火成岩研究室

　　地质所火成岩研究室系1997年由原基性超基性岩研究室和火山岩及中酸性侵入岩研究室合并而成。前室主任王恒升院士、白文吉研究员、李兆鼐研究员、王碧香研究员曾是国内地幔岩或火山岩研究领域的领头人。两个研究室都曾有过辉煌的成绩和值得骄傲的历史。特别是近十几年来，火成岩研究室在杨经绥主任的领导下，已发展成为以火成岩岩石学为基础的综合型研究室，成为该领域的一支生力军和排头兵，活跃在国内外地学舞台上。近些年来，火成岩研究室广泛地开展了与法国、加拿大、美国、日本、哈萨克斯坦及台湾、香港地区等的合作，在蛇绿岩及铬铁矿成因、地幔矿物群的发现与研究、造山带花岗岩成因与构造演化、活动火山研究等方面取得了突出的成果。据不完全统计，近十几年来，火成岩室已发表论文350余篇，其中SCI论文150余篇，已培养出博士后2人、博士生18人、硕士生15人。

　　火成岩研究室现有职工17名，其中研究员5名，副研究员5名，助研7名，博士后2名，在读博士生11名，硕士生10名。研究室成员名单如下：杨经绥（原室主任，学术领军人）、吴才来（室主任）、孟繁聪、李天福、刘 焰、李兆丽、陈松勇、徐向珍、张 聪、刘晓露、郜源红、李毅兵、李 源、雷 敏、冯光英、申婷婷、邱 添、郭文锋。

　　研究室人员列表:

　　火成岩室目前的主要研究方向是：（1）蛇绿岩与铬铁矿成因；（2）地幔岩和深部地幔矿物学；（3）板块俯冲及其高压超高压变质作用；（4）造山带花岗岩成因及其构造演化；（5）中国东部矿集区岩浆系统与成矿作用；（6）活动火山学。

　　十几年来，在部、局、院、所各级领导的支持下，火成岩室成员通过自身的努力，在各自的研究领域取得了较突出的成果，主要有如下几个方面：

　　1、蛇绿岩与铬铁矿成因研究

　　以杨经绥研究员为首的研究团队在蛇绿岩中发现了深部地幔矿物群，并提出了“蛇绿岩型金刚石”的新观点。近年来在雅鲁藏布江缝合带的铬铁矿和地幔橄榄岩中发现了金刚石、碳硅石、斯石英假象的柯石英以及自然铁、镍等异常地幔矿物，指示地幔橄榄岩和铬铁矿形成于地幔深部（>300 km），对蛇绿岩和铬铁矿浅部成因的观点提出了挑战，引起了国际地质学界的广泛兴趣，为我们认识铬铁矿成矿与蛇绿岩构造的关系研究提供了新的思路。

　　2、深部地幔矿物研究

　　近年来，杨经绥团队在雅鲁藏布江缝合带的铬铁矿和地幔橄榄岩中发现的异常地幔矿物群，得到国内外地学界的关注。2013国际《矿物学杂志》（Mineralogical Magazine，第77卷）公布了国际矿物学会年新批准矿物氮化硼（BN），命名为青松矿（Qingsongite），该命名是为了纪念中国地质科学院地质研究所的方青松研究员（1939-2010），他为罗布莎铬铁矿石中第一粒金刚石的发现做出了杰出贡献。青松矿和其他一系列的超高压矿物的发现，以及在世界上不同的造山带中不断发现的金刚石等深部矿物，表明大洋扩张脊下的地幔携带了大量深部形成的地幔矿物及其相伴的铬铁矿上涌至浅部，该发现对目前国际上流行的铬铁矿浅部成因的观点提出了新的解释，并且影响到对蛇绿岩和洋壳地幔成因的认识。

　　3、松多缝合带研究成果

　　西藏松多榴辉岩带最初发现的规模约10 km，随后来进一步的地质调查发现，松多榴辉岩带的规模达到100 km以上。松多榴辉岩的峰期变质温压（P－T）条件为730 ℃和2.7 GPa，P－T条件接近石英与柯石英相的转变线。新的分析结果表明，松多榴辉岩的P－T范围可能高达760－803 ℃和3.34－3.92 GPa。地球化学和岩石学研究表明，松多榴辉岩的原岩是一套MORB型的洋壳岩石，与亏损地幔有关，变质时代为二叠纪。榴辉岩、退变榴辉岩和围岩白云母石英片岩的氩－氩年代学数据表明，榴辉岩折返和造山变形时代为240－220 Ma；锆石U-Pb年代学研究表明，榴辉岩的变质时代为260－270 Ma，具有岩浆结晶特征的锆石核部年龄为303±4.8 Ma；同时，还发现了蛇绿岩（地幔橄榄岩、洋脊玄武岩、洋岛玄武岩）以及其它相关岩石组合（岛弧玄武安山岩和后碰撞花岗岩）的存在，并获得洋壳的形成年龄为306 Ma，可能代表拉萨地块中部的古特提斯洋盆的时代，岛弧火山岩的形成年龄为265±3.1 Ma，后碰撞花岗岩的年龄为194 Ma。综合前期对松多榴辉岩、蛇绿岩的研究，预示着拉萨地块中可能存在一条与古特提斯洋俯冲、消减有关的板块汇聚边界。

　　4、日喀则蛇绿岩构造研究与填图

　　通过前期对日喀则蛇绿岩的构造研究和1:5万蛇绿岩专项填图，厘定出多条低角度正断层。这些正断层是折返岩石圈地幔的拆离断层，现在的辉绿岩床就是低-中角度的拆离断层释放的空间，为日喀则蛇绿岩可能的“核杂岩伸展方式”折返就位提供了关键的构造地质学支持；利用与拆离断层紧密伴生的辉长-辉绿岩的锆石U-Pb年代学（LA-MC-ICPMS）和蛇绿岩上覆的上白垩统冲堆组放射虫硅质岩化石年龄，限定了断层的起始时间约为126Ma，结束时间约为123Ma，提出了日喀则蛇绿岩的拆离-增生成因模型；从岩体中识别出一套在空间上紧密伴生的变辉长-辉绿岩、异剥钙榴岩和蛇绿碳酸岩组合，可以作为识别蛇绿岩中拆离断层的一个重要标志。上述研究成果对于雅鲁藏布江蛇绿岩的成因和演化具有重要意义。更重要的是通过对蛇绿岩的构造研究和大比例尺填图，发现和补充了一些控制铬铁矿成矿和保存的构造要素和识别标志，为我们认识铬铁矿成矿与蛇绿岩构造的关系研究提供了新的思路。

　　5、花岗岩成因与造山带构造演化研究

　　十几年来，吴才来研究团队一直坚持在中央造山带的阿尔金山、祁连山、柴北缘、秦岭、昆仑等地区开展造山带花岗岩成因与构造演化的研究。根据每个造山带花岗岩的时空分布和岩石组合、岩浆起源和演化等研究，阐明造山带构造演化的不同阶段形成了相应的花岗岩与火山岩。如柴北缘地区，早古生代早期南祁连洋壳向北俯冲，形成了>460Ma的I型岛弧型花岗岩组合，而随着大洋的闭合，发生陆-陆碰撞和陆壳的深俯冲作用，形成了超高压榴辉岩和同期同碰撞445Ma的S型花岗岩，随着俯冲到深部的洋壳与陆壳的断离，经历超高压变质作用的陆壳折返，此阶段也形成了400Ma的I型与A型花岗岩组合，随着造山带根部大范围的折沉作用，造山带不同块体之间的均衡调整、垮塌，形成了370-380Ma的I型和S型花岗岩组合，部分形成了具有埃克岩特征的花岗岩。北祁连、阿尔金也存在类似的大陆动力学过程与岩浆作用。

　　6、中国东部矿集区深部探测研究

　　吴才来研究团队近些年完成了国家专项中的中国东部铜陵矿集区深部钻探选址预研究。通过研究，确定了在铜陵矿集区实施科学钻的位置，并实施了3000米科学钻探。科学钻探揭示了铜陵矿集区深部的结构，发现了地下1775米深处存在126Ma的A型花岗岩，科学钻在这种岩性中进尺700米后仍是这种岩石，说明这种A型花岗岩具有一定的规模，而这种岩石地铜陵地区的地表和以往矿床勘探钻孔中从未发现过。这一发现，改变了人们以往对铜陵地区深部结构及成岩成矿的认识，为区内乃至长江中下游地区深部找矿提供了新的思路。

　　7、中国长白山活动火山研究

　　对长白山火山岩及火山演化开展了研究，并评价了长白山火山的活动性，取得了一些新的认识：（1）用热力学相律模拟了天池玄武岩的演化过程，并得出酸性岩浆（粗面岩和碱流岩）是由碱性玄武岩在中、上地壳结晶分异形成，与地球物理岩浆房探测的结果基本一致；（2）通过对长白山天池火山酸性岩的岩石学和地球化学定性和定量模拟的方法，检验了天池酸性岩的成因，排除了地壳部分熔融和底侵玄武岩部分熔融的成因；（3）发现长白山天池火山粗面岩有高87Sr/86Sr和低87Sr/86Sr两种截然不同的演化混染趋势，认为这反映的是岩浆系统的演化过程，这对望天鹅酸性岩的成因研究有借鉴意义。

　　8、实验技术开发研究

　　火成岩研究室具有激光拉曼、阴极发光（CL）、电子探针和LA-MC-ICPMS实验室，各实验室仪器运行状态良好，取得了较好的社会效益和经济效益。其中，LA-MC-ICPMS实验室于2014年4月完成安装，2015年1月完成实验室净化工程升级改造，2015年3月底完成仪器验收工作，2015年5月进行试运行。2015年5月-12月，实验室完成锆石U-Pb同位素测年约3653点，锆石Lu-Hf同位素分析约15392点，累计完成工作机时达1524小时。2016年1月-12月，实验室完成锆石U-Pb同位素测年约10851点，锆石Lu-Hf同位素分析约14292点，累计完成工作机时达2011小时。在对外提供测试服务的过程中，我们积极改进操作方法，缩短每个分析点的机时，为样品测试者节省了大量的时间和经费。

　　火成岩室联系方式：68999767; FAX: 68994782; E-mail: wucailai@126.com

　　联系人：吴才来