蓬莱与宽甸新生代碱性玄武岩及其深源包体和巨晶矿物的稀土元素

本文应用现代仪器分析方法——质谱同位素稀释法测定了辽宁宽甸和山东蓬莱碱性玄武岩及其深源超镁铁岩包体和巨晶矿物中的稀土元素REE,测定结果用Nakamura数值进行了球粒陨石标准化计算。根据所得REE丰度和分布模式特征,推测了两地区的尖晶石二辉橄榄岩属残渣型地幔岩包体,榴辉岩属原始型地幔岩包体。两地区的镁铝榴石巨晶可能是早期液相线上的产物,后期的变质作用对整个REE没有明显的影响。富铝普通辉石巨晶则是比镁铝榴石较晚期的结晶产物。两地区的碱性玄武岩及其超镁陕岩包体和巨晶矿物在REE丰度和分布模式上十分相似,表明了两地区所处的大地地质构造以及熔融和分异作用的物理化学条件的相似性。     

山西大同新生代玄武岩的岩石地球化学特征研究

山西大同新生代时期的玄武岩可划分为两大类型:大同西北部的碱性玄武岩与东南部的拉斑玄武岩。对大同地区玄武岩进行了岩石学及地球化学分析,通过对比其间的差别,得出两地区的玄武岩岩浆来自不同的幔源区,并概括出了二者各自的岩石学特征。在地球化学方面,采用了Mg同位素作为化学示踪剂来研究大同盆地的岩浆作用过程。结果显示:两区域的玄武岩样品均为显微斑状结构,但在长石、贵橄榄石等矿物的含量与比例上差异较大;两地区的稀土元素分配曲线在斜率上也有明显差异,据此也比较得出两区岩浆熔融程度的相对强弱;此外,大同地区的Mg同位素含量明显偏低,δ~(25)Mg质量分数在-0.36‰～-0.11‰之间,δ~(26)Mg质量分数在-0.69‰～-0.21‰之间,轻于正常地幔标准。通过研究玄武岩冷却结晶后的岩石学性质和地球化学性质来推断出深部地幔的地球化学演变过程,并以Mg同位素含量特征为主要研究方向,讨论其岩石成因,重点确定出地幔源区性质,为研究整个华北地区新生代玄武岩的成因机制、化学组成等因素提供了更好的参考。     

大麻坪地幔包体的矿物学特征

本文通过电子探针分析对华北克拉通北缘的河北大麻坪地区广泛发育的新生代玄武岩中的地幔橄榄岩包体进行了矿物学研究,得到样品中橄榄石具有高Mg低Ca的特征,Fo平均值为90.10,表明大麻坪地幔包体为富集难熔型。单斜辉石中较高的Cr#值表明大麻坪地区的地幔包体橄榄岩经历了较高程度的熔融。包体中的尖晶石Mg#值变化范围为70.24～78.47,Cr#值变化范围为10.01～37.05,而尖晶石较低的Cr#值表明其熔融程度不高。根据化学成分的差异可将尖晶石分为低Al、Mg高Cr、Fe,和高Al、Mg低Cr、Fe两种,由此推测大麻坪地区可能存在着两种不同性质的岩石圈地幔。     

福建省牛头山两个系列玄武岩及其包体的研究

本文提供了牛头山拉斑玄武岩和碱性玄武岩及其包体的结构、矿物组合和化学成分广泛研究的初步结果。牛头山两个系列玄武岩的成分和演化,以及包体的类型,是新生代时期我国东南沿海玄武岩岩区的典范。同时,在拉斑玄武岩中首次发现了稀罕的富铁、铝的岩石变种——鳞英铁尖晶岩包体,它由铁尖晶石(54.2)%、鳞石英和流纹质玻璃组成。     

琼中古-中元古代变质基性火山岩地球化学特征

琼中斜长角闪(片麻)岩为变质的古-中元古代基性火山岩,属于高铝和低钛的高钾钙碱性玄武岩系.其LILE和LREE明显富集,HFSE相对亏损,具有典型岛弧玄武岩特征.微量元素、Sm-Nd同位素组成还揭示其岩浆源区偏离原始地幔,但未受成熟地壳物质的明显污染,是消减带上部地幔楔与俯冲洋壳析出的流体二元混合物部分熔融的产物.古-中元古宙时期,海南地块可能经历了由拉张到挤压的地球动力学转变,早期拉张阶段形成琼西洋脊型和过渡型拉斑玄武岩,中晚期强烈俯冲作用形成琼中岛弧高钾钙碱性玄武岩,该俯冲期与华南统一地块古-中元古宙板块俯冲时期相对应.     

新疆博格达山东段早石炭世火山岩地球化学特征及其构造意义

博格达山东段北缘分布有早石炭世玄武岩和流纹质火山碎屑岩及少量英安岩夹层,在时空上构成双峰式火山岩组合.玄武岩Rb-Sr等时线年龄为322±3 Ma(1σ-),w(SiO_2)为47.74%～49.34%,Ti的质量分数(w(TiO_2)=1.51%～1.75%)略高于N-MORB的,高Al(w(Al_2O_3)=16.82%～17.54%),富钠贫钾(w(K_2O)/w(Na_2O)=0.21～0.28),低Mg(w(MgO)=3.80%;7.33%,w(Mg~#)=42～47).表明玄武岩浆发生过橄榄石、辉石分离结晶作用.玄武岩具较高的w(Zr)/w(Y)(4.1～5.5),w(Zr)/w(Nb)(27～33),相对富集LIL(Sr,Rb,Ba,K),亏损Nb,Ta,Th,U等高场强元素,以及(w(~(87)Sr)/w(~(86)Sr))_I为0.703188～0.703 295(0.704 5),正εNd(t)值(+7.10).岩石LREE适度富集,(w(La)/w(Yb))N=2.56～3.66,Eu无异常或轻微正异常(δEu=1.08～1.15).地球化学特征表明:研究区玄武岩源于亏损地幔,且在岩浆作用过程中可能发生过下陆壳物质的混染作用,但斜长石分离结晶作用不明显,形成于陆内裂谷环境.     

北大别罗田超高压榴辉岩中峰期变质矿物:褐帘石和氟磷灰石

对北大别西南部"罗田穹隆"中超高压榴辉岩进行了变质岩石学研究,发现其中含有褐帘石和氟磷灰石.褐帘石主要以包体形式产出于石榴子石中,富含稀土元素,部分已退变为绿帘石;氟磷灰石主要以包体形式产出于石榴子石中或存在于基质中,产出于石榴子石中氟磷灰石具有较高的F含量(~3 wt%),而基质中氟磷灰石大多数具有磁黄铁矿针状出溶体及相对低的F含量(~1wt%).根据石榴子石中与褐帘石、氟磷灰石共生的包体矿物组合以及氟磷灰石中较高的F含量,证明它们形成于超高压条件下.由此提出了罗田榴辉岩曾发生超高压变质作用的新证据.     

黑龙江科洛晚新生代火山岩K—Ar定年和地球化学

对采自8个火山锥和其它产状的15个火山岩样品和一个幔源包体样品进行了系统的岩石薄片观察,常量元素、微量元素和稀土元素的化学分析,K-Ar定年及氧、锶和钕同位素测定。显微镜下首次发现了贵橄榄石的贯穿双晶,包括四角星状和六角星状双晶。化学分析表明这是一套SiO_2不饱和、高K、Mg而贫Ca,同时特别富集LREE、不相容元素和地幔元素的岩浆。全岩的δ~(18)O值略高于初始地幔,Sr和Nd同位素组成在~(87)Sr/~(86)Sr-~(143)Nd/~(144)Nd图解上,落在第Ⅳ象限地幔排布的延长线上,并且靠近坐标原点,显示初始地幔的特征,K-Ar表现年龄值域在0.03Ma和2.98Ma之间,大多数落在晚更新世。地幔包体表现年龄约为70Ma,中生代的玄武岩年龄在93.3Ma和95.5Ma之间。趋势分析表明年青火山仍有喷发的可能性、显微镜下挑除橄榄石捕虏晶后的对比定年实验给出了有益的提示:我国东北和东部大面积分布的晚新生代橄榄玄武岩过去的定年可能都偏老了。     

内蒙古四子王旗中新世含包体玄武岩的深部地质环境分析

内蒙古四子王旗东八号地区出露一套含深源包体的中新世玄武岩, 寄主岩石具有高钾( 1.16%< K O 含量 < 3. 36% ) , 高钛( 2. 25% < TiO2 含量 < 2. 51% ) 的特征; 其母岩浆富集 LREE 和 HFSE, 强烈富集 Nb, Ta 和 La, 相对亏损 K, Rb 和 Ba。其母岩浆来源于经历低度部分熔融, 残留石榴石和金云母的软流圈地幔, 运移过程中在高压环境下发生了分离结晶作用, 分异相主要为单斜辉石和斜长石。玄武岩中出现橄榄岩和麻粒岩包体:橄榄岩包体为尖晶石二辉橄榄岩, 富集 LREE, 平衡温压范围为:1050 ～1100℃, 1. 64 ～2. 37 GPa, 代表富集的或发生过富集事件的上地幔; 麻粒岩包体为中基性麻粒岩, 平衡温压范围为: 960 ～1000℃, 0. 82 ～1. 13 GPa, 其原岩包括原生的下地壳物质和与玄武质岩浆有关的产物。说明华北克拉通北缘的岩石圈受到地幔柱作用的影响, 中新世时处在减薄状态。     

大别山地区岩石高压弹性波速及其对岩石圈组成和壳-幔循环的限制*

在室温和等静水压下测定了大别超高压变质带榴辉岩和麻粒岩至1GPa压力下的P波和S波速度.研究表明,超高压榴辉岩具有高密度(3.3～3.6g·cm^-3)、高波速和弱的各向异性(1.4%～2.6%),麻粒岩呈现了低的密度(2.8～3.1g·cm^-3)和波速、高的Poisson比(0.28～0.29),高压榴辉岩具有最强的各向异性(6.1%～8.4%).岩石波速同深地震测深剖面对比表明,大别造山带下地壳可能存在榴辉岩,但是数量应很少,而上地幔具有同超高压榴辉岩或者蛇纹石化/含水纯橄岩相似的地震波速度.推测地壳物质以榴辉岩的形式,通过拆沉作用进入地幔,少部分榴辉岩折返回地壳.     

滇西二叠系玄武岩及其与东古特提斯演化的关系

目的 研究云南祥云地区二叠系玄武岩和东古特提斯洋在三江地区演化历史之间的关系.方法 运用地球化学及S卜Nd-Pb同位素特征分析.结果 祥云地区二叠系玄武岩属钙碱性系列,TiO2=1.41%-2.05%(平均1.69%),K2O=0.13%～3.04%(平均1.19%),轻稀土中度富集.岩石形成于大陆溢流环境,属于中国南方广泛分布的峨眉山玄武岩中的低钛玄武岩类.该组玄武岩微量及稀土元素地球化学显示出显著的过渡属性,总体表现为板内玄武岩特征,但又具有大洋拉斑玄武岩的部分特征,并在一些特征元素组合方面指示了俯冲物质(或陆壳)的混染.岩石具有富集的同位素地球化学特征,(87Sr/86Sr)i=0.706 350～0.706 635,143Nd/144 Nd=0.512 355～0.512 381,8Nd(t)=-3.99～-3.3,TDM=1.14～1.18 Ga.结论 本区玄武岩可能形成于东古特提斯主洋盆地紧邻的大陆边缘环境,其地幔源区具有大陆富集地幔+大洋亏损地幔的混源特征,并在其源区内或岩浆形成演化过程中受到过俯冲物质(或陆壳)的混染.     

江西广丰碱性橄榄玄武岩的成因:SHRIMP锆石U-Pb年龄和元素、Sr-Nd-Pb同位素制约

广丰盆地红色沉积岩系下部夹有一层玄武岩,玄武岩的锆石具有明显的环带结构,显示岩浆成因的特征;SHRIMP锆石U-Th-Pb分析结果显示:Th/U=0.28~1.28,13个分析点的206Pb/238U年龄变化为88.5~102.5 Ma,加权平均年龄为(99.0±0.7)Ma,MSWD=1.3,地质时代属晚白垩世早期。在Si O2-(K2O+Na2O)和Nb/Y-Zr/Ti O2图解上均落入碱性玄武岩范围,显示碱性系列的特征,在TFe O/Mg O-Si O2图解上显示拉斑系列的特征,属典型的碱性橄榄玄武岩。较低的Nb/Th(=2.21~4.98,平均3.43)、Ti/Yb(=3 125~5 753,平均3975),较高的Nb/U(=6.63~25.82,平均16.24)和δ18O值(=8‰~9.6‰,平均值为8.9‰),指示碱性橄榄玄武岩有地壳物质的成分。(87Sr/86Sr)i-Si O2,εNd(t)-Si O2,(87Sr/86Sr)i-10 000/Sr和εNd(t)-100/Nd图解显示,地壳物质的加入主要是源区混合的结果。在(143Nd/144Nd)i-(206Pb/204Pb)i,(87Sr/86Sr)i-(206Pb/204Pb)i和(143Nd/144Nd)i-(87Sr/86Sr)i图解上,碱性橄榄玄武岩均显示是由亏损地幔(DMM)和岩石圈富集地幔(EMⅡ)端元混合而成,且亏损地幔成分所占比例高于浙东玄武岩,与浙西玄武岩相近。     

新疆西南天山超高压榴辉岩、蓝片岩地球化学特征及大地构造意义

新疆西南天山高压-超高压(HP-UHP)变质带为一NEE-SWW向延伸的古俯冲增生杂岩体,其4个岩石组合对应于两个不同的构造环境.榴辉岩组合Ec1为变碱性玄武岩,地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)一致;Ec2微量元素成分特征类似富集型大洋中脊玄武岩(EMORB);蓝片岩组合Bs1微量元素则显示NMORB特征,上述组合应形成于海山环境.岩石中普遍发育的碳酸盐矿物以及绿辉石石英岩条纹/团块应源于上叠在玄武岩质海山之上的沉积物.Bs2则显示CAB地球化学特征.海山及其携带的远洋沉积物倾没于俯冲带内,在此过程中侵蚀并裹挟发育于活动大陆边缘的CAB物质或其再沉积产物和海沟沉积物,一起遭受高压至超高压变质作用后折返.各岩石组合空间上的交叠并置显示昭苏高压-超高压变质带是在洋壳俯冲过程中,海山玄武岩、火山弧玄武岩、深海和海沟沉积物经构造混杂交叠形成的俯冲增生杂岩体.     

西秦岭竹林沟新生代碱性玄武岩地球化学及其成因

目的研究出露在甘肃礼县竹林沟地区的新生代火山岩成因及其大陆动力学意义。方法运用系统的岩石学、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征进行分析。结果竹林沟火山岩具有低SiO2(40.72%～42.47%)、高TiO2(3.32%～3.62%),全碱含量高(K2O+Na2O=2.59%～3.40%),以及Na2O>K2O,K2O/Na2O=0.68～0.75的特征,属于典型的碱性系列钠质苦橄玄武岩-碱玄岩类。火山岩高的Mg#值(63.0～69.8)表明其原生岩浆的属性,岩石富集轻稀土,(La/Yb)N=39.3～41.9,(Ce/Yb)N=27.8～29.8,Ba,Th,Nb,Ta等元素呈显著的富集状态,具有典型的板内火山岩特征,而K和Rb含量较低,呈相对亏损状态。岩石87Sr/86Sr(0.704 189～0.704 418),143Nd/144Nd(0.512 803～0.512 906),206Pb/204Pb(18.643 446～18.685 488),207Pb/204Pb(15.591 105～15.594 871),208Pb/204Pb(39.042 692～39.077 318)等同位素变化特征具有显著的混源属性,投影点位于EMI,EMII,BSE及PREMA等典型地幔储库的过渡部位,不同于单一地幔源局部熔融形成的玄武岩的同位素组成特征。结论结合西秦岭新生代的总体构造背景,竹林沟钠质苦橄玄武岩-碱玄岩可能起源于一个特殊的多源混合地幔的局部熔融作用。新生代期间,青藏、扬子及华北3大构造体系域在西秦岭—松潘地区的强烈汇聚拼贴作用导致的深部地幔混合和这套特殊的钠质碱性玄武岩的产出有密切的成因关系。     

夹皮沟片麻岩岩石化学特征及其地质意义

赋存了夹皮沟金矿区绝大部分金矿的夹皮沟片麻岩主要由ＴＴＧ质斜长片麻岩及其中拉斑玄武岩质暗色包体组成，岩石化学上呈双峰特征和奥长花岗岩系列演化趋势，ＲＥＥ组成上均显示了较大的Ｅｕ正异常，δＥｕ最高可达４．６，相似于西格陵兰等典型太古代高级变质地体中的双峰式片麻岩，与裂谷型太古代绿岩带中的双峰式钙碱性火山岩有着本质的不同．     

安徽女山碱性玄武岩中的深源包体

安徽山碱性玄武岩中具有丰富的各类深源包体：二辉榄岩体包体,辉石岩包体、复合包体和麻粒岩包体等。     

华北克拉通恒山地区晚太古代变质火山岩的地球化学特征及构造意义

对恒山地区出露的变质火山岩开展岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究,旨在确定其形成时代,探讨岩石成因及地球动力学意义。锆石U-Pb定年结果表明,这些变质火山岩喷发于新太古代晚期(2508±20Ma)。地球化学分析结果显示,恒山变质火山岩由变质玄武岩和变质玄武安山岩组成,SiO₂(45.51%～62.67%)、FeO_T (4.43%～15.72%)和MgO (3.75%～8.14%)含量变化幅度大,是幔源岩浆经单斜辉石、角闪石和磁铁矿分离结晶的产物。这些变质火山岩富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损重稀土(HREE)和高场强元素(HFSE),具有相对高的Th含量和Th/Yb比值,呈现钙碱性岛弧火山岩的特征。结合不相容元素比值Nb/Yb,Zr/Yb和(Nb/La)_N的特点,推测其来源于俯冲带具流体交代特征的富集地幔源区。结合区域构造背景,推断恒山变质火山岩形成于新太古晚期大陆弧环境。     

北祁连直河蛇绿岩的地质和地球化学特征

直河蛇绿岩是在北祁连造山带中新发现的,该蛇绿岩由地幔橄榄岩、辉长辉绿岩、玄武岩、硅质岩等组成,以构造岩片为接触关系.蛇绿岩中岩石地球化学特征表明,该蛇绿岩具有大洋拉斑玄武岩的特征,同时具有某些岛弧特征,基性岩类的REE球粒陨石标准化配分模式为平坦型和LREE亏损型,超基性岩为亏损地幔源和富集地幔物质加入的混合成因,稀土分配型式不同于典型洋脊玄武岩,源区为亏损地幔和富集地幔的混合源.北祁连自寒武纪末大陆裂解,完成大陆裂陷向洋盆的转化,至奥陶纪形成沟弧盆体系.直河蛇绿岩属于弧后盆地扩张环境的产物.     

青藏高原东北缘白河碱性玄武岩地球化学及其源区性质探讨

运用地球化学及Sr-Nd-Pb同位素特征进行分析,研究出露在青藏高原东北缘甘肃礼县境内的白河碱性玄武岩的地球化学特征及其地质意义。研究后可知,白河玄武岩具有低Si O2(38.94%~40.57%),极高Ti O2(4.66%~4.97%),高的K2O(1.46%~2.02%)和Na2O(2.08%~3.23%)含量,以及高Mg#(0.74~0.76)值等特征,具有富集地幔初始岩浆的性质,为典型的幔源钠质碱性玄武岩。微量和稀土元素具板内火山岩特征:Th,Rb,Sr,REE等大离子亲石元素和Ta,Nb,Ti,HREE等高场强元素明显富集,NMORB标准化图解中没有Nb的负异常,轻/重稀土元素强烈分异,(Sm/Yb)N=10.53~11.20。初始87Sr/86Sr(0.703 948~0.704 294)略高于现代大洋MORB(0.702 29~0.703 34),143Nd/144Nd(0.512 782~0.512 847)则低于现代大洋MORB(0.512 99~0.513 3),具有亏损的εNd(t)值(+3.1~+4.3),指示具有亏损地幔的信息;初始206Pb/204Pb(19.016 729~19.076 653),207Pb/204Pb(15.619 237~15.623 632)和208Pb/204Pb(38.488 124~39.593 763)比值均高于现代大洋亏损地幔的组分,指示富集地幔的信息。研究后认为,白河碱性玄武质岩浆来源于多元混合地幔源区。     

山东汞丹山地区新太古代变基性岩地球化学特征及其构造意义

为探讨华北克拉通鲁西地区前板块构造与板块构造体制转换时间问题,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和全岩主微量元素特征对山东沂水地区汞丹山一带的新太古代变基性岩进行了年代学和地球化学分析。汞丹山变基性岩为斜长角闪岩,具有较强的面理化特征,主要由角闪石和斜长石组成,其原岩(玄武岩/安山岩)的结晶年龄为2 626±28 Ma,可划分为拉斑系列和钙碱性系列,拉斑系列的岩浆源区可能为亏损地幔,且形成过程中有俯冲流体/熔体的参与,而钙碱性系列与太古宙硅质高镁玄武岩具有相似的地球化学特征,是俯冲板片流体或含水熔体交代的地幔楔在相对较浅的条件下发生较高程度部分熔融的产物。汞丹山变基性岩以及华北克拉通已识别出的一系列新太古代晚期玄武质-安山质岩浆岩均存在明显的Nb、Ta、P、Ti亏损,与岛弧玄武岩的特征一致,表明华北克拉通在新太古代晚期经历了大规模的俯冲作用。