南极北维多利亚地难言岛闪长质岩石年代学、地球化学及地质意义SCIEI北大核心CSCD

东南极北维多利亚地沿威尔逊、鲍尔斯地体边缘发育广泛的花岗质岩浆作用。本文选取了罗斯造山带北维多利亚地难言岛古生代闪长质岩石开展了锆石U-Pb年代学、Sr-Nd-Hf同位素地质学及全岩地球化学研究,分析探讨其岩浆的源区特征和岩石成因。锆石U-Pb同位素定年结果显示,难言岛闪长质岩石形成于约500Ma,属于晚寒武世罗斯造山后岩浆活动产物。岩石地球化学特征显示的SiO_(2)含量变化范围为54.03%~60.10%,总碱值为5.92%~6.91%,里特曼指数σ为2.67~3.68,A/CNK值为0.77~0.85,属于高钾钙碱性、准铝质岩石。在正常洋中脊玄武岩标准化蛛网图中,样品富集大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti;在球粒陨石标准化稀土元素配分图中,难言岛闪长质岩石显示轻稀土相对富集,(La/Yb)N=12.99~14.60,Eu弱负异常(0.62~0.71)。样品的锆石εHf(t)值为-10.7~-6.3;(87 Sr/86 Sr)i范围0.7095~0.7097,(143 Nd/144 Nd)i范围0.511502~0.511629,εNd(t)范围-7.1~-10.3。结合前人资料,显示难言岛闪长质岩石来自于先前富集的陆下岩石圈地幔部分熔融,在罗斯汇聚的过程中被俯冲组分进一步交代。晚寒武世罗斯造山带处于后碰撞环境,熔融可能与后碰撞伸展环境下俯冲板块回卷、撕裂过程中软流圈上涌或其他减薄机制有关。     

高压喷射注浆技术在软弱下卧层地基处理中的应用

通过高压旋喷桩的设计、施工、效果检查,介绍了高压喷射注浆技术在软弱下卧层地基处理中的应用。     

西太平洋雅浦海沟地幔演化与岩浆作用研究进展

俯冲带地幔演化与岩浆作用是地球各固体圈层之间发生物质和能量交换的重要地质过程.西太平洋雅浦海沟因其极短的沟-弧距离和洋脊碰撞等独特的地质构造特征成为研究复杂条件下俯冲带演化的理想场所.为了探究雅浦海沟地幔演化与岩浆作用,本文将前人对雅浦海沟火成岩的研究数据进行整合,分析了雅浦海沟火成岩的成因,并根据火成岩形成的制约条件,对卡罗琳板块俯冲到菲律宾海板块的地幔演化与岩浆作用过程进行了讨论.结果显示雅浦海沟火成岩均具有与俯冲相关火成岩的典型特征.橄榄岩地球化学特征指示雅浦海沟地幔熔融程度为20%~25%,地幔在部分熔融过程中受到了流体与熔体的双重交代作用.Re-Os同位素特征指示雅浦海沟地幔中存在约1.16 Ga非常古老的残余地幔,表明地幔可能经历过多期熔融事件,从而导致雅浦海沟地幔非常亏损.雅浦岛弧成因至今仍存争议,主要包括:(1)现今雅浦岛弧为帕里希维拉海盆洋壳的一部分,在中新世因卡罗琳洋脊的碰撞导致帕里希维拉海盆洋壳逆冲到原雅浦岛弧之上.(2)雅浦岛弧在不同构造时期经历过多期岛弧岩浆作用,包括俯冲初始阶段(~52 Ma)的弧前玄武岩、俯冲开始后的岛弧玄武岩(~25 Ma)、与卡罗琳洋脊碰撞(21 Ma)后的岛弧拉斑玄武岩(7~11 Ma).其中7~11 Ma的岛弧拉斑玄武岩指示雅浦岛弧岩浆活动并未因卡罗琳洋脊的碰撞完全停止,很有可能在晚中新世短暂恢复活动.      

西南印度洋中脊表层沉积物中存在热液组分的地球化学证据

Hydrothermal materials in deep-sea sediments provide a robust tracer to the localized hydrothermal activity at mid-ocean ridges. Major, trace and rare earth element(REE) data for surface sediments collected from the ultraslow spreading Southwest Indian Ridge are presented to examine the existence of hydrothermal component.Biogenic carbonate oozes dominate all the sediment samples, with CaO content varying from 85.5% to 89.9% on a volatile-free basis. The leaching residue of bulk sediments by ~5% HCl is compositionally comparable to the Upper Continental Crust(UCC) in SiO_2, Al_2O_3, CaO, MgO, alkali elements(Rb, Cs) and high field strength elements(Nb, Ta, Zr, Hf, Ti). These detritus-hosted elements are inferred to be prominently derived from the Australian continent by means of eolian dust, while the contribution of local volcaniclastics is insignificant. In addition, the residual fraction shows a clear enrichment in Fe, Mn, and Ba compared with the UCC. Combining the positive Eu anomaly of residual fraction which is opposed to the UCC but the characteristic of hydrothermal fluids and associated precipitates occurred at mid-ocean ridges, the incorporation of localized hydrothermal component can be constrained. REE mixing calculations indicate that more than half REE within the residual fraction(~55%–60%) are derived from a hydrothermal component, which is inferred to be resulted from a diffuse fluid mineralization. The low-temperature diffuse flow may be widely distributed along the slow-ultraslow spreading ridges where crustal faults and fissures abound, and probably have a great mineralization potential.     

西太平洋雅浦海沟玄武岩成因及其地质意义:来自地球化学和Sr-Nd-Pb同位素的制约

初始岛弧岩浆作用对探明俯冲起始机制及俯冲带早期演化具有重要指示意义。为了更加深入的理解岛弧演化过程,本文对采集于雅浦海沟南北两个区域的玄武岩样品进行了详细的主、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素分析。结果表明：雅浦海沟南北两部样品具有不同的岩石成因与构造意义。海沟北部样品地球化学特征与弧后盆地玄武岩类似,轻、重稀土元素无明显分馏,大离子亲石元素富集程度较低,Nb、Ta含量指示其地幔源区与马里亚纳海槽较为亏损的地幔源区相似,放射性Sr同位素偏高（0.704 646～0.704 794）,暗示其受后期海水蚀变影响强烈。综合其地球化学特征,认为雅浦海沟北部样品代表帕里西维拉海盆地壳,在卡罗琳洋脊与海沟碰撞这一地质过程中逆冲推覆至原雅浦岛弧之上。雅浦海沟南部样品与北部样品相比具有更低的MgO（4.18%～5.14%）、 TiO₂（0.69%～0.80%）和CaO（8.64%～10.25%）含量,Ti/V=11.56～14.07。稀土元素配分模式较为平坦,具有俯冲相关火成岩的典型微量元素特征。Ba/Yb值偏低,表明样品并未受到明显的板块流体影响;Th/Yb偏高,暗示样品可能受...     

西太平洋海山年龄及地球化学:地幔过程及岩石成因

Research on seamounts provides some of the best constraints for understanding intraplate volcanism, and samples from seamounts reveal crucial evidence about the geochemical makeup of the oceanic mantle. There are still many seamounts in the West Pacific Seamount Province(WPSP) that have not been studied, meaning their ages and geochemistry remain unknown. A better understanding of these seamount trails and their evolutionary history, investigated with age and geochemistry data, will enable better understanding of the geological processes operating underneath the Pacific Ocean Plate. Here, new ~(40)Ar/~(39) Ar ages and trace element and Sr-Nd-Pb isotopic data for seven basalt rocks from four seamounts in the WPSP are provided. Chemically, these rocks are all Oceanic Island Alkali basalt(OIA type); analysis of olivine phenocrysts shows that the magmas experienced strong olivine fractionation and changed from olivine + plagioclase to olivine + plagioclase + clinopyroxene cotectic during their evolution. Rare earth element(REE) patterns and a spider diagram of the samples in this study show OIB(Ocean Island Basalt) like behavior. The range of ~(87)Sr/~(86) Sr values is from 0.704 60 to 0.706 24, the range of ~(206)Pb/~(204) Pb values is from 18.241 to 18.599, and the range of ~(143)Nd/~(144) Nd values is from 0.512 646 to 0.512 826; together, these values indicate magma sources ranging from EMI to EMII. Finally, new ~(40)Ar/~(39) Ar age data show that these seamounts formed at ～97 and ～106 Ma, indicating that some may have undergone the same formation processes as seamounts in the eastern part of the Magellan Seamount Trail, but other seamounts likely have different origins.     

日本南海海槽俯冲带的地质特征及其构造意义

日本西南部的南海海槽是一个典型的俯冲系统,由菲律宾海板块向欧亚板块俯冲形成,其俯冲板片包含了九州-帕劳洋脊（KPR）、Kinan海山链、四国海盆和伊豆-小笠原岛弧（IBA）等多种地质单元。为了研究不同地质单元的板块俯冲效应,本文系统分析了南海海槽的地球物理和岩石地球化学特征。重力和热流特征显示南海海槽中部具有低的重力异常（-20–-40 mGal）和高的热流值（60–200 mW/m²）,而东西两侧的热流值（20–80 mW/m²）较低。地震模拟结果显示俯冲板块的地壳厚度为5–20 km。地球化学结果表明俯冲板块的下覆地幔成分从西到东逐渐亏损。无震洋脊（如KPR、Kian海山链和Zenisu洋脊）的俯冲是控制南海海槽俯冲效应的主要因素。首先,无震洋脊的俯冲可能使上覆板块发生变形,沿着增生楔前缘出现不规则的地形凹陷。其次,无震洋脊的俯冲是大型逆冲地震的止裂体,阻碍了南海海槽1944年Mw 8.1和1946年Mw 8.3地震破裂的传播。此外,KPR和热的、年轻的四国海盆的俯冲会导致俯冲板片熔融,在日本岛弧上出现埃达克质岩浆活动,并为斑岩铜金矿床提供成矿物质。地球物理和地球化学特征的差异表明尽管IBA已经和日本岛弧发生碰撞,但作为IBA的残留弧,KPR仍然处于俯冲阶段,与日本岛弧之间有明显的地形分界,呈现单向收敛的状态。     

南海西北部内陆架表层沉积物的重矿物分布及其控制因素

对2008年取自于南海西北部内陆架408个站位表层沉积物样品进行了重矿物研究.结果表明:本区重矿物可划分为3个重矿物组合区,各分区的优势重矿物组合分别为锆石-钛铁矿-赤铁矿,白钛矿-锐钛矿-绿帘石以及辉石-角闪石-绿帘石.3个区域在沉积环境、水动力状况、沉积物粒度、氧化还原条件方面都存着明显的差异,反映重矿物的分布受到...     

西南印度洋中脊地质构造对地幔部分熔融的影响:深海橄榄岩尖晶石成分证据

慢速-超慢速扩张西南印度洋中脊普遍发育转换断层,洋脊分段性明显,是研究地质构造与地幔部分熔融关系的理想场所。对西南印度洋中脊(52°20′53°30′E)Gallieni转换断层与Gazelle转换断层之间洋脊段6个站位的深海橄榄岩研究发现:尖晶石Cr#的变化范围为0.194～0.329,对应的地幔部分熔融程度为7.6%～13.0%,反映全球洋中脊系统中低程度的地幔部分熔融,并且离转换断层近的地幔部分熔融程度低于洋脊分段中心,这种差异除了受转换断层的冷却作用影响外,还可能与洋脊分段中心更强的岩浆抽提作用有关。将研究区与全球其他洋脊对比发现,尖晶石Cr#及对应的地幔部分熔融程度随洋脊扩张速率的降低而降低,在探讨地幔部分熔融程度与洋脊扩张速率的相关性时,通过对转换断层效应的校正,能够更准确地反映地幔部分熔融程度随洋脊扩张速率的变化趋势。     

劳盆地与马努斯盆地俯冲熔体与流体组分的识别——Sr-Nd-Pb同位素与独立成分分析

为了探讨俯冲沉积物与蚀变洋壳组分对弧后盆地岩浆作用的影响,利用独立成分分析从劳盆地、马努斯盆地,以及太平洋与印度洋共634组Sr-Nd-Pb同位素数据中提取了5个独立成分(IC1—IC5)。其中:IC1与_87Sr/_86Sr、Th/Nb值为负相关关系,表明其能够代表弧下地幔中的俯冲沉积物熔体组分的影响,能够很好地区别弧后盆地与洋中脊;弧后盆地IC5与Ba/Th值为负相关关系,暗示其能够反映弧下地幔中的俯冲蚀变洋壳脱水流体组分的影响;IC5与κ值(1.03Th/U)之间的关系,也说明洋中脊IC5可能与地幔中再循环蚀变洋壳的年龄有关。进而通过对比马努斯和劳盆地岩石中IC1与IC5间的差异,发现马努斯盆地东部裂谷(ER)表现出绝对值更高的IC1负异常以及与劳盆地相似的IC5特征,而马努斯盆地扩张中心与扩张转换带(MSC&ETZ)则表现出类似劳盆地的IC1特征以及更高的IC5正异常特征。两个盆地间的差异表明,ER更多地受到沉积物熔体组分影响,MSC&ETZ更少地受到俯冲洋壳脱水流体组分影响。其中,沉积物熔体组分影响可能与New Britain trench与Tonga trench巨大的沉积物厚度差异有关,而俯冲洋壳脱水流体组分影响可能受到了弧后扩张中心与俯冲带间距离的控制。