利用H-κ-c方法研究腾冲火山区的地壳厚度与泊松比

文中从腾冲火山及周边地区分布的23个数字地震台站记录的远震波形数据中提取了4286条P波接收函数,采用具有谐波校正的H-κ-c方法获取了腾冲火山区的地壳厚度和平均泊松比分布情况。结果表明:腾冲块体的快波极化方向由北部的NW-SE向转变为南部的NE-SW向,延迟时间为0.06~0.80s,平均延迟为0.40s,与整个腾冲块体围绕EHS顺时针旋转一致。腾冲断裂、盈江断裂、陇川断裂的交会部位具有倾斜的莫霍面和较强的方位各向异性。腾冲火山区的地壳厚度范围为32~39km,泊松比范围为0.235~0.326。存在3个莫霍面隆起中心,分别位于固东—曲石—马站—腾冲、清水—新华、镇安—龙新—象达,泊松比较高(σ>0.3)的区域也位于这3个位置,推测是岩浆囊所在的区域。3个岩浆囊的水平规模分别为35km×20km、20km×20km、25km×25km,且受到深大断裂的控制。大多数地震都分布在莫霍面隆起中心周围的地壳中,而在隆起中心的地壳中几乎没有地震发生,这可能是由于岩浆上涌使地壳温度升高,导致岩石脆性降低,不容易积累较大的应变。

西藏南部冈底斯带东段晚白垩世中性侵入岩的成因矿物学研究:对构建穿地壳岩浆系统的启示

穿地壳岩浆系统为认识岩浆岩中矿物成因以及矿物间的不平衡关系提供了一个新的切入点,即造岩矿物在固结之前,可能在不同地壳层次的岩浆房内经历过生长、熔蚀或流体改造等过程。如何追踪和梳理不同造岩矿物的演化历史,成为阐明岩浆岩成因的一个关键科学问题。本文以西藏冈底斯弧东段里龙含单斜辉石石英闪长岩和黑云母闪长岩为主要研究对象,对其中主要造岩矿物(单斜辉石、角闪石、黑云母、斜长石等)进行了系统的成因矿物学研究,并构建了穿地壳岩浆系统的组成要素。根据矿物的稀土元素含量和不同矿物之间的接触关系,将含单斜辉石石英闪长岩中的单斜辉石和角闪石分为Ⅰ型单斜辉石(∑REE含量高)、Ⅱ型单斜辉石(∑REE含量低)、ⅠA型角闪石(∑REE含量高)、ⅠB型角闪石(∑REE含量低),将黑云母闪长岩中的角闪石命为Ⅱ型角闪石。经过矿物温压计和水活度计计算获得了相应的结晶温压条件和体系水含量。其中Ⅰ型单斜辉石为:温度1 159~1 175℃,压力637~799 MPa,水含量2.5%~3.4%;Ⅱ型单斜辉石为:温度1 180~1 181℃,压力482~524 MPa,水含量2.4%~2.8%;ⅠA型角闪石为:温度806~854℃,压力320~434 MPa,水含量7.5%~7.9%;ⅠB型角闪石为:温度776~848℃,压力196~386 MPa,水含量6.9%~8.6%;Ⅱ型角闪石为:温度783~857℃,压力246~327 MPa,水含量6.5%~9.4%。这表明单斜辉石的温度、压力比角闪石高,而水含量比角闪石低,暗示单斜辉石和角闪石来自不同层次的岩浆房。进一步对与单斜辉石平衡的熔体进行了计算,推断至少一部分单斜辉石来自演化的玄武安山质岩浆,而与角闪石对应的平衡熔体Mg~#值较低,对应流纹质岩浆。本研究还对单斜辉石与角闪石“再循环晶”进行了识别,指示整个岩浆过程是在开放岩浆系统中完成的,并经历了不同期次的岩浆补给或混合事件。本研究发现中性岩的母岩浆可以由不同成因的再循环晶与中酸性熔体混合形成。

岩浆热源型地热系统释义

以壳内岩浆囊(熔融体)为主要热源的地热系统是国内外地热界的热点研究对象。然而,当前尚无"岩浆热源型"地热系统的确切定义,对此类地热系统的认识也存在诸多争议。本文讨论了岩浆热源型地热系统的形成与其下熔融体的关系,阐释了"岩浆热源"的形成机制及其对上覆地热系统影响的本质,综述了利用岩浆流体地球化学组成识别其对地热水定量贡献的常用方法。在此基础上,提出"岩浆热源型"地热系统应指接受岩浆囊传导热且同时受到岩浆流体直接影响、从而热储温度异常高的地热系统。

长白山火山区高精度Rayleigh面波相速度结构与岩浆系统

近年来,有关长白山火山是否存在潜在喷发危险的讨论引起了国内外地学研究者的广泛关注,但人们目前对其壳幔岩浆系统的了解却十分不足,已有的研究对长白山火山壳内岩浆房存在的深度位置、形态规模及其部分熔融程度的认识仍存在较大分歧。本研究通过汇集长白山火山及邻区(包括朝鲜境内)多个密集流动地震台阵和区域固定地震台网的观测资料,采用背景噪声成像方法获得了长白山火山区高精度的Rayleigh面波相速度模型。成像结果表明:长白山火山中-下地壳深度位置存在显著低波速异常,可能指示了岩浆房的存在。上地壳局部低速区可能反映了壳内深部岩浆向上运移的通道或者是区域小尺度的岩浆聚集体。长白山火山上地幔顶部的低速可能揭示了软流圈热物质上涌,其减压熔融为壳内岩浆房提供了幔源岩浆补给。

Giant Plagioclase Basalts from Northeastern Deccan Volcanic Province, India: Implications for Their Origin and Petrogenetic Significance

The giant plagioclase basalts (GPBs) with plagioclase phenocrysts that reach up to 3 cm in length are found near Jabalpur in the northeastern part of the Deccan Volcanic Province (DVP). The thickness of the basalt flow (flow 6) that contains the GPBs is ~ 20 m. Plagioclase phenocysts (An58 - An64) in the GPBs display many features of magma mixing (e.g., resorption, reverse zoning). Of the nine flows in the Jabalpur section, the GPBs (flow 6) with lowest Mg#s (38 - 43) and MgO (4.16 - 5.08 wt%), Ni and Cr abundances are the most evolved compositions. In addition, these GPBs have highest abundances of incompatible elements (TiO2, P2O5, Nb, Zr, Sr and Ba). The GPBs are compositionally similar to the well-studied Mahabaleshwar lavas of the western DVP. This new occurrence of GPBs has implications for existence of local crustal magma chambers, feeders and vents in the northeastern part of the DVP.

花岗岩研究正面临一场革命

花岗岩是一门古老的学科,花岗岩非常复杂。目前的花岗岩研究存在危机,危机表明花岗岩需要革命。花岗岩革命以什么为标志?内容是什么?核心是什么?有哪些新奇的概念?这些都是需要认真回答的问题。本文认为,花岗岩革命有三个任务:首先,花岗岩革命的前提,最重要的是:岩浆岩类要解体,花岗岩类要独立,花岗岩理论要摆脱对玄武岩理论的依赖。其次,花岗岩要根据自己不同于玄武岩的特点创立花岗岩新的理论体系。花岗岩的新理论不同于现行的花岗岩理论,花岗岩新理论即花岗岩的变成论,可以用一句话予以概括:花岗岩来自变质岩的深熔作用,熔体与残留相处于平衡,变质岩与花岗岩具成因联系和因果关系,变质岩为母,花岗岩为子。新理论赞同花岗岩四阶段模式,即花岗岩的形成包括了从产生到形成到上升和侵位四个阶段(本文稍作修改的版本)。按照花岗岩的旧理论,许多问题非常费解;而按照新理论,许多费解的难题几乎迎刃而解了,如花岗岩上升的驱动力问题和花岗岩侵位的巨大空间占位问题等。第三,重新界定研究花岗岩的作用和意义。旧理论认为研究花岗岩是为了解决花岗岩形成的构造环境;新理论则认为是下地壳填图。下地壳填图是一个崭新的问题,是根据花岗岩与变质岩的关系引申出来的,它回答了“为什么要研究花岗岩”“研究花岗岩有什么用”这两个学术界关心的问题,是花岗岩研究的真正的前沿。板块构造是地球科学史上无与伦比的一场深刻的革命,花岗岩新理论的建立可能开启了板块构造以后的又一场深刻的革命,它所波及的层面及所带来的影响目前还很难预计。花岗岩新理论才刚刚崛起,许多问题正在探索中,还有太多的问题是我们不清楚的。花岗岩革命,任重而道远。未来充满新奇,每一个想法可能都是创新,虽然困难肯定不少。