西准噶尔“滞后型"弧岩浆作用——来自西准东部乌尔禾早二叠世中基性岩墙群的证据

西准噶尔东部哈拉阿拉特山南麓的乌尔禾地区新发现大量中基性岩墙群。岩墙群侵位于早二叠世佳木河组磨拉石建造中,展布方向与达尔布特大断裂延伸方向相一致。岩墙群岩性为辉绿岩、辉绿玢岩和辉长闪长岩,地球化学特征显示其具有低钾钙碱性玄武岩安山岩特征。稀土总量偏低(34.53×10-6~82.43×10-6),δEu(0.74~0.98)和δCe(0.98~1.15)负异常不明显,稀土元素分配模式皆呈LREE/HREE富集(LREE/HREE=2.47~7.18)的右倾型配分型式,富集K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,而高场强元素Nb、Ta强烈亏损,Zr、Hf适度亏损,具有岛弧俯冲作用的地球化学特征。正的εNd(t)值(5.51~5.71)和相对低的初始87Sr/86Sr比值(0.703 802~0.704 223)表明亏损地幔是岩墙群的源区。岩浆来自于亏损的地幔楔,且受到俯冲组分的改造。该岩墙群表明在早二叠世地表完成汇聚造山后,深部的弧岩浆作用仍在进行,所代表的"滞后型"弧岩浆作用晚于西准中西部的俯冲增生作用,表明整个西准地区俯冲造山作用结束的最终时限应在早二叠世晚期。     

秦祁结合部清水-张家川基性岩形成时代和构造归属探讨

中央造山系北缘发育完整的早古生代"弧-盆"体系,而其洋内弧盆体系还是陆缘弧盆体系属性的确定,可为原特提斯域古板块构造格局和中央造山系早期造山过程的恢复提供依据。秦岭-祁连结合部清水-张家川地区出露的与原特提斯洋俯冲作用相关的基性岩形成时代和构造归属的探究,是解决中央造山系早古生代洋-陆转换过程以及东西链接等科学问题的重要内容之一。清水-张家川地区主要出露块状、枕状玄武岩以及少量辉绿岩墙和硅质岩夹层,玄武岩和辉绿岩明显富集Th、LREE,亏损Nb、Ta、Zr、Hf和Ti元素,而Th/Nb比值则分为1. 09～2. 04和0. 18～0. 73两组,分别与岛弧和弧后裂谷熔岩相一致。另外,这些基性岩具较高的Th/Yb和εNd(t)(+4. 4～+4. 8)值,显示岩浆来自受洋壳沉积物混染的亏损地幔源区。最新LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示辉绿岩墙形成于500±3Ma。结合区域岩石地层资料,综合分析表明清水-张家川地区基性岩形成于寒武纪,早于晚奥陶世酸性火山岩和侵入岩。它们与其东、西侧北秦岭和北祁连构造带内的寒武纪-早奥陶世洋内弧和弧后盆地岩浆岩共同构成了原特提斯洋北缘早古生代洋内弧-盆体系。     

陕西黄龙铺地区碱性花岗斑岩及辉绿岩的年代学与地球化学:岩石成因及其构造环境示踪

陕西黄龙铺地区多处出露有花岗斑岩体和辉绿岩。花岗斑岩斑晶主要为石英和钾长石,基质为钾长石、石英、斜长石、黑云母等。岩石具高硅、富碱、过铝质特征,属碱性花岗斑岩。岩石具中等Eu亏损(δEu=0.36～0.68);大离子亲石元素Ba、K、Sr及高场强元素Ta亏损,Th、U、Zr、Hf等富集的特征。碱性花岗斑岩的岩石地球化学及铅同位素组成特征与区内含钼花岗斑岩相似,暗示它们可能源于下地壳部分熔融。辉绿岩主要由普通辉石、斜长石、角闪石组成;岩石的SiO2含量变化于48.78%～48.92%;稀土元素配分曲线呈较一致的平滑右倾模式,无明显Eu异常;微量元素亏损高场强元素Zr、Hf、Ta、Nb、Ti,及大离子亲石元素K、Rb、Sr,此外,Ba表现明显的富集特征。辉绿岩的(87Sr/86Sr)ⅰ值介于0.718～0.762,εNd(t)值的范围为-19.53～-19.69,其高初始Sr、低εNd值的同位素特征揭示其可能来源于富集地幔。碱性花岗斑岩和辉绿岩SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为(131±1)Ma和(129±2)Ma,形成于早白垩世,构造环境判别分析表明,两类岩体均形成于大陆板块内部伸展环境,与此时东秦岭岩石圈发生大规模减薄作用相耦合。     

闽西南E⁃MORB型基性岩墙成因:来自地球化学、锆石U⁃Pb年代学及Sr⁃Nd同位素证据

闽西南地区发育富集洋脊玄武岩（E-MORB）地球化学特征的基性岩墙,这对研究晚中生代中国东南部的构造岩浆作用具有重要指示意义.利用岩石学、锆石U-Pb年代学、元素地球化学、同位素地球化学等方法对早白垩世闽西南基性岩墙进行研究,岩墙以辉绿岩和角闪辉长辉绿岩为主,属于中-低钾岩石系列,Mg#值为55.80~66.38.锆石U-Pb年龄为117.4±3.8 Ma,为早白垩世晚期岩浆活动的产物.样品富集Rb、Ba、U、K、LREE等元素,无明显Nb、Ta、Ti亏损,显示出E-MORB的地球化学特征;（87Sr/86Sr）_i=0.706 50~0.710 19、ε_Nd（t）=-0.9~4.0,同位素Sr中等富集、Nd弱亏损.成岩过程有少量橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用,无明显地壳混染作用.由于太平洋板块受南岭E-W向巨厚岩石圈的阻碍,导致板片下插速率与邻区产生差异,局部撕裂形成板片窗,软流圈地幔物质沿“窗口”上涌并卷裹起板片上的海洋沉积物,在上升中发生交代作用形成具有E-MORB特征的地幔岩.在早白垩世晚期的大陆拉张-陆内初始裂谷背景下,伴随软流圈上涌富集地幔岩发生部分熔融,形成的基性岩浆上侵形成了闽西南基性岩墙.      

华夏早古生代俯冲作用(Ⅰ):来自糯垌蛇绿岩的新证据

早古生代加里东期造山运动(广西运动)的性质是华南大地构造演化长期争议的重大地质问题.桂东南岑溪糯垌一带奥陶纪浅变质地层中出露一套变形变质基性岩系构造岩片,主要由变枕状玄武岩、辉绿岩墙以及少量块状辉长岩和辉石岩组成.变玄武岩、变辉绿岩的SiO₂含量为49.20%~52.30%,MgO含量为6.78%~9.11%,Mg#为55~63,TiO₂含量为1.02%~1.34%,属低钾拉斑玄武系列基性岩.稀土元素配分平坦,轻稀土亏损,(La/Sm)_N为0.72~1.05,(La/Yb)_N为0.7~1.0,无明显Eu异常,大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K、Pb相对富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti平坦-略亏损,Ti/V为21.30~25.12,Nb/Th为2.1~4.2,表现出俯冲带之上(SSZ)蛇绿岩的地球化学特征.变辉绿岩LA-ICP-MS锆石U-Pb成岩年龄为437±5 Ma,表明其形成于早志留世.综合研究表明,糯垌变基性岩系应属早古生代形成于俯冲之上(SSZ)弧前构造环境的肢解蛇绿岩残片,这一发现为华南扬子克拉通与华夏地块之间存在早古生代洋盆和俯冲-增生碰撞造山提供了关键证据.      

西准噶尔晚古生代中基性岩墙群岩石学成因及地质意义

中基性岩墙群的形成及产出对研究区域大地构造背景和岩浆演化过程具有重要的地质意义.对西准噶尔地区的夏尔蒲中基性岩墙群和小西湖中基性岩墙群中样品(共18件)进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和同位素地球化学等方面的研究.结果显示,夏尔蒲和小西湖岩墙群岩石类型以闪长玢岩为主,含少量辉绿岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学表明夏尔蒲岩墙群的侵位年龄为308.6±5.5 Ma.岩石均具有高Mg#(＞40)、MgO(＞3%)、Al₂O₃(＞16%);全岩A/CNK值多在0.9左右,A/NK＞2,属准铝质岩石;岩石整体属钙碱性玄武岩/安山岩系列.岩石具有较低的稀土总量(多在40×10-6~60×10-6),具轻稀土富集、重稀土亏损及Eu正异常等特征((La/Yb)_N为3.03~11.32,δEu=1.00~1.20);明显富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Th,呈现了俯冲消减带岩石的地球化学特征.同时,岩石具有较高的Sr(均大于500 ×10-6)、较低的Y(大多小于10×10-6)和Yb(多在1×10-6左右)含量,较高的Sr/Y比值(36~95),大多数样品具有富镁埃达克质岩石的组成特征.岩石具有亏损的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)_i=0.703 58~0.703 80,ε_Nd(t)=5.76~6.34).元素及同位素地球化学资料表明岩浆源区中既有亏损地幔组分的参与,又有俯冲消减作用的印迹.结合区域地质特征及前人研究成果,结果表明晚石炭世时西准噶尔地区已进入后碰撞阶段.由于俯冲残留大洋板片部分熔融,产生的熔体在与亏损地幔一定程度相互作用后,经单斜辉石的分离结晶而形成了夏尔蒲和小西湖岩墙群中富镁埃达克质岩石;而来源于亏损地幔的岩浆同样经单斜辉石的分离结晶后,形成了夏尔蒲岩墙群中的辉绿岩和小西湖岩墙群中的角闪闪长玢岩.大规模中基性岩墙群的产出则进一步表明晚石炭世时西准噶尔地区处于后碰撞的伸展拉张构造背景之下.      

河北省宽城县孤山子超基性岩体锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

华北克拉通北缘在早石炭世晚期—中二叠世出露大量中酸性侵入岩体,但基性-超基性岩体出露较少,因而缺乏对该时期地幔性质的认识。笔者对位于内蒙古地轴以南百余千米的孤山子超基性岩体开展锆石U-Pb定年、微量元素、Lu-Hf同位素组成测试分析。结果显示,孤山子超基性岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为296.9±2.6 Ma,为早二叠世的岩浆活动产物。锆石(样号:GSZ-B3)微量元素含量低,具有强Ce正异常和弱Eu负异常特征以及较低的εHf(t)=-1.9~-7.5(n=17),表明其源区主要为富集的岩石圈地幔。锆石tDM、tCDM远大于其U-Pb年龄,表明岩石圈地幔形成过程中有再造古老地壳加入。对比内蒙古地轴上的同时代波罗诺岩体含角闪辉长岩(297±1 Ma)的锆石εHf(t)(-17.0~-14.1),孤山子超基性岩体的锆石εHf(t)明显偏大,表明孤山子超基性岩体的源区富集程度相对较小。此外,孤山子超基性岩体还有2个锆石测点εHf(t)分别为3.2、4.0,指示母岩浆中有少量亏损幔源物质加入,这暗示了华北克拉通北缘局部地区,在晚古生代已有岩石圈拉张减薄的趋势。     

陆内“滞后”弧岩浆岩特征及其地质意义:来自西准噶尔乌尔禾北早二叠世岩浆作用的证据

产于西准噶尔哈拉阿拉特山南麓的"滞后"弧岩浆岩,由乌尔禾中基性岩墙群和白杨河组玄武岩组成,二者构成一完整陆相火山机构,并呈角度不整合覆于下二叠统佳木河组陆相磨拉石建造之上。中基性岩墙群岩性主要为辉绿岩、辉绿玢岩和辉长闪长岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(283.6±2)Ma(MSWD=0.57,95%置信度)、(286.3±4.0)Ma(95%置信度,MSWD=0.32)、(286.5±5.6)Ma(MSWD=0.3,95%置信度)。白杨河组玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(283.3±3.1)Ma(MSWD=0.45,95%置信度),均属早二叠世。二者具有相似的与岛弧俯冲相关的地球化学性质,属钙碱性中低钾系列,富集轻稀土,δ_(Eu)异常不明显,富集K、Ba、Sr等大离子亲石元素,而高场强元素Nb、Ta强烈亏损,Zr、Hf适度亏损,正的ε_(Nd)(t)值和相对低的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值表明源区为亏损地幔。该岩浆岩形成于洋盆关闭,即沟弧盆体系消失之后,时代"滞后"于造山后沉积记录,表明西准噶尔晚古生代俯冲作用结束的最终时限应为早二叠世晚期。根据准噶尔地区滞后型岩浆岩区域性分布特点,推断其产地的连线区为天山—塔里木板块与西伯利亚板块最终深部俯冲的接合部位。     

东昆仑造山带早中生代镁铁质岩墙群LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、元素和Sr-Nd-Hf同位素地球化学

东昆仑造山带白日其利镁铁质岩墙群以苏长辉长岩为主,含少量含斑辉绿岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学指示该套岩墙群结晶侵位年龄为251±2Ma.岩石具有中等的Mg#(31～50)和高铝(16.25％～19.49％)的特征,整体属于钙碱性玄武岩系列岩石(Na2O+ K2O =2.75％～3.51％;FeOT/MgO=1.02～2.22);微量和稀土元素方面,岩石具有较低的稀土总量、轻稀土轻微富集和Eu正异常特征(ΣREE =52.16×10-6～99.81×10-6,(La/Yb)N =2.08～5.49,δEu=1.0～1.3),所有岩石富集LILE(如Rb、Ba和Pb等)而亏损HFSE(如Nb、Ta、P和Ti等),且具有显著不同于地壳的不相容元素组成(如Nb/Ta比值).岩墙具有富集的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86 Sr)i=0.71103～0.71502,εNd(t)=-7.4～-3.6),具有相对集中且显著不同于地壳岩浆的Hf同位素组成(εHf(t)=-2.37～1.07).元素地球化学和同位素研究指示镁轶质岩浆起源于流体交代的富集地幔Ⅱ,并未受到显著的地壳混染.构造环境分析表明,岩石具有岛弧和洋中脊玄武岩双重特征.结合区域构造演化分析,我们认为,在晚二叠世-早三叠世时期,在俯冲环境下,板片流体交代使上覆地幔楔发生富集,形成富集地幔Ⅱ,随着该区伸展作用的加强,在早三叠世,进一步诱发了富集地幔的部分熔融并产生镁铁质岩浆,最终侵位结晶就形成了白日其利镁铁质岩墙群.     

北山南部早二叠世A型流纹岩地球化学特征及其地球动力学意义

北山南部晚古生代构造背景争议已久,该区下二叠统普遍发育一套流纹岩系,但尚未对其开展系统的年代学与地球化学研究。本文首次对该区下二叠统5条代表性剖面中的流纹岩进行了元素地球化学、锆石U-Pb定年、全岩Sr-Nd及锆石Hf同位素等研究。U-Pb年龄介于294. 7～272. 7Ma之间,结合古生物资料,明确其喷发时代为早二叠世。该区早二叠世流纹岩大多属高钾钙碱性系列,呈钙碱-碱钙质,为准铝-过铝质岩石。岩石主量元素Si、K、Na、Fe含量高,贫Ca、Mg;微量元素富集Ga、Rb、Zr、Hf、Y,亏损Ba、Sr等;稀土元素存在明显负Eu异常;呈现高Fe OT/MgO与10000×Ga/Al比值,这些特征表明该区早二叠世流纹岩为A型流纹岩。独山剖面流纹岩锆石具有高的εHf(t)值(+11. 4～+16. 7),Hf模式年龄(tDM2)为231～573Ma;干泉剖面流纹岩锆石εHf(t)值为-8. 8～+8. 9,Hf模式年龄(tDM2)为802Ma～1961Ma;珊瑚井和俞井子剖面中的流纹岩具有低的εNd(t)值(-4. 21～-2. 92),高的(87Sr/86Sr)i值(0. 7108～0. 7223),Nd亏损地幔模式年龄(tDM)为1256～1386Ma,其锆石εHf(t)为正值(+1. 3～+17. 0)(tDM2为691～1797Ma);沙红山南剖面流纹岩εNd(t)值(-2. 00～-1. 81)较低,Nd亏损地幔模式年龄(tDM)为1207～1222Ma,锆石εHf(t)值介于+1. 6～+10. 7(tDM2为623～2576Ma)。地球化学特征表明独山剖面的流纹质岩浆为古生代新生地壳的重熔,其它剖面酸性火山岩岩浆则主要为中新元古代地壳物质熔融所形成,揭示了北山南部早二叠世岩石圈伸展减薄的地球动力学背景,结合该区构造岩浆事件序列、地层学以及沉积学等其它地质学证据,认为北山南部早二叠世为裂谷环境。     

阿拉善地块北缘雅布赖地区基性岩墙地球化学、年代学和Sr-Nd同位素特征

雅布赖地区位于阿拉善地块北缘,雅布赖-诺日公-红谷尔玉林构造带西端,该地区晚古生代岩浆岩内广泛出露基性岩墙。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,雅布赖地区基性岩墙成岩年龄为268±1.6 Ma,时代归属为中二叠世早期,岩石地球化学分析表明,该地区基性岩墙∑REE=143.01×10~(-6)～278.8×10~(-6),LREE/HREE=7.43～10.16,(La/Yb)_N=7.27～12.31,轻、重稀土分馏明显,具不明显的负铕异常(δEu=0.84～1.05),在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图上,配分曲线右倾,重稀土较平坦;在微量元素原始地幔标准化蛛网图中,表现出相对富集LREE、Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。基性岩墙初始~(87)Sr/~(86)Sr比值变化于0.707403～0.707986之间,ε_(Nd)(t)值介于-2.9～-4.7之间。分析认为,雅布赖地区基性岩墙岩浆来源为板片俯冲作用改造的富集岩石圈地幔的部分熔融,形成于碰撞后伸展的构造背景。     

晚古生代古亚洲洋俯冲作用:来自珲春前山镁铁质侵入岩的年代学和地球化学记录

珲春地区前山镁铁质侵入岩主要由橄榄辉长岩、苏长岩和辉长闪长岩组成,形成年龄273±2Ma,为早二叠世侵入岩。该岩体显示出岛弧拉斑玄武岩的元素地球化学特征,弱富集LREE且正Eu(Eu/Eu*=1.05～1.44)异常的REE配分模式,在不相容元素中富集大离子亲石元素(LILE)如Ba和Sr,亏损高场强元素(HFSE)(La/Nb=2.8～4.8;Zr/Sm=8.0～22.5),与起源于流体交代地幔楔部分熔融的岛弧低钾拉斑玄武岩类似。在同位素特征上低放射成因Sr,高放射成因Nd和Hf(87Sr/86Sr(i)=0.70295～0.70375;εNd(t)=+4.5～+6.4;εHf(t)=+9.6～+14.6),反映其来源于同位素组成亏损的交代地幔。结合区域地质背景,我们认为前山镁铁质岩形成于晚古生代期间古亚洲洋向华北板块的俯冲作用背景,其亏损Nb-Ta、Zr-Hf及Hf-Nd同位素解耦特点说明该岩体最有可能来源于俯冲流体交代的地幔楔。     

新疆东准噶尔琼河坝地区绿石沟早石炭世岩体中基性岩墙群成因及其构造动力学背景

基性岩墙群对探讨岩石圈伸展过程、时空演化及深部动力学等方面具有重要意义。为了厘定东准噶尔琼河坝地区岩墙群的形成时代、源区地幔性质、成岩构造背景、岩石成因及其与区域上的其他岩浆作用的成因关系,揭示东准噶尔古生代的地球动力学背景,对侵入到绿石沟岩体花岗岩中的暗色岩墙群进行了遥感卫星影像解译,并从野外地质、岩石学、矿物学、年代学、锆石Hf-O同位素和地球化学等方面进行了系统研究。绿石沟岩体中岩墙存在闪长玢岩和辉绿玢岩岩墙的岩石组合,它们的锆石LA-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年结果表明,闪长玢岩、辉绿玢岩岩墙形成时代分别为346±1 Ma和～332 Ma。辉绿玢岩岩墙的锆石εHf(t)值为+10. 2～+15. 4,对应的二阶段Hf模式年龄为0. 35～0. 67 Ga,其锆石δ18O值主要变化范围为5. 00‰～6. 41‰。这些同位素特征表明其具有亏损地幔源区的物质组成。矿物学研究表明,辉绿玢岩岩墙中的角闪石为浅闪石、铁浅闪石,其结晶温度范围为896～984℃,压力为41～88 MPa,对应结晶深度约1. 54～3. 31 km;辉石为透辉石,辉石-熔体平衡时的岩浆温度为1 092～1 099℃,压力为500～630 MPa,推测形成辉绿玢岩辉石岩浆房的存储深度为16. 5～20. 8 km。东准噶尔琼河坝地区大量中基性岩墙构成的岩墙群可作为区域伸展构造的重要标志,结合前人对该区构造背景认识,认为琼河坝地区在早石炭世时可能处于后碰撞伸展拉张环境,这为探讨东准噶尔乃至中亚造山带西段的古生代的地球动力学环境演变提供了新依据。     

华北克拉通东部鲁西早白垩纪基性岩墙成因:来自锆石年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素的证据（英文）

中生代基性辉绿岩墙广泛分布于华北克拉通东部山东地区。本研究给出代表性岩墙的U-Pb锆石年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据,4个代表性锆石的LA-ICP-MS年龄范围处于121.9±0.6Ma和124.3±0.5Ma之间(早白垩纪)。岩石的主量元素组成变化较小,岩石富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如,Rb、Ba、U、K和Pb),以及亏损高场强元素(如,Nb、Ta和Ti)。另外,基性岩墙具有相对一致的(87Sr/86Sr)i比值(~0.7098),负的εNd(t)值(-14.7~-14.5)、εHf(t)值(-31.4~-26.7)和高的Hf模式年龄(tDM1=1817~2024Ma)。研究显示基性岩墙来自富集岩石圈地幔的部分熔融作用,并在上升侵位过程中经历了一定程度的地壳混染作用影响。总体研究表明,基性岩墙的成因机制与扬子克拉通与华北克拉通的碰撞有关,岩浆源区为晚中生代前受俯冲扬子地壳沉积物交代后的富集岩石圈地幔。     

内蒙古东乌旗北部早古生代火山岩年代学、地球化学特征及地质意义

内蒙古北部二连-东乌旗地区出露早古生代火山岩,为兴蒙造山带北缘构造-岩浆岩带的组成部分,对研究造山带早古生代构造格局及演化具有重要作用。本文对东乌旗北部早古生代中基性及酸性火山岩进行了锆石U-Pb年代学、岩石学、全岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素分析。定年结果显示,中基性火山岩成岩年龄为452±2Ma,酸性火山岩为430±20Ma,表明早古生代岩浆活动可延续至中志留世。地球化学组成上,中基性火山岩稀土总量中等,Eu异常不明显,富集Rb、Sr、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,特征类似岛弧岩浆岩;酸性火山岩富集Th、U,Eu负异常显著,但Rb、Ba等大离子亲石元素富集程度不高,Nb、Ta等高场强元素亏损不明显,表现出板内岩浆特点。中基性和酸性火山岩均具有亏损的同位素组成:中基性火山岩ε_(Nd)(t)=+203～+267,ε_(Hf)(t)值介于+79～+145之间;酸性火山岩ε_(Nd)(t)=+494,ε_(Hf)(t)值为+99～+153。岩石学及地球化学分析表明,中基性火山岩为岛弧环境下遭受俯冲流体交代的地幔楔部分熔融产物,酸性火山岩则来源于新生基性下地壳熔融并具有板内岩浆特征,可能指示了俯冲的结束。结合前人资料,二连-东乌旗地区早古生代岩浆活动介于晚寒武-中志留世之间,形成时间及阶段性演化特征近似于苏尼特左旗-锡林浩特早古生代岩浆岩带,暗示两者可能具有成因联系,均为早古生代古亚洲洋向北俯冲的产物。     

秦岭造山带南缘荞麦冲金矿床正长斑岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

秦岭造山带南缘存在大片的早古生代基性火山岩,荞麦冲金矿的正长斑岩脉体呈北西向侵入基性火山岩地层中。本文通过对该正长斑岩脉体中的岩浆岩锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年、元素地球化学以及Hf同位素研究,探讨正长斑岩脉体的侵入时代、岩石成因和地球动力学背景。锆石U-Pb定年结果:正长斑岩脉体的侵入时代可以分为2期,相对应的2件正长斑岩锆石206Pb/238U年龄加权平均值分别为(415±7)Ma、(477±6)Ma,前者属于晚志留世时期,后者为寒武纪到早奥陶世时期。地球化学特征上显示具较高的Si O2含量(75%),里特曼指数δ=1.59,高Al低Ti的特点,Eu和Sr具有明显负异常,为钙碱性脉体。正长斑岩的Hf同位素检测结果得到εHf(t)全部为正值,其变化范围较大(3.4~11.8),说明岩浆主要来自亏损地幔,个别εHf(t)异常,推断岩浆上侵过程中混入少量地壳物质,从而显示壳幔混合特征。在基性岩的地球化学表现为稀土总量很高(∑REE=149.62×10-6~321.55×10-6),轻稀土强烈富集型,呈现出高度分异的特点。研究表明,在早古生代时期,区域上为板内裂解的构造环境,使软流圈地幔上涌冷凝形成基性岩地层,正长斑岩脉体在侵入基性岩形成过程,从地壳深部的Au带入地壳表层,为地层Au的预富集,后期剪切成矿作用提供了Au的物质来源;正长斑岩脉体形成时代的厘定,确定了该区金源层形成时代,对后期金的富集具有重要意义。     

内蒙古吉尔嘎郎图早古生代岩体成因——年代学、地球化学及Nd-Hf同位素制约

兴蒙造山带北缘断续分布的早古生代岩浆岩带,对古生代构造格局恢复及造山带演化研究具有重要意义。阿巴嘎旗北部吉尔嘎郎图岩体位于该岩浆岩带中段,为带内最大的早古生代复式侵入体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,吉尔嘎郎图岩体早期花岗闪长岩单元成岩年龄为455.0~495.6Ma。在主量元素组成上,岩体SiO_2含量中等(59.49%~68.22%),贫铁、镁,K_2O/Na_2O值(0.64~0.85)小于1,A/CNK=0.96~1.09,整体具有亚碱、弱过铝特征。稀土及微量元素方面,岩体富Cs、Rb、Th、U、Pb,亏损Ba、Sr、P及高场强元素Nb、Ta等,稀土元素总量中等,具有弱负Eu异常(δEu=0.52~0.82)。Sr-Nd-Hf同位素分析结果显示,岩体具有亏损的同位素组成,(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.7053~0.7034,ε_(Nd)(t)=0.39~4.29,2件Hf同位素样品ε_(Hf)(t)均为正值,分别为ε_(Hf)(t)=7.6~10.8和ε_(Hf)(t)=3.7~7.9。岩石地球化学、年代学及Sr-Nd-Hf同位素综合分析表明,吉尔嘎郎图岩体是早古生代古亚洲洋沿苏左旗—锡林浩特一线向北俯冲背景下,遭受了俯冲板片析出流体交代作用影响的新生下地壳部分熔融的产物,后期由于弧后拉张、贺根山洋盆打开与主体岛弧带分离,最终随着古亚洲洋的整体闭合,形成了与俯冲带彼此分隔的格局。     

北大巴山紫阳-岚皋地区碱性粗面岩地球化学特征:与辉绿岩的成因联系

南秦岭北大巴山地区发育大量早古生代碱性粗面?正长岩和碱性玄武?辉绿岩组合,构成了一套双峰式火山岩。前人的研究主要集中在这套岩石的镁铁质端元上,目前关于长英质端元的成因机制及构造环境仍存在争议。本次研究对北大巴山紫阳?岚皋地区早古生代粗面岩进行了主微量元素分析,结果显示样品高硅(SiO₂>58.7%)、富碱(K₂O>3.84%,Na₂O>4.18%),低镁(MgO=0.06%~1.45%)和钛(TiO₂=0.80%~1.08%),表明粗面岩经历了较高程度的演化。样品富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),具有轻微Eu负异常到正异常的变化(δEu=0.76~1.77),Sr强烈亏损,指示了长石的分离结晶作用。地球化学特征和MELTS软件模拟结果显示粗面岩并非地壳物质的部分熔融成因,而是来自地幔岩浆的分离结晶作用。综合区域上年代学、同位素地球化学和构造地质学资料,粗面岩与同区辉绿岩在时空分布、同位素组成方面具有一致性,在元素变化与矿物组合方面具有连续性。因此本文认为北大巴山紫阳?岚皋地区早古生代粗面岩和辉绿岩都来源于上地幔初始玄武质岩浆的分异,是大陆裂谷背景下同源岩浆经历不同程度演化的结果。软流圈中广泛存在的热对流事件可能是导致板块裂解的重要原因。     

甘肃柳园地区晚三叠世辉绿岩脉年代学和地球化学研究及其对北山造山带早中生代构造演化的指示

位于中亚造山带中段南缘的北山地区不仅是我国北方重要的三叠纪多金属成矿带,也是诠释中亚造山带南缘早中生代构造演化的关键区域。甘肃柳园地区位于北山南带,区内缺失三叠纪沉积记录,花岗质复式岩体和中酸性岩脉十分发育基性岩脉也有分布从而为探究北山早中生代构造演化提供了重要条件。基于此,本文对甘肃柳园地区晚三叠世辉绿岩脉开展了系统的锆石U-Pb-Hf同位素和全岩主量、微量元素分析。LA-ICPMS锆石U-Pb分析显示,辉绿岩形成于227.5±1.4Ma,年代为晚三叠世。全岩地球化学分析显示,辉绿岩具有高Mg~#(65～70)、较高Ni含量(110×10~(-6)～157×10~(-6))、轻重稀土分馏不明显((La/Y) N为1.42～1.94)、无或弱Eu正异常、强烈亏损Nb、Ta和Zr、Hf弱富集的特征。较高的(Th/Nb) N( 1)和较低的Nb/La (1)比值稳定的La/Nb和Th/Nb比值说明其岩浆侵位过程中壳源物质的混染不强;而较高的Th/Yb比值,较低的Th/U和La/Nb比值说明源区存在一定俯冲物质的参与;此外,较低的Nb/Yb、Th/U,明显的Nb和Ta负异常平坦的HREE配分形式排除了来自OIB类似岩浆源区的可能;而较低的Nb/Yb比值及较高的ε_(Hf)(t)值(平均值为1.08)说明镁铁质岩浆主要来自亏损的软流圈地幔。因此,该辉绿岩更可能源于受俯冲作用改造的亏损软流圈地幔的部分熔融,此幔源熔体在上升过程中与大陆岩石圈发生相互作用导致少量壳源物质的混染。结合区内二叠纪基性-超基性岩脉的地球化学特征本文认为辉绿岩岩浆源区受到先前俯冲物质的混染辉绿岩形成于晚三叠世软流圈上隆的岩石圈伸展构造背景。在系统分析前人关于柳园地区早二叠至晚三叠世中酸性和基性-超基性侵入岩锆石Hf同位素数据后,本文发现:自～280Ma至～220Ma北山南部中-酸性侵入岩锆石ε_(Hf)(t)值具有先降后升的变化趋势而同期基性-超基性岩锆石ε_(Hf)(t)值主要呈逐渐降低走势。结合前人关于二叠纪至三叠纪区域构造变形、盆地沉积物源、岩浆演化和成矿作用等研究,本文认为Hf同位素的上述变化与北山南部构造演化有关指示该区的碰撞造山可能持续到早-中三叠世,并在晚三叠世进入造山后伸展环境。该认识进一步完善了北山地区自晚古生代至早中生代的构造演化过程。     

冀东唐杖子金(钼)多金属矿区侵入岩体锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

唐杖子金(钼)多金属矿床位于冀东地区,矿区内出露的主要岩性为花岗斑岩、石英二长岩和辉绿岩。本文对矿区主要的侵入岩进行锆石U-Pb定年和Hf同位素研究,探讨成岩-成矿相互关系,获取岩体源区信息。锆石U-Pb定年结果显示,花岗斑岩~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄分别是161. 2±0. 7Ma、173. 0±5. 5Ma,结合锆石特征、锆石U-Pb定年结果,推测该矿区存在两期花岗质岩浆侵位;辉绿岩~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为166. 0±0. 9Ma;石英二长岩~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为176. 7±3. 3Ma。唐杖子矿区辉钼矿Re-Os年龄为170Ma,从时间尺度上来看辉钼矿化与早期花岗斑岩(173Ma)关系密切。花岗斑岩εHf(t)=-24. 4~-14. 1,tCDM=2104~2744Ma,表明岩石来源于古老地壳;辉绿岩εHf(t)=7. 8~10. 9,tDM=391~523Ma,表明岩石源区为古生代的亏损地幔。唐杖子花岗斑岩和辉绿岩都形成于中侏罗世,成岩时代相近,但源区明显不同,表明冀东地区在中侏罗世既存在下地壳的部分熔融的过程(形成了唐杖子花岗斑岩),又存在亏损地幔物质上涌侵入地壳的过程(形成了唐杖子辉绿岩),暗示了华北克拉通东缘在中侏罗世经历了一次岩石圈减薄的过程。