中国东部壳-幔、岩石圈-软流圈之间的相互作用带:特征及转换时限

中国东部中—新生代,下部岩石圈存在壳与幔、岩石圈与软流圈两个相互作用带,它们是重要的岩浆源区,在层圈相互作用中,热和物质的交换及其动力学过程是引起中、新生代岩石圈内部层圈间的厚度调整、岩石圈不均匀减薄以及区域构造-岩浆-成矿作用的重要机理。大陆内部的壳-幔作用有3种类型:地幔来源的底侵熔体与下地壳的作用;下地壳拆沉进入弱化(weakening)了的岩石圈地幔二者发生的作用以及陆-陆碰撞深俯冲带的壳-幔相互作用。它们形成的火山岩组合有一定的差别,但源区都含有地壳组分。岩石圈-软流圈的作用带也是重要的岩浆源区,源区是以软流圈地幔为主,基本不含地壳组分。东部岩石圈的减薄时间大体与出现大规模软流圈来源的玄武岩喷发的时间一致,也与上述两类层圈作用转换的时间一致,大约在100Ma以后。

峨眉地幔柱-岩石圈的相互作用:来自低钛和高钛玄武岩的Sr-Nd和O同位素证据

峨眉山玄武岩总体具有较高的87Sr/ 86Sr比值和较低的εNd(t)值 ,并具有富集地幔源区的特点。而低钛玄武岩 (LT)与高钛玄武岩 (HT)间又表现出一定的差异性 ,即早期低钛玄武岩(LT1)的87Sr/ 86Sr比值最高 (0 .70 6 3～ 0 .70 78) ,而其εNd(t)最低 (- 6 .74～ - 0 .34) ;晚期高钛玄武岩 (HT)具有最低的87Sr/ 86Sr比值 (0 .70 4 9～ 0 .70 6 4 )和最高的εNd(t)值 (- 0 .71～ 1.5 )。峨眉山低钛玄武岩中单斜辉石的氧同位素变化范围为 6 .2‰～ 7.86‰ ,高于洋岛拉斑玄武岩的平均值5 .4‰。研究样品较地幔岩石偏高的δ18O值说明在其形成和演化过程中有壳源物质的参与。结合前人的研究成果和对元素地球化学的研究认为 ,壳源物质可能主要来自于新元古代富集的扬子西缘次大陆岩石圈地幔。地幔柱 -岩石圈的相互作用过程中表现在时间和空间的系统变化 ,即早期西岩区形成含大量壳源组分的低钛玄武岩 ,晚期为壳源组分相对较少的高钛玄武岩。空间上低钛玄武岩仅分布在西岩区 ,而中、东岩区皆为高钛玄武岩。壳源组分随着时间演化逐渐减少 ,在空间上由西而东也逐渐减少。表明峨眉山火成岩省形成早 (主 )期地幔柱头卷入并熔融了较多交代富集的次大陆岩石圈物质 ,晚期则有较少的壳源物质参与。

湘南中生代玄武岩浆成因与岩石圈—软流圈相互作用

湘南中生代玄武岩浆成因与岩石圈—软流圈相互作用＠郭锋＠范蔚茗＠林舸￥中国科学院长沙大地构造研究所玄武岩浆，成因，岩石圈—软流圈相互作用，中生代，湘南湘南中生代玄武岩浆成因与岩石圈—软流圈相互作用郭锋范蔚茗林舸（中国科学院长沙大地构造研究所，长沙４１００１...

峨眉山玄武岩区两类玄武岩的地球化学:地幔柱-岩石圈相互作用的证据

野外地质和地球化学研究表明,峨眉山玄武岩区主要由玄武岩以及顶部少量的粗面岩组成。与其他地区的溢流玄武岩相似,峨眉山玄武岩区也可以分成低Ti和高Ti两种。由于 Ti和 P具有正相关性,并且 TiO2的含量具有连续性(1％

热-流-固耦合方法模拟岩石圈与软流圈相互作用

岩石圈和软流圈的相互作用是现今地球动力学研究的热点问题之一.本文针对岩石圈与软流圈的相互作用模型,开发了新的基于热-流-固三场耦合方法的有限元程序.岩石圈变形和对流的地幔之间的耦合方式为:地幔在热驱动(或运动岩石圈的拖曳)下产生对流,对流的地幔对耦合边界施加载荷并造成岩石圈的变形,变形的岩石圈反作用于软流圈从而影响其地幔对流的状态.温度场根据速度场和网格变形的结果适时调整,如此反复推动整个系统的演化.利用该耦合方法模拟了"地幔柱作用下地表隆升"地质过程,其结果与实际地质资料和地质认识能很好的吻合,验证了该方法模拟地幔与软流圈相互作用过程的有效性及处理复杂耦合问题的能力.

峨眉山大火成岩省的岩石圈结构:对地幔柱-岩石圈相互作用的启示

峨眉山大火成岩省位于扬子克拉通西缘,是中-晚二叠世峨眉山古地幔柱头熔融的产物。因此,该区岩石圈结构特征对于揭示地幔柱-岩石圈相互作用方式与机制具有重要的指示意义。本文基于COMPASS-ELIP宽频带地震台阵资料,开展S波接收函数成像研究,并与同剖面远震S波有限频层析成像、区域面波层析成像结果进行对比分析,识别了沿剖面岩石圈内部主要间断面,从而获得了峨眉山大火成岩省岩石圈结构的横向变化特征。结果显示,相对中带和外带,内带具有地壳增厚(增厚15~20km)、岩石圈减薄(减薄~50km)现象,且岩石圈地幔具有高速、分层特征,但下层底界面转换波震相并不明显;中带岩石圈厚度大(~170km),局部地段岩石圈-软流圈边界(LAB)缺失,对应位置存在地幔低速异常;外带岩石圈厚度略小(~150km),中带和外带均发育岩石圈中部不连续面(MLD)。结合地球化学、岩石学、物理/数值模拟等研究成果,本文推测上述特征记录了古地幔柱作用引起的不同程度岩石圈变形:地幔柱在内带以纵向作用为主,通过热-动力冲击方式造成岩石圈大幅度快速减薄,地幔柱头高程度减压熔融,产生的大规模岩浆穿透岩石圈地幔,在地壳发生底侵和内侵,部分喷出地表形成溢流玄武岩;地幔柱在中带以横向作用为主,通过底部剪切引起岩石圈地幔横向伸展,甚至造成局部撕裂,在撕裂部位进一步引发热-化学侵蚀并导致岩石圈破坏;地幔柱在外带以垂向拖曳为主,造成岩石圈的局部拆沉而减薄。此外,内带下方地幔的高速、分层特征,可能指示经历地幔柱作用减薄后的岩石圈,减薄产生的岩石圈空区因捕获地幔柱头熔融残留物而得到一定程度愈合,而受地幔柱改造后的残存岩石圈,因经历大量熔体抽取更加亏损而得到强化。综上,本文揭示的峨眉山大火成岩省岩石圈结构,为进一步理解地幔柱-岩石圈相互作用的方式与机制提供了新的地球物理观测证据。

汉诺坝熔体—岩石圈相互作用研究

引言 从20世纪80年代起，我国新生代火山及其中地幔岩石捕虏体的研究工作就已展开，并相继取得了众多成果。刘若新等根据我国新生代玄武岩中地幔橄榄岩的平衡温度和压力计算结果，首先提出华北上地幔的古地温接近大洋地温并靠近裂谷地温，新生代华北岩石圈厚度为50～80km，动摇了以往对华北克拉通地台大地构造属性的传统认识，奠定了华北克拉通破坏重大研究计划的一块基石，如今关于华北克拉通破坏的研究也如火如荼。

岩石圈的生态作用(英文)

文章确定了“岩石圈的生态作用”这一概念的内涵 ,考虑了作用的分类 ;阐述了岩石圈的各种生态作用 ,它们分别是资源的、地球动力学的、地球化学的和地球物理的生态作用 ;阐明了在地球演化过程中和工程技术造成的影响之下这些生态作用形成的规律 ;提出了有关这些生态作用的研究课题。

造山带岩石圈去根作用的地震层析证据及其构造意义

造山带岩石圈去根作用作为碰撞后或造山后阶段构造-岩浆活动的重要机制,是研究造山带大地构造演化不可或缺的环节。近年来通过地震层析成像技术获得的一系列成果表明俯冲板片发生断离/拆离作用残留在对流地幔中,表现为高导低阻而冷的高速体;这些被断离/拆离的板片直接记录了造山带巨厚岩石圈去根作用。板片断离/拆离作用导致岩石圈深部伸展-减薄作用和热的软流圈地幔上隆,从而引起强烈的交代岩石圈地幔部分熔融作用和断陷盆地的形成。

大陆岩石圈研究进展

从地震学、地球化学、岩石学等不同学科的角度,对大陆岩石圈研究进展做了简要介绍。不同学科的最新研究成果表明,岩石圈在热状态、化学成分和力学行为等方面具有高度非均匀性。这不仅表现为岩石圈性质和结构随深度的变化,而且还反映在不同时代、大陆与海洋以及克拉通和造山带岩石圈结构特征的显著差异上。性质和结构的差异体现了岩石圈形成和长期演化过程的复杂性。我们认为,不同岩石圈块体之间、岩石圈与深部对流地幔之间普遍存在着相互作用。这种相互作用被认为是稳定克拉通岩石圈遭受改造甚至破坏的深部机制,同时还是地球深、浅部物质交换的重要方式,因而显著影响着地球深部的对流和地表的构造过程。值得注意的是,由于岩石圈本身定义的模糊性及其厚度的不确定性,地震活动与岩石圈强度之间的关系以及大陆岩石圈演化的规律性等问题仍有待于进一步的研究和探索。

微陆块属性及过程:我国东北地区岩石圈地幔性质差异之根本

我国东北地区位于中亚造山带的东段,由多个微陆块俯冲拼合所组成,是研究壳幔相互作用的理想地区。但该区岩石圈地幔性质,包括壳幔属性是否解耦、是否有古老地幔残留、导致地幔性质差异的机制是什么,都还不清楚。东北地区多地出露新生代玄武岩并有橄榄岩捕虏体,如松嫩-张广才岭地块的阿巴嘎、五大连池和蛟河,兴安地块的哈拉哈、诺敏和科洛,以及与华北拼合褶皱带处的双辽、伊通和汪清等。其中阿巴嘎、哈拉哈、诺敏、科洛和蛟河的橄榄岩含有Mg#≥91.5的橄榄石,最大Re亏损年龄是2.1~1.9Ga,富集Sr、Nd同位素组成且变化范围大,反映交代作用强烈,这些特征与大陆岩石圈地幔有明显的相似性;而拼合带处的双辽、伊通、汪清及松嫩-张广才岭地块中的五大连池地幔包体橄榄石,Re亏损年龄总体为中元古代,Sr、Nd同位素组成变化范围小,交代作用弱,与大洋岩石圈地幔亲缘性更明显。这些差别总体反映出地块内部与地块边缘相比,有岩石圈地幔形成时代相对较老、亏损程度较高、地幔交代作用较强的特点。但也有例外的情况,如五大连池与科洛相比,更远离贺根山-黑河断裂带,但地幔属性更饱满,反映地块内部深部作用过程可能更强烈。因此,我们认为东北岩石圈地幔性质差异的根本原因与微陆块初始属性和后来的俯冲拼合及软流圈-岩石圈相互作用等有关。

大洋岩石圈俯冲过程中流体活动的岩石地球化学记录:以中国西南天山(超)高压变质带为例

大洋岩石圈俯冲变质作用直接影响俯冲带岩浆作用和地幔组成的不均一性。近年的研究发现,大洋岩石圈俯冲变质作用非常复杂。本研究以采自西南天山富含脉体的变质岩样品为例来探讨大洋岩石圈俯冲作用过程中流体对元素地球化学行为的影响。根据岩石学特征,将该样品分为三部分:榴辉岩部分、退变蓝片岩部分和脉体。脉体以绿辉石为主、并普遍含有碳酸盐矿物和磷灰石,反映该样品经历过榴辉岩相变质条件下富CO2、P和卤族元素的流体改造。样品的全岩Lu-Hf等时线年龄为332±24 Ma,这与前人用SHRIMP U-Pb锆石定年等方法得到的西天山峰期变质年龄一致。这三部分样品的全岩Th-U-Nb-Ta-Zr-Hf、稀土元素等不易迁移元素的配分模式均类似于洋岛玄武岩(OIB)的特征,表明其原岩与OIB类似。这三部分样品的K、Rb、Cs、Ba等元素相对亏损,且含量变化较大,在蓝片岩部分的含量明显高于榴辉岩部分,表现了这些元素的活动性。另外,白云母中富集Rb、Cs、Ba元素,以及K和Rb、Cs、Ba之间很好的相关性体现了白云母的存在对这些元素的控制作用。这些岩石样品主要经历了两阶段变质作用,即榴辉岩化过程和不同程度水化作用改造。第一阶段中,K、Rb、Cs、Ba等水溶性元素丢失,而第二阶段中,外来流体造成水化作用改造,并使水化程度高的蓝片岩部分形成了大量白云母等含水矿物,使这些元素表现出再富集并得以保存。因此,如果白云母稳定存在,俯冲大洋岩石圈简单变质脱水则难以解释岛弧岩浆高K、Rb、Cs、Ba等水溶性元素特征。

板内造山作用与成矿

中国大陆广泛分布强烈的板内变形和造山作用,传统的板块构造理论常常将其解释为板块边缘汇聚力的远程效应。然而,中国大陆的板内造山作用与汇聚板块边界之间缺乏可预期的动力学联系,不能简单地解释为大陆碰撞或板块俯冲的远程效应。本文提出另一种可供选择的解释,认为板内变形主要取决于岩石圈不均一性。相邻的板块拼合在一起形成统一板块之后,区域地质演化进入板内阶段。板块碰撞导致的岩石圈不均一性和重力不稳定性可以触发强烈的板内变形甚至造山作用,其延迟时间的长短取决于岩石圈不稳定性的程度和地球深部的热扰动。与板缘造山带相比,板内造山作用缺少板块俯冲-碰撞过程,板内造山带的演化历史相对简单,通常是以岩石圈拆沉作用开始,以地壳的垂向增生为特征,最后以岩石圈拆沉作用结束或形成重力不稳定岩石圈。因此,板内造山作用一般沿着古造山带发育。古造山带岩石圈结构低成熟度的特点不仅是岩石圈不稳定性的主要原因之一,而且由于挥发分和含矿元素的富集在活化过程中具有很强的成矿潜力。板内造山带的成矿作用依赖于深埋在岩石圈-软流圈系统不同深度水平上含矿流体的突然释放,主要发生在造山作用初始阶段和造山后伸展阶段。

造山后脉岩组合与内生成矿作用

造山带大规模花岗质岩浆活动之后往往有一期区域性脉岩产出,被称为岩基后岩墙群。这类脉岩具有近同时形成、宽成分谱系和小体积的特点。根据太行山、燕山、东昆仑山、天山等造山带的观察,这类脉岩可以划分成煌斑岩质、玄武质、闪长质(安山质)、花岗闪长质(英安质)和花岗质(流纹质)等5组。前人大多偏重于研究其中基性部分,因而常常将其与大陆裂解相关基性岩墙群混为一谈。岩石地球化学分析表明,虽然同组脉岩不同样品之间可能存在演化关系,不同脉岩组之间很难相互演化。结合近年来有关岩浆过程速率的研究成果,推测这些脉岩是原生或近原生岩浆固结的产物。这意味着区域地温曲线在不同深度同时穿过所有相应原岩的固相线。基于岩浆起源热体制和区域岩石圈岩石学结构分析,笔者曾经指出,这样的岩浆产生条件要求造山带岩石圈拆沉作用。因此,这类岩墙群的形成是区域构造应力场由挤压向伸展转换阶段的产物,可以用来标定造山过程的结束,因而称其为造山后脉岩组合。进一步对比分析表明,这类脉岩组合分布非常普遍,是地球上业已发现的三类区域性岩墙群之一。尽管如此,基于热传递速率的分析,造山后脉岩组合的形成还应当伴随大规模流体活动。由于深部流体中成矿元素的浓度强烈依赖于压力,新的岩石成因模型意味着造山后脉岩组合与成矿作用相伴生。野外检验表明,可以基于露头观察识别成矿流体的通道和成矿元素大规模堆积的场所。因此,造山后脉岩组合不仅可以用来标定区域造山过程结束的时间,也是区域找矿预测的有效标志。

新疆巴楚辉绿岩岩脉的岩石成因和大地构造意义

塔里木盆地西北部巴楚地区出露的二叠纪基性岩脉为研究塔里木盆地及其邻区晚古生代区域大地构造演化提供了重要信息。巴楚地区基性岩脉中辉绿岩脉富集大离子亲石元素、轻稀土元素以及高场强元素,La/Nb=0.84～1.23,Zr/Nb=5.80～7.81,Ce/Pb=2.6～15.4和 Nb/U=27.0～37.3,初始^(87)Sr/^(86)Sr=0.70495～0.70560,ε_(Nd)(t)=-1.7～+2.0,明显不同于受俯冲交代地幔源区的产物,也区别于典型洋岛玄武岩(OIB),相反具有 OIB 型+富集岩石圈地幔的元素-同位素地球化学特征,能被理解为与二叠纪软流圈和岩石圈相互作用产物,其起源与软流圈地幔上涌有关,表明二叠纪时巴楚地区应处于软流圈上隆的岩石圈伸展构造背景。结合区域地质资料。

湘东南中生代花岗闪长质小岩体的岩石地球化学特征

湘东南花岗闪长质岩石以高 K2 O/ Na2 O,K2 O+Na2 O>6 .0 %为特征 ,属高钾钙碱性系列岩石 ,其形成主要受部分熔融作用制约 ;岩石稀土元素富集 ,铕负异常不明显 ,δEu=0 .71～ 0 .89;富集大离子亲石元素 ,Nb- Ta亏损 ,P、Ti或亏损或不亏损 ,具岛弧型岩浆作用微量元素分配模式 ,属板内钾质岩石 ,源区可能存在早期俯冲组分改造的岩石圈富集地幔组分 ,或是源于软流圈的岩浆与中下地壳混合作用的产物 ;其形成与该带中生代早期岩石圈的伸展

特提斯喜马拉雅带中段东部三叠纪火山岩的地球化学和岩石成因

三叠纪火山岩分布于特提斯喜马拉雅带中段东部,古地理上位于大印度北东部。分别采用原子吸收分光度法、ICP-MS和全岩同位素稀释法对三叠纪火山岩的主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素进行了分析,并用来研究其成分特征和成因。岩相学和地球化学指标显示三叠纪火山岩为玄武岩,MgO含量均很低(范围在4．27%～7．72%),属于演化岩浆。早三叠世热马组和中三叠世桑康组具有较高的TiO_2、TFeO和P_2O_5含量,稀土元素总量和轻重稀土元素的分馏程度均较高,Ti/V、Ti/Y、Zr/Y比值较高,富集高场强元素(如Nb、Zr等),地球化学特征与峨眉山高Ti玄武岩相似,以更富集La、Ce、Zr、Hf等元素而有别于夏威夷碱性玄武岩,它们属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;晚三叠世涅如组玄武岩以较低TiO_2、TFeO和P_2O_5含量为特征,稀土元素总量和轻重稀土分馏程度均较低,高场强元素(如Nb、Zr等)丰度很低,为大陆边缘裂谷背景的具有E-MORB地球化学特征的拉斑玄武岩。三叠纪玄武岩Nd同位素组成随时间从轻度富集到亏损(ε_(Nd)(t)=-1．2→0．5→4．4),指示岩浆源区具有从轻度富集到亏损的演化趋势。不相容元素(如La/Sm、La/Ta以及(Th/Ta)_(PM)、(La/Nb)_(PM)等)指示热马组和桑康组玄武岩遭受了一定程度下地壳混染,而涅如组没有遭受地壳混染。热马组和桑康组玄武岩还显示岩石圈地幔物质的印记,并与石榴石相二辉橄榄岩的低度部分熔融有关,而涅如组玄武岩除了具有E-MORB特征外,还与尖晶石相二辉橄榄岩的较高程度部分熔融有关。它们被解释为上涌的软流圈地幔物质与岩石圈地幔物质混合后在不同程度的拉张背景下发生减压熔融的产物。特提斯喜马拉雅带的三叠纪裂谷作用很可能具有主动裂谷作用的性质,较小规模的火山岩浆作用可用裂谷带之下上涌的地幔物质由于传导作用而变冷或正在孕育的地幔柱成因模式来解释。

青藏高原古新世-始新世早期(65～40Ma)火山岩——同碰撞火山作用的产物

印度-亚洲大陆的碰撞开始于65Ma左右,大约在45/40Ma完成,之后转入碰撞后阶段至今。碰撞过程(～65～40Ma)中,已消减的新特提斯大洋板片回转,不仅导致会聚速率提高,还诱使青藏岩石圈之下的对流软流圈上涌,并发生减压熔融,产生碰撞期(或同碰撞)火山作用。西藏中部和南部的古新世-始新世早期(～65～40Ma)火山岩即是此碰撞期(或同碰撞)火山作用的产物。该碰撞期(或同碰撞)火山岩系并非是单一的长英质中酸性火山岩,其成分变化很宽,从玄武质到流纹质均有发育。它们源于成分为εNd(t)≈+3、87Sr/86Sr(t)≈0.705和La/Nb≈0.8的软流圈源。根据岩石地球化学数据,古新世-始新世早期基性熔岩可以划分为高Ti/Y(HT,Ti/Y≥500)和低Ti/Y(LT,Ti/Y<500)两个岩浆类型。LT熔岩又可以进一步划分为LT1和LT2等两个亚类。HT和LT1熔岩为未遭受地壳混染的基性熔岩,以具有高Nb/La值(0.88～1.53)和原始地幔标准化分配曲线上缺乏Nb、Ta和Ti负异常为特征;而LT2熔岩却为受到了强烈地壳混染的基性熔岩,其Nb/La值很低(0.20～0.49),Nb、Ta和Ti明显亏损。西藏中部拉嘎拉玄武岩和邦达错碱性玄武岩的化学演化受控于橄榄石(ol)+单斜辉石(cpx)结晶分离作用;而西藏南部林子宗火山岩系的化学变异则是经受了辉长质结晶分离作用。元素和同位素数据表明,青藏高原古新世-始新世早期基性熔岩并不是单一母岩浆结晶分离的产物。遭受地壳混染的LT2熔岩的Sr-Nd同位素变化特点与其软流圈源熔体上升过程中所卷入的不同岩石圈组分有关。下地壳组分的卷入导致典中组、帕那组和拉嘎拉玄武岩的LT2熔岩具有低-负εNd(t)值(+1.3～-3.9)和较低87Sr/86Sr(t)值(0.7046～-0.7065);而达孜基性火山岩和年波组的LT2熔岩则是以具较高87Sr/86Sr(t)值(0.7051～0.7084)和变化幅度较大的εNd(t)值(+5.4～-4.0)为特征,这应该是与受到上地壳混染有关;还有一些LT2熔岩样品,具有高εNd(t)(+5.4～+9.4)值和低87Sr/86Sr(t)值(0.7046～0.7051),可能与其岩石圈地幔源区受到前新生代消减作用改造有关。较早(65～44Ma)喷发的熔岩源于软流圈石榴子石稳定区3～4GPa条件下的低程度(<10%)部分熔融;而较晚(42～38Ma)喷发的熔岩是源于软流圈石榴子石-尖晶石过渡带较高程度(10%～30%)的部分熔融。软流圈源岩浆被岩石圈混染的程度受其上升速率的控制。未遭受混染的HT和LT1熔岩的母岩浆上升迅速,受到强烈混染的LT2熔岩的母岩浆上升较为缓慢。

塔里木大火成岩省碱性岩浆活动与稀有金属成矿作用

地幔柱活动导致大火成岩省的形成,并伴随大规模岩浆作用和成矿事件。碱性岩型稀有金属矿床是地幔柱成矿作用中非常重要的一类,但目前对该类矿床形成过程中稀有金属元素超常富集机制仍缺少系统性研究。本文搜集了塔里木大火成岩省两大构造域(塔里木克拉通及边缘地区和中亚造山带)碱性岩浆岩的年代学和岩石地球化学数据,分析其岩浆活动和成矿作用的基本特点,探讨地幔柱与不同类型大陆岩石圈相互作用导致稀有金属元素富集的差异性。塔里木克拉通及边缘地区碱性岩浆岩主要为碱性正长岩‒花岗岩和碳酸岩,形成于291~268 Ma,峰期年龄为~278 Ma,主要属于塔里木大火成岩省最晚阶段的岩浆活动;其中碱性正长岩‒花岗岩富碱、Th、REE、Nb、Zr,高Ga/Al、Nb/Ta值,多数显示典型A1型花岗岩的地球化学特征。中亚造山带碱性岩浆岩为碱性正长岩‒花岗岩,形成于325~255 Ma,大部分与塔里木大火成岩省岩浆活动时代一致,其碱、Th、REE、Nb、Zr含量和Ga/Al、Nb/Ta值明显低于塔里木克拉通及边缘地区的碱性正长岩‒花岗岩,并且多数显示典型A2型花岗岩的地球化学特征。塔里木克拉通及边缘地区的碱性正长岩‒花岗岩和碳酸岩赋存Nb-Zr-REE矿床,而中亚造山带的碱性正长岩‒花岗岩则赋存Li-Be-Ta-Nb-W-Sn-Mo矿床。地幔柱和再循环洋壳物质加入地幔源区导致塔里木克拉通及边缘地区的碱性岩浆岩富集Nb、Zr、REE;中亚造山带碱性岩浆岩的源区因近期俯冲交代影响的岩石圈地幔和新生地壳物质的参与而显著富集Li、Be、W、Sn、Mo等流体活动元素。塔里木克拉通及边缘地区碱性正长岩‒花岗岩贫硅、钠质、过碱性的特征有利于熔体中Nb、Zr、REE的富集;而中亚造山带碱性正长岩‒花岗岩富硅、钾质、过铝质的特征有利于Ta、Li、W、Sn的富集。塔里木克拉通和中亚造山带具有不同的地幔柱‒岩石圈相互作用,其碱性岩浆岩的岩浆源区不同,并经历了不同的岩浆演化过程,导致塔里木大火成岩省两大构造域具有不同的稀有金属成矿作用。

松潘带印支期岩石圈拆沉作用新证据:来自火山岩岩石成因的研究

先前根据松潘带广泛分布的花岗岩类研究,已提出了松潘带印支期岩石圈拆沉作用模型,但这一模型的建立尚缺少该区火山岩类研究的支持,在松潘带印支期岩石圈拆沉作用过程中是否存在岩石圈地幔物质的部分熔融值得关注.对产于松潘带中部的阿坝和洼赛火山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成研究.结果表明,阿坝和洼赛火山岩属于钙碱性安山岩类,它们的岩浆结晶年龄分别为(210±3)和(205±1)Ma,与松潘带印支晚期花岗岩类的形成时代相一致,形成于松潘带碰撞后构造背景.阿坝和洼赛火山岩显示有明显差异的地球化学特征,前者高Al2O3,K2O和Rb,低Na2O,Ba和Sr,表明它们不存在统一的岩浆演化.在全岩Sr和Nd同位素组成上,阿坝火山岩ISr=0.7070～0.7076,εNd(t)=-5.3～-3.9;洼赛火山岩ISr=0.7075～0.7077,εNd(t)=-3.9～-3.6.锆石Lu-Hf同位素组成指示,阿坝火山岩εHf(t)=-3.7～0.3,洼赛火山岩εHf(t)=-2.7～5.5.分析表明,阿坝火山岩和洼赛火山岩化学组成代表了它们原始熔体的组成,在岩浆演化过程中地壳物质的同化混染作用不明显.阿坝火山岩的岩浆源以壳源物质为主,含有少量幔源物质,其岩浆源区可能位于壳幔边界,而洼赛火山岩的岩浆起源于岩石圈地幔的部分熔融,岩石圈地幔可能受到含角闪石流体的交代作用.阿坝和洼赛火山岩的岩石成因为松潘带印支期岩石圈发生拆沉作用提供了又一新的证据,表明松潘带印支期岩石圈拆沉作用导致残留岩石圈地幔部分的熔融作用.