青藏高原中部中生代OIB型玄武岩的识别:年代学、地球化学及其构造环境

目前对青藏高中部的蛇绿岩类型、形成环境及其深部地幔源区特征还缺乏很好的约束。在区域地质调查基础上,本文展示了青藏高原中部龙木错—双湖缝合带嘎错玄武岩、班公湖—怒江缝合带多玛、塔仁本玄武岩及那曲盆地西侧中生代玄武岩的单斜辉石Ar-Ar测年、锆石SHRIMP定年和地球化学及Sr,Nd,Pb同位素数据,以约束形成这些玄武岩的时代、构造环境和地幔源区特征。目前的数据表明:1羌塘双湖嘎错枕状玄武岩单斜辉石的中温坪年龄为232.5±2.4Ma,可能指示嘎错玄武岩浆活动发生于中三叠世晚期,班公湖—怒江缝合带多玛枕状玄武岩、塔仁本玄武岩浆活动时代大约在早白垩世中晚期(110Ma左右);2在这些蛇绿混杂岩带中的玄武岩显示OIB而不是MORB型地球化学特征,双湖嘎错玄武岩的地球化学特征介于峨眉山高Ti玄武岩与夏威夷碱性玄武岩之间;中晚三叠世那曲嘎加组玄武岩的地球化学特征非常类似于夏威夷碱性玄武岩;班公湖—怒江缝合带内的早白垩世多玛玄武岩和塔仁本玄武岩的地球化学特征在很大程度上可比于夏威夷碱性玄武岩;3双湖嘎错OIB型玄武岩可能形成于以增生楔为基底的裂谷环境而不是以洋壳为基底的大洋板内环境,那曲嘎加组OIB型玄武岩很可能形成于以弧内—弧前沉积物为基底的陆棚—陆坡环境下的裂谷背景,塔仁本和多玛OIB型玄武岩形成于以洋壳为基底的洋岛环境,这表明班公湖—怒江洋壳在大约110Ma时尚未彻底消亡,可能暗示班公湖—怒江洋盆的关闭时间明显晚于晚侏罗世—早白垩世早期闭合的早期认识;4地球化学指标显示青藏高原中部中生代玄武岩未受到地壳物质或很少受到陆下岩石圈物质改造,一些相对新鲜样品的Nd,Pb组成似乎可以用来代表其地幔源区的成分特点,其高206Pb/204Pb比值(>18.5)指示羌塘双湖中晚三叠世嘎错玄武岩、班公湖—怒江缝合带早白垩世洋岛玄武岩所代表的中生代特提斯地幔很可能不具“Dupal”异常。然而,由于研究程度的限制和缺乏更多的可靠数据,这种观察还需要进一步确认。

西秦岭甘加地区OIB型钾质拉斑玄武岩的发现:对西秦岭晚中生代大陆裂谷作用的启示

西秦岭晚中生代火山岩出露于青海省泽库县多福屯地区、甘肃省夏河县红墙和甘加地区。初步研究表明,甘加火山岩属于一套钾质拉斑玄武岩。该玄武岩富集REE、LILE及HFSE,但轻、重稀土元素分馏程度及不相容元素含量均略低于典型OIB和西秦岭晚中生代钠质碱性玄武岩。岩浆起源于软流圈释放的小体积富挥发份硅酸盐熔体交代形成的富集岩石圈地幔,并在上升中经历了较大程度的镁铁质矿物的分离结晶作用。岩石具有典型的陆内OIB成因特点,既不同于前人提出的甘加海山玄武岩,也不属于"二叠纪隆务峡—甘加蛇绿岩"组成部分,而与西秦岭晚中生代钠质碱性玄武岩均为大陆裂谷系OIB型岩浆作用的产物。甘加玄武岩可能具有比较复杂的岩石组合,跨越了晚古生代到晚中生代的一个较长时间范围。西秦岭晚中生代的大陆裂谷作用夭折于岩石圈拉张的早期阶段,它的出现及研究区广泛发育的近SN向或NW向断裂,可能是贺兰—川滇南北构造带与大型走滑断裂系复杂叠加并相互影响与改造的表现。

雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩OIB型玄武岩的厘定及其形成环境

雅鲁藏布江缝合带(YZSZ)西段分为两支,南带蛇绿岩的成因对整个缝合带的性质和构造背景的探讨起到十分关键作用,但由于地区偏远、交通不便,研究程度一直十分薄弱。本文报道了南带的东波蛇绿岩中洋岛型玄武岩及有关沉积岩的发现和成因探讨。东波蛇绿岩主要由地幔橄榄岩(方辉橄榄岩、含单辉方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩)和上覆火山-沉积岩组成,未见堆晶岩和枕状熔岩等典型洋壳端元。火山-沉积岩盖层为一套稳定的海相层序,主要由硅质灰岩、红色硅质岩等沉积岩和玄武岩和玄武火山碎屑岩组成。OIB型玄武岩的特征表现为低SiO2和MgO,高TiO2、P2O5和(K2O+Na2O),富集Nb、Ta,亏损Th、K、Pb、Sr。微量元素和Sr、Nd、Pb同位素数据显示,该玄武质源区来自石榴石尖晶石二辉橄榄岩2%～5%的部分熔融。成分研究显示,硅质岩形成于大陆边缘环境,为洋岛或海山和大陆边缘物质在生物作用下形成的。以上证据表明,东波火山-沉积岩层序具有典型海山特征,与世界上典型的地幔柱型蛇绿岩可对比,属于地幔柱热点活动的产物。因此,可以认为,地幔柱热点在与冈瓦纳大陆北缘岩石圈地幔相互作用过程中,不但促使YZSZ西段南带(达巴-休古嘎布)特提斯洋盆打开,还可能与YZSZ蛇绿岩中普遍包含金刚石等异常地幔矿物群有直接的动力学关系。

秦祁昆结合部晚三叠世OIB型玄武岩岩石学、地球化学及SHRIMP锆石U-Pb年代学研究

秦祁昆结合部夏河县八角城作海枕状玄武岩,不整合于中二叠统大关山组生物灰岩之上。枕状构造保存完好,气孔、杏仁构造发育,具斑状结构。斑晶主要为橄榄石,其次为斜长石和辉石;基质由板条状斜长石微晶、粒状辉石、橄榄石及钛铁矿等矿物组成。橄榄石斑晶发生伊丁石化、滑石化和绿泥石化,部分橄榄石完全被伊丁石化。TiO2质量分数为1.99%～2.24%,Mg#值为58～64,∑REE为(106～119)×10-6,LaN/YbN为5.6～7.1,富集Nb、Ta、Zr,以及Rb、Ba、Th、U、K等元素,高Nb/Y低Zr/Ti,并且呈现出与夏威夷、土耳其等地区OIB型碱性玄武岩相一致的稀土、微量元素配分模式曲线。橄榄石斑晶Fo值为82.73～84.57,w(CaO)均大于0.1%;斜长石斑晶An为64.72%～70.39%,基质中斜长石An为58.88%～61.53%,且斜长石斑晶较基质中斜长石呈现出低Si、Fe、Na、K、Ti和高Al、Ca特征。这些事实表明,形成该套岩石组合的原始岩浆曾经经历了橄榄石和斜长石等矿物的结晶分异作用。SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明,八角城作海玄武岩形成时代为晚三叠世Norian期((220.5±4.2)Ma)。结合区域地质资料,在秦祁昆结合部古特提斯洋于晚三叠世俯冲消减结束并进入陆-陆碰撞造山作用阶段,该时期陆-陆碰撞作用引发的岩石圈拆沉作用导致岩石圈的减薄,进而形成八角城作海OIB型枕状玄武岩。

藏南特提斯喜马拉雅带中段中侏罗统遮拉组OIB型玄武岩浆的识别及其意义

对特提斯喜马拉雅带中段中侏罗统遮拉组玄武岩进行了系统的岩石学、地球化学和同位素地球化学研究。结果表明:1遮拉组玄武岩以高钛[平均w(TiO2)=2.57%]、高铁[平均w(TFe2O3)=11.58%]、低镁[平均w(MgO)=4.06%]、富集LREE和高场强元素{[w(La)/w(Yb)]N、w(Nb)、w(Zr)平均分别为8.61,32.67×10-6,331.33×10-6}为特征,w(Ti)/w(V)(62.74～80.26)、w(Ti)/w(Y)(218.71～665.20)和w(Zr)/w(Y)(10.89～11.09)比值高,具有与OIB相似的主量元素和微量元素组成特征,同位素组成以高Sr{[n(87Sr)/n(86Sr)]i为0.712763～0.714765}、低Nd{[n(143Nd)/n(144Nd)]i为0.512417～0.512458}为特点;2遮拉组玄武岩为一套产于大陆边缘裂谷背景下的碱性玄武岩,没有经历地壳混染;3遮拉组玄武岩是地幔热柱或热点物质与岩石圈地幔物质相互作用的结果,对了解与雅鲁藏布江洋盆构造演化有关的一些关键地质问题可能具有重要意义。

特提斯喜马拉雅北带中段遮拉组OIB型玄武岩地球化学及岩石成因

遮拉组OIB型玄武岩分布于特提斯喜马拉雅北带中段,围岩为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。地球化学特征表明,岩石具有较明显的低K_(2)O、中MgO和高TiO_(2)、P_(2)O_(5)、TFeO特征,(La/Yb)_(N)值为3.79~12.50,δEu=0.92~1.12,其稀土配分曲线呈略右倾的轻稀土富集模式,在原始地幔标准化蛛网图上,富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素及Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素,为大陆边缘裂谷背景的具有OIB型地球化学特征的碱性玄武岩。遮拉组OIB型玄武岩与含石榴石、尖晶石二辉橄榄岩部分熔融(Gt>Sp)有关,显示出岩石圈地幔物质的印记。玄武岩中捕获锆石年龄可能说明其源区存在古老的大陆碎块。岩石成因模式可以解释为正在孕育的地幔柱诱导的上涌软流圈物质与岩石圈地幔物质混合后在拉张背景下发生减压熔融的产物,这种地幔热柱或热点可能与Kerguelen热点的早期活动有联系,岩浆演化过程中发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用。

北喜马拉雅带早侏罗世OIB型玄武岩发现:锆石U-Pb年龄、地球化学及岩石成因

早侏罗世库局OIB型玄武岩分布于北喜马拉雅带东端,其作为夹层产出于早侏罗统普普嘎组下部层位,围岩为粉砂质板岩、泥岩。代表性样品玄武岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,锆石24个分析点的n(^(206)Pb)/n(^(238)U)年龄为115.2~240.9 Ma,n(^(206)Pb)/n(^(238)U)加权平均年龄为190.8±1.2 Ma(n=16,MSWD=3.6),为早侏罗世早期,代表了岩浆的结晶时代。地球化学特征表明,岩石具有低K_(2)O、中MgO及高TiO_(2)、P_(2)O_(5)、TFeO特征,(La/Yb)_(N)为4.4~10.3,δEu=0.89~1.07,富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素及Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素,为大陆边缘裂谷背景的具有OIB型地球化学特征的拉斑玄武岩。库局OIB型玄武岩与含石榴子石、尖晶石二辉橄榄岩部分熔融(Gt>Sp)有关,显示出岩石圈地幔物质的印记。岩石成因模式可以解释为正在孕育的地幔柱诱导的上涌软流圈物质与岩石圈地幔物质混合后在拉张背景下发生减压熔融的产物,这种地幔热柱或热点可能与Kerguelen热点的早期活动有联系,岩浆演化过程中发生了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用,在侵位过程中遭受了一定程度下地壳混染。早侏罗世库局OIB型玄武岩的发现填补了北喜马拉雅带东端早侏罗世岩浆活动记录,为认识特提斯喜马拉雅带中段早侏罗世构造演化提供基础资料。

河南信阳地区龟山岩组新元古代变质玄武岩的地球化学特征、Sr-Nd同位素组成及地质意义

对信阳地区商丹断裂带南侧龟山岩组新元古代变质玄武岩进行了岩石学、地球化学及Sr-Nd同位素研究,分析结果显示该套玄武岩为亚碱性拉斑玄武系列,分为低Ti及高Ti两种类型:低Ti型较富Mg,不相容元素富集程度及稀土分馏程度较低,具有E-MORB的微量元素地球化学特征,Sr-Nd同位素组成相对富集,可能来自地幔柱引发的岩石圈地幔的部分熔融,并受到一定程度的地壳混染;高Ti型较富Fe,强烈富集不相容元素,具有OIB的地球化学特征,Sr-Nd同位素组成较为亏损,可能来自地幔柱的部分熔融,并较少受到地壳物质的影响。综合构造判别显示该套玄武岩可能为地幔柱伸展背景下的岩浆活动产物,可能为区域上沿商丹断裂带分布的中-新元古代局部伸展背景岩浆活动产物的组成部分。

特提斯喜马拉雅-印度地体初始裂解:来自藏南地区晚白垩世OIB型玄武岩的证据

长期以来关于喜马拉雅地体是否从印度大陆裂解以及何时裂解的问题存在较大争议,而藏南卡达地区新发现的晚白垩世枕状玄武岩为解决该问题提供了新的证据.卡达玄武岩位于卡达乡北侧,玄武岩呈北西西向不整合于中侏罗统遮拉组之上,锆石SHRIMP U-Pb同位素定年获得的成岩年龄为92.1±1.2 Ma,代表特提斯喜马拉雅地区晚白垩世时期火山活动.卡达玄武岩主量元素、微量元素分析结果显示,玄武岩为碱性玄武岩,轻重稀土明显分馏((La/Yb)N=5.7~7.1),无Nb-Ta、Eu、ZrHf负异常,以及高Fe、P、Ti含量,低(La/Nb)PM、(Th/Ta)PM比值特征.锆石εHf(t)值介于9.02~12.97,平均为10.50,地幔模式年龄tDM1为241~399 Ma.地球化学指标以及同位素组成显示卡达玄武岩为未受地壳混染的OIB型玄武岩,岩浆起源于含石榴石、尖晶石二辉橄榄岩的部分熔融.卡达玄武岩形成于特提斯喜马拉雅被动大陆边缘环境,被动大陆边缘的火山岩浆岩通常与大陆裂解有关,结合古地磁研究结果以及新特提斯洋盆演化证据,认为卡达玄武岩与特提斯喜马拉雅和印度地体的裂解有关,代表大陆地壳初始裂解的时间.

云南建水煌斑岩年代学和地球化学及其构造意义

华南大陆内部燕山期的岩浆事件可分为2期：燕山早期180~150Ma，燕山晚期140~80Ma。而处于扬子板块西南缘的滇黔贵等地，仅见有第二期晚白垩世中酸性侵入岩与相关成矿作用，缺乏第一期岩浆活动的时间记录。本文在滇东建水地区首次发现了麦地村煌斑岩，对其进行高精度LA?ICP?MS锆石U?Pb定年和主微量元素测试分析。结果显示煌斑岩的锆石U?Pb年龄为(158.4±2.4)Ma（MSWD=4.2），为晚侏罗世的产物，补充了该区较为空白的第一期岩浆热事件。麦地村煌斑岩不相容元素明显高于原始地幔，表现出不同程度的富集，大离子亲石元素Rb、Ba、Ce等富集程度不明显，高场强元素中U、Ta、Pb等表现出一定程度富集，LREE相对富集，HREE相对亏损，不具有Nb?Ta?Ti负异常的俯冲型配分曲线特征，具有明显的OIB型洋岛玄武岩稀土元素配分特征，为板内伸展环境下的产物。滇东地区发育中生代时期的NNE构造，早期NNE向褶皱叠加有后期同方向正断层。早期褶皱表现为SEE?NWW挤压应力作用下的构造特征，后期断层表现出同方向张应力作用下的特征。煌斑岩正是由于该区发生挤压之后伴随着一期应力松弛调整，伸展减压作用诱发地幔物质部分融熔，来自于深处的软流圈地幔流体与岩石圈地幔发生交代作用，形成富集型地幔，交代富集的岩石圈地幔局部受热、部分熔融，发生上升侵位。煌斑岩的侵位时间即是滇东地区中生代从挤压向伸展转换的起始时间。

深部地幔在白云凹陷的岩浆记录:基于BY7火山岩的地球化学研究

白云凹陷位于珠江口盆地西南端,新生代处于构造转换带,边界断裂附近的BY7井记录了多期岩浆活动,其中玄武安山熔岩（BY705~BY706）和玄武岩（BY701~BY704）位于恩平组层位和珠江组层位,分别是南海扩张前和洋中脊跃迁后的岩浆活动记录。地球化学研究表明恩平组火山岩SiO2含量为53.60%~54.21%,（Na2O＋K2O）为4.63%~5.16%,而珠江组火山岩则表现为较低的SiO2（47.26%~52.34%）、较高的全碱值（5.93%~6.98%）。所有火山岩表现出低稀土总量（∑REE=153.0~174.3μg/g）和明显的轻重稀土分馏（（La/Yb）N=10.1~13.5）特点,稀土元素和微量元素特征类似洋岛玄武岩（OIB）,富集大离子亲石元素（Rb、Ba、K）,高Pb低Nb/U值显示明显的陆壳成分混染,这与晚白垩世发生的岩石圈拆沉作用有关。火山岩形成于地幔热点构造环境,是富集地幔源区低度部分熔融产物。其中恩平组火山岩与深部地幔上涌有关,源区为OIB与MORB过渡型,并遭受俯冲流体交代作用和陆壳混染。珠江组火山岩属于板内碱性玄武岩,主要为OIB EMI型岩浆组分,推测为海南地幔柱上涌形成,也有陆壳成分混染。深部地幔上涌作用在南海初始张裂和后期演化过程中可能扮演重要作用。

中国东部新生代玄武岩高Fe/Mn比值的成因意义

中国东部新生代玄武岩普遍具有的高Fe/Mn比值(平均=68.6±11.5)与OIB型微量元素特征暗示高Fe/Mn比值与OIB型特征之间具有耦合关系.尽管单斜辉石分离结晶作用会引起玄武岩Fe/Mn比值增加,但对华北克拉通北缘的汉诺坝和南缘安徽境内新生代玄武岩的详细研究,发现这些玄武岩的高Fe/Mn比值无法单独用单斜辉石分离结晶作用解释,而必须存在高Fe/Mn比值原始岩浆.橄榄岩和辉石岩部分熔融实验研究和模拟计算结果表明,高Fe/Mn比值与OIB型特征之间的耦合关系应反映了地幔源区中存在的辉石岩组分,而不必求助于核-幔作用或高度亏损岩石圈地幔的再熔融作用.结合中国东部的岩石圈演化历史和新生代玄武岩Sr-Nd-Pb同位素组成,新生代玄武岩的高Fe/Mn比值和OIB型微量元素组成之间的耦合特征应是中国东部岩石圈演化过程中广泛的岩石圈物质再循环作用的记录.