王德滋院士经典论文-大火成岩省研究新进展

2005年3月,第11卷第1期1-8页高　校　地　质　学　报　
　March 2005,V ol.11,N o.1,p1-8G eological Journal of China Universities
大火成岩省研究新进展
王德滋,周金城
(南京大学地球科学系,南京210093)
摘要:大火成岩省的含义是指连续的、体积庞大的火成岩(包括镁铁质和长英质火成岩)所构成的巨型岩浆岩建造。

镁铁质大火成岩省可分为:大陆溢流玄武岩、火山被动陆缘、大洋高原玄武岩、大岩墙群和大层状侵入体。

镁铁质大火成岩省是地幔柱岩浆活动的直接产物,一般与聚敛板块边界无关。

长英质大火成岩省主要由酸性、中酸性熔结凝灰岩及与之有成因联系的花岗岩构成,与岩石圈伸展构造和玄武岩浆底侵作用有不可分割的联系。

今后研究方向包括大火成岩省的形成与地幔动力学的联系以及它与大陆增生、大陆裂解和生物绝灭的关系。

此外还包括大火成岩省与成矿作用研究。

关键词:大陆裂解与增生;生物绝灭;地幔动力学;大火成岩省
中图分类号:P588.1 文献标识码:A 文章编号:1006-7493(2005)01-0001-08
收搞日期:2004-12-01;改回日期:2004-12-09基金项目:国家自然科学基金项目(40272036;40132010)
作者简介:王德滋,男,1927年生,教授,中国科学院院士,主要从事岩石学研究。

大火成岩省(Large igneous province ,缩写为LIPs )的含义是指连续的、体积庞大的由镁铁质火山岩及伴生的侵入岩所构成的岩浆建造,包括大陆溢流玄武岩、火山被动陆缘、大洋高原、海岭、海山群和洋盆溢流玄武岩,覆盖面积在105km 2以上(C offin ,1994)。

如此庞大的镁铁质火成岩省用板块构造理
论已难以解释其成因,它们在很大程度上与来自深部的地幔柱活动有关,是地幔柱岩浆活动的直接产物。

地幔柱构造和板块构造是地幔内部两种不同形
式物质对流的反映,板块构造受地幔(主要是上地幔)内部物质球状对流所支配,而地幔柱构造是受穿越整个地幔的柱状物质对流所支配,二者基本上呈独立活动(Hill ,1991)。

Stein 和H ofmann (1994)提出一种宏观的地幔翻转模型(Major overturn m odel )以区别于板块构造模型(图1)。

图1(a )为板块构造模型,示大洋开合(威尔逊旋回)与上地幔对流的关系,上、下地幔对流分层进行;图1(b )为地幔翻转模型,示冷的地幔物质因板块俯冲不断下沉堆积,至一定程度即自660km (上、下地幔界限)处下降进入下地幔,导致地幔热柱由核幔边界处升起至地球表面形
成大火成岩省。

除了镁铁质大火成岩省外,近期文献中还出现有关长英质大火成岩省的报道,后者由酸性、中酸性熔结凝灰岩及与之有成因联系的花岗岩构成,其体积可与镁铁质大火成岩省比拟。

这类熔结凝灰岩省分布于环太平洋中、新生代火山岩带的后缘位置,与岩石圈伸展构造和玄武岩浆的底侵作用有不可分割的联系。

玄武岩浆作为热源促使中、下地壳广泛熔融形成长英质岩浆,并不同程度地发生两个端元岩浆之间的岩浆混合作用。

因此,有关大火成岩省的含义可以扩充如下:所谓大火成岩省,顾名思义,是指由连续的、体积庞大的火成岩(包括镁铁质和长英质)所构成的巨型岩浆岩建造。

1　镁铁质大火成岩省
镁铁质大火成岩省一般认为属于地幔柱成因,其基性岩浆活动的规模十分巨大,它们的形成可以
消耗掉来自地幔的5%～10%的热和岩浆(C ondie ,2001)。

图2标绘了250Ma 以来世界上主要的镁铁
质大火成岩省,主要包括大陆溢流玄武岩、被动陆缘火山岩和大洋高原玄武岩,此外还有大岩墙群和大
(a)板块构造模型(Plate tectonic m odel) (b)地幔翻转模型(M ajor overturn m odel)
图1　地幔内部的物质对流(据S tein和H ofmann,1994)
Fig.1M odel showing the convection in mantle
层状侵入体。

1.1　大陆溢流玄武岩
全球大陆溢流玄武岩分布状况如图2所示,它们的基本特征如分布面积、形成时代和岩石组合等已被众多学者研究确认。

(a)北美“哥伦比亚河玄武岩”的体积175000km3,其中85%以上是在16.5～15.5Ma期间喷发,构成了哥伦比亚河高原。

该火成岩省主要由拉斑玄武岩组成,含少量碱性玄武岩和玄武安山岩(Chesley et al.,1998),被很多人认为与“黄石热点”有关。

多数研究者认为巨量的玄武岩浆来自不同的储源(H ooper,1997;C ondie,2001)。

(b)“西伯利亚暗色岩”的玄武岩浆是在二叠纪—三叠纪间的1Ma期间喷溢的。

该玄武岩省面积为4×106km2,平均厚度为1km。

一个重要特征是含有大量基性火山碎屑岩,在某些盆地中玄武质凝灰岩与角砾岩的最大厚度达700m,有的地方火山碎屑岩的量超过熔岩。

从化学成分看,主要为拉斑玄武岩、碱性玄武岩、苦橄岩和玄武安山岩,且伴有少量A2型花岗岩(Lightfoot et al.,1993)。

西伯利亚暗色岩的形成与二叠纪末期的生物绝灭有关(C ondie, 2001)。

(c)印度中西部“德干高原暗色岩”的溢流玄武岩喷发于65Ma前(白垩纪—第三纪)的1Ma期间,当时位于Réunion热点之上。

其体积为8.2×106 km3(Chandrasekharam,2003),主要由拉斑玄武岩组成,碱性玄武岩较少,其次有少量超镁铁质岩和碱性长英质岩。

这种溢流玄武岩在白垩纪末的喷发可能造成了大规模生物绝灭(C ondie,2001)。

(d)中国西南“峨眉山玄武岩”是在259～261.5Ma期间喷发的,其体积为3×105km3,岩石类型主要为拉斑玄武岩,含少量苦橄岩、玄武安山岩、流纹岩和粗面岩(Xu et al.,2001)。

Wignall(2001)认为,中国峨眉山玄武岩的喷发造成晚二叠世早期的大规模生物绝灭。

(e)巴西南部的“Paraná溢流玄武岩”和非洲纳米比亚的“E tendeka溢流玄武岩”是与南大西洋T ristan热点有关的巨大溢流玄武岩省的残留。

其面积分别为1.2×106km2和0.8×105km2(Peate, 1997)。

其中拉斑玄武岩占90%,出现一些流纹岩、中性岩、碱性杂岩(G arland et al.,1995)和大的岩墙群。

Paraná2E tendeka大火成岩省熔岩的喷发与南大西洋在150Ma前后开始裂开有关(Hawkesw orth et al.,1992;C ondie,2001)。

(f)G ondwana大陆侏罗纪时的裂解在非洲和南极留下的溢流玄武岩构成“K a2 roo2Ferrar大火成岩省”(Hergt et al.,1991)。

南非K aroo省溢流玄武岩的范围达3×106km2,熔岩以拉斑玄武岩为主,有一定量的苦橄岩、流纹岩、霞石岩。

出现辉绿岩、辉长岩、花岗岩、正长岩和碱性岩的岩墙。

玄武岩浆分别在195Ma和180～177Ma喷发。

南极洲的Ferrar省主要由基性岩流、岩墙和岩床构成,体积超过106km3。

分别在193Ma和180～170 Ma期间喷发(C ondie,2001)。

(g)非洲东北部
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图2　250Ma 以来形成的镁铁质大火成岩省的分布图(据C offin et al.,1994;C ondie ,2001修改)
Fig.2　Distribution of mafic large igneoes provinces formed in the last 250Ma
E thiopian (埃塞俄比亚)和East A frican 高原是非洲最
大的第三纪大火成岩省。

玄武岩的体积达1×106km 3。

熔岩主要是拉斑玄武岩及部分碱性玄武岩,高
原上覆盖的主要是30～15Ma 的呈盾火山出现的碱性玄武岩。

它们的喷发与埃塞俄比亚的“A far 地幔
柱”及“肯尼亚地幔柱”有关(R ogers et al.,2000;C ondie ,2001)。

1.2　被动陆缘火山岩
“北大西洋火成岩省”是典型的被动陆缘大火成岩省。

西边从加拿大开始,向东南过格陵兰、冰岛直到裂谷化的欧洲西北大陆边缘。

水下、陆上的火山-侵入岩的体积为6.6×106km 3(E ldholm et al.,1994),其形成与现今仍在活动的冰岛热点有关(Fit 2ton et al.,2000)。

在61～58Ma 期间喷发巨大体积
的玄武岩、苦橄岩,这一事件使格陵兰从欧洲西北缘分离出去。

其后有Skaergaar 等巨大层状侵入体定位。

冰岛是北大西洋火成岩省中最大的火山岩露头,其中90%是拉斑玄武岩,并有少量中性岩和酸性岩。

火山岩浆来自冰岛地幔柱(C ondie ,2001)。

1.3　大洋高原玄武岩
现已研究确知的有Caribbean ,Ontong Java 和K erguelen 大洋高原玄武岩:(a )“Caribbean 大洋高原”(92～74Ma )熔岩面积达～3×106km 2,但熔岩的主
要元素、不相容微量元素及Nd -Pb 同位素的初始
成分相当均一。

熔岩的同位素及微量元素的富集特性表明,地幔柱头在短的时间内把留在下地幔的“再循环大洋岩石圈”带回到浅部亏损的MORB 地幔源(Hauff et al.,2000)。

(b )西太平洋S olom on 岛东北的“Ontong Java 大洋高原”是世界上最大的大洋高原之一,面积1.86×106km 2(Neal et al.,1997),主要岩石类型为具枕状构造的拉斑玄武岩及其岩墙、岩床。

大部分玄武岩是在122Ma 喷发的。

Ontong Java 地幔柱头位于扩张的洋脊附近,因而Ontong Java 熔岩的地球化学及同位素特征可用地幔柱-洋脊的相互作用来解释(G ladczenko et al.,1997;C ondie ,2001)。

(c )南印度洋“K erguelen 大洋高原”是K erguelen 地幔柱的活动产物(Nicolaysen et al.,2000;Frey et al.,2000)。

玄武岩浆主要在114～110Ma 期间喷发,喷发速率为3.5km 3/a 。

拉斑玄武岩占85%以上,玄武岩中发现“石榴石-黑云母片麻岩”的陆壳碎屑,火山作用以富挥发分的硅质岩浆的爆发结束。

地球化学、地球物理资料证明,该大火成岩省中含有大陆岩石圈组分,可能代表G ondwana 古陆裂解、印度洋形成之初有“大陆碎片”或“循环的地壳”进入K erguelen 地幔柱(Frey et al.,2000)。

1.4　大岩墙群
“大岩墙群”由成因上有联系的岩墙构成,许多
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1期 王德滋等:大火成岩省研究新进展
放射状岩墙群是大火成岩省中溢流玄武岩剥蚀的残留。

分布面积可达数十万平方公里,单个岩墙延伸1000km,根据地球物理资料推测,许多岩墙甚至可延伸2000km以上。

大多数大岩墙群的成因与地幔柱有关。

中大西洋火成岩省(C AMP)是一典型实例,在这个火成岩省中,地幔柱头(Fernando地幔柱)接近Pangea泛大陆200Ma裂开前南美、北美与非洲的三联点(Ernst et al.,1997),岩墙侵入处可以距地幔柱头2800km,岩墙分布面积超过7×106km2,伴生的溢流玄武岩较少(图3)。

三大洲的岩墙群的方向各异,其会聚点即为超级地幔柱的位置(图3中的黑五角星)。

另一个有名的大岩墙群是加拿大北部1267Ma时定位的Mackenzie岩墙群,覆盖面积2.7×106km2,岩墙距地幔柱头达2600km。

在岩墙群交会处,出现同源的溢流玄武岩和大的层状侵入杂岩(LeCheminant et al.,1991;C ondie,2001)。

1.5　大层状侵入体
大层状侵入体也是地幔柱岩浆作用的重要产物,有的大层状侵入体与溢流玄武岩和大岩墙群伴生。

南非的Bushveld层状杂岩是世界上最大的层状侵入体之一。

在2060Ma时侵入到稳定的克拉通内,是与溢流玄武岩相当的侵入岩。

Bushveld层状杂岩可分下部带、临界带、主要带和上部带等4个带。

下部带由辉石岩、方辉橄榄岩和纯橄榄岩组成。

临界带的下部为层状辉石岩夹铬铁矿条带,上部为铬铁矿、辉石岩、苏长岩和斜长岩构成的韵律层。

主要带由辉长苏长岩、斜长岩和苏长岩构成。

上部带由辉长苏长岩、闪长岩构成。

Bushveld层状杂岩的母岩可能是科马提岩,岩浆不同程度受到上地壳的混染(Cawthorne et al.,1998;C ondie,2001)。

2　长英质大火成岩省
从目前为数不多的文献报道来看,长英质大火成岩省几乎均与酸性、中酸性熔结熔结凝灰岩有关。

巨量的熔结凝灰岩堆积体空间上往往与破火山机构(caldera)有密切联系。

当低粘度、高流速的火山灰流(ash flow)大量涌出地面时,岩浆房顶部被掏空,导致岩浆房的顶板塌陷而形成破火口(Fisher et al., 1984)。

单个破火口的规模有时可达数百平方公里,如果几个破火口迭置在一起,则所联系的熔结凝灰岩的总体积可以与镁铁质大火成岩省相埒。

熔结凝灰岩中可夹有数量不多的熔岩夹层,包括流纹质、
安
图3　200Ma时Pangea泛大陆裂解前
中大西洋火成岩省(C AMP)的位置(据C ondie,2001)
Fig.3　Map showing distribution of the
Central Atlantic Igneous Province
200Ma before the breakup of Pangea
山质和玄武质熔岩,往往出现流纹岩-玄武岩双峰式组合,反映一种伸展构造背景。

此外,熔结凝灰岩还可伴有与之呈时、空、源一致的花岗岩类,其体积有时相当可观,这些花岗岩体亦属长英质火成岩省的重要组成部分。

(1)南美洲南端的Patag onia及与之毗邻的West Antarctica存在一巨大的长英质火成岩省(Pankhurst et al.,1998)。

火山岩以流纹质熔结凝灰岩为主,夹有少量玄武岩。

熔结凝灰岩包括简单的和复杂的冷却单元,厚度自10cm至几十米,个别达100m以上。

时代为侏罗纪。

大火成岩省由几个空间上彼此隔开的建造构成。

Chon Aike建造是该火成岩省最主要的建造,面积100000km2。

同位素年龄:140～160Ma(K-Ar),162～168Ma(Rb-Sr)。

Marifil建造,以熔结凝灰岩为主,熔岩和空落凝灰岩次之,面
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积50000km 2。

Bajo P obre 建造主要是镁铁质熔岩,夹镁铁质火山碎屑岩,穿插粗玄岩和闪长岩小岩体,顶部被Chon Aike 熔结凝灰岩覆盖。

Lonco T rapial 建造,面积40000km 2,主要为熔结凝灰岩夹薄层玄武岩,年龄:176～146Ma 。

上述建造的总面积超过200000km 2,按平均厚度1km 计算,估计体积达到235000km 3,是全球最大的长英质火成岩省之一。

与Patag onid 毗邻的西南极,特别是南极半岛,亦存在类似的岩石组合,以流纹质和英安质熔结凝灰岩为主,夹少量基性熔岩,构成双峰式。

年龄:160～174Ma ,时代和岩石组合与Patag onid 十分相似。

(2)澳大利亚昆士兰州东部及其海域存在一个规模与Patag onia 火成岩省相当的长英质大火成岩省,即Whitsunday 火成岩省。

岩石组合主要为英安质至流纹质熔结凝灰岩,下部以英安质为主,上部以流纹质为主,顶部夹玄武岩,呈双峰式,被后期粗玄岩岩墙侵入。

火山岩及与之同源的侵入岩均属钙碱系列。

同位素定年:132～95Ma ,峰期120～105Ma ,属早白垩世。

该火成岩省不同寻常之处是,除了熔结凝灰岩和熔岩外,大部分火山物质以火山碎屑沉积物的形式保存于邻近的沉积盆地中,体积达1.4×106km 3。

若将火山碎屑沉积物的体积折算统计在火成岩省内,则其规模应是世界上最大的长英质火成岩省(Bryan et al.,2000)。

(3)墨西哥的Sierra Madre Occidental 地区广泛分布流纹质熔结凝灰岩,时代为中第三纪,面积超过250000km 2,夹有5%～10%的熔岩(流纹岩、安山岩)。

I sr =0.7042～0.7050,平均0.7047(Lanphere et al.,1980)。

火山岩属钙碱系列,这是又一规模宏伟的长英质火成岩省(K enneth et al.,1982)。

根据钇含量,流纹质岩石可分高钇(32×10-6)和低钇两类。

约三分之二的熔结凝灰岩属高钇类,而近90%的熔岩为低钇类。

高钇流纹质熔结凝灰岩在p H 2O 较低的条件下分异形成,不含或少含普通角闪石;而低钇熔结凝灰岩是在较高的p H 2O 条件下形成,含普通角闪石(Cameron ,1980)。

(4)美国黄石公园火成岩省以发育流纹质熔结流纹岩为特征,夹有拉斑玄武岩,构成双峰式。

同位素年龄:2.2Ma 。

体积约6000km 3。

火成岩区由三个部分重迭的破火口构成延伸115km 的火山岩带,向西南与斯内克河平原相接,后者为一宽100km ,长350km 的坳陷,其中同样发育双峰式火山岩。

玄
武岩为橄榄拉斑玄武岩,流纹岩为富硅流纹岩。

据同位素研究,它们可能来自不同的源区(Hildreth et al.,1991)。

(5)中国东南部广泛分布晚中生代酸性、中酸性火山岩及与之有成因联系的花岗岩,位于太平洋板块与欧亚板块的结合部位,构成典型的长英质大火成岩省。

浙、闽、赣三省火山岩总面积100000km 2,若按平均厚度1km 计算,则体积可达100000km 3。

如果把与火山岩有成因联系的花岗岩考虑在内,岩浆总量将不少于1.5×105km 3,这应是太平洋周边相当巨大的长英质火成岩省了。

火山岩的时代为白垩纪,可分上、下两个火山岩系。

下火山岩系为英安岩、流纹岩组合,以流纹质熔结凝灰岩为主。

上火山岩系为流纹岩-玄武岩组合,构成双峰式,但玄武岩的量远逊于流纹岩。

下火山岩系的面积远远超过上火山岩系,后者多在断陷盆地和火山洼地中迭加于下火山岩系之上。

上、下火山岩系均属钙碱性和高钾钙碱性系列,εNd (t )>-6,I sr <0.709,表明成岩物质来源属于壳幔混源性质(图4)。

酸性、中酸性岩浆的大量产生可能有3种成因模式:(1)玄武岩浆底侵于壳幔边界处,促使中、下地壳大规模熔融产生长英质岩浆;(2)安山质岩浆通过分离结晶作用形成酸性岩浆;(3)幔源玄武岩浆经分离结晶作用产生安山岩、流纹岩系列。

后两种模式尚存疑问。

由于玄武岩浆经分离结晶作用一般仅能产生5%体积的流纹岩,欲从玄武岩浆结晶分异产生大量长英质岩浆,可能性不大。

再者,在熔结凝灰岩的巨厚堆积体中,安山岩仅占很小比重,故第二种模式似乎可信度亦不大。

比较可信的是第一种模式,以中国东南部晚中生代火山-侵入杂岩的成因为例,其形成模式可以概括为:洋壳消减-脱水作用-地幔楔(富集型)湿熔融-玄武岩浆底侵-中、下地壳部分熔融产生巨量长英质岩浆。

由于近期基性麻粒岩包体的陆续发现,结合地球物理资料可以确证玄武岩浆底侵作用的存在,因而这一模式的可信度较大(Xu et al.,1999;Zhou et al.,2000)。

3　今后研究方向
大火成岩省研究是当前固体地球科学领域优选课题之一。

研究这一重大课题有赖于开展多学科(岩石学、大地构造学、地球化学和地球物理学)综合研究。

研究内容包括大火成岩省与地幔动力学的联
5
1期 王德滋等:大火成岩省研究新进展
图4　中国东南部晚中生代长英质大火成岩省(Zhou et al.,2000)
Fig.4　Late Mes ozoic felsic igneous province from s outheastern China
系以及它与大陆增生、大陆裂解和生物绝灭的关系。

此外还包括大火成岩省与成矿的关系。

如前所述,大火成岩省可分为镁铁质的和长英质的,二者的差异与深层次的地幔对流有关,其差别对比如表1。

大火成岩省促进了大陆增生。

地幔物质输入大
陆地壳具4种方式:(1)大洋高原玄武岩通过水平位移增生于大陆边缘;(2)以大陆溢流玄武岩堆积于地表或作为岩墙群或层状侵入体侵位于壳内;(3)玄武岩浆底垫于壳幔边界处,成为下地壳的组成部分;(4)以幔源物质与壳源物质混合的形式进入陆壳,如
表1　镁铁质与长英质大火成岩省主要特征的对比T able 1　C om paris on between mafic and felsic large igneous provinces
主要特征镁铁质大火成岩省长英质大火成岩省规模
很大
略小,个别除外
构造位置
与板块聚敛边界无关多数位于聚敛边界后缘位置岩浆活动持续时间一般<10M a ,峰期1M a >10M a ,而且是多期次的与地幔柱关系地幔柱岩浆活动直接产物不一定与地幔柱活动有关地幔动力学
贯穿整个地幔的柱状对流
上、下地幔分层对流
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高　校　地　质　学　报 11卷1期
I 型花岗岩类的成因属之。

以往认为太古宙和元古
宙是陆壳的主要成壳期,显生宙的大陆增生可以忽
略,这一观点受到了质疑。

从250Ma 以来全球镁铁质大火成岩省的分布来看,新生地壳的体积仍相当可观。

如,中亚造山带海西期A 型花岗岩省的面积估计在106km 2以上。

这类A 型花岗岩具有独特的正εNd (t )值(+1～+7),显然属于幔源成因。

通过地幔柱活动首先产生玄武岩,后经部分熔融及随后K aroo 2Ferrar ,基性大火成岩省;Chon 2Aike ,酸性大火成岩省。

点线为不确定微板块界线,这些微板块包括:EW M ,E llsw orth -Whitm ore 山脉;SG,南G eorgia ;FI ,Falkland 岛;TI ,Thurston 岛;M BL ,M arie Byrd 陆块;NZ ,New Z ealand 大陆微板块.
图5　西冈瓦纳大陆裂解前复位图(据Pankhurst et al.,1998)
Fig.5　Reconstruction of the pre 2breakup western G ondwana
的分离结晶作用形成花岗岩(Jahn et al.,2000)。

大火成岩省的形成与超级地幔柱活动有关。

图5表示西冈瓦纳大陆裂解前,导致K aroo 2Ferrar 省岩浆作用的几个地幔柱位于南极、非洲、南美洲结合部位(White ,1997;E lliot et al.,1999)。

一个位于K aroo 省北部,形成高T i 拉斑玄武岩,一个形成K aroo 省的低T i 拉斑玄武岩和导致阿根廷的Chon Aike 熔结凝灰岩。

还有一个位于南极东部,导致Ferrar 省岩浆作用。

3个地幔柱构成了一个大的超级地幔柱(Storey et al.,1997)。

250Ma 以来,有些大陆溢流玄武岩的喷发年龄与生物绝灭的时间呈对应关系。

如西伯利亚暗色岩与二叠纪末生物大绝灭有密切联系。

火山喷出的大量C O 2,S O 2和火山微尘影响古气候变化,促使海相
碳酸盐的δ13
C 值向轻碳方向飘移。

尽管如此,生物绝灭是否主要与火山大规模喷发有关仍有不确定性。

外来天体与地球碰撞可能引起生物大量绝灭,
并已在地层中发现Ir 异常证据。

这是一个全新课题,仍需继续探索,相信通过多学科综合研究将会得
出符合实际的结论(Wignall ,2001)。

最后有关大火成岩省与成矿的关系。

与大火成岩省有关的矿床主要是岩浆矿床,如Ni ,Cu 硫化物、铂族元素(PG E )、铬铁矿床和钒钛磁铁矿床等。

是否存在与镁铁质大火成岩省有间接联系的热液矿床,是一值得探索的新问题。

以峨嵋大火成岩省为例,中心位置是Cu 、Ni 硫化物,PG E 和钒钛磁铁矿等岩浆矿床,外围出
现热液型Pb -Z n 矿和卡林型金矿,更外围出现油气资源,它们是否构成一个温度由高往低的成矿系统?需要进行精确的年代学研究(成岩年代和成矿年代)和深入的矿床地球化学工作才能建立这样一个系统。

毫无疑问,建立大火成岩省成矿系统,不仅具有理论意义,而且对于找矿预测具有重要的实际意义。

参考文献[Reference s ]:
Bryan S E ,E wart A ,S tephens C J ,et al.2000.The Whitsunday v olcanic
province ,Central Queensland ,Australia :lithological and stratigraphic investigations of a silicic 2dom inated large igneous province.J .Vol 2canology and Geothermal R.,99:55278.
Cameron M ,Bagby W C ,Cameron K L.1980.Petrogenesis of v olum inous
m id 2T ertiary ignimbrites of the S ierra M adre Occidental ,Chihuahua ,M exico.Contrib.Mineral.Petrol .,74:2712284.
Cawthorne R G and W alraven F.1998.Em placement and crystallization time
for the Bushveld C om plex.J .Petrol .,39:166921687.
Chandrasekharam D.2003.Deccan flood basalts.J .Geol.Soc.India ,
Memoir ,53,30254.
7
1期 王德滋等:大火成岩省研究新进展
Chesley J T,Ruiz J.1998.Crust2m antle interaction in large igneous province: im plications from the Re2Os is otope system atics of the C olumbia River flood basalts.Earth and Planet Sci.Lett.,154:1211.
C offin M F and E ldh olm rge igneous provinces:crustal structure,
dim ensions,and external consequences.Rev.Geophys.,32:1236.
C ondie K C.2001.M antle Plumes and Their Record in Earth History.Cam2
bridge University Press.
E ldholm O and G rue K.1994.N orth Atlantic v olcanic margins:dimensions
and production rates.J.Geophys.Res.,99:627626282.
E lliot D H,Flem ing T H,K yle P R,et al.1999.Long2distance transport of
magmas in the Jurassic Ferrar Large Igneous Province,Antarctica.
Earth and Planet.Sci.Lett.,167(122):,Issue:892104.
Ernst R E and Buchan KL.1997.G iant radiating dyke swarms:their use in identifying pre2M es oz oic large igneous provinces and mantle plumes.
American Geophys.Union Mon.,100:2972333.
Fisher R V Fisher RV,Schm incke HU.1984.Pyroclastic R ocks.S pringer2 Verlag,,Berlin,Heidelberg,New Y ork,T oky o.
Fitton J G,Larsen L M,Saunders A D,et al.2000.Paleogene continental to oceanic magmatism on the SE G reenland continental margin at63°N:
A review of the results of Ocean Driling Program Legs152and163.J.
Petrol.,41:9512966.
Frey F A,C offin M F,W allace P,et al.2000.Origin and ev olution of a submarine large igneous province:the K erguelen Plateau and Broken Ridge,s outhern Indian Ocean.Earth and Planet.Sci.Lett.,176: 73289.
G arland F,Hawkesw orth C J&M antovani M S M.1995.Description and
Petrogenesis of the Parana rhy olites,s outhern Brazil.J.Petrol.,36
(5):119321228.
G ladczenko T P,C offin M F and E ldholm O.1997.Crustal structure of the
Ontong Java plateau:m odeling of new gravity and existing seism ic data.
J.Geophys.Res.,102:22711222729.
Hau ff F,H oernle K,T ilton G,et rge v olume recycling of o2 ceanic lithosphere over short time scales:geochem ical constraints from the Caribbean Large Igneous Province.Earth and Planet.Sci.Lett., 174(324):2472263.
Hawkesw orth C J,G allagher K,K elley S.et al.1992.Paranámagmatism and the opening of the S outh Atlanic.Geol.Society of London, S pec.Publ.,68:2212240.
Hergt J M,Peate D W,and Hawkesw orth C J.1991.The petrogenesis of M es oz oic G ondwana low2T i flood basalts.Earth and Planet.Sci.
Lett.,105:1342148.
Hildreth W,Halliday A N,Christiansen R L.1991.Is otopic and chem ical evidence concerning the genesis and contam ination of basaltic and rhy2 olitic magma beneath the Y ellowstone plateau v olcanic field.J.
Petrol.,32(1):632138.
Hill R I.1992.M antle plumes and continental tectonics.Science,256: 1862193.
H ooper P R.1997.The C olumbia River flood basalt province:Current sta2
tus.American Geophys.Union Mon.,100:1227.
Jahn B M,Wu F Y and H ong D W.2000.Im portant crustal growth in the Phaneroz oic:is otopic evidence of granitoids from east2central Asia.
Proc.Indian Acad.Sci.(Earth Planet.Sci.),109(1):5220. Lanphere M A,Cameron KL and Cameron M.1980.Sr is otope geochem istry of v olum inous rhy olitic ignimbrites and related rocks,western M exico.
Nature,286:5942596.
LeChem inant A N and Heaman L M.1991.U/Pb ages for the1.27G a M ackenzie igneous events,Canada;support for a plume initiation m od2 el.G eological Ass ociation of Canada,W aterloo,Ontario,Programs and Abstracts,16:A73.
Li X H.2000.Cretaceous magmatism and lithospheric extension in s outheast n Earth Sciences,18:2932305.
Lightfoot P C,Hawkesw orth CJ,Hergt J,et al.1993.Rem obilisation of the continental lithosphere a mantle plume:major2,trace2element,and Sr2,Nd and Pb2is otope evidence from picritic and tholeiitic lavas of the N oril’sk District.M exico.Contrib.Mineral.Petrol.,114:1712188. Neal C R,M ahoney J J,K roenke L W,et al.1997.The Ontong Java plateau.American Geophysical Union,Mon.,100:1832216. Nicolaysen K,Frey F A,H odges K V,et al.2000.40Ar/39Ar geochronology of flood basalts from the K erguelen Archipelag o,s outhern Indian Ocean: im plication for Cenoz oic eruption rates of the K erguelen plume.Earth and Planet.Sci.Lett.,174:3132328.
Pankhurst R J,Leat P T,Sruoga P,et al.1998.The Chon Aike province of Patag onia and related rocks in W est Antarctica:A silicic large igneous province.J.Volcanology and Geothermal Research,81:1132136. Peate D W.1997.The Paraná2E tendeka province.American Geophys.U2 nion.Mon.,100:2172245.
R ogers N,M acdonald R,Fitton J G,et al.2000.T w o mantle plume be2 neath the East A frican rift system:Sr,Nd and Pb is otope evidence from K enya rift basalts.Earth and Planet.Sci.Lett.,176:3872400.
S tein M and H ofmann A W.1994.M antle plumes and epis odic crustal growth.Nature,372,63268.
S torey B C and K yle P R.1997.An active mantle mechanism for G ondwana breakup.S.African J.Geology.,100:2832290.
White R S.1997.M antle plume origin for the K aroo and Ventersdorp flood basalts,S outh A frica.S.Afr.J.Geol.,100:2712282.
W ignall P rge igneous provinces and mass extinctions.Earth2 Science Reviews.53(122):1233.
Xu X S,T ang H F,Zhou X M.1999.Exploration for the lower crustal ma2 terials and granite genesis in s outheast China.Acta Petrol.Sinica, 15:2172223.
Xu Y G,Chuang S L,Jahn B M,et al.2001.Petrologic and geochem ical constraints on the petrogenesis of Perm ian2T riassic Emeishan flood basalts in s outhwestern China.Lithos,58,1452168.
Zhou X M,Li W X.2000.Origin of late M es oz oic igneous rocks in s outh2 eastern China:im plications for lithosphere subduction and underplating of mafic magmas.Tectonophysics,326:2692387.
N e w Progress in Studying the Large Igneous Provinces
WAN G De2zi,ZHOU Jin2cheng
(Department o f Earth Sciences,Nanjing Univer sity,Nanjing210093,China)
Abstract:Large Igneous Provinces(LIPs)are referred as continuous and v olumin ous magamatic rock formations consisted of mafic and felsic rocks.Included as mafic LIPs are continental flood basalts,passive v olcanic margin and oceanic plateau basalts,giant dyke swarms and large layered intrusions.Mafic LIPs are generally thought to have a mantle plume origin and not directly related to convergent plate b oundaries.Felsic LIPs are mainly com posed of acidic and acidic2intermediate ign2 imbrites and genetically related granites.T he occurrence of felsic LIPs is considered to be related to underplating of basaltic magma and extension of lithosphere.Further studies on mantle dynamics related with LIPs,the relationship between occur2 rence of LIPs and continental accretion,breakup,mass extinction as well as metallogenesis are envisaged in the future.
K ey w ords:continental accretion and breakup;mass extinctions;mantle dynamics;Large Igneous Provinces 8 高　校　地　质　学　报 11卷1期。