内蒙古巴林右旗晚二叠世埃达克质火山岩特征及其地质意义

内蒙古东南部巴林右旗地区发育晚二叠世埃达克质火山岩,岩石组合为安山岩、粗安岩、英安岩及辉石安山岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为256.7±2.7Ma,指示其形成于晚二叠世。地球化学特征显示,该套火山岩属准铝质-弱铝质中钾钙碱性岩石系列,具富Si(SiO_256%)、高Al(Al_2O_315%)、富Na、贫K、高Sr、低Yb和Y等特征,Na_2O/K_2O值为2.33~3.90,Mg~#值为35.3~60.8;稀土元素总量为96.69×10~(-6)~192.4×10~(-6)、轻重稀土元素分馏较明显((La/Yb)_N值为6.27~13.82),具正的Eu(δEu=1~1.67)异常,在原始地幔标准化蛛网图中,富集大离子亲石元素Rb、Ba、U,亏损高场强元素Nb、Ta,为O型(大洋型)埃达克质火山岩地球化学特征。综合区域资料,巴林右旗埃达克质火山岩是残留在地幔中的古亚洲洋残余洋壳部分熔融并受到地幔橄榄岩混染形成的,暗示晚二叠世存在古亚洲洋向华北板块俯冲消亡事件。     

皖东滁州、上腰铺埃达克质侵入岩年代学及地球化学特征：岩石成因与成矿意义

皖东的滁州、上腰铺岩体位于扬子地块东缘、毗邻郯庐断裂带东侧,与之伴生有一些铜(金或铁)矿化。它们的黑云母的~(40)Ar-~(39)Ar 定年结果分别为127.17±0.40Ma,129.90±0.23 Ma。滁州、上腰铺侵入岩在地球化学特征上与埃达克岩基本一致:如 SiO_2>56%,高 Al_2O_3(14.84%～16.38%)、Sr(369×10~(-6)～1335×10~(-6))、Sr/Y(43～185)与 La/Yb(22～44),但低 Y(5.51×10~(-6)～11.0×10~(-6)),Yb(0.51×10~(-6)～1.09×10~(-6)),无明显 Eu 异常-正的 Eu 异常(δEu=0.75～1.28)。另外,岩体中部分样品具有较高的 MgO(2.23%～5.25%)、Mg~#(53～68)和 Cr(89.6×10~(-6)～206×10~(-6))、Ni(43.0×10~(-6)～72.0×10~(-6)),类似于高镁安山岩。这两个岩体的 Nd-Sr 同位素特征为:(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7060～0.7067,ε_(Nd)(t)=-11.53～-14.07,说明其由俯冲洋壳熔融形成的可能性较小。我们认为,滁州、上腰铺埃达克质侵入岩可能由拆沉下地壳熔融形成,熔融产生的岩浆在穿过上覆地幔的过程中,与地幔橄榄岩发生强烈相互作用,一方面,由于地幔橄榄岩的混染而使得埃达克质岩浆的MgO、Cr 和 Ni 含量显著增高;另一方面,岩浆中的 Fe_2O_3可能加入到地幔中,导致地幔的氧逸度(f_(o_2))增高,地幔中金属硫化物被氧化,地幔中亲铜元素则以硫酸盐的形式进入熔体中。富含 Cu、Au 等成矿物质的熔体在快速上升到地壳浅处时,可能由于温度、压力或氧逸度(f(o_2))的降低,释放出 Cu、Au 等成矿物质,导致矿化。     

大兴安岭北部新林石英二长岩-花岗岩的地球化学特征及其成因

对额尔古纳地块东南部新林镇附近的侵入岩进行了锆石U-Pb年龄测定、Lu-Hf同位素和岩石地球化学研究。结果表明,岩体形成于141.1~123.8 Ma,是早白垩世岩浆活动的产物。新林石英二长岩-花岗岩高硅较富铝贫镁,属于准铝质、高钾钙碱性系列;具有中等-弱负Eu异常(δEu=0.53~0.72),轻重稀土分异比较明显[(La/Yb)_N=12.42~25.38];相对富集大离子亲石元素Rb、Th、U和LREE,高场强元素Ti、Nb、Ta、P和HREE表现出亏损。新林石英二长岩-花岗岩具有高Sr、低Yb及低Y的特征,且相对富K,属于C型埃达克岩,形成于加厚下地壳的部分熔融。Lu-Hf同位素研究显示其ε_(Hf)(t)为2.1~6.2,二阶段模式年龄(T_(DM2))为1025~786 Ma,认为其岩浆源区为新元古代增生的地壳物质。     

甘肃北山算井子埃达克质花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

算井子埃达克质花岗岩体由中粗粒片麻状黑云母花岗闪长岩、中粗粒黑云母花岗闪长岩和中细粒黑云母二长花岗岩3个岩相单元组成,其为同一次岩浆熔融事件过程中曾经发生过三次岩浆侵入活动而形成的深成岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,算井子埃达克质花岗岩体侵位于早石炭世(350.0～351.7Ma),为海西中期的产物。该岩体总体富硅(SiO_2为67.81%～70.93%),富铝(Al_2O_3为14.94%～16.07%),全碱含量中等(K_2O+Na_2O为6.01%～6.74%),K_2O/Na_2O为0.37～0.69,富含钠质成分,而Ti、Ca、Fe和Mg(MgO为0.99%～1.61%)含量较低,(K_2O+Na_2O)/Al_2O_3为0.37～0.45,A/CNK为0.95～1.03,属于准铝质-弱过铝质钙碱性花岗岩。微量元素Sr含量(409×10~(-6)～548×10~(-6))较高,而Y(8.1×10~(-6)～17.7×10~(-6))和Yb(0.83×10~(-6)～1.73×10~(-6))含量较低,总体上富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb、Ba和高场强元素(HFSE)Th,而亏损高场强元素Nb、Ta和Ti,稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著,具轻微的铕异常(δEu=0.64～1.13),与典型的埃达克岩特征相似。年代学及地球化学特征研究表明:(1)算井子岩体属准铝质-弱过铝质未分异的Ⅰ型花岗岩,并具有典型的埃达克岩特征;(2)岩浆源于俯冲板片流体交代地幔楔诱发下地壳玄武质岩石部分熔融源区,并在岩浆上升过程中混染了火山弧物质;(3)岩体形成于海西中期活动大陆边缘的火山弧环境,推测其南侧的塔里木板块和哈萨克斯坦板块的俯冲-碰撞效应可能一直持续到早石炭世。     

藏北羌塘中西部红脊山地区早二叠世埃达克质岩石的发现及其地质意义

近期在羌塘中西部红脊山地区一套二叠纪蛇绿岩中首次发现了埃达克质岩石,呈脉状侵入到蛇绿岩中。对该套岩石进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年龄和地球化学研究,重点讨论岩石成因及地质意义。埃达克质岩石岩性为白云母花岗岩,岩石中锆石晶形较完整,具典型的岩浆生长环带,结合Th/U值(0.22~0.63),表明其为典型的岩浆锆石。锆石LA-ICP-MS定年结果为271.7Ma±2.3Ma,表明其形成时代为早二叠世。岩石具有较高的Si O2、Al2O3含量和较低的K2O/Na2O值,为弱过铝质岩石。稀土元素配分模式呈右倾的曲线,重稀土元素分馏中等,Eu异常变化较小;微量元素Y、Yb含量较低,Sr含量中等,在微量元素蛛网图上表现出Rb、U、K正异常和Nb、Ta、P、Ti负异常。这与俯冲洋壳熔融形成的埃达克质岩石特征相似。红脊山埃达克质岩石是俯冲的古特提斯洋在角闪岩相—榴辉岩相条件下部分熔融形成的,残留相主要为石榴子石+角闪石。较早产生的熔体与地幔橄榄岩充分发生交代作用,后产生的熔体与地幔橄榄岩交代作用较弱,向上运移过程中斜长石发生分离结晶。红脊山埃达克质岩石的发现,表明古特提斯洋在早二叠世开始俯冲消减,大洋进入消退阶段。     

大兴安岭南段海西期花岗岩类锆石U-Pb年龄、元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学:岩石成因及构造意义

大兴安岭南段位于华北板块与西伯利亚板块之间的缝合-造山带(中亚造山带)的东段,该区广泛分布有海西期花岗岩类。已有的年代学研究表明这些花岗岩类的侵位时代集中于320~240Ma,但对该区海西期花岗岩类岩石成因及成岩背景研究的一些关键问题的看法仍不一致且存在争论。本文选取大兴安岭南段拜仁达坝等10个典型地区的海西期花岗岩类为研究对象,对其进行系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究,以探讨岩浆作用的时间、岩石成因以及构造意义。锆石U-Pb定年表明,这些花岗岩类的侵位时间为323~240Ma。据地球化学特征,该区花岗岩类可分为两类:Ⅰ类花岗岩的SiO_262.00%,Al_2O_315.00%,MgO含量较低(均2.40%);其具有较高的Sr含量(最高达700×10~(-6))、低的Y和Yb含量(分别为≤18.1×10~(-6)和1.70×10~(-6))和较高的Sr/Y比值(均20),LREE相对HREE强烈富集,显示弱的Eu异常,与经典的埃达克岩的特征相似;Ⅱ类花岗岩的SiO_257.00%,MgO和Al2O3含量范围较大(分别为0.25%~4.12%和10.55%~16.58%),绝大多数样品显示高钾钙碱性特征,Sr含量相对较低(12.2×10~(-6)~334×10~(-6)),Y和Yb含量相对较高(分别为14.1×10~(-6)~40.1×10~(-6)和1.27×10~(-6)~4.58×10~(-6)),Eu异常明显,相对富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素,可归为弧岩浆岩。Sr-Nd-Pb同位素结果表明,弧岩浆岩可能来源于交代(富集)地幔楔,而埃达克岩则来源于下地壳的熔融。综合前人研究认为,在晚泥盆世-中二叠世古亚洲洋洋内俯冲作用形成了区域上广泛发育的弧岩浆岩(弧下加厚地壳熔融形成~320Ma埃达克岩);晚二叠世-早三叠世,华北板块与西伯利亚板块碰撞缝合;之后至早-中三叠世,大量后碰撞花岗岩侵位,同时下地壳拆沉并熔融形成了本区250~240Ma埃达克岩。中亚造山带东段(至少大兴安岭地区)海西期造山及岩浆作用可能开始于晚泥盆世,结束于中三叠世,时间持续约140Myr,其造山作用显示独特性。     

大兴安岭北段塔源地区~330Ma变辉长岩-花岗岩的岩石成因及构造意义

大兴安岭北段塔源地区石炭纪侵入岩分布于中亚造山带东段,构造上位于额尔古纳-兴安地块拼合处。发育岩体由变辉长岩和花岗岩组成,它们在时空上紧密伴生,变辉长岩中的锆石CL图像呈典型条带状,弱环状结构或面状结构(Th/U值为0.15~1.09,平均0.66),Th和U具有正相关关系;花岗岩的锆石CL图像呈明显岩浆型振荡环带特征(Th/U为值0.22~4.54,平均为1.95)。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年指示两者侵位年龄分别为331.0±2.6Ma和329.4±2.4Ma,表明形成于同一构造岩浆作用事件。岩石学和地球化学特征显示它们成因上密切相关,SiO2含量呈双峰式。塔源变辉长岩为中钾钙碱性系列,MgO含量较低(5.41%~6.45%),属于演化岩浆,TiO2、FeOT和P2O5含量较高,富集LREE,Eu异常不明显(δEu=0.71~0.90),稀土元素总量和轻重稀土元素的分馏程度较高(La/Sm=4.61~5.84,Gd/Yb=2.50~2.81),Ti/V、Ti/Y、Zr/Y比值较低,富集大离子亲石元素(LILE)而亏损高场强元素(HFSE),尤其是强烈亏损Nb,形成于板内构造环境。花岗岩以TiO2、FeOT和P2O5含量较低为特征,REE配分模式为LREE富集型,其中花岗岩为Eu弱负异常(δEu=0.76~0.92),微量元素蛛网图上类似于A型花岗岩分配模式。不相容元素(如La/Sm、La/Ta、Th/Ta)以及MgO含量等指示原始岩浆受到地壳混染比例较小,以分离结晶作用为主。塔源变辉长岩还显示岩石圈地幔物质的印记,并与石榴石二辉橄榄岩熔融有关,它们被解释成早期地幔源区曾发生过俯冲流体交代。变辉长岩和花岗岩由不同源区熔融形成,基性岩源于受到陆壳混染比例较小的原始地幔,而花岗岩可能来自底侵作用,基性岩浆使其上部地壳发生大规模的部分熔融形成大面积花岗岩。大兴安岭塔源侵入岩的形成是岩石圈伸展减薄背景下玄武质岩浆底侵作用的结果。     

山东西部中生代青山群火山岩的地球化学特征及其岩石成因

以山东西部西董地区中生代青山群火山岩为研究对象,在进行系统的元素-同位素分析的基础上,探讨其岩浆源区和岩石成因,同时丰富该区域岩石地层的地球化学特征。西董青山群火山岩Si O2含量变化于52.8%~59.8%之间,主要为钙碱性系列岩石,岩石组合为玄武质粗面安山岩-玄武质安山岩-粗面安山岩,Mg O、TFe2O3、Mn O、Ti O2、Ca O与Si O2具有明显的负相关关系,Al2O3和Na2O与Si O2具有正相关关系;微量元素富集Rb、Ba、Th、U和K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,稀土元素总量∑REE变化范围为100×10-6~187×10-6,(La/Yb)N比值范围为8.2~11.1,无明显的Eu异常(δEu=0.9~1.02);显示富集且均一的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)t=0.7047~0.7050,εNd(t)=-16.5~-14.2)。西董青山群火山岩的Nd、Sr同位素组成与Si O2缺乏明显负相关关系,Nb/Ta与La/Nb之间不具有负相关关系以及Nb与Th之间具有正相关关系,指示岩浆在上升和演化过程中地壳混染作用对青山群火山岩岩浆化学组成的影响并不显著;火山岩Mg O含量明显高于玄武岩部分熔融形成的熔体,说明青山群中基性火山岩岩浆的形成过程可能与大陆地壳和地幔岩系之间的相互作用有关。综合分析表明,西董中生代青山群火山岩是大陆下地壳物质经拆沉作用于地幔环境中发生部分熔融,与上地幔岩石发生交代作用后进入地表形成。     

延吉地区古新世埃达克岩成因的岩浆混合证据

本文通过年代学、矿物学、主量元素、微量元素和同位素的研究,指出延吉地区古新世富镁埃达克岩起源于被俯冲板片熔体交代的地幔楔。单斜辉石和角闪石斑晶所显示的反环带结构为幔源富镁埃达克熔体于壳源中酸性岩浆混合的结果,而非前人普遍认为的熔体—地幔的反应产物;其地球化学特征表现出的岩浆演化趋势可以很好地用地壳混染/AFC过程来解释。延吉古新世埃达克岩形成于俯冲后岩石圈伸展作用背景,与太平洋板块的俯冲后撤作用有关。因此,我们认为富镁埃达克岩的形成不必强调同期洋脊的俯冲作用,只要早先或同时有俯冲板片熔体交代,在合适的p-t条件下交代地幔并发生熔融作用,就能形成这一类岩石。     

内蒙古乌兰沟埃达克岩锆石U-Pb年龄及构造环境

内蒙古中部贺根山缝合带的梅劳特乌拉蛇绿岩中,新发现乌兰沟埃达克岩,岩性为花岗闪长岩。LA-ICP-MS锆石UPb测年结果表明,乌兰沟埃达克岩的侵位年龄为279.3±1.4Ma,其形成时代为早二叠世。乌兰沟埃达克岩SiO_2含量为65.92%~69.65%,MgO为1.34%~2.16%,Al_2O_3为15.30%~17.33%,Na_2O/K_2O值为3.95~14.09,Sr=359.60×10~(-6)~734.00×10~(-6),Yb=0.83×10~(-6)~2.02×10~(-6),Y=6.65×10~(-6)~12.84×10~(-6);富集K、Rb、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素;稀土元素总量为32.18×10~(-6)~65.41×10~(-6),明显较低,轻、重稀土元素分馏明显,(La/Yb)N值为2.84~7.56,无明显Eu异常,显示出高硅埃达克岩(HSA)的地球化学特征。该埃达克岩具有岛弧型岩浆岩特征,形成于俯冲带岛弧环境,可能为洋内俯冲洋壳+俯冲深积物部分熔融并与上覆地幔楔橄榄岩反应成因。根据乌兰沟埃达克岩与梅劳特乌拉蛇绿岩的时空分布与演化特征,贺根山缝合带在早二叠世可能存在洋内俯冲作用。