郯庐断裂带中-南段新生代火山活动与深部过程

郯庐断裂带中南段新生代火山活动主要发生在古近纪、中新世和更新世3个阶段,前者出现在断裂带的伸展活动中,后两者出现在挤压活动中。随着时代变新,玄武岩碱性逐渐增强,轻、重稀土元素分离程度及不相容元素富集程度也逐渐增强。Sr、Nd同位素显示,源区地幔具有轻微富集型(EMⅠ)→洋岛型→洋中脊型的演化规律。断裂带所影响的地幔发生了地幔剪切变形及显著的交代作用,两者相互促进。断裂带在新生代演化中切割深度不断加大,火山源区不断加深,现今已切穿了整个岩石圈。断裂带在新生代软流圈上隆的背景下,经过地幔剪切、减压、地幔交代及部分熔融等深部过程,从而出现了大规模的玄武岩喷发。     

华北地台东部古生代与新生代岩石圈地幔特征及其演化

古生代含金刚石及捕虏体的金伯利岩和新生代含捕虏体的玄武岩先后共同侵位于华北地台东部,提供了研究自古生代以来板内岩石圈地幔特征及其演化的深源岩石探针。通过对古生代与新生代,新生代时郯庐断裂带内与带外岩石圈地幔物质之间岩相学,岩石和矿物的主元素,微量元素,地幔热状态的对比研究,结合现代地球物理资料,建立了以新生地幔物质对古老岩石圈置换作用为主的华北地台东部地幔减薄模型。该模型强调,古老岩石圈地幔业已成     

西南天山托云地区白垩纪-早第三纪玄武岩地球化学及其成因机制

托云玄武岩主要分布于托云盆地东侧，按形成时代可分为白垩纪玄武岩和早第三纪玄武岩。白垩纪玄武岩包括早白垩世玄武岩和晚白垩世玄武岩，以碱玄岩和碱性橄榄玄武岩为主，碱性程度高；早第三纪玄武岩包括早第三纪玄武岩及脉岩，以碱性橄榄玄武岩、碱性橄榄辉绿岩为主，碱性程度低。所有岩石稀土元素(REE)、微量元素分布模式相似，REE均为向右陡倾型，富集不相容元素。白垩纪玄武岩的∑REE、Rb、Ba、Th、K、Sr、Nb和Ta等元素富集程度均高于早第三纪玄武岩，相容元素富集程度大体较低。微量元素和同位素特征显示，玄武岩起源于与洋岛玄武岩源区相似的富集地幔源。玄武岩中赋存有交代地幔捕虏体，这表明玄武岩浆可能是交代地幔经不同程度部分熔融的产物。微量元素的特征同时显示，早白垩世玄武岩部分熔融程度较低，早第三纪玄武岩部分熔融程度较高，且在不断的部分熔融过程中，形成的岩浆又有结晶分异作用发生。托云玄武岩形成于大陆板内拉伸环境，在形成过程中经历了较弱的壳幔相互作用。     

郯庐断裂带新生代的上地幔剪切作用与火山活动

沿郯庐断裂带新生代大规模的幔源玄武岩喷发是伴随着上地幔剪切作用而出现的。古近纪(老第三纪)伸展活动期，断裂带在上地幔的伸展剪切及同时的软流圈上涌、岩石圈拆沉是该阶段玄武岩浆活动的主要原因。断裂带内新近纪(新第三纪)至第四纪玄武岩中的幔源包体，不但指示了土地幔韧性剪切带的存在，也反映了断裂切割深度与详细的流变学特征。在新近纪以来的区域挤压背景下，郯庐断裂带压性或压扭性的上地幔剪切一地幔交代．_‘部分熔融是该期玄武岩喷发的主要机制。     

渤海—鲁西地区白垩-早第三纪裂谷活动——火山岩的地球化学证据

渤海—鲁西地区的白垩早第三纪火山岩在渤海东部主要沿郯庐断裂带呈北北东向分布,在渤海西部和鲁西地区主要沿北西向断裂带分布。白垩纪火山岩以安山岩类为主,早第三纪以玄武岩类为主,玄武岩浆源于富集型地幔,即富集轻稀土和大离子亲石元素,但明显亏损Yb、Ni和Cr等元素。火山岩的Sr和Nd同位素初始比值结果表明白垩纪的火山岩来源于Ⅱ型富集地幔,而早第三纪火山岩来源于接近原始地幔的略富集型地幔。这可能由于早第三纪岩石圈大规模伸展减薄,致使上地幔深部的亏损型物质上涌参与岩浆活动,与富集型地幔混染的结果。     

东南沿海地区第四纪大陆岩石圈地幔的特征

东南沿海地区新生代玄武岩中的橄榄岩包体来自年轻的大陆岩石圈地幔 ,该岩石圈地幔在岩石学、矿物组成、痕量元素以及Sr Nd同位素组成等各方面具有很大差异。这些差异反映了它们来自不同的地幔过程。南海张开与地幔热柱有关 ,南海扩张后第四纪形成的火山岩携至地表的包体更多保留了地幔热柱的信息。橄榄岩包体的矿物成分与深海橄榄岩类似 ,相对贫Opx而富Ol;在痕量元素上 ,表现为强不相容元素的富集 ,其配分模式类似于其寄主岩 ;Nd同位素强烈亏损 ,显示出比MORB源区更亏损的特征。大陆岩石圈地幔经历了来自地幔深处的贫SiO2 熔体的进一步改造。     

大兴安岭中生代玄武岩的地球化学特征：壳幔相互作用的证据

大兴安岭中生代玄武岩类由北区碱性系列岩石和南区亚碱性系列岩石组成, 主要活动时期为晚侏罗世至早白垩世, 在时间、空间上显示大体呈北北东向展布的环状 “热向斜构造”。北区碱性系列岩石高度富集轻稀土元素和大离子亲石元素, 其丰度类似于板内碱性玄武岩, 但明显亏损高场强元素这一特点又类似于火山弧钙碱性玄武岩。南区亚碱性系列岩石强烈亏损高场强元素的特征类似于火山弧钙碱性玄武岩, 但轻稀土元素和大离子亲石元素富集程度又类似于洋中脊拉斑玄武岩和岛弧拉斑玄武岩。显然, 大兴安岭中生代玄武岩系列显示地球化学双重性, 也就是既有板内特征又有火山弧特征, 既有富集特征又有亏损特征。这种地球化学双重性表明, 大兴安岭地区存在若干不同性质的地幔源： 富集性的、亏损性的、过渡性的地幔源。解释一个地区存在多元地幔源区模式的最佳方案是地幔柱。这种包含富集成分和亏损成分的地幔柱源区的形成是与古生代地质时期古亚洲域闭合过程中俯冲洋壳与亏损地幔相互作用的动力学、地球化学过程有关。     

胶辽半岛金伯利岩中地幔捕虏体岩石学特征：古生代岩石圈地幔及其不均一性

华北东部古生代岩石圈地幔经历过复杂的多旋回多阶段熔融岩浆、重结晶、变质和剪切变形历史,因而岩石组成、结构复杂.地幔橄榄岩的主元素、地幔矿物特别是金刚石中的包裹体的Mg#值及Cr#值等显示古生代岩石圈地幔高度难熔亏损玄武质的成分特征,而地幔橄榄岩的不相容元素、同位素显示高度富集的特点.这种高难熔和强富集两重性是克拉通岩石圈地幔的特征.Pb同位素反映华北东部古生代岩石圈地幔具冈瓦纳大陆地幔的特点.复县和蒙阴古生代岩石圈地幔尽管都表现为太古代克拉通地幔的特征,但存在着不均一性,前者受克拉通化后的深部作用影响强于后者.与新生代地幔Sr、Nd同位素对比表明富集的古生代岩石圈地幔向亏损新生代的地幔转变和减薄伴有新生地幔物质对古老岩石圈的置换和混合作用.     

中国东部新生代玄武岩的地球化学：Ⅰ.主元素和微量元素组成：岩石成因…

所研究的玄武岩包括拉斑玄武岩、碱性玄武岩、苦橄粗玄岩和钾质玄武岩。主元素和微量元素的组成变化表明，中国东部玄武岩既是不同深度地幔部分熔融的产物，又经历了岩浆结晶分层作用。强不相容元素比值的变化特征显然与岩石圈地幔交代作用有关。软流圈地幔的上涌并导致上覆不均一的岩石圈地幔的部分熔融是形成中国东部新生代玄武岩的主要机制。     

中国东部新生代玄武岩的地球化学──Ⅰ．主元素和微量元素组成：岩石成因及源区特征

所研究的玄武岩包括拉斑玄武岩、碱性玄武岩、苦橄粗玄岩和钾质玄武岩。主元素和微量元素的组成变化表明，中国东部玄武岩既是不同深度地幔部分熔融的产物，又经历了岩浆结晶分异作用。强不相容元素比值的变化特征显然与岩石圈地幔交代作用有关。软流圈地幔的上涌并导致上覆不均一的岩石圈地幔的部分熔融是形成中国东部新生代玄武岩的主要机制。     

东南沿海地区古近纪大陆岩石圈地幔特征及成因

东南沿海地区新生代玄武岩中的橄榄岩包体来自岩石圈地幔 ,上地幔橄榄岩包体的岩石学及地球化学特征都记录了地幔演化的历史。普宁橄榄岩包体斜方辉石含量与太古宙克拉通地幔类似 ,但在矿物学、REE、痕量元素和Sr Nd同位素上又与太古宙岩石圈地幔不同。橄榄岩包体的岩相学、矿物学、REE、痕量元素特征都提供了含H2 O富Si流体交代橄榄岩的证据 ,这种流体可能主要是洋壳物质局部熔融而成。流体交代使橄榄岩富Si,同时富Sr、Pb和强不相容元素等大洋岩石圈物质。这表明普宁大陆岩石圈地幔既保留太古宙岩石圈地幔的特征 ,又具有大洋俯冲地幔的特征 ,它是古老岩石圈地幔向大洋岩石圈地幔转换的一部分 ,这种转换可能是大洋岩石圈与大陆岩石圈地幔相互作用的结果。     

郯庐断裂带中-南段中生代岩浆活动的构造背景与深部过程

郯庐断裂带内岩浆岩及糜棱岩的年龄及野外研究表明以中-酸性为主的岩浆活动主要发生在早白垩世走滑运动的晚期,岩石化学以富钾、富碱为特征;稀土元素以轻稀土富集、重稀土亏损为特征;微量元素表现出富集大离子亲石元素,尤其是强不相容元素;同位素组成显示岩浆来源于壳幔过渡带.带内岩浆活动明显受断裂带控制,走滑晚期的岩浆活动起源于地幔底侵、壳幔相互作用下的壳幔过渡带,在伊泽奈崎板块斜向俯冲、中国东部遭受区域性剪切-挤压的背景下出现.在此背景下中国东部发生了岩石圈减薄,同时出现了一系列北东-北北东向已深切至壳幔边界的左行平移断裂系,从而诱发了大规模的岩浆活动.     

河南信阳地区龟山岩组新元古代变质玄武岩的地球化学特征、Sr-Nd同位素组成及地质意义

对信阳地区商丹断裂带南侧龟山岩组新元古代变质玄武岩进行了岩石学、地球化学及Sr-Nd同位素研究,分析结果显示该套玄武岩为亚碱性拉斑玄武系列,分为低Ti及高Ti两种类型：低Ti型较富Mg,不相容元素富集程度及稀土分馏程度较低,具有E-MORB的微量元素地球化学特征,Sr-Nd同位素组成相对富集,可能来自地幔柱引发的岩石圈地幔的部分熔融,并受到一定程度的地壳混染;高Ti型较富Fe,强烈富集不相容元素,具有OIB的地球化学特征,Sr-Nd同位素组成较为亏损,可能来自地幔柱的部分熔融,并较少受到地壳物质的影响。综合构造判别显示该套玄武岩可能为地幔柱伸展背景下的岩浆活动产物,可能为区域上沿商丹断裂带分布的中—新元古代局部伸展背景岩浆活动产物的组成部分。     

海南岛陆缘扩张带形成及新生代岩石圈动力学机制:来自幔源包体的地球化学证据

海南岛陆缘扩张带蓬莱地区新生代玄武岩中捕获大量尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩幔源包体。激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析结果表明,蓬莱地幔橄榄岩含有三种不同地球化学特征的单斜辉石(Cpx):(1)a类单斜辉石Mg~#=92.3~93.4,来自富集Cpx的二辉橄榄岩,具有极低的LREE和不相容元素含量,HREE平坦,Th、U、La、Sr正异常,经历了7%~10%的尖晶石相部分熔融,仅受到极低程度强不相容元素(Th、U、La、Sr)初期富集交代作用;(2)b类单斜辉石Mg~#=89.9~90.3,来自较富集Cpx的二辉橄榄岩,具有中等的LREE和LILE含量,HREE平坦,微量元素蛛网图上显示Th、U正异常,Rb、Ba、Nb、Ta、Sr、Ti负异常,经历4%~5%的尖晶石相部分熔融,可能受到了含LREE和Th、U等不相容元素的硅酸盐熔体交代;(3)c类单斜辉石Mg~#=91.4~92.8,来自贫Cpx的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩,具有富集的LREE和LILE含量,HREE弱分异,微量元素蛛网图上显示Th、U正异常及强烈的Nb、Ta、Ti负异常,经历了8%~20%的尖晶石相部分熔融,其交代熔体可能是来自源区有石榴子石残留的碳酸盐熔体。全岩主、微量元素及模拟计算结果表明,这些幔源包体的主量元素主要受部分熔融程度影响,并且方辉橄榄岩经历的部分熔融程度大于二辉橄榄岩。地幔橄榄岩的Sr-Nd同位素组成表明该区具有MORB-OIB型亏损地幔特征。此外,蓬莱部分地幔橄榄岩包体显示正斜率的HREE分异特征((Gd/Yb)_N=0.4~0.7),暗示该区地幔经历了源自石榴子石稳定区的变压熔融,总体熔融程度为18%以上,指示了较高的地幔潜能温度。综合前人对海南岛新生代玄武岩最新研究成果,我们认为海南地幔柱可能为该区软流圈地幔置换古老岩石圈地幔提供了热源,导致了区域岩石圈地幔的破坏,从而引起包括地幔柱本身、软流圈和富集岩石圈的熔融。岩石圈地幔性质的改变和不均一性可能是海南岛陆缘扩张带新生代岩石圈减薄的主要动力学机制。     

Nature and Evolution of Cenozoic Lithospheric Mantle beneath Shandong Peninsula,Sino-Korean Craton,Eastern China

The Shanwang and Qixia basalts lie within the North China block and were erupted in Miocene to Pliocene time (18.1 to 4.3 Ma) and Pliocene time (6.4 to 5.9 Ma), respectively. The Shanwang area lies astride the Tancheng-Lujiang (Tanlu) fault zone, a major lithospheric fault, whereas the Qixia area lies east of the fault zone. The basaltic rocks (alkali olivine basalts, basanites, nephelinites) carry abundant deep-seated xenoliths including spinel lherzolite (dominant), dunite, and pyroxenite, and a megacryst suite including augite, anorthoclase, phlogopite, ilmenite, and garnet. Xenoliths with coarse-grained microstructures are common in the Qixia xenolith suite, but are absent in Shanwang. Reconstructed bulk compositions of the lherzolites range from relatively depleted (<3% modal diopside) to fertile (>12% modal diopside). Equilibration temperatures of 850° to 1020°C indicate entrainment of these lherzolites from depths ≤45 km, within the lithosphere; the geotherm may have been higher beneath Shanwang. The Shanwang suite contains less-depleted lherzolites, and more pyroxenites, than the Qixia suite. The chondrite-normalized REE patterns in clinopyroxenes of the Shandong xenoliths vary from LREE depleted, through concave shaped, to LREE enriched; spidergrams for the clinopyroxenes can be divided into depleted, fertile, and metasomatic types. Progressive depletion in Na and Al is accompanied by depletion in moderately incompatible elements such as Y, Yb, and Zr, and an increase in Mg#. Ti and Zr in clinopyroxenes have not been affected by the metasomatic process, and MREE have been little disturbed, whereas the light rare-earth elements, Nb, and Sr have been strongly enriched during metasomatism; this suggests that carbonate-rich fluids/melts were the metasomatic agent. The mantle beneath the Shandong Peninsula sampled by these basalts is dominantly Phanerozoic in character rather than Archean or Proterozoic lithospheric mantle. This mantle probably represents a mixture of older lithospheric mantle and newly accreted material that replaced the Archean lithospheric keel through extension, thermal erosion, and fluid/melt metasomatism. The differences in micro-structures, chemistry, temperature, and fluid/melt activity between Shanwang and Qixia are ascribed to their spatial relationships to the Tanlu fault, which is a major translithospheric suture that hasplayed an important role in the Cenozoic replacement of the pre-existing Archean lithospheric mantle.     

南天山北缘榆树沟变质基性超基性岩的地球化学及其成因机制

榆树沟变质基性－超基性岩带出露于塔里木板块与哈萨克斯坦板块之间的南天山北缘，主要由变质橄榄岩和变质基性岩组成。变质橄榄岩富相容元素Cr、Co和Ni，贫不相容元素，太离子亲石元素Ba、Rb和Sr含量较低，与世界典型蛇绿岩相似，代表了地幔残留物特征。REE分布模式为LREE亏损型，REE含量小于或等于2．5倍球粒陨石，类似于阿尔卑斯型变质橄榄岩，显示榆树沟的变质橄榄岩是原始地幔岩部分熔融萃取出玄武岩后的残留物。变质基性岩绝大部分为LREE亏损型，类似于N－MORB。所有样品均以富集Nb和Ta、高场强元素不分异，以及微量元素含量低为特征，批示岩浆源区总体上类似于MORB，Nb、Ta富集可能与OIB型源区有关，Nd、Sr同位素特征也显示其具有OIB型源区特征。综合分析认为，榆对沟变质基性岩石的岩浆可能经历了两个阶段的演化过程，即上地幔底部或下地幔顶部的OIB型原始岩浆形成阶段和软流圈地幔亏损阶段。     

Geochronology, geochemistry and petrogenesis of mafic and ultramafic rocks from Southern Beishan area, NW China: Implications for crust–mantle interaction

The Liuyuan mafic and ultramafic rocks are exposed in Southern Beishan, which is along the southern branch of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB). Zircon SHRIMP U–Pb dating showed that Liuyuan gabbros intruded during the early Permian (~ 270–295 Ma) coeval with the basalts and the ultramafic rocks were emplaced at about 250 Ma. The basalts are within–plate tholeiites with slight enrichment in light rare earth elements (LREE) relative to heavy rare earths (HREE) and small negative anomalies of Nb and Ta. Gabbros including olivine gabbros, olivine gabbronorites and troctolites are grouped into two: the cumulate gabbros are depleted in LREE and show small negative Nb and Ta anomalies but distinct positive Sr and Eu anomalies; non–cumulate gabbros resemble tholeiitic basalts. Lamprophyres and cumulate ultramafic rocks are characterized by large enrichment of LREE relative to HREE with depletion in Nb and Ta. The enriched Sr–Nd isotopic trend from DM towards the EM II end member component implies that the lithospheric mantle was progressively enriched with depth by the involvement of subducted crustal material due to the delamination of thickened mantle lithosphere after collision. The digestion of subducted crustal material into the mantle resulting in the metasomatized and enriched mantle is inferred to be an important process during crust–mantle interaction.     

Isotope geochemistry of Jeongok basalts,northernmost South Korea: Implications for the enriched mantle end-member component

South Korea separates two mantle source domains for Late Cenozoic intraplate volcanism in East Asia: depleted mid-ocean-ridge basalt (MORB) mantle-enriched mantle type 1 (DMM-EM1) in the north and DMM-EM2 in the south. We determined geochemical compositions, including Sr, Nd, Pb, and Hf isotopes for the Jeongok trachybasalts (∼0.51 to 0.15 Ma K–Ar ages) from northernmost South Korea, to better constrain the origin and distribution of the enriched mantle components. The Jeongok basalts exhibit light rare earth element (LREE)-enriched patterns ([La/Yb]_N = 9.2–11.6). The (La/Yb)_N ratios are lower than that of typical oceanic island basalt (OIB). On a primitive mantle-normalized incompatible element plot, the Jeongok samples show OIB-like enrichment in highly incompatible elements. However, they are depleted in moderately incompatible elements (e.g., La, Nd, Zr, Hf, etc.) compared with the OIB and exhibit positive anomalies in K and Pb. These anomalies are also prime characteristics of the Wudalianchi basalts, extreme EM1 end-member volcanics in northeast China. We have compared the geochemistry of the Jeongok basalts with those of available Late Cenozoic intraplate volcanic rocks from East Asia (from north to south, Wudalianchi, Mt. Baekdu and Baengnyeong for DMM-EM1, and Jeju for DMM-EM2). The mantle source for the Jeongok volcanics contains an EM1 component. The contribution of the EM1 component to East Asian volcanism increases toward the north, from Baengnyeong through Jeongok to Mt. Baekdu and finally to Wudalianchi. Modeling of trace element data suggests that the Jeongok basalts may have been generated by mixing of a Wudalianchi-like melt (EM1 end-member) and a melt that originated from a depleted mantle source, with some addition of the lithospheric mantle beneath the Jeongok area. In Nd–Hf isotope space, the most enriched EM1-component-bearing Jeongok sample shows elevation of ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf at a given ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd compared with OIB. Recycled pelagic sediments may explain the EM1-end-member component of northeastern Asian volcanism, possibly from the mantle transition zone.