共和盆地周缘晚古生代镁铁质火山岩地球化学及空间分布——玛积雪山三联点以及东古特提斯多岛洋启示

共和盆地周缘晚古生代镁铁质火山岩分布于南侧阿尼玛卿蛇绿岩带,北侧宗务隆构造带和两者间的苦海-赛什塘带.阿尼玛卿带的镁铁质火山岩构成了以玛积雪山OIB为中心向东西两侧过渡为MORB的古洋脊热点构造,苦海-赛什塘带的镁铁质火山岩由E-MORB和大陆裂谷玄武岩构成,而宗务隆构造带的岩石则为略显富集的N-MORB.普遍低的Nb/U和Ce/Pb比值反映了区域性的镁铁质岩浆源区OIB物质的的影响.从岩石的地球化学特征,空间分布和构造关系分析,阿尼玛卿带与苦海-赛什塘带构成一古三联点构造.而苦海-赛什塘坳拉谷的形成为宗务隆带镁铁质火山岩源区遭受玛积雪山OIB物质可能的交代混染提供了构造通道.古三联点构造的出现和宗务隆带的开裂分割了本区诸造山带和地块.热点构造是本区晚古生代拉张体制主要的深部动力学原因,而它引发的三联点构造是形成多块体洋陆格局的主要构造形式之一.     

碧口群西段董家河蛇绿岩地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

董家河蛇绿岩位于碧口群火山岩系西段,由蛇纹石化、滑石菱镁岩化变质橄榄岩、辉长岩、堆晶辉长岩和浅变质亚碱性拉斑玄武岩组成,具有典型的蛇绿岩套岩石组合特征.变质橄榄岩为轻稀土亏损型,辉长岩与变质玄武岩具共源岩浆演化特征,均表现为MORB型玄武岩的稀土元素及不活动痕量元素地球化学特征,是本区蛇绿岩的重要组成端元,指示扬子北缘碧口地区一个已经消失的古洋盆.辉长岩中锆石的激光探针U-Pb测年结果((839.2±8.2)Ma)表明,该洋盆形成于新元古代晋宁期.     

随州花山蛇绿构造混杂岩的厘定及其大地构造意义

地质、地球化学综合研究证明 ,在秦岭造山带南缘襄 (樊 ) 广 (济 )断裂带的三里岗 三阳区段残存有花山蛇绿构造混杂岩 ,是以多条断裂和韧性剪切带为骨架 ,剪切包容花山蛇绿岩块、小阜岛弧火山岩、深海沉积岩、弧前沉积以及来自两侧陆块的基底和盖层沉积岩块 .地球化学研究表明 ,花山蛇绿岩的玄武质岩石类似于MORB的性质 ,形成于初始小洋盆构造环境 ;小阜火山岩形成于岛弧构造环境 .该混杂岩带因存在蛇绿岩及岛弧火山岩而成为具有重要大地构造意义的蛇绿构造混杂岩 ,指示曾存在古板块构造缝合带 ,标志着南秦岭与扬子板块之间确曾存在过古洋盆———花山小洋盆 .     

阿尼玛卿蛇绿岩带OIB和MORB的地球化学及空间分布特征: 玛积雪山古洋脊热点构造证据

阿尼玛卿蛇绿岩带晚古生代镁铁质火山岩以OIB, E-MORB和N-MORB组合为特征. 与世界典型的同类岩石相比, 这些岩石类型总体上表现为较低的Ce/Pb和Nb/U值, 少量岩石具有Nb的亏损和Pb的富集. OIB的(La/Yb)_N = 5~20, N-MORB的(La/Yb)_N = 0.41~0.5. OIB显示了典型洋岛玄武岩的不相容元素富集特点, N-MORB则具明显的亏损性质, E-MORB介于两者之间. 这些岩石围绕玛积雪山厚度较大的OIB熔岩和辉长岩向东西两侧呈现过渡关系, 即由德尔尼的N-MORB, OIB和E-MORB组合到玛积雪山的OIB向西又复为布青山的N-MORB, OIB和E-MORB. 从岩石类型组合和空间分布特征、玛积雪山的岩石厚度并结合OIB与MORB地球化学特征及推断的源区交代关系分析, 玛积雪山可能代表了古地幔柱沿洋中脊形成的洋脊热点构造或洋中脊岛, 极类似于今天的冰岛热点构造.     

大别山北部榴辉岩的地球化学特征和Sr,Nd同位素组成及其大地构造意义

大别山北部镁铁－超镁铁质岩带中榴辉岩的岩石地球化学特征及Ｓｒ,Ｎｄ同位素组成表明：（ｉ）本区榴辉岩的原岩主要为拉斑玄武岩和少数可能为辉长岩,并且大多数可能属于扬子俯冲陆壳的一部分,为扬子陆壳（下地壳）俯冲变质成因,少数可能属扬子与华北大陆板块之间的古洋壳残片;（ｉｉ）本区榴辉岩大多具有Ｎｂ正异常、Ｋ负异常等,排除了它们形成于岛弧环境下的可能性;（ｉｉｉ）磨子潭－晓天断裂以南含榴辉岩和变质橄榄岩的变质镁铁－超镁铁质岩带可能代表扬子与华北两个大陆板块之间的碰撞缝合带．其中除含有扬子俯冲陆壳外,还混有古洋壳残片．     

南秦岭勉略构造带三岔子古岩浆弧的地球化学特征及形成时代

南秦岭勉略构造带三岔子镁铁-超镁铁杂岩可划分为两个岩块: 三岔子古岩浆弧和庄科古洋壳残片(蛇绿岩). 三岔子古岩浆弧主要由岛弧型安山质熔岩、玄武及玄武安山质辉(闪)长岩、安山质岩墙、斜长花岗岩及部分超镁铁岩组成, 它们具有典型的岛弧火山岩地球化学特征, 如高场强元素(Nb, Ti)亏损和低Cr, Ni含量. 该类岩石的轻稀土富集和富钾的特征及斜长花岗岩中含有9亿年锆石捕掳晶特征表明它们可能发育在南秦岭微陆块南缘的活动陆缘环境. 斜长花岗岩的岩浆锆石U-Pb年龄为(300±61) Ma, 它表明勉略古洋盆在石炭纪已开始向南秦岭微陆块下消减. 这一年龄和大别山浒湾构造带洋壳俯冲成因榴辉岩的形成时代(309 Ma)一致, 它说明勉略洋在石炭纪可东延至大别山. 三岔子古岩浆弧中类似高镁埃达克岩的存在表明这一俯冲洋壳是年轻(< 25 Ma)而且较热的大洋岩石圈.     

秦岭-大别勉略构造带蛇绿岩与相关火山岩性质及其时空分布

勉略构造带蛇绿岩及相关火山岩的系统研究表明, 该构造带由德尔尼-南坪-琵琶寺-康县至略阳-勉县地区, 并越巴山弧型构造向东到达随县花山, 最东延伸至大别山南缘清水河地区. 从西到东1500余公里断续残存蛇绿混杂岩, 包括蛇绿岩及相关的岛弧、洋岛等火山岩, 揭示了沿线曾存在已消失的古洋盆与古碰撞缝合带. 洋盆主要扩张形成时期是在石炭纪-二叠纪期间, 它对于确立华北-秦岭陆块与扬子陆块的碰撞时代和秦岭造山带的形成与演化均有重要的大地构造意义.     

西秦岭天水地区百花基性岩浆杂岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征

天水地区百花变质岩浆杂岩主要由辉石岩-辉长(闪长)岩-闪长岩-石英闪长岩组成,构成较完整的同源岩浆演化序列.基性-中基性岩浆岩的地球化学特征表明,属于拉斑玄武岩系列,稀土元素分布型式呈REE近平坦型-LREE轻微富集型,微量元素原始地幔标准化的蛛网图和MORB标准化蛛网图上的分布型式总体很相似,富集大离子亲石元素(LILE)Cs,Ba,Sr,Th,U而相对亏损Rb,K和高场强元素(HFSE)Nb,P,Zr,Sm,Ti和Y,显示同源岩浆演化成因特征.微量元素构造环境判别显示其形成于岛弧构造环境.百花变质基性岩浆杂岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为(434.6±1.5)Ma(MSWD=1.3),证明西秦岭北带岛弧型岩浆岩的形成时代为晚奥陶世末或早志留世初,同时也揭示出以关子镇蛇绿岩为代表的古洋盆的俯冲作用及产生岛弧型岩浆活动的时限可能为中晚奥陶世-早志留世.     

大别山西期镁铁质—超镁铁质岩特征成成因讨论

根据近期1：5万区调和科研成果，认为大别山镁铁质－超镁铁质岩或两期：一期为前寒武纪变质镁铁质－超镁铁质岩，另一期为中生代未变质镁铁质一超镁铁质岩，前者由橄榄岩，橄辉石，辉橄岩，榴辉岩、角闪石岩、斜长角闪岩等组成，原岩是由基性－超基性侵入岩或火山岩经过构造应位的；后者由辉石岩，新闪岩，辉长岩，闪长岩组成，属于燕山期基性－超基性侵入岩，具有同源岩浆演化序列，通过对其岩石学、岩石化学、地球化学等详细地研究表明，大别山目前还不存在蛇绿岩套，北大别榴辉岩及燕山期基性－超基性侵入岩的确定，为认识大别造山带的构造演化提供了重要基础资料。     

河南信阳古消减杂岩

在秦岭构造带东段大别山北麓的河南信阳附近,作者发现了一个古消减带,其中消减杂岩由蛇绿岩:混杂岩及低温高压变质带的岩石组成。推断古板块会聚边缘的构造发育史可以划分为以下三个阶段: Ⅰ、晚元古代(约800—7000百万年前),东秦岭古洋壳向北朝华北古陆之下俯冲,产生了初始的桐柏岛弧及弧后的边缘海。 Ⅱ、元古代末(约700—600百万年前),俯冲带极性反向,边缘海洋壳向南朝桐柏岛弧之下消减,从而产生了信阳消减杂岩。 Ⅲ、早古生代初(约600—500百万年前),边缘海闭合,桐柏岛弧增生于华北古陆的南缘,东秦岭古洋壳沿岛弧之南的一个新贝尼奥夫带再次向北俯冲     

青藏高原羌塘中部中奥陶世变质堆晶辉长岩锆石SHRIMP年代学及Hf同位素特征

藏北羌塘桃形湖地区出露有一套变质基性岩,主要岩石类型有变质超基性岩、变质堆晶辉长岩、变质辉长岩(辉绿岩)、变质玄武岩和斜长花岗岩等,局部可见有残留的堆晶(层状)结构.变质堆晶辉长岩的锆石SHRIMP定年和Hf同位素研究表明其时代为(467±4)Ma,这是目前羌塘地区时代最老、最可靠的岩浆岩年龄.变质堆晶辉长岩锆石176Hf/177Hf比值介于0.282615～0.282657之间,εHf(t)加权平均值为5.02±0.28,反映其岩浆源区为亏损型地幔.变质基性岩地球化学特征与大洋中脊玄武岩类似,它很可能是古洋壳的残片.桃形湖变质基性岩代表羌塘中央隆起地区早古生代蛇绿岩残片.     

新疆吐-哈、三塘湖盆地二叠纪玄武岩形成古构造环境恢复及区域构造背景示踪

吐-哈盆地和三塘湖盆地是上叠在古生代造山带褶皱基底之上的晚古生代-中新生代叠合改造型陆内沉积盆地. 其中发育的玄武岩的全岩⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学研究揭示其形成时限在293~266 Ma, 为二叠纪. 玄武岩元素地球化学特征的对比分析表明, 三塘湖盆地玄武岩具有Nb, Ta强烈亏损, 高场强元素选择性富集的特点, 显示岩浆源区存在消减组分影响, 可能与古洋壳板片俯冲作用的影响有关, 具“滞后弧”火山岩的特征; 而吐-哈盆地Nb, Ta轻度亏损, Th/Ta较高, 应与陆内拉张带或者初始裂谷玄武岩相似. 据此并结合新疆北部区域的蛇绿岩和蛇绿混杂岩带形成时期及与造山期后伸展的区域岩浆活动研究综合分析, 推测吐-哈盆地、三塘湖盆地二叠纪的成盆构造背景可能与新疆北部地区晚古生代陆-陆碰撞造山之后发生的区域性伸展作用密切相关. 两盆地二叠纪玄武岩应属来自不同源区、但成盆动力学相似的造山期后伸展背景, 均应为陆内裂谷环境, 但三塘湖盆地火山岩源区明显受到过消减组分的交代, 显示先期应存在过板块俯冲消减作用.     

西藏洞错蛇绿岩的构造环境:岩石学、地球化学和年代学制约

洞错蛇绿岩出露于班公-怒江缝合带西段,可恢复的洋壳总厚度大于5 km,自下而上依次由地幔橄榄岩、堆晶杂岩、基性岩床(墙)杂岩和基性熔岩组成,呈构造岩片侵位于侏罗系(木嘎岗日群J2mg)地层中.洞错蛇绿岩的堆晶岩杂岩具有纯橄岩-橄长岩-橄榄辉长岩的岩石组合,反映其属DTG系列镁铁-超镁铁堆晶岩;基性熔岩富碱(Na2O+K2O),TiO2,P2O5,且具有LREE显著富集的右倾REE配分型式((La/Yb)N=6.94～16.6)和Th,Nb,Ta,Zr,Hf略具正异常的微量元素组成特征,属典型的洋岛玄武岩(OIB),与洋中脊玄武岩(MORB)和板块汇聚环境下的岛弧玄武岩(IAB)存在明显差异.基性熔岩所具有的87Sr/86Sr比值(0.704363～0.705007)高、143Nd/144Nd比值(0.512708～0.512887)低,以及εNd(t)值介于2.7～5.8等,反映其来源于亏损地幔(DM)与富集地幔(EM Ⅰ)二组分混合的地幔源区.综合分析表明洞错蛇绿岩形成于有大量富集地幔物质上侵的洋岛(OIB)环境,与"岛弧型"蛇绿岩和"洋中脊型"蛇绿岩存在明显差异.新获得的堆晶橄长岩中锆石SHRIMP U-Pb年龄为(132±3)Ma,玄武岩的全岩39Ar/40Ar年龄为(137.4±2.7)和(140.9±2.8)Ma,一致地反映洞错蛇绿岩形成于早白垩世,揭示班公-怒江缝合带西段在早白垩世尚处于洋盆形成和发展阶段.     

青海东昆南构造带苦海辉长岩和德尔尼闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及痕量元素地球化学——对"祁-柴-昆"晚新元古代-早奥陶世多岛洋南界的制约

东昆南构造带苦海-阿尼玛卿地区出露的中-基性岩浆岩的时代存在争议.报道了苦海辉长岩和德尔尼闪长岩中岩浆锆石的SHRIMPU-Pb年龄分别为(555±9)Ma和(493±6)Ma.地球化学研究表明苦海辉长岩和德尔尼闪长岩分别具有类似于洋岛玄武岩(OIB)和岛弧玄武岩(IAB)的痕量元素特征.据此,苦海辉长岩的发育时代(555±9)Ma及具有的OIB特征与北祁连的玉石沟洋壳成因蛇绿岩相似;德尔尼闪长岩的发育时代(493±6)Ma及具有的IAB特征与柴北缘的岛弧火山岩相似.苦海-阿尼玛卿地区存在晚新元古代—早奥陶世的中-基性岩浆岩,表明这一时期"祁-柴-昆"多岛洋的南界可达到东昆南构造带.早古生代时,东昆南构造带与秦岭造山带的勉略构造带不能对比.     

北秦岭早古生代二郎坪蛇绿岩片的组成和地球化学

原岩建造、变质和变形分析表明,二郎坪群(广义的或狭义的)系不同性质的岩片经构造拼集而成,不具有地层学意义,解体为大庙岩片、二郎坪蛇绿岩片和小寨岩片。重新厘定的二郎坪蛇绿岩片为特指原二郎坪群火神庙组火山-沉积岩系。该岩系由块状玄武岩、枕状玄武岩、席状岩墙或岩床构成,夹含放射虫硅质岩,形成于早古生代。二郎坪蛇绿岩片中玄武岩和辉绿岩(岩墙)在地球化学上与正常洋中脊玄武岩(N-MORB)类似。结合岩石组合和古生态分析,二郎坪蛇绿岩片代表古大洋岩石圈残片。侵入于二郎坪蛇绿岩片中的斜长花岗岩的形成时代(480Ma),可作为二郎坪蛇绿岩片构造侵位时代的上限。     

南阿尔金早古生代俯冲碰撞过程中的花岗质岩浆作用

南阿尔金俯冲碰撞杂岩带早古生代存在517,501~496,462~451和426~385 Ma四个期次的花岗质岩浆岩.第一期岩浆岩侵位于区内蛇绿岩型镁铁质岩石之中,后三期分别对应于该构造带高压-超高压岩石~500 Ma的峰期变质及其~450和~420 Ma的两期退变质时间.结合区域地质背景、镁铁-超镁铁质岩和高压-超高压变质作用研究成果综合分析,这四期岩浆岩分别是南阿尔金早古生代板块俯冲碰撞过程中,先期俯冲洋壳,之后陆壳深俯冲导致地壳加厚引发下地壳以及深俯冲板片断离导致中上地壳和造山后伸展减薄阶段部分熔融作用的产物.其中,洋壳型埃达克岩的形成时代(517 Ma)为南阿尔金洋壳俯冲作用时限提供了直接约束,陆壳深俯冲引发的高压-超高压峰期变质时代(~500 Ma)作用滞后这一事件约10 Myr,表明南阿尔金早古生代时期由洋壳俯冲转换为陆壳俯冲可能是一个连续的构造演化过程.这四期花岗质岩石与区内蛇绿岩型镁铁-超镁铁质岩石以及高压-超高压变质岩石的形成,共同记录了南阿尔金早古生代时期从大洋俯冲、之后的大陆深俯冲碰撞再到后来深俯冲陆壳折返抬升的完整构造演化过程.     

南秦岭勉略构造带黑沟峡变质火山岩的年代学和地球化学——古生代洋盆及其闭合时代的证据

南秦岭勉略构造带黑沟峡变质火山岩(绿泥钠长片岩)的主要元素组成表明,它是一套双峰式火山岩系,由低K富Na拉斑玄武岩及酸性英安岩、流纹岩组成.该玄武岩具有类似MORB的痕量元素特征,扁平的REE模型,但富Th和Pb已获得该变质岩系的Sm-Nd全岩等时线年龄为242±21Ma,Rb-Sr全岩等时线年龄为221±13Ma,它们在误差范围内一致,并指示该火山岩系的变质时代.变质时代的初始ε_(Nd)值(+6.1)指示该玄武岩源区为MORB型亏损地幔(ε_(Nd)值>+6.1).     

秦岭北界岩石圈组成及结构

位于北秦岭及华北块体交界处的明港地区发育有中基性火山角砾岩岩体群, 侵位时代为178.31± 3.77 Ma, 火山岩为亚碱性系列安山玄武岩, 火山角砾岩中含有丰富的下地壳和地幔的深源捕虏体, 是揭示秦岭造山带边界岩石圈组成和结构的理想地点. 对捕虏体岩套研究的结果表明, 其中的镁铁质麻粒岩、榴辉岩、变辉长岩在微量元素及Pb同位素特征等方面与南秦岭块体的相似, 代表了南秦岭俯冲至华北克拉通的下地壳下部的组成; 滑石化的橄榄岩为上覆的华北块体的地幔楔物质, 遭受了下覆南秦岭地壳释放的酸性熔/流体的交代. 该区的深部模型为晚古生代以后, 南秦岭岩石圈向北拆离俯冲, 它的上部垫置于北秦岭之下; 下部继续向北俯冲于华北块体之下. 中生代早期北秦岭向北仰冲, 华北块体呈鳄鱼状向南楔入到秦岭造山带.     

秦岭北界岩石圈组成及结构--河南明港地区深源捕虏体研究

位于北秦岭及华北块体交界处的明港地区发育有中基性火山角砾岩岩体群, 侵位时代为178.31±3.77 Ma, 火山岩为亚碱性系列安山玄武岩, 火山角砾岩中含有丰富的下地壳和地幔的深源捕虏体, 是揭示秦岭造山带边界岩石圈组成和结构的理想地点. 对捕虏体岩套研究的结果表明, 其中的镁铁质麻粒岩、榴辉岩、变辉长岩在微量元素及Pb同位素特征等方面与南秦岭块体的相似, 代表了南秦岭俯冲至华北克拉通的下地壳下部的组成; 滑石化的橄榄岩为上覆的华北块体的地幔楔物质, 遭受了下覆南秦岭地壳释放的酸性熔/流体的交代. 该区的深部模型为晚古生代以后, 南秦岭岩石圈向北拆离俯冲, 它的上部垫置于北秦岭之下; 下部继续向北俯冲于华北块体之下. 中生代早期北秦岭向北仰冲, 华北块体呈鳄鱼状向南楔入到秦岭造山带.     

碧口火山岩系地球化学特征及Sr-Nd-Pb同位素组成——晋宁期扬子北缘裂解的证据

碧口火山岩系的形成环境及构造属性是解决扬子板块前寒武纪构造格局与演化的关键问题之一.最新的研究发现,碧口火山岩系含有洋中脊玄武岩、洋岛碱性玄武岩、洋岛拉斑玄武岩等几种残余洋壳的组成单元以及与大洋俯冲有关的弧火山岩体系.总体上各岩石组成单元之间呈构造接触,表明碧口火山岩系为一蛇绿混杂岩带,结合已有研究资料,暗示新元古代晋宁造山运动晚期扬子陆块北缘曾经发育并存在过一个古洋盆.同时,其同位素地球化学显示Dupal异常,表明洋盆可能发育于南半球位置,并且火山岩地幔源区可能受俯冲板片相变脱水作用而具有EMⅠ和EMⅡ富集端员成分.综合现有岩石地球化学资料,新元古代晋宁期碧口蛇绿混杂岩系代表了当时扬子板块北缘一个局部裂解事件.