西南极纳尔逊岛Stansbury半岛火山岩地质和岩石学基本特征

西南极纳尔逊岛Stansbury半岛基本被玄武质、玄武安山质熔岩以及火山角砾岩和含植物化石的火山-碎屑沉积岩所覆盖。地层接触关系和火山岩岩石组合显示,该半岛的熔岩和火山角砾岩主要形成于第一阶段的火山活动,可与菲尔德斯半岛的碧玉山段以及玛瑙滩段地层对比;含化石的火山-碎屑沉积岩和角砾熔岩、火山角砾岩分别相当于长城站地区的化石山段和岩块山段的岩层,它们是晚期火山作用的产物。stansbury半岛和菲尔德斯半岛发育有基本相同的火山岩地层,并且都在化石山段地层中发现了植物化石,这表明两个半岛上的火山岩可能是早第三纪区域火山作用的共同产物。 半岛所出露的断裂大致平行菲尔德斯海峡并且控制了次火山岩的分布。 岩石学特征说明,Stansbury半岛的熔岩和次火山岩主要为玄武质和玄武安山质,岩石中的斑晶矿物包括偏基性的斜长石、单斜辉石。岩石化学成分中,随着SiO_2含量增高,Al_2O_3、CaO、MgO和铁含量下降,碱质则升高。和菲尔德斯半岛的火山岩一样,这个半岛的火山岩也基本沿着钙碱趋势演化。微量元素和稀土元素的丰度以及配分模式证明,这套岩石具有同源岩浆的亲缘关系并且可能经历了分离结晶作用过程。     

西南极利文斯顿岛火山岩地质

本文综合近年研究中新获得的资料和证据，对利文斯顿岛火山岩的地质牲和火山综合性的介绍。百耳斯建造是该岛最老的火山岩地层，由晚侏罗世至早白垩世生成的玄武岩、玄武安山岩质熔岩和火山碎屑岩，集块岩以及泥岩，页岩等组成，分布在岛西部的百耳斯半岛。中白垩世的鲍勒斯山组主要出露在岛的中部，则由安山岩质熔岩和火山碎屑岩支组成的一套蚀普火山岩系。     

西南极利文斯顿岛火山岩地质

本文综合近年研究中新获得的资料和证据，对利文斯顿岛火山岩的地质特征和火山作用特点作了综合性的介绍。百耳斯建造是该岛最老的火山岩地层，由晚侏罗世至早白垩世生成的玄武岩、玄武安山岩质熔岩和火山碎屑岩、集块岩以及泥岩、页岩等组成，分布在岛西部的百耳斯半岛。中白垩世的鲍勒斯山组主要出露在岛的中部，是由安山岩质熔岩和火山碎屑岩夹层组成的一套蚀变火山岩系。汉那角剖面的火山碎屑岩和熔岩及史莱夫角的橄榄玄武岩均具有中白垩世的年龄。晚白垩世火山活动的产物以粗玄岩为代表，集中出露在西多斯角一带。伴随着火山活动，始新世英云闪长岩侵入白垩系火山岩地层。更新世至现代则有依诺特角组橄榄玄武岩在岛的东北部产出。上述火山活动随时间演进而自北西向南东不断迁移的特点，与整个南设得兰群岛火山作用的发展趋势相符。岩石化学和地球化学资料表明，百耳斯半岛熔岩、史莱夫角的橄榄玄武岩和西多斯角的粗玄岩等白垩纪火山岩基本属于钙碱性岩系并且具有低钾低镁的特点。早第三纪的英云闪长岩继承了橄榄玄武岩和粗玄岩的成分特点，同是南设得兰群岛岩浆弧中生代－新生代火山作用的产物，在钙碱性岩系岩浆演化的晚期生成。而鲍勒斯山组的熔岩和汉那角的熔岩表现出岩相学和岩石化学性质上的     

西南极利文斯顿岛汉那角火山岩地质及火山活动

本文以野外地质资料为基础，并结合岩相学特征，论述了西南极南设得兰群岛利文斯顿岛汉那角（ＨａｎｎａｈＰｏｉｎｔ）火山岩地层及岩石的基本特征，初步讨论了该地火山活动过程。该地互层状产出的火山角砾岩和熔岩，为南极半岛火山岩组的一部分。剖面上出露的三个火山岩地层旋回分别是三期火山作用的产物。第一、二旋回岩层产状的变化记录了火山作用过程中的一次活动间歇。第一旋回的英安岩和含有流纹岩质熔岩夹层的凝灰角砾岩仅为第一期火山活动末的产物；第二旋回为三次较强喷发活动的产物，从安山岩质火山碎屑岩为主，经玄武岩－安山岩质熔岩为主，过渡为含有安山岩或流纹岩质熔浆团的火山角砾岩。第三期火山活动可能更强烈，大面积分布的厚层玄武质熔岩无论从产状上还是在岩石学特征方面都有别于其他旋回。火山岩地层总体产状稳定，平缓地倾向北西，表明该区未受到过明显的构造影响，火山活动中心可能有逐步向北西迁移的趋势，与南设得兰群岛岩浆弧演变趋势一致。次火山岩主要为玄武岩质小岩墙，集中在第二旋回底部。第一、二旋回接触界线两侧凝灰角砾岩表现较强的沸石化。这些现象说明该接触面附近为一薄弱带，侵入活动和蚀变均较易发生。     

西南极乔治王岛菲尔德斯半岛火山岩地质初步研究

西南极乔治王岛菲尔德斯半岛主要由基性熔岩、火山碎屑岩及薄层沉积岩组成,并有次火山岩体及脉岩发育.野外观察及K—Ar,Rb—Sr全岩年龄说明岩石形成于始新一渐新世.主要元素和微量元素地球化学特征说明岩石属低钾高铝钙碱性玄武岩,但具有拉斑玄武岩的某些特征,是岛弧火山活动的产物.岩层呈平缓单斜,发育有近同期及后期走滑正断层,以及由断层活动形成的局部以称褶皱.     

西南极乔治王岛菲尔德斯半岛火山岩同位素年代及地层对比

以K-Ar,(39)~Ar-(40)~Ar和Rb-Sr法对菲尔德斯半岛的火山岩进行了同位素测年。实验结果表明,半岛的火山作用从晚古新世开始,可能一直延续至中中新世的早期。其间,碧玉山段的岩石分别以Rb-Sr和(39)~Ar-(40)~Ar法测定了形成年龄,年龄值为54Ma和55Ma,属于晚古新世;岛上广泛分布的玛瑙滩段熔岩的K-Ar年龄区间为45～50Ma,为早始新世;化石山段从中始新世到渐新世;而最晚形成的岩块山段的时代为中中新世的早期。这些数据,与地质和古生物证据一起,对了解该区地层的相互关系和讨论火山作用提出了正确的认识。     

西南极利文斯顿岛中部中—新生代火山岩的岩相学和矿物学特征

出露在利文斯顿岛中部的中－晚白垩世火山碎屑为多源的角砾凝灰岩－角砾岩和集块碎屑岩，成分以安山质为主。橄榄率武岩主要在史莱夫角出露，为全晶质斑状构造，主要出露在中利文斯顿和汉那角的安山岩、玄武安山岩多具细晶微斑构造。更新世至现代的火山岩为全晶质斑状的橄榄玄武岩和火山矿屑岩。     

西南极利文斯顿岛百耳斯半岛火山岩的同位素年龄

以Ｋ－Ａｒ稀释法和４０Ａｒ／３９Ａｒ阶段加热法对利文斯顿岛百尔斯半岛的熔岩和次火山岩测定了同位素年龄。新的年龄数据表明,该区火山活动在晚侏罗纪末即已开始,一直持续到晚白垩世,存在着三期火山活动的产物。侏罗纪末～早白垩世初的火山活动除有熔岩（１４６Ｍａ,１３７Ｍａ）喷出外,还发育有辉长岩侵入体（１３５Ｍａ）和辉绿岩岩墙（１２９Ｍａ）等次火山岩。安山岩（１１４Ｍａ）和石英斑岩（９４Ｍａ）则是早白垩世火山活动的结果。半岛东部具沉积夹层的玄武岩（７１Ｍａ）是区域上晚白垩世～早第三纪火山活动的代表。     

西南极利文斯顿岛中部中生代－新生代火山岩岩石化学研究

出露在利文斯顿岛中部的白垩纪火山岩为玄武岩－玄武安山岩－安山岩－英安岩组合，基本属于钙碱性系列，但具有低钾拉斑玄武岩的某些特点。岩石富集Ｒｂ、Ｔｈ、Ｂａ，轻度亏损Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎｂ，较强亏损Ｃｒ和Ｎｉ，而且随着岩浆从基性向酸性成分的演化，富集（或亏损）程度加大。岩石的轻稀土元素中度富集，岩石的（Ｃｅ／Ｙｂ）ＣＮ比值较低。白垩纪火山岩形成在一个造山环境，是南设得兰岩浆弧的一部分。然而，在利文斯顿岛不同地区出露的岩石其化学性质有所区别，因此认为它们可能源于不同的岩浆体系。在晚古生代至早中生代，利文斯顿岛中部处于一个独特的浊积扇的构造环境。主要产在利文斯顿岛中部和汉那角的鲍勒斯山组火山岩与其它地点的中生代火山岩相比，无论岩相学特征还是岩石化学性质均有所不同。因此认为它们的产生同时受到太平洋板块的俯冲作用和该地构造位置所控制。史莱夫角的橄榄玄武岩成分中碱高硅低，并且通常表现出高铝的特点，这些性质与百耳斯半岛的玄武岩极为相似。区域上火山活动不断发展，活动中心逐渐向北东迁移，导致粗玄岩岩颈和岩席生成，最后是英云闪长岩的侵入。更新世至现代的依诺特角组橄榄玄武岩以化学成分中的低硅高碱含量区别于中生代火山岩。岩石的高Ｍ值     

西南极利文斯顿岛火山岩多种成因过程的地球化学证据

利文斯顿岛火山岩是南极南设得兰岩浆弧的一部分。对岩石的Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成以及８７Ｓｒ／８６Ｓｒ与１／Ｓｒ、Ｒｂ、Ｋ和ＳｉＯ２关系的研究表明,利文斯顿岛火山岩具有不同的源区特征。百耳斯半岛和史莱夫角的火山岩、西多斯角的粗玄岩和第三纪的英云闪长岩显示出同成因的特点,和依诺特角第四纪橄榄玄武岩一样,它们均具有原生地幔的同位素组分,源区岩浆可能直接来自上地幔。汉那角和中利文斯顿岛火山岩岩浆则受到地壳成分的混染。不相容元素对Ｌａ／Ｓｍ－Ｌａ和Ｃｅ／Ｙｂ－Ｃｅ的研究进一步显示出,上述不同产地的岩石分别为不同源岩浆不同程度部分熔融的产物。结合岩相学和岩石化学特征的研究,提出百耳斯半岛和史莱夫角的火山岩以及西多斯角的粗玄岩是上地幔发生部分熔融所生成的玄武岩岩浆从深部岩浆囊沿构造薄弱带直接喷出形成的。古生代基底岩系的存在对中利文斯顿岛和汉那角火山岩的成因过程有重要的影响,即来自深部岩浆囊的原始岩浆在上地壳中的浅部岩浆囊受到了壳源物质混染。更新世－现代火山岩的源区岩浆直接自上地幔部分熔融生成,火山作用与晚新生代时该区的拉张构造有关。     

西南极洲纳尔逊冰帽的表面运动

本文通过对纳尔逊冰帽冰面速度和应变率的分析,得出冰帽边缘的最大夏季表面速度为2058m/a,最大年平均表面速度为15.5m/a,探求了冰面运动速度的空间分布和季节性变化,冰帽顶部的表面应变率为+0.0079/a和+0.0034/a。还讨论了冰面应变率从冰帽顶点到边缘的变化特点及其与冰面裂隙的关系。并将这些特征同我国大陆型冰帽进行了对比,从冰川动力学的角度阐明了纳尔逊冰帽的某些特征。     

南极纳尔逊冰帽的雪层及其成冰作用研究

纳尔逊冰帽雪—粒雪的演化依赖于融水渗浸冻结作用下的暖变质过程。积雪的密实化过程的快慢,取决于温度条件和融水的参与程度,以及自身的物理状况。粒雪的密实化过程表现为均匀且变幅小。纳尔逊冰帽成冰深度在23～25m,成冰历时17～19年。成冰带分为暖渗浸—重结晶带,渗浸—冻结带,消融带。