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地科學院劉彬教授團隊在地學TOP期刊《Chemical Geology》上發表論文揭示火山岩-侵入岩成因聯系及其岩漿儲庫演化過程

時間:2024-12-04   來源:    訪問量:

永利6774app手机版官网劉彬教授團隊在地學TOP期刊《Chemical Geology》上發表了題為“Volcanic-intrusive connections and crystal-melt segregation in the Dulan tilted crustal section: Insights from accessory mineral evolution”的研究論文。劉彬教授為第一作者和通訊作者,該項研究得到了國家自然科學基金等項目資助。

火山噴發是由地殼岩漿儲庫系統中許多複雜、動态和非線性的地質過程所驅動的。火山下部岩漿儲庫系統結構複雜,涉及到地殼多個不同深度的儲存(即“穿地殼岩漿儲庫”;Transcrustal magma reservoirs),并且可能在火山動蕩的時間尺度上經曆多次重組。因此,準确揭示火山岩與侵入岩的成因聯系是重建火山下部穿地殼岩漿儲庫系統結構及其多階段演化曆史、深入認識岩漿形成-噴發機制的關鍵前提。該研究以青藏高原東昆侖造山帶東段都蘭地區出露的三疊紀火山-侵入岩地殼剖面為研究對象(圖1),通過開展锆石與磷灰石微區結構與成分分析,結合岩石學與全岩地球化學等研究,識别侵入岩中與火山岩互補的殘餘堆晶組分,揭示都蘭地區火山岩-淺成岩-深成岩之間的成因聯系及其所經曆的多期次晶體-熔體分離過程。


圖1研究區地質簡圖(a);東昆侖造山帶大地構造圖(b);都蘭火山-侵入岩地質剖面圖(c)

該項研究揭示,都蘭三套不同的岩石單元(花崗閃長岩、花崗斑岩、流紋岩)在锆石U-Pb年齡、稀土元素模式和εHf(t)值表現出相似的特征,表明火山岩與侵入岩應該來自于同一深部的岩漿儲庫。花崗閃長岩-花崗斑岩-流紋岩的成分變化明顯受到斜長石、磷灰石和部分鎂鐵礦物等分離結晶的控制。淺成-深成相侵入岩均具有與殘餘堆晶體類似的特征,火山岩代表了從晶粥儲庫中抽取出來的熔體成分。都蘭地區火山-侵入雜岩的形成至少與兩階段晶體-熔體分離過程關系密切。其中,早期階段發生在地殼約33km深度處,由于流體的注入促發了晶體-熔體分離,進而形成了花崗閃長岩(殘餘堆晶)和花崗斑岩(早期抽取熔體);後期階段發生在地殼約12km深度處,由于基性岩漿和熔體的注入導緻了高矽熔體的分離并形成了流紋岩(圖2)。


圖2都蘭火山-侵入岩晶體-熔體分離機制模型

論文鍊接:Bin Liu, Luan Wu, Chang-Qian Ma, Meng-Yu Zhang, Zhen-Hua Xue, Yang Sun, Shi-Ze Li, 2025.Volcanic-intrusive connections and crystal-melt segregation in the Dulan tilted crustal section: Insights from accessory mineralevolution.672, 122517.https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.122517


圖3論文首頁

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