东亚大地幔楔与中国东部新生代板内玄武岩成因     

徐义刚  李洪颜  洪路兵  马亮  马强  孙明道 《中国科学:地球科学》2018,(7)

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.  相似文献   

塔西南其木干早二叠世玄武岩的喷发时代及地球化学特征   总被引：4，自引：4，他引：0  

李洪颜  黄小龙  李武显  曹俊  贺鹏丽  徐义刚 《岩石学报》2013,29(10):3353-3368

塔西南其木干剖面棋盘组玄武岩是塔里木盆地早二叠世大火成岩省西南部的重要组成部分,根据其下伏和上覆砂岩地层的碎屑锆石U-Pb年龄分析可以限定其喷发于~284Ma,相应于柯坪地区开派兹雷克组玄武岩的形成时代。其木干玄武岩的主量元素和Cr、Ni等相容元素含量变化较大,表明其曾经历广泛的橄榄石、辉石和长石结晶分异作用;所研究样品相对富集Th、U和LREE,具有弱-中等程度的Eu负异常 (Eu/Eu^*=0.82~0.99),在微量元素蛛网图上显示Nb-Ta负异常;较低的ε_Nd(t) (-4.8~-3.9) 和ε_Hf(t) (-2.4~-1.6) 值、较高的 (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i (0.7078~0.7086)和存在Hf-Nd同位素解耦等特征表明,其木干玄武岩的源区为受远洋沉积物组分交代富集的岩石圈地幔,该富集过程主要与Rodinia超大陆聚合过程有关。总体上,其木干玄武岩的地球化学特征类似于柯坪地区的开派兹雷克组玄武岩,但具有更为富集的Sr-Nd-Hf同位素,暗示了塔里木板块周缘比板内地区可能经受了更强烈的远洋沉积物组分的交代富集。  相似文献   

四川省会理县青矿山Ni-Cu-PGE矿床成因机制的Re-Os同位素证据   总被引：3，自引：2，他引：1  

朱飞霖  陶琰  胡瑞忠  于宋月  屈文俊  杜安道 《岩石学报》2011,27(9):2655-2664

青矿山Ni-Cu-PGE矿床位于四川会理县小关河地区,是峨眉山大火成岩省中典型含铂岩浆硫化物矿床之一。本文对该矿床开展了Re-Os同位素组成的分析研究。分析结果表明,不同类型岩矿石的初始Os同位素组成具有明显的不均一性,主要区分出三种不同Os同位素组成的岩矿石类型:不含硫化物的橄辉岩具低γOs,变化范围从15.3到40.3;致密块状和浸染状硫化物矿石相近,γOs值在260左右;海绵陨铁状矿石具有最高的放射性Os同位素组成,γOs值在1000左右。分析认为,青矿山Ni-Cu-PGE矿床是多级岩浆房演化的结果,原始岩浆具有苦橄质岩浆的性质,成矿岩体中不含硫化物的橄辉岩具有低的放射性Os同位素组成,其母岩浆不是矿石硫化物的直接母体;致密块状和浸染状硫化物矿石与海绵陨铁状矿石也具有不同的放射性Os同位素组成,是成矿岩浆演化过程中不同期次岩浆硫化物熔离形成的。模式分析认为:(1)原始岩浆在深部岩浆房受到下地壳混染(约1.8%),造成少量Cu、Ni及PGE元素进入熔离硫化物形成PGE适度亏损的成矿母岩浆;(2)海绵陨铁状矿石硫化物是PGE适度亏损的成矿母岩浆受下地壳二次混染形成的具有很高放射性Os同位素组成的岩浆(γOs_(t=260Ma)高达1000)经二次硫化物熔离(R≈1000)所形成;(3)PGE适度亏损的成矿母岩浆受上地壳二次混染(约6.7%),形成具有较高放射性Os同位素组成的岩浆(γOs_(t=260Ma)在260左右)并发生二次硫化物熔离(R≈5000),部分熔离硫化物积聚成矿浆形成块状硫化物矿石,未得到充分积聚的熔离硫化物形成浸染状硫化物矿石。Os同位素组成的不均一性表明青矿山Ni-Cu-PGE矿床为岩浆通道系统成矿,是多级岩浆房演化过程中不同期次含矿岩浆在岩浆通道系统中复合的结果。  相似文献   

四川会理小关河地区岩浆硫化物矿床成矿系统   总被引：1，自引：0，他引：1  

陶琰  朱飞霖  于宋月  廖名扬 《矿物学报》2011,(Z1):174

小关河地区是峨眉山大火成岩省岩浆铜镍铂族元素矿床成矿岩体最重要的集中区之一,是峨眉山大火成岩省成矿作用研究的重要对象。小关河地区出露矿化岩体20余个,以贫铂族元素的岩浆硫化物矿床为主,典型贫铂岩浆硫化物矿化岩体有力马河、小关河岩体等,也有含铂岩浆硫化物矿化岩体青矿山、杨合伍岩体和富铂岩  相似文献   

峨眉山大火成岩省内带黑谷田含钒钛磁铁矿层状岩体成因   总被引：2，自引：2，他引：0  

陈列锰  易俊年  宋谢炎  于宋月  佘宇伟  颉炜  栾燕  向建新 《岩石学报》2014,30(5):1415-1431

黑谷田岩体产于峨眉山大火成岩省内带,是一个小型含钒钛磁铁矿辉长岩体。与区内其它典型大型基性-超基性层状岩体具有多个旋回岩相的特征不同,黑谷田层状岩体分为下部、上部两个岩相带:下部岩相带从底到顶依次为橄榄辉石岩、磁铁辉长岩、含磷灰石辉长岩和中粒辉长岩,上部岩相带为细粒辉长岩,二者呈突变接触关系。黑谷田岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄为263±5Ma,表明其是~260Ma峨眉山地幔柱岩浆主活动期的产物。岩石的矿物组合(主要为单斜辉石、斜长石,磁铁矿,少量橄榄石等)、元素地球化学(富Fe2O3、TiO2、P2O5,高Sm/Yb及低La/Sm)及低的初始87Sr/86Sr值和亏损的εNd(t)值特征一致指示黑谷田岩体与峨眉山高Ti玄武岩具有密切的内在成因联系。岩体的岩相学及地球化学特征暗示下部岩相带是富FeTi岩浆侵入发生橄榄石、单斜辉石、磁铁矿、斜长石、磷灰石等矿物分离结晶、堆积固结的产物,而上部岩相带是另一期岩浆上侵较为快速冷却固结的结果,矿物堆晶作用不显著,但是二者起源于相同的母岩浆。下部岩相带比上部岩相带具有相对低的初始87Sr/86Sr值(分别为0.7041~0.7051和0.7050~0.7056)和略高的εNd(t)值(分别为2.1~4.4和0.6~1.3),表明后者比前者经历了稍微强烈的地壳物质同化混染。下部岩相带仅有橄榄辉石岩及辉长岩而缺少正长岩和花岗岩、以及较厚的氧化物矿体赋存在岩体底部下凹部位说明黑谷田钒钛磁铁矿形成于岩浆通道系统中,磁铁矿在流动过程中由于重力作用堆积成矿。黑谷田含钒钛磁铁矿岩体的发现表明小型层状岩体也具有重要的Fe-Ti氧化物成矿潜力,在勘探找矿中不容忽视。  相似文献   

火山灰年代学:原理与应用   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈宣谕  徐义刚  Martin MENZIES 《岩石学报》2014,30(12):3491-3500

火山灰(2mm)等时标志层是火山灰年代学研究的基础。火山灰地层的直接或间接测年依赖于火山灰中存在合适的原生矿物(如:透长石、锆石、磷灰石)或外来物质(如:炭化木)。然而大多数火山灰沉积层,尤其是远源火山灰,其主要由岩浆源碎屑构成,开展测年显得十分困难。利用火山玻璃(岩浆)的地球化学,是一种被广泛应用的替代性方法。火山玻璃作为岩浆源物质普遍出现在各类近源、远源可见火山灰层和显微火山灰中,其主量、微量元素含量和特定的同位素组成能被电子、激光和离子探针技术准确测定。近源-远源玻璃化学成分的相互匹配,使得火山灰等时标志层得以在时间和空间上相互关联,构成有力的地层学工具,用以同步各类环境、考古和火山活动记录。近源火山沉积和远源火山灰层中的年龄信息得以实现交叉验证和整合。远源海洋、湖泊沉积中的相对年龄信息(氧同位素地层学,年纹层年代学)也为揭示火山活动、古环境变化和考古学事件的时间顺序提供了可能。火山灰年代学在地球科学中应用广泛,尤其是对于第四纪研究,其在同步各类记录从而评估火山活动、气候/环境变化和人类演化/迁移的因果关系中具有至关重要的作用。  相似文献   

胶东青山群基性火山岩的Ar-Ar年代学和地球化学特征: 对华北克拉通破坏过程的启示   总被引：5，自引：3，他引：2  

匡永生  庞崇进  罗震宇  洪路兵  钟玉婷  邱华宁  徐义刚 《岩石学报》2012,28(4):1073-1091

青山群火山岩是华北克拉通破坏期间最具代表性的地幔或地壳熔融产物,记录了华北深部地质演化的重要信息。本文对胶东青山群基性火山岩进行了40Ar/39Ar定年和岩石地球化学分析,结合前人报道的胶东青山群酸性火山岩资料,发现:(1)基性火山岩喷发年龄为122～113Ma,早于青山群酸性火山岩(110～98Ma);(2)基性和酸性火山岩显示了不同的元素和同位素地球化学特征。岩石成因分析表明,基性火山岩为交代富集地幔部分熔融作用的产物,而酸性火山岩为古老下地壳和中生代底侵岩浆的熔融产物(Ling et al.,2009)。因此,胶东地区青山群火山岩记录了岩浆熔融源区从地幔向下地壳的转变。这与长时间尺度的岩石圈减薄过程中热能由地幔向地壳传递过程相吻合,而不同于地壳拆沉作用所预测的岩浆演化趋势。  相似文献   

大兴安岭诺敏河石榴石橄榄岩捕虏体的发现及其地质意义   总被引：4，自引：4，他引：0  

隋建立  樊祺诚  徐义刚 《岩石学报》2012,28(4):1130-1138

在重力梯度带北端的大兴安岭诺敏河第四纪火山岩中发现石榴石相和尖晶石相地幔橄榄岩捕虏体,其矿物组成分别为Ol_40~55Opx_20~35Cpx_0~10Grt_5~25和Ol_45~65Opx_30~40 Cpx_0~15Sp_0~10。两种地幔相橄榄岩均以方辉橄榄岩为主,说明研究区上地幔具有难熔的特点。其高Mg^#橄榄石Fo_91~92和高Cr^#_31~47尖晶石特征与南区哈河的地幔橄榄岩特征一致。在橄榄石含量与Fo图解上,敏河橄榄岩包体落在太古代和元古代地幔区域,揭示大兴安岭地区岩石圈地幔可能保留了较多古老的残余地幔。根据石榴石橄榄岩的平衡温压条件(1114~1168℃和2.14~2.33GPa),推测来源深度为70~75km。这些数据暗示研究区具有较高的地温梯度,与中国东部新生代火山岩区的地温梯度相似。  相似文献   

塔里木溢流玄武岩的喷发特征   总被引：5，自引：3，他引：2  

上官时迈  田伟  徐义刚  关平  潘路 《岩石学报》2012,28(4):1261-1272

通过对柯坪地区二叠系野外火山岩露头剖面和英买力、哈拉哈塘井区二叠系火山岩钻井剖面的对比,将塔里木早二叠世溢流玄武岩划分为三个旋回,从老到新依次是:库普库兹满溢流玄武岩旋回(KP),长英质火山碎屑岩旋回(FP)和开派兹雷克溢流玄武岩旋回(KZ)。KP旋回以巨厚溢流玄武岩夹凝灰岩为特征,在柯坪露头区和英买力井区均可划分出三层巨厚玄武质熔岩流,至哈拉哈塘井区减少为一层玄武岩流,但长英质火山碎屑岩和熔岩厚度增加。FP旋回在柯坪露头区自下而上包括空落相凝灰岩,熔结凝灰岩,再沉积火山碎屑岩和正常碎屑岩夹火山灰层,该层可与英买力及哈拉哈塘井区的凝灰岩层对比,表明在塔北存在一期面积广泛的长英质火山喷发。KZ旋回以溢流玄武岩为主,在开派兹雷克剖面识别出四期喷发共8层溢流玄武岩和一期安山质玄武岩,每期喷发之间夹少量碎屑岩,但未见长英质火山碎屑岩夹层,该特征与英买力和哈拉哈塘井区的火山层序组合不同,而与塔中溢流玄武岩类似。三个火山旋回的划分表明塔里木大火成岩省经历了"基性溢流玄武岩-酸性火山碎屑岩-基性溢流玄武岩"的演变过程,与Afro-Arabian溢流玄武岩省相似,可进行对比研究。  相似文献   

火成岩的10年研究进展和未来的挑战   总被引：3，自引：0，他引：3  

杨经绥  吴才来  夏林圻  樊祺诚  徐义刚  徐夕生 《地质论评》2009,55(3):406-419

文中简要列举了近年在火成岩领域的研究进展及今后发展方向,主要涉及7个方面内容：①新元古代末期大陆裂谷火山作用与Rodinia超级联合大陆裂解;②中亚石炭纪—早二叠世大规模裂谷火山事件的深部地球动力学背景及其与古特提斯裂解和晚古生代中亚大规模成矿事件的关系;③中—新生代东亚火山作用与岩石圈巨量减薄;④新生代印度—亚洲大陆碰撞与高原隆升的火山作用响应;⑤大火成岩省和地幔柱;⑥花岗岩与地球动力学环境;⑦铁镁—超铁镁岩与蛇绿岩。提出在下一个10年里,需要继续开展岩浆成因和演变、岩浆作用和构造环境的关系,变质岩石的P—T—t轨迹,以及变质作用、岩浆作用和大地构造的关系等方面的研究;需要研究更深层次的地壳和上地幔,以了解岩浆形成和运移的过程;海洋钻探有可能取得深部地壳或上地幔的样品,大陆钻探将钻到10 km及更深;将使用地震层析来描述地壳和上地幔的结构,确定俯冲带或地幔柱的位置,以及部分熔融的分布面积,等等。此外,分析和测试等方面的高新技术的开发和运用,以及实验岩石学的发展都对岩石学领域的发展起到至关重要的作用。  相似文献