范式革命:玄武岩记录有喷发时岩石圈厚度的信息,没有地幔潜在温度的记忆

玄武岩是地球上最丰富的岩浆岩,人们通过对玄武岩的岩石学和地球化学研究来推演地幔的热结构和地幔元素及同位素组成,并探讨局部和整个地球的化学分异过程.在20世纪60年代以前人们还不清楚地幔是由橄榄岩组成的,其部分熔融产生玄武岩岩浆.我们今天对地幔及地幔熔融的认识要归功于实验岩石学研究[1～5].然而,有关地幔部分熔融的机制...     

云南西盟佤山电英岩之研究

赋存在我国云南西盟佤山电英岩中的阿莫锡矿,被认为属电英岩化作用生成的岩浆期后气成热液矿床。经我们研究,并借鉴有关实验岩石学的新成果,作者以为,该电英岩及赋存其中的锡矿床,均系岩浆成因的产物。     

闽东南晚中生代的壳幔作用:平潭火成杂岩的同位素证据

幔源玄武质岩浆底侵并与下部地壳的相互作用,是地壳增生和改造的一种重要方式,也是形成钙碱性花岗岩类杂岩的重要机制,因此,在钙碱性花岗岩中往往保存着壳幔作用的信息,本文以福建平潭钙碱性火成杂岩为例,据其单粒锆石U-Pb法定年和全岩Sm-Nd同位素研究,结合闽东南的地球物理资料,讨论这一地区的壳-幔相互作用问题1 平潭火成杂岩地质概况福建平潭县是我国第五大岛,岛上出露角闪辉长岩、花岗闪长岩和花岗岩,它们的出露面积比约为6:12:82,构成以花岗岩为主体的钙碱性杂岩,这一面积比说明,不可能由一种基性岩浆演化出面积比之大约20倍的花岗岩类,野外观察表明,角闪辉长岩呈岩株、岩墙穿插在花岗岩中,岩墙边界弯曲呈细褶状,在岩墙附近的花岗质岩石中常集结着大量定向分布的浑圆状、鱼群状辉长质岩石包状,构成层流状(Stromatitic-like)构造,其中一些较大的岩石包体具冷凝边,有的又具反向脉(Back-vein),这些包体是同深成岩墙边缘的两种岩浆混合过程中的条带状辉长质岩浆碎块,以上地质学证据表明,平潭火成杂岩是由两种独立的岩浆,即辉长质岩浆和花岗质岩浆,近于同时结晶形成的,     

赣南存在古元古代基底: 来自上犹陡水煌斑岩中捕虏锆石的U-Pb-Hf同位素证据

对赣南上犹县侵入于陡水加里东期花岗岩的煌斑岩的地球化学进行了分析, 并重点分析了其中锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成. 岩石学和地球化学特征显示陡水煌斑岩属于高钾弱碱性辉云煌斑岩, 高Mg^#(0.74), Ni (253 mg/g), Cr (893 mg/g), 但又富REE, Rb, Sr, Ba和K等不相容元素表明其母岩浆可能起源于被非壳源介质交代过的富集地幔. 形貌学和LAM-ICPMS U-Pb定年显示煌斑岩中的锆石都是捕获的, 大多数形成于古元古代晚期1.86 Ga, 少量形成于显生宙的不同时期. 古元古代锆石具有岩浆成因特征并具有相似的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf和¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf同位素比值, 表明它们来源于同一火成岩基底. 该基底年龄和Hf同位素组成相似于浙南龙泉地区古元古代花岗岩, 而不同于南岭地区的基底组成, 说明研究区属于东华夏武夷地块的古元古代基底向西延伸的一部分. 这些古元古代锆石具有低的Hf同位素组成, 显示壳源特征. Hf模式年龄, 以及老的继承核的存在和结合前人的资料, 表明古元古代岩浆活动的源岩是新太古代地壳, 暗示武夷地块存在更老的基底. 古元古代克拉通化后, 武夷地块一直稳定达1.0 Ga以上. 5颗显生宙锆石的U-Pb年龄和Hf组成表明研究区深部的古元古代基底在加里东期、印支期和燕山早期受到了多期岩浆活动的改造, 而且在加里东时期的岩浆活动还可能伴有新生地壳的再造.     

西天山石炭纪火山岩SHRIMP年代学及其微量元素地球化学研究

西天山广泛分布的石炭纪火山岩(大哈拉军山组, 主要由粗面安山岩、粗面岩、流纹岩、中酸性凝灰岩和少量玄武岩组成)的岩浆成因一直存在争议. 该火山岩曾经被认为是裂谷作用的产物, 最近有人认为是“古地幔柱”的组成部分. 本文对此火山岩开展了详细的岩石学和地球化学研究, 结果表明, 该火山岩具有典型大陆弧岩浆的地球化学特征. 火山岩以粗面安山质岩石为主, 岩浆源区富集LILE, Th和Pb而亏损HFSE和Ce. 微量元素地球化学模拟计算表明, 玄武岩样品可以由石榴二辉橄榄岩发生7%~11%的部分熔融来模拟. 大哈拉军山组火山岩代表古南天山洋的火山岛弧, 既不是裂谷演化的产 物, 也不是“古地幔柱”的组成部分. 在比较漫长的岛弧演化过程中, 地幔楔被俯冲带熔体交代并发生部分熔融形成岩浆, 地壳物质(主要是洋底沉积物)通过俯冲带熔体加入到岛弧火山岩中. 不同地区的火山岩可能代表不同时期岛弧火山喷发的产物. 锆石SHRIMP定年结果表明, 西部最早喷发玄武岩中锆石的表观年龄在334~394.9 Ma之间变化, 其中13个测点的平均年龄为(353.7 ± 4.5) Ma(MSWD = 1.7); 东部最早喷发粗面安山岩中锆石样品的表观年龄在293.0~465.4 Ma之间变化, 所有年龄测定值落在U-Pb谐和线上, 并分成明显的两个年龄组; 其中8个测点计算得到的一个平均年龄值为(312.8 ± 4.2) Ma (MSWD = 1.7), 代表粗面安山岩中锆石边部的结晶年龄. 所获得的两个年龄(即354和313Ma)分别属于早石炭世早期和晚石炭世早期, 显然不是同一期岩浆活动的产物. 文中认为, 随着高精度定年结果和地球化学研究成果的积累, 大哈拉军山组火山-沉积岩将来可能会被解体成若干组.     

五台-太行辉绿岩岩墙群的初步研究

五台-太行辉绿岩岩墙群是我国华北地区的一种令人醒目的构造岩浆类型。本文通过野外和室内的一系列工作,首次对其岩石学、矿物学、地球化学、年代和构造等方面进行了较为系统的研究。一、分布位置岩墙群位于山西省北部和河北西部的五台山、恒山、太行山等地区(图1)。岩墙的分布区长250公里,宽130公里,出露面积达三万平方公里,整体呈北西-北北西向。岩墙群由几百条     

长白山天池火山岩浆系统再认识:岩石热力学模拟

长白山天池火山是一座巨型活火山,在近代至少发生过数次喷发.虽然近年来没有再喷发,但是有关天池火山再次喷发的争论引起学界广泛关注.岩浆系统的研究是火山灾害和预测的基础,主要包括地球物理和岩石学两方面.综合近年来天池火山岩浆房地球物理探测发现,普遍认为在火山区中、上地壳存在分布范围较广的岩浆房,而在中地壳至下地壳也存在范围较为集中的岩浆存储区.鉴于地球物理方法具有多解性和不能给出岩浆成分信息等的局限性,本文用岩石热力学模拟来约束岩浆房的成分和深度.结果显示:(1)天池火山玄武岩在岩石圈地幔或更深处不能经历斜长石的分离结晶,可能只经历少量橄榄石的分离结晶;(2)造盾低MgO玄武岩是原始母岩浆在地壳(约18~27 km,0.5~0.9 GPa)中演化后喷出的,而不是先前认为的从地幔岩浆房中演化后直接喷出形成的;(3)粗面质岩浆是由碱性玄武岩在15~18 km(0.5~0.6GPa,中上地壳)结晶分异形成;(4)天池火山岩浆系统可能要比先前认为的壳幔双层岩浆房模式复杂,地壳岩浆系统应该主体为玄武质岩浆,酸性岩浆只占很小的比例.这些信息对火山岩浆系统和喷发预测的研究有重要意义.     

探秘火山内部

1隐秘的岩浆房 从外面看,早已休眠的冰岛斯里努加吉古火山惊人地美丽。然而,一名摩尔多瓦摄影师最近冒险进入这座火山的岩浆房内部,当他从火山口下降120米到达岩浆房底部时,阳光正好从岩浆房顶部（那里是爆发性岩浆的出口）投射进来,让他看清楚了岩浆房壁的色彩——这些由岩浆泡、烫、熏出来的颜色,令他不难想象这座火山当初爆发有多么恐怖。     

特提斯喜马拉雅桑秀组英安岩锆石SHRIMP年龄及其意义

对特提斯喜马拉雅带羊卓雍错地区桑秀组英安岩进行了岩石学和锆石SHRIMP年代学研究. 结果表明, 在挑选出的21个锆石颗粒中有两种类型, 一种为长柱状岩浆锆石, 10个测点加权平均年龄为133±3.0 Ma, 代表了桑秀组火山岩浆活动的年龄, 另一种为椭圆形或不规则状继承锆石, 包括内核和增生边, 内核3个测点年龄分别为2244±16, 1153±33和492±25 Ma, 增生边1个测点年龄为132.7±5.2 Ma, 代表了桑秀组火山岩浆对不同时期增生地壳物质的重熔事件. 桑秀组火山岩与澳大利亚南西边缘Bunbury玄武岩的年龄接近, 均老于印度东北部Rajmahal玄武岩的年龄, 可能是Rajmahal玄武岩所代表的热点的早期产物.     

西藏冈底斯-念青唐古拉地区中新生代火山岩的地球化学特征

西藏冈底斯-念青唐古拉地区中新生代岩浆弧的火山岩类岩石学,主元素岩石化学在某些论文中已有所叙述。本文主要讨论冈底斯-念青唐古拉地区中新生代火山岩的稀土和微量元素地球化学特点。元素系采用仪器中子活化法测定,样品采自本区中新生代各喷发阶段具有代表性的火山岩类,即念青唐古拉地区的侏罗白垩系的属钙碱系列的玄武岩(N-1)和安山岩(N-3)和冈底斯地区的白垩系安山岩(5-92),晚白垩-早第三系的流纹岩(5-51)和偏碱性的     

化学是社会发展的推动者

本文摘录自作者所著的《化学是什么》一书,该书由北京大学出版社出版。用5小节内容说明化学对社会发展、环境保护和人民生活所作出的贡献,提高公众对化学的认识：用火的化学活动使猿猴进化成人;石油能源的开采利用;玻璃的研制;环境和化学;青蒿素的化学改性。     

大别山区低绿片岩相火山碎屑岩中榴辉岩脉的发现

大别山区的榴辉岩可以产于不同的变质岩中。在对大别山岳西县菖蒲和太湖县寺前榴辉岩带内新发现的一套低绿片岩相浅变质火山碎屑岩的调研中,发现了数条呈脉状产出的榴辉岩、石榴角闪岩,且石榴石、绿辉石中存在柯石英及其假象。据其产状、岩石矿物特征等的研究,确认为岩浆成因的火成榴辉岩,而非构造混杂或变质成因。这一发现对研究大别山榴辉岩的成因、形成条件及时代归属等将具有重大意义。     

5千巴下的霞石-六方钾霞石二元体系

一、前言 霞石-六方钾霞石体系是成岩残余体系(Ne-Ks—Q)三元相图的重要组成部分。1937年,Bowen根据硅酸盐矿物结晶作用的特点,认为岩浆结晶分异过程中,随着含钙、镁、铁组分矿物的析出,结晶分异的最后残余熔体富含钾、钠、铝组分,因而提出了碱-铝硅酸盐体系(即NaAlSiO_4-KAlSiO_4-SiO_2)是成岩残余体系。这个体系引起岩石学、实验岩石学家的巨大兴趣,可以利用它来解释花岗岩及碱性岩的成因。     

大兴安岭森林火险潜力等级系统

本文在大量林内火险因子实测数据和历史火情火灾资料基础上,运用森林燃烧环理论,分析了死的和活的可燃物含水率与天气因子以及可燃物、火环境、火源3个方面诸火险因子与火发生、火蔓延、能量释放等火行为特征量之间的复杂关系;利用大系统理论逐级建立子系统,首次构造成多级递阶结构的大系统;利用CADCSC软件系统建立系统数学模型,建成了具有较高可信度的计算机仿真系统。     

深海火山生物

在海洋下面几英里的地方,生存着某些最不可思议的动植物。这儿没有阳光,灼热的火山口将海水加热到异常高的温度,在如此严酷的环境中,这儿的生态系统却保持着盎然生机。在海底最深处,灼热的岩浆不断地冲破地壳,最终形成了绵延不断的海底山脉,而且这一造山运动仍在不断地进行着。流动的岩浆致使地球构造板块破裂,漂移的大陆板块又引起了火山爆发和地震。有些火山口,如“黑烟筒”火山口就生成于海底山脉上。较冷的海水通过海底裂缝渗入到灼热的地壳下面,渗进去的海水被加热到几百摄氏度,然后通过火山口又回吐回来,被加热的海水含有大量的矿物质…     

深部碳循环：来自火成碳酸岩的启示

全球碳循环研究对于理解现今及未来大气圈CO2浓度及其变化趋势至关重要。传统的碳循环研究多侧重于探讨碳元素在大气圈、水圈、生物圈等地球表层之间的循环过程,基本不讨论地球内部圈层碳元素地球化学的行为与循环,现在发现传统的研究方式已很难深刻认识大气圈CO2浓度变化的规律。探讨地球内部与表层碳元素双向交换过程的深部碳循环研究应运而生,成为当前全球碳循环研究的主要方向。火成碳酸岩主要由碳酸盐矿物所组成,是地球内部碳元素含量最高的岩石,因而成为深部碳循环研究的主要对象之一。当前的研究发现,相当一部分火成碳酸岩中的碳来自大气圈的CO2,是再循环的碳。地表附近消耗大气CO2所新生成的沉积碳酸盐岩借助板块深俯冲作用被带入地球内部,在（超）高温和含水条件下发生部分熔融作用,形成碳酸岩浆,后者再上侵形成火成碳酸岩,或者直接喷发至地表,碳元素又重返地球表层。因此,地球内部的构造运动主导碳元素在地球表层与内部的循环过程,进而控制大气圈CO2浓度长周期变化的趋势。     

汉诺坝捕虏体麻粒岩锆石年代学与稀土元素地球化学

汉诺坝新生代玄武岩中下地壳镁铁质二辉麻粒岩和紫苏辉石麻粒岩捕虏体兼有火成变晶结构及麻粒岩相变质重结晶作用特征,其锆石年代学和ＲＥＥ地球化学研究,中生代晚期的基性岩浆底侵下地壳形成镁铁质堆晶岩。     

法国Inzecca斜长花岗岩中的锆石特征及其地质意义

产于缓慢扩张带(洋中脊)的斜长花岗岩通常是由拉斑系列的玄武质岩浆分异而来的,其铅、锶同位素分析充分证实了该系列的岩浆完全来自上地幔,因此,确定这类花岗岩的空间分布范围对于古大地构造的演化格局具有非常重要的意义。然而,由于这类花岗岩的体积一般较小,且受形成环境的影响而普遍发生变质交代作用,因此如何辨别并加以研究这类拉斑系列的斜长花岗岩已成为现代岩石学家的一个重要课题。本文选择法国科西嘉岛Inzecca蛇绿岩套中的斜长花岗岩脉体为研究样品(经分析,该岩石主要由钠质斜长石和石英组成;对应于化学成分,该岩石以高度富Na_2O和极端贫K_2O为     

雷达图在地球科学研究中的应用及其意义

雷达图(radar chart)是多元统计图表常用的方法,它将评价对象的指标状况投影到二维平面上,因与导航雷达显示屏上的图像十分相似而得名.雷达图已广泛应用于公司业绩、财务报表、人力资源以及风险评估等方面,但在地球科学领域内应用较少,而在岩石学、地球化学、矿床学、构造学、地球物理学等方面几乎是空白.本文尝试探讨了将雷达图应用于玄武岩构造环境判别、蛇绿岩识别、A型花岗岩鉴别、含矿岩体和不含矿岩体的识别、成矿物源区示踪、碎屑沉积岩构造环境判别、热水沉积识别、河流黏土矿物对物源区的示踪、南黄海沉积物微量元素对比以及页岩不同矿物组合对比等方面,取得了初步的效果.研究表明,雷达图在地球科学领域的用途范围广泛,它所表达的方式比较符合地球科学的学科特点.它不仅可以表示地球化学数据,也可以表示其他岩石学、矿物学、构造学等方面的要素;而且要素可以是不同的,可依需要而定;每个轴的计量可以灵活选用,既可以是定性的,也可以是有连续的数据的.当然,雷达图也不是万能的,有一定的局限性.它只是一个方法,目的是方便观察,解决问题.     

青海省乌兰县早古生代低压高温变质岩:柴北缘存在双变质带?

乌兰县二郎洞南侧一带的矽线石榴黑云斜长片麻岩矿物组合为石榴子石+黑云母+长石+石英+矽线石,是典型的低压高温高角闪岩相岩石.岩石学和矿物化学研究表明其峰期变质P-T条件为:T=677~696℃,P=0.349~0.419 GPa.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得二郎洞南侧低压高温矽线石榴黑云斜长片麻岩的峰期变质年龄为450~483 Ma.研究区内同时期岛弧岩浆作用、混合岩化作用的存在,以及低压高温峰期变质的P-T条件,共同指示二郎洞一带低压高温高角闪岩相岩石形成于柴达木地块与祁连地块之间的原特提斯洋向北俯冲过程中,俯冲形成的岛弧岩浆侵入并加热大陆地壳,在该热异常强烈区内形成了低压高温高角闪岩相岩石.通过分析该套低压高温变质岩与柴北缘高压-超高压变质带内岩石的变质属性、峰期变质时代和大地构造位置关系,二郎洞地区低压高温高角闪岩相岩石可能与其南部柴北缘大洋俯冲阶段形成的高压变质岩构成了双变质带.