花岗岩成因类型划分与地球化学图解判别综述

花岗岩是出露最广的侵入岩,是研究地壳运动的主要岩石类型。花岗岩的成因类型主要有3种划分方法:S-I-M-A型、壳幔同熔型-陆壳改造型-幔源型、磁铁矿系列-钛铁矿系列。花岗岩浆活动的板块构造背景一般划分为:同碰撞花岗岩(S-COLG)、火山弧花岗岩(VAG)、洋中脊花岗岩(ORG)、板内花岗岩(WPG)。花岗岩的成因类型与板块构造环境可根据常量元素、稀土元素、微量元素进行图解判别,常用图解为R_1-R_2图解、稀土元素分配型式图、微量元素蛛网图、非活动性元素(Rb-Yb+Ta、Rb-Y+Yb、Ta-Yb、Nb-Y)系列图解。     

北山造山带风雷山地区二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造背景

风雷山二长花岗岩位于北山北部的红石山—百合山—蓬勃山与芨芨台子—小黄山两条蛇绿混杂岩带之间,构造位置特殊。二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄加权平均值为(320±1)Ma,代表了其成岩年龄。岩石具有富SiO2、Al2O3的特征,里特曼指数(σ)为1.58～2.74(3.3),碱度率(AR)为2.35～4.05,属于钙碱性花岗岩类,A/NCK=0.92～1.15,显示出偏铝质、过铝质岩浆的特征。稀土元素总量(ΣREE)较高,稀土配分模式呈轻稀土富集的右倾型[(La/Yb)N=4.60～8.83],轻稀土分异程度大于重稀土,所有样品均具有Eu负异常(δEu=0.56～0.88,平均为0.72);强烈富集强不相容元素Th、U和大离子亲石元素Rb、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P。曲线形态与上地壳的相似,表明岩浆作用过程有上地壳物质的参与。高的Th含量(8.58～21.62μg/g)及低的Nb/Ta值(8.75～15.72)指示岩浆源区主要为地壳。在Rb-(Nb+Y)及R1-R2等构造判别图解中样品大多数落入板块碰撞前火山弧花岗岩区,根据岩石共生组合特征,认为风雷山地区二长花岗岩为碰撞前陆缘弧岩浆作用的产物,与红石山—百合山—蓬勃山有限洋的洋壳俯冲作用有关。结合区域地质背景,推测红石山—百合山—蓬勃山有限大洋的闭合时间应晚于晚石炭世早期。     

黑色页岩风化过程中元素的活动性及参照系的选取初探--以湖南省麻田、桃花江剖面为例

系统考察了湖南省麻田和桃花江两个不同发育程度的下寒武统黑色页岩风化剖面,并提出了元素在理想剖面中的分布模式(概念模型);通过对比分析这两个剖面中元素的分布特征与理想分布模式的关系,并结合元素相关性研究、等质量图解的判别分析、微量元素的赋存状态及地球化学性质的探讨,认为在黑色页岩风化过程中,Ti为不活动元素,可作为参照系来计算其它元素的相对迁移性,Nb、Ta的活动性较小,Zr与Hf之间存在着共迁移现象;研究表明化学风化程度是影响元素活动性的重要因素.     

内蒙古阿拉善右旗杭嘎勒晚二叠世花岗闪长岩地球 化学特征和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

杭嘎勒地区晚二叠世花岗闪长岩主体与包体岩石轻重稀土分馏程度强烈,铕异常不明显,稀土配分曲线为向右倾,属轻稀土富集型。包体与主体岩石同时具有Sr、Nb、P、Ti的亏损,显示形成于增生在大陆边缘正常弧花岗岩的特征。AR—SiO2图解显示,主体与包体岩石虽同属钙碱性+拉斑玄武系列区,但却表现出不同的分布形式,反映二者应来自不同的岩浆源区。在Rb—Hf—Ta图解上,主体岩石样品全部落在弧系统岩石区,而包体岩石样品落在了弧系统岩石与板内岩石区分界处;在Nb—Y图解上,样品落在了火山弧—同碰撞花岗岩区;Rb—Y+Nb图解上,落在了火山弧花岗岩区;在R1—R2图解上,大部分样品集中在碰撞前花岗岩区。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明主体岩石年龄(257.9±3.1)Ma,包体岩石年龄为(257.7±3.2)Ma。杭嘎勒地区晚二叠世花岗闪长岩为碰撞前火山弧花岗岩,研究区在晚二叠世时属于活动大陆边缘的火山弧。     

吉林安图海沟岩体岩石地球化学特征及其成岩构造环境

海沟岩体是海沟金矿的赋矿岩体,由边缘相二长岩和中心相二长花岗岩组成,其岩石化学成分具有低硅,富铝,全碱含量较高等特点。海沟岩体富集高场强元素( HFSE) Th、U、Nb、Ta、Hf、 Zr,亏损大离子亲石元素( LILE) 。岩体稀土元素呈强分馏、无明显铕异常、轻稀土强烈富集模式。在构造环境判别图解上,样品均落入火山弧环境。综合分析认为海沟岩体与中太古宙色洛河群变质岩共同组成了一个小规模的变质核杂岩,结合海沟岩体锆石SHRIMP U --Pb 精确定年结果( 322 ～ 326 Ma) ,认为在海西早期中亚-蒙古洋尚未闭合、南北地体未发生碰撞前,大洋板块向南深俯冲于华北板块之后引起陆壳增生,部分融熔形成深熔含铀钾质花岗岩。海沟岩体可能为火山弧环境下形成敦化隆起这一陆壳增生过程的产物。     

上扬子南缘五峰组—龙马溪组页岩地球化学特征及其对风化、物源与构造背景的指示

为深入探讨上扬子地区南缘晚奥陶世—早志留世黑色页岩的物质来源、风化作用和源区构造背景,本文选取典型野外剖面,对五峰组—龙马溪组页岩主量、微量和稀土元素地球化学特征进行系统研究并探讨其地质意义。结果显示：上扬子南缘五峰组—龙马溪组黑色富有机质页岩具有与上地壳相似的贫高场强元素、富集大离子亲石元素特征,∑REE值（103.66×10-6~295.98×10-6,平均180.57×10-6）整体较高,稀土元素标准化配分模式与上地壳极为相似,呈现“V”型向右倾斜、轻稀土元素富集、重稀土元素平坦、轻重稀土分异明显、Eu负异常明显的特征;特征微量、稀土元素含量及比值,如：La、Ce、La/Yb、Sc/Cr,均表现出与被动大陆边缘特征值相接近;样品成分变异指数ICV值（0.55~14.1,平均2.28）和Zr/Sc—Th/Sc图解指示物源为构造带首次快速沉积产物,不具备沉积再循环特征;较低的CIA值（54.89~71.61,平均65.27）、A—CN—K图解和K2O/Al2O3—Ga/Rb图解表明物源受化学风化作用较小,沉积环境为寒冷、干燥环境;K2O、Rb、Al2O3/TiO2含量较高及Eu负异常指示其源岩以长英质火成岩及花岗岩类的偏酸性地质体为主;综合物源、构造背景判别图解,推断上扬子南缘五峰组—龙马溪组页岩主体形成于被动大陆边缘,物源主要来自于西侧康滇古陆新元古代早期地台盖层,黔中隆起次之,伴随扬子板块东南部中酸性火山物质涌入沉积。     

滇西北雪鸡坪铜矿区岩浆岩大地构造环境及成矿意义

雪鸡坪矿区岩浆岩包括火成岩及侵入岩两类,该区矿体主要产出于侵入岩(斑岩)体的中—东部,该岩体由石英闪长玢岩、石英二长斑岩和二长花岗斑岩等组成。矿区岩浆岩SiO2质量分数为56.61%~66.18%,A/NCK值小于1.1;里特曼指数大多小于4,在化学成分上为高钾钙碱性系列,在岩石成因分类上为I型花岗岩。矿区斑岩体主要富集Rb、Ba、La、Hf、Ta和亲铜元素Cu、Pb等元素,亏损Th、U、P、Ti,在双变量协变图解上投点均落入火山弧花岗岩(VAG);微量元素、S-Pb同位素、Sr同位素初始比值均表明雪鸡坪矿区斑岩体为壳幔混合来源。结合区域地质背景认为甘孜—理塘洋壳俯冲的造山作用机制是雪鸡坪矿区岩浆岩体演化的构造背景。     

硫、铅同位素及微量元素对西藏雄村铜金矿成矿物质来源的指示

雄村铜金矿位于冈底斯成矿带，矿体产于火山凝灰岩中，矿区的硫同位素组成非常均一，围岩和矿体的δ³⁴S相差不大，主要来源于上地幔。从铅同位素组成图解和Δβ-Δγ关系图上均能看出雄村铜金矿的铅来源于上地幔。微量元素显示成矿作用与俯冲造弧作用的岩浆源区存在着一定的联系。花岗岩体与火山岩中大离子不相容元素Rb、Th、U、Pb明显相对富集，高场强元素Ta、Ni及重稀土元素Yb都强烈的亏损，反映有来自俯冲板片的组分参与了岩浆作用过程。     

东昆仑马尼特地区片麻状花岗闪长岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其构造背景

为确定东昆仑马尼特地区片麻状花岗闪长岩的形成时代、源区性质和构造背景,对其进行了锆石U-Pb年代学、地球化学和锆石Hf同位素研究.本次测试的片麻状花岗闪长岩锆石LA-ICP-MS(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry) U-Pb加权平均年龄为495.6±1.1 Ma(MSWD=0.13),属于晚寒武世.马尼特片麻状花岗闪长岩SiO₂含量为61.47%~63.99%,Na₂O、K₂O和CaO含量分别为2.91%~3.64%、0.93%~2.31%和4.29%~6.52%,全碱ALK=3.92%~5.69%,铝饱和指数A/CNK=0.83~0.97,属准铝质钙碱性系列岩石.岩石具有富集大离子亲石元素(Rb、K)和不相容元素(Th、U),相对亏损Nb、Ta、Zr、Ti高场强元素的特征,Nb/Ta、La/Nb、Th/Nb、Th/La等比值显示出岩石具有壳源特征.岩石具有高的ε_Hf(t)值(12.2~15.0),Hf两阶段模式年龄在506~662 Ma范围内,其岩浆源区初始物质主要来源于新生地壳.岩石在微量元素Rb-(Y+Nb)构造判别图落入火山弧花岗岩区域,在R1-R2构造判别图落入板块碰撞前消减区花岗岩区域.结合岩石成岩年龄、地球化学特征以及区域构造演化,推测其应形成于原特提斯洋俯冲的构造环境,属于大洋洋壳向南俯冲的产物,即柴达木地块和万宝沟大洋玄武岩高原之间的洋壳同时向南、北发生双向俯冲消减.      

内蒙古阿拉善右旗杭嘎勒中二叠世石英闪长岩地球 化学特征和LA ICP MS锆石U Pb定年

杭嘎勒地区中二叠世石英闪长岩,轻重稀土分馏程度较强,无明显铕异常,稀土配分曲线为向右倾,属轻稀土富集型。中二叠世石英闪长岩显示了I型花岗岩的特点。中二叠世石英闪长岩表现出元素Th、Ta、Sr、Hf元素富集,而Nb、La、P元素亏损。AR-SiO2图解显示,主体与包体岩石虽同属钙碱性+拉斑玄武系列区,显示了同源岩浆演化的特点,在R1-R2图解上,大部分样品集中在碰撞前与碰撞后花岗岩区分界处,以碰撞前为主;在Nb-Y图解上,样品落在了火山弧-同碰撞花岗岩区;在Rb-Y+Nb图解上,样品落在了火山弧花岗岩区,反映石英闪长岩形成于板块边缘的岩浆弧环境。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明主体岩石年龄(266.4±3.7)Ma。杭嘎勒晚二叠世花岗闪长岩为碰撞前火山弧花岗岩,研究区在晚二叠世时属于活动大陆边缘的火山弧。     

松辽盆地东南隆起区青山口组一段泥页岩地球化学特征及地质意义

松辽盆地青山口组一段主要为暗色泥岩,并发育多层品质较好的油页岩。对盆地东南隆起区NGN1井泥岩系统取样测试,地球化学分析结果显示:w(Si O2)为44.88%~57.75%,w(K2O)一般比w(Na2O)高,w(Mg O+Fe2OT3)为4.5%~10.01%,表明泥岩中含有较多的含钾矿物和一定的铁镁质成分。样品微量元素PAAS标准化配分曲线显示样品中元素富集、亏损均呈现基本一致的趋势,表明泥岩沉积时期存在一种主要物源。稀土元素球粒陨石标准化后呈现出明显的右倾趋势和Eu的负异常,显示物源来自上地壳。泥岩CIA指数为48~62,Th/U值大都集中在1.48~4,表明泥岩源区经历了低等的风化作用;Th/Sc--Zr/Sc图解显示泥岩中的沉积碎屑没有经历沉积再循环,受原岩成分控制,表明地球化学数据可以进行物源类型和构造环境判断。根据原岩和构造背景判别图解,松辽盆地东南隆起区青一段泥岩物源主要为中—晚侏罗世中酸性喷发岩,并混有海西期和燕山期花岗岩;原岩的构造背景为大陆边缘造山运动形成的大陆岛弧。     

黔北地区下寒武统底部黑色页岩沉积环境条件与源区构造背景分析

为了深入探讨黔北地区下寒武统底部黑色页岩的沉积环境条件和源区构造背景,对黔北地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩进行系统采样,对其微量元素和稀土元素地球化学特征进行了系统分析。研究表明,微量元素中高的WV/(WNi+WV)和U/Th比值等反映该区黑色页岩形成于海域开阔的还原环境。区内黑色页岩样品中Mo、Sb、U、Cd、 V、Ba、Tl、Ni、W、 Cr、Cs、Cu、Zn、Bi等元素的高富集以及正Eu异常和较低的Co/Zn比值均反映了黔北下寒武统底部黑色页岩受到深部热液活动的影响。根据主、微量和稀土元素组合及比值特征可以看出黔北地区下寒武统底部黑色页岩的源岩具有花岗岩、沉积岩和玄武岩等多成因性质。源区构造背景以被动大陆边缘为主,由于受深部热液活动的影响,也显示大陆岛弧构造背景的特征。     

扬子克拉通后太古宙碎屑沉积岩地球化学及其构造意义

系统分析了扬子克拉通从中元古代到白垩纪不同时代8个碎屑沉积岩的主量元素和微量元素成分.这8个样品的REE分配模式与全球典型细粒碎屑沉积岩PAAS、NASC、ES及全球平均大陆上地壳一致.志留纪—泥盆纪样品以高w (La) /w (Co)、w (La) /w (Sc)、w (Th) /w (Co)、w (Th) /w (Sc) 比值为特征, 物源上表现出北秦岭的特征, 表明扬子克拉通曾与华北克拉通南缘的北秦岭在志留纪—泥盆纪对接.      

渔塘坝硒矿床多元素富集与沉积环境

对采自湖北西部渔塘坝二叠系独立硒矿区的硅质岩和页岩样品进行了元素测试（微量元素、总铁、总有机碳、总硫）,分析了该区域的多元素富集及沉积环境。该区域V、Cu、As、Cd、Tl、Se、Mo、V、 Sb、 U、Ag、 Cr、Ni相对富集, Ba、Hf、Ta、W、Pb、Th相对贫化或亏损。全硫—全铁（TS—TFe）的关系表明页岩及部分硅质岩的S/Fe比值均大于1.15,说明有过量的硫存在,可能为有机硫或为其他亲硫元素沉淀提供条件。TOC—TS—TFe三角图及V/(V + Ni)表明该区域的岩石形成于缺氧或静海相环境。U/Th、Zr—Cr、P—Y等微量元素地球化学参数表明该区域有热水沉积的存在。通过对微量元素可能的来源研究分析,该区域的微量元素可能存在多种来源:热水来源、海水沉积、峨眉山玄武岩。     

苏北东台坳陷古新统阜宁组三段微量、稀土元素地球化学特征及其地质意义

沉积岩的微量、稀土元素对沉积环境的水介质变化有着较高的敏感度,对于研究古环境、沉积物源性质和构造背景方面具有重要的意义。前人对于东台坳陷元素地球化学方面的研究相对薄弱,利用元素地球化学资料解释古环境和源区性质方面的研究尚属空白。本文以苏北东台坳陷古新统阜宁组三段20件泥岩样品为研究对象,对其进行微量、稀土元素测定,并分析其地球化学特征及所揭示的地质意义。结果表明:(1)Sr含量、Sr/Cu、Rb/Sr、La_n/Yb_n比值指示干热气候;Li、Sr、Ni、Ga微量元素含量和Sr/Ba比值均指示淡水—半咸水的水体环境,整体以淡水环境为主,偶有咸水注入盆地,局部为半咸水环境;而V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、U/Th、δCe指示氧化—弱还原的水体环境。(2)Co/Th—La/Sc、La/Th—Hf判别图解和稀土元素配分模式,表明阜宁组三段沉积岩应来自于上地壳的长英质物质。(3)La—Th—Sc、Th—Co—Zr/10和Th—Sc—Zr/10构造背景判别图解反映了大陆岛弧与活动大陆边缘的构造背景,且与Bhatia不同构造背景杂砂岩的微量、稀土元素特征值的对比分析结果一致。     

西藏南部岗巴—定日地区花岗岩地球化学特征及其构造环境

通过对出露于西藏南部岗巴—定日地区花岗岩体的地球化学研究表明,岩石中SiO2,Al2O3,Na2O和FeO,MgO等的含量均高,贫CaO和Fe2O3;w(SiO2)介于71.40%～73.06%,A/CNK在1.17～1.34之间,为铝和硅过饱和类型的强过铝质花岗岩。岩石的稀土元素总量(ΣREE)为56.80×10-6～89.12×10-6,(La/Yb)N=6.30～18.26,(La/Sm)N=2.62～3.40,ΣLREE/ΣHREE=2.41～4.66;稀土元素配分曲线呈右倾型,具有弱的负铕异常。Nb,Ti等高场强元素具有明显的亏损,而Rb,U,La,Nd,Hf,Eu,Y等大离子亲石元素具有明显的正异常。岩石的87Sr/86Sr初始比值较高,87Sr/86Sr为(0.738 71～0.751 12)。综合研究认为,本区花岗岩的成因为陆壳部分熔融作用形成的,属陆壳改造型强过铝质花岗岩。本区花岗岩岩浆源区岩石成分主要为砂屑岩,其次为泥质岩,是上地壳部分熔融作用的结果。岩石的微量元素标准化曲线图、岩石地R1-R2图解、Rb-(Yb+Ta)和Rb-(Nb+Yb)图解均显示本区岩体形成于同碰撞构造环境的花岗岩,具有同碰撞岩浆活动的特征,是喜马拉雅早期印度板块与冈底斯板块的俯冲碰撞导致的地壳增厚,上地壳部分熔融的产物;为形成于同碰撞构造环境的花岗岩。     

新疆西准噶尔阿克图约克花岗闪长岩地球化学特征、锆石LA-ICP-MS年龄及地质意义

阿克图约克花岗闪长岩富黑云母,具较高SiO_2(61.53%~67.01%),低里特曼指数(1.8~2.25),富钠贫钾,A/CNK小于1,稀土元素总量中等(∑REE=64.64×10~(-6)~76.12×10~(-6)),弱Eu亏损,富集大离子亲石元素(Th,K,Ba,LREE),亏损HREE和高场强元素(Ti,Ta,Nb,P),Nb/Ta小于1等特征。该岩体为钙碱性系列准铝质花岗闪长岩,并具I型花岗岩特征。岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(329.7±1.9)Ma,早于苏云河含矿岩体,为早石炭世洋壳俯冲背景下的火山弧花岗岩,暗示洋壳闭合时限晚于(329.7±1.9)Ma。     

南堡凹陷新近系馆陶组砂岩地球化学、构造背景和物源探讨

对南堡凹陷馆陶组(粉)砂岩的主量、微量及稀土元素的地球化学特征研究表明：多数主量元素含量中等,SiO₂、Al₂O₃等主元素含量及其相关比值反映大多数砂岩属于岩屑砂岩和长石砂岩,个别为杂砂岩;镁铁族元素(Co,Cr,Ni,Sc,V)和大离子亲石元素(Rb,Cs,Ba,Sr)含量类似于上地壳。砂岩十分相似的REE分布模式显示了相似的物源和构造背景。SiO₂-K₂O/Na₂O图解、主元素双变量判别图解及Th-Sc-Zr/10和Th-Co-Zr/10等构造背景判别图解均表明,馆陶组物源区属于活动大陆边缘构造背景。根据主元素物源判别方程图、La/Sc-Co/Th和Th-Hf-Co图投影及(Gd/Yb)_N值,表明馆陶组物源主要来自由长英质岩石组成的后太古宙上陆壳。通过与燕山地区不同时代(期)中酸性火山岩和花岗岩REE的对比,表明母岩主要来自燕山褶皱带地区于燕山期发育的中酸性火山岩和/或花岗岩体。     

沾化凹陷新近系沉积岩地球化学特征及其物源指示意义

采用ICP-MS详细研究了沾化凹陷新近系馆陶组(Ng)和明化镇组(Nm)沉积岩的微量元素地球化学特征.结果显示:样品稀土元素(REE)质量分数相对较高,w(ΣREE)介于106.4×10-6～390.9×10-6间,馆陶组和明化镇组的平均值分别为198.83×10-6,203.18×10-6,高于大陆上地壳(UCC)和后太古宙页岩(PAAS)的平均值;稀土元素配分曲线显示LREE富集、HREE平坦和中等负Eu异常[δ(Eu)介于0.66～0.83,平均值为0.75]的典型后太古宙沉积岩特征.样品过渡族元素Cr、Co、Ni质量分数较低,与UCC相近,稍低于PAAS;高场强元素Zr、Hf、Nb、Ta、Th质量分数则相对比它们在UCC和PAAS中的质量分数高.泥岩样品的REE、Nb、Ta、Th质量分数明显高于粉砂岩和细砂岩,表明黏土矿物的吸附作用对这些元素的富集有重要的控制作用;但稀土元素的配分模式和特征参数,以及不活动元素之间的比值[如w(La)/w(Co),w(Co)/w(Th),w(Cr)/w(Th),w(Zr)/w(Hf)]并不受粒度效应的影响.微量元素地球化学特征指示沾化凹陷新近系馆陶组和明化镇组沉积岩的源岩以中酸性的长英质岩石为主,可能主要来自盆地东部的胶东隆起区,而南部鲁西隆起区广泛出露的太古宇岩石对盆地供应的碎屑量较小;物源供应的变化表明馆陶组上段沉积时期,东营水系和车沾水系开始衰退,而垦青水系仍较发育.     

青海鄂拉山香加吾岗地区晚三叠世鄂拉山组火山岩地球化学特征及构造环境

鄂拉山香加吾岗地区晚三叠世鄂拉山组火山岩相可划分为喷发相、喷溢相、溢流相、次火山岩相及火山颈相,以富Si、Na,高K,贫Ti为特征。在SiO2～Na2O+K2O图解中全部样品均落在亚碱性系列区,在AFM图解中所有样品均落在钙碱性系列区,为中-高钾过铝质钙碱性系列;微量元素以高Be、W、Au、Zr、Hf、Te、Cs、Th,低Sr、Cr、Mn、Nb、Rb、Ta、Co、Ni、Cu为特征;稀土元素分析表明铕具有明显的负异常,轻稀土呈富集型。经Logσ-Logτ图解分析后,结合地质背景认为区内晚三叠世火山岩形成于左行斜冲的陆—陆后碰撞环境,为后碰撞加厚陆壳下部物质发生重熔后的产物,形成于大陆边缘环境。