岩浆底侵作用与汉诺坝现今壳-幔边界组成

从汉诺坝新生代玄武岩中岩浆底侵成因的麻粒岩相和榴辉岩相堆晶岩、橄榄岩和辉石岩捕虏体的岩石矿物组合、岩石结构、矿物学、主微量元素和同位素地球化学特征, 讨论和限定了壳-幔边界岩石组成, 并得到岩石高温高压波速实验和深部地球物理探测结果的支持. 现今下部下地壳主要由麻粒岩相镁铁质堆晶岩(以斜长二辉岩为主)组成; 壳-幔过渡带主要由榴辉岩相石榴辉石岩、辉石岩和尖晶石二辉橄榄岩等组成; 太古代地体麻粒岩只是名义上的早期下地壳. 发生在壳-幔边界的岩浆底侵作用导致地壳的垂向增生和壳-幔过渡带的形成, 是显生宙以来壳-幔边界组成和化学调整的重要机制.     

苏鲁造山带在朝鲜半岛的延伸:造山带、前寒武纪基底以及古生代沉积盆地的证据与制约

苏鲁超高压带是否延伸到朝鲜半岛以及用何种方式延伸,成为很多地质学家注目的科学问题。新的研究成果包括:(1)在朝鲜半岛前寒武纪京畿陆块中,识别出一个含有榴辉岩的变质杂岩(洪城杂岩),榴辉岩透镜体出露于花岗片麻岩中,榴辉岩的锆石SHRIMP年龄是230Ma和～880Ma,围岩片麻岩的年龄约为810～820Ma;(2)朝鲜半岛的3个陆块(狼林、京畿和岭南陆块)具有与华北克拉通相似的岩石组合与演化历史;(3)南北朝鲜两个主要的古生代沉积盆地与华北具有很好的可比性;(4)临津江带和沃川带都不具有碰撞造山带的变质特征。据此提出了地壳拆离与逆冲模式,即华北与扬子陆壳的碰撞带沿朝鲜半岛西缘、大致呈南北走向分布。扬子陆壳俯冲带的深部(超高压部分)未在朝鲜半岛地表出露,下地壳(高压部分)从俯冲带拆离并逆掩到地表(洪城杂岩),以透镜体(岩片)状插入京畿地块的前寒武纪基底杂岩中,没有形成横穿朝鲜半岛的变质(造山)带。临津江带和沃川带有可能是扬子陆块的上地壳,它们从下地壳拆离、逆掩到地表,现在的展布状态是受到中生代构造的控制。     

长白山火山下方地幔转换带中滞留的俯冲太平洋板块存在空缺吗?

针对近年来长白山火山下方地幔转换带中是否存在低波速异常指示的太平洋板块"空缺"而引起的不同科学认识的热烈辩论,本文主要回顾了我国东北地区地幔转换带的体波成像结果。使用相对走时残差的远震体波成像结果显示,长白山火山以西地幔转换带中存在低波速异常指示的太平洋板块"空缺";而使用绝对走时残差的区域成像和全球成像结果,尽管展示出长白山火山以西比以东略低的波速异常,但长白山火山以东至我国东北重力梯度带区域下方的地幔转换带均展示出明显的连续的高波速异常。在接收函数分析时,如果以全球平均值660km而非我国东北地区平均值670km作为基准,来分析660km间断面是抬升还是下沉;以全球平均值250km而非我国东北地区平均值260km作为基准,来分析地幔转换带是增厚还是减薄的话,则可以得到长白山火山以东至我国东北重力梯度带区域660km间断面下沉与地幔转换带增厚的认识。这种与绝对走时残差成像结果展示的地幔转换带为连续的高波速异常结果相一致的结果,说明太平洋板块俯冲前缘已由日本海沟抵达我国东北松辽盆地与大兴安岭交界处。结合高温高压实验、数值模拟与岩石地球化学研究结果,本文并不支持长白山火山以西的地幔转换带存在低波速异常指示的板块"空缺"和地幔转换带"减薄"的认识。长白山火山的深部起源与太平洋板块深俯冲至我国东北松辽盆地与大兴安岭交界处形成的"大地幔楔"结构动力学相关。     

闽台地区新生代玄武岩的对比

台湾海峡两岸的闽台地区,分布着新生代的玄武岩。本文从玄武岩的岩石学特征出发,探讨了福建内地、福建沿海和台湾、澎湖玄武岩之间的差异,初步把它们划分为三种类型,并对其岩浆成因与构造环境进行分析。     

天池火山千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制初步探讨

根据岩浆演化和地球物理深部探测,天池火山之下存在地壳和地幔双层岩浆房。地幔玄武质岩浆向地壳岩浆房的补给,保持了天池火山逾百万年持续不断的喷发活动。本文从天池火山千年大喷发浮岩中的玄武质粗安岩一粗安岩角砾和条带状岩浆的岩相学、矿物学和岩石化学研究,提出地幔的粗面玄武质岩浆向地壳岩浆房的注入,触发千年大喷发,初步探讨了天池火山千年大喷发的岩浆混合作用与喷发机制。     

琼北射气岩浆喷发力学机制探讨

琼北第四纪火山区分布着为数众多、大小不一的射气岩浆喷发成因的低平火山口。上升的岩浆遇到地下水会发生射气岩浆喷发,形成地表出露的低平火山口,并伴随出现基浪堆积物。根据低平火山口的半径、爆炸发生时上覆地层的厚度、岩浆与地下水接触面的半径等参数,运用弹性力学基本原理建立了简单的喷发模型,初步模拟爆破冲击力与上述各参数之间的关系和变化规律,并计算出上覆地层中任一点的应力状态,初次探讨了射气岩浆喷发的力学机制     

长白山天池火山岩浆演化——来自主矿物成分的证据

长白山天池火山岩的主要矿物成分为橄榄石、辉石、长石和铁钛氧化物，经电子探针测试，其成分变化特征明显，自造盾阶段一造锥阶段一全新世喷发，橄榄石中铁含量增加，一直达到铁橄榄石的端元组分；单斜辉石中铁质和钠质含量增加；长石则从基性的拉长石向含钾、钠渐高的歪长石和透长石演化；铁钛氧化物含量则明显减少。三阶段斑晶矿物成分的变化反映了天池火山近200万年来岩浆演化的完整系列，符合分离结晶作用的演化趋势。     

地幔Sr-Nd-Pb同位素演化的综合模型与n维同位素空间 “地幔面”的地质意义

在n维的Sr-Nd-Pb同位素空间中,几乎所有的大洋中脊玄武岩（MORB）和洋岛玄武岩（OIB）都落在一个虚拟平面上,被称为“地幔面（mantle plane）”。“地幔面”描述了大部分玄武岩的同位素地球化学特征,是最重要的、也是最早提出的地幔动力学演化特征之一,但是长期以来关于“地幔面”的内涵和意义并不清楚。本文通过一个综合模型,反演受岩浆作用控制的地幔微量元素（包括各种同位素母体元素）分异、Sr—Nd—Pb同位素演化,并推导出地幔Sr-Nd-Pb同位素演化的二元参数方程形式。模型表明,通过部分熔融向地壳输出相对富硅、富碱的物质成分,是地幔长期演化的主要特点,这个过程受到两个参数一部分融融程度（F）和岩浆分离的时间（t）-的控制,即n维参数可化为2维,因此在n维同位素空间出现“地幔面”的特征。壳源物资循环,能够使局部地幔偏离“地幔面”,就地幔总体统计特征而言,地壳混染的比例很低,不同的统计数据显示大约1％～6％的系统偏差,即可能的地壳混染程度;进一步模拟,可能作出更加精确的估算。     

中国东部全新世火山的镭-钍同位素年代学

活火山是指1万年来有过喷发历史的全新世火山。火山的高分辨年代学对火山灾害评估和火山分类具有重要意义。对于缺乏历史记载的全新世火山,直接对火山岩进行同位素定年很困难。本文利用具有高时间分辨率的镭-钍-铀非平衡确定中国东部年轻火山的年龄。根据镭-钍-铀同位素,海南岛的马鞍岭和雷虎岭是全新世火山（马鞍岭：4.3ka;雷虎岭：4.7ka）;镜泊湖火山（4.9ka）也是全新世火山;龙岗火山存在晚更新世和全新世活动（7.0ka,15.0ka）;大兴安岭阿尔山和诺敏河Ra/Th非平衡消失但²³⁰Th/²³⁸U非平衡显著,属于晚更新世喷发（阿尔山：63ka;诺敏河：71ka）。海南岛的马鞍岭火山、雷虎岭火山和东北地区的龙岗火山、镜泊湖火山,是4座活火山。至于东北地区的阿尔山和诺敏河火山是否是活火山,有待测试更多样品的Ra/Th同位素。五大连池老黑山和火烧山有历史喷发记录,这与它们都存在显著Ra/Th非平衡一致。五大连池老黑山和火烧山的岩浆滞留年龄分别小于4.2ka和3.2ka,岩浆上升速率>18~23m/y。

     

汉诺坝地幔捕虏体中富硅熔体的成因及其意义

近年来地幔捕虏体中富硅熔体的研究受到广泛关注,富硅熔体不仅具有多种产出状态,其成因来源也具有多样性。本文选取汉诺坝地区地幔捕虏体矿物中的熔体包裹体和斜方辉石反应边中的熔体玻璃为研究对象,探索富硅熔体在岩石圈地幔演化中的作用。通过详细的岩相学观察并结合电子探针分析发现,二者成因不同。熔体包裹体玻璃成分富硅(SiO₂ 61%~65%),相对贫Na₂O(1%~3%)、K₂O(<1%),富含挥发份(约3%~6%),为地幔交代成因;斜方辉石反应边玻璃富硅(SiO₂ 64%~67%)、碱(Na₂O 5%~7%,K₂O 6%~9%),几乎不含挥发份,是地幔捕虏体被寄主玄武岩浆快速携带上升至地表的过程中两者反应的产物。地幔交代作用产生的富硅熔体包裹体深刻影响了岩石圈地幔的地球化学性质;而玄武岩浆在上升过程中与岩石圈地幔捕虏体中斜方辉石的反应,导致了岩石圈地幔由富硅向贫硅转变,为华北克拉通的破坏提供了证据。