皖北栏杆地区新元古代岩浆活动:含金刚石母岩U-Pb年代学及地球化学制约

中国东部皖北地区分布着大量镁铁质岩,岩石类型为辉绿岩、辉绿辉长岩、辉绿玢岩等。本文对皖北栏杆地区侵位于元古宙地层中的辉绿岩进行系统的U-Pb年代学、岩石地球化学研究。结果显示,该区绝大多数辉绿岩的侵位结晶年龄为870~890 Ma,形成于新元古代早期。辉绿岩化学成分以高Si O2、Ca O和(K2ONa2O)为特征,属于板内碱性玄武岩系列岩石。总体上略富集轻稀土元素(LREE)、富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、La,略亏损高场强元素(HFSE)Th、Nb、Ta、Zr、Hf等,相对富集Cr和Ni。本次研究暗示皖北栏杆地区存在新元古代早期的构造-岩浆活动事件,并为金刚石带出地表创造了条件。结合新元古代全球Rodinia超大陆裂解事件及其岩浆活动与地幔柱的密切关系,皖北地区新元古代辉绿岩墙群应该是一次地幔柱作用在华北陆块边缘的记录。     

华北克拉通辽东半岛新元古代早期基性岩浆活动:辉绿岩墙年代学和岩石地球化学证据

华北克拉通辽东半岛地区广泛发育侵位于青白口系不同层位中的辉绿岩(脉)岩墙,对其锆石CL图像、U--Pb定年和岩石地球化学特征研究得出以下结论。锆石类型有三组:前两组锆石具有早期岩浆作用的锆石属性或结晶基底的变质锆石属性,反映该区辉绿岩岩浆上升过程受到了陆壳的混染;第三组锆石多呈自形--半自形短柱状,发育岩浆振荡生长环带结构或条带结构,具原生岩浆成因锆石属性,锆石SHRIMP U--Pb定年显示其加权平均年龄为832.3±8.1 Ma(n=14,MSWD=1.3),可以代表辉绿岩的结晶年龄。岩石地球化学组成,其具有低Si O_2、Al_2O_3,高TFe_2O_3、MgO、Ti O_2的特征,这与拉斑玄武岩特征相似;其稀土元素总量相对较低(ΣREE=71.88×10~-6~129.64×10~-6),且具弱的正Eu异常和铌亏损;略富集轻稀土元素(LREE)、富集大离子亲石元素(LILE:Rb、Pb、Ba)和高场强元素(HFSE:Th、U、Zr、Ti、Hf),而亏损高场强元素(HFSE:Nb、Sm、Gd、P)等;以上特征指示岩浆源区为富集型地幔,且上侵位就位过程中受陆壳不同程度的同化混染。本文对辉绿岩的研究显示华北克拉通辽东半岛地区在新元古代早期存在基性岩浆活动,结合前人对华北克拉通中元古代晚期—新元古代早期构造--岩浆事件的研究成果,进一步证明了华北克拉通东北部在新元古代早期经历了挤压汇聚后的伸展裂解演化过程,这与Rodinia超大陆聚合和裂解事件一致。     

北大巴山花栎村镁铁质岩地球化学、年代学及其构造环境制约

北大巴山岚皋花栎村镁铁质岩为一套辉绿岩、辉长辉绿岩、辉绿玢岩和辉长岩组合,主要组成矿物为单斜辉石、长石,副矿物主要为铁钛氧化物等。镁铁质岩地球化学特征表现为高TiO_2(2.26%~7.30%)、TFe_2O_3(11.17%~17.0%)、较低的MgO(2.96%~5.52%)及较高的全碱含量(K_2O+Na_2O=3.07%~6.76%),属于典型的碱性辉长岩系列,Mg~#值(36~42)较高,表明岩体来源于高度演化的岩浆。微量元素特征显示富集大离子亲石元素Ba、Pb,稀土元素配分曲线显示明显的轻稀土元素富集特征(La_N/Yb_N=9.34~13.05),微量和稀土元素综合显示似洋岛玄武岩的地球化学特征。花栎村镁铁质岩LA-ICP-MS锆石年龄为436.9±2.4Ma,与相邻地区岩体形成年代一致,综合限定北大巴山地区岩浆活动时代为早志留世。岩体表现为EMⅠ、EMⅡ和少量HIMU的混和富集地幔源区特征及地幔柱源区特征,地幔动力学分析表明,早志留世或之前北大巴山地区可能存在一期与俯冲相关的弧后拉张作用导致下部岩浆上涌侵位,最终完成该区岩浆作用。     

河南信阳地区龟山岩组新元古代变质玄武岩的地球化学特征、Sr-Nd同位素组成及地质意义

对信阳地区商丹断裂带南侧龟山岩组新元古代变质玄武岩进行了岩石学、地球化学及Sr-Nd同位素研究,分析结果显示该套玄武岩为亚碱性拉斑玄武系列,分为低Ti及高Ti两种类型：低Ti型较富Mg,不相容元素富集程度及稀土分馏程度较低,具有E-MORB的微量元素地球化学特征,Sr-Nd同位素组成相对富集,可能来自地幔柱引发的岩石圈地幔的部分熔融,并受到一定程度的地壳混染;高Ti型较富Fe,强烈富集不相容元素,具有OIB的地球化学特征,Sr-Nd同位素组成较为亏损,可能来自地幔柱的部分熔融,并较少受到地壳物质的影响。综合构造判别显示该套玄武岩可能为地幔柱伸展背景下的岩浆活动产物,可能为区域上沿商丹断裂带分布的中—新元古代局部伸展背景岩浆活动产物的组成部分。     

新疆库鲁克塔格西段三叠纪辉绿岩墙的发现及地质意义

对新疆库鲁克塔格西段辉绿岩墙进行LA-ICP-MS测年、岩石学和岩石地球化学分析,结果表明,该岩墙为碱性系列,在稀土元素球粒陨石标准化图解中显示弱Eu正异常的向右陡倾特征,微量元素标准化图解显示其富集Rb,Ba,Sr等大离子亲石元素,高场强元素Nb,Ta,Ti等弱富集,与板内洋岛玄武岩特征相似;辉绿岩墙起源于具OIB性质的富集地幔,原始岩浆在侵位过程中发生了分离结晶作用,还受到地壳混染作用影响;辉绿岩墙的锆石UPb加权平均年龄为(233.0±2.4)Ma(MSWD=1.17),岩墙显示板内岩浆特征,指示其为板内伸展作用产物。     

扬子地台西南缘古元古代末的裂解事件——来自武定地区辉绿岩锆石U Pb年龄和地球化学证据

云南省武定地区广泛出露元古宙辉绿岩体,本文报道了武定地区海孜辉绿岩的地球化学特征及锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄,结果为1767±15Ma(MSWD=0.19,n=17),表明本区广泛出露的辉绿岩群侵位时代为古元古代晚期。辉绿岩岩石化学表现为低SiO2、MgO以及高TiO2(3.24%~4.02%)、碱(K2O+Na2O)和P2O5含量(0.32%~0.45%),具有偏碱性的拉斑质玄武岩的岩石化学特征。辉绿岩的大离子半径元素如K、Rb、Ba等富集,高场强元素如Ta、Nb和Zr、Hf没有明显的亏损,其地球化学参数也多与夏威夷碱性洋岛玄武岩相近。辉绿岩的微量、稀土元素的配分模式与典型的OIB和峨眉山高Ti玄武岩具有高度一致性。海孜辉绿岩原始岩浆形成于相对较富集的过渡型地幔的部分熔融,其源区为尖晶石橄榄岩相,演化过程中,有少量下地壳物质的加入。海孜辉绿岩与扬子地台西南缘广泛出露古元古代晚期的岩浆岩一致,形成于全球性Columbia超级大陆裂解的大地构造背景。海孜辉绿岩OIB的地球化学属性,为古元古代晚期全球性Columbia超级大陆裂解的地幔柱活动提供了最重要的地球化学证据。     

桂西巴马地区极高Ti/Y值基性岩地球化学特征——来自峨眉山地幔柱高Ti母岩浆?

桂西地区位于扬子地块西南缘,越北地块以北。桂西巴马等地出露层状—似层状基性岩(辉绿岩和玄武岩),该地区的基性岩成因对于理解该区构造—岩浆作用具有十分重要的意义。对桂西巴马基性岩进行了岩石学和地球化学研究,对其岩石成因和岩浆源区特征进行了讨论。研究表明,桂西巴马基性岩属于碱性玄武质岩,相对富集轻稀土元素和Nb、Ti等微量元素,与峨眉山大火成岩省高Ti玄武岩相似,说明其与峨眉山地幔柱具有相关性。然而,对比峨眉山高Ti玄武岩,巴马基性岩表现出更高的Ti/Y值。不相容元素比值特征表明,桂西巴马基性岩岩浆演化呈现更高的Nb/Y值等演化趋势。结合Dy/Dy*与Dy/Yb、Ti/Y的协变关系,对桂西基性岩与峨眉山玄武岩岩浆源区中稀土元素的分异特征进行判别,揭示出桂西巴马基性岩和峨眉山高Ti玄武岩具有同源性。然而,巴马基性岩地幔熔融程度更低,可能是峨眉山大火成岩省外带的地幔柱岩浆作用延伸的结果,代表了峨眉山地幔柱高Ti玄武岩母岩浆的特征。     

四川龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜麻柳村辉绿岩斜锆石U-Pb同位素定年及其地质意义

为确定龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜内发育的NE向辉绿岩脉的侵位时代、构造背景,探讨其是否与峨眉山地幔柱活动相关,对向斜内麻柳村处的辉绿岩样品进行了斜锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年、主量和微量元素分析。结果表明,辉绿岩斜锆石U-Pb同位素年龄为261.1±1.8Ma;属于高钛型拉斑玄武岩,高铝(13.39%~14.02%)、高铁(13.88%~14.67%)、低镁(4.43%~4.56%),富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Nb/La=0.84~0.85、Th/Ta=2.40~2.45、Ta/Hf0.25,具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,Nb-Ta略微负异常,暗示其可能源于富集型地幔并受到少量陆壳物质混染,形成于大陆板内环境。与峨眉山玄武岩质火成岩对比发现,两者具有高度一致的形成时代及相似的地球化学特征。据此认为,该区辉绿岩为峨眉山地幔柱活动的产物,峨眉山玄武质岩浆的活动已经波及至龙门山北段及川西北地区,可能影响了该区的生物环境及油气成藏。     

江南造山带西南段宰便辉绿岩年代学、地球化学及其构造意义SCIEI北大核心CSCD

宰便地区位于江南造山带西南段,发育有一系列新元古代镁铁质-超镁铁质火成岩。然而,其成因与构造背景仍存在广泛争议。因此,本文选择江南造山带西南段宰便辉绿岩为研究对象,系统开展岩石学、地球化学、Nd-Hf同位素和锆石U-Pb年代学研究。研究结果表明,辉绿岩具有高Mg^(#)(50~69)、高Al_(2)O_(3)(13.94%~18.63%)、低钾(0.03%~0.33%)、低磷(0.04%~0.28%)特征,显示为低钾拉斑系列岩石特点。同时,岩石整体相对富集Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb和Y等高场强元素,Eu具有微弱负异常特征。辉绿岩的Nb/Ta、Zr/Nb比值揭示了母岩浆在岩浆侵位过程中未发生地壳混染。3件样品的锆石U-Pb年龄分别为820.7±3.0Ma、821.1±9.2Ma和823.1±9.5Ma,表明岩浆侵位时代为新元古代早期。锆石ε_(Hf)(t)值介于-13.6~7.7之间,Hf的t_(DM2)值介于1214~2547Ma之间,结合全岩地球化学特征,揭示其原始岩浆可能源于富集地幔,并伴有一定的亏损地幔参与。综合前人和本次研究的地质、地球化学和年代学数据,本文认为江南造山带西南段宰便地区在新元古代早期处于板内构造环境。     

桂西那坡基性岩地球化学:峨眉山地幔柱与古特提斯俯冲相互作用的证据

华南板块西南缘、越北地块以北桂西那坡县城以西及西南一带发育一套晚二叠世基性岩,由层状、似层状次火山岩相辉绿岩、辉绿玢岩及球状岩组成。根据岩石地球化学特征,那坡基性岩可划分为高Ti(TiO_22.8%和Ti/Y500)和低Ti两部分。高Ti基性岩为碱性玄武岩,而低Ti基性岩为拉斑玄武岩。与低Ti基性岩相比,高Ti基性岩整体具有相对较低的SiO_2、MgO和较高的FeO_t、P_2O_5,轻、重稀土分馏明显,富集大离子亲石元素(LILE)和高场强元素(HFSE),显示出似OIB地球化学特征,与峨眉山高Ti玄武岩具高度亲缘性;低Ti基性岩具有相对较高的SiO_2、MgO和较低的FeO_t、P_2O_5,稀土配分曲线较平坦,富集LILE,严重亏损HFSE(Nb、Ta),与岛弧玄武岩地球化学特征类似。从微量元素比值及相关图解对岩浆源区和构造环境判别,那坡高Ti基性岩来自富集OIB地幔源区,而低Ti基性岩兼具OIB和岛弧岩浆源区的过渡特征。结合岩石地球化学特征及区域地质背景,认为那坡高Ti基性岩可能为峨眉山地幔柱岩浆作用的产物,低Ti基性岩为古特提斯俯冲与峨眉山地幔柱共同作用的产物,揭示了那坡地区晚二叠世同时受到峨眉山地幔柱和古特提斯俯冲相互作用的影响。     

攀西红格层状岩体中辉绿岩脉成因及地质意义

为了了解峨眉山地幔柱岩浆系统的演化过程,对红格超大型钒钛磁铁矿矿床中辉绿岩脉进行了全岩主微量、矿物原位成分和同位素研究,并利用MELTS软件进行了岩浆过程模拟计算.研究发现,红格辉绿岩脉具有与峨眉山高钛玄武岩一致的稀土元素配分型式和Sr同位素组成,表明其起源于峨眉山地幔柱.辉绿岩含有斑晶和基质两个世代矿物,从斑晶核部到边部和基质,单斜辉石Mg#值较为连续变化,而斜长石An值具有明显的间断.MELTS模拟表明,这种成分变化难以用简单的岩浆上升侵位解释,反映了辉绿岩脉在岩浆演化过程中可能还与同期的正长质岩浆发生了混合.我们的研究表明,峨眉山地幔柱岩浆作用具有穿地壳、多期次、多阶段演化的特点,并且同源岩浆混合也是一个不可忽视的方面.      

徐宿地区新元古代辉绿岩床的地球化学特征

同位素测年数据显示,徐宿地区的辉绿岩床是震旦纪早期和震旦纪晚期两次侵入的 产物。岩床多呈板状或楔状,为超浅成—浅成侵入体,其化学成分以高SiO2、CaO和低Al 2O3、MgO及(K2O+Na2O)为特征,属大陆拉斑玄武岩系列。稀土元素配分模式为轻 稀土富集型,但稀土元素分馏并不强烈。Rb、K、La等不相容元素富集,而Nb、Sr亏损明显 。δ18O值在6.63‰～9.93‰之间,多数>8‰。研究表明,该区基性岩浆来源于过 渡型地幔,主要通过部分熔融方式形成,在岩浆上侵过程中遭到陆壳或花岗质岩石的混染。     

塔里木西南缘新元古代辉绿岩及玄武岩的地球化学特征：新元古代超大陆（Rodinia）裂解的证据

塔里木西南缘(西昆仑北带)发育新元古代辉绿岩及玄武岩，辉绿岩侵入青白口系而被南华系超覆，玄武岩发育在南华系下部。初步的岩石地球化学研究表明，辉绿岩及玄武岩形成于大陆板内裂解背景，来自EMI型地幔源区。结合对本区格林威尔期造山事件的确定以及新元古代815Ma左右的A型片麻状花岗岩的发现，表明新元古代玄武岩喷发、辉绿岩岩墙侵入等是古塔里木板块作为Rodinia超大陆的一员在新元古代发生裂解的岩浆事件，我们推测超大陆裂解与地幔柱活动有关。     

云南武定左所辉绿岩铂族元素地球化学、Pb同位素及其地质意义

古元古代晚期至中元古代早期,西南康滇地区发生过一次强烈的构造、岩浆及成矿事件,即昆阳裂谷,以广泛出露1.8~1.5 Ga基性岩浆岩及铁铜矿床为重要标志。文章报道了滇中武定地区左所辉绿岩的岩石化学、微量元素、Pb同位素及铂族元素地球化学特征,通过铂族元素地球化学对昆阳裂谷期的岩石圈演化、壳幔相互作用进行了探讨。左所辉绿岩相对富碱(w(Na_2O+K_2O)平均为3.55%),低w(Si O_2),较高的w(Ti O_2)(均值为3.30%)、w(P_2O_5)(平均值0.35%),Ca O/Ti O_2比值(平均值为2.4)及Al_2O_3/Ti O_2比值(平均值为3.4)低,具有典型地幔热柱玄武岩的岩石化学特征。左所辉绿岩微量元素中相对富集大离子半径元素,高场强元素弱亏损,稀土元素中出现弱的Eu负异常,反映了斜长石的轻度结晶分异。辉绿岩具有较高的铂族元素含量,PPGE和IPGE明显分异,PGE原始地幔标准化配分曲线呈较明显的左陡倾型。辉绿岩的Cu/Pd比值均低于原始地幔值,表明原始岩浆S不饱和,亦未发生硫化物的熔离过程,较高的PGE含量可能与初始岩浆本身的S含量较高有关。高的Pd/Ir比值可能与IPGE在部分熔融过程中更倾向于残留相以及岩浆演化早期铬铁矿和橄榄石的结晶分异有关。低程度的地幔部分熔融、Pb同位素特征暗示左所地区辉绿岩的形成过程:陆内裂谷环境下,富硫的原始岩浆在上升过程中受到较少下地壳物质的混染,侵位至浅表并较快冷却,形成辉绿岩。     

藏南夏瓦地区基性脉岩锆石U-Pb定年、地球化学特征及地质意义

西藏夏瓦地区位于特提斯喜马拉雅构造带中东部,广泛发育大量近东西向的基性脉岩,这些基性脉岩对于研究该区域地质构造演化具有重要的意义。本文对夏瓦地区基性脉岩开展了系统的岩石学、年代学、地球化学等研究。夏瓦基性脉岩的岩石类型以辉绿岩和辉长玢岩为主。锆石U-Pb年代学揭示基性脉岩结晶年龄为146～145 Ma。夏瓦基性脉岩具有低SiO₂(47.20%～50.54%)和高Mg~#值(39.78～53.79)特征,富集Ti、Fe、P元素,属碱性系列,富集轻稀土元素(LREE),高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Th)相对富集,显示出似OIB的地球化学特征,指示夏瓦基性脉岩来源于软流圈地幔的部分熔融,形成于大陆边缘裂谷背景下。结合区域大火成岩省基性岩的发育,认为夏瓦地区基性脉岩是大陆边缘裂谷背景下Kerguelen地幔柱作用的产物。夏瓦基性脉岩的结晶年龄虽然早于Kerguelen地幔柱活动的峰期(132 Ma),但可能属于地幔柱峰期之前的小规模岩浆活动。     

赣西北基性岩脉的地质地球化学特征及其意义

对赣西北三个地区基性岩脉的地质地球化学特征进行了研究，并初步讨论了基性脉岩的成岩方式和源区性质。基性岩脉包括闪斜煌斑岩，辉绿岩和橄榄录玢岩。微量元素相对富集大离子亲石元素，而亏损高场强元素，具有Nb,Ta和Ti异常。武山煌班岩稀土元素总量高，明显富集轻;益口辉绿岩稀土元素总量低，略微富集轻稀土元素，上高橄榄辉绿玢岩介于两者之间，三者都无明显的铕异常，结合基性脉岩的地球化学分析可知，三者的岩石化学变化受到部分熔融和分离结晶所控制，武山煌斑岩和上高橄榄辉绿玢岩明显发生分离结晶作用，而隘口辉绿岩主要受部分熔融作用影响。其源区可能为与俯冲流体有关的富集地幔，有待于进一步研究。     

北大巴山早古生代辉绿岩地球化学特征及其地质意义

对南秦岭北大巴山地区广泛分布的一套基性岩墙群中的辉绿岩进行采样,并进行了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学分析。结果显示,岩石形成年龄为435~433 Ma,为早志留世晚期岩浆活动产物。这些辉绿岩具低硅、高碱、高钛的碱性岩特征。岩石微量及稀土元素具板内玄武岩特征,轻稀土元素相对富集,轻重稀土元素分异明显,富集不相容元素Ba、Nb、Ta,而K、Y、Yb相对亏损;K及Rb的负异常表明岩石源区残留角闪石或金云母,部分熔融模拟结果显示岩石起源于尖晶石角闪石岩高程度部分熔融。综合地球化学特征及前人研究结果,认为北大巴山地区在早古生代处于大规模伸展裂陷背景下,岩石圈的拉张诱发了低熔点的交代岩石圈地幔熔融,进而形成了这条碱性岩浆带。     

云南金平县镁铁-超镁铁岩岩床群的地球化学特征

金平地区的镁铁-超镁铁质岩岩床群侵入在晚泥盆世地层中。岩石类型包括粒玄岩、辉绿岩、辉长岩、橄榄辉玄岩和苦橄岩。岩床群的走向与区域构造方向一致,为北西向延伸。单个岩床的厚度在1-200m之间,较厚的岩床有明显的结晶分异作用。粒玄岩和辉绿岩含相当数量的钛铁矿,称为铁钛玄武岩。化学成分以强烈富Ti为特征,TiO₂含量平均达3.9%.Mg含量通常较低,是拉斑质或碱性玄武岩演化而来的。这种高Ti玄武岩还富Th、Ta、Nb,Th/Ta比值接近1,Zr/Nb比值较低,接近OIB的特征,推测产于板内环境,是地幔柱部分熔融形成的岩浆。金平岩床群中苦橄岩和橄榄辉玄岩(MgO含量在15.1%-23.3%之间)出露的比例相对较多,指示地幔柱部分熔融的温度较高,推测相当于地幔柱尾部的特征。