西藏芒康盆地新生代高钾火山岩的主元素和同位素地球化学研究

元素和Pb-Sr-Nd同位素地球化学示踪结果表明,西藏芒康盆地内拉屋乡组高钾火山岩是在转换压缩引起的陆内俯冲背景下产生的,其可能源区为EMII型富集地幔端元。高场强元素Nb和Ta出现明显的负异常,表明在该火山岩源区内有陆壳物质的加入。稀土元素模拟结果显示岩浆源区成岩过程中有单斜辉石、斜长石和石榴子石的分离结晶。

西藏芒康盆地内高钾火山岩的^(40)Ar/^(39)Ar年代学和地球化学研究

新获得的两个高精度40Ar/39Ar年龄结果表明,西藏芒康盆地内拉屋乡组高钾火山岩的形成时代为33.5±0.2 Ma.元素和Pb-Sr-Nd同位素地球化学示踪结果表明,高钾火山岩是在转换压缩引起的陆内俯冲背景下产生的,其可能源区为EM2型富集地幔端元.高钾火山岩中的高场强元素Nb和Ta出现明显的负异常,表明在该火山岩的源区内有陆壳物质的加入.芒康盆地33.5±0.2 Ma的高钾火山岩在时空和物质组成上均与青藏东缘发现的两类高钾岩系中的早期高钾岩浆岩具有可比性,它们可能形成于相同的构造背景.

滇西莴中晚始新世高镁富钾火山岩中单斜辉石斑晶环带结构的成因:岩浆补给-混合过程

滇西莴中晚始新世高镁富钾火山岩中单斜辉石斑晶普遍出现正环带结构、反环带结构或韵律环带结构,少量为具绿色核部的单斜辉石(“绿核辉石”)。反环带斑晶和“绿核辉石”的幔部与正环带斑晶的核部具有相似并且相对较窄的成分范围,相对高Mg#(0.83～0.90),低TiO2(0.13%～0.29%),Al2O3(0.73%～1.68%)和Na2O(0.22%～0.42%),为钾质岩浆平衡结晶的产物。反环带斑晶的核部相对低Mg#(0.77～0.84),但与反环带斑晶的幔部、正环带斑晶的核部均具有相似的Ti/Al比值(0.06～0.16);韵律环带结构斑晶的成分变化均在正、反环带斑晶的成分范围之内。莴中高镁富钾火山岩中的这些环带结构单斜辉石斑晶应来源于相似的岩浆体系,反环带结构表明在岩浆房存在较原始岩浆对较演化岩浆再补给的岩浆混合过程,而韵律环带结构特征揭示曾多次发生这种岩浆混合过程。“绿核辉石”的核部明显低Mg#(0.50～0.74),相对富Al2O3(1.66%～3.63%)和Na2O(0.87%～2.17%),具有明显较低的Ti/Al比值(<0.05)和较高的AlVI/AlIV比值(0.38～0.76),为下地壳捕虏晶来源,证实了在滇西晚始新世富钾岩浆演化过程中存在少量地壳混染作用。

滇西晚始新世高镁富钾火山岩的地球化学特征及其岩石成因机制探讨

40Ar/39Ar同位素定年分析显示滇西新生代高镁富钾火山岩均形成于始新世晚期(约36Ma),富含MgO(>9%)和K2O(3.07%～7.28%),绝大部分K2O/Na2O比值大于2,均属超钾质系列岩石。较高的Cr、Ni含量和较低的Sc(<30μg/g)、TiO2(<1%)含量暗示了源区为尖晶石相方辉橄榄岩;高镁富钾火山岩与区内同时代的粗面岩具相似的地球化学组成特征,均富集LILE和LREE,亏损高场强元素Nb-Ta和Ti等,具有极低的Nb/La比值(0.2～0.3)、较高的87Sr/86Sr初始值(0.7056～0.7072)、负的εNd初始值(-0.97～-4.87)和相对较高的206Pb/204Pb(18.556～18.695)、207Pb/204Pb(15.609～15.630)比值,具有明显的岛弧型钾质火山岩的性质。高镁富钾火山岩来源于受古特提斯俯冲带流体交代的尖晶石相方辉橄榄岩的部分熔融岩浆,并在深部岩浆房经历了橄榄石的结晶分异和堆晶作用,而粗面岩则还在相对浅部岩浆房经历了较大程度的长石与单斜辉石的分离结晶。

滇西莴中新生代高镁富钾火山岩中橄榄石斑晶及其尖晶石包裹体的岩浆成因动力学意义

滇西莴中新生代高镁富钾火山岩富含橄榄石斑晶，其核部Fo含量变化较大（94～75％），由大斑晶（〉1mm）、中等粒径斑晶（0．3～1mm）至小斑晶（〈0．3mm），Fo含量总体变小；橄榄石斑晶CaO含量大于0．1wt％，随着Fo含量的降低，MnO含量升高，而NiO含量降低，并具有明显的岩浆结晶分异趋势，均为岩浆成因，但来源复杂；大斑晶和中等粒径斑晶的核部Fo含量明显与全岩MgO不平衡，均属于捕虏晶来源。橄榄石斑晶中的尖晶石包裹体高Cr#（0．77～0．94）、低Mg#（0．17～0．65），具有较低的Al2O3含量（〈10wt％）；尖晶石包裹体的TiO2含量总体上较低（〈1．0wt％），暗示了绝大部分橄榄石属于岛弧型岩浆成因，来源于富集交代的方辉橄榄岩部分熔融岩浆；少量高TiO2尖晶石包裹体（1．36～3．96wt％）的存在则暗示了部分橄榄石斑晶的形成可能与峨眉山大火成岩省有关。大斑晶和中等粒径斑晶橄榄石均具明显的成分梯度变化，由核部、幔部至边部。其Fo、NiO含量降低而MnO、CaO含量增大，并且边部成分特征与小斑晶橄榄石相类似，其源区至少存在两次岩浆作用过程，核部成分变化反映的是早期高Mg#岩浆中的橄榄石结晶分离作用过程，而边部以及小斑晶橄榄石的成分变化则反映了后期喷发岩浆（Mg#略低）体系中橄榄石的结晶分离作用过程。

青藏高原高Mg^#和低Mg^#两类钾质-超钾质火山岩及其源区性质

通过对青藏高原碰撞后钾质-超钾质火山岩的对比分析,提出青藏高原存在羌塘-芒康-滇西（44～28Ma）和冈底斯（25～12Ma）两条高Mg^#钾质-超钾质火山岩带,而可可西里、西昆仑-东昆仑的新生代火山岩则为低Mg^#钾质火山岩.高Mg^#钾质-超钾质火山岩的化学成分均相对高镁低铁和贫钛,微量元素组成以具有类似岛弧火山岩的K/Nb、K/La、Rb/Nb、Pb/La、Ba/La等比值为特征.低Mg^#钾质-超钾质火山岩相对富铁贫镁和高钛,上述元素比值小于岛弧火山岩,大于和近似于洋岛玄武岩,指示岩浆源区富集组分有软流圈流体的贡献.羌塘-芒康的高Mg^#高钾钙碱性和高Mg^#钾玄岩系列指示高原中部受到陆内俯冲作用的影响;30Ma前俯冲板片断离,软流圈上涌,富集岩石圈地幔熔融形成羌塘低Mg^#过碱性钾质-超钾质系列.综合地球物理资料,提出青藏高原在印度大陆岩石圈的强力楔入下,高原内部软流圈物质沿欧亚岩石圈地幔俯冲板片的顶部向北东和南东挤出,使上覆岩石圈地幔发生剪切破裂,形成一系列串珠状高速体与低速体的相间分布,并随时间不断向北扩展.这也是阿尔金和滇西走滑系的深部动力源.正是软流圈与岩石圈的这种相互作用形成了可可西里和西昆仑-东昆仑低Mg^#钾玄质火山岩的软流圈-岩石圈地幔的混源特征.藏南高Mg^#超钾质岩浆源区的显著幔壳混合特征则可能来自印度大陆岩石圈俯冲作用的影响.

西藏狮泉河地区高钾-钾玄质火山岩的岩石学、地球化学及锆石U-Pb年龄

报道的高钾-钾玄质火山岩位于狮泉河镇南东方向约20km处,向东延伸。高钾-钾玄质火山岩Si O2变化于60.35%-68.68%之间,属中酸性岩范畴;具有高的K2O＋Na2O含量（8.8%-10.66%）,K2O/Na2O值在1.92-2.49之间,Mg O含量较低,介于0.88%-3.47%之间,Al2O3含量为14.02%-14.91%,属于高钾-钾玄质系列。岩石强烈富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba、Th、U和轻稀土元素（LREE）,高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Ti具有明显负异常,Cr、Ni、Co相容元素含量低于或接近地壳的平均含量,结合Th/Yb-Ta/Yb、（Th×100）/Zr-（Nb×100）/Zr判别图及La-La/Yb图解,暗示岩浆源区可能为下地壳。在左左乡南东约2km处和狮泉河水泥厂北东约1km处各采集1个高钾-钾玄质火山岩样品,对其中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素测定,得到的206Pb/238U年龄加权平均值分别为22.04±0.42Ma和22.29±0.31Ma,此年龄被解释为狮泉河一带高钾-钾玄质火山岩的喷发时代,即中新世阿启塔期。由此表明,该火山岩是印度板片向北俯冲时在狮泉河一带俯冲板片断离,岩浆发生部分熔融的产物。

沂沭断裂带北段早白垩世高钾钙碱性火山岩地球化学特征与岩石成因

沂沭断裂带内发育了大量的中生代火山岩,其成因研究对剖析断裂带活动规律具有重要意义。本文对断裂带北段潍坊、安丘、鄌郚地区中生代火山岩进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素分析。探讨了沂沭断裂带中生代火山岩成因及其形成的地球动力学过程。断裂带北段火山岩年龄集中在131~124Ma之间,喷发于早白垩世。岩石为一套高钾钙碱性火山岩,包括玄武安山岩、粗安岩、粗面岩、英安岩。火山岩富集Rb、Ba等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。稀土元素含量高(∑REE=140.5×10-6~433.1×10-6),富集轻稀土、亏损重稀土(∑LREE/∑HREE=9.8~31.0),无明显的Eu负异常。火山岩具有富集且变化范围较大的Sr-Nd-Pb同位素组成,(87Sr/86Sr)2i=0.708054~0.711692,εNd(t)值为-15.3^-7.4,(06Pb/204Pb)07i=17.213~17.962,(2Pb/204Pb)i=15.425~15.590,(208Pb/204Pb)i=37.597~38.365。研究表明,高钾钙碱性火山岩的源区与区域基性岩源区一致,均为富集岩石圈地幔。玄武安山岩、粗安岩、粗面岩经基性岩浆分离结晶作用形成,英安岩则遭受了华北下地壳强烈混染。三叠纪末期,由于扬子板块向华北克拉通俯冲,扬子地壳析出的流体/熔体交代了华北古老岩石圈地幔,形成富集岩石圈地幔。早白垩世,受古太平洋板块俯冲和后撤作用,富集岩石圈地幔部分熔融形成基性岩浆,岩浆在上升过程中发生分离结晶作用,受沂沭断裂深切作用影响,部分地区遭受华北下地壳混染,最终形成区内各类高钾钙碱性火山岩。

青藏高原北部新生代走构油茶错、纳丁错火山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

本文对分布于藏北南羌塘地区的走构油茶错和纳丁错新生代火山岩进行了岩石学、同位素年代学和地球化学研究。两个地区火山岩主要由粗面玄武岩、橄榄粗安岩、安粗岩及粗面岩组成,具有从碱性系列火山岩到高钾钙碱性火山岩连续演化的特征。锆石U-Pb定年表明两个地区火山岩形成时代分别为34.64±0.55Ma和35.03±0.54Ma,另外在走构油茶错安粗岩和粗面岩中发现了大量的捕获锆石。地球化学分析显示,岩石ε_(Hf)(t)均为正值,但随SiO_2含量的增高,ε_(Hf)(t)有减小的趋势。稀土元素配分曲线上轻重稀土分馏明显,无或轻微Eu负异常,尤其是重稀土出现分馏,大多数样品(Sm/Yb)_N值介于6.30～8.25之间,表明原生岩浆起源于含有石榴石的弱亏损型软流圈地幔,中酸性岩浆所具有的类似埃达克岩的地球化学特征是原生幔源岩浆经AFC作用形成的。始新世末期南羌塘地区的火山活动可能与向北俯冲的拉萨地块的岩石圈地幔断离造成的软流圈上涌有关。

藏北巴毛穷宗羌巴欠火山岩K-Ar和^(40)Ar-^(39)Ar年代学研究

两种方法(K Ar和40Ar/39Ar)测定藏北火山岩同位素地质年龄表明其相当于渐新世到中新世:巴毛穷宗钾质碱性火山岩为32Ma～19Ma,涌波错和羌巴欠为17Ma和14Ma～12Ma等,同位素地质年龄范围在32Ma～12Ma,而且火山喷溢作用,从南到北逐渐变新。其中在巴毛穷宗火山岩区获得32Ma的年龄,证实青藏高原的隆升至少在32Ma以前已经开始。

琼中古—中元古代变基性火山岩地球化学特征及其地质意义

琼中古—中元古代抱板岩群斜长角闪(片麻)岩为高钾变基性-中基性火山岩。化学成分上具有富钾(K2O/Na2O值大于0.6)、高铝(Al2O3含量高于15%)和低钛(TiO2含量低于1.3%)等特点。岩石的K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素和轻稀土元素明显富集,LREE/HREE值较高,并具有显著的Ta、Nb、Ti负异常。微量元素和Sm、Nd同位素特征表明,琼中变基性火山岩岩浆源区偏离原始地幔,并且未受成熟地壳物质的明显污染,它们是俯冲消减带上部陆弧区地幔楔受俯冲洋壳析出的流体和硅酸盐融体交代作用后部分熔融的产物。古—中元古代时期,海南地块可能经历了由拉张到挤压的地球动力学转变,早期拉张阶段形成琼西洋脊型和过渡型拉斑玄武岩,中晚期则形成与洋壳俯冲作用相关的琼中岛弧型高钾钙碱性玄武岩,这一过程可能与华南大陆的裂解及随后洋壳向华夏古陆的深俯冲作用有关。

腾冲马鞍山、打鹰山、黑空山火山岩浆来源与演化

本文对马鞍山、打鹰山、黑空山火山岩主微量和Sr、Nd、Pd同位素地球化学研究认为,腾冲火山岩浆源区具有MORB与富集地幔混合之特征,推测为新特提斯俯冲洋壳重新熔融,导致腾冲地区的高钾钙碱性岩浆的火山活动,解释了腾冲在新生代大陆板内构造环境背景下出现岛弧或活动大陆边缘火山岩地球化学特征的现象。马鞍山、打鹰山和黑空山火山高钾钙碱性岩浆经历了岩浆房阶段辉石、钛铁矿的结晶分离作用和岩浆上升过程中斜长石的结晶分离作用,导致岩浆成分从中基性向中酸性演化,火山岩从玄武质粗安岩→粗安岩→粗面质英安岩演化。

云南腾冲全新世火山岩地球化学特征及其成因

通过对腾冲火山群的黑空山、打莺山和马鞍山火山岩主量元素、微量元素、Sr-Nd-Pb同位素地球化学的研究表明,腾冲全新世火山岩为高钾钙碱性系列,包括粗面玄武岩、玄武粗安岩、粗面安山岩和英安岩。该套火山岩富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb-Ta-Ti不相容元素,具有高的87Sr/86Sr比值(0.705862～0.710614),低的143Nd/144Nd比值(0.511941～0.512526)和较高的放射性成因Pb同位素组成(208Pb/204Pb=38.962～39.155;207Pb/204Pb=15.620～15.659;206Pb/204Pb=17.872～18.269)。主量、微量和同位素地球化学研究表明,腾冲全新世三座火山的岩浆源区为富集地幔,地幔富集与古洋壳俯冲有关。它们是由相同的地幔源区经历了不同的岩浆演化阶段的产物,打莺山岩浆演化程度最高,黑空山次之,马鞍山岩浆演化程度最弱。通过腾冲全新世火山岩与藏南碰撞后钾质火山岩的地球化学成分对比,Sr-Nd-Pb同位素地球化学成分存在着明显的不同,暗示两者的源区存在差异。

黄海海域盆地的形成与演化

扬子板块俯冲在华北板块之下,于三叠纪末完成陆-陆碰撞,进入陆内俯冲阶段,在造山带的侧翼形成陆内前陆盆地。此时在苏鲁造山带南侧形成的南黄海盆地即属于陆内前陆盆地(J1—J2),而苏鲁造山带北侧的北黄海盆地和胶莱盆地则缺失这套地层(J1—J2),可能处于隆起状态。从晚侏罗世到早白垩世(J3—K1),中国东部发生广泛火山喷发、岩浆侵位,反映了中国东部构造应力场发生明显的变化。大别-苏鲁造山带南北两侧构造背景有明显的差异。北侧的火山岩特征表明其北侧为裂谷环境,包括北黄海盆地和胶莱盆地,表现为地堑和半地堑形式,高角度平面正断层和犁式正断层发育。晚白垩世—早第三纪,中国东部构造背景又发生了明显的变化,发生大规模的断陷作用。大别-苏鲁造山带晚白垩世发育A型花岗岩,表明造山作用结束,进入造山带崩塌和后造山期,与中国东部总体的伸展期是吻合的。南黄海盆地断陷作用强烈,接受了厚度较大的下第三系;北黄海盆地断陷作用较弱,只在北部小范围内接受了厚度较小的早第三纪沉积。晚第三纪,南黄海盆地和北黄海盆地由于热沉降由断陷变为坳陷。

藏北赤布张错地区埃达克岩的厘定及其意义

常量、微量及Sr、Nd同位素研究表明,藏北赤布张错地区分布的一套始新世(35～4 0Ma)高钾钙碱性火山岩具有C型埃达克岩的地球化学特征。火山岩SiO2 含量为5 8%～6 9% ,K2 O、Al2 O3 、Sr的含量相对偏高,而Y、Yb的含量和Mg# 值相对较低,Nb明显亏损,Zr、Ti、P弱亏损,LREE富集,无明显Eu负异常,ISr(0 .70 72 3～0 .70 777)值偏高,而INd(0 .5 12 32 0～0 .5 12 35 2 )值偏低,指示其为一套壳源中酸性火山岩系,源自加厚陆壳下部的一个榴辉岩质源区的部分熔融。这套新生代埃达克质火山岩的厘定,指示藏北羌塘地区或更大范围的大陆地壳在4 0Ma左右已经加厚到超过4 0km ,且青藏高原的隆升开始于4 0Ma以前。