广西梧州思委银矿区花岗岩的岩石成因：锆石U-Pb测年、岩石地球化学和Hf同位素约束

本文对广西梧州思委银矿区思委岩体中细粒黑云母二长花岗岩进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Hf同位素分析研究,以深入探讨其岩石成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得了思委岩体黑云母二长花岗岩成岩年龄为165±1Ma。思委岩体黑云母二长花岗岩为一套弱过铝质高钾钙碱性系列花岗岩,富集U、K、Pb等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等元素;球粒陨石标准化REE配分模式为右倾斜配分模式,轻重稀土元素分异强烈,富集轻稀土元素,重稀土元素平坦分布。锆石Hf同位素分析花岗岩锆石ε_(Hf)(t)值分布在-15.9~8.7之间,Hf同位素二阶段模式年龄(t2DM)在652~2255Ma之间,表明岩浆源区既有直接源于亏损地幔分异的新生地壳的迅速重熔,也有不同比例的古老地壳的混合作用。花岗岩成岩可能是受古太平洋板块持续俯冲作用影响,焊接板片开裂形成的岩浆上侵。     

西藏南木林县秦马弄地区二长花岗岩体岩石成因

以出露在西藏南木林县秦马弄地区二长花岗岩体为研究对象,从野外地质调查、岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、元素和Lu-Hf同位素地球化学等方面对其进行了分析研究。结果显示：秦马弄地区二长花岗岩体类似于A型花岗岩,形成于古近纪(E1),其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(62.0±0.5)~(63.0±0.5) Ma;岩体形成的温度较高(锆石饱和温度为745~805 ℃,平均766 ℃);岩石富SiO2(72.6%~75.0%)、Na2O(2.86%~3.59%)和K2O(4.12%~5.25%),贫CaO(0.72%~1.39%)和MgO(0.26%~0.36%),高FeOT/MgO值(7.26~10.3),属高钾钙碱性系列,弱过铝质;岩石具明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.40~0.70),普遍表现出Ba、Sr、P、Ti元素的亏损和Rb、Th、K、Zr、Hf元素的富集。εHf(t)值为-4.7~-1.8,其两阶段地壳Hf模式年龄tDM2为(1.1~1.3) Ga。秦马弄A型花岗岩体是冈底斯基底地壳物质部分熔融的岩浆产物,形成于古近纪印度板块与欧亚板块俯冲碰撞引起的总体为岛弧背景下的局部拉张构造环境。     

吉林临江八道沟二长花岗岩地球化学、Hf同位素特征及其成因

八道沟具有复杂的构造环境,且侏罗纪花岗岩在该地区分布较为有限,因此十分缺乏对区域构造演化环境判断的证据.对八道沟二长花岗岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究,结果显示:岩石样品中的锆石主要为长柱状,自形程度较好,发育较清晰的韵律生长环带结构,具岩浆锆石特征,该岩石形成于早侏罗世（176±1 Ma）;岩石SiO₂含量为68.93%~70.02%,贫MgO（1.27%~1.45%）、CaO（1.80%~2.78%）,A/CNK值为0.92~1.02,轻稀土元素明显富集,铕异常不明显（0.96~1.03）,属于准铝质高钾钙碱性系列,显示为I型花岗岩特征;岩石ε_Hf（t）值为-20.21~-24.08,二阶段模式年龄t_DM2（Hf）为2 498~2 740 Ma,且富集大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,Mg#值介于45~47,由此推断岩石源于新太古代下地壳熔融.结合区域同时代岩浆岩展布,认为八道沟地区二长花岗岩的形成与古太平洋板块向欧亚大陆俯冲有关.      

秦岭山阳-柞水地区燕山期中酸性侵入岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

秦岭山阳-柞水地区广泛出露燕山期中酸性花岗(斑)岩体,并有大量与其相关的斑岩-矽卡岩型Cu-Mo-Fe、Cu-AuFe矿化。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,与矿化密切相关的斑岩体形成于144.6~141.5Ma。岩石地球化学分析结果表明,这些花岗(斑)岩体SiO2含量为55.73%~67.80%,K2O含量为2.52%~6.40%,Na2O含量为1.94%~5.19%,Al2O3含量为14.61%~16.10%,FeOT含量为2.1%~9.0%,MgO含量为1.32%~5.52%,主体显高钾钙碱性准铝质特征。A/CNK1.1,P2O5与SiO2负相关,Mg#平均为49,含有角闪石、黑云母、榍石、磁铁矿等矿物,属I型花岗岩类;稀土元素分异明显,无明显Eu异常;富集K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素,Nb、Ta、Ti、P和Hf等高场强元素亏损,属后碰撞型花岗岩。岩体的锆石εHf(t)为-4.5~+1.78,平均为-0.87,表明其岩浆源区为地壳物质的熔融岩浆与幔源岩浆的混合,且以地壳熔融成份为主;Hf同位素二阶段模式年龄(t DM2)为1479~1084Ma,表明其壳源源区物质可能形成于中晚元古代(1.4~1.0Ga)。     

松潘-甘孜造山带北段岗龙乡花岗岩岩石成因及地球动力学特征

对松潘-甘孜北部岗龙地区的花岗岩岩株进行了详细的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素的研究,探讨了其成因。结果表明,锆石LA-ICP-MS测年年龄分别为(207.5±2),(209±2.4)Ma,形成时期为晚三叠世。SiO_2质量分数较高,高K低Na。Al_2O_3质量分数高,为强过铝质。轻稀土元素富集,具明显的Eu负异常,亏损Ba、Nb、Ta、Sr、Ti,富集Rb、Th、Pb、Hf等,具有S型花岗岩特征,锆石εHf(t)值在-18.6~4.7之间,推测为三叠纪浊流沉积经部分熔融结晶而成,并受到地幔物质的混染,通过锆石饱和温度,推测幔源岩浆为岩体的形成提供了热源。结合松潘-甘孜造山带区域地质背景及岩浆演化规律分析表明,松潘-甘孜造山带印支期花岗岩形成于地壳拆沉作用,岗龙地区S型花岗岩是中地壳重融作用形成。     

内蒙古东乌旗巴彦都兰二长花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

为了解晚古生代西伯利亚板块南缘增生造山过程中的岩浆活动特征,对东乌旗巴彦都兰二长花岗岩岩相学、锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素和岩石地球化学进行了研究,并讨论了岩石成因和构造环境。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为(277.2±0.7)Ma,以正的锆石εHf(t)(6.8~14.1)为特征,具有年轻的锆石地壳模式年龄(tcDM)(865~655 Ma),属于早二叠世晚期岩浆活动产物。二长花岗岩以高钾[w(K)=3.63%~4.95%,K2O/Na2O=0.91~1.47]、富碱[w(K2O+Na2O)=7.52%~9.16%]、准铝质-弱过铝质(A/CNK=0.96~1.15)为特征;稀土元素总量较低(38.82×10-6~193.20×10-6),(La/Yb)N为3.91~23.08,轻、重稀土元素分异较明显,呈弱负铕异常(δEu为0.34~1.17);富集部分大离子亲石元素(LREE、Rb、K等);Zr弱负异常、Hf弱正异常,亏损Sr、Nb、Ta、P、Ti,显示后造山花岗岩特征。综合分析表明,巴彦都兰二长花岗岩形成于伸展的构造环境中,是贺根山洋盆闭合后的后造山阶段产物,为865~655 Ma前洋壳俯冲形成的先成地壳部分熔融而成。     

青海冷湖盐场北山花岗闪长岩年代学、地球化学及其Hf同位素特征

盐场北山花岗闪长岩位于柴北缘西端青海冷湖地区。岩体高Si(71.19%~71.81%),富Na(4.52%~4.85%)。铝饱和指数平均为1.02,属弱过铝质花岗岩。岩体富集大离子亲石元素(K、Rb、Sr、Th),亏损高场强元素(Nb、Ta),具弧型花岗岩特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明岩体形成于(265±2)Ma。锆石Hf同位素初始比值176 Hf/177 Hf分布于0.282 962 0~0.283 048 7,并具有的正εHf(t)值(12.54~15.19),其平均两阶段模式年龄TDM2(Hf)为367 Ma,反映岩体源区可能为新生的镁铁质下地壳,另外,εHf(t)基本位于亏损地幔演化线附近,指示该玄武质下地壳来源于亏损地幔。结合区域地质背景和岩石地球化学特征,认为盐场北山花岗闪长岩与泥盆纪镁铁-超镁铁岩有关,由于宗务隆裂谷小洋盆的向南俯冲,引发其上覆玄武质新生地壳发生熔融形成,进而揭示晚二叠世末柴北缘处于火山弧或活动陆缘的构造环境。     

柴北缘西端盐场北山二长花岗岩年代学、地球化学及其Hf同位素特征

盐场北山二长花岗岩位于柴北缘西端青海冷湖地区.岩体高硅(74.98%~76.92%), 富钾(4.44%~5.93%), 贫镁(0.04%~0.07%)和钙(0.43%~0.69%).里特曼指数介于2.43~2.79属于高钾钙碱性岩石系列, 铝饱和指数平均为1.01, 属弱过铝质花岗岩.岩体富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Pb), 亏损高场强元素(Nb、Ta), 具岛弧花岗岩地球化学特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明: 岩体形成于252±3 Ma; 锆石Hf同位素初始比值176Hf/177Hf分布于0.282 958~0.283 032之间, 并具有极高的正ε_Hf(t)值(8.75~14.50), 其平均两阶段模式年龄T_DM2(Hf)为385 Ma, 反映岩体源区可能为玄武质下地壳.另外, ε_Hf(t)基本位于亏损地幔演化线附近, 指示该玄武质下地壳来源于亏损地幔.结合区域地质背景和岩石地球化学特征, 认为盐场北山二长花岗岩与泥盆纪镁铁-超镁铁岩有关, 由于宗务隆裂谷小洋盆的向南俯冲, 引发其上覆玄武质新生地壳发生熔融形成, 进而揭示晚二叠世末柴北缘处于火山弧或活动陆缘的构造环境.      

西藏中拉萨地块西段左左乡晚侏罗世-早白垩世花岗岩年代学、地球化学与岩石成因

近年来对青藏高原中拉萨地块西部中生代岩浆作用的源区、成因和演化等问题的研究较少。本文针对中拉萨地块西部噶尔县左左乡两个中酸性岩体进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、微量元素和锆石Hf同位素,以及主量元素和微量元素地球化学研究。左左乡北侧岩体寄主花岗闪长岩和闪长质包体获得同期(163Ma和160Ma)的年龄,属于晚侏罗世;南侧岩体花岗岩年龄为142～147Ma,属于早白垩世。北侧与南侧的中酸性岩石均属于准铝质-弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素。晚侏罗世岩体寄主岩具有较为富集的锆石Hf同位素成分(ε_(Hf)(t)=-16.8～-13.6),可能来源于古老下地壳的部分熔融;包体具有相似的Hf同位素成分(ε_(Hf)(t)=-15.7～-13.6),结合晚侏罗世寄主岩与包体较高的MgO(4.13%～6.90%)、Cr(146×10~(-6)～370×10~(-6))和Ni(31×10~(-6)～113×10~(-6))含量,说明包体代表的中基性岩浆可能源于古老富集地幔的熔融,并且在晚侏罗世寄主花岗闪长岩与闪长质包体所代表的两种岩浆间发生过充分的岩浆混合作用。南侧早白垩世花岗岩具有较负且变化范围大的ε_(Hf)(t)值(-8.2～-4.8和-3.8～+0.2),指示早白垩世岩浆活动中有更多亏损地幔物质或新生地壳物质的加入,并且亏损地幔物质或新生地壳物质与拉萨地块古老地壳物质熔融形成的酸性岩浆发生了岩浆混合,经历岩浆混合后中酸性岩浆又发生了角闪石、长石的分离结晶,最终形成南侧早白垩世岩体的一系列中酸性岩石。研究区早白垩世亏损地幔物质或新生地壳物质的增多可能与南向俯冲的班公湖-怒江板片的回转有关。     

海南岛早白垩世初期A型花岗岩成因:U-Pb年代学、地球化学及Nd-Hf同位素制约

海南岛至今未见早白垩世初期A型花岗岩报道。本文首次在石碌铁矿床中部钻孔中发现了隐伏的A型花岗岩,岩性为黑云母二长花岗岩。对该隐伏岩体开展了年代学、地球化学和Nd-Hf同位素分析,探讨岩石成因及成岩构造背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为133±3 Ma(MSWD=0.33),为早白垩世初期岩浆活动产物。岩体属高钾钙碱性岩系,具有高硅(SiO_2=75.22%~76.63%)、富碱(K_2O+Na_2O=8.01%~8.56%)和铁(FeO~T=1.62%~2.01%)、贫钙(CaO=0.55%~0.69%)和镁(MgO=0.03%~0.15%)特征。铝饱和指数A/CNK=0.99~1.04,为准铝–弱过铝质花岗岩。岩石整体富集K、Rb等大离子亲石元素(LILE)和U、Th等高场强元素(HFSE),明显亏损Ba、Sr。LREE富集,HREE相对亏损,且具强烈的Eu负异常(δEu=0.02~0.08)。岩相学和地球化学显示其为高分异铝质A型花岗岩。Nd同位素组成ε_(Nd)(t)=–6.3~–7.1,二阶段模式年龄t_(DM2)(Nd)=1.44~1.47 Ga,Hf同位素组成εHf(t)=–18.5~–21.7,二阶段模式年龄t_(DM2)(Hf)=1.93~2.09 Ga,揭示该隐伏花岗岩体源区主要为古老地壳基底,并混合了少量富集地幔物质。黑云母二长花岗岩具有后碰撞花岗岩的特征,形成于伸展构造背景,与早白垩世初期印度板块北向漂移挤压及太平洋板块俯冲作用减弱造成的局部伸展有关。     

Friction on a granite to granite interface

Summary Direct shear tests were conducted on a granite to granite interface for the purpose of tracing the evolution of frictional resistance as the initially smooth and polished surface wears during continuing shearing displacement. At the moment when sliding on the freshly manufactured interface starts (first slip), the friction angle is very low, between 15° and 20°, but then it increases with displacement rapidly without reaching a peak in the first test (maximum displacement less than 25 mm). Upon repeated shearing of the same surface (without re-finishing), this process of displacement-strengthening continues until a total accumulated displacement of about one half of one meter is reached. At this point, the angle of friction would typically be between 42° and 44°.Once the residual surface was established, the effect of time-related parameters, the duration of stationary contact under constant normal and shear load and variable displacement rate, were investigated. The frictional resistance is shown to increase with decreasing displacement rate and to increase with the duration of stationary contact.At a normal load greater than about one half of one MPa, shear displacement on a residual surface proceeds in an unstable, stick-slip manner. The change from stable to unstable sliding, that can be effected by either decreasing the sliding velocity or increasing the normal load, is not instantaneous, but occurs over a finite amount of displacement.     

皖南姚村岩体花岗岩风化壳稀土元素赋存特征

皖南地区花岗岩风化壳中稀土元素普遍富集，局部已成为矿床，其中，郎溪县姚村岩体风化壳富集程度较高。LA- ICP- MS锆石U- Pb定年表明，姚村花岗岩体的形成年龄为127.9±1.4 Ma，属于皖南地区燕山期晚期岩浆作用的产物。风化壳可细分为残坡积层（A）、强半风化层（C1）、过渡层（C2）、弱风化层（C3）和基岩（D）五层。稀土总量在纵向剖面上呈“波浪式”分布，各层稀土分布型式表现出对原岩的继承性。风化壳稀土配分型式与基岩一致， 富集LREE，轻重稀土分馏明显(La/Yb)N=15.6），但总含量明显更高。基岩∑REE为338×10-6，半风化层∑REE最高达642×10-6，富集约两倍。风化壳物质由风化残余主矿物（石英、钾长石、斜长石、黑云母）、黏土矿物（高岭石、埃洛石、伊利石、三水铝石等）和副矿物（锆石、磷灰石、榍石等）等组成。黏土矿物以伊利石含量最高，指示风化壳发育不成熟。REE与埃洛石含量明显正相关，与其他黏土矿物关系不明显。（含）稀土矿物（尤其是榍石）对风化壳中稀土元素的贡献量超过百分之五十，其次为斜长石，是风化壳中REE的重要来源。     

皖南姚村岩体花岗岩风化壳稀土元素赋存特征

皖南地区花岗岩风化壳中稀土元素普遍富集，局部已成为矿床，其中，郎溪县姚村岩体风化壳富集程度较高。LA- ICP- MS锆石U- Pb定年表明，姚村花岗岩体的形成年龄为127. 9±1. 4 Ma，属于皖南地区燕山期晚期岩浆作用的产物。风化壳可细分为残坡积层（A）、强半风化层（C1）、过渡层（C2）、弱半风化层（C3）和基岩（D） 5层。稀土总量在纵向剖面上呈“波浪式”分布，各层稀土分布型式表现出对原岩的继承性。风化壳稀土配分型式与基岩一致， 富集LREE，轻重稀土分馏明显\[(La/Yb)N=15. 6\]，但总含量明显更高。基岩∑REE为338×10-6，半风化层∑REE最高达642×10-6，富集约两倍。风化壳物质由风化残余主矿物（石英、钾长石、斜长石、黑云母）、黏土矿物（高岭石、埃洛石、伊利石、三水铝石等）和副矿物（锆石、磷灰石、榍石等）等组成。黏土矿物以伊利石含量最高，指示风化壳发育不成熟。REE与埃洛石含量明显正相关，与其他黏土矿物关系不明显。（含）稀土矿物（尤其是榍石）对风化壳中稀土元素的贡献量超过 50%，其次为斜长石，是风化壳中REE的重要来源。     

Experimental deformation of partially-melted granite

An account is given of the experimental deformation of partially-melted granite with melt fractions up to 25% at 800 °C and 300 MPa confining pressure in constant strainrate tests between 10^–3 and 10^–6 S^–1, creep tests and cycling tests. Microscopic study reveals that under these conditions most of the uniform deformation prior to macroscopic shear failure is accomplished by melt redistribution into films perpendicular to the least compressive stress, and by axial fracturing of grains, the latter occurring even at low macroscopic differential stress. The strenght of the partially-melted rock at 10^–5 S^–1 is found to decrease gradually from about 250 MPa at 5 vol.% melt to about 60 MPa at 15 % melt, and then to drop rapidly to less than 1 MPa at 24% melt. The critical melt fraction separating granular-framework-controlled flow behaviour from suspension-like behaviour is deduced to be approximately 30 to 35 vol.%. At low melt fractions the deforming rock tends to take up externally available melt by a mechanism of dilatancy pumping. The relevance of these results to natural conditions involving partially-melted rocks is discussed.     

Zircon and granite petrology

The typologic study of zircon populations from granitic rocks lead to the proposition of a genetic classification with three main divisions: (1) granites of crustal or mainly crustal origin [(sub) autochthonous and aluminous granites)]; (2) granites of crustal+mantle origin, hybrid granites (calc-alkaline and sub-alkaline series granites); (3) granites of mantle or mainly mantle origin (alkaline and tholeiitic series granites). In detail, there are many petrogenetic variants of each of the following granitic rocks: granodiorite, monzogranite and alkaline granite. The variations observed with zircon typology are accompanied petrographically by modifications of associations of other main and accessory minerals, and on the field by the presence or absence of basic microgranular xenoliths, associated microgranites, rhyolites or basic rocks. In the typologic diagram, some endogenous non granitic rocks (i.e. migmatites, tonalites, rhyolites ...) show a logical distribution with regard to different genetic stocks of granitic rocks.     

黄陵花岗岩基的成因

黄陵花岗岩基位于扬子地台北缘，它连同汉南和鲤鱼寨岩基一起构成扬子地台北缘的低钾花岗岩等，形成于晋宁晚期扬子地台北侧的“秦岭洋”壳向南俯冲导致的大陆边缘造山运动过程中。黄陵花岗岩基可解体为三斗坪、黄陵庙、大老岭、晓峰4个岩套和14个单元，侵位于832－750Ma之间。三斗坪和黄陵庙两个岩套主要由英云闪长岩、奥长花岗岩花岗闪地组成，是在近南北向区域挤压下于约16km深部塑性域定位的同构造花岗岩，前者主要依靠岩浆在构造弱面逐次强力楔入创造定位空间，后者主要在处于活动状态的韧性拉张剪切带内定位。钙碱性系列的大老岭和晓峰岩套则是在本区地壳迅速隆起过程中分别在5km和＜1．5km深度的脆性域定位的构造晚期花岗岩。根据岩石化学和同位素组成推断，三斗坪岩套的源岩主要是晚太古代大陆拉斑玄武岩，母岩浆相当于英安质，岩套内的成分变化主要受角闪石分离结晶作用控制；黄陵庙岩套除受分离结晶作用影响外，成分变化主要与英安质母岩浆和某种长英质岩浆的混合有关；大老岭岩套的源岩亦为早前寒武纪火山岩。     

深源花岗岩中的碳氢化合物

利用石油地球化学的溶剂抽提和气相色谱技术研究了北京延庆碓臼峪花岗岩（深源花岗岩）样品中的可溶有机质，同时用高温处理过的石英砂进行空白对比实验。结果表明，所研究的两个花岗岩样品中均存在少量的高碳数碳氢化合物，且具有相同的成分特征。这为自然界存在深源的长链碳氢化合物提供了新的证据，也为解释花岗岩浆演化晚期水热流体中短链羧酸的成因提供了线索。     

花岗岩中水锡石(Varlamoffite)的研究

1980年在研究广西某铌、钽、钨、锡矿化花岗岩小岩株时,发现了一种富含锡的桔红色矿物,前人曾称之为胶态锡石或疑为钛钽铌酸盐矿物,经系统研究后确定为水锡石。 水锡石是一种较少见的锡矿物。最初发现于玻利维亚(Herzenberg,1946)和当时的比属刚果(Buttgenbach,1947)。在随后的卅多年中,仅在英国(Russell和Vincent,1952)、马来西亚(Bradford,1960,Alexander和Flinter,1956,Singh和Bean,1967)、法国(Bonnici et al,1964)、澳大利亚