Origin of Exceptionally Abundant Phonolites on Ua Pou Island (Marquesas, French Polynesia): Partial Melting of Basanites Followed by Crustal Contamination

On the basis of the first systematic mapping of Ua Pou, longknown for its exceptionally abundant phonolites, we estimatethat these rocks cover 65% of the surface of the island whereasmafic lavas cover 27% and intermediate ones 8%. The silica-undersaturatedsuite was erupted in a restricted time span (2·9–2·35Myr), following the emplacement of tholeiites derived from ayoung HIMU-type source at c. 4 Ma. Primitive basanites, derivedfrom a heterogeneous mantle source with a dominant EM II + HIMUsignature, represent likely parental magmas. The series is characterizedby a Daly gap defined by a lack of phonotephrites. We considerthat the most likely model for the origin of evolved lavas ispartial melting at depth of primitive basanites, leaving anamphibole-rich residuum and producing tephriphonolitic magmas.These tephriphonolitic magmas may have evolved by closed-systemfractional crystallization towards Group A phonolites. Threeother groups of phonolites could have been derived from tephriphonoliticmagmas by open-system fractional crystallization processes,characterized respectively by seawater contamination (GroupB), assimilation of nepheline syenite-type materials (GroupC) and extreme fractionation coupled with assimilation of theunderlying oceanic crust (Group D). The prominence of evolvedlavas is a consequence of their origin from partial meltingof mafic precursors followed by crustal contamination. KEY WORDS: Marquesas; French Polynesia; phonolite; partial melting; contamination     

青藏高原拉萨地块西部念青唐古拉岩群的地球化学特征及构造意义

拉萨地块西部呈断块状沿狮泉河-申扎-嘉黎蛇绿混杂岩带附近分布的念青唐古拉岩群被认为是前寒武纪变质基底。本文对念青唐古拉岩群进行了系统的岩石学、地球化学、同位素年代学及构造地质学研究。研究结果表明片岩-片麻岩-变粒岩含十字石、石榴子石等特征变质矿物,遵循粒度分异规律,其原岩可能为来自冈瓦纳古陆核北缘中新元古代弧盆体系的活动大陆边缘浊积岩。斜长角闪岩具低硅、高铁镁、富钙的基性岩特征,其原岩为岛弧型基性火山岩。念青唐古拉岩群中的花岗伟晶岩锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为1150±13Ma,具过铝质S型花岗岩地球化学特征,可能为中元古代(1150±13 Ma)以前就开始沉积的念青唐古拉岩群基底岩石通过部分熔融形成。与花岗伟晶岩渐变过渡接触的二云斜长片麻岩第一组变质重结晶锆石U-Pb年龄为701±15 Ma,结合十字石特征变质矿物,暗示了该地区中温高压变质作用的峰期变质,变质程度达角闪岩相;第二组热液流体锆石UPb年龄为301±8.4 Ma,可能与冈瓦纳大陆北缘古特提斯洋演化过程中的岩浆热液作用有关。     

皖南晚中生代花岗闪长岩地球化学:成岩成矿制约

皖南地区是铜、钼、金多金属成矿区,成矿与晚中生代花岗闪长岩类关系密切。近十年来,皖南花岗闪长岩的成因仍然存在分歧。本次报道了皖南花岗闪长岩全岩主、微量元素和锆石原位元素数据。皖南花岗闪长岩(Si O2=64.3%~70.8%)为高钾钙碱性、过铝质岩石,具有相似的埃达克岩特征:高Si O2、Sr/Y(17.1)和(La/Yb)N(14.9)比值,低Yb(1.72×10-6)和Y(18.4×10-6)含量。它们也具有较低Al2O3和Cr(3.40×10-6~10.0×10-6)含量、低Mg#(0.34~0.42)和Nb/Ta(9.6~13.3)值,高K2O和Ba(404×10-6)含量,高K2O/Na2O(0.89~1.55)、Th/La(0.27~0.51)和Th/U(2.79~7.49)比值。锆石原位地球化学特征显示其岩浆源区为低温(锆石Ti-in-zircon温度均值674℃)和高氧逸度(lgfO2集中在-21.4~-9.18,均值-16.4;锆石Ce4+/Ce3+平均值276)的陆壳。这些特征说明皖南花岗闪长岩可能起源于较年轻的加厚下地壳的部分熔融,并经历了斜长石、钾长石和铁镁矿物等结晶分异作用。它们可能形成于与古太平洋板块俯冲密切相关的大陆活动边缘弧至弧后拉张构造转换背景。本区大规模Cu、Mo、Au成矿作用与岩浆的高氧逸度密切相关,而锆石Ce4+/Ce3+可作为矿床勘探一个有效的指标。     

从藏南陆-陆碰撞带深部结构构造演化探讨斑岩铜矿的成岩成矿问题

本文以INDEPTH项目对印度大陆与欧亚大陆碰撞带深部成像结果为基础,从构造演化角度探讨藏南陆-陆碰撞带冈底斯斑岩铜矿带的成矿作用问题。深部探测给出的碰撞带深部结构与侯增谦等地质学家提出的深部结构有较大的异同,如何协调起来以深化对藏南陆-陆碰撞条件下成矿作用的认识,这是本文讨论的中心。藏南碰撞带成矿实际上是在新特提斯大洋岩石圈俯冲形成的冈底斯岩浆弧成矿作用的基础上,再经过陆-陆碰撞挤压强烈改造后的再成矿。碰撞带的深部结构构造演化的特点是:(1)新特提斯大洋岩石圈板块向北连续俯冲了约120 Ma,形成的冈底斯陆缘火山岩浆弧带,这导致了陆缘带地壳增厚并含有大量的地幔岩浆流体物质(如南美安第斯成矿带那样);(2)在印度大陆与冈底斯陆缘弧接近碰撞时,在对挤中新特提斯大洋洋壳与大洋岩石圈地幔发生向上挤出与向下拆沉,并使部分洋壳残片和大洋岩石圈物质保存在中上地壳内;(3)两大陆岩石圈碰撞对接后,印度岩石圈地幔加深达70~80 km并沿地壳底部向北推进,并将加厚地壳内大量的成矿物质、钙碱性岩浆,洋壳及新生的下地壳,以及部分地幔物质从地壳底部将其围限起来,成为后期再成矿的物质基础;(4)查明了碰撞带深部壳/幔间产生了一层中间速度层(相当于MASH层),在中上地壳部位出现一层巨大的部分熔融层;(5)在碰撞挤压下冈底斯带内产生多组断裂构造,大型逆冲断裂系与背冲断裂,并引发了含矿岩浆的再活动,并在浮力(下地壳内)和挤压力作用下多次活动上升生成斑岩型铜矿床;(6)成矿后地表遭受过强烈的风化剥蚀作用,使矿床出露地表。     

涉及埃达克岩实验的若干基本概念与问题辨析

根据热力学原理,部分熔融是相变的一种表现形式。当岩石沿p-T轨迹穿过固相线时即可发生熔融。自然界岩石常见的不一致熔融行为可以导致残留相具有不同于源岩的整体成分与矿物组合。残留相与源岩可以属于不同的变质相,岩性也可以不同。"C型埃达克岩"含有含水矿物,它们不是干体系熔融的产物。实验岩石学研究表明,基性成分(SiO_250%)体系较中性、酸性体系在1.0~2.0 GPa压力条件下失水熔融时更易于形成"榴辉岩质"的残留相。源岩除SiO_2以外的其它主要氧化物会影响残留相中各矿物的比例,进而影响熔体的Sr、Y及HREE含量。因此,"C型埃达克岩"高Sr低HREE特征的形成取决于熔融温压条件以及源岩的主量元素、微量元素组成等多重因素。高钾含量(K_2O≈1.0%)的基性、中基性源岩形成的熔体成分与"C型埃达克岩"相比过于富Al或富Na。中等富钾的基性源岩的低程度熔融可以形成高硅的"C型埃达克岩",但无法形成中性的"C型埃达克岩"。     

Petrogenesis of plio-quaternary intra-plate continental alkaline lavas from the İskenderun Gulf (Southern Turkey): Evidence for metasomatized lithospheric mantle

The Quaternary alkaline volcanic field of Southern Turkey is characterized by intra-continental plate-type magmatic products, exposed to the north of the ?skenderun Gulf along a NE-SW trending East Anatolian Fault, to the west of its intersection with the N–S trending Dead Sea Fault zone. The ?skenderun Gulf alkaline rocks are mostly silica-undersaturated with normative nepheline and olivine and are mostly classified as basanites and alkaline basalts with their low-silica contents ranging between 43 and 48?wt.% SiO₂. They display Ocean Island Basalt (OIB)–type trace element patterns characterized by enrichments in large-ion-lithophile elements (LILE) and light rare earth element (LREE), and have (La/Yb)_N?=?8.8–17.7 and (Hf/Sm)_N?=?0.9–1.6 similar to those of basaltic rocks found in intraplate suites. The basanitic rocks have limited variations Sr-Nd isotopic ratios (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr?=?0.70307–0.70324, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd?=?0.512918–0.521947), whereas the alkali basalts display more evolved Sr-Nd isotopic ratios (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr?=?0.70346-0.70365, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd?=?0.512887–0.521896). The ?skenderun Gulf alkaline rocks also display limited Pb isotopic variations with ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb?=?18.75–19.09 ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb?=?15.61–15.66 and²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb?=?38.65–39.02, indicating that they originated from an enriched lithospheric mantle source. Calculated fractionation vectors indicate that clinopyroxene and olivine are the main fractionating mineral phases. Similarly, based on Sr-Nd isotopic ratios, the assimilation and fractional crystallization (AFC) modeling shows that the alkali basalts were affected by AFC processes (r?=?0.2) and were slightly contaminated by the upper crustal material.The high TiO₂ contents, enrichments in Ba and Nb, and depletions in Rb can likely be explained by the existence of amphibole in the mantle source, which might, in turn, indicate that the source mantle has been affected by metasomatic processes. The modeling based on relative abundances of trace elements suggests involvement of amphibole-bearing peridotite as the source material. ?skenderun Gulf alkaline rocks can thus be interpreted as the products of variable extent of mixing between melts from both amphibole-bearing peridotite and dry peridotite.     

压力对辉长岩矿物反应和部分熔融影响的实验研究

本文在高温高压条件下,开展了辉长岩矿物反应与部分熔融实验,利用偏光显微镜与扫描电镜对实验样品微观结构观察,研究实验中的新生矿物与熔体的分布;通过电子探针分析熔体成分特征。实验结果表明,在低压(300MPa)条件下,静压和塑性变形实验样品中,单斜辉石以固体反应方式生成橄榄石,在高压(1300MPa)塑性实验中所有实验样品都没有发现新生矿物颗粒,这与相图中低压条件下斜长石与橄榄石稳定共存,而高压下斜长石-辉石稳定共存相吻合。高压塑性变形条件下,单斜辉石和黑云母首先发生部分熔融,随着温度增高,斜长石逐渐参与熔融,熔体呈薄膜状分布在矿物颗粒边界,熔体成分依赖于参与熔融的矿物成分,表明出现的熔体为非平衡熔融结果。     

河北阜平地区太古宙变质深成岩与金矿的关系初探

区内变质深成岩由阜平岩群变质表壳岩经深部重熔作用形成,典型特征是低钾富钠,具有TTG岩石特点.经对变质深成岩成矿元素的研究表明:①Au元素丰度值很高(平均2.10×10-6),远远高于世界中性-中酸性侵入岩及地壳中Au元素的丰度值;②Au元素浓集克拉克值(488.37)远远大于1,呈非常强的富集状态;③Au元素在变质深成岩中的变异系数(0.65)几乎是区内变质表壳岩中Au元素的2倍,有利于Au元素的聚集成矿.故变质深成岩应是成矿物质的主要提供者.     

北极海冰的年代际转型与中国冻雨年代际变化的关系

基于1961-2013年HadISST海冰密集度资料,定义了北极海冰的季节性融冰指数,结果显示近几十年来北极季节性融冰范围呈显著的上升趋势,并分别在20世纪70年代末和90年代中期存在显著的年代际转型,相应地,中国冻雨发生频数总体上呈现出显著的减少趋势,但也存在显著的年代际转型。在20世纪70年代末之前,北极季节性融冰范围较小但显著增长,中国冻雨频数年际变化振幅较大,且主要受巴伦支海、喀拉海海冰的影响;20世纪70年代末至90年代中期北极季节性融冰范围维持振荡特征,没有显著的线性趋势,中国冻雨频数变化振幅减小,与北极海冰相关较弱,主要相关因子为北大西洋及北太平洋海表温度变化;而90年代中期以后,北极海冰融化加快,特别是2007年以后,季节性融冰范围大大增加,而中国冻雨频数处于低发时段,其变化与太平洋扇区海冰及堪察加半岛附近海温呈显著负相关,季节性融冰的显著区域也从东西伯利亚海逆时针旋转向波弗特海-加拿大群岛北部扩张,同时向北极中央区扩张。不同年代影响冻雨的海温或海冰关键海区不同,产生特定的大气环流异常响应,进而影响到我国冻雨。     

银纳米杆高温熔化断裂弛豫性能的原子级模拟研究

采用分子动力学模拟方法,研究了不同长度银纳米杆在不同温度弛豫过程中的结构演变过程.结果表明:银纳米杆存在一与杆长相关的临界熔断温度,该临界熔断温度随杆长增加而显著降低.当温度大于熔点而小于临界熔断温度时,体系形成一个高度无序的球形团簇,而温度大于临界熔断温度时,体系则熔断成两个球形团簇.并给出了银纳米杆的产生该熔断现象的机理.