湘东北幕阜山含绿帘石花岗闪长岩岩浆的上升速率：岩相学和矿物化学证据

出露于扬子地块东南缘的幕阜山复式岩体侵位年龄约为145Ma。该复式岩体的花岗闪长岩及其暗色微粒包体都含有独特的岩浆绿帘石。这些绿帘石呈自形晶,普遍发育熔蚀结构,部分具褐帘石核。微粒包体及花岗闪长岩中绿帘石的Ps值((100Fe3+/(Fe3++Al))均集中在26～28,TiO2含量小于0.2%,为典型的岩浆成因。岩相学的观察显示,主岩与包体中角闪石与绿帘石为同期产物,其后依次结晶的是黑云母、斜长石等矿物。利用角闪石全铝压力计,获得的花岗闪长岩主岩和包体的结晶压力大约为4.05kbar。黑云母矿物化学资料表明,花岗闪长岩和微粒包体的黑云母形成时氧逸度在NNO缓冲附近,结合实验岩石学成果,这一条件下绿帘石与斜长石共存的压力值应不低于8.5kbar。由于岩浆绿帘石的熔解时间与熔蚀宽度具有一定的函数关系,通过统计岩浆绿帘石的最大熔蚀宽度,本文估算幕阜山花岗闪长岩岩浆的上升速率超过170m/year,暗示岩体可能以裂隙的方式上升。根据花岗闪长岩体条带状分布的特征,可反映岩浆上升时该区正处于北东向拉张的构造环境中。

俯冲带火山下岩浆的形成、上升和存储的时间尺度

现在有足够的资料可用来尝试建立一个关于俯冲带火山下熔体的产生、迁移和存储的完整的模型。在喷发前的几十万年到少于一千年的时间里,都可以发生流体从俯冲的洋壳流到地幔楔中的现象。这支持了认为流体的加入是与部分熔融紧密相关的模型,但也有一些证据可以证明流体是降压熔融的结果。流体开始加入的时间可能与俯冲的速率(例如,水供应的速率)、俯冲的角度以及由此决定的地幔楔的热结构有关。相反,俯冲沉积物到俯冲带熔岩源区的贡献在喷发前大约35万年到4百万年的时候看来就发生了。沉积组分的部分熔融证据与短的流体迁移时间、斑晶平衡温度及其他观测结果的结合都指出,地幔楔在接近于俯冲板块边界上的地方具有相当高的温度。新的226Ra资料表明,在流体加入和火山喷发之间只有很短的时间。这就要求快速的熔体分凝、沿通道流动的岩浆上升过程以及在岩石层内最短的停滞时间。一般说来,在上升期间或者在岩浆房里,发生从玄武岩到安山岩的演化是快速的,这可以从一些有关地幔的地球物理资料来推断。矿物等时线资料表明,一些安山质岩浆后来停在了更浅的岩浆房中。它们可以在那里以几万年或更短些的时间尺度通过分异作用演化成英安质成分,通常都伴有同化作用。

大同新生代火山岩浆的快速喷发——来自橄榄石地幔捕掳晶的证据

量化研究幔源岩浆从源区运移至喷发或者侵位的时间尺度,对理解基性岩浆作用具有重要意义。然而,对于岩浆的喷发和就位的时间尺度研究仍缺乏有效的约束,位于我国华北克拉通北部山西大同新生代火山岩群是理想的研究地区。本文以该火山群~0.2 Ma喷发的神泉寺碱性玄武岩为研究对象,重点研究其中携带的地幔橄榄石捕掳晶来约束喷发前的时间尺度。通过对其开展详细的矿物化学研究,发现地幔捕掳晶核部的Fo值高达97.7,为极富镁橄榄石,结合其极低的Ca、Mn和Ni含量特征,认为它们捕获自被交代的地幔橄榄岩。另外,地幔橄榄石捕掳晶发育明显的CaO成分环带,表明其在地壳岩浆系统内经历了复杂的岩浆演化过程。地幔橄榄石捕掳晶反应边宽度变化很大,说明它们在源区被捕获时及在运移过程中经过了多次破碎过程。橄榄石捕掳晶最边缘的Fo值为70左右,平衡计算表明它们在边部已与主岩浆(碱性玄武岩)达到平衡。Fe-Mg元素扩散计时结果显示,橄榄石地幔捕掳晶仅在岩浆中滞留了几个月的时间。对于40~70 km的岩石圈地幔厚度来说,岩浆平均上升速率最快可能超过500 m/d。

岩浆岩侵位机制与成矿的关系

岩浆岩是大陆地壳的重要组成部分,其分布十分广泛,尤其是在造山带,而造山带又是矿床比较集中的区域。岩浆岩的形成、演化往往本身也是成矿的过程,因此,岩浆岩与矿床的关系是近年来一个研究热点。以往对该问题的研究主要集中在岩浆的起源、上升机理、化学演化过程及成矿专属性等方面(董由葆,1995)。

内蒙古大井锡多金属矿床岩脉与成矿的连通器模型

连通器是上端开口、下部相连通的容器。其原理是,当连通器内的水不流动时,各容器中的水面总保持相平。岩浆上升的通道形状可以是圆柱状(管状),可以是环状,还可以是板状等(Baker,1998;Legros et al.,2000;Bachmann etal.,2007;Costa et al.,2007)。