高镁安山岩/闪长岩类(HMA)和镁安山岩/闪长岩类(MA):与洋俯冲作用相关的两类典型的火成岩类

本文主要基于对实验岩石学成果的简要评述,讨论与洋俯冲作用有关的两类典型的火成岩类:楔形地幔在含水条件下橄榄岩局部熔融产生的高镁安山岩/闪长岩类(HMA)和俯冲洋壳局部熔融岩浆与地幔楔相互作用产生的镁安山岩/闪长岩类(MA)。提出:(1)识别HMA和MA必须同时运用两套参数系统:SiO2-MgO系统和SiO2-FeO/MgO系统;(2)区别HMA和MA是在它们均符合LF-CA(低Fe钙碱趋势)特征条件下,再用SiO2-MgO系统进一步加以鉴别;(3)识别HMA和MA的方法,或用在给定SiO2时,MgO和FeO/MgO的具体数值,或用图解法。

大兴安岭中段内蒙古扎赉特旗地区石炭纪高镁闪长岩、埃达克岩的发现及其对嫩江洋俯冲作用的指示

扎赉特旗地区的晚古生代岩浆作用,对于揭示嫩江洋的俯冲过程与机制具有重要的约束意义。通过野外地质调查、岩石学、岩石地球化学和锆石U−Pb定年研究,在扎赉特旗元宝山和贾家屯地区新发现了晚石炭世早期的高镁闪长岩(年龄加权平均值为320.5±1.2 Ma)和O型埃达克岩(年龄加权平均值为317.9±3.3 Ma)。元宝山高镁闪长岩具有低SiO_(2)、高MgO、高Mg^(#)和富Na_(2)O的特点,且Ni、Cr含量高,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,认为其形成于消减带之上的地幔楔环境,是由消减板片部分熔融衍生的富Si质流体交代地幔岩部分熔融形成的。贾家屯石英闪长岩具有高SiO2、富Na2O、高Sr和低Yb、Y的特点,K2O/Na2O值低,稀土元素强烈分异,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,无负Eu异常,且贫Mg、Cr、Ni,为消减板片部分熔融后经结晶分异形成的O型埃达克岩。新发现的晚石炭世早期的埃达克岩−赞岐岩组合,与研究区石炭纪花岗岩的形成时间(333~304 Ma)同步,且高镁闪长岩与辉长岩(325.2~317.3 Ma)伴生,反映扎赉特旗地区处于松嫩地块西缘的活动大陆边缘弧环境,推测嫩江洋至少从晚石炭世早期开始就存在向东南侧松嫩地块之下的俯冲作用。

东昆仑祁漫塔格寒武纪岛弧:来自拉陵高里河地区玻安岩型高镁安山岩/闪长岩锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素证据

祁漫塔格构造带是东昆仑造山带的重要组成部分,在青藏高原北部早古生代汇聚板块边缘地质研究中具有重要意义。祁漫塔格构造带在早古生代通常被认为是弧或弧后盆地,但其早期形成阶段的地质记录尚未报道,初始俯冲的时代也有待进一步限定。本文选择了祁漫塔格东段拉陵高里河地区祁漫塔格群火山岩和闪长岩进行岩石学、地球化学、锆石U-Pb年龄学和Hf同位素研究,探讨了岩石成因和构造意义。火山岩以安山岩为主,安山岩SiO 2含量中等(54.02%~63.99%),具有低TiO 2(0.19%~0.24%)、Al 2O 3(10.67%~12.86%)、P 2O 5(0.03%~0.05%)和低FeO T/MgO比值(0.80%~1.04)的特征,具有高的MgO(7.86%~11.44%)和Mg#(63~69);闪长岩SiO 2含量为53.62%~55.81%,也具有低TiO 2(0.19%~0.25%)、Al 2O 3(10.58%~11.52%)、P 2O 5(0.02%~0.04%)和低FeO T/MgO比值(0.9~1.0)的特征,同样具有高的MgO(9.86%~11.63%)和Mg#(64~66)的特点。高镁安山岩和闪长岩微量元素组成相近,Th(0.22~1.23μg/g)、Rb(4.11~16.11μg/g)和Ba(66.7~166μg/g)含量低,Cr(286~668μg/g)和Ni(57~181μg/g)含量高,δEu=0.91~1.47,Sr/Y比值(19.7~36.1)较低,∑REE含量介于11.8~27.3μg/g,(La/Yb)N=1.3~4.3,轻重稀土分馏弱。在微量元素原始地幔标准化图解上大离子亲石元素Sr、Ba和Pb具明显的正异常,高场强元素Ta、Nb和Ti具有明显的负异常。高镁安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为519 Ma;闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为520 Ma和516 Ma,两者锆石Hf同位素组成相似,εHf(t)值分布在+10.5~+15.8。上述研究结果表明,祁漫塔格东段拉陵高里河地区高镁安山岩/闪长岩源于亏损的地幔楔的部分熔融,形成于原特提斯洋俯冲早期的岛弧环境。本研究进一步证明祁漫塔格构造带古洋盆俯冲时代早于520 Ma,该认识也为恢复东昆仑造山带原特提斯洋早期俯冲演化历史提供了重要地质资料。

东北牡丹江地区古近纪高镁安山岩的发现及其岩石学特征

全球新生代高镁安山岩多分布于活动大陆边缘和岛弧环境,而板内高镁安山岩出露较少。近年来,在松辽盆地西侧的五岔沟地区和北侧的逊克、门鲁河地区以及俄罗斯远东地区相继发现了喷发于20.6~0.3 Ma(新近纪—第四纪)的板内高镁安山岩。这些板内高镁安山岩的发现对于探讨地幔中再循环地壳物质的属性和命运具有重要意义。文章报导了在松辽盆地东侧的牡丹江地区新发现的古近纪高镁安山岩(喷发于49.2~36.3 Ma)。这些火山岩SiO_(2)含量为54.75~58.95 wt%,Mg^(#)为45.18~51.72,属于高镁安山岩。牡丹江高镁安山岩属于亚碱性系列,岩性为玄武安山岩和安山岩,主量元素组成变化范围较小。基于岩相学观察和MELTS软件模拟计算,牡丹江高镁安山岩的矿物结晶顺序为:斜长石和斜方辉石斑晶较早结晶,之后斜方辉石、单斜辉石和钛铁氧化物等基质矿物结晶。MELTS软件模拟结果指示在岩浆演化过程中结晶出的矿物未脱离岩浆体系,岩石成分代表了相对原始的岩浆成分。文章利用斜方辉石—熔体测压法计算出牡丹江高镁安山岩的结晶压力为169~570 MPa,相当于5.6~18.8 km的深度。利用斜方辉石—熔体和熔体两种测温法计算出其结晶温度为1109~1181℃,与东北其它地区新生代高镁安山岩(逊克、门鲁河和五岔沟)的结晶温度基本一致(1132~1192℃),高于岛弧安山岩的结晶温度(950~1050℃)。利用斜长石—熔体测水法计算出其喷发前熔体水含量为0.3~1.0 wt%,与东北其它地区新生代高镁安山岩熔体喷发前水含量基本一致(0.3~1.4 wt%),明显低于岛弧安山岩(2~9 wt%)。因此,牡丹江高镁安山岩在化学组成、岩相学特征、岩浆物理属性(温度和水含量)以及演化特征上都与东北其它地区发现的新生代高镁安山岩基本一致,属于板内高镁安山岩。牡丹江高镁安山岩的发现表明,这类板内高镁安山岩岩浆作用从始新世一直持续到更新世,在东北地区广泛分布。

赣南大洲塘中生代高镁安山岩地球化学特征及年代学意义

为研究赣南地区中生界石溪组中基性火山岩地球化学特征及年代学特征,揭示中国东南部中生代岩浆活动及构造演化,对赣南大洲塘石溪组的高镁安山岩开展LA-ICPMS锆石U-Pb定年和地球化学分析。结果显示,锆石206Pb/238U表面年龄主要集中于4个年龄区间:1754.6 Ma、769.0~770.8 Ma、410~440 Ma、153.9 Ma,代表了4次岩浆热事件,但均不能代表高镁安山岩的形成年龄。综合前人的同层位测年结果,推测该套高镁安山岩形成于早白垩世。地球化学数据显示,该高镁安山岩为高钾钙碱性安山岩,轻稀土元素明显富集,未见Eu、Ce异常,富集大离子亲石元素Rb,Th,K,亏损高场强元素Nb,Ta,Ti等。元素和构造环境图解显示,高镁安山岩具有富集地幔特征,为地幔与下地壳混染作用产物,构造环境属于板内伸展环境。结合高镁安山岩地球化学特征的特殊性,推测中国东部燕山期可能存在高原。

胶东早白垩世高镁闪长岩类的发现及其构造背景

胶东地区发育大规模早白垩世壳幔混合源花岗岩类,但一直未发现与花岗岩类相关的独立的幔源侵入体,给深入理解早白垩世壳幔演化带来了困惑。胶东的柳林庄和夏河城岩体以往被认为是三叠纪闪长岩类,本文在详细的野外地质工作基础上,通过年代学、岩石地球化学、同位素地球化学分析,发现这2个岩体为早白垩世高镁闪长岩。样品的SiO 2含量在53.29%~62.54%之间,MgO含量为3.60%~8.10%,Mg#主要介于0.47~0.68之间;富集Ba、Rb、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素;初始87 Sr/86 Sr值为0.7082~0.7083,与地幔平均值接近;εNd(t=113Ma)值很低(-20.5^-16.8),与胶东地区的基性脉岩同位素组成一致。2个岩体相比而言,柳林庄岩体富K2O、Fe2O3^T,REE、LILE、HFSE含量较高,而MgO、Ni和Cr含量偏低。3件样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素加权平均年龄值分别为120.1±1.6Ma、118.3±1.7Ma和122.3±4.0Ma,与壳幔混合源的伟德山型花岗岩及胶东金矿的成岩、成矿时代一致,指示他们形成于统一的地球动力学背景。高镁闪长岩的地球化学特征介于高镁埃达克岩与赞岐岩及埃达克岩与Piip型高镁安山岩之间,指示其形成于古太平洋板块俯冲的地幔楔环境,为富集岩石圈地幔部分熔融的产物。夏河城岩体的岩浆直接来源于含角闪石的富集岩石圈地幔源区,而柳林庄岩体岩浆源区为含金云母的岩石圈地幔并且在岩浆上侵过程中混染了部分地壳物质。

天山北部石炭纪埃达克岩-高镁安山岩-富Nb岛弧玄武质岩：对中亚造山带显生宙地壳增生与铜金成矿的意义

新疆天山北部地区存在有石炭纪的埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武质岩组合,并且其中许多岩石与铜(金)矿床伴生(如达巴特、阿希、土屋-延东、赤湖,等等)。埃达克岩富钠、高Sr但亏损Y与Yb,无明显Eu-正Eu异常以及正Sr异常与Nb、Ti亏损。高铁安山(闪长)岩是本次研究首次报道的,这些岩石无明显Eu-正Eu异常以及Nb、Ti亏损,普遍具有高的MgO和Cr、Ni含量,其中阿希金矿区一些样品类似于日本西南新生代Setouchi弧火山岩带中的赞岐岩类。富Nb玄武质岩富钠贫钾,具有微弱负-正Ba、Nb和Ti异常以及高的Nb/La比值,不同于大多数正常岛弧玄武岩。天山北部地区石炭纪埃达克岩具有高的ε_(Nd)(t)(+3．4～+9．0)和低的(^(87)Sr/^(86)Sr)_i(0．7032～0．7043)。富Nb玄武质岩具有变化的ε_(Nd)(t)(+3．6～+11．6)和(^(87)Sr/^(86)Sr)_i(0．7007～0．7067)。我们的研究表明,天山北部地区石炭纪埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武质岩组合可能是“埃达克岩交代的岛弧岩浆岩系列”。埃达克岩最有可能由石炭纪北天山洋的年轻洋壳在俯冲过程中熔融形成。另外,俯冲板片产生的熔体以及所释放的少量流体在上升过程中可能交代地幔楔橄榄岩或与其发生反应：一方面,触发地幔楔橄榄岩发生熔融形成富Nb岛弧玄武质岩；另一方面,地幔组分迅速进入到板片熔体中,导致其地幔组分增加,乃至形成高镁安山岩。因此,天山北部地区石炭纪埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武质岩组合表明：(1)天山北部地区石炭纪可能为岛孤环境而非裂谷环境；(2)天山地区石炭纪的地壳生长可能以侧向增生为主；(3)除了亏损地幔之外,俯冲洋壳的熔融可能也在地壳的生长中发挥了重要的作用；(4)俯冲板片产生的埃达克质岩浆具有高的氧逸度,而其与地幔楔橄榄岩的强烈相互作用将导致地幔中的金属硫化物分解,成矿金属元素进入到岩浆中。这可能是新疆北部铜金矿化与一些埃达克岩、高镁安山(闪长)岩或富Nb岛弧玄武质岩密切共生的基本原因。

吉林色洛河晚二叠世高镁安山岩SHRIMP锆石年代学及其地球化学特征

吉林色洛河地区发育高镁安山岩类,SHRIMP锆石U-Pb定年结果表明它们形成于晚二叠世(252±5Ma)。色洛河高镁安山岩类(SiO_259.08%～65.67%)具有富MgO(3.68%～5.30%),高Mg~#值(0.62～0.68,平均0.66),高Cr(203.17×10^(-6)～379.70×10^(-6),平均258.79×10^(-6))、Ni(98.13×10^(-6)～249.35×10^(-6),平均137.00×10^(-6))含量;富集大离子亲石元素(如Cs、K、Pb、Rh和Ba),亏损高场强元素(如Ta、Ti、Nb、P);富集LREE(Ce39.14×10^(-6)～48.74×10^(-6)),强烈亏损HREE (Yb 0.95×10^(-6)～1.27×10^(-6),Y 10.80×10^(-6)～13.13×10^(-6),(La/Yb)_N13.27～16.66);但它们含有较低的Sr(158.62×10^(-6)～369.77×10^(-6),平均258.52×10^(-6))。它们属于中钾、钙碱性系列,具有明显的结晶分异和同化混染特征。上述地球化学特征表明它可能与消减沉积物流体交代形成富集地幔的部分熔融有关,其后又经历了分异和混染作用。这揭示它们形成于活动陆缘的构造背景,表明晚古生代末期古亚洲洋板块仍在消减,华北地块和佳木斯-兴凯地块(中亚造山带)最终的拼合时间可能在二叠纪之后。

早古生代古亚洲洋俯冲记录:来自东天山卡拉塔格高镁安山岩的年代学、地球化学证据

吐哈盆地南缘荒草坡群大柳沟组火山岩出露于大草滩断裂以北的彩霞山、土屋铜矿北和卡拉塔格地区。该组火山岩主要为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩组合。LA-ICP MS锆石U-Pb分析获得安山岩和英安岩的年龄分别为434.8±3.8Ma和438.4±4.9Ma,表明大柳沟组火山岩形成于早志留世。安山岩Si O2含量为54.35%~60.70%;Al2O3含量为11.8%~16.3%,Mg O含量为4.94%~8.27%,Ti O2含量为0.38%~0.52%,Na2O和K2O的含量分别为0.50%~3.83%和0.08%~1.26%,铝饱和指数（A/CNK）为0.77~1.37,低ΣREE（43×10-6~70×10-6）,为具有亏损源区特征的高镁安山岩。英安岩较安山岩Si O2含量高（63.74%~75.35%）,具有相似的Al2O3（12.3%~16.0%%）和Ti O2（0.32%~0.52%）含量;Na2O和K2O含量分别为2.01%~5.53%和0.16%~2.19%,ΣREE含量较安山岩略高（61×10-6~84×10-6）,铝饱和指数（A/CNK）为0.77~5.74。安山岩和英安岩均轻重稀土分异明显,具有中等的Eu负异常;富集大离子亲石元素（LILE）,亏损高场强元素（HFSE）,具有明显的Nb-Ta-Ti负异常。相似的岩石地球化学特征表明安山岩和英安岩可能为同源岩浆,英安岩是安山质岩浆经过角闪石等矿物结晶分异作用形成的,安山岩的母岩岩浆很可能来自亏损大洋岩石圈地幔。基于该组岩石组合、地球化学特征和区域地质资料,推测研究区高镁安山岩可能形成于洋内弧环境,这表明东天山吐哈盆地南缘卡拉塔格地区在早古生代已经存在古亚洲洋的俯冲。

内蒙古横峦山组类高镁安山岩年代学及地球化学特征

横峦山组火山岩主要分布在红柳河—牛圈子—洗肠井缝合线南部红山头一带。通过锆石同位素测年及岩石地球化学分析等方法对横栾山组火山岩进行研究,结果显示:该组火山岩富集LREE,亏损HREE,无明显的负铕异常,稀土配分形式与日本Setouchi火山岩带中典型高镁安山岩类似。此外,该火山岩具较高的MgO含量(2. 85%～4. 13%)和较低的Fe OT/MgO比值(FeO^T/MgO=0. 75～1. 2 <1. 5),Al_2O_3含量介于5. 59%～17. 15%,CaO含量小于10%(5. 97%～8. 30%)。其岩石地球化学具有类高镁安山岩的特征,因此认为横峦山组火山岩形成于北山洋早期洋壳俯冲环境。横峦山组火山岩的锆石U-Pb测年结果为(453. 5±2. 7) Ma,代表着北山地区在晚奥陶世早期北山洋已经开始发生俯冲。

太行山南段符山高镁闪长岩的成因——拆沉陆壳物质熔融的熔体与地幔橄榄岩反应的结果

本文对太行山南段符山高镁闪长岩进行了年代学与地球化学研究,结合其中地幔橄榄岩包体的研究,对符山高镁闪长岩的成因和中生代岩石圈地幔的性质进行了探讨。研究表明,符山闪长岩体是由一套含橄榄石角闪闪长岩-角闪闪长岩-闪长岩构成。含橄榄岩包体的寄主岩——角闪闪长岩中的锆石可划分为两种:一是代表寄主岩浆结晶的锆石:内部结构均匀、呈条带状吸收、自形-半自形晶形,具有较高的Th/U比值(1.10～4.08),其^(206)Pb/^(238)U年龄介于123～128Ma之间,12个点的加权平均值为125±1Ma,这表明岩体的形成时代为早白垩世;二是捕获或继承锆石:具有核边结构、吸收程度不均匀、呈浑圆状和自形-半自形两种,它们的Th/U比值介于0.32～2.03之间,构成了3组^(207)Pb/^(206)Pb加权平均年龄:2503±11Ma、2181±26Ma和1778±36Ma。该类岩石的SiO_2和MgO含量分别介于56.69%～59.21%和3.60%～6.33%之间;且以高Mg~#(0.51～0.64)、富Na(Na_2O/K_2O大于1)、高Cr(93.1×10^(-6)～420×10^(-6))、Ni(35.1×10^(-6)～137×10^(-6))为特征。该类岩石强烈富集轻稀土元素和大离子亲石元素、明显亏损高场强元素,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i、ε_(Nd)(t)值和(^(206)Pb/^(204)Pb)_i分别变化于0.70581～0.70641、-8.30～-16.56和17.052～17.512之间。综合上述特征,同时结合地慢橄榄岩包体的特征和古元古代捕获锆石的大量存在,认为符山高镁闪长岩的原始岩浆起源于拆沉陆壳物质的部分熔融,其后经历了与地幔橄榄岩的反应过程。

西藏达如错地区晚侏罗世高镁安山岩——班公湖—怒江洋壳俯冲消减的证据

对出露于拉萨地块北部的达如错接奴群安山岩进行了年代学、元素地球化学和锆石原位Hf同位素研究。用LAICP-MS技术测得的安山岩锆石206Pb/238U年龄为163.3±1.7Ma,即火山活动时限为晚侏罗世早期。安山岩地球化学研究结果表明,其具有典型高镁安山岩的地球化学特征,所有样品均具有较高的Mg O、Mg#值,低的TFe O/Mg O值(小于1.5);所有样品都显示轻稀土元素富集,具有Eu负异常,富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征;锆石εHf(t)值为较均一的负值(εHf(t)=-8.5^-6.7)。研究表明,达如错高镁安山岩很可能是班公湖—怒江洋壳在俯冲消减背景下,由俯冲沉积物熔融产生的熔体与地幔橄榄岩发生交代作用的产物,形成于与班公湖—怒江洋壳俯冲消减有关的活动大陆边缘(安第斯型)的构造环境。由此认为,晚侏罗世接奴群火山岩是班公湖—怒江洋壳俯冲消减的产物,从而为班公湖—怒江洋壳的俯冲消减提供了直接的火山岩证据。

赣东北蛇绿岩带新元古代（~800Ma）高镁安山岩的发现及其意义

在赣东北蛇绿岩带中的樟树墩地区新发现新元古代高镁安山岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb法年龄为794.8±6.0 Ma。它们的Si O2介于54.90%~58.45%,Al2O3介于15.31%~16.77%（平均小于16%）;Ca O为2.46%~6.73%,Fe O^T/Mg O变化于0.87~1.20,具有高Mg O（6.39%~8.76%）、高Mg^#（64~71）特点;富集轻稀土元素且具弱负Eu异常,明显富集LILE而亏损HFSE,Sr含量（普遍〈200×10^-6）和Sr/Y比值（4.11~7.29）均较低,具有典型高镁安山岩的地球化学特征,类似于日本Setouchi火山带的Sanukitoids。锆石εHf（t）值介于10.23~17.79之间,反映它们起源于亏损地幔。主、微量及同位素特征均表明,本区高镁安山岩是被俯冲板片释放的含水流体交代的地幔楔部分熔融的产物,形成于大洋岛弧（洋内弧）环境,指示赣东北地区在约800Ma前时仍存在洋壳俯冲,双溪坞弧尚未增生到扬子东南缘,暗示扬子和华夏两大陆块此时尚未碰撞拼合。

西藏班公湖-怒江缝合带中段侏罗纪高镁安山质岩石对中特提斯洋演化的制约

班公湖-怒江缝合带中段地区南北向分布了三条分支蛇绿岩亚带,它们记录了该地区中特提斯洋复杂的构造演化过程。目前对于该地区洋盆俯冲消减动力学过程一直缺乏有效制约。为探讨这一问题,本文对班公湖-怒江缝合带中段新近厘定的安山岩和闪长岩开展了系统的野外、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究。安山岩主要呈不整合覆盖于晚三叠世沉积地层之上,或与侏罗纪俯冲增生杂岩和橄榄岩以断层接触,闪长岩主要呈岩脉体侵入于橄榄岩中。锆石U-Pb定年表明,安山岩和闪长岩均形成于中晚侏罗世(165~161Ma)。安山岩和闪长岩地球化学组成类似,它们大都具有高的MgO含量和Mg#值,这与高镁安山岩相类似。稀土和微量元素组成显示出典型的岛弧岩浆岩特征,富集轻稀土(LREE)和Rb、Th、U、Pb等元素,亏损Ba和高场强元素(HFSE;Nb,Ta和Ti)。同时,样品还显示出较低的Ba/Th和较高的(La/Sm)N比值,以及负的锆石εHf(t)值和古老的锆石Hf模式年龄。这些特征表明这些高镁安山岩和闪长岩是大洋板片俯冲沉积物部分熔融的熔体交代地幔楔的产物。结合区域地质和前人研究,认为这些岩石可能形成于靠近海沟的大陆边缘环境,是班公湖-怒江中特提斯洋中段北拉-拉弄分支洋盆初始俯冲消减的产物,该初始俯冲作用可能与安多微陆块和南羌塘地块碰撞导致的俯冲南向跃迁有关。

小兴安岭逊克地区第四纪高镁安山岩的岩石学、K-Ar年代学及火山地质特征

黑龙江省小兴安岭北段逊克地区出露大面积的第四纪火山岩,分布面积约3000km^2。岩性主要为玄武安山岩和玄武质粗面安山岩,还有少量的粗面安山岩和安山岩。逊克火山岩的Si O2含量为54.3%~57.4%,MgO含量变化为3.82%~5.80%,镁指数(Mg#=100×Mg/(Mg+Fe^(2+))变化于49.6~57.8之间,属于高镁安山岩。逊克高镁安山岩火山口的位置分布在火山岩区的南面,根据火山岩区南高北低的地势,推测北边的火山岩是由南侧的岩浆向北流动形成的。岩浆流动形成了具有特征性的火山地貌,如沿河谷形成数公里长的石垄以及大面积的翻花熔岩形成的石海景观。火山岩的K-Ar测年结果表明,逊克高镁安山岩可以划分为早更新世(1.12~1.00Ma)和中更新世(0.68~0.25Ma)两期。在第四纪熔岩和河湖相沉积之间还夹有薄层火山灰,推测在岩浆溢流形成大面积熔岩之前有小规模岩浆爆发活动。

五台山新太古代绿岩带中高镁安山岩(HMA)的化学特征

采用高镁安山岩(HMA)新的分类方法,描述了五台地区新太古代绿岩带中HMA的化学特征,并与实验的HMA以及自然界中典型的HMA(日本的Chichijima地区HMA和Setouchi地区HMA)进行了对比,显示该区HMA具有与上述HMA类似的化学特征。初步认为五台新太古代HMA产于洋俯冲带的环境,进而表明板块构造理论的适用时间范围可推演到新太古代。

吉南新太古代高镁安山岩及其地质意义

吉南张三沟岩组和金银别岩组发育一套高镁安山岩类，S H RIM P锆石 U Pb定年为（2493＆#177;12）Ma ，形成于新太古代。高镁安山岩类属于钙碱性系列，w （SiO2）为53．93％～57．90％，富 MgO （w（MgO）为6．54％～8．82％），高Mg＃值（0．68～0．71，平均0．69），高铬（w（Cr）为（270．66～1117．30）＆#215;10-6，平均443．62＆#215;10-6），高镍（w（Ni）为（141．74～542．98）＆#215;10-6，平均250．50＆#215;10-6），这种高MgO、Cr、Ni的特征表明其成因与地幔部分熔融有关。另一方面，该岩石富集大离子亲石元素（如Sr、Cs、K、Pb、Rb和Ba），亏损高场强元素（如Nb、Ta、Ti、P），富集LREE（w（Ce）为（38．34～59．34）＆#215;10-6），亏损 HREE （w（Yb）为（1．38～1．57）＆#215;10-6），显示弧火山岩的特点。上述地球化学特征表明，岩石可能是消减板片脱水流体或者消减板片部分熔融的熔体与地幔橄榄岩相互作用的结果，揭示它们形成于消减带的构造环境，表明新太古代已经存在现代类型的板块构造。

高镁安山岩及其地球动力学意义

高镁安山岩是当前国际地质研究的一个热点之一。本文重点介绍了高镁安山岩的分类、成因、成矿和地球动力学意义。高镁安山岩主要包括高镁埃达克岩、巴哈岩、赞岐岩和玻安岩等四类。高镁安山岩的成分复杂,可以包含地幔源区组分,以及俯冲大洋板片(玄武质洋壳或洋壳沉积物)或俯冲陆壳沉积物熔体或流体组分,有时也可能包含拆沉下地壳熔体组分。高镁安山岩可以通过地幔橄榄岩的直接熔融形成,也可通过熔体与地幔的相互作用形成。高镁安山岩的形成环境特殊:除青藏高原中部的一些新生代高镁安山岩外,几乎所有其它新生代的高镁安山岩都形成在会聚板块边界,且大都与年轻的、热的洋壳或洋脊的俯冲有关。高镁安山岩对揭示大陆地壳的形成以及金属矿化方面都有非常重要的意义。最后,对当前高镁安山岩的研究中存在的问题进行了探讨。

辽西黄半吉沟早白垩世义县组高镁安山岩的成因

利用橄榄石和熔体包裹体,结合全岩的方法对辽西地区早白垩世义县组黄半吉沟火山岩的成因进行了研究。黄半吉沟火山岩SiO_2=53.41%~53.74%,MgO=8.15%~8.23%,Mg#=~70(Mg#=mol Mg/(Mg+Fe2+)),为高镁安山岩;全岩在TAS图解上,落在玄武安山岩范围内,属于亚碱性系列;它们具有较高Ni(119×10-6~125×10-6)和高Cr(467×10-6~521×10-6),显示幔源岩浆特征;在微量元素组成上,黄半吉沟高镁安山岩Sr=920×10-6~930×10-6,Y=16.1×10-6~16.4×10-6,Sr/Y=57~58;在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,黄半吉沟高镁安山岩显示轻重稀土分异,明显的Nb-Ta-Ti和弱的Zr-Hf负异常,Ba、Sr和Pb正异常,这些特征与大陆下地壳非常相似。熔体包裹体MgO为6.5%~9.7%,SiO_2为51%~53%,不符合典型高镁安山岩的定义;在TAS图解上它们落在玄武粗安岩内,属于碱性系列;MgO与其它主量元素成分呈明显或者弱的负相关关系,说明它们的成分主要受控于橄榄石结晶分离过程。黄半吉沟高镁安山岩的橄榄石Fo值为75~91;CaO含量为0.10%~0.18%,NiO为0.05%~0.41%,Fe/Mn比值为60~80。黄半吉沟高镁安山岩的全岩和熔体包裹体成分存在显著差异,如熔体包裹体具有更高的Al2O3和更低的SiO_2。结合全岩微量元素特征,我们认为黄半吉沟高镁安山岩在地壳深度的岩浆演化过程中加入了来自下地壳的酸性熔体,是壳幔相互作用的结果。全岩较低Ni高Mg#,熔体包裹体低CaO并落在CATS-Olivine-Quartz相图的热障碍边界线富硅一侧,以及橄榄石低Ca和陡倾的Fo-Ni关系,指示黄半吉沟高镁安山岩的幔源岩浆是来自以斜方辉石为主辉石岩的源区。我们认为广泛发育于辽西地区的早白垩世义县组高镁安山岩可能经历了壳幔相互作用,因而不能作为拆沉作用导致岩石圈大规模减薄的重要证据。

北祁连扎柯山寒武纪高镁安山岩地球化学及构造动力学特征

北祁连扎柯山高镁安山岩铷锶同位素年龄为早—中寒武世[(516±7)Ma(1σ)],高镁安山岩类(SiO_2=51.45%～59.62%,平均为56.33%),具有比典型岛弧安山岩更高的MgO(4.85%～9.64%,平均为6.2%,Mg~#=66.68～74.15,平均为71.44),高Cr(21.6×10^(-6)～476×10^(-6),平均为196.26×10^(-6))、高Ni(14×10^(-6)～102×10^(-6),平均为56.14×10^(-6)),低Al贫Ca(Al_2O_3=13.22%～17.37%,均值为15.69%,CaO=2.01%～10.33%,均值为5.64%),富Na、贫K(Na_2O=1.57%～5.2%,K_2O=1.04%～2.79%,Na_2O/K_2O=0.59～5.0,均值为2.36),弱负Eu异常以及富集Rb、Th、K大离子不相容元素(LILE),亏损Sr、Ti、P、Nb、Ta等高场强元素(HFSE),富集LREE,强烈亏损HREE,LREE/HREE=7.19～13.58,Yb=1.47×10^(-6)～3.26×10^(-6),Y=11.6×10^(-6)～22.5×10^(-6),含有较低的Sr(119×10^(-6)～278×10^(-6),平均为193×10^(-6))。综合区域地质背景等资料研究表明,扎柯山寒武纪高镁安山岩可能是蚀变洋壳和俯冲的沉积物熔融进入地幔楔诱发橄榄岩部分熔融的产物,形成于岛弧环境。