大火成岩省研究新进展

矿物岩石地球化学通报・科普园地•Bulletin of Mineralogy,Petrology and GeochemistryVol.38No.2,Mar.,2019“大火成岩省”是什么省?□李娴说起“XX省”，我们的第一反应是：行政区划单位。

在中国，“省”是地方最大的一级行政区域，直属中央，目前全国共设有34个省。

找遍中国行政区划图，却没发现有叫“大火成岩”的省，难道是国外的某省？即使翻遍世界各国行政区划图也找不到。

直到看见一张地质图（图1）,才看到上面标了大火成岩省（Large Igneous Provinces,简称LIP），原来大火成岩省是指特定的地质区域，那么什么是大火成岩省呢？图1大火成岩省地质图什么是大火成岩省？1992年，地质学家Coffin和Eldholm首次使用大火成岩省来描述在极短的地质时间间隔内（几百万年甚至更短）发生的面积超过10万平方公里的镁铁质火成岩喷发或侵入，不包括洋中脊处海底扩张产生的玄武岩海床以及其他正常的板块构造形成的火成岩区域。

大火成岩省不仅是指铁镁质火成岩的大规模堆积，也包括了所有类型的火成岩，有学者提出根据岩浆是否喷出地表，将大火成岩省分为大型火山省（喷出岩）和大型深成岩省（侵入岩，未喷出地表）。

后来，大火成岩省的定义经历了不断的扩展和完善，目前所说大火成岩省是指连续的、体积庞大的火成岩所构成的大规模岩浆区域，包括与大陆裂谷伴生的大陆溢流玄武岩、海底扩张两侧的火山型被动大陆边缘、大洋高原、海岭、海山群和大洋盆地的溢流玄武岩，大火成岩省的分布面积往往大于0.1X106km2,岩浆岩体积大于0.1X106km',短时间喷发（约1〜5百万年）的岩浆体积占整个火山活动岩浆体积的比例超过75%O目前，地质研究已确定了一些大火成岩省（图2）,有些大火成岩省现在还是完整的，如印度的德干大火成岩省（Deccan Traps）,有些则被板块构造运动所肢解，如中大西洋火成岩区域（CAMP）分布在巴西、北美东部、非洲西北部。

2024届河北省部分高中高三二模语文试题一、现代文阅读（35分）（一）现代文阅读I（本题共5小题，19分）1. 阅读下面的文字，完成小题。

灭绝真凶：火山爆发还是小行星撞击？1978年，美国Dewey McLean教授最早提出他对白垩纪末期生物大灭绝原因的看法：可能是由于地球上规模巨大的火山喷发事件导致的。

这种规模巨大的火山喷发事件会形成大火成岩省，并很容易被地质学家们观察到。

大火成岩省是在地壳中规模巨大的火成岩的堆积，包括侵入或喷出。

1992年，研究者首次用此术语描述面积大于100000平方千米的火成岩堆积，在几百万年甚至更短的地质时间间隔内，发生基性火成岩喷出或深处侵入。

德干大型火成岩省是白垩纪/古近纪（K/Pg）界线处主要由玄武岩熔岩大量喷出而形成的产物，构成了世界上已知最大的火成岩省之一，覆盖超过500000平方千米。

传统的观点认为德干大火成岩省喷发出大量温室气体，导致了当时气候变暖并有可能引起了恐龙灭绝，对德干玄武岩火山灰的高精度锆石U—Pb定年①进一步支持了这一观点。

但是很快，不同的声音提了出来。

来自美国的物理学家Luis Alvarez和他的儿子Walter Alvarez发现意大利古比奥K/Pg界线地层里含有异常高的铱元素。

铱作为一种铂族元素的贵金属，在地壳中含量并不高，反而在小行星等“天外来客”里含量丰富，于是他们提出了影响至今的小行星撞击说。

这一极具戏剧性的假说很快就引起了大众的关注，随后科学家们也不断发现了更多的证据。

一份来自中国的新线索来自中国科学院南京地质古生物研究所的副研究员李莎多年来一直从事对这次“灭门案件”的研究，其所带领的研究团队与中国地质大学（北京）教授万晓樵等合作，对案发当时一种特殊的线索——汞进行了跟踪研究，将K/Pg界线附近的海相（海洋环境中形成的沉积相的总称）和陆相（陆地环境中形成的沉积相的总称）地层中的汞记录进行了综合对比。

汞（Hg），俗称水银，是常温常压下唯一的以液态存在的金属。

⼤⽕成岩省定义⼤⽕成岩省是指体积达到了≥10^4km³的巨⼤规模⽞武质岩浆溢流省(也包括长英质⼤⽕成岩省但较少)。

历史上最⼤规模的⼤⽕成岩省事件发⽣在⼤约~122Ma的西北太平洋地区，最近⼀次⼤规模的⼤⽕成岩省发⽣在~16Ma的北美西部哥伦⽐亚河⼀带。

成因它们形成于具有流动性岩浆长期间歇喷发，岩浆叠层⽽成。

⼤部分的⼤⽕成岩省为地幔柱成因。

当板块聚合时，⼤量俯冲板块会滞留在上下地幔转换带，可能达到100MY之久。

最后会发⽣重⼒坍塌，向外地核接近，这时称为冷地幔。

当冷地幔落⼊地核后，会改变核幔边界的热结构，这时会上升起⼀股地幔柱。

当地幔柱到达地壳下后，如果地壳厚度薄，那么⼤部分岩浆来⾃于地幔柱的减压绝热熔融，地球化学上类似洋岛⽞武岩(德⼲)。

如果地壳相对厚度较厚，那么地幔柱柱头所烘烤的地壳会发⽣熔融形成长英质岩浆，这种情况下的喷发会出现⼤规模爆炸式喷发(⼤部分还是来⾃地幔柱岩浆供应⽽不是地壳熔融)。

在国内，塔⾥⽊⼤⽕成岩省的成因提供了⼀个另⼀个的⼤⽕成岩省的形成⽅式，它是由地幔柱减压熔融和地壳熔融共同作⽤下所形成的。

最新的⼀种⼤⽕成岩省⽅式最近被提出了，参考的是美国西部哥伦⽐亚河⽞武岩组，亚软流圈(sub-slab asthenospheric)上涌并热侵蚀板块，导致板块厚度减⼩，通过动⼒压⼒梯度驱动，⼤规模裂⾕最终形成。

挥发份含量及⽣物⼤灭绝⼤⽕成岩省事件属于地幔柱柱头作⽤，它的岩浆为极其富集硫的⽞武岩岩浆，通常脱⽓可达到~500~1000ppm。

这种岩浆事件本⾝含硫⾮常⾼，它们并没有"过量硫"(硫来⾃⽕⼭的⽓相)。

它们喷发都是世界上对⽓候影响最⼤的喷发，⼤部分喷发都对应了⽣物⼤灭绝事件或海洋缺氧事件。

历史上最⼤规模⽣物⼤灭绝事件被称为三叠纪—⼆叠纪交界⽣物⼤灭绝事件，这次灭绝时间在地质历史上对应了世界最⼤陆地⼤⽕成岩省—西伯利亚溢流⽞武岩事件。

喷发过程喷发前由地幔柱模型显⽰地壳会因为地幔柱柱浮⼒⽽上升，即地壳隆⽣。

峨眉山大火成岩省内带黑谷田含钒钛磁铁矿层状岩体成因陈列锰;易俊年;宋谢炎;于宋月;佘宇伟;颉炜;栾燕;向建新【摘要】黑谷田岩体产于峨眉山大火成岩省内带,是一个小型含钒钛磁铁矿辉长岩体.与区内其它典型大型基性-超基性层状岩体具有多个旋回岩相的特征不同,黑谷田层状岩体分为下部、上部两个岩相带:下部岩相带从底到顶依次为橄榄辉石岩、磁铁辉长岩、含磷灰石辉长岩和中粒辉长岩,上部岩相带为细粒辉长岩,二者呈突变接触关系.黑谷田岩体的锆石SHRIMPU-Pb年龄为263±5Ma,表明其是～260Ma峨眉山地幔柱岩浆主活动期的产物.岩石的矿物组合(主要为单斜辉石、斜长石,磁铁矿,少量橄榄石等)、元素地球化学(富Fe2O3、TiO2、P2O5,高Sm/Yb及低La/Sm)及低的初始87Sr/86Sr值和亏损的εNd (t)值特征一致指示黑谷田岩体与峨眉山高Ti玄武岩具有密切的内在成因联系.岩体的岩相学及地球化学特征暗示下部岩相带是富Fe-Ti岩浆侵入发生橄榄石、单斜辉石、磁铁矿、斜长石、磷灰石等矿物分离结晶、堆积固结的产物,而上部岩相带是另一期岩浆上侵较为快速冷却固结的结果,矿物堆晶作用不显著,但是二者起源于相同的母岩浆.下部岩相带比上部岩相带具有相对低的初始87 Sr/86 Sr值(分别为0.7041 ～0.7051和0.7050～0.7056)和略高的εNd(t)值(分别为2.1 ～4.4和0.6～1.3),表明后者比前者经历了稍微强烈的地壳物质同化混染.下部岩相带仅有橄榄辉石岩及辉长岩而缺少正长岩和花岗岩、以及较厚的氧化物矿体赋存在岩体底部下凹部位说明黑谷田钒钛磁铁矿形成于岩浆通道系统中,磁铁矿在流动过程中由于重力作用堆积成矿.黑谷田含钒钛磁铁矿岩体的发现表明小型层状岩体也具有重要的Fe-Ti氧化物成矿潜力,在勘探找矿中不容忽视.【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2014(030)005【总页数】17页(P1415-1431)【关键词】黑谷田;层状岩体;钒钛磁铁矿;峨眉山大火成岩省;成因【作者】陈列锰;易俊年;宋谢炎;于宋月;佘宇伟;颉炜;栾燕;向建新【作者单位】中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550002;中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550002;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550002;中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550002;中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550002;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550002;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室,贵阳550002;中国科学院大学,北京100049;攀钢集团矿业有限公司,攀枝花617000【正文语种】中文【中图分类】P581;P597.3;P611.111 引言峨眉山大火成岩省内带发育一系列基性-超基性层状岩体中赋存着具有巨大经济价值的含Fe-Ti氧化物矿床(图1)，从北向南依次为太和(Hou et al.，2012a;She et al.，2014)、白马 (Zhang et al.，2012，2013)、新街(Zhong et al.，2004，2011;赵莉等，2006)、红格(Zhong et al.，2002;Bai et al.，2012;Luan et al.，2014)和攀枝花(宋谢炎等，1999;Zhou et al.，2005;Pang et al.，2008a，b;张晓琪等，2011;Song et al.，2013)。

碳酸岩研究新进展叶海敏;张翔【摘要】主要从时空分布、岩石学、矿物学、地球化学及C-O-Sr-Nd-Pb同位素特征等方面对碳酸岩进行全面总结,结合近20年来的实验岩石学资料,论述了其岩浆的分异演化过程、地幔交代作用及源区物质组成.碳酸岩具有极高的Sr、Ba和稀土含量(平均ΣREE=3731),Sr-Nd-Pb放射性同位素、C-O稳定同位素和惰性气体组成以及实验岩石学证据,均指示碳酸岩来自地幔,几乎没有受到地壳物质的混染.碳酸岩研究仍存在诸多争议,但本文认为,越来越多的证据显示碳酸岩的形成与大火成岩省以及地幔柱活动有密切的时空联系.【期刊名称】《资源调查与环境》【年(卷),期】2015(036)001【总页数】7页(P21-27)【关键词】碳酸岩;岩石学;地球化学;地幔源区;地幔柱【作者】叶海敏;张翔【作者单位】南京地质矿产研究所,南京210016;南京地质矿产研究所,南京210016【正文语种】中文【中图分类】P588.1关于碳酸岩的岩浆成因问题一直以来都存在争议，直到60年代初，地质学家亲眼目睹坦桑尼亚Oldoinyo Lengai火山喷出富碱的碳酸岩熔岩、火山角砾和凝灰质火山物质之后，学者们才广泛接受碳酸岩岩浆成因的观点[1]。

纵观全球的岩浆活动，碳酸岩所占的比例极其微小，但却提供了大量来自地球内部的信息。

碳酸岩不同寻常的组成、独特的找矿意义、与金伯利岩的关系以及倍受争议的岩石成因引起世界地质学家的关注与研究[2-7]，这些研究不仅深化了对碳酸岩起源和成因的认识，也为了解大陆地幔的特征和演化提供了重要信息，表明碳酸岩已是当今幔源火成岩和深部地质研究的重要的方面。

中国作为碳酸岩第四大产出国，具有丰富的碳酸岩及其矿产资源，地质学家们也逐渐认识到碳酸岩在指示地幔交代作用、地壳深部结构、地幔物质组成以及碳酸岩在成岩、成矿等方面的特殊性与重要性，对碳酸岩的研究也在不断加强[8-11]。

但在对碳酸的研究中也出现一些错误认识，比如认为碳酸岩是壳源产物等，这是对碳酸岩研究中需要注意和避免的问题。

峨眉山大火成岩省白马寨镍铜硫化物矿床流体组成及地质意义峨眉山大火成岩省产出了Fe-Ti-V氧化物和Ni-Cu-PGE硫化物两种类型完全不同的岩浆矿床,其成矿岩浆的氧化还原环境完全不同。

白马寨镍铜硫化物矿床为富铜镍-贫PGE型地幔柱岩浆通道矿床,成矿岩体以块状硫化物为中心,依次以斜方辉石岩、二辉岩和辉长岩筒状分布,是认识岩浆通道成矿这种世界超大型镍铜硫化物矿床的主要成矿作用的理想地区。

白马寨岩浆矿床相关成矿岩浆过程的流体组成系统研究可完善岩石地球化学对矿床形成过程中S饱和以及成矿元素富集的认识。

本文以白马寨镍铜硫化物矿床主要成矿岩体(3号)中斜方辉石岩、二辉岩和辉长岩等3种主要岩石类型,分选辉石单矿物,采用分步加热质谱法开展了流体组份化学组成与碳同位素组成分析,探讨地幔柱成矿岩浆起源流体环境及硫饱和过程,取得了如下认识：1.白马寨镍铜硫化物矿床成矿岩体斜方辉石岩、二辉岩和辉长岩中主要岩浆矿物辉石中流体挥发份主要在200-400、400-900和900-1100℃三个温度段释出,流体释出总量分别为136.64、19870.50和996.54 mm3/g,化学组成主要以H20为主(89%),其次为CO2、H2、O2和C2H6等组分。

2.从斜方辉石岩、二辉岩到辉长岩400-900℃的流体挥发份总量逐渐降低,依次为23243.3、19585.7和16782.43mm3/g,化学组成为H20、CO2、H2和O2。

H2O和O2的平均含量逐渐降低,而CO2和H2的平均含量逐渐增加。

3.白马寨矿床成矿岩体含碳流体挥发份的碳同位素组成变化范围较大,200-400℃温度段释出CO2和CH4的δ13CCO2介于-21.2～-9.6%o,δ13CCH4介于-54.5--34.0‰。

400-900℃释出CO2和CH4的δ13CCO2介于-21.2～-9.5‰,δ13CCH4介于-49.7～-23.3‰。

900-1200℃释出CO2和CH4的A13CCO2=-22.9～-0.7%o,δ13CCH4=-53.3～-20.6‰。

当代岩浆岩研究新进展概略地介绍20世纪80年代以来硅酸盐熔体及硅酸盐晶-液悬浮体的密度、黏度、熔体结构、流体动力学等方面的研究动向，及其对岩浆作用、岩浆运移、岩浆侵位机制的动力学约束条件。

硅酸盐熔体的结构是制约熔体黏度的主导因素，化学成分对熔体黏度的控制是通过改变熔体结构而实现的，黏度在一定程度上决定着岩浆的迁移、侵位和喷发方式。

密度和浮力是岩浆上升侵位的重要约束，地壳是岩浆上升的一个密度过滤器，岩浆最终由于浮力的消失而停止上升。

一、引言岩浆活动不仅是一个复杂的化学过程，而且是一个复杂的物理过程。

对于岩浆作用的全面认识，不仅要从化学过程去了解，还必须从物理过程去探索。

几十年来，火成岩岩石学主要研究岩浆体系的化学作用过程，包括成因岩石学、岩石物理化学与热力学和地球化学等，并取得了巨大进展和成功。

岩石学研究发展到目前的阶段必将导致岩浆物理性质及流体动力学的研究，以解决火成岩岩石学中尚不能解决的难题，比如岩浆从源岩中的分凝机制、岩浆房中晶体的分离对流以及岩浆的上升侵位过程和岩浆的混合作用过程等，从而使火成岩岩石学研究的定量化大大向前迈进一步。

浆质二、岩的物理性近年来，岩石学工作者发现，很多火成岩岩石学特征不能用化学的和物理化学的原理来解释。

因此，人们开始重视岩浆物理性质和流体动力学性质的研究，其中岩浆(硅酸盐熔体)的密度、黏度及熔体结构是最重要的三个方面，它们是影响硅酸盐熔体动力学行为的最重要的物理参数,在岩浆起源和演化的一系列动力学过程中，都受到了岩浆的黏度、密度等物理性质的制约。

(一)岩浆(硅酸盐熔体)的密度硅酸盐熔体密度的获得主要有两个途径，一是通过实验的方法进行硅酸盐熔体密度的测定，二是利用实验结果拟合的密度公式进行硅酸盐熔体密度的计算。

实验测定的方法：在压力大于1大气压(1大气压=101 325 Pa)时，可用落球法测量密度，在常压下可用阿基米德原理测定。

目前，野外原地测量密度数据最精确的方法是井眼精细重力测量。