张宏福：从秦岭山中走出的地质学家
殷鸿福：寻找地球奥秘钥匙的人
PEOPLE人物殷鸿福：寻找地球奥秘钥匙的人文/陈华文 徐燕2019年1月11日，第二届华人教育家大会暨荣耀盛典在北京举行，8位华人教育工作者被授予“华人教育名家”称号。
其中，中国科学院院士、著名古地层古生物学家、中国地质大学（武汉）殷鸿福教授获此殊荣。
2018年9月10日，在由中央广播电视总台和教育部共同主办的2018年“寻找最美教师”评选中，他还获得“2018全国最美教师”荣誉称号。
投身地学寻求真知殷鸿福于1935年出生在浙江舟山。
1945年抗日战争胜利后，进入上海育才中学。
1952年，他以高分被北京地质学院地质矿产与勘探系录取，地质学在当时被人们视为“冷门”的专业。
1953年，他在《中国青年报》发表名为《正确选定志愿，使我学习得好》的文章。
他写道：“我以自己终身做一个地质工作者给祖国服务，而感到幸福和自豪”。
从此，他把一颗初心交给地质事业。
1956年大学毕业后，殷鸿福师从著名地质古生物学家杨遵仪教授攻读研究生。
为了撰写论文，他在贵州山区工作时，曾发着39℃的高烧，带病搜集资料。
他用这些资料，在论文中向当时由权威定下的雷口坡组属于拉丁期的标准挑战。
后来，在掌握大量第一手资料的基础上，又首先提出了华北三叠纪海侵。
1961年，殷鸿福从北京地质学院研究生毕业后留校任教，正式开始地质教学与科研的旅程。
即便是在“文化大革命”期间，他依旧坚持在逆境中奋斗。
在没有科研经费的情况下，他硬是从自己每月40元的生活费中挤出钱来做一些力所能及的研究，一张35毫米的胶片要拍4页材料，每周数次到离学校很远的地质部图书馆或中国科学院图书馆去查资料，风雨无阻。
在这期间，他还学习了英语、德语、俄语和法语，做了几千张学术卡片，记下了几十本学习笔记，拍摄了几十卷胶卷的资料，撰写了近十篇当时无法发表的研究论文。
1978年，43岁的殷鸿福晋升为武汉地质学院讲师。
社会大环境稳定了，地质研究才可能有序开展。
时间不等人，他一头扎进科学的海洋里从事古生物与地质研究。
张宏福 宏愿跬步集 福运有蹊径
都有故事。
他随手拿起一块含有钻石的石头说：“地球形成于45.7亿年前，而形成这个钻石则很快，只需要几个百万年。
”在张宏福看来，在沙漠中可能一粒不起眼的沙子就是几亿年，相对于地质运动，人生命的长度几乎可以忽略不计。
“人可能还不如一粒沙子。
太阳系够大吧，银河系约有2000亿个太阳系，而银河系上海东北亚新纺织科技有限公司 Automax Shanghai Co.，Ltd千里之行始于足下要的成果。
以翁文灏先生为代表的第一代科学家早在1927年就提出了著名的“燕山运动”的概念。
以陈国达和池际尚先生等为代表的第二张宏福带领学生野外考察上海东北亚新纺织科技有限公司 Automax Shanghai Co.，Ltd 千里之行始于足下结构是橄榄石捕虏晶与寄主玄武岩快速反应造成的。
这种橄榄石与玄武质岩浆的相互反应可能在华北中生代岩石圈地幔中普遍存在，即为岩石圈地幔组成转变的重要方式。
从而使古生代主量元素亏损的高镁橄榄岩转变为中生代晚期的主量元素饱满同位素富集的低镁橄榄岩，造成古老岩石圈地幔的消失。
”张宏福的发现，为岩石圈地幔存在交代作用提供了明确的证据。
从古生代典型克拉通型转变为中生代富集型地幔，再转变为晚中生代以来的大洋型地幔。
张宏福揭示了华北岩石圈地幔显生宙以来经历的两次重大转变。
“华北克拉通不仅丢失了岩石圈的厚度，且岩石圈地幔组成和属性都发生了根本性转变。
”他的研究成果发表后，美国著名科学家Kelemen教授认为罕见的交代现象的发现为大陆岩石圈存在交代成因的方辉橄榄岩提供了明确的岩石学证据。
氧同位素成果被Eiler教授编著的《稳定同位素》书中大段引用；发现的18O优先进入熔体的结论被Williams教授认为与热力学预测的结果完全一致。
从不知地质为何物的学生到一名权威的地质科学家，张宏福坦言，科学道路充满着艰辛，有的人可能一生默默无闻，但失败也有科学意义。
因此只有对科学的无限热情，不断地探索，不断地升华，及对自己的学术自信，才是推动人们在科学探索之路上不断前行的真正动力。
问道岩石——中国科学院院士张宏福的地质科研生涯
封面人物Cover Characters问道岩石——中国科学院院士张宏福的地质科研生涯 王 军“农村娃”——这是从秦岭大山里走出来的中国科学院院士、西北大学教授兼中国科学院地质与地球物理研究所研究员张宏福先生对自己的代称。
农村娃坦荡，当被问及如何走上地球科学研究之路时，张宏福没有什么动听的豪言壮语。
他坦言，是因为当初在县城重点中学旁边有个地质队，在当地农民眼里，地质队员是“探宝”的文化人，是“高收入人群”，所以班主任在填报志愿时就作主为他填了西北大学地质系地质学专业；农村娃朴实，在过去的这些年里，张宏福先后承担了多项国家、中科院和部委重点和重大项目，诸如国家杰出青年科学基金、基金委重点、中科院和陕西省“百人计划”等，并作为骨干成员参加基金委“华北克拉通破坏”重大研究计划和“克拉通破坏与陆地生物演化”基础科学中心项目，取得的研究成果在学界产生了重大影响，显著提升了我国固体地球科学在国际上的学术地位。
但在张宏福的嘴里，自己只是我国地球科学研究者队伍中的普通一员，“不过是做好了本职工作而已”；农村娃谦逊，当记者提到他是ISI地球科学T o p1%高被引科学家，是我国地幔地球化学领域的优秀学术带头人时，张宏福连连摆手，纠正道：“那是你们媒体给我按的头衔，我可不是什么带头人，比我优秀和努力的前辈与同仁们还有很多！”从秦岭大山的“农村娃”成为代表中国科学技术最高学术成就的中国科学院院士，前前后后经过了将近40年。
在这40年里，张宏福感叹最多的是自己的“幸运”：20世纪70年代末恢复高考，使身处秦岭深处的农家少年有机会走出大山，走进大学，从此改变了人生的方向和轨迹；改革开放以后，人们的思想获得解放，使自己有机会踏出国门，赴英国留学，开阔视野，也学会了先进国家的科学范式；中国经济持续向好，所以国家对基础研究的支持力度越来越大，自己的研究工作得到了充足的保障；而国力日渐强盛的时代，更是一个崇尚科学、尊重知识、珍惜人才的时代，使得自己不到60岁就有机会得到中科院院士这样一个具有无限荣光的名誉。
秦岭造山带中两条新元古代岩浆岩带
秦岭造山带中两条新元古代岩浆岩带陆松年;陈志宏;李怀坤;郝国杰;相振群【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2005(79)2【摘要】秦岭造山带中的新元古代岩浆岩带分为南、北两带,北带主要发育于秦岭岩群分布区,由新元古代早期花岗质岩石组成,由于受到强烈变质、变形,构成了NW 向花岗片麻岩体群.岩石总体化学特征反映一种挤压性的动力学背景,其形成时代集中在955～844 Ma.南带分布于陡岭岩群分布区、南秦岭及"勉略构造带"以南的汉南一带,由双峰式火山岩、基性辉长岩侵入体及板内花岗质侵入岩组成.与北带花岗质岩石所受到的强烈变质、变形形成鲜明对比,除邻近构造带的岩体外,它们变质、变形程度较弱,以弱片麻状至块状构造为主,形成时代介于810～710 Ma之间,反映大陆地壳处于减薄的伸展机制.这条岩浆岩带的发育,显示秦岭造山带南部曾存在一条新元古代中期裂谷带,它是劳伦、澳大利亚和塔里木-扬子等大陆初始裂解的产物,也是古太平洋形成的前兆.【总页数】9页(P165-173)【作者】陆松年;陈志宏;李怀坤;郝国杰;相振群【作者单位】中国地质调查局天津地质矿产研究所,300170;中国地质调查局天津地质矿产研究所,300170;中国地质调查局天津地质矿产研究所,300170;中国地质调查局天津地质矿产研究所,300170;中国地质调查局天津地质矿产研究所,300170【正文语种】中文【中图分类】P588.121【相关文献】1.秦岭造山带中-新元古代(早期)地质演化 [J], 侯明金;吴跃东;汤加富2.秦岭造山带核部新元古代碰撞变形及其时代--强变形同碰撞花岗岩与弱变形脉体锆石SHRIMP年龄限定 [J], 王涛;张宗清;王晓霞;王彦斌;张成立3.秦岭造山带岩浆岩地球物理场特征 [J], 张守林;傅水兴;李恭4.华北、华南、塔里木三大陆块中-新元古代岩浆岩的特征及其地质对比意义 [J], 耿元生;旷红伟;杜利林;柳永清5.地球深部真的贫铀钍吗?——来自秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石铀钍含量的讨论 [J], 伍皓;李小刚;吴晨;夏彧;周恳恳;熊国庆;姚雪婷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
江苏省淮安市2024高三冲刺(高考数学)统编版摸底(巩固卷)完整试卷
江苏省淮安市2024高三冲刺（高考数学）统编版摸底(巩固卷)完整试卷一、单选题：本题共8小题，每小题5分，共40分 (共8题)第(1)题已知平面向量，满足，则的最小值为（）A．-1B．0C．D．第(2)题平面向量，，且．若，则（）A．0B．2C．0或D．第(3)题已知，若存在，使，则称函数与互为“度零点函数”．若与互为“1度零点函数”，则实数的取值范围为A．B．C．D．第(4)题如图所示，边长为2的正三角形ABC中，若（），（），则关于的说法正确的是（）A．当时，取到最大值B．当或1时，取到最小值C．，使得D．，为定值第(5)题设，则的共轭复数（）A．B．C．D．第(6)题2022年8月，中科院院士陈发虎带领他的团队开始了第二次青藏高原综合科学考察．在科考期间，陈院士为同行的科研人员讲解专业知识，在空气稀薄的高原上开设了“院士课堂”．已知某地大气压强与海平面大气压强之比为b，b与该地海拔高度（单位：米）满足关系：（k为常数，e为自然对数的底）．若科考队算得A地，海拔8700米的B地，则A，B两地的高度差的绝对值约为（，）（）A．3164米B．4350米C．5536米D．6722米第(7)题已知函数，给出下列四个结论：①函数的最小正周期是；②函数在区间上是减函数；③函数的图象关于直线对称；④函数的图象可由函数的图象向左平移个单位得到.其中正确结论的个数是（）A．1B．2C．3D．4E．0第(8)题令，函数，满足以下两个条件：①当时，或；②，，，则实数的取值范围是（）A．B．C．D．二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分 (共3题)第(1)题抛掷一红一绿两枚质地均匀的骰子，记下骰子朝上面的点数.用x表示红色骰子的点数，用y表示绿色骰子的点数，用表示一次试验的结果.定义事件为“”，事件为“为奇数”，事件为“”，则下列结论正确的是（）A．与互斥B．与对立C．D．与相互独立第(2)题已知复数，是方程的两根，则（）A．B．C．D．第(3)题已知且，则下列结论中一定成立的是（）A．B．C．D．三、填空题：本题共3小题，每小题5分，共15分 (共3题)第(1)题曲线与在上有两个不同的交点，则的取值范围为______．第(2)题在锐角中,角所对的边分别为若则角等于______．第(3)题如图是一个算法流程图，若输出的值为，则输入的值是_____.四、解答题：本题共5小题，每小题15分，最后一题17分，共77分 (共5题)第(1)题从金山区走出去的陈驰博士，在《自然—可持续性》杂志上发表的论文中指出：地球正在变绿，中国通过植树造林和提高农业效率，在其中起到了主导地位．已知某种树木的高度(单位：米)与生长年限（单位：年，tÎN*）满足如下的逻辑斯谛函数：，其中e为自然对数的底数. 设该树栽下的时刻为0.（1）需要经过多少年，该树的高度才能超过5米？（精确到个位）（2）在第几年内，该树长高最快？第(2)题已知数列的前n项和为，且满足．（1）求证：为等比数列；（2）数列{}满足=，求{}的前n项和．第(3)题已知函数，．（1）当时，证明；（2）当时，对于两个不相等的实数、有，求证：.第(4)题已知的周长为，且.(1)求边的长；(2)若的面积为，求角的度数.第(5)题在中国扶贫志愿服务促进会的指导和地方政府的协助下，某平台希望通过“万村主播培养计划”建立起跨部门、跨行业、跨单位的多元主体扶贫工作体系，打造“新媒体+精准扶贫”、“短视频、直播+消费扶贫”等行业扶贫模式，发挥网络视听新媒体在产销助农、品牌强农等方面的积极作用.某村为苹果种植基地，在销售时按苹果的品相与大小分为Ⅰ级、Ⅱ级分装销售.该村对某月同时期苹果的销售情况进行了统计，得到如下不完整列联表：Ⅰ级销售量/万斤Ⅱ级销售量/万斤合计加入村播前37加入村播后2472合计115（1）补全列联表，并判断是否有97.5%的把握认为苹果的销售情况与是否加入村播有关.（2）村播的加入给村民带来了较好的收益，该村决定从甲、乙两个村播中评选一人作为年度优秀村播.现从观看过甲、乙两人直播的观众中随机抽取200人，对甲、乙两人进行评分（单位：分），得到如下频率分布直方图和频数分布表：乙村播所得分数频数分布表分数区间频数28368470若以观众评分的平均分作为该村年度优秀村播的评选标准，试问甲、乙两人谁能被评为年度优秀村播?（同一组中的数据用该组区间的中点值为代表）附：，其中.0.050.0250.0100.0053.841 5.024 6.6357.879。
湖南省湘西土家族苗族自治州2024年数学(高考)部编版质量检测(巩固卷)模拟试卷
湖南省湘西土家族苗族自治州2024年数学（高考）部编版质量检测(巩固卷)模拟试卷一、单项选择题（本题包含8小题，每小题5分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题在四面体中，，，向量与的夹角为，若，，则该四面体外接球的表面积为（）A．B．C．D．第(2)题已知点F是双曲线的左焦点，点E是该双曲线的右顶点，过点F且垂直于x轴的直线与双曲线交于A，B两点，若，则该双曲线离心率的取值范围是（）A．B．C．D．第(3)题2022年8月，中科院院士陈发虎带领他的团队开始了第二次青藏高原综合科学考察．在科考期间，陈院士为同行的科研人员讲解专业知识，在空气稀薄的高原上开设了“院士课堂”．已知某地大气压强与海平面大气压强之比为b，b与该地海拔高度h满足关系：（k为常数，e为自然对数的底）．若科考队算得A地，珠峰峰顶处，则A地与珠峰峰顶高度差约为（）A．B．C．D．第(4)题若函数有两个极值点，且，则（）A．B．C．D．第(5)题如图，当参数时，连续函数的图像分别对应曲线和, 则A．B．C．D．第(6)题已知，若有且仅有两个整数值使得成立，则实数k的取值范围是A．B．C．D．第(7)题已知，，若对，，使得成立，若在区间上的值域为，则实数的取值不可能是.A．B．C．D．第(8)题已知向量满足，，，则（）A．B．C．D．二、多项选择题（本题包含3小题，每小题6分，共18分。
在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。
全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） (共3题)第(1)题已知，则下列结论成立的是（）A．B．C．D．第(2)题双曲线与的离心率分别为和，则下列结论正确的是（）A．的焦点在x轴上，的焦点在y轴上B．的焦点到其渐近线的距离与的焦点到其渐近线的距离相等C．的最小值为D．第(3)题已知函数的部分图象如图所示，则下列说法正确的是（）A．B．C ．在上单调递增D．在上有且仅有四个零点三、填空（本题包含3个小题，每小题5分，共15分。
喜马拉雅稀有金属伟晶岩的铪超常富集
喜马拉雅稀有金属伟晶岩的铪超常富集
谢磊１ 田恩农２，３ 饶乐１ 王汝成１ ＸＩＥＬｅｉ１，ＴＩＡＮＥｎＮｏｎｇ２，３，ＲＡＯＬｅ１ａｎｄＷＡＮＧＲｕＣｈｅｎｇ１
１南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室，南京大学地球科学与工程学院，南京 ２１００２３ ２河北地质大学，河北省岩石矿物材料绿色开发重点实验室，宝石与材料学院，石家庄 ０５００３１ ３河北省战略性关键矿产研究协同创新中心，石家庄 ０５００３１ １ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＭｉｎｅｒａｌＤｅｐｏｓｉｔｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００２３，Ｃｈｉｎａ ２ＨｅｂｅｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｒｅｅｎＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＲｏｃｋａｎｄＭｉｎｅｒａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｍｏｌｏｇｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ，ＨｅｂｅｉＧＥＯＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ａｎｄｈａｆｎｉｕｍ ａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｒｉｔｉｃａｌｍｅｔａｌｓａｎｄｔｈｅｙａｒｅｍａｉｎｌｙｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｚｉｒｃｏｎＺｉｒｃｏｎｈａｆｎｏｎｉｓａｓｅｒｉｅｓｏｆ ｃｏｍｐｌｅｔｅｓｏｌｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎｂｅｃａｕｓｅＺｒａｎｄＨｆｈａｖｅｓｉｍｉｌａｒｃｒｙｓｔａｌｌｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ａｎｄｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｏｕｒｇｒｏｕｐｓ：ｚｉｒｃｏｎ，ｈａｆｎｉａｎ ｚｉｒｃｏｎ，ｚｉｒｃｏｎｉａｎｈａｆｎｏｎａｎｄｈａｆｎｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＨｆ＃（Ｈｆ／（Ｚｒ＋Ｈｆ）ａｔｏｍｉｃｒａｔｉｏｉｎｃｒｙｓｔａｌｌｏｃｈｅｍｉｃａｌｆｏｒｍｕｌａ）ｏｆ＜０１，０１～０５， ０５～０９ａｎｄ ＞０９，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙＩｎｃｏｎｔｒａｓｔｔｏｚｉｒｃｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｍｏｓｔｃｏｍｍｏｎａｃｃｅｓｓｏｒｙｍｉｎｅｒａｌｉｎａｖａｒｉｅｔｙｏｆｆｅｌｓｉｃｒｏｃｋｓ， ｎａｔｕｒａｌＨｆｒｉｃｈｚｉｒｃｏｎａｎｄｈａｆｎｏｎａｒｅｅｘｔｒｅｍｅｌｙｒａｒｅｄｕｅｔｏｔｈｅｓｔｒｏｎｇＺｒａｎｄＨｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｏｆａｃｈｉｅｖｉｎｇｕｌｔｒａ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆＨｆＴｈｅｚｉｒｃｏｎｉａｎｈａｆｎｏｎｆｏｕｎｄｉｎＣｈｉｎａｉｓｌｉｍｉｔｅｄｔｏｔｈｅＫｏｋｔｏｋａｙＮｏ１ｇｒａｎｉｔｉｃｐｅｇｍａｔｉｔｅ（ＬＣＴｔｙｐｅ），ＡｌｔａｉＩｎｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ，ｚｉｒｃｏｎｉａｎｈａｆｎｏｎ（Ｈｆ＃ ｕｐｔｏ０６７）ｉｓｎｅｗｌｙｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅＴｓａｌｕｎｇｅｌｂａｉｔｅｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅｐｅｇｍａｔｉｔｅ，ｎｏｒｔｈｅｒｎＧｙｉｒｏｎｇｐｌｕｔｏｎｉｎｔｈｅ ｍｉｄｄｌｅｏｆＨｉｍａｌａｙａｎｏｒｏｇｅｎＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅａｎｄｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｚｉｒｃｏｎｈａｆｎｏｎｉｎｔｈｅｅｌｂａｉｔｅ ｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅｐｅｇｍａｔｉｔｅａｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ：ｐｏｒｏｕｓａｎｄｍｏｔｔｌｅｄｃｏｒｅＺｒｎ１，ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｚｉｒｃｏｎａｎｄｈａｆｎｉａｎｚｉｒｃｏｎ；ｃｏｍｍｏｎ ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓＺｒｎ２ｗｉｔｈｄａｒｋＣＬｉｍａｇｅｓ，ｒｏｕｎｄｅｄｔｈｅＺｒｎ１ａｎｄａｓｔｈｅｃｏｒｅｏｆｔｈｅｇｒａｉｎ，ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｈａｆｎｉａｎｚｉｒｃｏｎ；Ｚｒｎ ３ａｎｄＺｒｎ４ｏｕｔｅｒｍｏｓｔｏｆｔｈｅｇｒａｉｎ，ｈａｖｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｈａｆｎｉａｎｚｉｒｃｏｎａｎｄｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｈａｆｎｏｎ，ｗｉｔｈｔｈｅｈｉｇｈｅｒＹ（ｕｐｔｏ４９％ Ｙ２Ｏ３）ａｎｄｌｏｗｅｒＹ ｃｏｎｔｅｎｔ（＜１６％ Ｙ２Ｏ３），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙＡｌｌｔｈｅｓｔｕｄｉｅｄｚｉｒｃｏｎｓａｌｌｄｒｏｐｉｎｔｏｔｈｅｍａｇｍａｔｉｃａｎｄｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄｆｉｅｌｄｓｉｎｔｈｅｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍ ｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｓ（ＲＥＥｓ）．Ｔｈｒｅｅｄｉｓｔｉｎｃｔｓｔａｇｅｓｏｆｍａｇｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｒｅｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ：（１）ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｉｍａｒｙＵｒｉｃｈｚｉｒｃｏｎ；（２）ｌａｔｅｍａｇｍａｔｉｃｔｏｓｕｂｓｏｌｉｄｕｓｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｂｙｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｌｕｉｄｓ；ａｎｄ（３）ｔｈｅｓｔｒｏｎｇＺｒＨｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＨｆｅｎｒｉｃｈｅｄｒｉｍｄｕｅｔｏｔｈｅｅｎｒｉｃｈｅｄｆｌｕｘ ｅｌｅｍｅｎｔｓ（Ｌｉ，Ｂ，Ｆ，ｅｔｃ）ａｎｄｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｍｅｌｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅａｂｕｎｄａｎｔｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＬｉＦｍｉｎｅｒａｌｓ（ｅｇｅｌｂａｉｔｅ ａｎｄｌｅｐｉｄｏｌｉｔｅ）．ＴｈｅｍａｇｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｉｓｔｈｅｍｏｓｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｓｔａｇｅｆｏｒｔｈｅｕｌｔｒａｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆｈａｆｎｉｕｍＩｎａｄｄｉｔｉｏｎ， ｈａｆｎｉａｎｚｉｒｃｏｎ（Ｈｆ＃ ｕｐｔｏ０２７）ｉｓａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｉｎｔｈｅＴｓａｌｕｎｇｓｐｏｄｕｍｅｎｅｐｅｇｍａｔｉｔｅａｎｄｂｅｒｙｌｐｅｇｍａｔｉｔｅＺｉｒｃｏｎ（Ｈｆ＃ ＜００４）ｉｓ ｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅＴｓａｌｕｎｇｔｏｕｒｍａｌｉｎｅｍｕｓｃｏｖｉｔｅｇｒａｎｉｔｅａｎｄＹｉｎｇｘｉｏｎｇｇｏｕｇｒａｎｉｔｅａｎｄｐｅｇｍａｔｉｔｅＩｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈａｔｍａｇｍａｔｉｃｆｒａｃｔｉｏｎａｔｉｏｎｉｓ ａｋｅｙｅｌｅｍｅｎｔｆｏｒｔｈｅＺｒＨｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍｅｌｔ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎａｎｉｎｃｒｅａｓｅｄＨｆｃｏｎｔｅｎｔａｎｄａｄｅｃｒｅａｓｅｄＺｒ／Ｈｆｒａｔｉｏｉｎｚｉｒｃｏｎｓ Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐａｒａｇｅｎｅｓｉｓｏｆｔｈｅｇｌｏｂａｌｈａｆｎｉａｎｚｉｒｃｏｎａｎｄｚｉｒｃｏｎｉａｎｈａｆｎｏｎ，ｔｈｅｓｕｍｍａｒｙｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＨｉｍａｌａｙａｎ ｚｉｒｃｏｎｓ，ｔｈｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｏｆｔｈｅｚｉｒｃｏｎｈａｆｎｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｆｕｌｔｒａｅｎｒｉｃｈｅｄＨｆｓｙｓｔｅｍ ａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｐｅｇｍａｔｉｔｅ；Ｒａｒｅｍｅｔａｌ；ＺｒＨｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ；Ｍａｇｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ
华北中生代玄武岩的地球化学特征与岩石成因_以辽宁阜新为例_张宏福
华北中生代玄武岩的地球化学特征与岩石成因:以辽宁阜新为例张宏福①郑建平②(①中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029; ②中国地质大学地球科学学院, 武汉 430074.E-mail: hfzhang@)摘要辽宁阜新白垩纪玄武岩的出现为了解中生代时期华北北缘地幔过程提供了可能. 阜新碱锅玄武岩为火山通道相, 柱状节理发育, 并含少量的尖晶石二辉橄榄岩和辉石岩捕虏体. 其化学组成贫硅、富碱、高钛和铝, 属碱性玄武岩. 在微量元素组成上, 碱锅玄武岩中等程度地富集轻稀土元素和大离子亲石元素, 但不亏损高场强元素. 其Sr同位素比值低, Nd和Pb同位素比值高. 这表明碱锅玄武岩起源于亏损的软流圈地幔, 代表未分异无混染的原始岩浆. 该玄武岩的出现暗示华北北缘此时的岩石圈厚度小于65 km, 岩石圈地幔主要由“富集”的含韭闪石尖晶石二辉橄榄岩和斜长石辉石岩组成. 早侏罗~晚白垩大量且持续的中基-中酸性岩浆活动表明华北北缘岩石圈减薄作用的开始和结束时间较华北南缘的早, 因为鲁西南地区大量的中基性火山活动仅出现于白垩纪, 而且具软流圈同位素特征的玄武岩出现在第三纪, 显示华北岩石圈演化的时空不均一性.关键词华北北缘中生代玄武岩地球化学特征岩石成因我国华北太古代克拉通以其独特的演化历史近年来一直受到国际地学界的广泛关注. 华北东部太古代稳定克拉通古生代尤其是中、新生代以来的强烈活化, 致使古老岩石圈地幔大规模地减薄[1,2]. 这一巨厚的岩石圈减薄现象使得该区成为全球研究岩石圈演化历史的理想地区. 中生代是华北东部构造转折和岩石圈减薄的主要时期, 对其幔源岩浆活动产物的研究尤为重要. 新近发现的早白垩世方城含地幔岩捕虏体的玄武岩对克拉通内部中生代岩石圈地幔属性及其演化提供了很好的制约[3]. 华北北缘辽西地区亦产有白垩纪玄武岩和玄武质岩石1). 本文仅以辽宁阜新玄武岩为例, 探讨该区玄武岩的地球化学特征及其构造意义, 并通过与克拉通内部方城玄武岩及邻区新生代宽甸玄武岩的对比研究, 反演其来源, 进而推测该区中生代岩石圈厚度及其演化历史.1地质背景阜新位于辽宁西部, 地处华北克拉通太古代冀鲁辽古陆核的北缘. 该古陆核为我国最古老的陆核, 其基底变质杂岩的同位素年龄均在25亿年以上, 个别地区可高达38亿年[4]. 结晶基底之上发育一套中上元古界和古生代沉积盖层. 古生代该区岩浆活动微弱, 仅在辽西葫芦岛市附近发现有强碳酸岩化的斑状金云母金伯利岩[5], 且基本不含金刚石.中生代以来, 尤其是侏罗纪~白垩纪, 该区构造运动和岩浆活动异常强烈, 是我国东部印支-燕山运动的重要组成部分. 同时, 岩石圈伸展形成一系列的以北东向为主的中生代沉积盆地. 中生代火山岩主要分布在这些沉积盆地中[6], 重要的有侏罗系下统兴隆沟组; 侏罗系中统蓝旗组; 白垩系下统义县组. 白垩纪下统阜新组顶部存在一期基性火山活动, 以中心式喷发为主, 其喷发年龄约为100.4 Ma(K-Ar年龄, 表1). 该期火山喷发产物绝大部分皆已剥蚀殆尽, 仅在局部地区残留一些火山通道相, 如新近发现的阜新碱锅玄武岩分布于阜新组的厚层杂色砂岩-砂砾岩中. 碱锅玄武岩为灰黑色, 致密块状构造, 柱状节理发育, 柱体多为典型的六棱柱或五棱柱, 直径多在10~20 cm. 玄武岩中含少量地幔橄榄岩捕虏体. 橄榄岩包体小(多在1~4 cm), 主要为尖晶石二辉橄榄岩.2分析方法玄武岩的全岩K-Ar同位素年龄、主量元素含量、微量元素丰度和Sr-Nd-P b同位素组成分别采用MM5400, ICP-AES, ICP-MS和VG354质谱仪在中1) 陈文寄, 周新华, 李奇, 等. 辽河外围中生代火山岩年代学、地球化学及大地构造背景特征研究. 中国地震局地质研究所. 1999国石油天然气集团公司石油勘探开发研究院、中国科学院广州地球化学研究所、中国科学院地球化学研究所、中国科学院地质与地球物理研究所获得. 分析结果见表1~3. 详细的制样和分析过程见文献[3]. 表1表1 阜新碱锅玄武岩全岩K-Ar年龄样品称重/g K/%40Ar总量/moL・g−140Ar放射成因/moL・g−140K/moL・g−1年龄/Ma(±2σ) JG-01 0.01546 1.55 3.754 × 10−10 2.774 × 10−10 4.626×10−8 100.4±1.6表2 阜新碱锅玄武岩的主、微量元素组成a)碱锅JG-01 JG-02 JG-03 JG-04 JG-05 JG-06 JG-07 JG-08 JG-09方城宽甸SiO244.84 45.48 44.82 45.92 45.01 46.07 43.40 45.50 44.82 48.62 49.70 TiO2 2.92 2.89 2.93 2.85 2.95 2.88 2.95 2.85 2.93 1.11 1.89 Al2O314.79 14.51 14.81 14.27 14.59 14.36 14.88 14.37 14.81 13.47 15.69 Fe2O311.57 11.51 11.68 11.37 11.78 11.38 11.78 11.51 11.75 8.65 10.89 MnO 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.17 0.12 0.16 MgO 8.31 8.25 8.38 8.09 8.30 8.06 8.39 8.16 8.30 10.36 7.90 CaO 10.27 10.34 10.52 10.11 10.32 10.07 10.32 10.27 10.62 9.48 7.11 Na2O 3.19 2.70 3.00 3.03 3.33 3.18 3.33 3.09 3.03 2.84 1.73 K2O 1.88 1.93 1.93 1.80 1.91 1.80 1.91 1.87 1.78 1.18 4.46 P2O50.64 0.62 0.65 0.62 0.66 0.63 0.66 0.63 0.63 0.86 0.46 烧失量 1.33 1.55 1.25 1.57 1.38 1.47 1.34 1.52 1.17 3.86总和99.9 100.0 100.1 99.8 100.4 100.1 99.1 99.9 100.0 100.6 100 La 37.1 37.8 38.8 38.9 40.4 38.4 38.9 39.2 39.9 122.6 29.9 Ce 73.3 75.7 78.2 77.7 79.7 77.3 76.4 78.3 79.8 211.3 68.2 Pr 8.10 8.38 8.76 8.52 8.88 8.61 8.65 8.74 8.99 23.5 6.9 Nd 34.1 34.9 36.0 36.5 36.8 34.9 35.8 36.5 36.8 92.7 29.3 Sm 7.18 7.46 7.73 7.55 7.68 7.30 7.15 7.84 7.70 14.65 5.86 Eu 2.20 2.27 2.30 2.33 2.31 2.33 2.31 2.33 2.38 3.66 1.94 Gd 6.35 6.74 6.76 6.90 6.77 6.58 6.84 6.47 6.83 10.74 5.39 Tb 0.94 0.94 0.98 0.95 1.04 0.93 0.94 0.95 0.99 1.41 0.88 Dy 5.12 5.09 5.18 5.34 5.43 5.41 5.21 5.37 5.72 5.75 4.43 Ho 0.92 0.93 0.93 1.00 1.00 0.98 0.99 0.99 0.97 1.01 0.87 Er 2.50 2.55 2.60 2.80 2.66 2.67 2.63 2.60 2.86 2.30 2.14 Tm 0.30 0.34 0.34 0.35 0.34 0.34 0.34 0.33 0.32 0.32 0.30 Yb 2.04 2.01 2.16 2.17 2.16 2.01 2.20 2.23 2.10 1.93 1.61 Lu 0.28 0.27 0.29 0.29 0.32 0.28 0.27 0.30 0.30 0.30 0.23 Y 25.8 26.0 26.5 25.6 27.3 25.8 26.3 26.0 27.2 32.2 26.7 Sc 62 63 64 63 64 60 64 66 67 21Cs 0.41 0.44 0.46 0.44 0.44 0.46 0.39 0.44 0.46 1.0Ba 736 756 771 765 774 859 742 770 786 1057 399 Rb 46.8 52.2 52.3 49.1 51.1 47.7 48.6 52.9 52.3 14.7 38.8 Sr 628 964 742 758 726 716 747 749 581 1310 649 Nb 60.7 62.1 64.5 63.4 65.6 61.9 62.7 65.6 64.3 12.9 42.8 T a 3.49 3.56 3.54 3.65 3.83 3.61 3.51 3.69 3.73 0.95 3.20 U 1.12 1.17 1.16 1.21 1.19 1.24 1.17 1.19 1.21 2.15 2.11 Th 4.47 4.58 4.72 4.80 4.99 4.86 4.73 4.92 4.87 13.83 3.94 Pb 3.36 3.10 3.09 4.03 4.89 3.84 3.97 3.27 3.39 12.50 4.20 Zr 198 205 208 206 213 204 203 212 212 222 215 Hf 4.90 5.24 5.27 5.45 5.48 5.22 5.15 5.20 5.37 5.88 4.20 Cr 616 619 626 709 633 597 611 670 668Ni 162 166 172 197 166 156 169 174 178∑REE 180.4 185.4 191.0 191.3 195.5 188.0 188.6 192.2 195.7 492.2 158.0 (La/Yb)N12.6 13.0 12.4 12.4 12.9 13.2 12.2 12.2 13.2 44.0 12.9a) 中生代方城玄武岩和新生代宽甸玄武岩的平均组成来源于文献[3, 7~10]. 氧化物以百分含量表示, 微量元素含量单位为µg/g表3 阜新碱锅玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素组成a)碱锅JG-01 JG-02 JG-03 JG-04 JG-05 JG-06 JG-07 JG-08 JG-09方城宽甸87Rb/86Sr 0.2154 0.1565 0.2038 0.1873 0.2035 0.1926 0.1881 0.2042 0.2602 0.032487Sr/86Sr0.703730 0.704300 0.703605 0.703930 0.703810 0.703736 0.703969 0.703831 0.704012 0.709861 0.704406 (87Sr/86Sr)i0.703423 0.704077 0.703314 0.703663 0.703520 0.703461 0.703701 0.703540 0.703641 0.709803147Sm/144Nd 0.1273 0.1292 0.1298 0.1250 0.1262 0.1264 0.1207 0.1298 0.1265 0.0956143Nd/144Nd0.512840 0.512795 0.512804 0.512814 0.512823 0.512808 0.512812 0.512817 0.512802 0.511846 0.512768 (143Nd/144Nd)i0.512756 0.512710 0.512719 0.512732 0.512740 0.512725 0.512733 0.512732 0.512719 0.511767εNd 4.8 3.9 4.1 4.4 4.5 4.2 4.4 4.3 4.1 −13.9 2.7206Pb/204Pb 18.322 18.240 18.251 18.302 18.320 18.264 18.297 18.315 18.235 17.733 17.674 207Pb/204Pb 15.398 15.436 15.456 15.457 15.457 15.371 15.451 15.446 15.449 15.518 15.440 208Pb/204Pb 37.894 38.083 38.025 38.147 38.233 37.942 38.191 38.164 38.124 37.993 37.739 204Pb% 1.377 1.374 1.372 1.372 1.370 1.378 1.371 1.371 1.373 1.387 238U/204Pb 20.926 23.740 23.662 18.924 15.360 20.261 18.584 22.943 22.467 10.763 235U/204Pb 0.152 0.172 0.172 0.137 0.111 0.147 0.135 0.166 0.163 0.078 232Th/204Pb 86.294 96.024 99.482 77.569 66.552 82.052 77.628 98.012 93.432 71.263 (206Pb/204Pb)i17.994 17.867 17.880 18.005 18.079 17.946 18.005 17.955 17.883 17.522 (207Pb/204Pb)i15.383 15.419 15.438 15.443 15.446 15.356 15.437 15.428 15.432 15.508 (208Pb/204Pb)i37.464 37.605 37.530 37.760 37.901 37.533 37.804 37.676 37.659 37.551 ∆7/4 −5.89 −0.92 0.87 0.02 −0.49 −8.02 −0.55 −0.89 0.27 11.8 3.32∆8/4 8.27 37.67 28.58 36.51 41.72 20.95 40.89 34.19 41.17 74.0 74.4a) 中生代方城玄武岩和新生代宽甸玄武岩的平均组成来源于文献[3, 7~9, 11, 12]中40K年龄计算参数为: λe = 0.581×10−10a−1; λB = 4.962×10−10 a−1; 40K=0.01167原子百分数. 表3球粒陨石均一地幔库为: 87Rb/86Sr = 0.0847; 87Sr/86Sr = 0.7045; 147Sm/144Nd = 0.1967; 143Nd/144Nd = 0.512638; λRb = 1.42×10−11a−1; λSm = 6.54×10−12a−1; λU238 = 1.55125 × 10−10a−1; λU235 = 9.8485×10−10a−1; λTh232 = 4.9475×10−11a−1;∆7/4=[(207Pb/204Pb)i − (207Pb/204Pb)NHRL] ×100; ∆8/4 = [(208Pb/204Pb)i − (208Pb/204Pb)NHRL]×100; (207Pb/204Pb)NHRL = 0.1084×(206Pb/204Pb)i + 13.491; (208Pb/204Pb)NHRL = 1.209×(206Pb/204Pb)i+ 15.627.3分析结果碱锅玄武岩的主、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素组成很稳定. 它贫硅富碱, 属碱性玄武岩, 在硅碱图上位于碱玄岩-粗玄岩-玄武岩的交界部位(图1). 与华北克拉通内部中生代(125 Ma)方城玄武岩[3]相比, 它TiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO和K2O含量高, MgO和P2O5含量低(表2). 但相对于邻区的更新世(0.28~0.55 Ma)宽甸玄武岩[7~10], 它贫硅、铝和碱, 尤其是K2O (表2). 在微量元素组成上, 碱锅玄武岩与宽甸玄武岩以及洋岛玄武岩组成接近、稀土配分模式和微量元素蛛网图特征相似(表2和图2). 碱锅玄武岩中等程度地富集轻稀土元素(∑R E E=180~196µg/g, (La/Yb)N = 12.2~13.2)和大离子亲石元素(如Cs, Ba, Rb, Sr, U, Th), 高过渡金属元素(如Sc, Cr, Ni), 低Y 和Pb, 但不亏损高场强元素(Nb, Ta, Zr, Hf, Ti). 这与中生代方城玄武岩的强烈富集轻稀土元素和大离子亲石元素, 亏损高场强元素的特征完全不同(图2), 尽管二者的高场强元素的绝对丰度很接近(表2).碱锅玄武岩的Sr同位素比值低, 其初始比多小于0.704(表3), 但其Nd和Pb同位素比值相对较高, εNd为正值, 高达3.9~4.8, (206Pb/204Pb)i接近18. 该同位素初始比值明显不同于中生代方城玄武岩的(图3), 与微量元素组成相对应. 在εNd-(87Sr/86Sr)i图解中, 碱锅玄武岩靠近新生代宽甸玄武岩[7~11]和汉诺坝玄武岩[16,17], 但相对更亏损, 落在洋岛玄武岩和大洋中脊玄武岩的共同区. 然而, Pb同位素显示碱锅玄武岩远离洋岛玄武岩区, 接近大洋中脊玄武岩区. 与宽甸和方城玄武岩不同的是, 碱锅玄武岩的(207Pb/204Pb)i相对于(206Pb/204Pb)i更低, 分布在NHRL附近或以下(图3), 而前者皆分布在NHRL以上. (208Pb/204Pb)i相对于(206Pb/204Pb)i富集(∆8/4>0), 但富集程度远比宽甸和方城玄武岩的低(表3). 显示碱锅玄武岩相对低的Th/U比值.图1 二氧化硅与全碱含量变异图方城和宽甸玄武岩组成来源于文献[3, 7~10]图2 球粒陨石[13]标准化的稀土元素配分图(a)和原始地幔[14]标准化的微量元素蛛网图(b)方城和宽甸玄武岩组成来源于文献[3, 7~9, 11], N-MORB 和OIB 玄武岩数据取自文献[15]图3 辽宁阜新中生代玄武岩Sr-Nd-Pb 同位素组成方城和宽甸玄武岩组成来源于文献[3, 7~9, 11], MORB, OIB 和汉诺坝玄武岩同位素数据区(现今值)和NHRL 取自文献[3, 16, 17]4讨论4.1中生代玄武岩岩石起源华北内部鲁西南地区的中生代方城玄武岩的地球化学特征暗示其起源于曾受到过俯冲的陆壳物质强烈改造的岩石圈地幔[3]. 此时的岩石圈地幔以含有大量的辉石岩脉为特征[3]. 然而, 华北北缘中生代的碱锅玄武岩的地球化学特征与方城玄武岩的完全不同. 它贫硅富碱铝、镁含量中等(MgO含量为8.1%~ 8.4%); 中等程度地富集轻稀土元素和大离子亲石元素, 无高场强元素亏损(图2); 低的Sr同位素初始比值和高的Nd, Pb同位素初始比值(图3), 低的Th/U 比值. 这些地球化学特征与华北北缘的新生代宽甸玄武岩[7~11]和汉诺坝玄武岩[16,17]的很相似. 后者通常被认为[7~11,16,17]是起源于软流圈地幔, 即类似于大洋中脊玄武岩的源区, 尽管新生代时期少量洋岛型的地幔端元的确存在[9]. 碱锅玄武岩相对于宽甸和汉诺坝玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素组成更亏损, 更接近大洋中脊玄武岩区, 而远离洋岛玄武岩区(图3). 因此, 上述地球化学特征显示碱锅玄武岩起源于亏损的软流圈地幔. 基本上无富集地幔端元的参与. 故作者认为碱锅玄武岩为未分异的近原始岩浆, 其镁镍含量和Sr-Nd-Pb同位素组成可以作为亏损地幔端元使用.4.2岩石圈厚度、性质与时空不均一性华北北缘的辽宁境内多处发现有金伯利岩如锦西地区[5]和铁岭地区[18]. 这些含石榴石捕虏晶和橄榄岩捕虏体的金伯利岩的存在暗示该区的岩石圈地幔在金伯利岩喷出之前深达石榴石稳定区(>80 km), 其基本不含金刚石的事实表明岩石圈厚度应小于150 km. 尽管这两处金伯利岩的形成时代尚未确定, 况且这些金伯利岩又多侵位于太古代和下元古界结晶基底和中上元古界盖层中, 但个别脉体切穿寒武系和下奥陶统地层表明华北北缘的金伯利岩很可能与华北内部如辽宁复县和山东蒙阴含金刚石金伯利岩形成于同一时期, 即为中奥陶世产物. 因此, 华北北缘古生代时其岩石圈相对较厚, 达80~150 km. 大量的石榴石捕虏晶的电子探针分析表明这些石榴石主要为贫铬富钙的镁铝榴石, 即主要来自于石榴石二辉橄榄岩和橄辉岩区[5,18]. 换言之, 华北北缘古生代时期的岩石圈地幔主要由主量元素亏损相对较弱的二辉橄榄岩和橄辉岩组成, 这与华北内部古生代岩石圈地幔含相当数量的亏损程度高的方辉橄榄岩有所区别. 暗示岩石圈地幔在空间上的不均一性.中生代岩石圈地幔厚度可以通过碱锅玄武岩的组成特征间接推测. 实验岩石学研究[19,20]揭示硅不饱和的碱性玄武岩比硅饱和的拉斑玄武岩起源深. 如果碱性玄武岩具有岩石圈地幔同位素记号, 其岩石圈厚度必定大于80 km. 同理, 如果拉斑玄武岩和/或碱性玄武岩具有软流圈同位素记号, 其岩石圈厚度应该小于65 km. 碱锅玄武岩具有软流圈源同位素组成, 因此本区中生代(约100 Ma)岩石圈厚度应该不会超过65 km. 这与该区中生代玄武岩携带的地幔橄榄岩捕虏体中无石榴石的事实一致[21]. 捕虏体橄榄岩的岩石学特征[21]暗示此时的岩石圈地幔主要以尖晶石二辉橄榄岩为主, 且不同程度地受到过地幔熔/流体的交代改造, 形成交代矿物韭闪石和具堆晶结构的斜长石辉石岩岩脉. 地幔捕虏体中斜长石和韭闪石而非金云母的出现同样说明此时的岩石圈地幔薄和“富集”, 即与该区古生代岩石圈地幔存在明显差异, 显示岩石圈随时间的演化. 捕虏体的矿物学研究[21]揭示这些橄榄岩的主要组成矿物橄榄石(Fo = 89.3~91.5)、斜方辉石、单斜辉石和尖晶石与中国东部广泛分布的新生代玄武岩中橄榄岩捕虏体的组成类似. 更新世宽甸玄武岩[7~10]相对于碱锅玄武岩更富碱(图1), 其起源深度可能更深, 这与宽甸玄武岩中含较多石榴石高压巨晶和石榴石辉石岩[22]的事实相符. 从而暗示新生代时期的岩石圈厚度较中生代时期的厚, 显示自中晚白垩世以来华北北缘岩石圈地幔的增厚过程[23]. 然而, 宽甸玄武岩和汉诺坝玄武岩中橄榄岩捕虏体主要是尖晶石相的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩[22,24,25]仍缺失石榴石橄榄岩的事实说明岩石圈厚度仍然小于80 km. 具粗粒结构的方辉橄榄岩捕虏体的大量出现和交代矿物角闪石的少见暗示新生代岩石圈地幔与中生代岩石圈地幔间仍然存在组成上的差异, 其新增生的部分可能主要是方辉橄榄岩. 需要指出的是粗粒方辉橄榄岩亦可能是软流圈与岩石圈地幔相互反应的产物[26].4.3华北东部岩石圈减薄的地球动力学华北南缘中生代方城玄武岩及其幔源辉石岩捕虏体的岩石学和地球化学特征揭示该区中生代岩石圈地幔曾受到过源自俯冲的扬子克拉通中下地壳物质熔融所产生的富硅熔浆的强烈改造[3]. 该改造作用极大地改变了中生代岩石圈地幔的结构和组成特征及其热状态, 使其从古生代时期的典型克拉通型岩石圈地幔(富镁铬的方辉橄榄岩和二辉橄榄岩为主) 转变为晚中生代强烈富集的岩石圈地幔(富铁钙的尖晶石二辉橄榄岩和大量的辉石岩脉). 中生代岩石圈地幔遭受过源自俯冲陆壳物质影响的观点得到了该区中生代岩石圈地幔源火山岩的碳氧同位素研究的有力支持(刘建明, 未发表数据). 新近建立起来的碰撞-构造底垫模式[27]对鲁西南中生代富集型岩石圈地幔的形成过程做出了很好地解释. 进一步对鲁西南中生代碱性岩的系统研究表明岩石圈地幔的富集过程开始于190~180 Ma而中止于120±5 Ma (张宏福, 未发表数据). 而且岩石圈地幔的富集程度有自南向北逐渐减弱的趋势, 这同样说明该区岩石圈地幔的富集过程与大别深俯冲和碰撞有关. 因此, 华北-华南两大陆块的碰撞-构造底垫[27]可能是造成华北南缘中生代岩石圈地幔巨厚减薄的直接动因.那么, 该碰撞-构造底垫模式是否适合于华北北缘的地质情况？前已述及, 华北北缘前中生代仍然存在厚的克拉通型岩石圈地幔(深达石榴石相), 而到晚白垩世(碱锅玄武岩喷发之时), 岩石圈已减薄至65 km以下. 而且, 岩石圈地幔性质已转变成含挥发分的“富集”地幔, 主要由尖晶石二辉橄榄岩和辉石岩组成. 早侏罗世~晚白垩世大量且持续的中基-中酸性岩浆喷发[6]和侵入应该是该岩石圈减薄过程的直接产物, 尽管这些火山岩的来源和形成过程目前还不十分清楚. 这表明华北北缘岩石圈减薄作用的开始和结束时间较华北南缘的早, 因为鲁西南地区大量的中基性火山活动仅出现于白垩纪(约120 Ma), 而且具软流圈同位素特征的玄武岩出现在第三纪, 显示华北岩石圈演化的时空不均一性. 古生代蒙古海的俯冲闭合[28]和随后导致的蒙古陆块与华北陆块的碰撞可能对华北北缘的构造格局产生了重大的影响. 从而对该区的岩石圈的演化起到了一定的制约作用. 汉诺坝玄武岩携带的石榴石辉石岩捕虏体中蚀变洋壳组分的发现[29]进一步证实华北北缘岩石圈受到过蒙古-鄂霍次克海俯冲的影响. 华北北缘中生代中基性火山岩中大量地壳组分的存在[6]同样说明此时岩石圈的壳幔相互作用异常活跃. 这种壳幔相互作用在汉诺坝玄武岩携带的基性麻粒岩捕虏体中同样很普遍[30]. 因此, 我们认为该碰撞-构造底垫模式同样适合于华北北缘.5结论地球化学研究表明碱锅玄武岩起源于亏损的软流圈地幔, 其组成可以作为亏损地幔端元使用. 结合已有的中生代玄武岩及其地幔岩捕虏体资料揭示华北东部中生代岩石圈地幔主要为富集型, 其富集程度从克拉通中心向南北两侧逐渐增加, 显示其时空演化的不均一性. 我们认为中生代岩石圈地幔的这种演化规律与克拉通两侧古生代的俯冲和随后的碰撞作用有关. 同时, 华北北缘岩石圈减薄作用相对与华北南缘早.致谢感谢路凤香教授、邵济安教授、翟明国研究员和朱日祥研究员在野外采样和论文撰写过程中所给予的悉心指导和帮助. 同时, 在样品的K-Ar年龄、主、微量元素和同位素分析测试过程中分别得到了罗修全、张有愉、刘颖、漆亮、张仁祜、许荣华、乔广生和储著银同志的帮助, 在此表示衷心感谢. 本工作受国家自然科学基金(批准号: 40073004)和中国科学院知识创新工程项目(KZCX1-07) 资助.参考文献1 Griffin W L, O’Reilly S Y, Ryan C G. 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张宏福：从秦岭山中走出的地质学家
作者：张行勇陈彬
来源：《创新时代》2018年第04期
“我是秦岭大山深处山阳县漫川关人，多年来一直研究地球岩石圈地幔的形成和演化问题，”中国科学院院士、西北大学教授张宏福开门见山地介绍道，“我是一个离不开大山石头的地质人。
”
1977年，中断了10年的中国高考制度得以恢复。
当时还是一个农家少年的张宏福第一次离开漫川关这个秦尾楚头的水旱码头小镇，来到70公里外的县城。
40年后，通过在固体地球科学领域的不断探索，这位“农家少年”已经成为了我国地幔地球化学领域的学术带头人。
“赶上了好时代”
1981年高考结束后，张宏福接到了西北大学地质学系地质学专业的入学通知书。
在当地人的眼中，地质队员堪称“高收入人群”，也是神秘的有文化的“探宝”人。
至于要在地质学系学什么，当时的张宏福完全不知道。
本科毕业后，张宏福考入武汉地质学院北京研究生部。
研究生毕业后，他回到母校西北大学。
在地质学系任教的6年时间里，他每年跟随着老教师们出野外，漫山遍野地拉地层剖面、找石油。
这一段经历为他扎实的岩石专业打下了基础，尤其是出色的辨认岩石的能力，这些都让他在日后的科研工作中获益良多。
1998年，张宏福作为访问学者赴英学成归国，进入中国科学院地质与地球物理研究所工作。
2010年，西北大学大陆动力学国家重点实验室进入到发展的关键时期，急需一位专长于岩石地球化学研究并了解相应先进测试技术的学术带头人。
在中国科学院院士张国伟的极力推荐下，经陕西省“百人计划”支持，张宏福回到他曾经学习、工作过的校园，出任大陆动力学国家重点实验室常务副主任。
“赶上了好时代。
”张宏福常常说自己很幸运，改革开放以来，国家对基础研究的支持力度越来越大，自己才能得以承担国家杰出青年科学基金、“百人计划”等重大或重点项目，全心在一个领域内持续深入地进行研究。
破解“克拉通破坏”之谜
克拉通是大陆主要地质单元。
“克拉通”一词源自希腊语Kratos，意为“强度”。
华北克拉通自18亿年前形成后，曾长期保持稳定。
但是在1亿年前，华北陆块发生了大规模构造变形、强烈的岩浆活动和盆地形成，并伴有大量的金属和其他资源形成。
强烈的地震也成为华北克拉通的重要特征，比如发生在1976年的唐山大地震。
为什么华北克拉通会发生这样的变化？张宏福渴望寻找到答案。
张宏福和同事推断，在山东方城周边可能存在中生代玄武岩。
皇天不负有心人，在山东地质七队队员的帮助下，他们成功地采集到中生代玄武岩样品。
它的出现证明了中生代是华北岩石圈减薄的关键时期。
在华北中生代玄武岩中，张宏福又发现了同位素异常富集现象，说明在中生代华北岩石圈地幔里发生的变化，最终使古生代的克拉通型地幔转变为中生代富集型地幔，让原本稳定的古老克拉通不再稳定。
他的研究一步步接近华北克拉通破坏的真相。
2005年，他们在山东胶州发现环带状地幔橄榄岩捕掳体。
这种极其难得的地幔捕掳体，可以看作是橄榄岩正发生变化时被“抓取”到地表上来的。
他通过对地幔捕掳体的Sr-Nd和Re-Os同位素测试发现，大陆岩石圈中的地幔橄榄岩会因和某种熔体反应，性质发生改变；反应彻底的，甚至会转变为大洋型岩石圈地幔。
在系统对比了2160件样品后，他再次证明橄榄岩—熔体相互作用在全球大陆岩石圈地幔中普遍存在。
最终，张宏福提出，橄榄岩—熔体相互作用是大陆岩石圈地幔组成转变的主要机制，并最终导致古老克拉通破坏。
其间，他与学生率先将非传统稳定（Li-Fe-Mg）同位素示踪方法应用到地幔地球化学研究中，推动了该学科的发展。
他通过发现克拉通破坏的本质，提出并论证了克拉通周边板块的俯冲碰撞作用造成的熔/流体活动是岩石圈组成转变的主要外部控制因素。
永葆师者的赤子之心
只要是出野外，张宏福的心情一定会很好，上坡下坎，年轻力壮的学生也追不上他。
学生们私下里觉得似乎“老师天生就是干地质的”。
只要是学生真正感兴趣的问题，他都会支持学生进行深入研究，哪怕这个问题和自己团队的研究方向没有关系。
学生实验失败，或是被证明研究方向行不通，张宏福总是云淡风轻地说一句：“没关系，搞科研哪有不失败的。
”并劝慰学生，只要态度认真，即使失败了也有其科学意义。
多年来，张宏福耗费了大量心力培养学生，构建团队，共培养了博士后5人、博士7人、硕士8人，其中2人获得“国家杰出青年科学基金”，2人获得“国家优秀青年科学基金”，4人获得“侯德封奖”，1人获得“金锤奖”。
2017年12月28日，西北大学举办2018院士新年论坛。
张宏福在“新年新开端、新期盼”的主题报告中表示，将继续把研究推向深入，追寻探究源自地幔深处的动力。
（本文转自《中国科学报》）。