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四川盐源小高山晚二叠世玄武岩矿物学、年代学、地球化学特征及源区和成因意义
1
作者 李宏博 章西焕 +2 位作者 杨小男 彭艳菊 李常权 《岩石矿物学杂志》 北大核心 2025年第3期501-521,共21页
高钛/低钛玄武岩的源区特征和成因机制是大火成岩省研究的重要科学问题,峨眉山大火成岩省亦是如此。本文针对四川盐源小高山晚二叠世玄武岩开展了矿物学、年代学、地球化学和同位素特征研究,结果表明小高山玄武岩属于钠质拉斑玄武岩系... 高钛/低钛玄武岩的源区特征和成因机制是大火成岩省研究的重要科学问题,峨眉山大火成岩省亦是如此。本文针对四川盐源小高山晚二叠世玄武岩开展了矿物学、年代学、地球化学和同位素特征研究,结果表明小高山玄武岩属于钠质拉斑玄武岩系列。单斜辉石的结晶温度为1061~1180℃,压力为190~352 MPa。Fe-Ti氧化物的X_(Mt)值(0.24~0.38)指示了较低的氧逸度,有利于向Fenner趋势演化。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析结果表明小高山晚二叠世玄武岩的结晶年龄为260.2±5.0 Ma,是峨眉山溢流玄武岩喷发峰期的产物。稀土和微量元素模式图与洋岛玄武岩(OIB)相似,并呈现向E-MORB过渡的趋势。(^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.704650~0.705035,εNd(t)=+2.91~+3.02。地球化学和同位素特征表明小高山晚二叠世玄武岩未遭受明显地壳混染,源区以地幔柱组分为主,与平川铁矿苦橄斑岩具有同源性,是连续演化的产物。REEBOX PRO模拟表明,峨眉山玄武岩的源区组分具有原始地幔特征。当岩石圈较厚(140 km)时,只能产生高钛玄武岩(t_(p)=1550~1690℃)。岩石圈大幅减薄之后(50 km),扩大的熔融区间(t_(p)=1400~1690℃)既可以熔出高钛玄武岩,也可产生低钛玄武岩。因此,峨眉山低钛/高钛玄武岩可由同一地幔源区经过连续熔融产生。模拟还表明小高山玄武岩形成于较薄岩石圈条件,形成的温压范围是1403℃/2.38×10^(3)MPa~1557℃/3.55×10^(3)MPa。 展开更多
关键词 地球化学 SR-ND同位素 REEBOX PRO模拟 峨眉山大火成岩省 地幔柱 四川盐源小高山
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海南蓬莱碱性玄武岩^(40)Ar/^(39)Ar定年
2
作者 张万峰 汪俊杰 +3 位作者 郑德文 徐义刚 崔泽贤 张彦强 《岩石学报》 北大核心 2025年第9期3190-3197,共8页
海南蓬莱锆石巨晶具有均一的U-Pb年龄(4.4±0.1Ma,95%置信度),而其寄主岩浆喷发形成的碱性玄武岩,具有较为分散的放射成因同位素年龄(K-Ar定年,4.4~3.6Ma)。变化较大K-Ar年龄与一致的U-Pb年龄形成鲜明的对比,预示着该套碱性玄武岩K... 海南蓬莱锆石巨晶具有均一的U-Pb年龄(4.4±0.1Ma,95%置信度),而其寄主岩浆喷发形成的碱性玄武岩,具有较为分散的放射成因同位素年龄(K-Ar定年,4.4~3.6Ma)。变化较大K-Ar年龄与一致的U-Pb年龄形成鲜明的对比,预示着该套碱性玄武岩K-Ar定年结果的不确定性。本研究通过优化仪器参数及样品分析流程,提升测试自动化程度,建立年轻玄武岩^(40)Ar/^(39)Ar定年方法,并对海南蓬莱地区碱性玄武岩开展阶段升温^(40)Ar/^(39)Ar定年分析,以期获得蓬莱碱性玄武岩的高精度年龄。2个样品坪年龄分别为4.36±0.05(0.05)[0.19]Ma(2s,MSWD=0.53)和4.35±0.06(0.06)[0.19]Ma(2s,MSWD=1.32),其反等时线所计算的空气氩初始值分别为296.5±1.5(2s)和297.7±1.1(2s),样品不存在过剩40 Ar的干扰。一致的^(40)Ar/^(39)Ar年龄表明2个样品是同时形成、K-Ar体系封闭且未受后期热扰动,该结果可代表海南蓬莱玄武岩的喷发年龄。本研究不仅获得了海南蓬莱地区碱性玄武岩高精度^(40)Ar/^(39)Ar年龄,而且该结果与具有不同封闭温度的年代学方法(U-Pb法及U-Th/He法)所获放射成因同位素年龄在2 sigma范围内一致,表明海南蓬莱地区碱性玄武岩未受后期热事件影响,具有一致的喷发年龄。 展开更多
关键词 海南 蓬莱 碱性玄武岩 ^(40)Ar/^(39)Ar定年
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中国玄武岩矿石和矿床类型、资源分布及工业开发利用现状 被引量：1
3
作者 廖世龙 王春连 +5 位作者 杨飞 陈振红 王文浩 尹传凯 游超 刘开源 《岩石矿物学杂志》 北大核心 2025年第3期710-726,共17页
玄武岩是自然界分布最广的喷出岩,储量较大。满足工业标准具有经济开采价值的玄武岩矿石具有独特的天然属性和优异性能被广泛用于各个工业领域。我国玄武岩矿资源丰富、分布广泛,但学界对该矿种的研究较少,总结我国玄武岩矿资源分布特... 玄武岩是自然界分布最广的喷出岩,储量较大。满足工业标准具有经济开采价值的玄武岩矿石具有独特的天然属性和优异性能被广泛用于各个工业领域。我国玄武岩矿资源丰富、分布广泛,但学界对该矿种的研究较少,总结我国玄武岩矿资源分布特征、工业开发利用现状对我国玄武岩矿产业发展有着重要的意义。本文综合了国内外的研究文献,梳理了中国玄武岩矿的分布特征,总结了玄武岩矿石、矿床类型及工业开发利用现状。研究表明中国玄武岩总量约为2万亿立方米,玄武岩矿石开采量截至2023年底已达到9150万吨,并还在逐年增加。玄武岩矿床依据地球化学成分的差异可分为拉斑、钙碱性、碱性玄武岩矿床。产出矿石类型主要有建筑用、铸石用、岩棉用、饰面用、水泥混合材用5种类型,其中以建筑用玄武岩矿石和碱性玄武岩矿床最为常见。在工业开发利用上,玄武岩多用于建筑及建材领域,除此之外也可作为核废物固化材料、固碳材料和农业肥料。随着国家经济的发展,工业上对玄武岩矿石的开采与消耗量以年均7%的趋势升高,市场规模年均复合增长率超过10%,市场前景向好。在开发利用过程中,国内玄武岩矿石在建筑及建材领域消费占比高达98.5%,而在其他领域占比仅为1.5%,预期未来玄武岩矿石及其深加工产品向更广阔的领域拓展应用已成为必然趋势。 展开更多
关键词 玄武岩矿 分布特征 矿床类型 开发利用 地质调查工程
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东北亚大地幔楔水-碳循环及其效应:新生代玄武岩地球化学制约
4
作者 王枫 唐杰 +8 位作者 邢恺晨 张思文 赵文源 熊帅 王旖旎 龙欣雨 马锦程 翁爱华 许文良 《岩石学报》 北大核心 2025年第12期4107-4125,共19页
大地幔楔作为地球深部结构的一种特殊类型,它控制着地球深部动力学及其物质循环过程。东北亚大地幔楔是全球大地幔楔的一个经典,对其形成时间、形成机制、水碳循环及其效应的研究还相对薄弱。本文系统总结了近年来在东北亚大地幔楔研究... 大地幔楔作为地球深部结构的一种特殊类型,它控制着地球深部动力学及其物质循环过程。东北亚大地幔楔是全球大地幔楔的一个经典,对其形成时间、形成机制、水碳循环及其效应的研究还相对薄弱。本文系统总结了近年来在东北亚大地幔楔研究中取得的成果,明确提出东北亚大地幔楔的形成时间约为20Ma,并以日本海的打开为标志;并指出俯冲板片后撤(rollback)和东向地幔流是导致东北亚大地幔楔形成的主导机制。利用新生代玄武岩Mg-Zn-K-B同位素的时空变异,发现地幔过渡带中存在起源于俯冲滞留板片携带的地表水;并发现同一俯冲带水-碳输入存在明显的空间变异——北部区俯冲板片携带的水-碳在弧下深度几乎全部脱水和脱碳,而南部区俯冲板片在弧下深度发生微弱的脱水脱碳,更多的被俯冲板片带入到深部地幔(地幔过渡带);俯冲板片脱水脱碳的空间差异主要受俯冲带热结构控制;由此导致的携水矿物相的空间差异控制了与俯冲滞留板片相关的深源地震的空间分布。通过对白垩纪-古近纪火山作用的研究,利用估算的俯冲碳通量与再循环碳通量的协变关系,提出在大地幔楔背景下,再循环碳在深部地幔的储存时间约为17Myr,进而提出了滞留板片加速了深部碳循环过程这一新认识。此外,大地幔楔内部的水碳循环不仅导致了大地幔楔软流圈的高热状态和高导属性,而且也控制了新生代板内火山作用和深源地震的发生,更为重要的是再循环碳酸盐熔体或碳酸盐化硅酸盐熔体的上升诱发了大陆岩石圈地幔根的生长,同时也控制了松辽盆地深层无机CO_(2)气藏、CH_(4)和氢能源的产生。 展开更多
关键词 东北亚 大地幔楔 形成时间与机制 水碳循环 地球动力学效应
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基于机器学习的不同地幔端元来源玄武岩判别及其元素地球化学特征研究
5
作者 崔岩 王彦飞 +2 位作者 孟凡超 刘浩毅 刘展飞 《岩石学报》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期339-350,共12页
地幔地球化学是固体地球科学研究的重要组成部分,认识和识别地幔不均一性对于探讨地幔内部物质循环、揭示地球演化规律具有重要意义。目前国际上公认的地幔端元划分方案主要依赖于幔源岩浆岩的同位素数据,但在实际应用中具有一定的局限... 地幔地球化学是固体地球科学研究的重要组成部分,认识和识别地幔不均一性对于探讨地幔内部物质循环、揭示地球演化规律具有重要意义。目前国际上公认的地幔端元划分方案主要依赖于幔源岩浆岩的同位素数据,但在实际应用中具有一定的局限性。相较于同位素数据,主、微量元素数据的数量更大,实际应用前景更广阔。从数据分析的角度看,幔源岩浆岩的主微量元素有27个指标,远多于常用的Sr、Nd、Pb同位素指标,变量数目的增加可能会提高分类判断的精度,但是也会给分类带来两个问题:一是建模所需的样本数量大大增加;二是传统的二维、三维图版法不再适用。针对上述问题,本文从数据和方法两个层面入手:首先从全球共享地球化学数据库GEOROC和PetDb获取数据;然后采用机器学习方法建立判别模型,最终获得了基于元素特征的玄武岩地幔端元类型逻辑回归模型。该模型不仅具有很好的分类效果,而且有助于分析和总结来自不同地幔端元的玄武岩的元素地球化学特征。该研究对地幔不均一性的精细识别及与其相关的研究工作具有一定的促进作用。 展开更多
关键词 玄武岩 地幔端元划分 主、微量元素 地球化学数据库 机器学习
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山东昌乐地区王家大山玄武岩流变性质研究
6
作者 王晓宁 姜哲轩 +4 位作者 郑小东 张洪通 李建峰 吴东伟 宋茂双 《岩石学报》 北大核心 2025年第4期1454-1465,共12页
本文选用采自山东昌乐地区王家大山的玄武岩作为初始样品,利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压~300MPa、温度973~1173K、应变速率5×10^(-6) s^(-1)~4×10^(-5) s^(-1)的实验条件下开展了轴向压缩变形实验(应变量≤15%),... 本文选用采自山东昌乐地区王家大山的玄武岩作为初始样品,利用Paterson气体介质高温高压流变仪在围压~300MPa、温度973~1173K、应变速率5×10^(-6) s^(-1)~4×10^(-5) s^(-1)的实验条件下开展了轴向压缩变形实验(应变量≤15%),以探究玄武岩的高温流变行为。傅里叶变换红外光谱仪分析测得变形前后样品都是含水的,说明玄武岩在实验过程中发生含水条件下的变形。应力-应变曲线表明玄武岩发生宏观塑形变形;样品稳态(或接近稳态)流变差应力介于41~427MPa之间,且随应变速率降低和温度升高而减小,遵守幂律流变方程。当温度≥1073K时,应力指数(n)=3.6±0.3,活化能(Q)=340±34kJ/mol;当温度≤1023K时,n=5.9±0.8,Q=259±23kJ/mol。显微结构观察发现:变形后样品以基质斜长石普遍发育形状优选定向(SPO)为最显著特征,可识别出基质斜长石发育波状消光和膝折等晶内变形显微证据;低温(≤1023K)高应力(>300MPa)样品中基质斜长石、单斜辉石发育微裂隙,并可见沿微裂隙的滑移错动,表明脆性破裂承担了部分应变量;温度≥1023K的样品中发生脱水引起部分熔融,在淬火熔体中可见细粒的重结晶角闪石生成,但由于熔体含量较低似乎对玄武岩的流变行为影响不明显。本文报道的含水条件下的玄武岩流变数据与前人报道的辉绿岩数据一起,可以为构建不同水含量的大陆下地壳(大洋洋壳)流变强度剖面提供支持,也可以为理解洋壳变形、下地壳流动和拆沉等重要构造过程提供流变学证据。 展开更多
关键词 玄武岩 流变 位错蠕变 矿物反应
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福建新生代玄武岩及其地幔包体的矿物学特征——对岩石圈地幔性质的制约 被引量：1
7
作者 颜雪 王力圆 +1 位作者 陈洲鑫 张文慧 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第2期463-482,共20页
福建新生代玄武岩广泛发育且携带了大量地幔包体,其矿物元素特征能够反演岩石圈地幔性质。本文对福建沿海的厦门及内陆地区的明溪、闽清等地新生代玄武岩及其橄榄岩包体中的矿物进行了电子探针、单斜辉石LA-ICP-MS微量元素和原位Sr同位... 福建新生代玄武岩广泛发育且携带了大量地幔包体,其矿物元素特征能够反演岩石圈地幔性质。本文对福建沿海的厦门及内陆地区的明溪、闽清等地新生代玄武岩及其橄榄岩包体中的矿物进行了电子探针、单斜辉石LA-ICP-MS微量元素和原位Sr同位素分析,探究福建地区岩石圈地幔属性特征及演化历史。结果表明:玄武岩及其橄榄岩包体中单斜辉石主要为透辉石,橄榄岩包体根据矿物学特征分为A、B两组,A组(Mg^(#)>90)代表了古老难熔岩石圈地幔,B组(Mg^(#)<90)代表了经改造后年轻饱满岩石圈地幔。A组橄榄岩包体中的单斜辉石高场强元素Nb、Ti轻微负异常,Hf、Zr、Ta强烈负异常。B组橄榄岩包体中的单斜辉石有所不同,高场强元素Zr、Hf轻微负异常,大离子亲石元素Ba强烈负异常。玄武岩斑晶和基质中的单斜辉石均呈现LREE富集、HREE亏损的特征,且单斜辉石斑晶边部比核部亏损高场强元素Th、Nb,富集大离子亲石元素Sr、Eu。橄榄岩包体中大部分A组和B组单斜辉石都经历了硅酸盐熔体交代,少数A组单斜辉石介于硅酸盐熔体交代和碳酸盐熔体交代之间。单斜辉石原位Sr同位素范围在0.70257~0.70367之间,大多单斜辉石边部的^(87)Sr/^(86)Sr值比核部要高,可能受到了高^(87)Sr/^(86)Sr值物质交代作用。福建橄榄岩包体很可能代表的是太平洋板块俯冲软流圈地幔经历减压上升后新改造的岩石圈地幔。 展开更多
关键词 新生代玄武岩 橄榄岩包体 矿物学 原位Sr同位素 岩石圈地幔
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西藏洛扎地区中新世基性岩的发现及其对淡色花岗岩成岩成矿的意义 被引量：1
8
作者 付建刚 李光明 +5 位作者 郭伟康 董随亮 张海 李应栩 张林奎 焦彦杰 《岩石学报》 北大核心 2025年第3期820-836,共17页
喜马拉雅成矿带东段的洛扎地区出露大量的晚侏罗世-早白垩世基性岩脉,而中新世的基性岩鲜有报道。本文选取出露于洛扎地区拉隆和恰隆穹窿滑脱系中的变基性岩,对其进行岩石学、角闪石Ar-Ar定年和全岩地球化学等综合研究。结果表明,拉隆... 喜马拉雅成矿带东段的洛扎地区出露大量的晚侏罗世-早白垩世基性岩脉,而中新世的基性岩鲜有报道。本文选取出露于洛扎地区拉隆和恰隆穹窿滑脱系中的变基性岩,对其进行岩石学、角闪石Ar-Ar定年和全岩地球化学等综合研究。结果表明,拉隆穹窿的2个变基性岩样品的角闪石Ar-Ar坪年龄分别为18.02±0.53Ma和18.89±0.72Ma,表明其形成于中新世。变基性岩的主量元素中,SiO_(2)含量为48.23%~50.32%,Al_(2)O_(3)含量为12.14%~15.48%,MgO含量为4.94%~6.72%,K_(2)O含量为0.20%~0.79%,表明其属于低钾拉斑系列岩石。微量元素呈现出Nb、Ta、Ti负异常,具有E-MORB特征,表明变基性岩起源于岩石圈地幔,并在形成和就位过程中受到了地壳物质混染。变基性岩和淡色花岗岩具有很好的时空关系,不仅在形成时代方面基本一致,而且均产出于穹窿滑脱系中(对应于藏南拆离系)。此外,二者均经历了强烈的构造变形,在藏南拆离系(STDS)强烈活动过程中,这些镁铁质和花岗质岩浆沿着STDS构造通道经过了长距离迁移并在穹窿位置就位。中新世变基性岩一方面为喜马拉雅带淡色花岗岩的形成提供深部地幔物质参与和热能量,另一方面提供了稀有金属大规模成矿和高度富集所需的热能量。 展开更多
关键词 中新世基性岩 角闪石 AR-AR定年 岩石成因 喜马拉雅成矿带
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南羌塘索日卡地区三叠纪玄武岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质构造意义 被引量：2
9
作者 陈云 陈冲 +4 位作者 季长军 朱江 刘锦明 周连凤 王雅萍 《地球学报》 北大核心 2025年第3期506-518,共13页
三叠纪是羌塘地块构造转折的关键时期。为深入理解三叠纪南、北羌塘微地块拼合造山及洋陆演化,本文对南羌塘地区中央造山带南侧索日卡玄武岩开展了LA-ICP-MS锆石原位U-Pb同位素测年和岩石地球化学研究。索日卡玄武岩的锆石U-Pb加权平均... 三叠纪是羌塘地块构造转折的关键时期。为深入理解三叠纪南、北羌塘微地块拼合造山及洋陆演化,本文对南羌塘地区中央造山带南侧索日卡玄武岩开展了LA-ICP-MS锆石原位U-Pb同位素测年和岩石地球化学研究。索日卡玄武岩的锆石U-Pb加权平均年龄为(245.1±2.5)Ma(n=4,MSWD=0.26)和(250.7±2.9)Ma(n=3,MSWD=0.06),形成于三叠纪。岩石SiO_(2)含量为45.2%~52.9%,K_(2)O含量为2.42%~3.60%,MgO含量为3.16%~6.22%,属于钾玄岩系列和钙碱性玄武岩系列。岩石具有高Ti/V比值(28~31)和Zr/Y比值(>7.53),Eu异常不明显,亏损Nb、Ta和低Nb/La比值(<1)特征。索日卡玄武岩具有大陆玄武岩特征,可能形成于板内环境,代表了龙木错—双湖洋盆闭合后的幔源岩浆活动。玄武岩的捕获锆石保留了大量前寒武纪年龄信息,获得2512Ma、1816Ma、1277~1019Ma、800Ma、558Ma、420Ma和340Ma等多期岩浆-热事件年龄,揭示南羌塘微地块卷入了一些早前寒武纪古老陆壳物质。这些古老陆壳物质记录了Columbia、Rodinia和Gondwana超大陆等全球性演化相关的前寒武纪构造-岩浆-热事件信息。 展开更多
关键词 玄武岩 地球化学 锆石U-PB年龄 LA-ICP-MS 古老陆壳物质 南羌塘
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月球年轻玄武岩岩浆作用及其源区的多样性
10
作者 陈旭 李毅恒 +2 位作者 何琦 宗克清 汪在聪 《岩石学报》 北大核心 2025年第12期4195-4209,共15页
嫦娥五号和六号探月工程分别返回了20亿年和28亿年的月海玄武岩,结合30亿年左右的玄武质月球陨石和阿波罗低钛玄武岩(33~31亿年为主体)等样品,科学界逐渐认识到月球在中年期仍存在广泛的幔源岩浆活动。本文梳理这些年轻玄武岩的主要岩... 嫦娥五号和六号探月工程分别返回了20亿年和28亿年的月海玄武岩,结合30亿年左右的玄武质月球陨石和阿波罗低钛玄武岩(33~31亿年为主体)等样品,科学界逐渐认识到月球在中年期仍存在广泛的幔源岩浆活动。本文梳理这些年轻玄武岩的主要岩石地球化学特征,并对比遥感探测数据,讨论月球晚期岩浆活动特征并理解其月幔熔融的可能关键控制因素。月球正面和背面返回样品验证了遥感探测结果的可靠性,即月球正面风暴洋克里普地体及附近区域广泛分布年轻、富集不相容元素的玄武岩(以嫦娥五号样品为代表);而月球背面年轻玄武岩的钍等放射性生热元素含量低(以嫦娥六号样品为代表)。尽管这些月球年轻玄武岩属于低钛玄武岩,但是它们在单斜辉石成分、微量元素、Nd-Hf-Pb放射性同位素组成等多方面存在显著不同。这些差异反映了月幔源区组成的不均一性和复杂性。月表年轻玄武岩与遥感探测到的钍异常区域的耦合分布表明放射性生热元素在深部富集是控制月球年轻岩浆活动的主要因素。然而,已有的研究表明嫦娥五号玄武岩源区并不显著富集克里普组分以及月背的嫦娥六号玄武岩来自较亏损月幔源区,这表明克里普组分或富钍并非月球演化晚期月幔熔融的必要条件,可能还受到源区岩石组成、压力、潮汐加热等其他多重因素的共同影响。未来深入研究月球年轻玄武岩岩浆作用能够加深理解月球热演化历史和内部物质组成的复杂性。 展开更多
关键词 月球年轻玄武岩 月球岩浆作用 低钛玄武岩 克里普组分 月幔
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穿地壳岩浆系统与大陆地壳分异:基于白垩纪冈底斯弧地壳剖面的见解
11
作者 骆必继 宋佳乐 +4 位作者 徐旺春 王雄 于帆 李钰尧 张宏飞 《岩石学报》 北大核心 2025年第12期4092-4106,共15页
穿地壳岩浆系统强调不同深度岩浆储库内动态演化过程,是壳幔物质循环和分配的重要通道,在大陆地壳的生长和分异中发挥重要作用。剥露的大陆岩浆弧地壳剖面是研究该系统的天然实验室,西藏冈底斯岩浆弧东段晚白垩世中、下地壳(深度约17~42... 穿地壳岩浆系统强调不同深度岩浆储库内动态演化过程,是壳幔物质循环和分配的重要通道,在大陆地壳的生长和分异中发挥重要作用。剥露的大陆岩浆弧地壳剖面是研究该系统的天然实验室,西藏冈底斯岩浆弧东段晚白垩世中、下地壳(深度约17~42km)剖面即为其中的典型代表。本研究聚焦冈底斯弧东段晚白垩世里龙剖面岩浆作用,通过整合野外观测、岩石学分析和已有地球化学数据,并结合不同压力下含水玄武质岩浆结晶和变基性岩熔融实验岩石学结果,重新评估了里龙岩基的形成过程和机制。研究发现,里龙岩基超镁铁质岩(橄榄岩、辉石岩和角闪石岩)、镁铁质岩(苏长岩和角闪辉长岩)和中酸性岩(石英闪长岩和英云闪长岩)的结晶序列以及地球化学演化特征与在高压条件下含水玄武质岩浆结晶实验结果一致,表明含水玄武质岩浆底侵在大陆地壳增生和演化中发挥了重要作用。含水玄武质岩浆在下地壳的高压堆晶,熔体-晶粥体反应,及熔体上升侵位时的变压结晶作用,是里龙岩基超镁铁质、镁铁质和中酸性岩石形成的主要机制。演化的富水熔体与早期单斜辉石堆晶反应形成角闪石堆晶和富Si、Ca的安山质准铝质熔体,与上升侵位过程中的变压结晶过程伴随的斜长石结晶共同维持了熔体的准铝质特征。幔源含水玄武质岩浆的多次底侵在中-下地壳中形成了穿地壳岩浆系统,系统内的多阶段复杂过程,包括堆晶作用、熔体-晶粥体反应、以及变压结晶作用等,以及后期的变质深熔作用,共同驱动地壳的长英质化及成分垂向分层。穿地壳岩浆系统内的复杂演化过程对冈底斯带及全球其他初始岩浆弧的大陆地壳生长和分异具有重要的普适意义。 展开更多
关键词 穿地壳岩浆系统 大陆地壳分异 变压结晶作用 弧地壳剖面 冈底斯岩基
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华北克拉通栖霞地区~2.9Ga变质基性火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年、Hf-O同位素特征及构造意义 被引量：1
12
作者 智云宝 李秀章 +5 位作者 孙斌 王立功 王巧云 戴广凯 赵西强 郭艳 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1907-1921,共15页
胶东地区是华北克拉通重要的早前寒武纪研究区之一。中太古代唐家庄岩群在形成时代、岩石成因及构造环境等方面一直少有研究。作者在栖霞地区对出露的唐家庄岩群变质表壳岩进行系统地质调查研究基础上,开展了变质基性火山岩全岩地球化... 胶东地区是华北克拉通重要的早前寒武纪研究区之一。中太古代唐家庄岩群在形成时代、岩石成因及构造环境等方面一直少有研究。作者在栖霞地区对出露的唐家庄岩群变质表壳岩进行系统地质调查研究基础上,开展了变质基性火山岩全岩地球化学、锆石SHRIMP U-Pb和Hf-O同位素等分析研究。结果显示,变质基性火山岩岩浆锆石年龄为2907.9±6.3Ma,代表了中太古代唐家庄岩群的形成时间,并遭受新太古代早、晚期变质作用。这是~2.9Ga唐家庄岩群变质基性火山岩在胶东地区首次报道。岩石地球化学特征表现为相对富集大离子亲石元素K、Rb、Sr等,Th、Nb、Zr、Hf等高场强元素相对亏损,具有中等分异的REE配分模式。岩石中岩浆锆石具有相似的Hf、O同位素组成,εHf(t)值介于-0.68~+4.21,δ18 O值介于1.38‰~6.73‰。结合前人的工作,我们得出的主要结论如下:(1)胶东地区经历~2.9Ga岩浆事件,局部地段仍保留下了同时期的变质表壳岩;(2)唐家庄岩群是中太古代初始的洋盆环境中所形成的一套火山-沉积建造;(3)华北克拉通中太古代晚期是亏损地幔新生地壳加积的主要时期,局部地壳再循环了较老的陆源物质;(4)华北克拉通新太古代晚期经历了伸展构造背景,岩浆底侵作用使岩石发生强烈变质作用。 展开更多
关键词 栖霞 变质基性火山岩 锆石SHRIMP U-Pb定年 地球化学 构造意义
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华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期岩浆作用(ca.940~890Ma)序列与成因
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作者 苏向东 彭澎 《岩石学报》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期167-182,共16页
华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造... 华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通新元古代早期的岩墙和岩床及玄武岩(ca.940~890Ma)岩浆活动时间对比和古地磁研究结果表明,上述克拉通在新元古代可能相邻。这些阶段性岩浆作用的演化趋势和源区特征及其所反映的地质过程与构造背景对进一步开展大陆重建有重要意义。本文系统总结和对比分析了两个克拉通新元古代镁铁质岩石的岩相学、地球化学和同位素年代学数据。研究发现,这些岩石大致可分为两类多期:(1)年龄较老(ca.940~920Ma)且演化的高Ti岩石(MgO<6.5%,TiO_(2)>2%),负Eu异常明显(Eu/Eu^(*)=0.7~1.0);(2)年龄较年轻(ca.915~890Ma)且较为原始的低Ti岩石(MgO>6.5%,TiO_(2)<2%),具有正Eu异常(Eu/Eu^(*)=1~1.2)或者没有Eu异常(Eu/Eu=1)。早期高Ti岩浆源区类似于EMⅠ型地幔端元(ε_(Nd)(t)=-8~+3),Sr-Nd同位素特征表明其可能是软流圈上涌熔融产生的岩浆与岩石圈地幔相互作用的结果;而晚期低Ti岩石Nd同位素与球粒陨石值类似(ε_(Nd)(t)=-2~+3),可能来源于软流圈地幔。这两类岩石在华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通几乎同时出现,且可类比。岩浆演化趋势、微量元素和Sr-Nd同位素等特征及单斜辉石-熔体平衡深度计算表明,早期高Ti岩浆产生于大陆岩石圈破裂初期,经历了较高程度的结晶分异作用;而晚期低Ti岩浆的持续作用(~30Myr)可能与岩石圈破裂过程中不断增强的软流圈岩浆活动相关。该裂谷演化进程在Sr同位素特征变化上也有体现,即与早期高Ti岩石相比,晚期低Ti岩石的Sr同位素更为富集但Nd同位素保持不变,表明该类岩石的产生可能在大陆裂谷发育过程中受到海水蚀变的影响。以上证据表明,华北克拉通和巴西圣弗朗西斯科-刚果克拉通在新元古代早期具有可类比的岩石圈应力演化状态,且经历了相似的地幔地球化学动力学过程,支持两个克拉通在该时期相邻。 展开更多
关键词 华北克拉通 圣弗朗西斯科-刚果克拉通 新元古代 大火成岩省
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西准噶尔乌尔禾地区哈拉阿拉特组富斑碱性玄武岩年代学、地球化学及地质意义 被引量：1
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作者 李永军 王盼龙 +4 位作者 支倩 黄家瑄 张新远 李伟 段丰浩 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2037-2055,共19页
新近于新疆乌尔禾之北的哈拉阿拉特组(后文简称“哈山组”)最底部发现的一套富斑玄武岩,斑晶含量高达30%~40%,成分全为斜长石,晶形粗大完好,聚片双晶发育,粒径8×0.3mm~18×3 mm。该富斑玄武岩总厚大于90m。如此厚度大、层位稳... 新近于新疆乌尔禾之北的哈拉阿拉特组(后文简称“哈山组”)最底部发现的一套富斑玄武岩,斑晶含量高达30%~40%,成分全为斜长石,晶形粗大完好,聚片双晶发育,粒径8×0.3mm~18×3 mm。该富斑玄武岩总厚大于90m。如此厚度大、层位稳定且组构特殊的玄武岩在本区乃至整个新疆北部地区极为罕见,鲜有报道。本文研究表明,哈山组富斑玄武岩斑晶主要为浅红褐色、灰白色长石,其中浅红褐色长石电子探针分析其属钠长石和中长石;LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为306±2Ma,属晚石炭世晚期;地球化学显示属碱性钠质系列,岩石具低的SiO_( 2)含量(48.84%~49.63%),较高的Al _(2)O_( 3)(17.78%~18.78%)、MgO(4.59%~9.29%)和全碱(6.62%~7.11%)含量,富钠贫钾(K _(2)O/Na _(2)O比=0.16~0.20)。相对富集轻稀土而亏损重稀土;富集Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损Th、U、Nb、Ta等高场强元素。具正的ε_(Hf)(t)值(9.94~14.86)和较年轻的二阶段Hf模式年龄(t _(DM2)=0.37~0.68Ga)。综上认为该富斑玄武岩具有N-MORB和弧岩浆系列的双重地球化学特征,是流体交代的亏损地幔源石榴石+尖晶石二辉橄榄岩部分熔融形成。富斑碱性玄武岩所具有的“Nb、Ta亏损Ti不亏损”这一“初始岛弧”的地球化学特征,表明包古图构造带进入晚石炭世后开启了一个新生弧-盆构造体系。哈山组最底部的新生初始弧富斑玄武岩与其之上的成熟弧埃达克质火山岩,记录了一个相对完整的增生弧火山岩形成与演化历史。 展开更多
关键词 富斑碱性玄武岩 地球化学 初始岛弧 增生弧火山岩 晚石炭世 新疆西准噶尔
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内蒙古西乌旗扎很花蛇绿岩的识别与古亚洲洋东段初始俯冲
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作者 李英杰 董培培 +3 位作者 李红阳 郭菁华 张夏炜 王帅 《岩石学报》 北大核心 2025年第11期3802-3817,共16页
在兴蒙造山带北部的贺根山蛇绿岩东侧新识别出扎很花前弧蛇绿岩。野外填图结果显示,扎很花蛇绿岩呈NE向展布,出露宽约3km,长约10km,蛇绿岩各单元出露较齐全,岩性主要为蛇纹石化方辉橄榄岩、层状辉长岩、暗色均质辉长岩、浅色均质辉长岩... 在兴蒙造山带北部的贺根山蛇绿岩东侧新识别出扎很花前弧蛇绿岩。野外填图结果显示,扎很花蛇绿岩呈NE向展布,出露宽约3km,长约10km,蛇绿岩各单元出露较齐全,岩性主要为蛇纹石化方辉橄榄岩、层状辉长岩、暗色均质辉长岩、浅色均质辉长岩、块状前弧玄武岩、枕状前弧玄武岩(fore-arc basalt,FAB)和泥质硅质岩,其岩性组合和岩石序列可与代表洋内初始俯冲的迪彦庙前弧蛇绿岩相对比。扎很花蛇绿岩岩石序列中玄武岩锆石U-Pb年龄约326Ma,与东部迪彦庙蛇绿岩的辉长岩同期。扎很花前弧玄武岩主要发育无斑结构,基质呈球颗结构、间粒结构,枕状构造。岩石SiO_(2)含量为45.67%~58.70%,较低的TiO_(2)(0.82%~0.98%),富Na_(2)O(0.01%~5.09%)而贫K_(2)O(0.04%~1.31%),Na_(2)O/K_(2)O为0.01~93.25;岩石具有亏损型稀土元素配分模式,类似N-MORB,但高场强元素(HFSE)Nb、Ta和Ti等比N-MORB稍低,相容元素Cr、Ni和大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Ba、U比N-MORB稍高,与弧拉斑玄武岩相似。地球化学特征指示扎很花玄武岩兼有洋中脊(MORB)与岛弧双重特性,而更像MORB,与马里亚纳前弧玄武岩(FAB)和迪彦庙前弧玄武岩相一致。扎很花前弧蛇绿岩和贺根山玄武岩的微量元素和Nd同位素揭示,它们都起源于亏损的MORB型地幔,源区未受俯冲组分影响。但是随着俯冲作用的进行,扎很花玄武岩的源区由于熔体的抽提作用源区逐渐更加亏损,同时也逐渐有来自俯冲板片的熔体或流体的加入,并由此也导致了源区的氧逸度的不断升高,揭示扎很花蛇绿岩具有前弧环境岩浆源区演化的特征,类似于IBM前弧和迪彦庙前弧蛇绿岩的演化。这一发现为明确贺根山蛇绿岩带早石炭世存在前弧玄武岩提供了岩石学和地球化学佐证,表明贺根山洋早石炭世发生了洋内初始俯冲岩浆作用,记录了早石炭世古亚洲洋东段洋内初始俯冲事件。 展开更多
关键词 前弧玄武岩 初始俯冲 早石炭世 贺根山蛇绿岩 古亚洲洋 内蒙古
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俯冲洋壳物质再循环——吉尔吉斯天山造山带晚白垩世—古新世板内碱性玄武岩的地球化学证据
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作者 郑佳琪 曹俊 +4 位作者 吴鹤 梁杰豪 李思琪 刘紫嫣 尹文燕 《地质通报》 北大核心 2025年第8期1511-1534,共24页
【研究目的】与板块边缘岩浆作用不同,发育于板块内部的岩浆作用因显著的化学不均一性导致其成因机制存在着广泛争议。以吉尔吉斯天山造山带Uchkuduk地区晚白垩世—古新世板内碱性玄武岩为研究对象,进一步探讨其成因和地幔源区特征。【... 【研究目的】与板块边缘岩浆作用不同,发育于板块内部的岩浆作用因显著的化学不均一性导致其成因机制存在着广泛争议。以吉尔吉斯天山造山带Uchkuduk地区晚白垩世—古新世板内碱性玄武岩为研究对象,进一步探讨其成因和地幔源区特征。【研究方法】对该板内碱性玄武岩进行详细的橄榄石主量和微量元素、全岩Mg-Li同位素分析研究。【研究结果】Uchkuduk玄武岩中橄榄石斑晶的Fo值为70.3~88.6 mol%,与洋中脊玄武岩橄榄石斑晶相比具有高Ni和Fe/Mn值,低Ca、Mn特点;同时结合样品的原始岩浆组成,发现其具有富MgO、贫CaO和适度富集TFeO、TiO_(2)的特征,认为其源区存在辉石岩组分的贡献。在地幔源区判别图中,Uchkuduk橄榄石斑晶低的10000×Zn/Fe(7.36~16.2)和高的Mn/Zn(9.20~16.7)和100×Mn/Fe值(1.17~2.08),暗示Uchkuduk玄武岩的地幔源区为橄榄岩+辉石岩的混合源区。Uchkuduk玄武岩具有类似于地幔的δ^(7)Li值(+1.0‰~+5.7‰),但其δ^(26)Mg值相比地幔偏轻(δ^(26)Mg=-1.80‰~-0.33‰),指示地幔源区可能受到了再循环洋壳衍生的碳酸盐熔体的交代,很可能来自滞留的古亚洲洋俯冲板片。【结论】研究表明,滞留的古亚洲洋板片在物质上影响到吉尔吉斯天山造山带的上地幔区域。 展开更多
关键词 吉尔吉斯天山造山带 玄武岩 辉石岩 再循环洋壳 碳酸盐熔体
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西准噶尔构造带洋-陆转换过程:来自白杨河组玄武岩的制约 被引量：1
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作者 李永军 张坚烨 +3 位作者 王绪龙 杨高学 段丰浩 李伟 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3031-3046,共16页
西准噶尔构造带位于中亚造山带西南缘,是研究古亚洲洋演化的关键地区。该带在晚石炭世构造属性与演化认识久存争议。最新发现的西准噶尔构造带下二叠统白杨河组火山岩为解决这一争议提供了可能。白杨河组火山岩主要为玄武岩及其共生的... 西准噶尔构造带位于中亚造山带西南缘,是研究古亚洲洋演化的关键地区。该带在晚石炭世构造属性与演化认识久存争议。最新发现的西准噶尔构造带下二叠统白杨河组火山岩为解决这一争议提供了可能。白杨河组火山岩主要为玄武岩及其共生的次火山岩,发育完整的陆相火山机构,不整合于下二叠统佳木河组陆相磨拉石建造之上。火山岩高Al_(2)O_(3)、低TiO_(2),属钙碱性中低钾系列。ΣLREE/ΣHREE为2.31~5.00,富集LREE,δEu为0.99~1.29。富集大离子亲石元素Ba、K、Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf,具有明显“TNT”负异常。(^(206)Pb/^(204)Pb)_(i)=17.924~18.000,(^(207)Pb/^(204)Pb)_(i)=15.469~15.509,(208Pb/^(204)Pb)_(i)=37.737~37.879。正的ε_(Nd)(t)(+5.93~+6.76)值和相对低的初始^(87)Sr/^(86)Sr比值(0.703974~0.704299),表明源区可能为俯冲板片脱水产生的流体交代的亏损地幔。这些特征与晚石炭世海相弧火山岩地球化学特征总体一致,时空上密切相关,具有同源、同成因、同构造背景特色,显示了较好的继承性。白杨河组晚于佳木河组陆相磨拉石,明显滞后于洋盆闭合时限,属“滞后弧型”建造。结合前人研究和区域地质背景,本文认为西准噶尔构造带洋盆在晚石炭世关闭后,深部的俯冲作用持续到下二叠统白杨河组形成后,其洋-陆转换过程中经历了“滞后弧”这一独特的构造演化过程。“滞后弧型”火山岩为追索古亚洲洋在本区闭合位置和约束构造演化过程提供新的制约。 展开更多
关键词 白杨河组 “滞后弧”型玄武岩 地球化学 早二叠世 乌尔禾-哈山 新疆
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玄武岩矿化封存CO_(2)机理及储层演化特征研究进展 被引量：1
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作者 刘云乾 廖志伟 +4 位作者 丁海 甘泉 方惠京 罗永江 陈强 《成都理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期975-988,共14页
随着全球气候变暖的不断加剧,以及中国“双碳”目标的提出,降低CO_(2)排放迫在眉睫。作为最有前景的CO_(2)地质封存技术之一,玄武岩矿化封存研究备受关注。为掌握该技术最新进展,推动中国在该领域的发展,拟从玄武岩地质特征、玄武岩-CO_... 随着全球气候变暖的不断加剧,以及中国“双碳”目标的提出,降低CO_(2)排放迫在眉睫。作为最有前景的CO_(2)地质封存技术之一,玄武岩矿化封存研究备受关注。为掌握该技术最新进展,推动中国在该领域的发展,拟从玄武岩地质特征、玄武岩-CO_(2)矿化机理、储层物性演化等方面开展现状调研,并对中国部分玄武岩分布地区进行了封存潜力初步估算。研究指出,玄武岩原始矿物组分、孔渗特性等地质差异特征对矿化封存过程具有重要影响,但目前针对该过程中储层物性演化特征还不清晰,CO_(2)注入后矿化封存机理及多尺度流体运移规律表征理论模型、手段和技术尚待进一步完善。估算结果表明,中国玄武岩分布广泛,尤其以具有良好源储配置和巨量体积的峨眉山玄武岩具有最大区域封存潜力。 展开更多
关键词 二氧化碳 玄武岩 矿化封存机理 储层演化 潜力估算
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闽北邵武地区玄武安山岩的成因和意义——来自年代学、地球化学及Nd-Hf同位素的约束 被引量：2
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作者 周伏顺 林鑫 +1 位作者 王郅睿 邵程波 《吉林大学学报（地球科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期840-861,共22页
东南沿海地区中生代火山岩研究成果颇丰,但有关中侏罗世晚期基性火山岩的报道较少,限制了对该区域中生代构造-岩浆活动及大地构造演化的深入理解。本文对江绍断裂带东南侧邵武地区的中生代火山岩开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、锆... 东南沿海地区中生代火山岩研究成果颇丰,但有关中侏罗世晚期基性火山岩的报道较少,限制了对该区域中生代构造-岩浆活动及大地构造演化的深入理解。本文对江绍断裂带东南侧邵武地区的中生代火山岩开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、锆石Lu-Hf同位素、地球化学和Sm-Nd同位素研究。结果显示:邵武地区玄武安山岩喷发年龄为(161.0±2.0)Ma;同位素地球化学结果显示,这些样品中—晚侏罗世锆石的ε_(Hf)(t)值介于-14.33~-10.41之间,ε_(Nd)(t)值较低(-9.2~-8.4),反映富集Nd同位素的特征;岩石地球化学结果表明,该套火山岩具有高w(Al_(2)O_(3))、w(Na_(2)O)、低w(MgO)、w(TFe_(2)O_(3))等特征,稀土总量较低,稀土配分曲线为右倾型,且具弱的Eu负异常,大离子亲石元素Rb、Ba和K相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti、P等相对亏损。综合岩石学和地球化学研究结果,本文认为邵武玄武安山岩起源于交代岩石圈地幔的部分熔融,并经历一定结晶的分异作用,其大地构造背景总体为板内环境。结合前人对区域构造-岩浆活动的认识,本文认为在中侏罗世晚期,太平洋俯冲板片发生回撤、撕裂,导致幔源岩浆底侵并置换了古老壳源岩石,从而东南沿海地区虽整体处于挤压背景,但仍存在局部拉张环境。 展开更多
关键词 中侏罗世 地球化学 伸展背景 玄武安山岩 东南沿海
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琼北玄武岩建造区域岩石—土壤体系化学元素垂向分布规律
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作者 付燕刚 蔡永文 +13 位作者 马生明 唐世新 林建绥 胡树起 苏磊 高健翁 龚晶晶 杨剑洲 王振亮 段壮 郝泽江 林鲁军 赵克强 李勇 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1844-1856,共13页
土壤由岩石风化而来,岩石—土壤是一个密切联系的体系,是地球系统科学中与人类关系最为密切的一部分。为调查研究地质建造单元岩石—土壤体系(简称:岩土体系)中的物质组成演化特征,必须选择原地风化的残积物出露区域来完成土壤垂向剖面... 土壤由岩石风化而来,岩石—土壤是一个密切联系的体系,是地球系统科学中与人类关系最为密切的一部分。为调查研究地质建造单元岩石—土壤体系(简称:岩土体系)中的物质组成演化特征,必须选择原地风化的残积物出露区域来完成土壤垂向剖面采样。笔者等以海南岛区域生态地质背景调查项目的资料数据为基础,科学阐述了残积物剖面的确定方法,并依据琼北玄武岩垂向剖面地球化学数据,总结出如下结论:垂向剖面SiO_(2)含量呈现出土壤表层A层和岩石的高,土壤B、C层含量低的“凹”字型特征,与Al_(2)O_(3)含量变化趋势相反(“凸”字型),两个代表性组分存在明显的负相关性,其他组分根据其亲和性,与该两种组分协同变化,部分受表层活动影响较大的元素,例如有机质、I等微量元素,则不具有该规律,土壤表层(A、B层)与深层(C层)、岩石中差别通常较大。 展开更多
关键词 地球系统科学 岩土体系 残积物 土壤垂向剖面 琼北玄武岩
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