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。     

陆下和洋底脊橄榄岩单斜辉石中的Na.Al~(Ⅳ)和Al~(Ⅵ):地幔中不同熔融过程的线索?

把从大西洋洋中脊采集的无斜长石的尖晶石二辉橄榄岩和方辉橄榄岩中的单斜辉石的NaAlIV和AlVI浓度与陆下和前大洋的无斜长石的尖晶石橄榄岩的数据进行了比较。单斜辉石的A12O3含量在洋底橄榄岩组和陆下橄榄岩组中的同一范围内发生变化，从高铝至贫铝。然而，洋底橄榄岩中单斜辉石的Na含量（0．02～0．6wt％Na2O）和AlVI／AlIV比值（0．3～1）都低于陆下橄榄岩单斜辉石的Na含量（0．7～2wt％NaO2）和AlVI／AlIV比值（＞1）。这些差别似乎与这两个橄榄岩组经历的溶融程度以及它们的熔融后演化（如晚期交代作用和岩浆／橄榄岩相互作用）都无关。大洋橄榄岩组中单斜辉石的成分变化起因于在石榴子石稳定区开始的、在洋中脊下由绝热地幔上涌造成的不同的熔融程度，而陆下橄榄岩中观测到的羊斜辉石成分的变化范围不能仅仅用相似的绝热减压期间的熔融来解释。数据表明。陆下上地幔在部分熔融前富含硬玉组分，压力和（或）温度变化不是熔融的主要原因。陆下上地幔中的部分溶融可能是由热的超镁铁质中加入了富水流体引起的。     

板块俯冲带的构造岩浆活动与地幔矿物稳定性的成因关系

板块俯冲带是岩浆活动和地震的频发地带。本文对与俯冲带有关的地幔矿物稳定性的实验研究进行介绍，并对根据实验结果作出的地幔部分熔融所需水的来源、深源地震成因等问题的解释进行了评述。     

地幔流体基本特征及成因

与构造环境密切相关的氧逸度是控制地幔流体成分的最根本因素CO2和H2O为大多数地幔流体的主要成分。俯冲板块的脱水脱气作用、地幔原始残留挥发份及地幔部分熔融作用是地幔流体的主要来源。     

俯冲带火山作用中水的来源:新的实验约束条件

尽管知道水在俯冲带火山作用的成因中起着重要作用，但对这种作用还了解甚少．在单一压力下俯冲洋壳中的角闪石脱水作用，被假定产生了熔融所需要的水，但对该反应的实验约束条件有限，且很少有人注意涉及其它含水矿物的反应。对海洋玄武岩在相当于俯冲板块的压力-温度条件下的实验证明，角闪石脱水作用至少延续至20km的深度范围。涉及包括云母、绿帘石、硬绿泥石以及硬柱石在内的其它含水矿物的反应同样也是在一个宽的深度范围内释放水，而在某些俯冲带中，这些矿物相可以把水迁移到地幔深处。     

大陆地幔岩石圈和地球地幔中浅水平富集过程

大陆地幔岩石圈可能是一个不相容元素的重要的储库,并且它仍然是一个研究地幔元素分馏过程的关键性天然实验室。为了构筑一个大陆地幔岩石圈模式,对地幔捕虏体、钾镁煌斑岩和金伯利岩以及所选择的大陆溢流玄武岩中的主要元素、微量元素和同位素资料进行了综合研究。业已证明,这种地幔岩石圈的组成、密度、厚度和产生玄武岩的能力是随年龄而变化的。太古宙地幔岩石圈以具有相对低的FeO丰度(这归因于科马提岩的提取作用)为特征,因而该岩石圈的密度必定比周围的软流圈要低。与此相反,太古宙后的地幔岩石圈,其组成可能与最近采集的样品(如碱性玄武岩中的尖晶石橄榄岩包体)相类似。因此,太古宙后的地幔石圈为大陆溢流玄武岩的产生贡献了足够丰富的物质,并且为更容易分层和加入到大洋玄武岩的软流圈源区提供了足够高的密度。综合现有的有关地幔捕虏体和大陆溢流玄武岩的资料表明,大陆地幔岩石圈在壳/幔系统中占的元素份额,含K小于10％’而含Sr和Nd为3.5％。 许多大陆镁铁质岩石具有以ε_(Nd)低、ε_(Sr)多变和~(206)Pb/~(204)Pb比值经常都低为特征的明显不同的同位素比值。特别是具稍高~(87)Sr/~(86)Sr和低~(206)Pb/~(204)Pb的组合越来越被认为是大陆地幔岩石圈的一个特征。钾镁煌斑岩、金伯利岩和黄长煌斑岩?     

夏威夷下面的未亏损地幔的成分

<正> 地球的未亏损上地幔成分的估算主要是基于两种方法。一种方法是利用假定的玄武岩或科马提岩衍生物与残留的橄榄岩或难熔超镁铁质相之间的互补关系。这一方法是建立地幔岩模式的基础,在许多关于玄岩类的实验研究和地球化学研究中最广泛地引用了未亏损地幔的成分和关键元素。另一种方法是不同程度地依靠碱性火山主岩中铬透辉石二辉橄榄岩捕虏体的成分,有时与利用科马提岩的或洋中脊玄武岩(MORB)的衍生物成分的部分熔融模式相结     

地球大陆岩石圈形成的新地球化学模型

按照所提出的模型，地球的大陆岩石圈基本上是在被原始行星物质填满的古岩浆海洋的分异结晶过程中形成的。在岩浆海洋固结的同时，分离出金属铁、Mg-辉石和橄榄石，最终导致形成了橄榄岩土地幔及叠覆其上的原地壳，后者的成分相当于辉岩和玻古安山岩。构成原地壳的富Mg岩石以及原地壳部分熔融后留下的残留岩物质，后来可能在深部生成的碳酸盐熔体的作用下变成了二辉岩、二辉橄榄岩和异剥橄榄岩。地球化学检验证明，该模型具有与地球岩石成分的相容性和相应性。     

黑龙江二克山及其邻区富钾火山岩系的地球化学探讨

基于12个微量元素、10个稀土元素和24个同位素分析结果,作者认为本区钾质火山岩系中超基性岩和极大多数基性岩有接近原生岩浆的成分,岩浆都是地幔岩石低程度部分熔融形成的,其源岩成分为受流体交代的金云母石榴石二辉橄榄岩。综地球化学、地球物理及地质三方面资料分析,论证本区火山活动的构造背景是大陆裂谷。     

与橄榄岩矿物平衡的流体:地幔交代作用的含意

<正> 金云母橄榄岩实验1.实验结果表3列出了金云母橄榄岩组合的实验结果。这些实验是在1080—1100℃下进行的,这一温度正好在所研究的岩石组合的熔融温度之下。与金云母-顽火辉石-镁橄榄石平衡的流     

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。     

在壳幔作用过程中Sr含量对岩浆岩Sr同位素组成的影响──兼论东南沿海白垩纪双峰式火山岩成因

在壳幔作用道程中，壳幔源岩浆常会发生一定程度的混合，而它们Sr含量的差异会对混合岩浆的Sr同位素组成产生重大影响。本文简要介绍壳幔源岩浆的Sr含量差异对形成大陆型等同位素组成的双峰式火山岩的制约、幔源基性岩浆岩高（87Sr／86Sr）i的可能成因、岩浆混合程度的定量汁算及壳幔相互作用的一些最新的观点与研究成果，并讨论东南沿海白垩纪等同位素组成的双峰式火山岩的成因．指出基性端员玄武岩起源于上地幔楔．其高的Sr含量和高（87Sr／86Sr）i归因于地幔源区受到了俯冲板决的深海沉积物的参与，而酸性端员流纹岩岩浆由古老变质基底部分熔融生成的初始熔体与少量（5～6％）玄武质岩浆混合而成，并由于后者Sr含量近高于前者而使混合成因的流纹岩岩浆之（87Sr／86Sr）i明显低于古老变质基底而接近于玄武岩。     

关于花岗岩类岩浆中金的来源

<正> 花岗岩类熔体按其成因可分为两个主要类型:1)地幔物质中玄武岩质的选择性熔融而形成的酸性分异产物;2)地壳物质经过重熔而形成的熔体。这样,由地幔物质和地壳物质都能生成含矿的花岗岩浆。金矿化总是倾向于赋存在控制着不同类型的金矿化和各种岩浆作用的地壳深大断裂带及其交汇处,这就可以认为,壳下来源的金参与了成矿作用。     

地幔是由什么物质组成的?

<正> “橄槛岩为主要成分”的说法已成定论众所周知,地球具有地壳、地幔和地核三个圈层构造。那么,“橄榄石”是什么呢?一般认为,地球的约一半,即地壳和地幔是由岩石组成的;而且,地幔是由称之为“橄榄岩”的岩石、或者以“橄榄岩”为原料的物质组成的,这就是目前的“定论”。橄榄石当然是组成这种“榄橄岩”的最主要的矿物,即主要成分。所以,若按上述定论,可以说橄榄     

龙泉—南平一带蛇绿岩的地球化学特征

对龙泉—南平一带蛇绿岩进行了地球化学研究。蛇绿岩主要由超镁铁质岩、镁铁质岩及细碧岩组成。方辉橄榄岩以贫Al_2O_3和CaO但MgO的含量高为特点,科马提岩的CaO/Al_2O_3比值高。这两种岩石还具有富含不相容元素和轻稀土元素的特征,说明它们经历了强烈的蚀变作用以及古地幔部分熔融和交代富集作用。根据变质细碧岩的地球化学特点,我们认为该蛇绿岩形成的构造环境不是洋中脊。     

三描礼士蛇绿岩带橄榄岩中的岩浆“交代作用”

<正> 菲律宾吕宋岛西部三描礼士山的蛇绿岩带由两个保存完好的、但性质不同的始新世洋壳和上地幔岩块组成。它包括巨厚的橄榄岩(6—10km)。蛇绿岩中的构造变形橄榄岩是三描礼士橄榄岩中的典型岩石,它显示出均匀的化学成分,一般认为它是上地幔部分熔融的难熔     

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。     

论西澳大利亚钾镁煌斑岩和金伯利岩的成因

对西澳大利亚金伯利岩和钾镁煌斑岩的差别和相似性重新进行研究,旨在解决岩石成因论问题。与金伯利岩岩筒不同,在火山口钾镁煌斑岩中常有玻璃质和多孔状火山碎屑物,在火山口带发现有岩浆岩。在矿物学上,钾镁煌斑岩含有金伯利岩中非典型的矿物,特别是白榴石、钾碱镁闪石、柱红石和钾钙板锆石。钾镁煌斑岩的组成变化较大,是低压分离作用以及橄榄石、铬尖晶石、透辉石、金云母和钙钛矿分离的结果,尽管它们可能不是来自同一母岩浆。高压结晶作用在北金伯利和东金伯利地区的金伯利岩岩墙中更为显著,这可用金伯利岩中相对普遍地产出诸如镁铬矿、钛镁铝榴石、辉石、尖晶石和锆石等矿物的巨晶来说明,而在钾镁煌斑岩中这些矿物巨晶非常罕见或不存在。 在西澳大利亚钾镁煌斑岩和金伯利岩岩筒中,地幔捕虏体罕见并常有蚀变。对存在的岩石类型(包括纯橄榄岩、石榴石橄榄岩、石榴石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩)进行了阐述。没有发现榴辉岩捕虏体,但金刚石中的包裹体以及重砂精矿含有榴辉岩套的矿物。从而得出结论:金伯利地区下方的地幔是耐火耐熔的亏损地幔,可能含有一些榴辉岩。 象金伯利岩一样,钾镁煌斑岩也被认为是形成于地幔深部的、体积很小的部分熔触体。而西金伯利地区的钾镁煌斑岩,象云母质(含云母的)金伯利岩一样     

新疆老山口金矿岩浆隐爆角砾岩地质地球化学

新疆东准噶尔老山口金矿区发育有与金矿化密切有关的次火山闪长玢岩及与之密切伴生的闪长玢岩质隐爆角砾岩和闪斜煌斑岩质隐爆角砾岩 ,它们是在陆相火山作用下由同源岩浆分异演化而形成的产物。角砾岩具有浅成—超浅成环境及热塑、高压释放状态下的成岩特征。角砾岩的角砾、胶结物和次火山岩三者的岩石类型、岩相学特征和地球化学特征基本一致 ,具有稀土总量较低 ,轻稀土相对富集 ,重稀土相对亏损 ,铕异常不明显 ,大离子亲石元素相对富集 ,高场强元素相对亏损等特征。结合其构造背景、地质产状、岩石学和地球化学特征分析 ,这套岩石来源于受俯冲洋壳释放富含大离子亲石元素或强不相容元素流体交代过的亏损地幔楔。