幔源岩浆成因的实验岩石学约束

作为地幔熔融的直接产物,幔源岩浆的成分和性质忠实地记录了地幔源区的化学组成并能反映其演化过程,为深入理解地球内部的动力学过程和演化历史提供了重要信息。得益于近年来高温高压实验装置和微区分析测试手段的大幅改进,科学家们能够在高温高压条件下正演模拟和记录地幔岩石的物理化学反应,通过控制实验条件和初始物质成分,揭示不同地质环境下的地幔部分熔融机制,约束幔源岩浆的生成和演化过程。本文通过对不同幔源岩浆成因的实验岩石学研究进行系统梳理,总结了单一地幔橄榄岩源区的熔融、地幔源区其他岩石类型的熔融、地幔源区不同岩石的混合熔融三方面相关实验的研究现状、突出进展和存在问题,并结合深地科学的发展方向,对未来有关幔源岩浆成因和壳幔相互作用的实验研究前景进行了展望。

郯庐断裂系统与中国东部幔源岩浆成因CO_2关系的初探

中国已发现的幔源岩浆成因CO2气藏主要分布在与郯庐断裂发育密切相关的东部伸展盆地，两者关系具体表现如下：1．中国东部幔源岩浆成因CO2气藏的空间展布与郯庐断裂保持一致；2．郯庐断裂切割深度达到上地幔；3．沿郯庐断裂岩浆活动强烈，且具幔源特点；4．中国东部伸展盆地自中、新生代以来的演化受郯庐断裂带活动影响。本文主要以郯庐断裂带为主线，结合幔源岩浆成因CO2气藏典型实例，从郯庐断裂构造环境、空间格局和演化过程对幔源岩浆成因CO2的控制作用进行初步归纳和分析。

北祁连山奥陶纪弧后盆地火山岩浆成因

本文对北祁连山早古生代弧后盆地熔岩的岩石地球化学研究结果加以报道。样品的分布将南部弧后盆地拉伸最早阶段发育的岛弧裂谷化区和北部的弧后海底扩张区联系起来。熔岩的岩相学和地球化学特点反映了拉伸方式的改变,北部是典型的弧后盆地基性熔岩,向南则逐渐向岛弧熔岩过渡。海底扩张区以玻质(现已脱玻化)、少斑基性熔岩为特征,长英质熔岩和斑状基性熔岩产于南部岛弧裂谷化区。成熟岛弧部分(Y<20×10-6,TiO2<0.60%,Th/Yb>0.60)和弧后扩张区(Y>20×10-6,TiO2>1.0%,Th/Yb<0.60)在地球化学上相互有别。从由海底扩张形成的弧后盆地基性熔岩,向南经过逐渐与岛弧岩石相似的熔岩,直至裂谷区最南部的岛弧熔岩,它们的地球化学成分显示逐渐的变化。这种变化反映了弧后盆地形成过程中弧后盆地之下地幔对流方式和熔体产生作用的改变:从初始岛弧裂谷之下由消减板片俯冲引起的地幔下沉,转变为弧后海底扩张带之下的地幔上隆。早期岛弧裂谷阶段,裂谷轴捕获了岛弧岩浆流,从而使得喷出的熔岩在成分上与岛弧熔岩无法区分;随着弧后拉张继续,弧后盆地变宽,岛弧岩浆流逐渐离开裂谷轴,最终产生一个似洋中脊的减压熔融系统———弧后盆地岩浆系统。

同源岩浆成因金矿成岩成矿时差的统计研究

同源岩浆成因金矿的成岩成矿时差是确定矿床与岩浆岩成因关系的重要基础。而中国同源岩浆成因金矿分布十分广泛，前人在成矿学和岩石学方面做了大量的研究，为此本文收集了国内一些典型金矿的成矿和相关同源岩浆岩的同位素测年数据，讨论并定量厘定了该类金矿床成岩成矿时差的分布特征及分布范围。数据统计分析及柯尔莫哥洛夫准则检验结果显示，成矿事件一般同步或略滞后于同源岩浆活动，成岩成矿时差在95％信度下服从正态分布，介于0～16．0Ma，均值约为7．0Ma。因此，若金矿成岩成矿存在着≤16．0Ma的时差，就应该重视二者之间的同源成因联系。同时，笔者也强调：准确的成岩成矿时差应加强对金矿成岩成矿地质背景的研究；重视时差研究与微量元素和同位素示踪相结合，从年代学和地球化学方面对矿床成因作出合理的解释。

富锂氟花岗岩中存在岩浆成因铁/锂白云母的实验证据

通过花岗岩-HF-H2O体系的熔化-结晶实验,在570～700℃、100MPa条件下获得了与淬火玻璃共存的石英+碱性长石+云母+萤石的矿物组合。电子探针分析结果表明,实验产物中除黑云母外,还有一部分为铁白云母和锂白云母,这说明浅色云母可以形成于岩浆条件,同时为自然界中存在岩浆成因锂白云母花岗岩和二云母花岗岩提供了新的实验证据。

岩浆成因重晶石、萤石的稀土元素地球化学特征

根据包裹体、碳、氧同位素及稀土元素地球化学的研究，作者确认在四川冕宁稀土矿床存在着岩浆成因的重晶石、萤石。在此基础上对此岩浆成因重晶石、萤石的稀土元素地球化学特征进行了系统研究，结果表明，岩浆成因的重晶石在稀土总量、轻重稀土比值、SEll等地球化学参数方面与热液成因重晶石有较大的差别；而岩浆成因萤石在稀土总量、轻重稀土比值、δCe等地球化学参数方面与热液成因者存在着显著差别。

大冶铁矿接触带发现岩浆成因的大理岩

赵斌等在大冶铁矿尖山矿段近矿的大理岩中,发现了大量熔融包裹体或流体-熔融包裹体,并认为自然界中可能存在一种新的碳酸岩类型,即壳源成因的碳酸岩.本文报导了发现熔融包裹体的大理岩中存在一些具有岩浆性质、甚至被动侵位的地质证据,主要包括:大理岩侵入体前缘局部发育的、类似于次火山岩表面的流动构造与气孔构造;接触带大理岩沿破裂构造(断层或节理)被动侵位于闪长岩体中形成的大理岩脉;大理岩局部包裹已破碎的闪长岩角砾.因此,在野外宏观构造上得出支持此处大理岩是岩浆成因的结论.

赛马—柏林川碱性火山-侵入杂岩体岩浆成因

呈岩席产出的赛马—柏林川碱性火山-侵入杂岩体由正长岩类及响岩-霞石正长岩类组成。两类岩浆来源于统一的富集地幔源区。源区中镁铁云母、单斜辉石等的熔融生成了贫镁铁富碱铝的碱性岩浆。地幔富集作用增强生成正长质岩浆,经一个时期的间隔,从更深位的更加富集的地幔产生了响岩-霞石正长质岩浆。岩浆中有上地壳组分的参予。

北京地区中元古代与中生代火山岩的酸度、系列、构造环境及岩浆成因

本文对北京地区中元古代及中生代火山岩的地质学、岩石学、矿物化学、地球化学、岩石成因学及构造环境学进行了综合研究。对火山岩的时空分布及成分变化进行了论述，对酸度频率及岩浆系列进行了分析，对构造环境及拉张距离进行了估算，对岩浆的来源及演化机理进行了探讨。

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。

地幔流体与玄武岩及碱性岩岩浆成因

玄武岩、碱性岩成因问题的研究应分成后期地表的岩石成因研究和前期深部的岩浆成因研究两个大阶段，二者既有联系，又有区别。通过岩石成因来反演岩浆成因是一个使用最多的重要方法，前人不乏深入研究。作为补充，笔者试图再增加一条研究思路，从地幔岩捕虏体的详细研究中去直接发掘地幔岩浆作用的信息记录。结果表明，对地幔岩中浆胞的详细研究可以揭示玄武岩浆碱性岩浆的成因，排浆时差的大小对玄武岩种类有重要的制约作用，热可能不是地幔岩浆作用的重要因素，地幔流体（ＨＡＣＯＮＳ）的不均匀渗入才是更重要的致熔原因。

一种新观点——翡翠新的岩浆成因说

通过缅甸翡翠矿区的野外调查、各品种翡翠及流体包裹体的显微镜下观察、 1 0 0多个点的电子探针分析 ,评述了已有的关于翡翠成因的假说 ,总结了世界上翡翠矿床的地质特征 ,论述了翡翠原生结构和后生结构及其与成因的关系 ,描述了包裹体的类型和特征 ,提出了翡翠成岩阶段的成因新认识——岩浆成因说 ,并分析了形成翡翠时的温度、压力条件。形成翡翠的岩浆为含水的、可能来源于地幔的硬玉质硅酸盐熔融体。结晶时的压力低限 p>1 .5GPa,温度变化范围在 650～ 80 0℃之间。该成因说有别于过去的岩浆成因说。

长江中下游火山岩带东南缘溧阳盆地火山作用的年代学、地球化学及岩浆成因探讨

位于长江中下游晚中生代火山岩带东南缘的溧阳盆地,不同于区内其他火山岩盆地的一个突出特点是出现较大比例的流纹质岩石,该盆地内火山岩/潜火山岩的SiO_2含量总体较高,但Na_2O+K_2O含量却是长江中下游火山岩盆地中最低的,属于高钾钙碱性系列。地球化学上,这些火山岩样品均表现为较强的轻、重稀土元素分馏程度,强烈亏损高场强元素Nb、Ta和Ti的特征。明显的Eu负异常,且δEu值随SiO_2含量的增加总体呈降低趋势,反映斜长石的分离结晶可能对岩浆的演化产生一定的影响。溧阳盆地内火山岩/潜火山岩的ε_(Nd)(t)值在-8.75^-7.44之间,不仅明显低于邻近的宁芜盆地和溧水盆地内的火山岩/潜火山岩,与江南造山带内晚中生代的花岗岩类相比,其ε_(Nd)(t)值也偏低。结合其高的^(87)Sr/^(86)Sr初始比值(~0.7097),指示溧阳盆地内的岩浆可能主要由古老的地壳物质部分熔融形成。本文分别测得溧阳盆地早期龙王山组粗面岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为(140±0.7)Ma,大王山组熔结凝灰岩、闪长玢岩及流纹斑岩的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄分别为(129.1±1.1)Ma、(132.5±0.7)Ma和(132.3±0.7)Ma。区域对比表明,溧阳盆地火山活动的起始时间明显早于其他盆地内火山活动(6~10 Ma)。但各盆地内火山活动的峰期时间基本相当,均处于约130 Ma前后。整个火山岩带内的火山活动显示随时间具有从南东侧向北西方向迁移的趋势,并隐约显示火山活动由火山岩带中心区域向周边扩展的趋势。这种双向迁移性可能是太平洋板块与亚洲大陆板块相对运动和晚中生代发生在长江中下游地区的岩石圈减薄两种动力学机制共同作用的结果。

龙游角闪橄榄岩的富流体相岩浆成因──矿物化学和微量元素地球化学制约

龙游角门橄榄岩山露于古老变质岩中．与围岩间的接触关系尚不清楚，但根据岩相学上矿物的平衡共生关系、岩石的矿物化学组成和角门橄榄岩及与之相关的花岗岩、金云母岩的微量元素地球化学特征．该橄榄岩很可能是富含流体组分的岩浆侵人而形成的，其形成的构造背景为具俯冲带性质的活动大陆边缘，富流体相的岩浆是由于其地幔源区受到了来自俯冲带的流体所交代的结果。

论岩浆成因的黄玉单矿物岩

业已在自然界发现中深成相、超浅成相和良好封闭相的岩浆成因黄玉单矿物岩,拥有宏观、微观岩浆成因标志,得到有关富挥发分酸性岩体成岩、成矿实验成果的有力佐证,属一类新的岩浆岩。这类岩石的分类实践表明,它们宜归入岩浆成因的云英岩类范畴。有理由预见,自然界存在有黄玉单矿物岩的火山类似物,尚待发现与研究。提出的岩浆黄玉单矿物岩的成岩、成矿模式,不否定黄玉化发育,但认为,盲目滥用和过分夸大蚀变作用及其成岩、成矿的重要性是不可取的。

辽西中生代火山岩岩浆成因

本文通过对辽西及邻区中代盆地火山岩稀土元素配分特征的研究及模拟运算，探讨了其岩浆成因及过程。结果显示南北岩区岩浆在因不同，南岩区岩源为ＭＯＲＢ地幔和长期富集型地幔熔融混合而成，北岩区为ＭＯＲＢ和近期亏损型地幔熔融混合而成。

岩浆成因榍石微斑晶的稳定性及其意义

本文通过对藏东玉龙斑岩铜矿带花岗岩类的研究,首次提出在Ni-NiO反应控制的fO_2条件下,岩浆中CaO,TiO_2与SiO_2的相对活度是影响岩浆成因榍石微斑晶稳定性的主要因素,给出由全岩化学成分判别出现榍石微斑晶的必要条件是CaO和TiO_2的实际浓度大于由CaO(mol%)=0.25 SiO_2(mol%)-17.15和TiO_2(mol%)=0.0347 SiO_2(mol%)-2.4045所计算的浓度。同时讨论了榍石稳定性对岩浆成分依赖关系的实际意义。

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。