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期刊信息/Journal information
岩石学报
岩石学报

翟明国

月刊

1000-0569

ysxb@mail.iggcas.ac.cn

010-82998205

100029

北京市朝阳区北土城西路19号

岩石学报/Journal Acta Petrologica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本刊是由中国科协主管,中国矿物岩石地球化学学会和中国科学院地质研究所主办的学术性期刊。其办刊方针是:坚持以创新性、综合性、前沿性、导向性特色,坚持“百花齐放,百家争鸣”,依靠和团结全国广大地学工作者,探索自然奥秘,开展广泛而深入的基础理论研究,促进我国地球科学领域研究和发展,发表高水平科研成果,为我国培养和造就大批地学科研人才。本刊主要报道有关岩石学基础理论的岩石学领域各学科包括岩浆岩石学、变质岩石学、沉积岩石学、岩石大地构造学、岩石同们素年代学和同位素地球化学、岩石成矿学、造岩矿物学等方面的重要基础理论和应用研究成果,同时也刊载综述性文章、问题讨论、学术动态以及书评等。
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收录年代

    云开地块加里东期原特提斯洋俯冲作用:来自晚奥陶世镁铁质侵入岩的岩石地球化学证据

    华为诚郭锋文雅倩赵亮...
    2469-2488页
    查看更多>>摘要:本文选择云开地块高州地区陈六坑村的富闪侵入岩和佑尾甬村富钙铝与富镁侵入岩开展了综合的岩相学、锆石U-Pb定年和原位Hf-O同位素组成、全岩主-微量元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成研究,旨在理解其岩石成因和形成的大地构造环境.研究结果显示,两个镁铁质侵入体的锆石U-Pb年龄为447~451Ma,为晚奥陶世侵位的镁铁质岩浆.陈六坑村样品含有大量角闪石,佑尾甬村辉长岩中存在大量的富钙斜长石(An>95),表明这两个晚奥陶世侵入体的母岩浆都是富水的亚碱性玄武岩浆,形成于俯冲带环境.此外,两个镁铁质侵入体都相对富集大离子亲石元素和轻稀土元素而亏损重稀土和高场强元素,与典型镁铁质弧岩浆类似.两个侵入体都表现出富集的锆石Hf-O同位素组成和变化较大的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成.运用全岩Nb/La与Sr-Nd-Hf同位素的协变关系排除地壳同化混染作用的影响后,我们认为变化较大的Sr-Nd-Pb-Hf-O同位素组成反映了熔融地幔源区中不同比例的再循环地壳成分的加入.进一步的锆石Hf-O同位素模拟结果显示,陈六坑村富闪侵入岩的熔融源区包含了20%~50%的陆源沉积物组分,而佑尾甬村富钙铝与富镁辉长岩的源区中再循环陆源沉积物组分比例在35%~45%之间.根据古板块构造恢复结果,云开地块在晚奥陶世期间位于原特提斯洋和东冈瓦纳大陆之间,我们认为原特提斯洋向华南陆块俯冲作用能较好地解释当时的岛弧型镁铁质岩浆作用成因.随着俯冲作用的进行,陆源沉积物发生脱水熔融改造上覆地幔,沉积物富集的地幔楔发生含水熔融形成富水的亚碱性玄武质岩浆,它们经历了一定程度的矿物分离结晶/堆晶作用,形成了富闪侵入岩和富镁与富钙铝辉长岩.本研究结果为揭示原特提斯洋向华南云开地块的俯冲作用提供了关键岩石学和地球化学证据.

    原特提斯洋俯冲作用岩石地球化学镁铁质侵入岩晚奥陶世云开地块

    镁铁-超镁铁岩的全岩和单矿物钴镍分布特征及其成矿指示

    崔梦萌苏本勋王静袁庆晗...
    2489-2502页
    查看更多>>摘要:本文对不同成因类型的镁铁-超镁铁岩石中全岩及主要造岩矿物中Co、Ni元素分布特征进行了总结,并探讨了不同类型地幔源区及其矿物元素含量差异对Co-Ni成矿的控制作用.结果表明,科马提岩的全岩Co(15 ×10-6~250×10-6)、Ni(28 ×10-6~5045 × 10-6)含量均高于苦橄岩(Co=11 ×10-6~177 × 10-6、Ni=29.9 × 10-6~2069 × 10-6)和玄武岩(Co=1.1 ×10-6~300 ×10-6、Ni=0.5 ×10-6~2837 ×10-6),表明地幔高程度部分熔融形成的熔体更加富集Co和Ni.地幔橄榄岩捕掳体的全岩Co(21 ×10-6~220 × 10-6)和Ni(2.1 ×10-6~4060×10-6)含量均显著高于辉石岩捕掳体(Co=7 × 10-6~131 × 10-6、Ni=4.58 ×10-6~2311 ×10-6),表明部分熔融过程中橄榄岩地幔源区相较于辉石岩地幔源区更容易形成富Co、Ni的玄武质岩浆.矿物学特征方面,地幔捕掳体中橄榄石的Co、Ni含量分别为41 ×10-6~437 ×10-6和148 × 10~8970 × 10-6,尖晶石的Co、Ni含量分别为141 ×10-6~745 ×10-6和282 × 10~9587 × 10-6,均高于共生的斜方辉石(Co=10 ×10-6~364 × 10-6、Ni=5.02 ×10-6~4439 × 10-6)、单斜辉石(Co=4.09 × 10-6~385 × 10-6、Ni=11.1 × 10-6~5931 × 10-6)和石榴子石(Co=0.47 ×10-6~205 ×10-6、Ni=0.09 ×10-6~644 x10-6).同时,橄榄石和尖晶石的Co含量与其Ni/Co比值呈较好的负相关关系,而斜方辉石和单斜辉石的Co含量与其Ni/Co比值无明显相关性.这些特征表明部分熔融过程中尖晶石相地幔比石榴石相地幔更容易形成富Co、Ni的熔体.侵入岩中主要造岩矿物具有与地幔捕掳体中各矿物相一致的Co、Ni含量变化特征.这表明地幔部分熔融或岩浆结晶分异过程中,橄榄石和尖晶石是控制岩浆中Co、Ni含量的主要矿物相,并且可能造成岩浆中Co-Ni解耦,而斜方辉石和单斜辉石的熔融或结晶过程中Co-Ni倾向于共生.此外,蛇绿岩作为风化壳型镍矿床的成矿母岩,其橄榄岩和铬铁岩中尖晶石和橄榄石具有较高的Co和Ni元素含量,橄榄石的Ni(1280 × 10-6~5789 × 10-6)含量明显高于尖晶石(229 ×10-6~2616 × 10-6),而其 Co(41.2 ×10-6~193 ×10-6)含量则明显低于尖晶石(176 × 10-6~781 ×10-6),表明风化过程中富集橄榄石的岩石更容易形成富Ni的风化壳型矿床,而富集尖晶石的岩石更容易贡献于风化壳型镍矿床中的Co矿化.

    镁铁-超镁铁岩钴镍矿床造岩矿物钴-镍元素

    云南墨江金矿区内凝灰岩的成因及对金成矿作用的意义

    郭娜欣刘善宝李万平王成辉...
    2503-2518页
    查看更多>>摘要:云南墨江金厂金矿是哀牢山金矿带内的一个大型金矿床,矿床受剪切带控制,矿体赋存于古生代浅变质岩中,其成矿物质来源一直是争论的焦点.为进一步精确约束赋矿地层的形成时代和大地构造背景,探讨其与金成矿物质来源和成矿作用之间的关系,本文对古生代浅变质岩中的凝灰岩开展了年代学、地球化学、黄铁矿成分和同位素特征研究.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果(256.6±2.3Ma)表明墨江金矿区内存在晚二叠世火山碎屑岩.锆石稀土元素含量较高,Ce正异常(δCe=2.02~32.98)和 Eu 负异常明显(δEu=0.06~0.38).岩石具有低钛(TiO2=0.47%~0.71%)、较高铝(Al2O3=10.96%~16.33%)、富铁(Fe2OT3=3.21%~9.12%)和硫(S=0.95%~3.92%)等特征,属于英安质-流纹质凝灰岩;此外,所有样品轻重稀土元素分馏显著((La/Yb)N=7.50~15.7),Eu 异常明显(δEu=0.54~0.68),亏损 Nb、Ta、Ti、Sr、Ba,富集 K、Pb,显示出弧火山岩的地球化学特征.Nd同位素(εNd=-9.24~-9.61)显示富集特征,二阶段钕模式年龄为1.61~1.79Ga.凝灰岩中富含黄铁矿,黄铁矿属铁亏损型(S/Fe=2.00~2.09),存在Ni对Fe、As对S的类质同象置换;S主要来自地壳(δ34SV-CDT=-8.8‰~-9.7‰);Co、Ni含量高但没有相关性,指示其为火山成因,后期受到了富Ni流体交代;黄铁矿的Au含量偏高,但未发现独立金矿物,推测可能存在纳米金.全岩地球化学特征、Nd同位素特征和锆石微量元素特征指示墨江金矿区凝灰岩形成于陆缘弧构造背景,为古特提斯洋俯冲消减过程中玄武质岩浆底侵导致古元古代变质基底重熔的产物,岩浆形成过程中伴有地幔物质的加入,同时存在金的初始富集,形成含金黄铁矿,并在随后的区域变质作用及构造热事件中发生金的活化迁移,为金矿床的最终形成提供成矿物质.晚二叠世弧岩浆作用对于墨江金矿的形成具有重要意义.

    凝灰岩晚二叠世陆缘弧墨江金矿区哀牢山金矿带

    华北克拉通北缘张家口地区古生代-中生代岩浆岩锆石氧逸度对金成矿的制约

    王大钊张磊甄世民白海军...
    2519-2537页
    查看更多>>摘要:华北克拉通北缘张家口地区是我国重要的金矿集区,区内金矿床普遍富碲,金成矿与岩浆岩具有密切成因联系.本文通过对张家口地区古生代-中生代岩浆岩锆石氧逸度进行分析,评价各岩浆岩成矿潜力,从而对金和碲的物质来源及矿床成因进行约束.锆石Ce4+/Ce3+、Ce-U-Ti、Ce/Nd和EuN/Eu*N等氧逸度计算方法获得的区内岩浆岩氧逸度总体趋势一致,结合地质特征及各氧逸度计适用性,本文认为锆石Ce-U-Ti氧逸度计更为可靠.张家口地区岩浆岩氧逸度从高到低依次为青羊沟花岗岩(平均ΔFMQ=+4.4)、张家口组流纹岩(平均ΔFMQ=+3.2)、水泉沟碱长正长岩(平均ΔFMQ=+2.6)、伟晶岩脉(平均ΔFMQ=+2.5)、上水泉花岗岩(平均ΔFMQ=+1.5)、响水沟花岗岩(平均ΔFMQ=+1.4)、象山花岗闪长岩(平均ΔFMQ=+1.2).中高氧逸度(硫化物-硫酸盐转变阶段)有利于Au、Te的迁移富集.水泉沟碱长正长岩、伟晶岩脉及青羊沟花岗岩等岩体与东坪和大白阳金矿床成矿流体的氧逸度范围一致,其出溶的岩浆流体氧逸度高,携带迁移Au、Te等元素的能力强,成矿潜力较大.水泉沟碱性岩锆石微量元素具有EuN/EuN*>0.3、10000 ×(EuN/EuN*)/Y>1、(Ce/Nd)/Y>0.01、Dy/Yb<0.3及(EuN/EuN*)/Y与(Ce/Nd)/Y呈正相关的特点,具有成矿岩体的特征.锆石氧逸度及微量元素组成显示水泉沟碱性岩具有很好的Au-Te成矿潜力,而上水泉花岗岩的成矿潜力较差,张家口地区富碲金矿床应与水泉沟碱性岩具有密切成因联系.

    金成矿锆石氧逸度计古生代-中生代张家口地区华北克拉通

    荥经-峨眉地区上三叠统物源变化及对扬子板块西缘构造活动的启示

    田亚杰魏国齐杨威金惠...
    2538-2556页
    查看更多>>摘要:碎屑岩物源研究是当今地质学研究的热点,利用多种物源研究方法可以全面揭示碎屑岩的源岩信息,揭示源区构造古地理格局的变化.三叠纪期间,扬子板块西缘由被动大陆边缘转变为挤压构造带,引起了显著的古地理格局和沉积体系的变化,但目前对这一转变过程仍缺乏研究.本文综合利用砂岩颗粒成分统计、电子探针测试重矿物成分和碎屑锆石U-Pb年龄方法,研究了荥经-峨眉地区上三叠统碎屑岩物源转变时间,并结合其他地区物源研究探讨了扬子板块西南缘的物源变化过程.结果显示,上三叠统马鞍塘组的砂岩主要由石英和长石组成;电气石主要来自贫锂的花岗岩类和相关伟晶岩、细晶岩,其次来自富铝贫钙变质碎屑岩;铬尖晶石来自具有洋岛和大火成岩省背景的基性-超基性火山岩;碎屑锆石U-Pb年龄的主要分布在730~850Ma范围内.上三叠统须家河组的砂岩由石英、岩屑和长石组成,具有再旋回造山带物源;电气石大部分来自富铝贫钙、贫铝贫钙的变质碎屑岩,小部分来自贫锂的花岗岩类和相关伟晶岩、细晶岩;铬尖晶石主要来自具岛弧背景的橄榄岩;碎屑锆石 U-Pb年龄主要分布在 200~300Ma、400~500Ma、650~850Ma、1750~1950Ma 和 2400~2600Ma年龄段.综合分析表明,马鞍塘组的物源为康滇构造带的新元古代花岗质结晶基底,并包含少量新元古代中酸性火山岩、变质碎屑岩和二叠纪基性-超基性火山岩;须家河组的物源包括松潘-甘孜褶皱带的三叠系浊积岩、花岗岩类以及龙门山断裂带的上古生界碎屑岩与新元古界基底.马鞍塘组与须家河组之间的物源转变,表明扬子板块西缘的松潘-甘孜褶皱带和龙门山断裂带取代康滇构造带成为新的地貌高部位和主要剥蚀区,这一古地理格局的转变发生于马鞍塘组沉积之后,即晚三叠世的卡尼期与诺利期之间或诺利期期间.

    扬子板块西南缘晚三叠世物源变化龙门山断裂带松潘-甘孜褶皱带康滇构造带

    古铜钙长无球粒陨石NWA 14701后成合晶富硫化物结构的成因研究

    黄丽霖温日强陈国柱罗金连...
    2557-2573页
    查看更多>>摘要:后成合晶在HED族陨石中较为罕见,对其中次生结构的研究有助于了解其母体岩浆期后矿物的变质作用,甚至可以揭示与含挥发分流体有关的交代作用过程.本次工作在Howardite NWA 14701的三相后成合晶中发现存在"富钙普通辉石-陨硫铁-SiO2相(SRT-Ⅰ)"和"紫苏辉石-陨硫铁-少量SiO2相(SRT-Ⅱ)"两种富硫化物结构,而在一些后成合晶相邻的鳞石英中还出现富硫化物交代结构(SRT-Ⅲ).通过详细分析后成合晶岩屑的岩相学和矿物化学特征,认为NWA 14701后成合晶中SRT-Ⅰ和SRT-Ⅱ两种富硫化物结构分别为原亚稳态富铁辉石和后成合晶中的富铁橄榄石与富S蒸汽发生硫化作用的产物.此外,富S蒸汽亦交代了后成合晶相邻的鳞石英颗粒形成第三种富硫化物结构(SRT-Ⅲ).本次工作在HED族陨石后成合晶岩屑中发现存在三种矿物硫化作用的痕迹.硫化作用可发生在HED族陨石母体演化过程的不同时间段,其中富铁辉石的硫化作用应是相对早期的过程,而富铁橄榄石的硫化作用则是一个相对晚期的过程.

    古铜钙长无球粒陨石后成合晶富硫化物结构岩石矿物学硫化作用

    锆石微破裂过程的离散元模拟

    袁志煌田云涛高燕
    2574-2584页
    查看更多>>摘要:锆石中富含放射性元素U和Th,其U-Pb、U-Th-He与裂变径迹分析方法是最常用的地质热年代计,但这些年龄均与锆石的辐射损伤程度有关.锆石中放射性元素U和Th衰变所导致的晶体自辐射损伤,会改变晶体的物理和化学性质,在微观上表现为蜕晶化,宏观上则表现为密度降低和体积膨胀.不同生长环带间的差异膨胀产生相对膨胀力,导致锆石发生微破裂.为了探究微破裂的发育过程与机制,本文基于锆石自辐射损伤-体积膨胀经验关系,利用离散元模拟方法,模拟核-边双层锆石自辐射损伤过程中内部应力分布;结合锆石的弹性模量与抗拉强度,模拟自辐射损伤与围压对核部高U、Th(模型Ⅰ)与边部高U、Th(模型Ⅱ)两类锆石微破裂发育的影响.结果显示随着自辐射损伤及体积膨胀的增大,锆石微破裂过程具有显著的阶段性:模型Ⅰ边部破裂对称发育,从单条逐渐发育成空心"十"字与"米"字形破裂网络;模型Ⅱ核部发育的多个同心状破裂是由早期放射状破裂随自辐射损伤增强而拓展并逐渐相连而形成.围压的影响效果与自辐射损伤程度有关:低自辐射损伤下,围压增加会抑制模型Ⅰ边部与模型Ⅱ核部破裂的发育与拓展;高自辐射损伤下,随着围压的增大,模型Ⅰ放射状破裂密度增大,而模型Ⅱ同心状破裂数目减少.锆石中微破裂的发育将晶体分割成若干亚颗粒,改变原子扩散出颗粒的路径与距离,因此本文对锆石微破裂过程的研究,对于理解锆石中元素的扩散及相关的地质应用具有参考意义.

    锆石微破裂自辐射损伤蜕晶化离散元模拟

    西太平洋卡罗琳海底高原裂解作用的岩浆过程响应

    吴增鄢全树张海桃袁龙...
    2585-2600页
    查看更多>>摘要:海底高原形成及其后的裂解事件是大洋板内地质作用的产物,因此研究海底高原可为大洋板内地球动力学过程提供重要线索.索罗尔海槽是卡罗琳海底高原初始裂解的重要产物,但到目前为止,其裂解过程的动力学机制仍然存在争议.本研究对采自索罗尔海槽基底的火山岩样品(玄武岩、英安岩)开展系统的单矿物(斜长石)原位主、微量元素地球化学研究,结果表明:玄武岩样品中斜长石种属为钙长石、培长石和少量拉长石;斜长石斑晶富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,存在明显的Eu正异常;相比于斜长石斑晶,斜长石微晶具有更高的不相容元素含量.英安岩中斜长石种属为中长石,较玄武岩斜长石斑晶更富集轻稀土和大离子亲石元素,具有更明显的Eu正异常.玄武岩和英安岩中斜长石结晶温度和压力分别为1110~1171℃和961~966℃、0.27~0.42GPa和0.16~0.29GPa,且同一种岩石类型中的斜长石斑晶与微晶结晶温度无明显差异.基于以上结果,并对照前人所总结的双峰式岩浆系统的成因特征,本文提出卡罗琳海底高原裂解期间的岩浆作用具双层岩浆房模型,即地幔岩石部分熔融形成原始岩浆,聚集在深部岩浆房内结晶形成基性斜长石斑晶,随后被岩浆裹挟上涌喷出地表形成玄武岩;同时部分岩浆继续进入浅部壳层岩浆房,并结晶形成中酸性斜长石斑晶,后被演化岩浆携带上升并喷出地表形成英安岩.

    海底高原初始裂解斜长石矿物化学岩浆过程

    基于聚类分析的Dupal异常指标遴选及其在印度洋的应用

    何虎余星胡航许绪成...
    2601-2610页
    查看更多>>摘要:Dupal异常是一种广泛分布于南半球的大尺度地幔地球化学不均一现象,其成因机制和分布范围一直是地球科学研究的热点.由于Dupal异常概念提出时间较早,仅基于少量岩石样品,其概念存在模糊性和不确定性,目前仍缺乏统一的异常判别指标,影响了对异常分布范围和成因的认识,进而制约了对全球Dupal异常的进一步研究.本文选取印度洋洋底(包括洋中脊轴部和离轴区域)玄武岩的铅同位素数据,结合西南印度洋中脊和东南印度洋中脊的已知地球化学边界,采用K-means++聚类分析方法突出大尺度地球化学特征,初步遴选Δ7/4>2.5,Δ8/4>35作为Dupal异常的铅同位素判别标准.基于这一标准,识别出西北印度洋中脊欧文断裂带为Dupal异常边界,边界以南洋中脊区域显示较明显的异常.就其分布而言,整个印度洋洋中脊的Dupal异常分布于安德鲁-贝恩断裂带、澳大利亚-南极错乱带以及欧文断裂带所围限的区域;离轴区域的凯尔盖朗海底高原、Broken海脊、东经90度海岭、圣诞群岛、莫桑比克海底高原、厄加勒斯海底高原等也具有明显的Dupal异常;整体上印度洋Dupal异常呈现东西分带特征.基于印度洋洋底玄武岩数据识别的Dupal异常指标将为全球Dupal异常的研究提供参考.印度洋Dupal异常分布范围的厘定将为揭示其异常成因提供关键基础.

    印度洋Dupal异常聚类分析铅同位素地球化学