中国东南部晚中生代—新生代玄武岩与壳幔作用

中国东南部的火山活动在早中生代时期仅有很小规模,晚中生代最早的、较大规模的岩浆活动始于中侏罗世早期,至早白垩世是火山岩浆活动的鼎盛期,在近100个Ma的时间内形成了大面积分布的晚中生代火山-侵入岩,而在新生代则以面积较小的玄武岩浆喷出活动为主,局限分布于沿海一带.以晚中生代湘南、赣南和闽西南的近EW向火山岩带和浙、闽沿海地区的近NNE向火山岩带,以及新生代近NNE向火山岩带为研究对象,对这些火山岩的地球化学特征对比研究,结合时空分布,讨论了它们的起源及其与壳幔相互作用的关系,以及它们形成的构造环境,其结果显示,EW向晚中生代火山岩带(180～170 Ma)的西段玄武岩独立产出,且明显属碱性系列;而中段和东段玄武岩和流纹岩伴生,其中的玄武岩均为亚碱性系列的拉斑玄武岩.它们形成于板内拉张构造环境,是中国东南部特提斯构造域向太平洋构造域转换、晚中生代大规模岩浆作用的序幕.研究表明,该火山岩带自西向东表现出不同程度的壳幔相互作用,玄武岩在成岩过程中有少量陆壳组分加入.NNE向晚中生代火山岩带(130～90 Ma)主要为流纹质岩石,安山岩和玄武岩很少.即使是双峰式火山岩也以酸性岩为主,玄武岩仅占全部火山岩体积的30%以下.其中的玄武岩主要属钙碱性系列,少数属拉斑系列.它们形成于火山弧构造环境,是中国东南部受太平洋构造域影响发生大规模火山岩浆作用的主旋律.其中玄武岩岩浆成分受到了较高程度的陆壳物质混染,同时代的中性火山岩是由底侵的玄武岩岩浆和陆壳物质来源的酸性岩浆发生岩浆混合作用而形成的,反映了强烈的壳幔相互作用.NNE向新生代火山岩带,分布在浙闽沿海,以碱性系列玄武岩为主,均含幔源包体,并受NNE向大陆边缘断裂构造的控制.它们形成于板内裂谷环境,是中国东南沿海由晚中生代火山弧构造环境转换为新生代板内裂谷环境的标志,起源于软流圈地幔,并有EMII岩石圈地幔的混合组分,但基本没有受到陆壳物质的混染.

中国东南部新生代岩石圈地幔研究

利用中国东南部新生代玄武岩中约 2 0 0个深源捕虏体 ,试图认识该区岩石圈地幔的成分特征 ,了解其经历的地幔作用过程 .通过电子探针 (EMP)和激光探针 (LAM ICPMS)微束技术 ,对具代表性的深源捕虏体中的矿物进行了主量元素和微量元素地球化学分析 ,结合全岩主量元素地球化学特征 ,提出中国东南部元古代地壳之下主要为新的饱满型地幔 ,而这种新生代岩石圈地幔的形成与该区晚中生代以来软流圈上涌、岩石圈减薄和伸展作用密切相关 .

广东麒麟新生代玄武质角砾岩筒中岩石包体的研究

本文以广东麒麟玄武质角砾岩筒中的各种岩石包体为研究对象，通过详细的岩石学研究，按岩石类型将包体划分为四类：即橄榄岩、辉石岩、辉长岩质麻粒岩、花岗岩和火山－沉积岩，并依据包体的岩石地球化学特征，讨论了它们的成因；其中辉长岩质麻粒岩是来自本区下地壳的样品，是由上地幔部分熔融产生的熔体“底侵”于地壳底部结晶，又经变质作用的产物。同时，本文结合实测的和计算的地球物理参数，讨论了该区的岩石圈分层。

安徽庐枞中生代富钾火山岩成因的地球化学制约

庐枞中生代火山岩产于下扬子断裂坳陷带的继承式火山盆地中,主要为一套以粗面玄武岩-玄武粗安岩-安粗岩-粗面岩为主体的偏碱质中基性岩石组合。化学成分上具有富碱、富钾、富轻稀土及大离子亲石元素(如Rb、Th、Pb)和贫高场强元素(如Nb、Ti)等特点。在郯庐断裂中南段及其邻近地区的中生代火山岩中,庐枞盆地火山岩的特征最接近钾玄岩系火山岩。这套火山岩具有较高的ISr值(0.70570～0.70653)及偏低的εNd(t)值(-5.01～-9.96)。火山岩产出地质背景的全面分析及元素-同位素的综合示踪,排除了岩浆上升过程中存在强烈的地壳物质的混染,富钾火山岩的岩浆源区应为受俯冲板片析出流体交代作用所形成的富集地幔(EMⅠ)。

中国东南沿海中-新生代玄武岩微量元素和Nd-Sr-Pb同位素研究

本文对中国东南沿海不含幔源包体的中生代玄武岩和含幔源包体的新生代玄武岩进行了微量元素和Nd-Sr-Pb同位素对比研究。中生代玄武岩呈Ta、Nb和Hf负异常,低Ce/Pb、Nb/U比值和高La/Nb比值,与岛弧火山岩和陆壳岩石的微量元素特征相类似,说明在岩浆生成和上升过程中,幔源组分受到了陆壳组分的混染。新生代玄武岩呈Ta、Nb正异常和Pb负异常,高Ce/Pb、Nb/U比值和低La/Nb比值,与海岛玄武岩(OIB)相类似,Nd-Sr同位素成分与夏威夷玄武岩类似,因而它们未受明显的陆壳混染。143Nd/144Nd与206Pb/204Pb之间的负相关关系和87Sr/86Sr与206Pb/204Pb之间的正相关关系说明本区新生代玄武岩起源于中等亏损程度的软流圈地幔,并与EMII富集地幔组分发生了混合。

鲁西中、新生代镁铁质岩浆作用与地幔化学演化

镁铁质火成岩作为分布最为广泛的典型幔源岩石,已成为探索地幔化学性状及示踪岩石圈深部过程的主要研究对象.通过对典型样品元素-同位素组成的系统测定,并结合前人已有资料,综合研究了鲁西中生代和新生代镁铁质岩石的地质与地球化学特征.研究结果表明,中生代镁铁质火成岩总体具有富轻稀土和大离子亲石元素、贫高场强元素、ISr值变化范围大(0.70396～0.71247)、εNd(t)值显著偏低(-9.20～-21.21)的地球化学特征,但该区南部和北部的中生代镁铁质岩石在元素-同位素组成上仍存在一定差别,主要表现在南部较之北部镁铁质岩石具有更高的稀土总量(REE为325.52×10-6～555.75×10-6)和轻、重稀土比值(LREE/HREE=17.75～25.97),以及更高的LILE/HFSE比值(如La/Nb=6.37～13.85,Th/Nb=0.52～1.53).南部镁铁质岩石较之北部镁铁质岩石也更富放射成因锶,ISr值分别为0.70844～0.71247和0.70396～0.70598.元素-同位素综合示踪指示鲁西中生代地幔总体具有因岩石圈大规模拆沉作用形成的EMⅠ型富集地幔特征,但其南部叠加了因深俯冲而进入地幔的扬子陆壳的影响,因而表现出EMⅠ和EMⅡ组分混合的富集地幔特征.新生代玄武岩具有类似于大洋玄武岩的地球化学特征,其源区应为亏损的软流圈地幔,但在部分熔融形成岩浆之前遭受了近期的交代作用.自中生代至新生代,华北克拉通地幔具有由富集向亏损演变的趋势,这一化学性状的演变最可能是中生代以来岩石圈大规模拆沉作用,导致软流圈地幔上涌并对原有岩石圈地幔再改造所致.

浙东晚中生代壳幔相互作用的新例证——新昌儒岙辉绿岩-花岗岩复合岩体的年代学与地球化学

在浙东新昌地区,新发现了一个由辉绿岩和花岗岩组成的复合岩体。辉绿岩主要由斜长石(An=45～55,50%～60%)、普通辉石(20%～30%)、普通角闪石(10%～15%)等组成,全岩 Ar-Ar 同位素年龄为109.1±2.8Ma;花岗岩主要由石英(25%～30%),钾长石(50%～60%),斜长石(An=20±,10%～15%)及少量的黑云母(<5%)组成,锆石 SHRIMP U-Pb 年龄值为129～109Ma,其最小年龄值109Ma 与辉绿岩的相同,证明辉绿岩和花岗岩近同时冷凝固结。在岩石地球化学上,它们同属钙碱性岩石系列,具有轻稀土元素和大离子亲石元素富集、高场强元素亏损等特点,稀土元素、微量元素配分型式基本相同,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i=0.7074～0.7079,ε_(Nd)(t)=-3.5～-4.4,指示它们的微量元素和同位素发生过充分的交换。这与浙东晚中生代玄武岩-流纹岩复合岩流的相似,也与福建沿海同时代复合火成岩的基本一致。它们是起源于受消减作用影响的岩石圈地幔部分熔融而产生的玄武岩浆底侵,并与深融的壳源花岗岩浆相互作用的结果,是壳幔作用的产物。新昌复合岩体的发现与研究,为研究浙东地区和浙闽沿海的壳幔作用和构造-岩浆作用提供了一个新的实例。

安徽女山地幔橄榄岩捕虏体的同位素组成:中国东部新生代岩石圈地幔时代制约

位于安徽省境内的女山新生代碱性玄武岩中含有大量而且类型丰富的地幔橄榄岩包体,主要类型有尖晶石相、石榴石相、尖晶石-石榴子石过渡相二辉橄榄岩以及少量的方辉橄榄岩,其中部分尖晶石二辉橄榄岩样品中出现富含挥发分的角闪石、金云母和磷灰石。本文选择该区的尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩包体进行了较为详细的岩石学、矿物学、地球化学研究工作。结果显示,除2个方辉橄榄岩表现难熔特征外,其它25件尖晶石相二辉橄榄岩均具有饱满的主量元素组成。二辉橄榄岩样品的Sr-Nd-Hf同位素均表现为亏损地幔的性质,不同于古老克拉通型难熔、富集的岩石圈地幔。富含挥发份交代矿物的出现以及轻稀土元素不同程度的富集,表明女山岩石圈地幔经历了较为强烈的交代作用,然而Re-Os同位素及PGE分析结果表明交代作用并没有显著改变Os同位素组成。二辉橄榄岩样品均具有较高的Os同位素组成,结合其饱满的主量元素组成,亏损的同位素特征,表明女山地区岩石圈地幔整体为新生岩石圈地幔。但1个方辉橄榄岩样品给出了较低的Os同位素比值0.1184,其Re亏损年龄为1.5Ga,它可能来自于软流圈中残留的古老难熔地幔。

浙东南地区晚中生代“祝村组”的解体：相关火山岩形成时代及岩石成因

浙东南沿海小雄盆地中"祝村组"火山岩的年代学研究表明,其形成时代(128Ma)不仅老于其上覆的上火山岩系(110~88Ma),还老于本应在其下伏的九里坪组(122~120Ma)而与区域内西山头组时代相同(130~128Ma)。"祝村组"火山岩的锆石Hf同位素组成表现出富集的特征并具有古元古代的地壳模式年龄(εHf(t)=-16.4^-13.6,tDM2=2.01~2.09Ga),同样与磨石山群下部地层如西山头组相似。结合火山碎屑岩-流纹岩的岩石组合以及区域地质特征,本研究认为"祝村组"的建组理由不充分,建议将其解体。同时,"祝村组"火山岩富集的Hf同位素组成表明其源区为较为纯粹的古元古代地壳基底物质,进一步暗示相对内陆地区的下岩系早期火山岩形成过程中已有较明显的亏损幔源物质参与,这是以往研究中未明确识别出的。浙东南地区晚中生代火山岩岩石成因中底侵幔源物质贡献比例的升高和火山碎屑岩-流纹岩-双峰式火山岩岩石组合均暗示了逐渐增强的岩石圈伸展应力环境,这可能与古太平洋俯冲板片的后撤作用密切相关。

中国东南新生代玄武岩中麻粒岩相捕虏体的新发现及其意义

本文报道了在中国东南地区女山、桂子山、西垄和麒麟等地新生代玄武岩中新发现的麻粒岩相捕虏体。研究显示女山存在多种岩石类型的捕虏体,其中本次研究新发现的石榴子石麻粒岩与二辉麻粒岩在矿物化学和形成条件上明显不同。石榴子石麻粒岩的次透辉石（富Al2O3,Na2O） 、紫苏辉石（富Al2O3）形成于较深（>40km）的下地壳,厚的地壳和较低的地温梯度（20～24℃/km）表明当时女山处于相对稳定的克拉通环境;女山二辉麻粒岩的次透辉石和紫苏辉石（贫川Al2O3,Na2O）形成于较高地温梯度（31～34℃/km）的构造背景,指示当时女山处于活动大陆边缘或裂谷环境。复杂的岩石类型和不同的形成条件表明女山的下地壳是由多期岩浆活动的产物组成。广东麒麟和雷州的二辉麻粒岩的次透辉石以低Al2O3和低Na2O为特征。温压估算显示它们形成于较浅部（23～27km）和高地温梯度的地质背景,指示当时华南处在强烈的拉张减薄的构造环境。浙江西垄和新昌的麻粒岩捕虏体的矿物学特征和形成条件介于女山和广东的麻粒岩捕虏体之间。女山麻粒岩捕虏体的岩石组合和形成条件与华北太古代麻粒岩地体和汉诺坝麻粒岩捕虏体相似,而与华南的明显不同,表明女山的下地壳隶属于华北板块。在华南沿海从北到南基性麻粒岩的发现,显示中生代基性岩浆的底?

山东昌乐新生代碱性玄武岩中的巨晶单斜辉石成因研究

山东昌乐新生代碱性玄武岩中除斑晶单斜辉石和基质单斜辉石外,还发育大量巨晶单斜辉石和同源斜方辉石捕掳晶。巨晶单斜辉石与玄武岩间发育复杂和简单两种类型的反应边。复杂反应边往往发育在颗粒较大的巨晶单斜辉石外围。复杂反应边可分为4个带:内部带、过渡带、外部带和边缘带,其中,内部带、过渡带和外部带均由具不同结构特征的单斜辉石+熔体+金属氧化物构成,边缘带为不含熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石;内部带的单斜辉石具梳状构造,过渡带的单斜辉石具细密筛孔构造,外部带为具似砂钟构造的筛孔状单斜辉石。反应边中单斜辉石、熔体及金属氧化物的成分显示,只有内部带受到单斜辉石巨晶的影响,其余带均受玄武岩浆的制约。简单反应边往往发育在颗粒较小的巨晶单斜辉石外围。简单反应边仅发育不合熔体和金属氧化物的干净的单斜辉石。巨晶单斜辉石的反应边是巨晶与玄武岩浆间温度差造成的。在与玄武岩浆反应的过程中,大颗粒的单斜辉石巨晶需要较长的时间与玄武岩浆达到温度平衡,从而有足够的时间发育包含4个带的复杂反应边;反之,由于缺乏足够的反应时间,小颗粒单斜辉石巨晶的外围只发育不合熔体和金属氧化物的简单反应边。同源斜方辉石捕掳晶的成分与地幔二辉橄榄岩包体中的斜方辉石类似,其边部发育类似于Bowen反应(1956)形成的单斜辉石环边。在单斜辉石Al^v-Al~Ⅵ图解上,巨晶单斜辉石、二辉橄榄岩包体中的单斜辉石以及部分单斜辉石斑晶的核部,均位于较高压力的"麻粒岩和玄武岩中包体"区域,反应边中单斜辉石、基质单斜辉石以及绝大部分斑晶单斜辉石位于"火成岩"区域,说明部分斑晶单斜辉石核部来源于地幔二辉橄榄岩,属于捕掳晶。结合单斜辉石结晶压力的估算,笔者认为巨晶单斜辉石的成因模式为:来自软流圈的碱质基性熔体上侵到地幔岩石圈下部,结晶形成单斜辉石巨晶,后来该熔体携带巨晶单斜辉石与来自上地幔岩石圈、夹带大量二辉橄榄岩包体以及斜方辉石(和单斜辉石)捕掳晶的玄武岩浆混合,巨晶单斜辉石随混合后的碱性玄武岩浆上升、喷出地表。

中国东南部晚中生代A型花岗岩类与古太平洋板块俯冲-后撤

本文综述了中国东南部晚中生代A型花岗岩类的分布和成因的研究进展。按其形成时代和空间分布,将该区的A型花岗岩类分为4个带,即赣南-闽西南带、湘桂粤带、赣杭带和沿海带,并进行了年代学、地球化学和岩石组合的对比分析。在此基础上,讨论了4个分带的形成与古太平洋板块向中国东南大陆俯冲和后撤的过程。

闽东南晚中生代岩浆混合作用:平潭火成杂岩的岩石学证据

有关野外地质、岩相学和岩石地球化学等资料,证实福建平潭火成杂岩由高铝玄武岩浆和花岗岩浆经过不同程度的机械混合和化学混合形成。对这一火成杂岩体成因的认识,为研究中国东南部晚中生代钙碱性岩带中诸如基性岩石和酸性岩石的时空复合等问题,提供了一个新的思路。

高铁镁S型花岗岩成因剖析——以华南早古生代金溪花岗岩为例

S型花岗岩是大陆上地壳分布最广泛的火成岩,般被认为起源于古老变质沉积岩的部分熔融。近年来,越来越多的研究指出世界上有些S型花岗岩,比如南非Cape花岗岩岩基、美国Cardigan岩体以及中国九岭岩体等.

闽北东坑火山盆地白垩纪火山—侵入杂岩的岩石成因与金成矿

火山岩和侵入岩是许多浅成低温热液型金矿床成矿物质和流体的重要来源。中生代时期华南陆块经历了强烈的岩浆—热液活动,在中国东南沿海地区形成了大量的火山—侵入杂岩和浅成低温热液金矿。笔者等选取该区研究程度较低的闽北政和县东坑火山盆地为研究对象,利用岩相学、年代学、全岩地球化学、Sr—Nd—Hf同位素等方法,来探讨该火山盆地中火山岩和侵入岩的成因联系、岩浆演化过程以及它们与盆地内同时期金矿的关系。东坑火山盆地由多种岩性的火山岩和空间上与其密切共生的浅成侵入相花岗斑岩、石英二长斑岩,以及携带暗色微粒包体的花岗岩脉组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,东坑的火山岩和侵入岩均形成于白垩纪(101.0±0.9~97.3±1.2 Ma),其全岩Sr—Nd同位素组成较均一[n(^(87)Sr)/n(^(86)Sr)]_(i){=0.7085~0.7104;ε_(Nd)(t)=-8.83~-7.34},但锆石Hf同位素组成变化范围较大[ε_(Hf)(t)=-14.0~3.3]。岩石地球化学特征显示,该盆地火山—侵入杂岩为富碱、富钾的准铝—弱过铝质岩石,这些岩石具有连续线性变化的主量元素特征、右倾的稀土配分曲线、弱至中等的Eu负异常(Eu/Eu∗=0.19~0.83)、较高的氧逸度(lgfO_(2)=-17.44~-4.18)以及大离子亲石元素Rb、K、Pb富集,高场强元素Nb、Ta、Ti亏损的特征。综合年代学及岩石地球化学特征,认为东坑火山盆地中的火山—侵入杂岩是在古太平洋板块俯冲后撤的伸展构造背景下,幔源岩浆上涌促使地壳源岩发生重新熔融并与之混合,不断演化,最终侵位于地壳浅表的产物。岩浆的源区组成、结晶分异和高氧逸度条件等共同造就了该盆地及周围同时期金的成矿。

中国东南部下地壳物质与花岗岩成因探索

在中国东南部中－新生代玄武质岩石中陆续找到了来自下地壳的辉长岩质麻粒岩／辉长岩深源捕掳体。本文着重研究了沿海地区广东麒麟新生代玄武质角砾岩筒中的辉长岩质麻粒岩捕掳体，并与内陆湖南道县早中生代玄武质角砾岩筒中的辉长岩、花岗片麻岩捕掳体作了比较。研究表明，辉长岩质麻粒岩是底侵作用形成的基性岩浆底垫于下地壳，并经变质作用的产物。底侵作用是重要的壳－幔作用过程，也是中国东南大陆边缘陆壳演化的重要过程。Ｓｍ－Ｎｄ同位素定年显示，中国东南大陆边缘底侵作用物质在地壳底部的结晶年龄约为１１２．３±１７．８Ｍａ，属晚中生代时期。此外，底侵作用在不同大地构造域的发育程度是不一致的，底侵作用发育强弱的标志是基性火山岩是否发育。

壳幔作用与花岗岩成因——以中国东南沿海为例

笔者在近年来的中国东南沿海花岗岩成因研究中，注意到下地壳之下的岩石圈地幔与下地壳之间必然有着十分密切的关系，认识到壳幔作用的重要形式是发生于壳幔接口的玄武岩浆的底侵作用，它涉及地幔对地壳在“成分”和“热”两方面的贡献。研究表明，本区底侵作用十分发育，是中国东南大陆边缘陆壳演化的重要过程。中国东南部晚中生代早期形成的花岗岩多为 Ｓ型花岗岩，它们主要是板块强烈挤压作用导致地壳增厚，陆壳重熔形成的岩石。而且这期大规模花岗岩浆活动是与弧后拉张、岩石圈减薄、软流圈上涌作用直接有关，早期太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲对大陆裂解起了诱导作用。中国东南部晚中生代缝合带的年龄为１００ ～１１０ Ｍａ ，可能代表了晚中生代构造岩浆作用由“挤压地壳增厚○陆壳重熔”向“拉张岩石圈减薄双峰式岩浆作用”机制的转变年龄。

新时期花岗岩研究的进展和趋势

本文概述了最近十余年国内外花岗岩研究的进展,列举了一些国内外学者近十年在花岗质岩石成因和大陆演化研究方面所取得的重要成果,突出了岩浆演化精细过程研究的新成果和新进展。围绕岩体的累积生长和火山岩-侵入岩之间的联系,结合近些年花岗岩的研究前沿,具体分析了中国东南沿海花岗岩及相关岩石研究的新动向和关键科学问题,以期为我国花岗岩研究下一步工作的开展提供有益建议。

花岗岩中的钾长石巨晶:以南岭佛冈花岗质杂岩体中微斜长石巨晶为例

野外地质观察和岩石显微结构研究表明 ,佛冈花岗质杂岩体中微斜长石巨晶是岩浆结晶的产物 ,不是交代斑晶 ,也不是变斑晶。它们与基质中的微斜长石构成双峰式粒径 ,反映了岩浆的两阶段结晶历史。由于微斜长石是钾长石的低温变体 ,因此一种可能的机制是佛冈花岗质杂岩岩浆在侵位和基本固结后 ,冷却缓慢 ,使早结晶的正长石转变为微斜长石。此外 ,在新近的研究中 ,还发现了罕见的、但在佛冈花岗质杂岩体中为数不少的“十字”贯穿式双晶微斜长石 ,以及微斜长石巨晶的“环斑”和“珠边”结构。

花岗岩研究进展

花岗岩的起源、形成的物理化学过程、结晶和分异、矿物-化学成分多样性、时空演变等是当前花岗岩研究的主题。矿物微区原位同位素分析,特别是锆石原位微区U-Pb和Hf-O同位素分析,以及岩浆作用的物理过程实验模拟是重要的研究手段。近年来,不同类型花岗岩起源和演化过程认识的深入,得益于对与花岗岩及其伴生的其它相关岩石研究的突破,以及锆石原位U-Pb和Hf-O同位素分析技术的应用。本文结合国内外花岗岩研究进展,综述了我国东南部华夏陆块上花岗岩研究中的一些问题。