玄武岩中锆、铪的相关性及其意义

一、问题的提出和结果近年来,随着武岩岩理学研究的深入,已有不少学者应用地幔岩的不相容痕量元素来讨论玄武岩形成的地幔源性质、熔融过程、分离结晶历史及其大地构造环境.特别是那些高场强(离子电荷/离子半径)的惰性不相容元素(Zr、Hf、Ti、P、Nb、Ta等).在岩石成因研穷中已经显示了比常量元素更加突出优越性.这是因为地幔岩的惰性不相容元素含量、比值等特征是在分离结晶过程中不易变化为地球化学参数(Chen C—Y等.1983),它们可以反映岩浆来源的特征(例如富集的或亏损的)及其形成年用.而受表生风化及变质作用(对岩石成分特征)的影响不大(Winchester.J.A.等,1976).     

含水大陆下地壳的部分熔融：大别山C型埃达克岩成因探讨

       根据大陆下地壳的成分、含水基性岩体系部分熔融的基本原理和实验岩石学资料,本文对大陆下地壳的熔融机制展 开了讨论,并在此基础上对比实验熔体与大别山C 型埃达克岩的成分,进而探讨约束源岩成分、熔融的温压条件和部分熔 融程度。研究结果表明,大陆下地壳总体上是中- 基性（SiO2　50%~60% ）和含少量水的,在缺乏流体相条件下伴随含水 矿物脱水的部分熔融是下地壳产生含水长英质熔体和无水残留体的主要机制。角闪岩在中等压力下（1.0~1.2 GPa,相当于 35~40 km）理论上能够产生石榴石含量超过~20% 的熔融残余,从而使得与之平衡的长英质熔体具有低Y,高Sr/Y 和La/Yb 比值等埃达克岩特征。基于水活度模型和变质基性岩p -t 相图的估算显示,含有40%~60% 角闪石的源岩（含水0.8%~1.2%） 在~950 ℃能够得到最大为15%~20% 的熔体,该熔体分数满足熔体分离的要求。大别山C型埃达克岩主要为高钾钙碱性系 列（K2O 3.5%~5%）,与实验熔体成分的对比可知,其无法由低钾源岩在合理的部分熔融程度形成。根据钾在角闪岩部分熔 融过程过表现为强不相容元素的原理,利用合理假设的残余体组合得到的分配系数,估算K2O 含量为~1% 的源岩在熔融程 度为15%~20% 的情况下能够得到类似大别山C 型埃达克岩成分的熔体。     

首编大别造山带侵入岩地质图（1：50YY）及其说明

大别造山带侵入岩出露面积占该区总面积的50％左右,不同时代的侵入岩是重塑造山带演化历史的窗口。报道了新编绘的《大别造山带及邻区侵入岩地质图（1：50万）》的编制过程及其意义。该图反映了大别造山带侵入岩的空间分布、侵位时代、岩石类型和地球化学特征。同时,为了方便查阅,对出露的侵入岩体进行了编号。研究表明．大别造山带及邻区的侵入岩侵位时代以早白垩世为主,并有少量晚侏罗世、新元古代和早古生代岩体。新元古代岩体主要呈岩株状产出于南大别和西大别红安地区,北淮阳地区亦有少量分布;早古生代侵入岩类规模较小,主要于奥陶纪一志留纪时期侵位,分别呈带状分布于造山带的南北两侧．形成双岩浆带;晚侏罗世岩体主要分布在大别山以南的长江中下游地区：早白垩世侵入岩类分布广泛,面积约占整个大别造山带的47％．认为晚中生代岩浆活动与太平洋板块同期向北西方向的俯冲和随后的伸展事件密切相关．     

青藏高原中的古特提斯体制与增生造山作用

青藏高原古特提斯体系的特征表现为古特提斯洋盆中多条状地体的存在,多俯冲、多岛弧增生体系的形成和多地体汇聚、碰撞造山的动力学环境,其构架包括4条代表古特提斯洋壳残片的蛇绿岩或蛇绿混杂岩(昆南-阿尼玛卿蛇绿岩带、金沙江-哀牢山-松马蛇绿岩带、羌中-澜沧江-昌宁-孟连蛇绿岩带和松多蛇绿岩带)、5条火山岩浆岛弧带(布尔汗布达岛弧岩浆带、义敦火山岩浆岛弧带、江达-绿春火山岛弧带、东达山-云县火山岛弧带和左贡-临沧岛弧-碰撞岩浆带)、4个陆块或地体(松潘-甘孜地体、羌北-昌都-思茅地体、羌南-保山地体)、3条洋壳深俯冲形成的高压-超高压变质带(金沙江得荣高压变质带、龙木错-双湖高压变质带、松多高(超)压变质带),以及5条弧前增生楔或增生杂岩(西秦岭增生楔、巴颜喀拉-松潘-甘孜增生楔、金沙江增生楔、双湖-聂荣-吉塘-临沧增生楔、松多增生杂岩)。古特提斯洋盆的俯冲增生造山作用普遍存在于青藏高原古特提斯复合造山体中,构成与多条古特提斯蛇绿岩带(缝合带)相伴随的俯冲增生杂岩带(链)。古特提斯俯冲增生杂岩带包括由弧前强烈变形的沉积增生楔、以及高压变质岩、岛弧岩浆岩、蛇绿岩和外来岩块组成的混杂体,代表在洋盆俯冲过程中的活动陆缘的地壳增生。     

火山喷发机制、气候效应及火山地球工程

火山是地球内部与表层系统连接的纽带,是地球充满生机活力的体现.减轻大型火山喷发对全球气候和环境的影响是地球科学的重大研究主题.提出探索岩浆储库的累积组装和演变规律,研究火山喷发的触发机制,聚焦地球内、外层圈的相互作用,认识火山活动与全球气候和表层环境变化的互馈关系,构建火山地球工程的理论体系和技术框架,是减轻火山灾害对全人类不利影响的关键.其中,基于岩浆动力学和火山学的岩浆通道系统研究,将会为火山活动的预测和监测提供新的理论依据.火山活动的影响是全球性的.所以,我们要抢占先机,在深化火山喷发机制理论研究和构建减轻火山灾害影响的工程技术体系等方面有所作为.      

北淮阳古碑花岗闪长岩侵位时代及地球化学特征：对大别山中生代构造体制转换的启示

SHRIMP锆石U-Pb定年表明大别山北淮阳带古碑花岗闪长岩形成于125±3Ma,而不是以前所认为的属晚侏罗世岩体.古碑花岗闪长岩的SiO2为61%～63%,K2O为3%～3.7t%,Al2O3＞15%,Mg#[100×Mg^2＋/（Mg^2＋ ＋FeT）]为45～49,具有准铝质（A/CNK=0.84～0.88）和高钾钙碱性特征.岩石富集大离子亲石元素（Sr 500×10^-6～650×10^-6,Ba 1640×10^-6～2053×10^-6）和轻稀土元素[（La/Yb）N比值为13～20],亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti）,具有富集且均一的锶和钕同位素组成[（87Sr/86Sr）i=0.709240～0.709315,εNd（t）=-17.96～-18.05].这些地球化学特征及同位素组成与早白垩世毛坦厂组幔源火山岩及镁铁-超镁铁侵入岩很相似,表明古碑花岗闪长岩起源于富集地幔的部分熔融.该岩体的侵位可能代表了大别山强烈伸展活动的开始.大别山地区晚中生代的岩浆活动可能是古太平洋板块俯冲引起的中国东部早白垩世岩浆活动的一部分,而与三叠纪造山旋回无关.     

首编大别造山带侵入岩地质图(1∶50万)及其说明

大别造山带侵入岩出露面积占该区总面积的50%左右,不同时代的侵入岩是重塑造山带演化历史的窗口。报道了新编绘的《大别造山带及邻区侵入岩地质图（1∶50万）》的编制过程及其意义。该图反映了大别造山带侵入岩的空间分布、侵位时代、岩石类型和地球化学特征。同时,为了方便查阅,对出露的侵入岩体进行了编号。研究表明,大别造山带及邻区的侵入岩侵位时代以早白垩世为主,并有少量晚侏罗世、新元古代和早古生代岩体。新元古代岩体主要呈岩株状产出于南大别和西大别红安地区,北淮阳地区亦有少量分布;早古生代侵入岩类规模较小,主要于奥陶纪—志留纪时期侵位,分别呈带状分布于造山带的南北两侧,形成双岩浆带;晚侏罗世岩体主要分布在大别山以南的长江中下游地区;早白垩世侵入岩类分布广泛,面积约占整个大别造山带的47%。认为晚中生代岩浆活动与太平洋板块同期向北西方向的俯冲和随后的伸展事件密切相关。     

燕山造山带后石湖山碱性环状杂岩体的成因与形成过程

后石湖山杂岩体是与垮塌破火山口有关的碱性环状杂岩体, 主要由呈环形分布的碱性火山岩、环状岩墙(斑状石英正长岩)、嵌套的中心复式岩株(晶洞碱长花岗岩和斑状碱长花岗岩)和锥状岩席(石英正长斑岩和花岗斑岩)组成.LA-ICPMS锆石U-Pb年代学分析表明, 斑状石英正长岩环状岩墙、石英正长斑岩和花岗斑岩锥状岩席的侵位年龄分别为119±3Ma、121±2Ma和121±2Ma.该环状杂岩体火山岩与侵入岩的形成年龄相近, 体现了它作为火山-侵入杂岩体的特征.斑状石英正长岩富碱(Na₂O+K₂O=10.0%~10.5%), K₂O含量较高(5.21%~5.42%), 具正的Eu异常(Eu/Eu*=1.05~1.40).碱长花岗岩和斑岩均具有富碱、高FeOtot/MgO、Ga/Al、Zr、Nb和REE值(Eu除外), 以及低Al₂O₃、CaO、MgO、Ba、Sr和Eu含量的特征, 都属于A型花岗岩质岩石.其中斑岩为铝质A型花岗岩, 具有高的初始岩浆温度(880~901℃).所有A型花岗质岩石均具有较富集的Nd同位素组成, ε_Nd(t)值变化于-13.9~-12.2之间.斑状石英正长岩是下地壳中-基性麻粒岩和片麻岩部分熔融产生的熔体与幔源玄武质岩浆混合, 后又发生单斜辉石分离结晶的产物; 碱长花岗岩源于上地壳长英质岩石部分熔融产生的熔体与幔源玄武质岩浆混合, 随后经历长石的分离结晶作用而成; 斑岩是受幔源岩浆底侵加热的上地壳长英质岩石的部分熔融产生的熔体, 并经历了长石的分离结晶作用而产生.该环状杂岩体的形成过程可以概括为: (1)火山爆炸性喷发形成大量的碱性火山熔岩和火山碎屑岩; (2)地下岩浆房空虚导致压力下降, 其顶板围岩失稳而沿火山口周围近直立的环状断裂垮塌, 形成塌陷的破火山口.与此同时, 下覆岩浆房的岩浆被动挤入环状断裂而形成斑状石英正长岩环状岩墙; (3)浅部地壳的长英质岩浆房过压, 促使其高温过碱质A型花岗质岩浆上升侵位形成了中心的斑状碱长花岗岩岩株, 这些岩浆的上涌导致上覆围岩产生倾角中-陡的、内倾的锥状裂隙, 为石英正长斑岩锥状岩席侵位提供了空间; (4)浅部岩浆房复活, 高温过碱质A型花岗质岩浆再度上升侵位形成被嵌套的晶洞碱长花岗岩岩株.同样, 这种岩浆的再度上侵导致上覆围岩产生了倾角较陡而内倾的锥状裂隙, 为花岗斑岩锥状岩席提供了侵位空间.后石湖山碱性环状杂岩体的形成是华北东部早白垩世与克拉通破坏相关的伸展构造体制下的产物, 这种构造体制可能与古太平洋板块的俯冲作用有关.      

北京房山花岗闪长岩体中包体的演化及闪长质微粒包体的成因

依据53个观察点2 615个包体的统计,将房山花岗闪长岩体中的包体划分为捕虏岩包体和微粒包体两大类.包体与岩体在组分上具有明显的浓度差,在物理化学上是不平衡的,包体与岩浆之间必然发生交互反应,从而形成包体的同心环带构造.捕虏岩包体环带构造特别发育,尤其是碳酸盐岩包体.根据50余个包体岩石薄片观察、矿物化学及岩石化学分析结果,将碳酸盐岩包体从早到晚的演化规律划分为4个阶段：热变质角岩化阶段→超镁铁质基性岩化阶段→中基性岩化阶段→中酸性岩化阶段,直至包体消失.56个微粒包体岩石薄片鉴定结果表明,其主要组成矿物是普通角闪石、黑云母和斜长石,组成和体积分数与闪长岩相当,因此又称为闪长质包体,定量统计结果表明,暗色闪长质包体的暗色矿物体积分数＞35％,浅色闪长质包体的暗色矿物体积分数＜35％,后者可构成前者的浅色边.根据闪长质微粒包体的宏观特征及分布规律、特殊的结构构造、主要造岩矿物与寄主岩的对比以及6 187个斜长石双晶类型百分率的成因分析得出,房山花岗闪长岩体中的闪长质微粒包体尽管有多种成因,但有不少可能是捕虏岩包体变质改造的结果.     

华南幕阜山花岗伟晶岩的矿物化学特征及指示意义

华南晚中生代幕阜山花岗复式岩基内部及周缘广泛发育花岗伟晶岩脉,部分岩脉富含Li-Nb-Ta等元素,形成大型－超大型稀有金属矿床.本文以幕阜山北缘断峰山地区贫锂伟晶岩类和南缘仁里地区新发现的富锂伟晶岩为主要研究对象,通过详细的岩相学和主要及特征矿物（长石、云母、电气石、石榴子石、绿柱石、铌钽铁矿）的微区原位EPMA和LA-ICP-MS主微量元素地球化学的对比分析,深入探讨了伟晶岩的分类、成因演化及成矿潜力.按照特征矿物组合将伟晶岩划分为断峰山地区电气石伟晶岩、电气石－绿柱石伟晶岩、绿柱石伟晶岩、铌钽铁矿－绿柱石伟晶岩和仁里地区的锂电气石－锂云母伟晶岩5类.5类岩脉中的长石、云母、电气石和/或石榴子石的化学成分记录了不同程度花岗伟晶岩脉的演化阶段,按岩浆演化程度由低至高依次为电气石伟晶岩→电气石－绿柱石伟晶岩→绿柱石伟晶岩→铌钽铁矿－绿柱石伟晶岩→锂电气石－锂云母伟晶岩,并分别对应伟晶岩稀有金属富集程度分类中的无矿→（含Be）→富Be→富Be、Nb、Ta→富Li、Be、Nb、Ta阶段.这一结果表明仁里地区伟晶岩已演化至晚期富集多种稀有金属元素阶段,具有Li-Nb-Ta多金属成矿潜力,而断峰山地区的伟晶岩演化程度相对较低.断峰山电气石－绿柱石伟晶岩中的色带电气石晶体发育强烈成分环带,由内向外可明显分为5环,自核部至边部,Li、Zn、Ga、Ge、Nb、Ta、Sn、Pb等不相容元素和金属元素含量逐渐升高,清晰记录了正常岩浆演化序列及稀有金属富集过程.结合前人有关幕阜山花岗岩类的研究资料,本文认为幕阜山伟晶岩为该地区晚中生代巨量花岗质岩浆经历长期结晶分异作用晚期的分异产物.