全球新生代安山岩的时空分布及其构造环境研究——大数据研究的初步成果

摘要

二十世纪70-80年代，以Pearce为首的一批科学家先后提出了玄武岩和花岗岩的构造环境判别图，将构造环境与岩石地球化学特征有机的结合起来，为岩浆岩大地构造环境研究开辟了捷径。相比之下，前人对全球广布的安山岩构造环境及相关地球化学特征问题的讨论还十分不足。究其原因，可能是由于安山岩的源区较为复杂，其地球化学特征又容易在形成过程中发生改变，传统研究方法很难对其构造环境判别问题进行研究。
　　尽管在安山岩的构造环境研究中还存在许多争议和疑问，但数十载的研究历程也为安山岩积累了海量的数据。本文利用目前广泛使用的GEOROC和PetDB两个数据库对全球新生代安山岩进行数据挖掘，得到以下重要认识:
　　①数据库中共包含新生代安山岩样品58763个，初步将新生代安山岩构造环境划分为12类，统计表明，全球新生代安山岩中有67.71％产出于汇聚板块边缘地带。此外，大陆板内、大陆溢流、洋岛、大陆裂谷、洋中脊等构造环境中也有安山岩的产出。
　　②新生代不同构造环境的安山岩主要形成于中新世。结合玄武岩及其它中酸性火成岩时代分布特征，暗示中新世发生了一次重大的、全球性岩浆事件。青藏高原的抬升、安第斯地壳的加厚、全球荒漠化等同时期重要事件可能绝大部分与该期岩浆活动有关。地幔剧烈活动或许是引发中新世全球性事件的重要诱因。
　　③常用的玄武岩微量元素判别图以及LILE/HFSE玄武岩判别图均适用于安山岩样品。该结果不仅拓宽了玄武岩判别图的适用范围，还说明安山岩的构造环境也可以用岩石的化学成分进行判定。但可能由于洋岛安山岩与洋岛玄武岩具有较明显的地球化学差异，使得OIA样品不能完全被限定在OIB区域中。
　　④本文采用大数据思维，探索洋岛安山岩和岛弧安山岩中地球化学元素之间的关联关系，从44万余个组合中获得近2万个OIA-IAA判别图，最终挑选出lg(Cs/Ta)-lg(Cu/Ta)、lg(CaO/Nb)-Ig(Cs/Zr)和lg(Cu/Ta)-lg(Co/Nb)等6个效果较好的构造环境判别图，为安山岩成因及地球动力学背景研究开辟了新的思路。
　　⑤科学发展已步入大数据时代，本文研究的初步成果说明科学大数据或将成为岩浆岩构造环境及地球化学研究中的重要思路和手段。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 国内外研究现状

1．1．1 安山岩研究现状和问题

1．1．2 科学大数据研究现状

1．2 研究内容及意义

1．3 研究思路与方法

1．3．1 研究思路

1．3．2 研究方法

1．3．3 数据清洗

1．3．4 数据处理

1．4 本文创新点

第二章 安山岩构造环境分类及时空分布

2．1 构造环境分类

2．2 时代分布特征

2．3 空间分布特征

2．3．1 不同构造环境安山岩的分布特征

2．3．2 不同时代安山岩的分布特征

第三章 全球新生代安山岩时空分布特征的意义

3．1 新生代玄武岩时代分布特征

3．2 全球中新世岩浆事件的重要意义

第四章 安山岩构造环境判别图

4．1 玄武岩判别图尝试

4．1．1 常用玄武岩构造环境判别图

4．1．2 玄武岩判别图大数据研究进展

4．2 OIA-IAA判别图的厘定

4．3 OIA-IAA判别图的初步解释

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢