大兴安岭中生代玄武岩的地球化学特征: 壳幔相互作用的证据

大兴安岭中生代玄武岩类由北区碱性系列岩石和南区亚碱性系列岩石组成， 主要活动时期为晚侏罗世至早白垩世， 在时间、空间上显示大体呈北北东向展布的环状 “热向斜构造”。北区碱性系列岩石高度富集轻稀土元素和大离子亲石元素， 其丰度类似于板内碱性玄武岩， 但明显亏损高场强元素这一特点又类似于火山弧钙碱性玄武岩。南区亚碱性系列岩石强烈亏损高场强元素的特征类似于火山弧钙碱性玄武岩， 但轻稀土元素和大离子亲石元素富集程度又类似于洋中脊拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩。显然， 大兴安岭中生代玄武岩系列显示地球化学双重性， 也就是既有板内特征又有火山弧特征， 既有富集特征又有亏损特征。这种地球化学双重性表明， 大兴安岭地区存在若干不同性质的地幔源： 富集性的、亏损性的、过渡性的地幔源。解释一个地区存在多元地幔源区模式的最佳方案是地幔柱。这种包含富集成分和亏损成分的地幔柱源区的形成是与古生代地质时期古亚洲域闭合过程中俯冲洋壳与亏损地幔相互作用的动力学、地球化学过程有关。

呼伦湖早白垩世碱性流纹岩的地球化学特征及其意义

大兴安岭呼伦湖一带的上库力组第 3段流纹岩具有高硅 (Si O2 =75.41 %～77.32 % )、富碱 (Na2 O+K2 O=7.98%～ 8.74% )、富 Y、Nb、Zr及低 Al、Mg、Ca、Ni、Cr、Ti和高 Ga/Al比值等特点 ,类似于 A型花岗岩 ,而与高度分异的 I型和 S型花岗岩有明显差别。该流纹岩的地球化学特征类似于 A1型花岗岩 ,且与该区 A型花岗岩同时 ,很可能是 A型花岗岩浆喷出相的产物。流纹岩的全岩 Rb- Sr等时线年龄 1 2 7± 5Ma,与伊列克得组玄武岩(1 2 5± 2 Ma)时代一致 ,两者构成了双峰式火山岩组合 ,形成于早白垩世岩石圈拉张环境。

大兴安岭北部伊列克得组玄武岩的地球化学特征

大兴安岭北部伊列克得组玄武岩类具有富碱 (K2 O+ Na2 O>6 .37% )、高 K2 O(2 .6 2 %～ 3.11% ) ,高 K2 O/ Na2 O比值 (0 .7～ 0 .8)和 Th/ Ta、Ce/ Nb、Ta/ Nb比值、以及强烈富集大离子亲石元素 (L IL E)和轻稀土元素 (L REE)的特征 ,属于钾玄质系列。低 Sr/ Nd比值 (13～ 17.5 )的特征类似于洋岛玄武岩 ,但其 Ta/ Hf,Th/ Ta比值特征及与 A型花岗岩共生等特征表明 ,钾玄岩形成于板内环境 ,考虑到各种因素可能产于大陆裂谷。钾玄质岩浆可能是富集的中生代岩石圈地幔

大兴安岭中生代两类流纹岩与玄武岩的成因联系

根据地质产状和地球化学特征大兴安岭中生代流纹岩类可划分为高Ti流纹岩和低Ti流纹岩。高Ti流纹岩类与亚碱性系列玄武岩类紧密伴生 ,两者在地球化学上构成连续变异系列。低Ti流纹岩类则与碱性系列玄武岩类构成地球化学双峰态。岩相学和地球化学研究表明 ,这两类流纹岩与该区同期玄武岩类有着密切的成因联系 :起源于地幔柱亏损成分的亚碱性系列玄武岩浆经过单斜辉石、斜长石、磷灰石、锆石的分离结晶 ,形成亚碱性系列低钾玄武岩→高钾玄武岩→高Ti流纹岩演化系列 ;起源于地幔柱富集成分的碱性系列玄武岩浆侵入下地壳 ,使下地壳岩石发生部分熔融 ,形成碱性系列玄武岩

长白山天池火山喷发序列研究

长白山天池火山周边的11个钻孔资料揭示了长白山天池火山的喷发序列和岩浆演化过程。天池火山的喷发序列分为3个旋回:早期旋回喷发于上新世至早更新世,对应着周边地区的造高原喷发,天池火山熔岩盾主体开始形成,岩浆演化顺序是粗面玄武岩到粗面岩;中期旋回是早更新世的玄武岩浆演化到粗面岩和粗安岩(相当于小白山组);晚期旋回是从更新世到全新世,老房子小山组的玄武岩演化到白头山组粗面岩及碱流岩。在粗面质岩浆喷发过程中,有寄生火山的玄武质岩浆伴随喷发。全新世内天池火山千年大喷发主体由碱流质火山碎屑堆积物构成,松散堆积物的钻孔堆积层序表明,天池火山在全新世至少发生过两期巨型造伊格尼姆岩喷发。

地壳岩石的失水熔融实验

以岩石粉末试样的熔融实验为基础的 Ｑ Ａｂ Ｏｒ Ａｎ Ｈ２ Ｏ 体系的相关系表明，地壳岩石的熔融作用遵循矿物相消失所制约的固 液相平衡规律。然而，地壳岩石块状样品开放体系的熔融作用，其熔融机制、矿物相转变、初熔液相成分、残余固相等方面，均与地壳岩石封闭体系的熔融作用有很大差别。石英闪长岩开放体系的熔融实验表明，岩石的熔融首先从含水矿物的脱水熔融开始，从而熔体成分由基性逐渐转变为中酸性，残余固相趋于超酸性。这一实验结果对大陆地区岩浆起源和深部地壳物质组成的研究可能有新的启示。

中国东北地区中生代火山岩的大地构造意义

中国东北地区中生代火山岩可划分为西部大兴安岭环状火山岩带、南部火山岩带和东部火山岩带，它们是古亚洲洋构造域向太平洋构造域转换时期不同构造环境的产物。西部大兴安岭环状火山岩带的形成与古亚洲洋闭合过程中壳幔相互作用引起的深部热地幔柱的上升有关，南部火山岩带与构造域转换时期走滑拉伸构造有关，而东部火山岩带则是太平洋板块斜向俯冲作用的产物。

基于MELTS模型的长白山天池火山岩浆演化过程的新认识

长白山天池火山是一座大型的复合式活火山,公元946—947年发生的大喷发和2002—2005年的岩浆扰动事件,使其受到社会和学者的高度关注。然而,目前对天池火山的岩浆演化过程,尤其是玄武岩—粗安岩—粗面岩—碱流岩的演化过程还未能获得良好的认识,存在诸多争议。文中通过大量野外工作,获得了天池火山各阶段的岩石样品,对其进行了全岩地球化学测试与分析。结果显示,不同喷发阶段的火山岩主量元素随着岩浆硅含量的上升有着连续渐变的趋势,稀土及微量元素的分布也具有一致性,反映了一个连续的演化过程。同时,文中基于MELTS模型对天池火山的岩浆演化进行了模拟,模拟结果与天池火山的演化过程具有良好的吻合性,并发现粗面岩向碱流岩的演化过程中除经历分离结晶作用外,还遭到了浅部地壳花岗岩的同化混染。这些对天池火山岩浆演化过程的新认识,加深了对天池火山发展演化过程的理解,也为未来火山喷发的灾害预警和监测数据解释提供了理论支撑。