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岩石学报 2006年第06期杂志 文档列表

长白山天池火山粗面玄武岩的喷发历史与演化1449-1457

摘要：本文新提出的年代学和岩石化学结果，进一步从天池火山与区域火山活动的关系，论述了天池火山造盾、造锥历史和岩浆结晶分异转型的时间约束，早更新世早期（2Ma前）开始粗面玄武岩的造盾，早更新世晚期（约1Ma）粗面玄武岩向粗安岩、粗面岩演化，中更新世是粗面岩造锥的主阶段，到了晚更新世（约0．1Ma）粗面岩向碱流岩演化。在中-晚更新世来自地壳岩浆房的粗面岩、碱流岩造锥过程中，来自地幔的粗面玄武岩浆喷发活动始终没有间断过。由于来自地幔粗面玄武质岩浆持续向地壳岩浆房补给，所以天池火山是一座长寿命的火山。岩浆的结晶分异作用和混合作用是天池火山岩浆演化的两个最重要过程，前者形成天池火山双峰式火山岩分布特征，后者成为天池火山喷发的触发机制。天池火山在晚更新世-全新世碱流质岩浆主喷发期兼有少量玄武质粗安岩、粗安岩或粗面质岩浆的交替喷出，揭示了天池火山的地壳岩浆房熔体的分层结构特点，由于来自地幔粗面玄武质岩浆注入地壳岩浆房，导致不同层位岩浆的扰动和混合作用，触发天池火山的喷发。

中国活动火山区甲烷的碳同位素研究1458-1464

摘要：中国长白山天池、腾冲、五大连池等主要活动火山区逸出气体中甲烷的碳同位素组成测试结果显示，腾冲、长白山（不包括天池火山口内湖滨）火山区岩浆来源气体中甲烷的δ^13C值的变化范围与国际上地热区甲烷大致相同，平均值分别为-19．0‰，-32．6‰；五大连池火山区与天池火山口内湖滨强气体释放带逸出甲烷的δ^13C值较低，平均值分别为-45．8‰和-47．9‰，类似于东非裂谷带基伍（Kivu）湖的甲烷。研究认为，这些低δ^13C值甲烷可能直接来自上地幔；岩浆来源甲烷在火山喷发过程中的动力学分馏导致了其δ^13C值的降低，岩浆源区越深，其δ^13C值越低；岩浆源区深度（d）与甲烷δ^13C值有如下关系：d（km）=0．0107（δ^13C1）^2＋1.14。岩浆来源CO2和CH4之间的碳同位素分馏温度可指示气体最后源区的深度。

长白山天池火山千年大喷发岩浆含水量研究——熔融包裹体含水量的红外光谱测试1465-1472

摘要：长白山天池火山在公元一千年左右曾发生过大规模喷发，其产物为大面积分布的灰白色碱流质浮岩和碎屑流，在其斑晶矿物橄榄石、钙铁辉石和碱性长石中均可见到熔融包裹体。在最主要的斑晶矿物——碱性长石中含有数量众多且个体也较大的熔融包裹体，多数含有一个以上的气泡，其中部分含有子晶，根据形貌特征的不同可分为截然不同的两组包裹体。这些熔融包裹体带有大量喷发前地下岩浆的信息，成为研究地下深部的岩浆在复杂的溢流-爆炸喷发中所发生变化的最好媒介。也是本文的研究对象，通过其中挥发份尤其是水的含量，可以推知天池火山发生大喷发的原因。经Nicolet Magna-IR 550红外光谱仪测定，这些熔融包裹体的含水量较高，达1．6％-3．6％，为当时天池火山发生了巨大规模爆炸喷发的原因提供了强有力的证据。但目前红外光谱仪的应用范围还比较有限，有待今后拓宽其应用领域。

龙岗火山群第四纪爆破式火山作用类型与期次研究1473-1480

摘要：龙岗火山群位于吉林省辉南和靖宇县境内的龙岗山脉中段。火山活动始于新近纪，第四纪更新世为鼎盛期，全新世以来仍有较强的喷发活动，是中国近代活动火山区之一。火山碎屑物的堆积构造、组成、显微形貌和粒度特征表明，第四纪爆破式火山作用包括岩浆爆发、射汽一岩浆爆发和射汽爆发三种类型，以岩浆和射汽-岩浆爆发最为发育。区内爆破式火山活动具有多旋回、多期次、多阶段喷发特点。据火山地质特征，可划分为9期，由老至新为：早更新世早期、晚期；中更新世三角龙湾期、旱龙湾期和金龙顶子早期；晚更新世金川东期；全新世大翁圈期、红期林场期和金龙顶子晚期。爆破式火山灾害的范围较大，岩浆爆发中高危区的半径约10km。射汽-岩浆爆发影响的半径约4km。

长白山区图们江流域新生代火山岩的岩石化学研究1481-1490

摘要：图们江流域新生代火山岩以溢流式喷发为特征，其主要岩石类型以拉斑玄武岩为主，含少量玄武质粗安岩、碱性玄武岩、玄武质安山岩和粗面玄武岩。根据图们江流域火山岩的Mg#（Mg#=100Mg^2＋／（Mg^2＋＋Fe^2＋））值多数≤60，Ni含量〈100μg／g和主、微量元素地球化学特征综合表明，形成火山岩的岩浆不是原始岩浆，它们是原始岩浆在上地幔经历了橄榄石、辉石分离结晶作用后形成的以拉斑玄武岩为主，包括碱性玄武岩和粗面玄武岩等演化岩浆，结晶分异作用是岩浆演化过程的主要控制因素。拉斑玄武质岩浆在上升过程中发生了不同程度的壳源物质同化混染作用，发生在上地壳遭受较大程度混染的岩浆K2O含量明显偏高（〉2．6％），形成玄武质粗安岩。

长白山天池火山监测工作进展1491-1493

摘要：长白山天池火山是我国最具有潜在喷发危险的活火山。本文介绍了天池火山监测系统建设的基本情况，报道了近些年在火山地震监测、大地形变监测以及地球化学监测等方面的工作进展。

黑龙江五大连池火山群地壳电性结构1494-1502

摘要：对1997年在黑龙江五大莲池火山群观测的7条大地电磁测深剖面资料进行重新处理，对全部测点的实、虚感应矢量和视电阻率曲线等参数的分布特征进行了详细分析，应用NLCG二维反演方法对3条近东西向剖面数据进行了反演，获得的深部电性结构结果显示：五大莲池火山群中的笔架山-老黑山-火烧山火山链上的火山规模明显大于南、北格拉球火山链和东、西焦得布火山链，该带火山活动有从南西向北东推移的规律；以笔架山-老黑山-火烧山火山链为中心在地下约几百米深度到20km左右，存在一个北北东走向、上宽下窄、北宽南窄似铆钉的状体，该块体随着深度的增加其电阻率值从上千欧姆米逐渐减小到小于1欧姆米；在深度约20km以下铆钉的主体仍然显示有向深处延伸的趋势，推测一直穿过地壳与上地幔连接；在深度4～8km左右火烧山、老黑山和笔架山东、西两侧存在低阻块体；结合S波速度、小震活动以及地热研究结果分析，推测笔架山-老黑山-火烧山火山链在地壳内随着深度增大存在不同凝固程度的岩浆系统。

基于地下电性结构探讨中国东北活动火山形成机制1503-1510

摘要：东北地区是我国现代火山活动最强烈的地区之一，也是许多学者十分关注的地区。本文回顾了前人提出的关于该地区火山成因的研究成果；通过分析在东北活动火山区大地电磁观测研究的地壳上地幔结构和采用大地电磁网观测研究的地幔1000km以上的电性结构成果，发现长白山天池火山区存在地壳岩浆囊，其它活动火山没有发现地壳岩浆囊，但都存在通往地幔的岩浆通道；东北地区在80～120km左右和200～250km可能存在与地幔岩浆囊相关的地幔高温流体。基于电性结构的研究成果，作者提出了一种东北地区可能的活动火山成因假说。认为东北火山的成因可能与西太平洋板块俯冲到中国东北地区的地幔过渡带后产生脱水有密切关系。这种水以矿物组分或流体方式向上运移，在地幔200-250km和80～120km左右聚集，80～120km的聚集区可能是火山喷发的物质来源。

火山岩U-Th矿物等时线年龄的新模型及其意义1511-1516

摘要：U-Th矿物等时线法定年适用于小于350ka范围的年轻火山岩。但是，火山岩矿物U-Th同位素比值不仅反映了火山的喷发年龄，而且受到岩浆房过程和结晶分异过程时间尺度的影响，在一些研究中，出现了等时线年龄（表面年龄）比实际火山喷发年龄偏老的问题，这种现象为研究岩浆房滞留时间和矿物结晶分异时间尺度问题提供了很好的条件。长期以来，国际上不乏此类研究，但迄今为止，还没有准确、实用的数值模型来描述结晶分异过程对矿物等时线年龄的影响，更无从谈起合理的计算方程。本文以一个简化的晶体生长模型（岩浆房U-Th同位素初始比值保持不变；不考虑可能的熔蚀和结晶间断；矿物的结晶速率可以简化表示，例如dV=kt·dt）为例，考察了在晶体生长（结晶分异）条件影响下的U-Th同位素衰变关系：（230Th/^232Th）=（^230Th/^232Th）0·1/λTm·（e^-λ（T1-Tm）-e^-λT1）＋（^238U/^232Th）·1/λTm·（e^-λT1-e^-λ（T1-Tm）]这仍然是一个线性方程，斜率（m）表达了火山岩喷发年龄（T2）和矿物结晶分异时间（T2）和矿物结晶分异时间（Tm，岩浆房滞留时间）尺度的耦合关系。而不只是喷发年龄，用方程表示为m=1/λTm·e^-λ（T2＋Tm）-e^-λT2）新的模型表明，等时线出现的一般条件是不同种类的矿物具有相同的结晶历史（包括火山岩喷发年龄和矿物结晶分异的时间尺度），而不是单一的喷发年龄，在大多数年轻火山岩喷发年龄相对表较明确的条件下，我们可以应用该模型估算很多火山的岩浆房滞留时间尺度。把新的模型和方程应用于天池火山的U-Th同位素年代学研究，根据Dunlap（1996）分析测试的数据，天池火山千年大喷发岩浆房滞留时间为100ka左右。这个时间与Dunlap（1996）所估计的时间（60-100ka）的上限一致；值得注意的是，在我们的新模型中，我们

由相对地热梯度推断的腾冲火山区现存岩浆囊1517-1528

摘要：为利用温泉来研究和监测腾冲火山区的现今岩浆分布并探讨其活动性，提出相对地热梯度的概念：假设各热田或水热活动区的热储深度相等，则热储温度与地表温泉温度之差为该地相对地热梯度。通过对前人在该地区获得的温泉的基本要素和温泉水化学分析数据分析，选取了159个温泉计算相对地热梯度。用这159个数据，通过克里金插值方法获得了腾冲火山区的相对地热梯度平面分布。结果发现腾冲火山区有3个相对地热梯度在100℃以上的高值区域。结合其他资料，认为腾冲火山区现今存在3个岩浆囊，它们的几何尺度为19～28kin，深度为4～12km或更深，并且目前的活动性各不相同。

北部湾涠洲岛及斜阳岛火山地质与喷发历史研究1529-1537

摘要：涠洲岛及斜阳岛是北部湾内一对姊妹火山岛，本文采用火山岩K-Ar法，火山岩中砂岩捕掳体光释光法（OSL）和贝壳^14C法分别测定了火山活动的年代，结合火山岩地质特征，将涠洲岛火山活动初步划分为早-中更新世（1．42Ma-0．49Ma）和晚更新世末期（36ka-33ka）两期。早-中更新世溢流玄武质熔岩盾造就了涠洲岛及斜阳岛，从涠洲岛横路山锅盖岭盾形火山锥溢出的熔岩流向四周漫流，形成涠洲岛中心高四周低的盾形火山地形，其晚阶段球状风化玄武岩沿涠洲岛潮间带分布。晚更新世末期涠洲岛南湾火山和斜阳岛斜阳村火山射气岩浆喷发，间有岩浆喷发，形成典型的低平火山口和巨厚基浪堆积几乎覆盖两岛，经历了海蚀作用，塑造了两岛现代地貌景观。

峨眉山大火成岩省西部苦橄岩及其共生玄武岩的地球化学：地幔柱头部熔融的证据1538-1552

摘要：丽江地区的苦橄岩位于峨眉山大火成岩省的西部，其与辉斑玄武岩、无斑玄武岩和玄武质火山碎屑岩共生。苦橄岩中的斑晶主要为富镁橄榄石，其F0含量最高达91．6％，CaO含量最高达0．42％，其内含有少量玻璃包裹体，指示了橄榄石是在熔体中结晶形成的。苦橄岩中的铬尖晶石具有高的Cr#值（73-75）。计算的初始岩浆的MgO含量大约为22wt％，初始熔融的温度为1630-1680℃。研究结果表明，玄武质岩石是苦橄质岩浆通过橄榄石和单斜辉石分离结晶形成的。苦橄岩和玄武岩的Nd-Sr-Pb同位素比值差别不大，只落在一个很小的范围内（如εNd（t）=-1．3 to＋4．0）。高的εNd（t）值以及抗蚀变不相容元素的原始地幔标准化图解与洋岛玄武岩相似，并且其重稀土元素特征指示了源区有石榴子石的残余，而且是低部分熔融的产物。同位素比值与抗蚀变不相容元素比值（如Nb／La）的相关性表明，岩浆形成过程中有少量的大陆地壳物质或者相对低εNd（t）组分的大陆岩石圈地幔的混染。因此，总体上，苦橄岩的地球化学特征的研究结果支持了峨眉山大火成岩省是地幔柱头部熔融的成因模型。

滇西莴中新生代高镁富钾火山岩中橄榄石斑晶及其尖晶石包裹体的岩浆成因动力学意义1553-1564

摘要：滇西莴中新生代高镁富钾火山岩富含橄榄石斑晶，其核部Fo含量变化较大（94～75％），由大斑晶（〉1mm）、中等粒径斑晶（0．3～1mm）至小斑晶（〈0．3mm），Fo含量总体变小；橄榄石斑晶CaO含量大于0．1wt％，随着Fo含量的降低，MnO含量升高，而NiO含量降低，并具有明显的岩浆结晶分异趋势，均为岩浆成因，但来源复杂；大斑晶和中等粒径斑晶的核部Fo含量明显与全岩MgO不平衡，均属于捕虏晶来源。橄榄石斑晶中的尖晶石包裹体高Cr#（0．77～0．94）、低Mg#（0．17～0．65），具有较低的Al2O3含量（〈10wt％）；尖晶石包裹体的TiO2含量总体上较低（〈1．0wt％），暗示了绝大部分橄榄石属于岛弧型岩浆成因，来源于富集交代的方辉橄榄岩部分熔融岩浆；少量高TiO2尖晶石包裹体（1．36～3．96wt％）的存在则暗示了部分橄榄石斑晶的形成可能与峨眉山大火成岩省有关。大斑晶和中等粒径斑晶橄榄石均具明显的成分梯度变化，由核部、幔部至边部。其Fo、NiO含量降低而MnO、CaO含量增大，并且边部成分特征与小斑晶橄榄石相类似，其源区至少存在两次岩浆作用过程，核部成分变化反映的是早期高Mg#岩浆中的橄榄石结晶分离作用过程，而边部以及小斑晶橄榄石的成分变化则反映了后期喷发岩浆（Mg#略低）体系中橄榄石的结晶分离作用过程。

一个开放的岩浆房系统：攀西新街镁铁-超镁铁质层状岩体1565-1578

摘要：新街镁铁-超镁铁岩体是与峨眉山溢流玄武岩同期共生的层状岩体之一，可分为三个火成堆积旋回，包括六个岩相带，各旋回下部主要由超镁铁岩组成，上部主要由辉长岩、橄长岩等组成。对第一旋回和第二旋回下部主量元素、微量元素和同位素分析结果表明，其总体特征与峨眉山玄武岩中的低钛玄武岩特征相似，其^87Sr/^86Sr,εNd（t）,^206Pb/^204Pb,^207Pb/^204Pb和^208Ph/^204Pb分别为0.70610-0.70636,1.01-1.75,17.895-18.935,15.563-15.639,38.345-39.037,这种相似性显示了新街岩体与峨眉山玄武岩具有成因联系，并且其同位素比值和高场强元素的原始地幔标准化图解和洋岛玄武岩（OIB）的相似性说明岩浆的源区可能为地幔柱。MgO和其它氧化物的相关性指示了橄榄石、斜方辉石和少量磁铁矿的分离结晶作用。另外，部分样品的（La/Nb）PM和（Th/Ta）PM大于1说明有地壳物质的混染或岩石圈地幔的混染。同时对O同位素值的测定结果表明，第二旋回和第一旋回上部的样品具有高δ^18O的特征（〉6‰），说明岩浆房的上部遭受了地壳物质的混染，而下部则没有受到地壳物质的混染。另外δ^18O与SiO2不存在正相关关系，指示了混染物不是上地壳，而是SiO2较低的下地壳。其Nd同位素和O同位素模拟计算结果表明，其平均混染程度大约为12％-15％。可能正是由于下地壳物质的混染导致了岩浆中FeO含量的降低，从而导致硫化物发生熔离作用，并由此导致铂族元素的富集。

吉林伊通-大屯地区晚中生代-新生代玄武岩的地球化学特征及其意义1579-1596

摘要：吉林伊通-大屯地区有长达80Ma的火山喷发历史，为探讨该区深部地质演化提供了条件。从晚白垩长春大屯火山（92．5±0．5Ma）到伊舒地堑内第三纪伊通火山群（31Ma、9-15Ma），玄武岩碱性逐渐增强，Dy／Yb比值逐渐升高，根据地幔动态熔融模型计算获得的玄武岩最终形成深度由约50km变深至110km。根据岩石圈盖效应推测该区晚白垩纪以来岩石圈厚度逐渐增厚。伊通第三纪碱性玄武岩显示了均一的地球化学组成；类似洋岛玄武岩（OIB）的微量元素分配模式和Nb／U比值，以及低（^87Sr／^86Sr）i、正εNd（t）同位素特征暗示它主要来源于软流圈。与第三纪碱性玄武岩相比，晚白垩大屯拉斑玄武岩具有相对偏高的Ni、Cr和Sc，高Ba／Th、Rb／Nb、Ba／Nb比值，高（^87Sr／^86Sr）i和低（^143Nd／^144Nd）i。这些特征可能与软流圈熔体与古老富集地幔之间的相互反应有关。伊通-大屯玄武岩的演化特征反映了岩石圈在板内岩浆作用中所担当的不同角色：第三纪时，岩石圈并没有在物质上直接参与岩浆作用，但岩石圈对上涌软流圈起到了机械阻挡作用；而在晚白垩岩浆作用中，岩石圈的间接和直接作用都得到了体现。

内蒙古集宁新生代玄武岩的K-Ar年代学和地球化学及其深部动力学意义1597-1607

摘要：对内蒙古集宁地区四个新生代玄武岩剖面进行了K-Ar年代学及岩石地球化学的系统研究。K-Ar定年结果显示，集宁玄武岩的主要喷发期在晚渐新世至中新世，可分为三个喷发旋退：～33Ma、22．8～22．1Ma和12．2～9．4Ma。玄武岩由拉斑玄武岩和碱性玄武岩组成。SiO2和MgO含量变化范围分别为46．4～52．3wt％和5．1～7．8wt％，微量元素特征总体上与OIB相似。集宁的三个喷发旋迴有一个共同的特点，即在每一旋迴底部，先出现的均为拉斑玄武岩，向上变为碱性玄武岩。从第一至第三旋迴，碱性玄武岩Yb含量逐渐增加，La／Yb比值逐渐减小，暗示集宁地区在这一时期曾发生过岩石圈减薄。由于集宁碱性玄武岩的地球化学特征从早期至晚期逐渐接近拉斑玄武岩，且两者的Nd、Sr同位素特征相似，因此，该区岩石圈的减薄可能是软流圈热物质上涌，对岩石圈产生底蚀作用的结果。拉斑玄武岩的存在可能代表了岩石圈减薄在地表的显示，是被底蚀的岩石圈与少量上涌软流圈的熔融物质混合的产物。通过对比集宁、汉诺坝、赤峰、阿巴嘎、大同等地新生代玄武岩的K-Ar年龄和岩性分布特征，推测这一区域的岩石圈减薄在时间、空间及减薄强度上均存在不均一性。

辽西北票早侏罗世兴隆沟组英安岩的地球化学特征1608-1616

摘要：辽西北票早侏罗世兴隆沟组英安岩具有埃达克岩的地球化学特征。它们具有较高的SiO2（≥63．93％）、Al2O3（≥15．40％）、Na2O（≥3．65％）和MgO（≥2．32％，Mg^#=0．48～0．61）含量，较高的Sr（〉463μg／g）、Cr（〉119μg／g）、Ni（〉75μg／g）含量，较低的Yb（〈1．70μg／g）、Y（〈17μg/g）含量，高的La／Yb（〉18）、Sr／Y（〉34）值和低Rb／Sr（≤0．31）比值，稀土元素强烈分馏，弱的负铕异常（Eu／Eu^＋=0．80～0．87）．它们的Nd同位素（^143Nd/^144Nd=0．512414～0．512502．εND（t）=-2．10～-0．38，TDM：0．89～1．02Ga），Sr同位素（^87Sr／^86Sr=0．7073～0．7075，8Sr（t）=11．16～13．78）和Pb同位素（^206Pb／^204Pb=18．28～18．40，^207Pb／^204Pb=15．42～15．53，^208Ph／^204Pb=38．08～38．27）组成与华北陆块古老的岩石圈地幔及其中的中晚侏罗世和早白垩世火山岩不同。这表明兴隆沟组英安岩可能是古亚洲洋壳残片部分熔融形成的，熔体在上升过程中与地幔楔发生过强烈的混染作用。据此，推测古亚洲洋曾向华北陆块发生过俯冲作用。

江汉盆地早第三纪玄武质岩石^39Ar／^40Ar年代学和地球化学特征及其成因意义1617-1626

摘要：江汉盆地早第三纪火山岩主、微量元素和Sr-Nd同位素以及精确的^40Ar／^39Ar年代学研究表明：该火山岩形成于57．3±0．4Ma，由亚碱性的玄武岩和玄武质安山岩组成，富集LILE和HFSE，（La／Yb）cn=3．5-10．4，Eu／Eu^＋=0．99-1．08，具有与洋岛玄武岩（OIB）相似的地球化学特征。微量元素比值和Sr-Nd同位素组成上表明，其地球化学特征与源于EMII型富集岩石圈-软流圈相互作用而形成的华北南缘早第三纪火山岩以及东南沿海新生代玄武质岩石相似。结合长江中下游地区中生代玄武岩Pb同位素的资料，暗示扬子北缘新生代岩石圈地幔属性可能是其中生代属性的继承。江汉盆地早第三纪玄武质岩石是在陆内的岩石圈伸展拉张构造背景下，对流软流圈上涌导致EMII型岩石圈地幔部分熔融的结果。