陕西西南部秦岭梁花岗岩体的矿物成分研究和相关问题讨论

陕西西南部秦岭梁岩体被报道为Rapakivi岩体, 但其单矿物成分和岩石学研究以及与密云沙厂rapakivi花岗岩的对比表明, 秦岭梁岩体的岩石学特征、矿物组合、长石和镁铁矿物成分、副矿物类型等与典型rapakivi差距较大, 不属于rapakivi, 而是大陆造山带常见的石英二长斑岩. 多方面的讨论表明, 秦岭梁岩体形成于挤压构造环境, 而非拉张环境; 就位于扬子与华北板块全面碰撞造山的初期, 而非碰撞造山作用之后; 秦岭造山带属于印支-燕山期大陆碰撞造山带.     

陕西西南部秦岭梁花岗岩体的矿物

陕西西南部秦岭梁岩体被报道为Rapakivi岩体, 但其单矿物成分和岩石学研究以及与密云沙厂rapakivi花岗岩的对比表明, 秦岭梁岩体的岩石学特征、矿物组合、长石和镁铁矿物成分、副矿物类型等与典型rapakivi差距较大, 不属于rapakivi, 而是大陆造山带常见的石英二长斑岩. 多方面的讨论表明, 秦岭梁岩体形成于挤压构造环境, 而非拉张环境; 就位于扬子与华北板块全面碰撞造山的初期, 而非碰撞造山作用之后; 秦岭造山带属于印支-燕山期大陆碰撞造山带.     

南秦岭勉略蛇绿混杂岩带中放射虫的发现及其意义

秦岭造山带被认为是华北板块、秦岭微板块和扬子板块多期次碰撞而成的复合造山带。关于扬子板块与秦岭板块之间的勉略古缝合带的缝合时代,一直存在加里东期和印支期两种认识。在略阳县三岔子附近,原时代不明的蛇绿构造混杂岩之硅质岩夹层中,发现保存较好的早石炭世放射虫化石,表明勉略洋盆已延续到海西期。     

秦岭造山带的造山过程及其动力学特征

秦岭是经过3个不同构造演化阶段,以不同构造体制发展演化而形成的复合型造山带.其主造山作用板块构造演化阶段(Pt_3-T_2)是3个板块沿两个消减带俯冲碰撞,经历了漫长复杂的造山过程.从裂谷构造体制转换为板块构造体制,从扩张、俯冲到碰撞.尤其从点接触初始碰撞经面接触碰撞到全面碰撞成山等造山的细节过程,反映了秦岭长期在特提斯构造域众多陆壳块体群分离、拼合、增生的过程中发展演化而形成,也显示出是在古今地幔动力学和圈层耦合关系变动过程中发展演化的,具有重要大陆地质与大陆动力学意义.     

秦岭造山带花岗质岩浆作用与造山带演化

秦岭复合造山带是探讨多期岩浆与造山作用关系的典型地区,已进行了不少研究和总结,但一些认识仍然不同.本文试图在前人研究的基础上,再做一些总结和讨论.依据最新的锆石年龄分期、相应的岩石组合和变形特征等,秦岭造山带花岗质岩浆作用主要可以分为新元古代(979~711 Ma)、古生代(507~400 Ma)、早中生代(250~185 Ma)和晚中生代(160~100 Ma).其中,新元古代花岗质岩浆作用分为979~911,894~815和759~711 Ma三个阶段,分别对应强变形S型(花岗质片麻岩)、弱变形I型到无变形A型花岗岩,显示同碰撞(979~911 Ma)到后碰撞(894~815Ma)和碰撞后(759~711 Ma)伸展裂解的花岗岩浆演化特点,可能是扬子-塔里木克拉通等中国古老陆块新元古代构造岩浆事件在秦岭古老地块的反映,该地块卷入到显生宙秦岭造山带中,故新元古代岩浆事件并非为秦岭造山作用的产物.古生代花岗质岩浆作用也可划分为507~470,460~422和415~400 Ma三个演化阶段,早期阶段伴随超高压变质作用;三个阶段分别解释为俯冲、同碰撞和后碰撞环境.早中生代花岗质岩浆作用可分为两个阶段:早期(250~235 Ma)以石英闪长岩、花岗闪长岩等I型为主;晚期(235~185 Ma)以花岗闪长岩、二长花岗岩为主,显示I,I-A和A型花岗岩的演化特点,并出现环斑结构花岗岩.秦岭早中生代花岗质岩石的年龄和主要地球化学指标(如A/CNK、K2O/Na2O和εNd(t))显示,垂直俯冲-碰撞带方向没有极性变化,因此,不宜用俯冲解释全部花岗岩,而解释为形成于勉略洋俯冲到闭合—扬子克拉通与秦岭地块碰撞环境.晚中生代花岗质岩浆作用也可分为160~130和120~100 Ma两个阶段,显示从I型—I-A过渡型—A型的演变趋势,与中国东部侏罗纪与白垩纪之交的挤压向伸展转变的花岗质岩浆演化趋势一致,可能属于同一环太平洋岩浆带,与古太平洋俯冲的远程陆缘或陆内效应有关.     

秦岭-大别造山带南缘勉略构造带与勉略缝合带

秦岭-大别造山带南缘的勉略构造带是中国大陆构造中划分南北、连接东西的重要构造带. 同时还是秦岭-大别造山带中除商丹缝合带外另一条古板块缝合带. 多学科综合研究, 确定勉略构造带现今构造几何学结构与运动学特征和恢复重建原秦岭-大别造山带等中央造山系这一板块俯冲碰撞带的形成演化, 不仅对中央造山系, 而且对探讨中国大陆于印支期完成其主体拼合都具有重要意义, 也是探索中国大陆板块构造与大陆动力学的良好天然实验室与研究基地.     

内蒙古北部华北板块与西伯利亚板块之间中古生代造山带的结构及演化

论证了发育在内蒙古北部锡林浩特-苏尼特左旗南-二道井一带的中古生代俯冲-碰撞造山带,划分出5个二级构造单元.它们是:混杂岩带、前陆变形带、磨拉斯盆地、岛弧闪长岩带和同碰撞花岗岩带.造山带的演化可分为俯冲时期(500～400Ma)和碰撞时期(400～320Ma).造山带的形成使华北板块与西伯利亚板块在晚泥盆世拼合,磁撞缝合线位于二道井-查干乌拉-红格尔一线.     

柴达木北缘鹰峰环斑花岗岩的时代及地质意义

柴达木北缘鹰峰环斑花岗岩是继北京密云沙厂及吉林宽甸等元古宙环斑花岗岩之后, 在我国发现的又一典型的元古宙环斑花岗岩体, 它出露于秦岭-昆仑造山带与华北板块结合带的北侧. 对其进行锆石U-Pb和角闪石、钾长石Ar-Ar同位素测年, 结果表明, 锆石U-Pb上交点年龄(1776±33)Ma, 代表了岩体的形成时代; 下交点及矿物的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄则反映了岩体形成后曾受到区域强烈的加里东-海西构造运动的影响. 鹰峰中元古代环斑花岗岩的发现, 为中国西部大陆地壳基底及华北板块基底的克拉通化时间及其在中元古代发生的裂解事件提供了岩石学依据, 说明中国古大陆在早中元古代之交的吕梁运动时曾发生过大陆的拼合.     

湖南沩山花岗岩中锆石LA-ICPMS U-Pb定年: 成岩启示和意义

运用阴极发光技术, 对湖南沩山花岗岩中的锆石进行了细致的内部结构分析, 并在此基础上利用LA-ICPMS锆石U-Pb原位定年技术进行了同位素年龄测定. 结果表明, 沩山花岗岩体是一个印支晚期-燕山早期多次岩浆侵入的复式岩体, 其中印支期花岗岩(2个样品)形成时间为211.0±1.6和215.7±1.9 Ma; 燕山期花岗岩(2个样品)形成时间为187.4±3.5和184.5±5.1 Ma. 华南(尤其湖南)印支晚期花岗岩, 是秦岭-大别和松马两条印支期缝合带碰撞、挤压导致地壳叠置加厚后, 到了应力松弛阶段的产物; 而燕山早期花岗岩的形成与太平洋板块的俯冲物质无直接关系, 是伸展体制下板内中下地壳减压熔融的产物.     

大别山北缘两次俯冲(碰撞)的岩石学和构造学证据

大别山北缘北淮阳境内的马畈岩体（（４６２．７±１．５） Ｍａ）、笃祜店岩体（（２９３ ± １２） Ｍａ）、苏仙石岩体（（１４６．２± ０．９） Ｍａ）分别形成在加里东、海西和燕山构造阶段．岩石学研究表明３期岩体均为Ｉ型花岗岩,马畈岩体和笃祜店岩体具有陆弧花岗岩特点,是破坏性板块边缘产物;苏仙石岩体具有碰撞后隆升花岗岩特点．构造分析显示三者变形特点明显不同：马畈岩体经历了加里东、印支－燕山期变形,变形较为复杂;笃祜店岩体经历了印支－燕山期变形,变形强度大;苏仙石岩体经历了燕山期变形,变形强度小．根据区域地层、区域构造和同位素年代学综合分析,在古生代,扬子板块曾两次向华北板块之下消减、碰撞．早期（约 ４００ Ｍａ）碰撞形成北淮阳结晶基底并伴有加里东期高压榴辉岩,晚期（２３０ Ｍａ）碰撞形成大别山造山带并伴有高压－超高压岩石的形成,大别山北缘的北淮阳构造带具有多旋回碰撞缝合带特点．     

马鞍桥金矿床中香沟岩体锆石U-Pb定年、地球化学及其与成矿关系研究

对出露马鞍桥金矿床中香沟二长花岗斑岩进行了单颗粒锆石U-Pb定年和岩石地球化学研究.结果表明,锆石的LA-ICPMS U-Pb年龄值为(242.0±0.8)Ma,与前人确定的秦岭造山带的主造山时间((242±21)Ma)一致,显示香沟岩体可能和印支期华北与扬子板块的碰撞事件有关.香沟岩体以高硅富碱为特征,属于高钾钙碱性系列花岗岩类.香沟岩体高Al(Al2O3=14.49~15.61)和Sr(457.10~630.82μg/g)、亏损Y(<16μg/g)和HREE(Yb<0.45μg/g),并具有较高的Sr/Y(76.24~97.34)和(La/Yb)N(29.65~46.10)比值及强分异的稀土元素组成模式,其地球化学特征显示香沟岩体花岗岩类属于C型埃达克质(adakitic)岩石.岩石初始Sr同位素比值ISr=0.70642~0.70668,εNd(t)=-4.5~-4.0,TDM=1152~1220Ma.香沟岩体具有较低的εNd(t),ISr值和较高的TDM值,同时其Na2O/K2O接近1(Na2O/K2O=0.95~1.10),显示香沟花岗岩不是俯冲洋壳部分熔融形成的Ⅰ型埃达岩或底侵玄武质下地壳熔融所产...     

北秦岭古生代花岗岩组合、岩浆时空演变及其对造山作用的启示

对北秦岭2个最大的S, I型花岗岩进行了锆石年代学和相关地球化学研究. 漂池S型花岗岩锆石SIMS年龄为(495 ± 6) Ma, e_Nd(t)= -8.2~-8.8, 锆石ε_Hf(t)=-6~-39. 灰池子I型花岗岩锆石LA-ICPMS, SIMS年龄分别为(421±27)和(434±7) Ma, e_Nd(t)=-0.9~0.9, 锆石e_Hf(t) = -11~8.4. 结合收集的28个锆石年代学资料的统计, 将北秦岭古生代花岗岩浆的演化分为3个阶段. 第一阶段(505~470 Ma)主要发育于北秦岭东段, 具有I型弧岩浆的特点, 伴生有漂池等S型花岗岩. 它们与榴辉岩等(超)高压变质岩石的时空关系密切, 揭示了完整的陆缘俯冲造山作用. 第二阶段(450~422 Ma)广布全区, 以灰池子岩体为代表的I型花岗岩为主, 解释为有地幔物质混入的下地壳的部分熔融, 形成于块体碰撞过程及略后的抬升环境; 第三阶段(415~400 Ma)仅发育于北秦岭中段, 以I型花岗岩为主, 形成于碰撞晚期阶段. 北秦岭古生代花岗岩带的时空演变揭示, 秦岭古生代俯冲碰状造山作用具有长期连续性、阶段性的特点; 俯冲首先从北秦岭东段开始起动, 早于祁连-柴达木北缘、大别山北麓, 说明中国中央造山系古生代俯冲增生直到碰撞具有多块体、不等时的拼合特点.     

东秦岭造山带莫霍面展布与碰撞造山带深部过程的关系

根据P波走时反演重建的三维速度图像,研究东秦岭造山带莫霍面的展布性态结果表明,在华北板块南缘潼关-登封-阜阳-线、商丹主缝合带北侧卢氏-奕川-方城-信阳-线和扬子板块北缘佛坪-陨西-武当山-枣阳-线莫霍面沿着造山带走向呈带状隆起而介于这三条带间,莫霍面均不同程度地下陷因此,东秦岭造山带在岩石圈缩短方向上莫霍面的展布目前仍然存在着很大的非均一性结合造山带地质、岩石地球化学和同位素年代学综合分析,认为造成莫霍面这一展布格局,主要与该碰撞造山带在不同演化时期各岩石构造单元中发生不同性态的岩石圈-软流圈和壳-幔间物质与能量的相互作用方式不一所造成的大陆动力学过程不同有关加上碰撞期后造山带深部岩石圈均衡在不同岩石构造单元中的差异,形成了东秦岭造山带目前莫霍面的展布。     

秭归盆地下侏罗统火山碎屑沉积物源分析及其对东秦岭造山带晚三叠世地壳增厚的启示

秦岭造山带在晚三叠世经历了强烈的碰撞造山作用,伴随岩浆底侵和构造变形,造山带可能发生了显著的地壳增厚和隆升,但对缺少同时期岩浆岩记录的造山带东段,其造山过程的地壳厚度变化还未有明确约束.在东秦岭造山带的南麓发育一系列的早中生代前陆盆地,保存有大量源自造山带隆升剥蚀的碎屑沉积记录,是重建造山带演化的重要信息载体.为进一步厘定秦岭造山带的碰撞造山过程,本文对秭归盆地下侏罗统桐竹园组的砂岩开展了火山岩岩屑地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和微量元素组成分析.结果显示,含有大量火山岩岩屑的砂岩具有250～200Ma的特征性碎屑锆石年龄组成,指示了其主要物源为三叠纪的火山岩.下侏罗统碎屑锆石U-Pb年龄谱的区域对比和古水流分析表明,该火山岩物源区应位于盆地北部的秦岭造山带,可与造山带西部出露的三叠纪花岗质岩体进行对比,同属于秦岭三叠纪碰撞造山的岩浆作用.依据花岗质岩和锆石化学组成与地壳厚度的相关关系,桐竹园组的火山岩岩屑La/Yb比值和三叠纪年龄碎屑锆石Eu/Eu^*比值指示,秦岭造山带在晚三叠世发生了显著的地壳增厚,最大厚度可达60～70km,与秦岭造山带三叠纪花岗质岩石记录...     

广西栗木大岐岭隐伏花岗岩的成因及其构造意义:岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Nd-Hf同位素制约

对栗木锡多金属矿集区最新发现的大岐岭白云母二长花岗岩体进行了详细的U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素研究,讨论了岩体的成因、物质来源和构造意义.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,花岗岩形成于印支晚期,成岩年龄为(224.8±1.6)Ma.岩体富集SiO2和K2O,贫Na2O和CaO,A/CNK值变化于1.09~1.20之间,均落入强过铝质花岗岩区域,标准矿物刚玉含量为1.4 vol%~2.7 vol%.球粒陨石标准化稀土配分曲线呈轻微右倾形,强烈Eu负异常(δEu=0.08~0.17),岩体富集Cs,Rb,K等大离子亲石元素LILE和U,Pb,Ce,Hf等高场强元素(HFSE),明显亏损Ba,Sr,Ti等元素.锆石饱和温度(711~740℃)略低于S型花岗岩平均值(764℃).岩体的εNd(t)和εHf(t)值均为负值,分别变化于?9.1~?10.1和?3.7~?12.6之间,峰值分别出现在?9.2~?9.0和?6~?5之间,岩体的TDMC(Nd)和TDMC(Hf)分别变化于1.74~1.82 Ga和1.49~2.04 Ga之间,峰值分别出现在1.73~1.75 Ga和1.5~1.6 Ga之间,表明岩体形成的源区主要为晚古元古代-中元古代的壳源物质.7颗继承锆石给出了(248.6±4.3)Ma的加权平均年龄,说明在栗木地区存在印支早期花岗岩,其εHf(t)值为?6.7~?2.3,与大岐龄岩体相似,暗示在岩体形成过程中可能有印支早期岩浆物质的加入.岩体中(945±11)Ma继承锆石εHf(t)值为8.7,Hf同位素模式年龄(TDM(Hf))为1.14 Ga,与江南造山带东段新元古代岛弧岩浆的特征相似,推断新元古代岛弧岩浆岩可能参与了岩体的形成,新元古代岛弧岩浆带及扬子与华夏板块弧陆碰撞带可能向西南延伸至栗木地区.印支晚期后造山背景下,地壳的伸展和减薄导致地幔物质底侵,促使地壳物质发生部分熔融形成大岐岭岩体.     

南岭燕山早期后造山花岗岩类: 岩石学制约和地球动力学背景

在南岭花岗岩带中燕山早期的岩浆岩套花岗岩类占绝对优势, 以二长花岗岩和钾长花岗岩为主. 在岩带的东段赣南和闽西南地区, 存在燕山早期的A型花岗岩类(176~178 Ma)和双峰式火山岩(158~179 Ma)组合, 在岩带中部湘南地区存在燕山早期的玄武岩类(177~178 Ma). 赣南地区的双峰式火山岩组合中酸性端员流纹岩和A型花岗岩类同具有板内花岗质岩石的地球化学特征, 基性端员玄武岩为板内拉斑玄武岩, 湘南地区的玄武质岩石不仅为板内拉斑玄武岩而且发育有板内碱性玄武岩. 鉴此, 南岭地区燕山早期的岩浆岩套无疑是一种典型的后造山(Post-orogenic)岩石组合. 后造山岩套是后碰撞(Post-collision or Late orogenic)事件结束和泛大陆开始裂解的标志, 预示着一个新的造山的威尔逊旋回即将来临. 因此可以认为南岭地区燕山早期应是继印支造山运动以后的一种后造山的大陆裂解的地球动力学背景, 并非自白垩纪以来才开始裂解.     

东秦岭商丹构造带陆壳俯冲碰撞——花岗质岩浆源区同位素示踪证据

根据东秦岭商丹构造带两侧晚古生代～早中古生代碰撞型花岗岩类Pb,Nd和Sr同位素地球化学特征,对岩浆源区进行了分析,论证了北秦岭碰撞型花岗岩类的岩浆源区并不主要来自于原北秦岭的基底岩层,而其源区物质主要来自于商丹构造带南侧的南秦岭中、下地壳,这为东秦岭造山带在陆-陆相互作用阶段.南秦岭地壳滑脱俯冲于北秦岭陆块之下提供了直接的证据.     

论秦岭造山带及其立交桥式构造的流变学与动力学

当前受国内外地学界广泛关注的秦岭印支造山带，其前身是地球自转速度缓慢变化过程中派生的纬向剪切力和重力共同作用下，于惯性力最大的上地壳所产生的受东西向走滑正断层控制的盆\|山系,而不是洋壳俯冲形成的沟\|弧\|盆系；其造山机制是南秦岭断陷盆地上地壳底部刚硬的结晶基底，对北秦岭断隆山软弱的中地壳塑性层俯冲所造成的壳内冲叠造山带，而不是整个岩石圈对软流层俯冲导生的板块碰撞造山带；其动力是212 Ma前发生于加拿大安大略省直径100 km撞击坑的陨击事件，促使地球自转速度急剧变慢所派生的由南向北的强烈挤压作用，而不是地幔对流带动板块漂移碰撞；其超高压变质带是壳内俯冲动力作用所致，而不是陆壳俯冲到100 km以深温压环境的产物；其立交桥式构造，是异常地幔响应了地壳上部新产生的不同方向的中\|新生代断陷盆地引起的重力失衡作用的结果，而不是地幔柱主动隆升造成与原来东西向造山带的非耦合关系.     

金龙山-丘岭金矿床地质地球化学特征及成因:秦岭式卡林型金矿成矿动力学机制

秦岭卡林型金矿带是世界第２大卡林型金矿集中区,与形成于新生代活动大 陆边缘盆岭省的美国西部卡林型金矿不同,产于中生代大陆内部碰撞造山带,成矿同 位素年龄集中于 １９７．４５－１２９．４５ Ｍａ,属碰撞造山挤压伸展转变期的减压增温体制,表明成矿与碰撞同步．包裹体、同位素和成矿元素地球化学研究揭示成矿流体和成矿物质主要来自海西－印支构造层,中生代时海西－印支构造层沿双河－公馆断裂等的陆内俯冲导 致了金龙山等金矿床形成,基此建立了“秦岭式”卡林型金矿构造成矿模式．     

发展板块构造理论:从洋壳俯冲带到碰撞造山带

地壳俯冲和大陆碰撞是板块构造理论的核心,而认识大陆碰撞造山带的形成和演化,是发展板块构造理论的关键.根据俯冲地壳的性质,业已认识到不同类型的板块俯冲带.根据碰撞块体的性质及其衍生岩石的成分,已经认识到大陆碰撞形成了两种类型的造山带.弧陆碰撞造山带既含有古老地壳物质,也含有新生地壳物质,它们在碰撞后阶段的再造就能够产生不同地球化学成分的岩浆岩.而对于两个相对古老大陆之间的碰撞所形成的造山带来说,碰撞后岩浆作用只是俯冲带古老地壳的再造.碰撞造山带在岩石圈拉张作用下发生活化再造,不仅再造作用在构造体制上具有继承性,而且再造产物岩浆岩在地球化学成分上也具有继承性.因此,研究碰撞后体制下的造山带再造,认识大陆碰撞造山带深部物理化学差异、俯冲地壳性质与碰撞后岩浆岩之间的成因联系,建立碰撞后阶段大陆构造演化的基本规律,是构建大陆动力学体系、发展板块构造理论的关键.