元古宙海水的稳定同位素组成发生过大的变化了吗?

古元古代罗克内斯特组(1.93～1.89Ga)的海相碳酸盐相对于较年轻且形成于类似沉积环境的新元古代海相碳酸盐大量亏损δ~(18)O(约8‰)。广海海相组分的同位素数据叠加了两种同位素趋势。第一种趋势包括早期潮坪沉积物的稳定化作用,以及富δ~(18)O蒸发孔隙流体可能发生的回流型白云岩化作用。对于在同位素成分上δ~(18)O值较低的第二种趋势,它是广海海相与大气降水(混合带)接触或在埋藏的较高温度条件下白云岩化作用期间形成的,由此导致了块状孔隙吸留胶结物的沉淀。 最富集同位素的鲕粒均为保存最好的标准海相组分,因而可能表明海水的δ~(18)O值在1.9Ga时约为-9.75‰±1.0‰(SMOW)。为了解释所推论的海水δ~(18)O值在1.9～1.0Ga期间存在8‰的正向漂移,海水的这一组成要求在高温下海水与玄武岩之间存在氧同位素交换平衡以及低温风化作用有过较大的变化。很可能亏损的δ~(18)O值表明在1.9Ga时表层海水具有大约30～35°C的较高温度。其重碳同位素δ~(13)C值为+1.75‰,比先前根据全岩数据所报道的新元古代海水更富集δ~(13)C。     

日本的斑岩型铜矿床

<正> 斑岩铜矿床主要与在会聚板块边缘俯冲消亡带之上产生的磁铁矿系列的钙碱性岩浆作用有关。在这种构造位置中,斑岩铜矿可能形成于成层火山之下,而黑矿矿床则产于海底破火山口中。黑矿与斑岩矿化的关系,无疑是环太平洋中-新生代成矿作用的一个主要问题。在本文中,作者将回顾日本最主要的“斑岩铜矿床”,以便与世界上其他地区的典型例子进行对比。 北上-阿武隈带(白垩纪矿床) 赤金矿山:岩手县赤金矿的磁石山矿体是通过夕卡岩型铜矿床的地下勘探而发现的,它可能属斑岩型,因为黄铜矿和磁黄铁矿在石英斑岩(SiO_2 71—     

板块与地幔的相互作用—板块内岩浆的成因和上地幔的构造(Ⅲ)

在世界范围内,板块内岩浆所表现出的系列地球化学和同位素特征看来都是通过一个与大洋岩石圈俯冲作用有关的共同成因过程所形成的。据发现,板块内岩浆的源区在大陆下岩石圈和大洋下岩石圈中的位置是截然不同的,而且在地幔中的深度也要大得多。然而,少量元素的配分关系表明,产生板块内岩浆源区的过程并非发生于下地幔中钙钛矿相条件下,而几乎可以肯定是限制在地幔内。有人提出板块内岩浆的源区最初形成于上地幔内的两个主要位置。其中一个位于俯冲岩石圈和上覆地幔的界面附近,是由于板块和地幔的相互作用(主要在150—300km深处)而形成的。在这一源区内板块的榴辉质洋壳的部分熔融是由于俯冲的前蛇纹岩体释放水所致。熔体迁移到邻近的难熔橄榄岩中,与之混染变富。这实质上是形成钙碱性源区的同一过程的延伸,并可解释这两种组合在地球化学和同位素特征方面的相似性。钙碱性组合相对贫Ti、Nb和Ta,这是因为俯冲榴辉质洋壳的上层在80—100km深处发生部分熔融时使这些元素滞留在残留金红石中所致。而在更深处(150—300km),当俯冲洋壳的下层发生部分熔融时,金红石不再是残留相,因此,Ti、Nb和Ta成为高度不相容元素,从而有效地从俯冲板块迁移到板块内岩浆源区。俯冲作用的角度可能很小,因而在大陆下延伸的水平距离     

俯冲带岩浆与岩石的相互作用——关于俯冲板块、地幔、地壳的实验研究

通过对下面四种环境中岩浆混染作用的实验研究:(1)俯冲板块之上;(2)地幔-陆壳边界之下和(3)地幔-陆壳边界之上;(4)浅部地壳内。用含H_2O硅质熔体与橄榄岩或角闪岩之间反应的一系列清楚的边界确定了:(1)混染熔体内的扩散断面和(2)二种物质之间的结晶反应带。由含H_2O的橄榄岩-英云闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩混合物实验确定了一些相界,这些相界能区分从俯冲板块中产生的并经过地幔上升的熔体的混染程度和与橄榄岩(如堆积岩)接触的地壳熔体的混染程度。花岗质熔体在1.5kbar~1)、810℃条件下的化学扩散速度较慢;在10kbar条件下,热的含H_2O的玄武质与流纹质熔体之间的扩散速度比较快。在10～15kbar、920～1050℃条件下,不饱和H_2O的花岗质熔体的熔融前峰通过与作为水源的蛇纹石化橄榄岩相邻的结晶花岗岩时,会发生对流作用。对流运动使混染熔体运移离开扩散带,从而留下一个狭窄的扩散带。壳-幔边界附近岩浆的混染和混合作用速度看来比浅部地壳侵入体中要快得多。产生于板块的熔体的Ca/Mg比值较钙碱性岩石高;而在深部与上覆地幔的混染作用使其Mg/Ca比值比钙碱性岩石高。在壳-幔边界附近,混染熔体的Ca/Mg比值与钙碱性岩石相当。     

俯冲带的热结构研究进展

本文介绍了近年来俯冲带热结构的最新研究成果，包括研究方法、与消减有关的多数、流体对热结构的影响，及其在研究俯冲带流体的产生、变质作用及演化和岛弧岩浆成因上的应用。     

断层气体中氢气和二氧化碳气体的成因及其与断层活动的关系

<正> 活动断层裂隙带中的气体具有高H_2和(或)高CO_2浓度的特征。主要气体种属(H_2或CO_2)与断层所切割的岩相有关。沉积岩中CO_2的浓度随温度而变化,这一证据及CO_2的δ~(13)C值(约为-20‰)表明,CO_2来自于有机质。含大理石的角砾状片麻岩中的CO_2(δ~(13)C值为-5—-20‰),可能是有机质衍生的CO_2与大理石相互作用而产生的,或者可能是岩浆派     

大陆壳演化的动力学和地球化学机制(一)(二)

<正> (一)大陆壳演化的动力学地壳的氧同位素组成可以在一种模式的基础上加以理解。按照这一模式,大陆是在地球历史发展过程中通过沿裂谷带上升的大洋壳和沿俯冲带下插的洋壳之间的相互作用而形成的。然后,通过下插洋壳的部分熔融而形成沿俯冲带上升的岩浆。根据这个模式,可以通过下式描绘出大陆壳的演化:     

长乐—南澳构造带白垩纪“片麻状”浆混杂岩的成岩机制研究——以泉州肖厝岩体为例

闽东南长乐—南澳构造带沿线出露大面积白垩纪花岗岩岩基,普遍存在岩浆混合现象,肖厝侵入岩是其中的代表性岩体。野外观察和化学分析表明,肖厝侵入岩由二长花岗岩和辉长闪长岩、以及该两种混合端员岩浆混合形成的闪长质-花岗闪长质-花岗质过渡岩类组成;岩石总体富碱、富LREE和LILE、贫HFSE;A/CNK=0.82~1.05,属准铝质-微过铝质钙碱性系列,部分受流体交代的岩石A/CNK值可升高至1.69;岩浆混合过程中发生了元素的选择性富集/亏损和同位素组成的均一化,(87 Sr/86 Sr)i为0.7055~0.7061,εNd(t)为-1.9~-3.0。锆石年代学研究表明,肖厝侵入岩的岩浆混合开始于约136Ma,于121Ma时初始侵位于下地壳。结合区域地质特征,分析了肖厝侵入岩的成岩机制,提出岩体侵位早于长乐—南澳构造带的变质变形作用,两者不存在成因上的联系;118~100Ma时该构造带曾发生过深层次地壳逆冲推覆,使形成于中—下地壳的韧性剪切带和肖厝侵入岩共同快速上升至地表。     

中国东南沿海与西南日本白垩纪-古近纪火山-侵入岩带的地球动力学特征

本文讨论了中国东南沿海和西南日本两条白垩纪-古近纪火山-侵入岩带的地球动力学特征。两条火山-侵入岩带的下火山岩系岩石经受了左旋走滑的韧性剪切变形而形成片理或片麻理构造。中国东南沿海火山-侵入活动的起始时间、动力变形和结束时间都早于日本约30Ma。西南日本高镁安山岩和埃达克岩(120~105Ma)是在大面积白垩纪岩浆作用的起始阶段由大洋俯冲板片在高温条件下部分熔融形成的。火山-侵入活动的结束标志中国东南沿海岩浆岩带是板内环境的晶洞A型花岗岩和以流纹岩为主的双峰式火山岩;在西南日本岩浆岩带是年轻地壳挤压重熔的S型过铝质石榴石/白云母细粒花岗岩和流纹岩,不存在类似华南的壳源S型花岗岩,中国东南沿海没有代表洋壳俯冲的弧岩浆岩。两条火山-侵入岩带的源区都以幔源为主并有前寒武纪再旋回地壳物质加入,它们的Sr-Nd同位素组成表明:随时间推移,中国东南沿海火山-侵入岩中幔源组分增加,而西南日本则相反。华南中生代大规模岩浆活动的开始(170±5Ma)是在古太平洋板块斜向俯冲背景下,大陆岩石圈减薄,陆内深断裂再活化的结果。东亚大陆边缘在晚中生代(120Ma)进入古太平洋板块正向俯冲构造体系,但不同地段的表现不同。     

一种新的花岗岩侵位机制—活动张性剪切带中的侵入作用

大陆地壳增长的主要方式之一,是由来自地球深部的体积巨大的花岗岩岩浆引起的同化作用。地壳如何容纳这些岩浆便产生一个“空间问题”。传统上强调的两种侵位机制是:“强力”侵位——实际上利用浮力驱动的岩浆将地壳推开,产生花岗岩底辟和花岗岩“气球”,被动侵位——以交代机制(replacive mechanisms)为特点,如火山口塌陷作用(cauldron subsidence)和顶蚀作用(stoping)。虽然新近的研究表明,花岗岩侵位的空间可以形成于大的横推断层带弯曲部位和断错部位,但强力侵位或被动侵位这种简单的观点仍不能说明许多花岗岩的侵住体制。本文报道了一种新发现的火成岩侵位机制。作者在暴露充分的南格陵兰元古宙大陆地壳中观测到,奥长环斑花岗岩是作为大规模的岩席沿着韧性引张剪切带侵入的,这些剪切带在侵位期间都是活动的。在这种作用中,空间问题似乎很容易得到解决。     

地幔物质的性质、状态与演化及相变动力学研究进展

近年来，借助于高温高压实验技术，地球科学家们发现构成地慢的许多矿物随着压力的增加会发生矿物结构的改变，由此可以推断出深地幔矿物存在形式。这些相变与地幔主不连续面的形成有关，因而对相变的热力学及其相变动力学的研究可以为地幔对流及其热演化提供约束条件。已经可以在模拟地幔温压条件下进行一些地幔物质的弹性、电学性质、热学性质的测量，进一步推导出其状态方程，这方面的信息对解释地球物理资料、研究地幔对流及其演化很重要。岛弧岩浆作用、热点岩浆作用、地壳的形成都与地幔的演化有关．俯冲作用可能是过渡带及670km深不连续面产生的原因。     

卡罗来纳板岩带派勒特山和其他地区的大气降水-热液体系氧同位素和地球化学研究

卡罗来纳板岩带的几个后生矿床与晚前寒武纪和早古生代大气降水-热液体系密切相关。在派勒特山,低~(18)O岩石与强烈硅化蚀变带、碱淋滤带[伴生有高铝矿物(绢云母、叶腊石、红柱石±黄玉)]和Cu、Mo、Sn、B、Au的异常富集带具有良好的相关关系。蚀变带产于安山质火山岩、火山碎屑岩内,并与派勒特山东南坡的次火山(?)英安斑岩岩株有联系。地层倾斜和侵蚀作用揭露了一个通过该原始体系的斜切剖面,说明在派勒特山的西北方向有浅成岩石存在。在派勒特山宽阔的耐蚀(硅化的)西翼,主要在含有高铝矿物透镜体的石英-绢云母片岩和石英花岗变晶岩内有一个微亏损~(18)O(δ~(18)O 全岩=4.3—6.1‰)的中央带(面积为4km~2)。大部分的硫和金属可能来源于岩浆,而中央带流体中的岩浆水组分可能是次要的。该中央带被面积大于30km~2的低~(18)O绢云母片岩、绿泥石-绢云母片岩和安山质火山岩(δ~(18)O全岩<3.8‰)边缘带所包围,派勒特山东翼靠近英安斑岩岩株顶点的强烈绢云母化岩石,其δ~(18)O值最低(<1.4‰)。尤沃里组流纹岩(δ~(18)O=3.8—6.3‰)蚀变没有附近的安山岩那样强烈,热液蚀变的时间可能也较晚。在300±50℃温度下与~(18)O最低的石英脉和围岩平衡的流体,其δ~(18)O值约为-4.5±2.0‰,而放射状叶腊石的分析结果表明,这?     

意大利中部阿米亚塔山壳源和幔源岩浆的微量元素常见特征

<正> 尽管普遍认为意大利中部托斯卡纳上新世—更新世岩浆区产出的以硅质为主的岩浆起因于地壳深熔作用和沉积物的大规模同化作用,但是与日俱增的论据表明,类似于罗曼更新世—全新世岩浆区中产出的那些岩浆,至     

15kbar下努克片麻岩和H_2O的相关系对太古代奥长花岗岩成因的限制

本文报道了格陵兰西南戈特霍布地区奥长花岗质努克片麻岩的T-X(H_2O)相关系。这种片麻岩代表了太古代(30—28亿年)第二期火山活动的主要成分。我们选用压力15kbar作为奥长花岗质熔体的可能原岩所处下地壳深度的限制。在水饱和的条件下,固相线～610℃和液相线～745℃之间的熔融区间为～135℃。15kbar下,H_2O饱和时大约含水15.5 wt%。H_2O不饱和时的液相线,沿从15.5wt%H_2O、～745℃,到2 wt%H_2O,1100℃的曲线轨迹延伸。H_2O含量低(<6%)时,在低于但仍接近液相线温度的情况下,钠质斜长石(P1,An_(32))、石英(Qz)、石榴石(Ga)为液相。在6% H_2O的条件下,Ga在液相线上取代Pl,在稍低的温度下便又出现Pl和角闪石(Hb)。液相Ga的区域只延伸到～7.5% H_2O,接着就被可保持其液相到13% H_2O的Hb所取代。在H_2O含量更高的条件下,首先结晶出绿帘石(Ep),接着在稍低温度下结晶出黑云母(Bi)。沿标准的逆途径(inverse approach),近液相线的相组合可解释为产生奥长花岗质熔体的可能残留物。在熔体H_2O含量高(>7%)时,可能产生由Hb、Ga、Ep和Bi某种组合而成的镁铁质残留物,与角闪质源岩相当。在熔体H_2O含量低(<5%)时,可能的残留物由Na-P1+Qz±Ga组成,与早期的英云闪长质-奥长花岗质岩石相当。然而,这些残留物并不具有太古代奥     

前寒武纪基性岩墙群的地球化学特征与岩石成因讨论

基性岩墙群广泛出现在全世界前寒武纪地盾中 ,它的发育往往与区域性伸展构造环境有关 ,并可能与地幔柱有密切联系。前寒武纪出现的基性岩墙群以拉斑玄武质占绝对优势 (>80 % ) ,但在新太古代—古元古代高Mg的苏长质组分和苦橄质岩石也占重要位置 ,碱性岩类则相当稀少 ;而在新元古代碱性岩墙则变得很重要。基性岩墙群总体以富集LREE和大离子亲石元素为特征 ,其中在苏长岩中更为富集。基性岩墙群的岩浆有多种来源 ,其中苏长质岩浆主要来源于太古宙的陆下岩石圈 ,而拉斑玄武质岩浆多来源于主要由主体地幔组分 (PREMA)构成的地幔柱。地壳混染总体说来不是造成基性岩墙同位素及地球化学特征的主要机制。     

太古宙和元古宙时期的地壳演化──从地壳地震学获得的证据

通过分析整个世界太古宇和元古宇地区的地震波速模型，发现太古宇地区地壳的厚度为35km左右（碰撞带边缘除外），而元古宇地壳的厚度则显然要大得多，大致为45km，并且在其基底有一较厚的高速层（＞7km/s）。我们认为有两种模式可以解释这些差异。第一种模式把这种差异归因于上地幔成分的改变。太古宇地幔中的温度较高，因而导致了科马提熔岩的喷发，结果使得岩石圈过分贫化而不能产生大量的玄武质熔体。元古宇地壳是在富地幔之上发育而成，经后的部分熔融作用造成质武玄岩浆的底侵和地壳膨胀。第二种模式认为，在太古宇高温地幔中的对流作用由于过分的紊乱而不能支撑稳定的长寿命俯冲带。到了元古宙时期，由于地幔已足够冷却，因而形成了大量的岛弧和陆弧，同时由于玄武岩浆的底侵作用而形成了上述的高速玄武岩基底层。     

西秦岭白马山“C”型埃达克岩成因:地球化学、Sr-Nd-Pb同位素制约

白马山小岩体位于西秦岭白马山金矿区内,与矿床具有密切的空间关系。通过研究白马山岩体主量、微量及稀土元素地球化学特征及Sr-Nd-Pd同位素组成特征,探讨其岩石成因。白马山石英闪长岩属高钾钙碱性系列岩石,具有与"C"型埃达克岩相似的地球化学特征。Sr-Nd-Pb同位素组成特征显示,该小岩体富放射性成因Pb,初始(~(87)Sr/~(86)Sr)t比值为0.70637,_εNd_(t)=-6.75,具有较高的T_(DM)值(1.53Ga),说明岩浆主要来自于大陆下地壳,且与耀岭河群的基性火山岩相似,这些"C"型埃达克质岩浆可能源于加厚基性下地壳的部分熔融,其残留相为(角闪)榴辉岩。     

浙东燕山晚期花岗岩的地球化学特征

浙东燕山晚期侵入岩分为I型和A型,本文研究了两个不同成因类型花岗岩的岩石化学、地球化学特征。A型花岗岩与I型花岗岩相比较,富硅、富碱、贫镁、贫钙、低铝,(Na+K)/Al(分子数)比值高,富Nb、Zr、Ga、F,而贫Sr、Ba、Cr、Ni、Co、V,Rb/Sr、Ga/Al比值高,LREE/HREE比值低,稀土元素球粒陨石标准化曲线为“V”型,δEu强烈亏损;是下地壳残留的麻粒岩相较低程度部分熔融或是早期部分熔融形成Ⅰ型岩浆之后残余的亏损物质部分熔融的产物。Ⅰ型花岗岩是由下地壳岩石部分熔融形成母岩浆,在岩浆上升过程中与中上陆壳物质发生混染和分离结晶而形成。     

煌斑岩能解决中温热液金矿床的成因争论吗?

钙碱性煌斑岩与中温热液金矿床(太古代到第三纪)共生(煌斑岩与金矿化是同时代的(和同空间的)),这一点在全球已越来越为人们的共识。我们提出的假说认为煌斑岩是将金从深部地幔富金源区向上搬运的营力,于是煌斑岩与地壳发生广泛的相互作用,结果产生长英质岩浆或者把其运载的金释放到变质-热液系统中去。这一模式不仅可以调和现有的中温热液金矿床岩浆模式与变质模式之间的冲突,而且还可以解决金矿床与长英质(斑岩-花岗岩类)侵入体之间未确定的关系问题,因为煌斑岩可以作为这两者的母体。金-煌斑岩共生暗示,在碰撞后的造山、岛弧、倾斜俯冲和地堑等环境中,极深部位的岩浆作用往往伴有金矿化。这对于金矿床的成因,特别是矿化的太古代绿岩带的晚期演化具有重要意义。     

地壳-岩浆相互作用与岛弧岩浆的演化:智利南部安第斯山圣佩德罗-佩拉多火山杂岩体

野外证据、岩石学和微量元素资料表明,第四纪圣佩德罗-佩拉多杂岩体(智利南纬36°)的火山岩加入了可能来自地壳的硅质组分。火山岩中Sr、Nd和Pb的同位素比值几乎没有什么变化。这主要是由于中生代-第三纪地壳与这些年轻的岩浆之间同位素差别不大的缘故。圣佩德罗-佩拉多火山岩的同位素和元素组成,与智利安第斯山南部火山岩带其他地点的火山岩类似。我们认为,地壳同化作用是南部火山岩带分异火山岩形成中的重要作用。圣佩德罗-佩拉多样品说明,在评价地壳对于岛弧岩浆的贡献时要考虑各种证据而不仅仅是同位素证据的重要性。