交代地幔源区与造山带铜镍成矿作用

造山带具有复杂的动力学环境、俯冲交代历史和热力学状态,其地幔源区物质组成、熔融机制和岩浆产物明显不同于地幔柱和大陆裂谷带,因此造山带环境中与镁铁-超镁铁质岩浆有关的铜镍成矿作用有别于板内环境。本文综述了交代地幔源区与造山带铜镍成矿关系的新进展,重点聚焦于:(1)岩石圈与软流圈的贡献。成矿岩浆来源于上涌的软流圈驱动交代岩石圈地幔不同程度的混合熔融,其中后俯冲阶段岩浆产物的成矿作用最为普遍、规模最大;岩石圈地幔经历不同比例俯冲板片沉积物熔体(富钙沉积物)和低温蚀变洋壳流体交代,具有显著的富挥发分和碳酸盐特征。(2)幔源岩浆氧化还原状态对成矿的约束。显生宙造山带成矿初始岩浆(硫化物未发生饱和)可能普遍为氧化性岩浆,岩浆体系硫化物饱和前后存在氧逸度骤降,导致岩浆体系硫化物饱和时硫的溶解度呈指数级下降,直接触发硫化物熔离,或者为达到熔离创造低的硫溶解度条件,其中岩浆还原作用由碳质物在岩浆期的有效混染造成。(3)挥发分对岩浆硫化物的运载汇聚。挥发分显著降低熔体粘度,从而减小粘滞阻力对岩浆超压的消耗;岩浆在上侵减压过程中挥发分能够发生出溶-成核作用,形成大量低密度气泡并与硫化物液滴形成复合液滴,促进硫化物液滴聚结,提高其成矿元素含量,并向上输运硫化物。总之,全球部分典型铜镍成矿省与交代地幔时空耦合关系表明,地幔具交代属性可能一定程度上促进了岩浆硫化物成矿。尽管交代地幔对造山带铜镍成矿的贡献方面取得了诸多重要进展,但前寒武造山带幔源岩浆氧化还原状态对成矿的影响、造山带镍铜钴成矿多样性、经历不同交代作用的地幔源区熔融过程中亲铜元素的行为机制、壳幔圈层内挥发分循环对亲铜元素迁移-富集的控制作用等领域仍需深入研究。

西菲律宾海乌尔达内塔洋底高原火山岩地球化学和地幔源区特征

自始新世以来,西菲律宾海板块经历了复杂的地质演化过程,在盆地形成过程中伴随有大量板内火山岩形成,板内火山岩主要表现为洋底高原,这些板内火山岩之间的联系一直是研究关注的重点。其中,本哈姆隆起和乌尔达内塔两个洋底高原因其构造位置特殊是研究西菲律宾海盆内板内火山岩相互关系的良好切入点。本次研究对在乌尔达内塔高原获得的10个火山岩样品进行了电子探针矿物分析,全岩主量元素、微量元素及同位素分析。分析结果表明我们获得的乌尔达内塔高原火山岩为碱性玄武岩,其地幔归一化微量元素模式具有典型洋岛玄武岩特征;具有较高的(Sm/Yb)_(N)值(1.89~3.92),指示源区可能存在石榴子石。结合前人研究获得的西菲律宾海盆板内火山岩数据,我们发现乌尔达内塔高原碱性玄武岩具有与本哈姆隆起拉斑玄武岩相似的Sr-Nd-Hf同位素组成,但具有明显低的^(206)Pb/^(204)Pb同位素组成;西菲律宾海盆内碱性洋岛玄武岩与拉斑洋岛玄武岩的Sr-Nd-Hf同位素组成范围几乎相同,但铅同位素组成存在明显差异,碱性洋岛玄武岩的铅同位素比值范围更大。西菲律宾盆地形成环境复杂,板内火山岩形成时可能受到盆地扩张作用和地幔柱的影响,我们利用同位素数据模拟了地幔柱与扩张中心相互作用对板内碱性玄武岩的影响,模拟结果表明碱性火山岩的低^(206)Pb/^(204)Pb值不能通过与地幔柱有关的富集组分和与海盆扩张作用有关的亏损组分混合实现,表明乌尔达内塔高原碱性火山岩具有一个相对独立的地幔源区,形成时已远离扩张中心,不受扩张作用影响。另一方面,乌尔达内塔高原碱性玄武岩形成时晚于拉斑玄武岩1~2Ma,并且部分熔融程度更低,乌尔达内塔高原拉斑玄武岩和碱性玄武岩可能分别对应岩浆活动的主要阶段和晚期阶段。因此,我们认为乌尔达内塔高原与本哈姆隆起岩浆活动的主要阶段可能具有相同的地幔源区,两高原受同一地幔柱影响;在乌尔达内塔高原岩浆活动的晚期阶段,乌尔达内塔高原则具有相对独立的源区。

西南印度洋中脊东段MORB微量元素地球化学及其对地幔源区组成的指示

西南印度洋中脊东段(E-SWIR)处于61°~70°E区域,具有相对匮乏的熔体供给。该区产出的大多数洋中脊玄武岩(MORB)具有富集不相容元素以及大离子亲石元素等特征,属典型E-MORB。基于玄武岩样品的微量元素地球化学资料,通过La/Sm、Zr/Nb和Lu/Tb等分析表明E-SWIR地幔具有明显的不均一性,这种不均一性可能与地幔中辉石岩含量的沿轴变化有关。利用稀土元素Ce、Sm、Lu和Yb含量结合部分熔融计算模拟结果,进一步阐明地幔源区中石榴石的作用与影响,并且认为其可能是以含金红石榴辉岩的形式赋存于地幔之中。对E-SWIR地幔源区榴辉岩性质和赋存形式的识别是探讨EMORB成因、地幔不均一性与洋中脊构造演化等科学问题的关键。

内蒙古集宁新生代玄武岩的地幔源区特征:元素及Sr-Nd-Pb同位素地球化学证据

内蒙古集宁玄武岩区位于华北克拉通北缘,东邻汉诺坝玄武岩区。由亚碱性的拉斑玄武岩及碱性的橄榄玄武岩、碧玄岩和碱玄岩组成。玄武岩的 SiO_2与 TiO_2含量分别为44.10～52.27wt.%和1.57～2.95wt.%,Mg~#(43-63)及 Ni 含量(27～210ppm)变化范围较大。集宁玄武岩的微量元素原始地幔标准化曲线及 REE 球粒陨石标准化曲线与 OIB 相似,Sr、Nd同位素比值显示了较汉诺坝玄武岩富集的特征。研究表明,虽然集宁玄武岩浆经历了一定程度的橄榄石、单斜辉石的分离结晶作用,但微量元素及 Sr、Nd、Pb 同位素特征排除了幔源岩浆在喷发到地表过程中受到地壳物质显著混染的可能性。^(143)Nd/^(144)Nd、^(87)Sr/^(86)Sr vs.^(206)Pb/^(204)Pb 的线性相关性表明,集宁玄武岩至少来自两个地幔端元组分:EMI 和 PREMA,且端元组分与汉诺坝玄武岩相似。尖晶石二辉橄榄岩的低程度部分熔融(2～5%)熔体与石榴石二辉橄榄岩更低程度部分熔融(<2%)熔体的混合,可以解释集宁玄武岩稀土元素的变化特征。推测 EMI 位于岩石圈地幔之内且源区深度<70km,PREMA 则来自软流圈地幔。集宁碱性玄武岩与亚碱性玄武岩之间的地球化学差异,可能只是来自岩石圈地幔的 EMI 型熔体和来自软流圈地幔的 PREMA 型熔体在形成玄武岩浆时参与混合的比例不同,暗示该地区的岩石圈地幔与软流囤地幔之间经历了强烈的相互作用。集宁玄武岩与汉诺坝玄武岩相似的 Sr、Nd、Pb 同位素比值及相关性,说明它们具有相似的地幔源区,汉诺坝玄武岩的地球化学差异同样可以用 EMI 与 PREMA 组分对岩浆贡献程度的不同来解释。

青藏高原西南部赛利普超钾质火山岩富集地幔源区和岩石成因：锆石U-Pb年代学和Hf同位素制约

西藏拉萨地块西南部赛利普钾质-超钾质火山岩为一套含地幔包体的粗面安山岩,高K_2O,MgO、Cr、Ni含量,K_2O/ Na_2O比值和Mg~#,为地幔低度部分熔融的原始岩浆,或经橄榄石、单斜辉石或Fe-Ti氧化物分离结晶。岩石强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素、亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,富集放射性成因Sr、Pb和Nd同位素,指示岩浆源区为富集地幔。采用LA-ICP-MS测定赛利普钾质-超钾质火山岩三件样品的18颗新生岩浆锆石U-Pb年龄为15.8～19.2Ma,其中钾质岩石样品SL0628中11个点的加权平均值为17.7±0.3Ma,与他人获得的^(40)Ar/^(39)Ar年龄一致。三件样品中新生岩浆锆石的ε^(Hf)(t)变化范围为-7.6～3.9,平均地壳模式年龄(t_(DMC)=0.86～1.59Ga)变化较大,除两个分析点显示亏损特征外,总体显示富集特征,表明岩石源于富集源区,但有少量亏损地幔物质加入。三件样品共获得49颗继承锆石的U-Pb年龄介于20～1907Ma,其Hf同位素组成(ε_(Hf)(t)=-25.9～5.3)和平均地壳模式年龄(t_(DMC)=0.79～4.08Ga)变化较大;其中的37颗年龄较小的继承锆石(20～110Ma)指示地幔源区可能受到四期明显的岩浆改造事件(62.2～64.0Ma,43.3～55.1Ma,29.5～37.7Ma和20.1～27.4Ma)和两个岩浆活动间歇期(70～90Ma和37.7～43.3Ma)。在拉萨地块首次发现29.5～37.7Ma的岩浆活动,并发现与林子宗火山岩同期的、Hf同位素富集的岩浆活动(62.2～64.0Ma,ε_(Hf)(t)=-21.2～3.0)。三件样品中49颗继承锆石的Hf同位素研究表明源区富集组分可能源自拉萨地块古老地壳基底和俯冲的印度大陆地壳。赛利普钾质-超钾质岩石形成可能是印度大陆地壳前缘撕裂和分段俯冲的结果。

鲁西邹平盆地中生代火山岩的演化：对地幔源区的约束

邹平盆地中生代火山岩可分为三个亚组:中、下亚组具有相似的岩石组合,岩性主要为玄武岩—粗面玄武岩—玄武质粗面安山岩—粗面安山岩;上亚组岩性主要为粗面安山岩。火山岩由早期基性向晚期中偏碱性方向演化,与正常岩浆房酸度增高的岩浆分异趋势相同。具有 Rb、Ba、Sr 等大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE)富集,Nb、Ta、Ti 等高场强元素(HFSE)相对亏损,类似于岛弧火山岩的地球化学特征。Nb/La、Hf/Sm 比值随 MgO 的降低而升高或基本不变,说明高场强元素亏损是岩浆的原始特征。各亚组火山岩相似的稀土配分模式和微量元素蛛网图,表明它们具有共同的岩浆源区和密切的成因联系,分离结晶起了关键性作用。La/Nb、La/Ta、Ba/Nb 比值较高,说明成岩物质可能主要来自岩石圈地幔。拆沉的大陆中、下地壳部分熔融形成的熔体与古生代岩石圈地幔(亏损的地幔橄榄岩)的相互作用是岩石圈地幔富集的重要方式,随之该富集地幔在陆内岩石圈伸展和区域热异常的双重作用下发生减压部分熔融而形成具有岛弧特征的邹平盆地火山岩。

川西喜马拉雅期碰撞造山带岩浆碳酸岩的地幔源区特征——Pb-Sr-Nd同位素证据

对形成于大陆碰撞带内的川西碳酸岩进行了详细的Pb-Sr-Nd同位素分析。结果表明,川西碳酸岩具有非常负的ε_(Nd)值(-3．2～-18．7)和高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_i值(0．706020～0．707923),以及较宽的^(207)Pb/^(204)Pb值(15．362～15．679)和^(208)Pb/^(204)Pb值(38．083～39．202)的特征,明显不同于世界上由非造山作用形成的碳酸岩。它们的Sr-Nd、Pb-Pb、Sr-Pb和Nd-Pb同位素特征表明大多数碳酸岩来源于EMⅠ与EMⅡ之间的一种混合地幔,与元古宙不同质量比的深海/陆源沉积物和下覆的似MORB由俯冲作用引起的洋壳的再循环有关,而少数碳酸岩则受到地壳物质混染的结果。此外,通过动力学背景分析可以得出,富集地幔EMⅠ与EMⅡ之间的熔融产生了川西碳酸岩以及同时代的富钾岩浆岩,这种熔融可能是由于印度大陆板片与扬子大陆板片俯冲引起的新生代软流圈物质的上涌产生的,并发生于青藏高原东缘始新世—渐新世分界线的从转换压扭变形向转换张扭变形的转变过渡的构造背景下。

北部湾玄武岩地幔源区性质的地球化学示踪及其构造环境

北部湾发育一系列上新世玄武岩 ,其全岩K Ar年龄为 5 .9— 2 .4Ma ,是伴随北部湾盆地拉张而形成的一次较大规模的岩浆活动。岩石化学和微量元素地球化学研究表明 ,该玄武岩属于碱性玄武岩系 ,具有OIB型微量元素配分模式 ,形成于较均一的地幔源区 ,具有以EM2型地幔端元为主、混有HIMU和EM1型端元的地幔源区性质 ,形成于地幔柱或地幔热点的构造环境。北部湾盆地与红河剪切断裂带具有相同的地幔源区 ,而与受太平洋板块影响的地幔源区差别较大。玄武岩形成和北部湾盆地拉张主要受印度板块向欧亚板块俯冲导致的红河断裂带大规模剪切走滑控制 ,5Ma左右红河断裂带由左行走滑剪切转变为右行走滑剪切的构造性质转换可能是导致地幔异常扰动和岩浆活动的地球动力学机制。

青藏高原南部与北部新生代高镁钾质岩地球化学对比：南北地幔源区差异

青藏高原广泛分布有一些新生代高镁钾质岩(MgO≥6%,K_2O/Na_2O>1),通常认为它们应起源于地幔源区,虽然它们均有着富钾、富集大离子亲石元素和亏损高场强元素的共同特征,但青藏高原南部和北部的这些新生代火山岩在形成时代和地球化学特征方面均有明显的不同。青藏高原南部和北部新生代火山岩在形成时间和空间上是不连续的。青藏高原南部和北部的高镁钾质岩可能均源于与古俯冲环境相联系的富集地幔源区,但它们的地幔源区矿物组成和形成深度却是不同的;高原南北高镁钾质岩明显不同的组成可能是因它们源区的壳源物质的来源或含量不同所致,而高原南部比北部高镁钾质岩明显低的^(143)Nd/^(144)Nd但高的^(87)Sr/^(86)Sr同位素比值特征,暗示后者起源于一个相对亏损的(含较少沉积物组分的)富集地幔源区。虽然对流减薄和陆内俯冲模式分别可以解释青藏高原抬升和与其共生的新生代火山岩的部分现象,但从总体上看北向俯冲的印度岩石圈的多次断离和南向俯冲的亚欧板块相结合的模式可能是解释新生代以来青藏高原的抬升和与其共生的火山岩最有效的形成机制。

黔东—湘西早古生代岩石圈热状态与高产热率HHPRM型地幔源区

岩石圈热结构和热状态的研究对于大陆裂解、变质作用及活化构造形成机制等大陆动力学问题的研究十分重要。通过地球化学、构造地质学和综合分析,以贵州省镇远地区金伯利岩-钾镁煌斑岩和黔东—湘西一带的晚元古代地层为例,研究了扬子地块东南缘早古生代岩石圈热结构与热状态。提出高放射性元素产热率的HHPRM型地幔源区,进一步讨论HHPRM型地幔源区形成与演化的大陆动力学机制。认为古富集地幔(HHPRM型地幔源区)是镇远一带的早古生代钾镁煌斑岩-金伯利岩的岩浆源区,镇远地区金伯利岩-钾镁煌斑岩岩浆源区深度(H)在208～244km,形成温度在1547～1403℃间,该温度和深度范围属软流层,具有形成金刚石矿床的地质条件。建议在贵州—湖南—广西三省交界区的金伯利岩和钾镁煌斑岩岩群中应进一步开展金刚石矿床研究与勘查工作。

拉萨地块西段中新世赛利普超钾质火山岩富集地幔源区和岩石成因：Li同位素制约

作为一种"非传统稳定同位素",锂同位素地球化学研究已经成为近年来国际上研究的热点之一。文章成功应用锂同位素对青藏高原西南部赛利普超钾质火山岩进行了示范研究。研究表明,赛利普超钾质火山岩的w(Li)为11.2×10-6～22.9×10-6,同位素组成δ7Li为-1.2‰～+3.5‰,平均值为0.2‰,与平均上地壳的相当。超钾质火山岩的锂同位素组成与岩浆结晶分异程度参数之间不存在任何相关性,这表明在超钾质火山岩结晶分异过程中没有发生明显的锂同位素分馏,锂同位素组成特征反映了其形成时的源区特征。超钾质火山岩的锂同位素组成变化范围达4.7‰,并且与Pb-Sr-Nd同位素和岩浆结晶分异参数之间亦无任何相关性,表明锂同位素异常可能反映了不均匀源区岩石特征。通过计算模拟以及与前人的类似研究成果进行对比,笔者认为俯冲印度地壳而不是特提斯洋壳(包括沉积物)的流体/熔体参与了超钾质火山岩的源区富集,并在此基础上提出了超钾质火山岩成因模式。

大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩地幔源区与岩浆成因

哈拉哈河-绰尔河第四纪火山地处重力梯度带上的大兴安岭中段。火山岩主要类型为钠质系列碱性橄榄玄武岩。火山岩大离子亲石元素和轻稀土元素相对富集,轻重稀土分异程度弱((La/Yb)N=8～12),稀土元素和微量元素配分曲线与大同碱性玄武岩平行,总体上表现出与OIB相似的特征。在Sr-Nd-Pb同位素组成特征上表现出亏损地幔的特点(εNd=4.8～5.9),接近MORB的源区范围。哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩岩浆由轻稀土富集的石榴子石二辉橄榄岩低程度(8%～15%)部分熔融产生,火山岩高MgO(>9%)、Ni(>200×10-6)和Mg#(60～70),表明它们是较原始的岩浆,岩浆上升过程经历了橄榄石和辉石为主的弱分离结晶作用,没有受到地壳物质明显混染。区域伸展作用引发软流圈地幔上涌是哈拉哈河-绰尔河第四纪火山的岩浆成因。

海南岛晚新生代石山组橄榄玄武岩的地幔源区组成及动力学机制

南海北部边缘新生代玄武岩广泛分布,分布于海南岛北部的全新世早期石山组玄武岩,岩石组成为碱性橄榄玄武岩,其中可见较大颗粒的橄榄石斑晶,橄榄石斑晶具有较高的Fo值(82.8~83.5)和Ni含量(0.14%~0.20%)。橄榄玄武岩的微量元素及同位素组成与洋岛玄武岩(OIB)高度吻合,富集大离子亲石元素Rb、Ba和轻稀土元素,同时富集高场强元素Nb、Ta、Zr和Hf。矿物组成及主微量元素特征指示其源区为含石榴子石辉石岩源区,经历了较低程度的部分熔融(约5%)。此外,石山组橄榄玄武岩具有基本一致的Sr-Nd-Pb同位素组成,表明岩浆在上升过程中没有明显的地壳物质的混染,但是相比正常洋中脊玄武岩(MORB),石山组橄榄玄武岩具有较高的^(87)Sr/^(86)Sr比值,较低的εNd(t)值,以及较高的^(207)Pb/^(204)Pb(15.639~15.643)和^(208)Pb/^(204)Pb(38.977~38.996)比值,说明其源区为亏损地幔(DM)和富集地幔端元(EMII)的混合。结合地球物理学证据,我们认为亏损地幔来源于软流圈,而EMII端元为含再循环古洋壳及俯冲沉积物的地幔柱,随着海南地幔柱上升,再循环物质熔融并与周围软流圈地幔橄榄岩反应形成含石榴子石辉石岩,随着地幔柱的不断上升,辉石岩首先发生部分熔融,形成的岩浆经历了橄榄石和微弱单斜辉石的分离结晶作用后形成了石山组橄榄玄武岩。华南新生代玄武岩同石山组橄榄玄武岩具有相似的地球化学特征,反映二者具有相同的物质端元组成,但两者岩浆演化上升的动力学机制不同,同时不同端元混合的比例及部分熔融程度也有差异。

华北克拉通基性火山岩高场强元素对Ar-Pt界限及新生代地幔源区特征的示踪

华北克拉通不同时代基性火山岩存在向富集方向演化的趋势，并出现明显的Ａｒ－Ｐｔ界限和新生代异常．元古宙基性火山岩比太古宙富集大部分高场强元素（ＨＦＳＥ）和轻稀土元素（ＬＲＥＥ），ＲＥＥ分异程度显著增加，而且相容性接近的不相容元素（如Ｎｂ，Ｔａ）的相对不相容性发生了改变．新生代玄武岩ＨＦＳＥ及Ｎｉ高度富集，ＲＥＥ强烈分异，δ（Ｅｕ）值最高．Ａｒ－Ｐｔ界限可能与地幔熔融时物理条件（如氧逸度）的改变和地幔富集作用有关．新生代玄武岩独特的地球化学特征可能主要反映了地幔源区的特殊性———“似ＯＩＢ型”富集地幔，其形成既可能有携带远洋沉积物的俯冲古老玄武岩洋壳部分熔融残余的贡献，也可能有直接循环（如通过拆沉作用）的陆壳物质的贡献，同时还可能涉及了地幔柱活动的影响．

新疆古生代造山带岩浆硫化物含矿岩体地幔源区性质及其地质意义

新疆北部规模不等的岩浆硫化物矿床,包括喀拉通克、黄山、黄山西等,Ni金属储量总计达100余吨,已经成为我国仅次于甘肃的第二大Ni资源基地。这些矿床均产于镁铁-超镁铁岩体中,分布在中亚造山带的晚古生代造山带的几个构造单元中(Xiao et al.,2004),如:准噶尔北缘、北天山、中天山。

广西涠洲岛晚新生代玄武岩地幔源区及岩浆成因

涠洲岛作为我国最年轻的第四纪火山岩岛,其火山活动表现出多期、多旋回和多喷发中心的特征,但其地幔源区特征和岩浆成因依然存在争议。本文对涠洲岛玄武岩开展了详细的矿物学和全岩主、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素研究,以揭示其地幔源区特征和岩浆成因。涠洲岛玄武岩主要为碱性玄武岩,在岩浆上升过程,几乎未受到地壳物质的混染,经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)亏损,轻、重稀土强烈分馏((La/Yb)N=14.42~28.64),Nb、Ta明显正异常,显示出与洋岛玄武岩(OIB)相似的微量元素和Sr-Nd-Pb同位素特征。Sr-Nd-Pb同位素比值变化较均一,且呈现出亏损地幔端元(DM)与富集地幔端元(EM2)的二元混合趋势。其中,EM2端元可能源于海南地幔柱。Sr/Sr^*(1.21~2.36)和Eu/Eu^*(1.01~1.11)正异常,指示源区存在再循环辉长岩洋壳组分。结合已有的地震层析成像结果和岩石地球化学数据,得出南海及周缘地区的晚新生代玄武岩的形成受控于海南地幔柱。伴随着海南地幔柱的上升,再循环的辉长岩洋壳经部分熔融与地幔橄榄岩反应生成石榴石辉石岩(贫硅辉石岩),石榴石辉石岩和未反应的地幔橄榄岩混合部分熔融形成涠洲岛玄武岩。

用He同位素示踪板内岩浆地幔源区的多样性

洋岛玄武岩(OIB)和陆内碱性玄武岩是探究地幔储库多样性重要的"岩石探针",而He同位素是示踪地幔储库多样性的有效手段。现有研究表明板内玄武岩具有变化的3He/He比值(<5~50 RA, RA代表大气的3He/4He比值),如此变化的He同位素组成通常解释为源区地幔具有多样性,如初始的、富集3He的深部地幔和演化的、具有高(U+Th)/3He值的大洋和大陆岩石圈地幔。

南极洲东部大规模的地壳分层：来自混染地幔源区继承锆石的U—Pb研究证据

我们分析了Schirmacher Oasis（Dronning Maud Land，DML）和PrinceCharles山脉（PCM）南部的基性岩墙中锆石颗粒的SHRIMP年龄。SchirmacherOasis地区的侏罗纪基性岩墙具有亲石元素弱富集的特征，表明它们受到了地壳混染作用的改造；DML中部地区在中元古代（MP，1150～1050Ma）经历了构造活动这一阶段，而这一事件叠加了新元古晚期高级变质事件（NP，700～510Ma）。这些基性岩墙为含橄榄石高镁过渡性至碱性基性岩类，并且含有从同化物质中继承下来的锆石颗粒。每颗锆石进行50次分析，所得年龄结果几乎是一致的。

卡洛琳地幔柱活动减弱过程中岩浆成因和源区组成演化

地幔柱活动不同阶段具有不同的岩浆作用产物,由楚克(14.8~4.3 Ma)、波纳佩(8.7~<1 Ma)、科斯雷(2~1 Ma)等洋岛构成的卡洛琳海山链是地幔柱活动不同阶段的典型例子,研究该海山链中不同洋岛地球化学特征的差异有助于加深对地幔柱晚期活动规律的认识。本研究对获取的楚克、科斯雷样品进行全岩主量、微量元素及矿物电子探针分析,并与波纳佩岛进行对比。科斯雷和楚克由霞石岩和碱性玄武岩组成,在微量元素配分模式上体现出典型碱性洋岛玄武岩的特征。这些样品的橄榄石斑晶具有与辉石岩源区夏威夷OIB橄榄石类似的高Ni、低Ca-Mn的特征,反映其地幔源区可能存在辉石岩。科斯雷霞石岩橄榄石斑晶内存在含碳酸盐的熔体包裹体,反映CO_(2)在地幔熔融和岩浆成因过程中起到了重要作用。从楚克、波纳佩到科斯雷,La/Sm比值逐渐增大,地幔熔融程度逐渐降低。Nb/Nb^(*)随着La/Sm、Sm/Yb升高和SiO_(2)降低有逐渐降低的趋势,与地幔熔融程度降低过程中CO_(2)作用的增强有关。研究认为,楚克、波纳佩、科斯雷等洋岛火山岩的地球化学变化由卡洛琳地幔柱热点活动逐渐减弱导致,随着地幔柱活动性减弱,CO_(2)在火山岩成因上起到越来越明显的作用。

山东郯城神泉钠质火山岩的年代学与地球化学——对源区地幔性状与岩石成因的启示

山东神泉钠质火山岩出露于郯城李庄东侧,构造上位于沂沭断裂带南段,构成一盾状火山机构,主体岩性为粗安岩。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,其成岩年龄为96.5±1.4 Ma,较之区内广泛分布的钾质火山岩形成年龄晚,指示沂沭断裂带及邻区中生代火山岩总体上具有由钾质向钠质演变的趋势。在化学组成上,神泉火山岩具有富碱(Na2O+K2O=10.34%~11.95%)和明显富钠(Na2O/K2O=1.76~3.92)的特征,按多种方法判别均可归为典型的钠质火山岩。该火山岩稀土元素总量较高(ΣREE=411.3×10-6~456.3×10-6),富集轻稀土元素,LREE/HREE=19.53~21.10,(La/Yb)N=29.69~33.26,缺乏明显的铕异常(δEu=0.77~0.82),稀土元素配分型式呈明显的右倾型。岩石富Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Ti、Nb、Ta等高场强元素,在微量元素蛛网图上显示一定的Pb负异常。神泉火山岩具有富集的Sr-Nd同位素特征,ISr=0.706 8~0.707 7,εNd(t)=-16.66^-16.82,与山东中生代镁铁质岩石的Sr-Nd同位素组成类似,表明其应起源于富集的岩石圈地幔。综合分析表明,神泉火山岩源区极可能遭受了因扬子板块深俯冲和华北克拉通岩石圈拆沉等多次富集事件的影响,至晚白垩世,随着郯庐断裂引张的加剧,诱发了软流圈地幔上涌,并对先期形成的富集地幔进一步改造,同时在断裂减压作用的影响下,促使了这一经叠次改造的富集地幔的部分熔融,由此产生的岩浆经进一步分异演化,最终导致了神泉钠质火山岩的形成。