大陆溢流玄武岩的地球化学特征及起源

快速上涌的大陆溢流玄武岩 (CFB) ,与大陆裂开存在密切的成因联系 .CFB总体岩石及地球化学成分均一 ,富集同位素及不相容元素 ,但一些样品含有明显的亏损成分 ,反映出普遍的地幔不均一性 .来自上下地幔边界及软流圈的地幔柱提供了CFB所需的主要物质和能量来源 ,地壳混染作用对CFB的成分影响不大 ,而受俯冲带脱水流体以及热地幔柱自身与围岩发生的交代作用影响 .交代岩石圈地幔对CFB产生重要影响 。

南秦岭元古宙西乡群大陆溢流玄武岩的确定及其地质意义

中元古代西乡群火山岩是南秦岭元古宙最老的火山岩系,以其大面积分布、具浅海-陆相火山岩组合、属大陆拉斑玄武岩系列,具大陆板内火山岩岩石地球化学特征及与大的基性侵入体共生等特点,可确认其属大陆溢流玄武岩系。西乡群火山岩具有较高的值及低-中等的(^(87)Sr/^(87)Sr)_i值,可判定其源区为与洋岛玄武岩相似的软流圈地幔柱源,在岩石圈较大程度的拉张作用下,上隆的地幔柱减压熔融,产生岩浆。扬子克拉通北缘南秦岭广泛发育中-晚元古代大陆裂谷火山岩系,显示在中-晚元古代该区有大规模大陆张性拉伸作用,晚元古代晚期至早古生代,这种张性拉伸作用发展为陆壳碎裂直至形成洋盆。西乡群大陆溢流玄武岩与扬子克拉通北缘的破裂有密切关系。

祁连山元古宙大陆溢流玄武岩

祁连山西段大面积分布的元古宙浅海相火山岩系是大陆裂谷火山作用的产物,属大陆溢流玄武岩系。岩石地球化学研究表明,它们具有高ε_(Na)值和低(^(87)Sr/^(86)Sr)_i值,系派生于岩石圈之下的地幔柱源,但也显示有岩石圈组分卷入的证据。它们的形成是地幔柱-岩石圈相互作用的结果,是北祁连山早古生代洋盆开启的前兆。

大陆溢流玄武岩省火山通道研究进展

大陆溢流玄武岩省火山通道的岩浆体积是其溢流喷发体积的3~10倍。其形态以横向运移的"碟状岩床"为主,也存在一些其他的形态。大陆溢流玄武岩省活动时,位于火山通道热接触变质晕位置的富有机质沉积物可以在热烘烤作用下释放巨量"热成因气体"。这些气体在全球性环境灾变以及大规模生物灭绝等方面具有重要意义。火山通道在火山盆地含油气系统的形成和破坏中也有重要作用。在塔里木盆地,利用工业的地震数据进行三维火山通道结构研究的时机已经成熟。

峨眉山大陆溢流玄武岩省苦橄质岩石的高镁橄榄石和高铬尖晶石及其意义

对峨眉山大陆溢流玄武岩省中新发现的苦橄质熔岩中的橄榄石、单斜辉石和铬尖晶石进行了电子探针分析,为了对比,同时也报道了燕山期苦橄玢岩相应矿物的电子探针分析结果,结果表明,苦橄质熔岩中的橄榄石相对富镁,其中的尖晶石则相对富Cr.利用橄榄石.熔体平衡原理恢复了原始岩浆的成分,结果表明,该富镁橄榄石的主岩——苦橄质熔岩可以代表原始岩浆成分,从而计算了其形成的温度压力条件:T=1600℃,P=4.5 GPa.如此高的温度指示了苦橄质熔岩的形成与地幔柱作用有关.同时结合有关实验,表明其源区为石榴石二辉橄榄岩.

大陆溢流玄武岩成矿体系与基韦诺(Keweenaw)型铜矿床

美洲基韦诺裂谷与峨眉山大陆溢流玄武岩是全球仅有的两个具完整成矿体系的暗色岩系。基韦诺裂谷位于三个不同块体的拼接位上 ,周边存在明显的岩石圈结构不连续界面。滇黔边界大规模的自然铜矿化与超大型基韦诺铜矿 (储量 5 0 0 0万吨 )有很大的相似性。年代学与地球化学资料表明成矿往往只与玄武岩喷发结束拖尾阶段的岩浆分异有关。高孔隙度的火山角砾岩、熔结凝灰岩、砾岩与砂岩提供了热液活动和铜沉淀空间。Fe2 + 向Fe3 + 转化和有机质存在为自然铜形成提供了还原条件。地质和地球化学证据均支持同生热液成矿的观点。

滇西施甸地区二叠纪卧牛寺组大陆溢流玄武岩的发现

施甸地区的卧牛寺组玄武岩分布广泛。通过近年的野外工作,发现施甸地区的卧牛寺组玄武岩中缺乏沉积夹层,其岩石学特征和地球化学特征均与峨眉山玄武岩相似,具有大陆溢流相喷发的特点。

大陆板内玄武岩数据挖掘:成分多样性及在判别图中的表现

通常认为,大陆溢流玄武岩(CFB)、裂谷玄武岩(CRB)、板内玄武岩(WPB)均产于板内构造环境,其地球化学特征与OIB类似,源于富集的下地幔,与地幔柱的活动有关。本文利用GEOROC数据库对全球CFB、CRB和WPB数据进行挖掘,发现上述三类玄武岩判别图投图几乎落入了全部的构造环境域,有些甚至主要落入MORB和IAB区,而不是落入WPB区。结果表明原先的玄武岩判别图的判别功能值得商榷,尤其对大陆玄武岩来说,许多判别图都存在问题。全体CFB、CRB和WPB的地球化学成分变化巨大,暗示其源区具有强烈的不均一性:部分CFB、CRB和WPB来自富集的地幔柱,仍然具有经典的OIB的特征;部分来自MORB的源区,与MORB的再循环作用有关;部分来自岛弧岩石圈之下的亏损地幔源区,以强烈亏损Nb-Ta为特征,类似岛弧玄武岩的地球化学特征。许多地区的大陆玄武岩可分为低钛和高钛两类,低钛玄武岩大多是亏损或强烈亏损的,而高钛玄武岩通常是富集型的。本文的研究表明,富集型大陆玄武岩可能来自富集的下地幔,而亏损的和强烈亏损的玄武岩可能来自具有MORB或岛弧特征的软流圈地幔。进一步指出,源区性质可能是大陆玄武岩多样性的主控因素,其次为部分熔融程度、熔融深度、结晶分离、陆壳混染以及AFC过程。

全球大陆裂谷玄武岩数据挖掘的初步结果

大陆裂谷是大陆内部的拉张地带,与地幔软流圈的隆升有关。大规模玄武岩浆侵位是大陆裂谷发展的重要特征。新生代大陆裂谷玄武岩(CRB)的时空分布表明,CRB绝大部分出现在更新世,暗示更新世可能是全球拉张最明显的时期。大数据研究表明,CRB与洋岛玄武岩(OIB)、大陆溢流玄武岩(CFB)的地球化学特征虽然存在一些差别,但总体上类似。与CFB和OIB相比,CRB的LILE和LREE更加富集,可能与岩浆混染程度较高及部分熔融程度较低有关。与OIB相比,虽然它们都是深源的,但是,CRB的源区深度可能略浅一些,而混染程度略高一些。

峨眉山玄武岩研究中的一些问题的讨论

峨眉山玄武岩是当前研究的热点 ,本文从以下方面论述了峨眉山玄武岩研究中存在的一些问题 :时空分布 ;岩石组合 ;高Ti和低Ti玄武岩 ;与其它典型大陆溢流玄武岩的异同点 ;与地幔柱的关系和地幔柱的起因。对这些问题提出了一些新的认识和解释 ,或者提出了解决这些问题的途径。这些问题的解决 ,对研究峨眉山玄武岩本身以及地幔柱

云南省丽江-宾川地区二叠纪玄武岩地球化学特征及其构造背景研究

在峨眉山大火成岩省中，宾川-丽江地区的溢流玄武岩厚度最大，发育较为完整。该区岩石ω（SiO2）（36．72％～51．44％），微量元素中不相容元素如大离子亲石元素K，Rb,Cs,Ba,Th富集；高场强元素Ta，Nd，Hf，Zr以及LREE含量低。它们的岩石地球化学性质呈现递变性，富集轻稀土和大离子亲石元素。具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征。为板内拉张玄武岩。通过对其进行岩石学和地球化学研究，系统分析该区玄武岩岩石地球化学及其岩浆活动特征。认为研究区玄武岩可划分为3个系列：高铗（ωMgO=12．3％～14．3％）、低镁（ωMgO=2．48％～7．53％）和过渡系列（ωMgO=10．4％～11．3％）火山岩。高镁系列玄武岩岩石接近原始岩浆的组成，岩浆源区可能为下地幔，形成深度大，源区地幔部分熔融比例小；低镁系列玄武岩受到较强的地壳混染作用的影响。显示出富集岩石圈地幔或地壳物质的参与，形成深度浅，熔融比例较大，可能有地壳物质混染；过渡系列介于前两者之间。根据玄武岩大地构造环境判别图解，确定玄武岩形成于大陆拉张环境，与地幔柱活动有关。

地幔柱、大火成岩省及大陆裂解——兼论中国东部中、新生代地幔柱问题

根据前人对地幔流体力学数值模拟、全球地震层析成像和火成岩方面的研究成果 ,详细叙述了地幔柱的基本特征 ,即 :地幔柱具有巨大的球状顶冠和细窄尾管的形态 ,具备高温、低粘的物理性质 ,来自 2 90 0km处核 /幔边界附近的“D”层 .大火成岩省 (LIP)是地幔柱到达地表最好的表现形式 .基于地幔柱、大火成岩省的基本特征 ,以及地幔柱和大陆解体的时空关系 ,通过对中国东部中、新生代火成岩的岩石学、地球化学和时空分布特征 ,以及这些火成岩产生的构造背景等方面的研究 ,认为中国东南地区中生代火成岩与典型的地幔柱有关的LIP的基本特征并不符合 ,不能把东南地区中生代火成岩作为典型的与地幔柱活动相关的大火成岩省的实例来看待 ;东北地区新生代火成岩不具备热点、地幔柱活动的典型特征 ,新生代火山活动与地幔柱活动可能没有直接关系 .

宾川-丽江地区二叠纪玄武岩岩石地球化学特征及其成因

通过对云南省宾川—丽江地区岩石学和地球化学研究,系统阐述了玄武岩岩石地球化学及其岩浆活动特征。认为研究区玄武岩可划分为高镁、低镁和过渡3个系列火山岩,其岩石地球化学性质呈现递变性,富集轻稀土和大离子亲石元素,具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,为板内拉张玄武岩。同时运用现代岩石成因理论探讨了玄武岩的地幔源区特征、岩浆过程及可能的形成机制。运用多个玄武岩大地构造环境判别图解,确定玄武岩形成于大陆拉张环境,与地幔柱活动有关。起源于地幔柱的岩浆与岩石圈相互作用,经历不同程度的壳源混染,形成系列玄武岩。

峨眉山玄武岩Sr、Nd、Pb同位素特征及其物源探讨

选择峨眉山玄武岩区 2个出露最全的云南永胜大迪里剖面和宾川上仓剖面进行了Sr、Nd、Pb同位素地球化学研究 .结果表明 ,少数样品的Pb同位素与Hanan和Graham定义的C组分相似 ,而大多数样品则不在C组分范围之内 ,说明除地幔柱物质外 ,有岩石圈物质的加入 .在多元同位素图解上 ,峨眉山玄武岩位于EMⅠ、EMⅡ和DMM三端元之间 ,表明其源区可以由地幔柱、富集的岩石圈地幔和地壳不同程度的混合来解释 .结合已有的微量元素资料分析 ,其中的地壳组分主要为下地壳 ,而早期玄武质岩浆在上升过程中由于通道不畅通 ,有较多的上地壳组分的混染 .岩石圈地幔的富集作用可能与地幔柱释放出的小体积富Na、P而贫K的流体交代作用有关 .粗面岩的同位素组成和玄武岩接近 ,说明粗面岩是玄武质岩浆分离结晶作用形成的 .

大火成岩省及其在古大陆重建及裂解研究中的应用

大火成岩省是地质历史上与地球深部过程(如地幔柱)密切相关的极端地质事件,以相对较短时期内形成规模宏大的板内幔源基性岩浆活动为主要特征,对研究全球性大气—海洋环境的巨变与生物灭绝、大规模成矿及超大陆的重建和裂解均有重要意义。从潘吉亚超大陆的裂解过程可以看出,尽管不是所有的大火成岩省都与大陆裂解有关,但几乎每一次重要的裂解事件都伴有大火成岩省的出现,因此大火成岩省对于研究前潘吉亚超大陆,特别是对于缺少古生物等重建标志,古地磁数据偏少的前寒武纪超大陆重建及裂解研究有重要价值。近20多年来随着年代学技术的进步及研究工作的不断深入,大火成岩省在古大陆重建及裂解方面取得了一些重要进展,并发挥了越来越重要的作用。前寒武纪大火成岩省由于经历了多次裂解事件改造及后期抬升剥蚀或覆盖的影响,现今保留的是一些分散在不同大陆上的大火成岩省残片或碎片。用大火成岩省开展古大陆重建及裂解的目标就是通过不同陆块大火成岩省或大规模基性岩浆活动的年代学、岩石学及地球化学对比,结合其他证据,恢复大火成岩省形成时的时空分布特征,据此来确定这些陆块在超大陆中的相对或绝对位置。与其他前寒武纪大陆重建标志相似,大火成岩省也有一些局限性及不确定性,因此应用大火成岩省开展古大陆重建及裂解研究中要与前岩浆期沉积地层中的特殊事件层(如冰碛岩、火山灰、黑色页岩、不整合面、古生物等)对比、岩墙几何学产状、基性岩浆事件序列对比、古地磁、大型构造(如造山带)对比及深部地球物理等多学科方法相结合。

塔里木二叠纪玄武岩的铂族元素特征及其对岩浆演化和硫化物成矿作用的启示

二叠纪大陆溢流玄武岩在新疆塔里木盆地中部及西部地区广泛出露,其覆盖面积达25万km2,它们与大规模辉绿岩墙、层状基性-超基性侵入杂岩体、超基性隐爆角砾岩筒、超基性岩脉和石英正长岩体以及双峰式岩墙等共同构成了约274～290Ma的塔里木大火成岩省。与俄罗斯的西伯利亚大火成岩省及我国西南部的峨眉山大火成岩省相似,在塔里木大火成岩省内已发现有不少铜镍铂族元素岩浆型矿床,这些矿床主要分布在塔里木盆地周缘的东天山、北山等地区。

赤峰地区新生代玄武岩的基本特征及成因

赤峰地区新生代玄武岩是中新世裂隙式火山活动产生的大陆溢流玄武岩，属于拉斑玄武岩系列，源区是软流圈上地幔。玄武岩是部分熔融和分离结晶过程联合作用的结果。先由地幔橄榄岩部分熔融产生玄武质岩浆。但岩浆在上升到大陆地壳内一定深度的岩浆房时，发生部分橄榄石的分离结晶作用。在部分熔融作用之后发生橄榄石分离结晶作用，可能是大陆溢流玄武岩的一种普遍现象。

峨眉山玄武岩成因新思考——天体撞击的对冲聚合效应

峨眉山玄武岩是目前被国内、国际唯一认可的大陆溢流玄武岩(CFB),关于其成因有很多解释,多数认为是"地幔柱"成因,但是也仅仅停留在地球化学的依据上,没有更多有说服力的证据。本文结合有关实验和数据论证"对冲聚合"理论的事实性和普遍性,认为地球另一端(撞击点)发生猛烈行星撞击,引起"对冲聚合"效应,造成对冲点巨大冲击能量重新聚合进而引起地震、火山活动和大规模岩浆溢流,撞击点和对冲点分别处在地球两端通过地心的对应点上,撞击发生时间和大规模岩浆活动几乎同时。为此,峨眉山玄武岩可能不是"地幔柱"成因,其冲破岩石圈形成溢流可能并非"地幔柱"头部作用造成穹窿上升、地壳减薄或者裂谷而喷溢,而可能是二叠纪/三叠纪时期地球另一端剧烈小行星撞击而引起"对冲聚合"效应形成上升通道,热流体因为外界扰动而喷溢。且本文也为探索"地幔柱"动力学机制和探讨地表热点分布以及和小行星撞击事件、全球生物大灭绝事件之间的联系,起到抛砖引玉的作用。

塔里木盆地早二叠世玄武岩火山机构的三维地震解释与结构分析

将高精度的钻孔测井数据与三维反射地震数据相结合,对塔里木盆地中部47井区早二叠世大陆溢流玄武岩(CFB)火山机构进行三维地震解释研究。通过时间剖面层位追索和速度分析等方法,对火山机构的形态、结构和岩性组成进行解析,确定塔里木盆地中部47井区火山机构下方存在玄武质高波速侵入体,其平均地震纵波速度为5800 m/s,围岩碎屑岩的平均地震纵波速度为3500 m/s。通过计算两个标志层(二叠系-三叠系界面"P-top"和生屑灰岩顶面"BL-top")的测井深度,确定玄武质侵入体导致上部标志层相对于下部标志层发生了159.1 m的向上抬升,这相当于火山机构处地层的变形抬升量。进一步利用"速度上拉"效应计算得到的玄武质侵入体总厚度为167.7 m,与测井计算的抬升量基本上一致。研究结果表明,塔中47火山机构的地层抬升是由于深部岩浆注入,导致上覆地层发生"强制褶皱"而形成,与Karoo大火成岩省、北大西洋火成岩省等大陆溢流玄武岩在地壳浅部的就位方式一致。