大陆亚碱性火山岩的成因多样性：以敦化—密山和东宁火山岩带为例

对东北牡丹江海浪、鸡西鸡林、东宁老黑山三处亚碱性玄武岩类进行了柏A卜”Ar定年和元素与Sr-Nd-Pb同位素组成研究,结果显示,始新世海浪（玄武）安山岩属钙碱性系列,相对富硅碱,贫铁钙,高度富集Rb、Ba、Sr,亏损Th、U、Nb、Ta,富集LREE及极低的HREE含量,与五大连池钾质火山岩相近的同位素组成（^206Pb／^204Pb=16．56～16．66,^207Pb／^204Pb=15．44—15．47,^208Pb／^204Pb=36．80—36．95;ISr=0．704882～0．705564;εNd=-4．05～2．29）,表明来源于较厚的、受交代作用影响的含石榴石富集（LoMu）岩石圈地幔;中中新世鸡林拉斑玄武岩分布极为局限,辉石斑晶发育骸晶结构,富铁、钙、钛,不亏损Nb、Ta,富集Ba、Sr,REE相对平坦,HREE高于OIB,Sr、Nd同位素组成相似于Samoa岛玄武岩,显示源区除软流圈成分外,还有EMII富集组分的加入;晚中新世老黑山拉斑玄武岩,低碱低钾,LREE轻度富集,Nb、Ta不明显亏损,同位素比值与镜泊湖一带中新世碱性玄武岩范围一致,主要来源于软流圈并与富集岩石圈（EMI）发生过相互作用。地幔源区经历了古近纪富集地幔源到中新世软流圈组分增多的演化。东北新生代拉斑玄武岩不同的地球化学特征为认识大陆拉斑玄武岩成因的多样性提供了有益启示。     

地幔流体与玄武岩及碱性岩岩浆成因

玄武岩、碱性岩成因问题的研究应分成后期地表的岩石成因研究和前期深部的岩浆成因研究两个大阶段,二者既有联系,又有区别。通过岩石成因来反演岩浆成因是一个使用最多的重要方法,前人不乏深入研究。作为补充,笔者试图再增加一条研究思路,从地幔岩捕虏体的详细研究中去直接发掘地幔岩浆作用的信息记录。结果表明,对地幔岩中浆胞的详细研究可以揭示玄武岩浆碱性岩浆的成因,排浆时差的大小对玄武岩种类有重要的制约作用,热可能不是地幔岩浆作用的重要因素,地幔流体（ＨＡＣＯＮＳ）的不均匀渗入才是更重要的致熔原因。     

基于数据密度确定分布区域的方法：以TAS图解分析为例

为了客观地确定数据点投图后分布的主要区域,本文提出了一种基于数据密度确定数据主要分布区域的方法。利用该方法可以更加直观地了解数据分布,并可以作为数据清洗的预处理手段。本文基于GEOROC大数据,以全碱对硅（TAS）图解为例,进行了分析和验证。通过提取GEOROC 数据库中与TAS 图解相关的岩石样本中SiO₂、Na₂O、K₂O 和烧失量含量数据,通过数据常规清洗和归算,最终获得24 个种类合计13.3 万条有效数据。通过数据投点、分区统计和提取80% 数据的分布区域,验证了24种岩石样品与TAS图解的吻合程度。通过综合研究分析发现,有6类岩石的数据分布与TAS图解定义区域基本一致,18类岩石的数据分布与TAS图解定义区域有系统性偏差。大数据研究证明了TAS图解的不足之处,利用全碱和SiO₂作为指标,难以实现提升总体分类的准确性。     

南海新生代碱性玄武岩中斜长石矿物的化学成分及意义

南海新生代碱性玄武岩中存在两种不同粒径的斜长石矿物.其一为斜长石斑晶,常见熔蚀麻点,是岩浆上升、压力降低时发生熔蚀作用并在骤冷条件下形成的;其二斜长石微晶,半定向或杂乱分布于火山玻璃中,其中空骸晶结构表明斜长石微晶是在淬冷条件下迅速结晶形成的.斜长石斑晶具弱成分环带,斑晶边部的An值稍高或接近于斜长石微晶.微晶斜长石An值与岩浆喷出后的水深以及喷发位置距离岩浆主通道的远近存在一定联系.本区的斜长石斑晶形成温度明显低于冲绳海槽地区,而类似于东海陆架地区;斜长石微晶的结晶温度类似于冲绳海槽,表明两地区在岩浆喷出海底后淬火结晶的物理化学条件相似.结合同样品中橄榄石斑晶研究结果以及已有的地球物理学和岩石学方面的资料,可能反映了地幔柱快速上涌使早期部分熔融及结晶分异作用较弱,岩浆本身温度高提供了早期结晶形成的斑晶与寄主岩浆进一步充分反应的热量.计算的斜长石斑晶温度不能反映源区温度特征,后者应高于本文所计算的斜长石斑晶的结晶温度.     

全球大陆弧玄武岩（CAB）的特征——与岛弧玄武岩（IAB）和弧后玄武岩（BAB）的对比

活动陆缘玄武岩（CAB）主要出现在安第斯,早先大多认为CAB 大体相当于IAB,在许多判别图中, CAB 基本上与IAB 在一起, 只是LILE 富集和HFSE 亏损的程度略有差别而已。本文的研究表明,尽管CAB 富集LILE,但是,Nb-Ta 亏损不是非常明显。在最新的采用大数据方法厘定的判别图中,CAB 不同于IAB,不是落在IAB 区,而是位于IAB 与OIB 的过渡区域。CAB 中保留了很多OIB 的印记,说明板块俯冲时伴随有来自地幔深部的岩浆的加入,故CAB 中保留了OIB 的印记。我们的研究还发现, 在安第斯弧后盆地玄武岩具有OIB 的印记,而非MORB 的特征。本文按照大数据的思路,讨论了CAB 的特征,并与IAB、BAB 进行了初步的对比。研究表明,CAB 明显不同于IAB,CAB 兼具IAB 和OIB 的特征,但对其深度的认识还有待于今后进一步的研究。     

在大数据背景下看TAS分类的不足及可能的解决方案

火山岩TAS分类是国际地质科学联合会在1989年第28届国际地质大会上通过的,迄今已经40年了。该分类对推进岩石学和地球化学的研究起了积极的作用,规范了岩石(尤其火山岩)的命名,方便了学术界的交流。但是,不能不承认,早先的研究,由于分析方法、分析技术以及数据量的限制,是存在某些局限性的。现在,全球已积累了海量的数据,应当有条件对火山岩的分类做一个新的探讨了。文中讨论了TAS分类的初衷、分类的原则及存在的问题,推出了新的TAS分类方案。早先的分类一共划分了15个岩区,新的方案压缩为10个,其中9个保留了早先的命名,新增一个碱流岩区。新的TAS图最大的变化在碱性岩系列,在新的TAS图中,碱性岩系列呈"人"字形分布,把粗玄岩系列封闭起来,弥补了早先的TAS分类在酸性岩部分的不足,还发现TAS图理论上可能存在的一些问题。本文的探讨是初步的,只是抛砖引玉,希望能够引起学术界的关注,开启利用大数据方法对TAS分类的新的研究。     

西藏阿里地区火山岩的岩石系列及特征

西藏阿里地区冈底斯构造带分布有早白垩世的玄武岩-安山岩-英安岩系列及晚白垩—第三纪的玄武岩-安山岩-流纹岩系列,它们分别属于拉斑玄武及钙碱性系列。前者主要由地幔导源的玄武岩浆经分离结晶作用形成,而钙碱性系列主要由混合作用及同化作用形成。此外其岩浆房的fO_2与fH_2O高,液相线温度偏低并与地壳导源的岩基活动有密切的关系.     

晓天-磨子潭火山岩盆地与碱性岩相关的浅成低温热液型金矿成矿模型初构

北淮阳成矿带东段安徽霍山县晓天-磨子潭火山岩盆地自西向东产出隆兴金矿、戴家河金矿、东溪金矿、南关岭金矿等一系列浅成低温热液型金矿床。作者在充分收集、消化吸收以往各矿床勘查报告、区调报告及最新科研成果的基础上,结合野外考察,对矿床成矿作用与成矿地质体、控矿构造及成矿地质作用特征标志进行系统总结,初步认为晓天-磨子潭火山岩盆地金矿是与碱性岩相关的浅成低温热液型金矿,并初步构建本地区成矿模型。以期抛砖引玉,为该地区下步金矿勘查工作提供新的思路。     

地壳再循环与大陆碱性玄武岩的成因：以山东新生代碱性玄武岩为例

      大陆碱性玄武岩在地球化学特征上与洋岛玄武岩高度相似,被看做是板内玄武岩在大陆上的典型代表。本文以山东 新生代碱性玄武岩为例,探讨大陆碱性玄武岩的成因。山东新生代碱性玄武岩按时空分布特征可以分为两类：早期定向分 布、相互平行的三个火山群（包括鲁西的潍坊火山群、沂水火山群和胶东的蓬莱火山群）和晚期杂乱分布的孤立小火山。 早期火山群碱性较弱,以碱性橄榄玄武岩和碧玄岩为主,微量元素特征和同位素组成变化大;晚期孤立小火山碱性强,以 碧玄岩和霞石岩为主,微量元素特征和同位素组成较均一。因此,从岩性组成和时空分布特征看,山东的火山群相当于洋 岛/海山的造盾期玄武岩,而孤立小火山接近于洋岛/海山上的复苏期玄武岩。潍坊火山群和沂水火山群在Sr-Nd,Nd-Hf同位 素相关图上都存在从亏损到富集的两端元混合排列趋势,但两者的排列趋势有一点区别。其中同位素富集的端元相对于原 始地幔具有偏低的Ce/Pb比和偏高的Ba/Th比,指示其为大陆下地壳物质。同时,这种富集端元的Th/La比值明显低于大陆下 地壳的平均值,其放射成因Hf相对于放射成因Nd过剩（即Nd-Hf同位素解耦）,说明这种富集端元不是岩浆上升过程中混染 的下地壳物质,而是经历过早期熔融的再循环大陆下地壳（榴辉岩或者石榴辉石岩）。鲁西两个平行火山群在同位素排列上 的区别类似于夏威夷玄武岩中的KEA链和LOA链,因此,山东的平行火山群的深部动力学背景可能是地幔柱,再循环大陆 下地壳物质可能是这种地幔柱的重要组成物质。晚期的孤立小火山在地球化学特征上与火成碳酸岩非常相似,如在原始地 幔标准化图上都具有K,Pb,Zr,Hf,Ti的负异常等特征,因此我们认为其地幔源区为碳酸盐化的橄榄岩。孤立小火山中等亏损 的Sr,Nd,Hf同位素特征支持碳酸岩熔体来自年轻的（中生代？）再循环洋壳。     

内蒙古月牙山一带基性火山岩的地质特征、形成时代及归属

内蒙古月牙山一带出露一条基性火山岩带,呈北西西向带状展布,由层状玄武岩、枕状玄武岩和蚀变玄武岩组成,前人对该套火山岩的归属意见不同。该套火山岩分布于月牙山蛇绿质构造混杂岩带中部,空间上与月牙山蛇绿岩套紧密共生,枕状构造较发育,显示海底火山喷发的特征;岩石化学、地球化学研究表明,该套火山岩具有典型的正常洋中脊玄武岩(NMORB)特征。因此,月牙山基性火山岩属于月牙山蛇绿岩套的组成部分。在侵入该套火山岩的辉长闪长岩中获得了530Ma左右的同位素年龄,在辉长岩、斜长花岗岩中获得了527~530Ma的同位素年龄,相当于早寒武世,说明该套基性火山岩的形成时代为早寒武世。     

基于卷积神经网络和火山岩大数据的构造源区判别

早先的构造源区判别图由于受时代、研究区域、研究思路以及研究手段、分析技术和样本数量的限制, 存在某些不足,导致部分学者在研究中遇到各种困惑和矛盾。在大数据的冲击下,部分传统图解的可靠性正在接受考验。本文提出了一种将地球化学数据二维图像化的方法,将GEOROC数据库中来自11个构造环境的火山岩数据生成了34 468张灰度二维码图像。根据深度学习理论和方法构造了卷积神经网络(CNN)模型,利用其中75%的二维码数据进行自动学习和训练。该模型可以对不同来源的火山岩数据进行有效分类,总体分类准确度可达95%以上。该模型具备较好的泛化能力,可以作为日常工具辅助人工进行火山岩样本的构造源区的判别。     

一维到三维密度分布函数及其可视化在大数据分析中的应用——以苦橄质玄武岩等为例

提出不同维度的密度分布函数的计算方法和可视化方案,以解决不同数量级和不同测量误差的岩石样本数据分析对比困难的问题。通过SiO_2、全碱和MgO指标的三维密度分布函数和t-分布随机邻域嵌入可视化方法对GEOROC和PETDB数据库进行发掘,发现大洋岩(oceanite)和富辉橄玄岩(ankaramite)与苦橄质玄武岩(basalt, picritic)成分相近,而铁质苦橄岩(picrite,ferro)与侵入的橄榄辉长岩和苦橄岩(picrite)成分相似。利用二维密度分布函数和可视化技术,对比分析了不同岩石在TAS图解和硅镁图上的数据分布状态和数据集中核心区域。发现总体分布上,更富镁的苦橄岩的SiO_2含量高于苦橄质玄武岩,超基性的苦橄岩(picrate)核心区域主要分布在TAS图解的B区,这与以SiO_2=45%划分基性岩和超基性岩界线的观点矛盾。     

机器学习在岩矿地球化学研究中的应用——综述与思考

岩石与矿物的地球化学成分数据具有高维度特征。传统的岩矿地球化学成分研究主要采用二元/三元图解判别法,准确率不高,在数理统计方法上有欠缺。机器学习方法非常适用于对大样本高维度的岩矿成分数据进行数理统计处理。笔者等在介绍机器学习常见算法基本原理的基础上,总结近5年来国内外学者将机器学习方法应用于岩石矿物成分数据研究的实例,包括：(1)根据矿物成分溯源其母岩(源岩)、判别矿床类型,(2)新生代火山岩溯源,(3)判别变质岩原岩,(4)依据岩浆岩成分判别大地构造环境等。已有的研究实例显示,机器学习方法的准确度明显优于传统的低维度判别法。机器学习本质是分析大样本数据的高维度变量之间的相关、归类等多元统计问题。推广机器学习的应用需要建设开放获取(Open Access)的矿物、岩石成分数据库,同时全面实施开放研究(Open Research)的发表策略。     

机器学习在岩矿地球化学研究中的应用——综述与思考

岩石与矿物的地球化学成分数据具有高维度特征。传统的岩矿地球化学成分研究主要采用二元/三元图解判别法,准确率不高,在数理统计方法上有欠缺。机器学习方法非常适用于对大样本高维度的岩矿成分数据进行数理统计处理。本文在介绍机器学习常见算法基本原理的基础上,总结近5年来国内外学者将机器学习方法应用于岩石矿物成分数据研究的实例,包括：① 根据矿物成分溯源其母岩（源岩）、判别矿床类型,② 新生代火山岩溯源,③ 判别变质岩原岩,④ 依据岩浆岩成分判别大地构造环境等。已有的研究实例显示,机器学习方法的准确度明显优于传统的低维度判别法。机器学习本质是分析大样本数据的高维度变量之间的相关、归类等多元统计问题。推广机器学习的应用需要建设开放获取（Open Access）的矿物、岩石成分数据库,同时全面实施开放研究（Open Research）的发表策略。     

依兰地区原黑龙江群碱性玄武质火山碎屑岩的发现及地球动力学意义探讨

在依兰地区原黑龙江群中发现了一套火山碎屑岩,它由岩屑和细粒的火山碎屑物组成,岩屑呈透镜状、焰舌状等,细粒火山碎屑物发生了强烈变形.二者矿物组成相似,均由钠质闪石、钠长石、绿帘石以及少量绿泥石组成,但各矿物含量及特征差别较大.火山碎屑岩岩屑的地球化学特征表明,岩屑为碱性玄武岩,LREE/HREE=3.87～4.24,(La/Yb)<,N=7.20～8.12,Eu*/Eu=1.03～1.09,稀土元素配分曲线为右倾型.岩屑微量元素与MORB相比,富集Sr、K、Rb、Ba等不相容元素,Yb含量略低于MORB,初步确定岩屑为形成于大洋板内洋岛环境的碱性玄武岩.在岩浆喷出尚未完全凝固之前,大洋板块内的热点再次活动,早期形成的碱性玄武岩破碎,形成塑性-半塑性岩屑,并被火山碎屑物胶结,它们为大洋板内"轴外火山作用"形成的洋岛型火山碎屑岩.这一发现为恢复该地区的古构造环境、确定原黑龙江群的构造属性提供了新的线索.     

山东城顶山地区牛山旋回火山岩地球化学特征及幔源分析

通过探讨山东城顶山地区牛山旋回火山岩地球化学特征,对其幔源特征进行分析。地球化学特征分析结果表明城顶山地区的岩石为高钾岩石,具有贫硅铝、富镁钙的特征及明显的富钛特征;微量元素分析结果显示,大离子亲石元素Sr含量较高,牛山旋回火山岩的稀土元素总量∑REE在140～177μg/g之间,LREE/HREE在3.58～4.90之间,显示出岩浆分异程度低、分馏不明显的特点,分配型式为轻稀土弱富集型平缓的右倾曲线,与裂谷玄武岩相似,指示了其源区的特点,推测其来源为地幔物质熔融形成的原生岩浆。分析结果可作为进一步研究山东大陆碱性玄武岩的参考。     

Tectonomagmatic origin of some volcanic and sub-volcanic rocks from the Lower Benue rift,Nigeria

Petrological and geochemical studies on some volcanic and sub-volcanic rocks from the Lower Benue rift indicate that they are basalts, basaltic and doleritic sills, trachybasalt and trachyte which generally belong to the alkali basalt series. The alkaline affinity is clearly evident in both their normative and modal mineral compositions, as well as their chemical compositions. The generally high fractionation indices [(La/Yb)N] are 7.06 to 17.65 for the basaltic rocks and 23.59 to 135. 35 for the trachytic rocks, against low values commonly seen in subalkaline (tholeiitic) series, with strong enrichments in the incompatible elements. All this strongly supports their alkaline affinity. The basaltic rocks are generally fine-grained and porphyritic, consisting of phenocrysts of clinopyroxene and olivine in the groundmass of the same minerals together with plagioclase. The clinopyroxene is either diopside or clinoenstatite. The trachyte consists of oligoclase, orthoclase, biotite, quartz and exhibits typical trachytic, flow structure. The basaltic and doleritic sills are commonly altered, with calcite and epidote as common alteration prod-ucts. This alteration, which is reflected in the erratic behaviour of K2O, MnO and P2O5 on Harker variation diagrams, high values of LOI, strong depletions in the more mobile LILE (Rb, K, Ba and Sr) and high Th/Ta ratios, is attributed to the effects of an aqueous fluid phase and crustal contamination. On the whole, the mineralogical, as well as major-, trace-elements and REE data suggest that the rocks are co-genetic and most likely derived from differentiation of an alkali olivine-basalt magma, generating through variable low degrees of partial melting of probably an enriched lithospheric (upper) mantle following an asthenospheric uplift (mantle plume or intumescence) with HIMU signa-tures in a within-plate continental rift tectonic setting. This corroborates earlier results obtained for the intrusive rocks in the region.     

Tectonomagmatic origin of some volcanic and sub-volcanic rocks from the Lower Benue rift, Nigeria

Petrological and geochemical studies on some volcanic and sub-volcanic rocks from the Lower Benue rift indicate that they are basalts, basaltic and doleritic sills, trachybasalt and trachyte which generally belong to the alkali basalt series. The alkaline affinity is clearly evident in both their normative and modal mineral compositions, as well as their chemical compositions. The generally high fractionation indices [(La/Yb)N] are 7.06 to 17.65 for the basaltic rocks and 23.59 to 135. 35 for the trachytic ...