必赢唯一官方网站刘彬教授团队在地学TOP期刊《Chemical Geology》上发表了题为“Volcanic-intrusive connections and crystal-melt segregation in the Dulan tilted crustal section: Insights from accessory mineral evolution”的研究论文。刘彬教授为第一作者和通讯作者,该项研究得到了国家自然科学基金等项目资助。
火山喷发是由地壳岩浆储库系统中许多复杂、动态和非线性的地质过程所驱动的。火山下部岩浆储库系统结构复杂,涉及到地壳多个不同深度的储存(即“穿地壳岩浆储库”;Transcrustal magma reservoirs),并且可能在火山动荡的时间尺度上经历多次重组。因此,准确揭示火山岩与侵入岩的成因联系是重建火山下部穿地壳岩浆储库系统结构及其多阶段演化历史、深入认识岩浆形成-喷发机制的关键前提。该研究以青藏高原东昆仑造山带东段都兰地区出露的三叠纪火山-侵入岩地壳剖面为研究对象(图1),通过开展锆石与磷灰石微区结构与成分分析,结合岩石学与全岩地球化学等研究,识别侵入岩中与火山岩互补的残余堆晶组分,揭示都兰地区火山岩-浅成岩-深成岩之间的成因联系及其所经历的多期次晶体-熔体分离过程。
图1研究区地质简图(a);东昆仑造山带大地构造图(b);都兰火山-侵入岩地质剖面图(c)
该项研究揭示,都兰三套不同的岩石单元(花岗闪长岩、花岗斑岩、流纹岩)在锆石U-Pb年龄、稀土元素模式和εHf(t)值表现出相似的特征,表明火山岩与侵入岩应该来自于同一深部的岩浆储库。花岗闪长岩-花岗斑岩-流纹岩的成分变化明显受到斜长石、磷灰石和部分镁铁矿物等分离结晶的控制。浅成-深成相侵入岩均具有与残余堆晶体类似的特征,火山岩代表了从晶粥储库中抽取出来的熔体成分。都兰地区火山-侵入杂岩的形成至少与两阶段晶体-熔体分离过程关系密切。其中,早期阶段发生在地壳约33km深度处,由于流体的注入促发了晶体-熔体分离,进而形成了花岗闪长岩(残余堆晶)和花岗斑岩(早期抽取熔体);后期阶段发生在地壳约12km深度处,由于基性岩浆和熔体的注入导致了高硅熔体的分离并形成了流纹岩(图2)。
图2都兰火山-侵入岩晶体-熔体分离机制模型
论文链接: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
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