位素组成的演化提供了制约.对河北遵化蛇绿岩豆荚状铬铁矿岩的研究, 获得新太古代(2.5 Ga)时形成豆荚状铬铁矿的对流上地幔的187Os/188Os=0.110 2, 与球粒陨石型模式的一致.文献中常用的球粒陨石模式的参数如下: 地球形成时(4.558 Ga)初始值187Os/186Os为0.095 31, 现代值分别采用碳质球粒陨石的187Os/186Os比值为0.127 0和原始上地幔(PUM)的187Os/186Os比值为0.129 6, PUM与普通球粒陨石和顽火球粒陨石的187Os/186Os比值接近.      

富金斑岩型铜矿床的基本特征、成矿物质来源与成矿高氧化岩浆-流体演化

第三纪富金斑岩型铜矿床主要发育于板块汇聚边缘与俯冲作用相关的火山-岩浆弧以及陆缘弧中,而大多数较古老的富金斑岩型铜矿床则主要发育于向大陆边缘增生的岛弧环境中.含矿斑岩的岩性变化范围从低钾钙碱性闪长岩、石英闪长岩和英云闪长岩到高钾钙碱性石英二长岩到碱性的二长岩及正长岩,通常侵位于地壳浅部l～2km处,与同期的火山岩密切共生,并常见热液爆破角砾岩.其围岩蚀变从早到晚依次可分为Ca-Na硅酸盐蚀变、K硅酸盐蚀变、中级泥质蚀变、绢云母化、高级泥质蚀变,而浅部的高级泥质蚀变可以与早期K硅酸盐蚀变同期形成.Cu、Au矿化主要发育在K硅酸盐蚀变带中,矿化与A型脉密切相关,贫钼而富铂族元素.控制富金斑岩型铜矿床形成的几个关键过程包括：（1）源区有大量的Cu、Au等成矿元素;（2）能使Cu、Au等成矿物质有效进入岩浆熔体的机制;（3）合成矿元素的岩浆熔体在从地幔上升到地壳高侵位而形成斑岩体的过程中没有Cu、Au等成矿物质损失;（4）在岩浆上升演化过程中,岩浆挥发份能有效的逸出,并且逸出的时间越早,对成矿越有利;（5）Cu、Au等成矿元素能有效进入岩浆挥发份;（6）在成矿斑岩体上部发育有利的相对封闭机制,阻止岩浆挥发份的逃逸;（7）含Cu、Au成矿流体的有效沉淀机制;（8）具有一个地壳上部的岩浆房,能够不断提供成矿物质和驱动热液循环的热能.要形成大型矿床一般需要多期岩浆脉动侵位与多期矿化热液蚀变事件的叠加.现多倾向认为交代的地幔楔可能是其主要物质来源.而有利于富金斑岩型铜矿床形成的岩浆有钾质钙碱性岩浆、埃达克质岩浆、碱性弧岩浆.俯冲板片脱水形成的流体或者熔融产生熔体提供了上覆地幔楔熔融的高氧逸度条件,这种高氧逸度特征是地幔源区Cu、Au成矿元素能否进入岩浆熔体的重要条件之一.最近研究表明流体的冷却可能是Cu、Au沉淀成矿最主要的因素.本文扼要介绍了富金斑岩型铜矿的矿床地质特征、矿床成因等方面的研究进展,分析了存在的主要问题并对其发展趋势作了展望.     

大洋岩石圈拆沉与大陆下地壳拆沉：不同的机制及意义——兼评“下地壳＋岩石圈地幔拆沉模式”

拆沉作用（delamination）是地球科学中一个重要的科学问题。本文认为,大洋岩石圈拆沉和大陆下地壳拆沉是不一样的：（1）拆沉的物质不同。大洋岩石圈拆沉的物质包括大洋地壳、岩石圈地幔甚至一部分软流圈地幔,它们共同进入地幔深部;而大陆下地壳拆沉仅仅限制在下地壳,不包括岩石圈地幔。（2）拆沉的动力不同。大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲引起的,是地幔对流的产物,因此是一种快速的主动的拆沉;而下地壳拆沉是由于下地壳加厚使下地壳密度增加引起的,还要求其下刚性的岩石圈地幔转变成塑性的软流圈地幔才有可能发生。因此下地壳拆沉要克服许多阻力才能实现,使拆沉成为一个漫长的过程,是慢速的和被动的拆沉。（3）拆沉的过程不同,大洋岩石圈拆沉是由板块俯冲触发的,俯冲导致碰撞,大洋岩石圈从根部断裂,拆沉进入地幔。大陆下地壳拆沉由地壳加厚开始,使下地壳转变为榴辉岩相;随后,岩石圈地幔减薄,直至全部转化为软流圈地幔;下地壳发生部分熔融,形成大规模的（埃达克质）岩浆,使下地壳榴辉岩的密度大于下伏的地幔,从而引发拆沉。大陆下地壳拆沉不大可能是整体进行的,可能是一块一块地被蚕食,被拆沉的。（4）拆沉后的效液压不同,大洋岩石圈地幔拆沉,使热的软流罪状地幔上涌,从而引发了一系列地质效应;如岩浆活动,地壳抬升,构造松弛以及随后的造山带垮塌等。而下地壳拆沉只引起地壳减薄,高原和山脉垮塌,并不伴有大规模的岩浆活动和地壳抬升等过程。（5）拆沉与岩浆活动的关系不同,主动拆沉导致大规模岩浆活动,而被拆沉是在大规模岩浆活动的基础上开始的。此外,文中还对“下地壳＋岩石圈地幔拆沉”模式提出了质疑,认为该模式有许多难以理解的问题和太多推测的成分,而且与现在保存的地质事实不符。     

华南热点铀成矿作用

文章阐述了地幔柱和热点活动的基本概念，并划分热点活动为大陆型和大洋型；扼要阐述了热点活动与成矿作用的关系，提出了热点铀成矿作用理论。华南中新生代（220～50Ma）的地质构造作用、岩浆活动、沉积和变质作用、成矿作用与深部地幔柱构造作用有着密切关系。从地质、地球物理和地球化学等方面论证了贵东东部为中生代大陆型热点活动地区及其与铀成矿作用的关系，指出了华南热液型铀矿找矿远景。     

盆地形成及成矿与地幔流体间的成因联系

文中共讨论以下5个问题:(1)盆地起源于幔壳溃变和膨隆,后者是地幔流体(超临界态(>375℃)HACONS流体,简称幔汁)上涌、渗入、交代、富化、致熔的产物。地幔流体造成油气盆地深部的高热流、异常超高压、伊利水云母化、硅化和地层有机碳的加氢成油作用。(2)盆地成矿可分两大阶段,先是沉积时的同生成矿;地层沉积后还有众多的后生成矿。两者组成“盆地矿套”(杜乐天,2002)。成矿无论同生还是后生,其分布均受断裂控制,都和地幔流体活动有关。(3)黑色页岩的实质是碳-硅-泥三元岩系,和热液成矿中的碳酸盐-硅质-泥质蚀变三元完全相当。此类岩系中总是有几十种亲壳亲幔亲气元素的特殊富集。奇异的是,石油、油页岩、沥青及砂岩型铀矿彼此有完全类似的继承性元素特殊富集。此等元素群不可能都是来自盆地之外蚀源区岩体的风化。研究证明,相当多的元素是地幔流体携带上来的。(4)盆地地层中广泛发育由地幔流体衍生的热液作用。(5)盆地实质上是气盆,全盆地排气。许多气田是地幔流体排气形成的。沙漠(原地型)和天然气田的共生很值得注意,两者皆源于地球强烈排气,导致地下和大气增温,过度蒸发,不易降雨,长期干旱而形成沙漠。     

峨眉山玄武岩浆喷发对贵州西部区域成矿贡献研究

早、晚二叠世之间大规模峨眉山玄武岩喷发是峨眉地幔热柱基性岩浆活动的高峰期.峨眉山玄武岩在贵州西部地区广泛分布,它不仅以矿源层形式参与钼、铜、铅、锌、金、锑、汞、铊等以地下水热液成矿作用为主的层控矿床的形成,而且它自身形成火山气液型矿床--玄武岩铜矿及伴生热液型铂、钯等矿化点;再者它是外生矿床--高砷煤、高氟煤、高硫煤、高汞煤形成的主要原因.     

大别山南山岭石榴橄榄岩成因的岩石学研究

大别山罗田穹隆东南侧的南山岭石榴橄榄岩岩体面积小(173×133m2),由贵橄榄石(75%).透辉石(10%)和镁铝石榴石(15%)组成.本文通过岩石学及地球化学研究,并与大别山的碧溪岭、毛屋、饶拔寨、芝麻坊岩体以及其他地区的基性岩浆杂岩体(如红格岩体、元宝山岩体、柴北缘岩体)、残留地幔块体(五大连池、鹤壁、山旺)等不同成因的超镁铁岩进行对比后认为,该岩体属于火成成因,是镬铁-超锾铁杂岩体的一部分.表现在橄榄岩呈块状构造,矿物分布均匀未见定向排列.镜下呈现典型的火成结构;FeOT.含量高(21.36%),Mg#(0.77)低,Mg Ni/Fe Mn(3.06)＜7,V(175.5×10-6)含量高于地幔块体成因的橄榄岩;REE总量偏低,LREE弱富集,(La/Yb)N=3.1,低于饶拔寨、芝麻坊等残留地幔块体成因的橄榄岩.南山岭橄榄岩在微量元素蛛网图中,具有Ba、U、Pb、Zr、Eu的正异常和Nb的负异常,石榴橄榄岩全岩以及透辉石单矿物都具有高87Sr/86Sr(0.7088,0.7086)和低εNd(t)(-6.55～-6.01)的特征,尽管南山岭与碧溪岭岩体距离很近而且都属于火成成因,但岩石的结构构造、变质变形的印记、REE配分形式和同位素特征都有区别,表明二者的源区及演化经历不同,相比之下.南山岭岩浆源区地壳组分的作用更为明显.在εNd(t)-(87Sr/86Sr),图解中南山岭橄榄岩的投点十分靠近大别山北麓120～130Ma侵位的祝家铺辉石岩-辉长岩岩体群的投点分布范围,暗示可能有与罗田穹窿西北侧祝家铺岩体群的岩浆活动相对应.     

Prime controls on Archaean–Palaeoproterozoic sedimentation: Change over time

Although the principle of uniformitarianism may be applied to the Precambrian sedimentary record as a whole, certain periods of the Archaean and Palaeoproterozoic witnessed a changing pattern of prime influences controlling the depositional systems. This paper examines the major controls on sedimentation systems and environments during the Archaean and Palaeoproterozoic within the broader perspective of Earth evolution. Earth's earliest sedimentary system (4.4?-3.7 Ga) was presumably comprised of deep oceanic realms and probably influenced primarily by bolide impacts, major tsunamis, localized traction and global contour current patterns, and bathymetry. As continental crust began to form, the impact-dominated, tsunami type sedimentation gave way to wider varieties of sedimentary environments, known from the oldest sedimentary records. During early continental crustal evolution (c. 3.7–2.7 Ga), sedimentation was essentially of greenstone-type. Volcanic and volcaniclastic rocks were the major components of the greenstone belts, associated with thin carbonates, stromatolitic evaporites, BIF, pelites and quartzites and lesser synorogenic turbidites, conglomerates and sandstones. Volcanism and active tectonism (reflecting dynamic depositional settings during island arc and proto-continental nucleus formation) were the predominant factors influencing sedimentation during this phase of Earth evolution. Transgressions and regressions under the combined influence of tectonics and eustasy are reflected in fining- and coarsening-upwards successions from the proto-cratonic settings; low freeboard enabled the transgression to affect large areas of the proto-cratons. As the earliest, relatively stable craton formed, through a combination of plate tectonic and mantle-thermal processes, continents and supercontinents with the potential for supercontinental cycles started to influence sedimentation strongly. Major controls on Neoarchaean–Palaeoproterozoic sedimentation systems (2.7–1.6 Ga) were provided by a combination of superplume events and plate tectonics. Two global-scale ‘superevents’ at c. 2.7 Ga and c. 2.2–1.8 Ga were accompanied by eustatic rise concomitant with peaks in crustal growth rates, and large epeiric seas developed. The operation of first-order controls leading to development of vast chemical sedimentary platforms in these epeiric seas and concomitant palaeo-atmospheric and palaeo-oceanic evolution combined to provide a second-order control on global sedimentary systems in the Neoarchaean–Palaeoproterozoic period. The supercontinental cycle had become well established by the end of the Palaeoproterozoic, with the existence of large cratons across broad spectrums of palaeolatitude enabling erg development. The entire spectrum of sedimentary systems and environments came into existence by c. 1.8 Ga, prime influences on sedimentation and depositional system possibly remaining essentially uniform thereafter.     

Geodynamics of the Early Precambrian,Part 1: Volcanism and associated mantle processes

The work is dedicated to most important abiotic processes of the Early Precambrian, effect of which is recorded in continental crust, and to complementary processes in subcontinental mantle. We intend to figure out when a certain process was triggered first in the past and what indications suggest its further activity, evolution and possible cessation in subsequent geological history. Considerations are based on described natural objects characterizing particular geological events and enabling the cause-and-effect interpretation in order to understand different viewpoints known from publications. Considered in the work are the early Precambrian greenstone belts and ophiolites, island-arc systems and ecologites, magmatism unconnected with subduction zones (rifting-related, plateau basalts, dykes, kimberlites) and anorthosites representing a group of heterochronous intrusions of complicated genesis. Main considerations are premised with a brief review of the earliest geodynamic phenomena associated with meteorite impacts by termination of the planetary accretion.     

甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩中的球状分凝体及地幔流体反演

地幔流体在地质过程中的作用日益受到人们的重视,成为地球科学研究的一个前缘课题。提供了甘肃西秦岭新生代钾霞橄黄长岩中各种形态分凝体详细的岩相学、矿物学和矿物化学的资料,对分凝体的性质、深部地幔流体的成分及成因机制进行了讨论。研究表明,钾霞橄黄长岩中分凝体是软流圈地幔流体活动的记录,其成因机制与岩浆作用对软流圈的开放和软流圈上涌的条件下,原生钾霞橄黄长岩浆的分异作用（特别是液态不混熔作用）,以及岩浆的抽提作用、动态熔融作用等综合作用有关。