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。

西太平洋板内玄武岩的同位素地球化学特征

西太平洋板内玄武岩主要是南太平洋中生代板内岩浆作用的产物。对西太平洋板内玄武岩和南太平洋板内玄武岩的对比研究有助于进一步揭示南太平洋超级地幔柱的性质及其时空演化规律。本文收集整理了西太平洋板内玄武岩的Sr,Nd,Pb同位素数据,并与南太平洋板内玄武岩对比。得到如下认识:(1)西太平洋板内玄武岩同位素组成极不均一,覆盖了所有的富集地幔端元,但主要表现为HIMU和EM-1两端元的混合特征;(2)与南太平洋板内玄武岩相比,西太平洋板内玄武岩的同位素组成的极端程度相对偏低,可能是其地幔源区各组分间混合更均匀的结果;(3)自约120 Ma以来,由于HIMU组分在西太平洋板内玄武岩中持续存在,而EM-1和EM-2型组分表现为断续出现,这可能暗示HIMU端元与两种富集端元在深部地幔中所处的空间不同。

全球大陆板内玄武岩数据挖掘

大陆板内玄武岩(ICB)是一个广义的术语,包括大陆溢流玄武岩(CFB)、大陆裂谷玄武岩(CRB)以及所有出露在大陆板内构造环境的玄武岩。本文研究的大陆板内玄武岩不包括大陆溢流玄武岩和大陆裂谷玄武岩,主要是一些规模比较小的玄武岩,是狭义的ICB。本文详细介绍了研究的方法、数据清洗过程以及数据处理过程。在上述研究的基础上探讨了新生代ICB的时空分布,着重对不同时代的ICB进行了对比,发现中新生代、古生代、元古代的ICB的地球化学特征总体上一致,其中,古生代和元古代之间的相似性更加明显,而中新生代则显示V、Sc、Yb亏损的特征,具体如何解释还需要今后进一步的研究。本文的研究表明,全球不同时代ICB的地球化学特征大体相似,地质理论中的"将今论古"原则适用于ICB,只是在应用时尽量回避Al_2O_3、Zn、V、Sc、Yb等元素就更加万无一失了。

东亚大地幔楔与中国东部新生代板内玄武岩成因

西太平洋板块俯冲、东亚大地幔楔及其在东亚大陆边缘演化中的作用逐渐被学术界重视.文章对东亚大地幔楔的物质组成、化学不均一性以及中国东部新生代板内玄武岩的成因进行综述,并尝试提出大地幔楔体系中板内岩浆的成因机制.主要认识包括:(1)中国东部新生代玄武岩大致可以解释为高硅和低硅端员熔体的混合物.东北、华北和华南玄武岩共享一个低硅熔体端员,它具有高全碱、和型微量元素特征,其^(206)Pb/^(204)Pb较典型HIMU玄武岩偏低,Nd-Hf同位素具有(年轻的)太平洋洋壳特征,源区为含碳酸盐的榴辉岩+橄榄岩地幔.高硅玄武岩端员具有低全碱、和其Pb-Nd-Hf同位素落入印度洋型地幔范围,源区为石榴石辉石岩.高硅玄武岩同位素组成表现出地区差异:华北具有EM1型富集组分特征,华南具有EM2型富集组分特点,而东北兼有EM1和EM2两种富集组分.(2)中国东部新生代玄武岩源区含有洋壳、水、沉积碳酸盐和岩石圈地幔组分,说明东亚大地幔楔含有大量再循环物质.根据其主要出现在大兴安岭-太行山重力梯度带以东地区,并结合滞留板块的空间分布和地幔导电率特征,推测这些再循环组分主要来源于滞留在地幔过渡带的太平洋板片,而EM1或EM2组分来自浅部的岩石圈地幔.(3)根据石榴石辉石岩和碳酸盐化榴辉岩/橄榄岩的固相线,限定高硅玄武岩和低硅玄武岩的初始起源深度分别为<100km和~300km.东亚大地幔楔具有垂向不均一的结构:上部含有EM1或EM2地幔组分,显示为印度洋地幔型同位素特征,下部含有太平洋板块物质组分;自下而上H_2O和CO_2含量逐渐降低.(4)在地幔过渡带中滞留板片的脱碳和脱水作用及相关的熔融和交代作用是大地幔楔体系中板内岩浆成因的主要驱动力.

四川省昭觉地区峨眉山玄武岩地球化学特征

四川昭觉地区峨眉山玄武岩组与上覆宣威组或飞仙关组呈平行不整合接触,与下伏阳新组呈火山喷发不整合接触,厚度大于1300m。玄武岩主要为基性岩系列碱性-亚碱性系列石英拉斑玄武岩,与我国基性火山岩玄武岩相比,明显高SiO_(2)、Fe_(2)O_(3)、TiO_(2),与西南地区峨眉山玄武岩相比,明显高Fe2O3,为典型的高铁玄武岩。具左高右低(右倾)平滑型的稀土配分模式,负铕异常不明显(δEu=0.85~1.20);富集Sr、K、Ba、Sm、Zr,亏损Rb、P、Ti、Y。结合野外产状、主微量元素特征及构造环境判别图解均表明,研究区玄武岩属于板内玄武岩。

全球大陆板内玄武岩数据的初步研究

大陆板内玄武岩(ICB)是产自于大陆内部、不包括大陆溢流玄武岩和大陆裂谷玄武岩且规模比较小的玄武岩。本文依据全球数据库资料,对大陆板内玄武岩进行研究,详细介绍了研究方法、数据清洗过程以及数据处理过程,并在此基础上探讨了新生代ICB的时空分布特征,同时着重研究了大陆板内玄武岩的源区性质、源区物质的熔融深度以及在上升过程中与地壳的混染程度。

海南岛北部晚新生代玄武岩成分演化及成因讨论

板内玄武岩通常具有复杂的成分组成和成因过程。海南岛北部(简称“琼北”)自渐新世始逐渐发育了大量板内玄武岩,岩性跨度大,从石英拉斑玄武岩到橄榄拉斑玄武岩,再到碱性橄榄玄武岩和碧玄岩均有分布。对琼北晚新生代玄武岩虽已开展了广泛的研究,但“琼北晚新生代玄武岩的成分随时间演化规律”这一问题却未引起足够的关注。本文从晚更新世道堂组橄榄玄武岩入手,对其开展了细致的岩石学、矿物学和主微量及Sr-Nd-Pb同位素地球化学的研究;并结合文献中琼北其他时代(组)玄武岩的数据,阐述了琼北晚新生代玄武岩成分随时间演化的规律并对其成因进行了探讨。研究发现,自中—上新世到更新世再到全新世,琼北晚新生代玄武岩呈现从碱性玄武岩过渡到拉斑玄武岩再突变到碱性—强碱性系列的演化规律;中—上新世到更新世这一时期的碱性玄武岩和拉斑玄武岩可能形成于石榴子石二辉橄榄岩由低到高程度的部分熔融作用,而全新世碱性岩则更可能形成于石榴子石辉石岩的部分熔融。琼北晚新生代玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素组成揭示其源区地幔以PREMA端元为主,但经历了来自古老陆壳的沉积物不同程度的改造作用。采用“海南地幔柱”模型可以较好地解释琼北晚新生代玄武岩的复杂组成和成因。

云南威信地区玄武岩的地质地球化学特征及其意义

为研究云贵川交界部位的峨眉山玄武岩的地质地球化学特征,对云南威信地区玄武岩开展野外地质、岩相学、岩石地球化学和年代学研究。威信地区玄武岩呈孤立点状、片状和狭窄条带状分布,主要为气孔-杏仁玄武岩和致密块状玄武岩。5件样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,该区玄武岩形成于257. 4±1. 8 Ma,并含大量捕获锆石。22件样品分析结果表明,本区玄武岩具有高铁镁(MgO2. 09%～5. 64%,Fe OT11. 37%～14. 72%)、低钾钠(K_2O 0. 29%～1. 99%,Na_2O 2. 06%～4. 45%)的主量元素特征,为钠质(Na_2O/K_2O 1. 79～10. 90)、亚碱性系列拉斑玄武岩(σ43除3粒特高值外,平均为1. 90),为典型的高钛玄武岩(Ti O24. 18%～4. 86%; Ti/Y 618. 83～670. 70)。具有右陡倾的稀土配分模式(ΣREE 249. 37×10-6～277. 83×10-6;ΣLREE/ΣHREE 6. 64～8. 62),负铕异常不明显(δEu 0. 91～1. 02);不相容元素比值(Zr/Nb 7. 47～9. 28,La/Nb 1. 02～1. 16,Ba/Nb 3. 16～19. 00,Ba/Th 18. 24～124. 94,Th/La 0. 13～0. 17,Th/Nb 0. 14～0. 17,Ba/La 3. 10～17. 00,Rb/Nb 0. 05～1. 00)显示威信地区玄武岩为经历了地壳物质混染的大陆玄武岩。野外产状、地球化学特征和构造环境判别图解均显示威信地区玄武岩形成于大陆板内构造环境,属于峨眉山玄武岩东岩区的一部分。

用He同位素示踪板内岩浆地幔源区的多样性

洋岛玄武岩(OIB)和陆内碱性玄武岩是探究地幔储库多样性重要的"岩石探针",而He同位素是示踪地幔储库多样性的有效手段。现有研究表明板内玄武岩具有变化的3He/He比值(<5~50 RA, RA代表大气的3He/4He比值),如此变化的He同位素组成通常解释为源区地幔具有多样性,如初始的、富集3He的深部地幔和演化的、具有高(U+Th)/3He值的大洋和大陆岩石圈地幔。

铀成矿机理的统一性探讨

为探讨不同类型铀矿床是否可能本质上都是地幔柱作用的产物,在“全球热液铀矿成因理论”和“热点铀成矿理论”等前人研究基础之上,结合岩浆岩锆石铀、钍含量研究初步揭示了:(1)铀、钍主要富集于外地核;(2)洋岛玄武岩、板内玄武岩、高分异花岗岩及伟晶岩型铀矿可能为地幔柱产物。对比国内多种类型铀矿床科研成果,总结发现有一定数量的铀矿床与洋岛玄武岩、板内玄武岩、A型花岗岩以及高分异花岗岩紧密伴生,成矿与成岩时空基本耦合。如四川攀枝花大田混合岩型铀矿和松辽盆地钱家店–白兴吐砂岩型铀矿伴生两类玄武岩;甘肃芨岭钠交代型铀矿和陕西商丹伟晶岩型铀矿区伴生两类花岗岩;粤北诸广–贵东花岗岩型铀矿区、赣南多类型铀矿区和江西相山、新疆白杨河火山岩型铀矿区伴生以上四类岩石类型。分析认为上述岩石类型可能是由地幔柱生成并起着导矿或导矿兼储矿的关键作用,据此提出铀矿“核源–地幔柱”成因认识,即:外地核是铀元素的主要发源地,地幔柱是铀运移的统一通道,铀成矿过程可能是外地核中的金属铀呈铀氢化物或铀合金氢化物等形式沿地幔柱上升迁移,直至在浅部地质体氧化聚集成固态铀矿物的过程。

冈底斯南部打加错地区鸭洼基性杂岩的年代学及地球化学特征

前人对西藏冈底斯构造带古生代地质构造属性认识仍然存在多种解释。本文报道了位于冈底斯南部打加错地区的鸭洼基性岩浆杂岩的锆石U-Pb定年和地球化学数据,以期对这一问题进行约束。鸭洼基性杂岩单斜辉石岩的加权平均年龄为263.5±4.0Ma(MSWD=0.34),2件辉长岩分别为262.7±2.3Ma(MSWD=2.8)和263.9±2.4Ma(MSWD=3.8),反映冈底斯带存在二叠纪深成岩浆活动。鸭洼基性杂岩体的两类岩石属于碱性岩系列,具有高的TiO2含量,区别于冈底斯二叠纪岛弧型火山岩类,类似于板内玄武岩;稀土配分型式呈∑LREE富集型,Eu﹡值为0.98～1.07;高场强元素丰度与板内玄武岩平均丰度相近,Zr/Nb比值、Hf/Th比值分别变化在3.07～4.94和1.25～1.98范围内,类似于板内玄武岩;微量元素原始地幔标准化的蜘网图和MORB标准化的蜘网图显示岩浆形成于板内构造环境,微量元素构造环境判别图解也支持这一结论。结合区域上石炭——二叠纪沉积特点、火山活动和变形变质作用,认为冈底斯南部二叠纪时期为被动陆缘环境,以北地区属于主动陆缘环境。

南海洋脊抽吸作用对其周边新生代玄武质岩浆活动的影响

洋中脊与地幔柱相互作用诱发的洋脊抽吸作用,被认为是产生富集型洋中脊玄武岩以及某些洋岛和海山的重要地质过程。但是,对于边缘海扩张是否同样会产生洋脊抽吸作用并控制其周边的玄武质岩浆活动,目前仍不清楚。南海海盆是世界上最大的边缘海海盆之一,它的扩张时间为~32~16 Ma。由于其周边分布有大量的软流圈来源的玄武岩,因而是讨论这一问题的理想研究区。文章对相对远离南海扩张中心的浙江省新生代玄武岩进行了K-Ar定年工作,发现浙江余姚的新生代玄武岩主要形成于渐新世至早中新世(32.2~21.7 Ma),属于南海扩张期的玄武岩。前人研究发现,南海周边的新生代玄武岩主要是形成于南海盆地扩张结束之后。结合前人数据和此次研究的年龄结果发现,越远离南海扩张中心,中国东南部的南海扩张期玄武质岩浆活动越密集。洋脊抽吸作用可以很好的解释这一时空分布规律,因为上涌的地幔流会汇聚在南海扩张中心的区域。而在浙江地区发现了南海扩张期玄武岩,则表明该区域深部的地幔流并没有受到南海洋脊抽吸作用的显著影响。

藏南雅拉香波穹窿角闪片岩的年代学、地球化学及地质意义

雅拉香波穹隆位于特提斯喜马拉雅构造带东部,其拆离系地层为曲德贡岩组,主要由千枚岩、片岩、变粒岩及少量片麻岩组成,通常认为其沉积时代为古生代。本文通过详细的野外工作,在其中新发现的一套与石榴子石绢云千枚岩互层产出的角闪片岩,薄片鉴定主要组成矿物为角闪石(65%~70%)、石英(25%~30%)与斜长石(约5%)。为查明角闪片岩的原岩性质、成岩时代以及构造背景,本文对角闪片岩展开了系统的岩石学、锆石U-Pb定年及全岩地球化学的研究。锆石测点的U-Pb同位素加权平均年龄可划分为>1000Ma、(525.4±8.7)Ma、(234.5±2.7)Ma及(47.1±0.5)Ma等4组,前2组代表了继承锆石的年龄,后2组分别代表了原岩结晶年龄及后期变质事件的年龄。岩石地球化学分析表明,角闪片岩具有较高的FeOT(13.46%~13.74%)、P2O5(0.38%~0.51%)以及Ti O2(4.26%~4.68%),轻重稀土具中等程度分异((La/Yb)N平均7.87),Ti/V和Nb/Y比值较高,富集高场强元素(如Nb、Zr),具有较弱的Ce负异常(δCe=0.89~0.96)与Eu异常(δEu=0.94~1.07)。原岩恢复及构造判别显示,角闪片岩的原岩是具有OIB型地球化学特征的板内碱性玄武岩。结合曲德贡岩组的年龄资料和区域大地构造背景,认为中晚三叠世的(234.5±2.7 Ma)角闪片岩原岩结晶年龄限定了曲德贡岩组顶部的沉积时限,显示出曲德贡岩组上岩段的部分地层可能解体为中生代地层;角闪片岩原岩形成于被动大陆边缘裂谷背景中,可能是由于岩石圈发生伸展-减薄,软流圈上涌与岩石圈地幔物质混合而形成的产物。

巴颜喀拉地区金矿成矿物质来源探讨

国内外学者对巴颜喀拉三叠纪的沉积物源主体来自扬子板块已达成共识,但对巴颜喀拉地区金矿成矿物质来源研究相对较少,这在一定程度上制约了成矿机制的探讨。本文在前人研究基础上,对巴颜喀拉地区中二叠世玄武岩和三叠世碎屑砂岩进行了系统分析,认为金矿成矿物源与峨眉山玄武岩有关。

西昆仑山东段石炭纪火山岩岩石地球化学特征及其形成的构造背景

火山岩岩石化学研究表明 ,西昆仑山东段北缘石炭纪火山岩的SiO2 含量在 42 .98%～ 5 0 .78%之间 ,Na2 O +K2 O在 1.5 2 %～ 5 .85 %之间 ,Na2 O/K2 O为 1.5 3～ 5 .86 ,显示出明显的富钠特征。稀土元素特征为 :ΣREE为 (146 .91～ 472 .14)× 10 -6,LREE/HREE为 1.78～ 2 .5 8,δEu为 1.0 4～ 1.15 ,(La/Yb) N 为 3.45～ 5 .32 ,球粒陨石标准化曲线为右倾的弱铕正异常的轻稀土富集型的平滑曲线。微量元素研究结果 :Nb/Ta比值在 15 .96～ 17.99之间 ,Zr/Hf比值在37.2 2～ 41.42之间 ,相对富集大离子亲石元素 (LIL)和高场强元素 (HFS) ,在微量元素N -MORB配分模式图上 ,呈明显的左侧单“隆起”型 ,即大离子亲石元素 (LIL)呈现峰值。Rb -Sr同位素组成研究结果表明 :样品Rb/Sr比值在 0 .0 0 49～ 0 .1314之间 ,表明岩浆在上升过程中受到了地壳物质的混染。综合分析认为 ,该区火山岩具有板内玄武岩的特征 。

粤北坪下水地区辉绿岩地球化学特征及其成因

坪下水地区位于粤北诸广岩体南部南雄断裂带,通过对区内辉绿岩脉开展岩相学和岩石地球化学研究,探讨了其成因,结果表明:区内辉绿岩具有低SiO_(2)(44.98%~50.87%)、低TiO_(2)(1.46%~1.94%)和低TFe_(2)O_(3)(10.63%~14.28%)特征,属于钙碱性玄武岩系列;微量元素相对富集Cs、Pb、U、W等元素,相对亏损Rb、Ba、Sb、Sr等元素,稀土元素总量较低(60.26×10^(-6)~141.48×10^(-6),平均96.58×10^(-6)),稀土元素配分曲线呈右倾型,未见明显Eu负异常。特征微量元素比值及图解显示其属于板内玄武岩,岩石物质组成具有洋中脊玄武岩(MORB)特征。综合分析认为,坪下水地区辉绿岩脉原始岩浆主要来源于富集型地幔,且在上升侵位过程中受到地壳混染的影响。

诸广南部书楼丘地区煌斑岩地球化学特征与铀成矿关系

书楼丘地区煌斑岩脉主要呈EW向展布,铀矿体往往产于煌斑岩脉与硅化带接触部位,为研究煌斑岩的组成、产出环境及其与铀成矿之间的关系,系统采集了5件样品,采用XRF法分析常量元素,ICP-MS方法分析微量元素及稀土元素。结果表明,煌斑岩w(SiO 2)为50.35%~58.21%,总体富Si;微量元素相对富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(HFSE)和重稀土元素(HREE),Eu为弱负异常(δEu为0.71~0.87),具有与板内玄武岩相似的微量元素地球化学特征;微量及稀土元素比值表明,书楼丘地区煌斑岩脉主要由岩石圈地幔部分熔融形成,且源区为富集型地幔,这种富集可能是煌斑岩脉在上升侵位过程中受到陆壳的混染作用造成的。此外,煌斑岩脉的侵入使围岩的力学及热力学性质发生变化,围岩中的U相对活化,使流体更易浸取围岩中的U,且煌斑岩脉中含有大量的Fe 2+及还原性气体(H 2 S,CH 4等),为铀的沉淀提供了良好的沉淀障,因此,煌斑岩脉可能为铀成矿提供了运移通道、热量及还原环境。

新疆哈密景峡一带阿尔巴萨依组火山岩构造环境及地层含矿性分析

阿尔巴萨依组火山岩为一套安山岩～玄武岩组合,具有富钠贫钾的特点,反映岩石蚀变强烈;Ti/Y、Zr/Y、Ta/Yb比值较高,Hf/Ta、Zr/Nb比值较低显示出明显的大陆板内特征,对其进行构造环境判别,认为阿尔巴萨依组火山岩为板内玄武岩,形成于伸展断陷环境,地层中Cu、Zn、Cr、Ni、Mo等元素异常较好,具有一定的找矿潜力。