东天山平台山复式岩体岩石成因及其对晚古生代洋脊俯冲的启示

为深入了解东天山晚古生代时期的构造演化,对东天山卡拉塔格地区平台山岩体开展了系统的野外调查,并进行了锆石U-Pb年代学和地球化学研究.平台山岩体是由辉长岩、辉绿岩、角闪辉长岩和石英闪长岩组成的复式岩体.其中辉长岩和石英闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为284.7±2.8 Ma和270.0±3.4 Ma.辉长岩、辉绿岩和角闪辉长岩的SiO₂为44.17%~50.14%,Fe₂O₃T为7.63%~12.75%,MgO介于2.79%~16.80%,全碱含量低且变化大（K₂O+Na₂O=1.79%~6.36%）,Mg#值变化大（41~73）,富集Rb、Ba、Sr、U和Pb,亏损Nb、Ta、Zr、Hf和Ti等高场强元素,与岛弧岩浆岩特征一致.石英闪长岩具有髙硅（SiO₂=61.15%~64.62%）、富碱（K₂O+Na₂O=8.50%~9.34%）,富集Rb、Ba和Zr、Hf、Y,具有Eu、Sr和Ti负异常,并有高的（Ga/Al）×104比值（3.55~3.68）和Y/Nb比值（14.31~16.28）,与A₂型花岗岩特征相似.辉长岩、辉绿岩和角闪辉长岩属于阿拉斯加型岩体,母岩浆来源于亏损地幔与被流体交代岩石圈地幔的混合物,石英闪长岩母岩浆来源于亏损地幔与下地壳熔体的混合物.结合区域资料,本文认为早二叠世康古尔洋尚未闭合,平台山复式岩体是康古尔洋洋脊斜向俯冲的产物.      

东天山早中生代侵入体地球化学特征及其构造意义

东天山百灵山西辉长岩、似斑状花岗岩近年来才被发现,为了解其成因及相关大地构造背景,对其进行地质学、地球化学、锆石U-Pb定年及Sr-Nd同位素分析.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,百灵山西辉长岩、似斑状花岗岩分别形成于236 Ma和228 Ma.辉长岩具有较低的SiO₂（43.50%~46.03%）含量,较高的CaO（11.40%~13.24%）、Fe₂O₃T（9.62%~11.84%）和MgO（6.02%~10.58%;Mg#=53~69）含量以及Ce/Pb、Ti/Zr、Ti/Y及Ba/Th比值,且富集LREE、LILE,表明其形成于受板片脱水流体交代地幔楔的部分熔融.似斑状花岗岩表现出I型花岗岩的特征,且具有较高的SiO₂（71.14%~72.71%）,强富集LREE[（La/Yb）_N=12.61~28.45]和LILE（例如Rb,K和Pb）,表明其形成于下地壳的部分熔融.而较高的Mg#（39~41）值、Ti/Y（154.40~306.18）比值,显示其源区有地幔物质的加入.结合前人研究成果,可知东天山地区在240 Ma以后已经进入陆内演化阶段,百灵山西辉长岩及似斑状花岗岩均形成于陆内环境.      

扬子西缘祥云响水花岗岩体的成因:锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素制约

滇西至滇中一带新元古代镁铁质岩类、花岗岩类等岩浆岩有广泛分布，前人利用不同岩石组合指示这些岩浆岩形成于不同的地质构造背景.通过对祥云一带调查研究，新确定了南华纪花岗岩体，花岗岩体中含有大量的超镁铁质岩（橄榄辉长岩）、闪长岩类包体，包体与花岗岩不规则边界呈成分渐变，混合形成为花岗闪长岩、石英闪长岩、英云闪长岩类岩石.对花岗岩和铁镁质包体进行锆石U-Pb LA-ICP-MS同位素测年，获得了相近的206Pb/238U平均年龄:761.9±4.1 Ma、761.7±4.2 Ma、761.3±3.7 Ma和757.5±5.9 Ma.花岗岩主量元素显示具有高碱（alk）、中等Mg#（38~57，平均值为50）、低TiO₂、P和亏损Ta、Nb、Sr特点，展现了富集轻稀土元素（LREEs）、亏损重稀土元素（HREEs）和选择性富集大离子亲石元素（LILEs）等特点，并且其ε_Nd（t）为负值（-2.73~-4.90），表明花岗岩浆的物质应为早期古老地壳部分熔融的产物；橄榄辉长岩包体地球化学特征为:低K₂O，低稀土总量，LREEs和LILEs略富集或不富集，具明显P负异常，Nb-Ta和Zr-Hf无亏损，具有非常高的Mg#（71~83）等特点，这些特征都指示这些橄榄辉长岩来源于幔源，应为地幔边缘岩浆熔融的产物.花岗闪长岩、闪长岩具有略富集LREE和LILE、亏损HREE，其Mg#（45~71）较高，P亏损、负ε_Nd（t）值等特征，Ta、Nb、Ti、Sr、P略亏损或不亏损，组分介于花岗岩和橄榄辉长岩之间，显示了幔源和古老地壳部分熔融混合特点.这些岩石都展示陆源弧岩浆岩的构造背景，大洋板块向扬子板块俯冲导致幔源物质重熔的结果.      

秦岭岩群（杂岩）中侵入体的年代学、地球化学特征及其对古生代构造运动的启示

秦岭岩群（杂岩）是北秦岭构造带主要的构造岩石单元之一,对研究华北板块和扬子板块之间的构造演化具有重要意义。本文对秦岭岩群杂岩中的4个侵入体（包括片麻状变辉长岩、糜棱岩化花岗岩、片麻状石英闪长岩和片麻状花岗岩）进行了地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素分析,以探讨北秦岭在古生代的岩浆作用。结果表明4个样品富集LREE,亏损HREE;片麻状变辉长岩的锆石年龄集中在481Ma~471Ma,糜棱岩化花岗岩锆石年龄具有486Ma的强峰,代表早古生代岩浆热事件;片麻状石英闪长岩和片麻状花岗岩的锆石年龄分别在417Ma~384Ma之间和400Ma~388Ma之间,代表秦岭岩群（杂岩）在晚古生代早期经历的岩浆活动事件。片麻状变辉长岩的εHf(t)值在-5.64~-3.32之间,代表其原岩来自古老地壳;片麻状石英闪长岩和片麻状花岗岩的εHf(t)值均为正值,分别在7.62~11.84和7.50~10.70之间变化,表明其原岩来自亏损地幔。     

内蒙古北山造山带北部早二叠世末期高镁辉长岩地球化学特征及构造意义

在北山造山带北部百合山蛇绿混杂岩带南清河沟-红柳峡地区新识别出一套辉长岩.通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,全岩主微量及Sr-Nd同位素工作,显示辉长岩侵位于278.2±1.3 Ma,具有高镁（Mg#=55~66）、低钾拉斑-钙碱性的地球化学特征,富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素.辉长岩ε_Nd（t）介于5.64~6.77,具有较高的Sm/Yb比值,暗示岩浆起源于亏损地幔的部分熔融.较高的Mg#及Cr、Ni含量及Zr、Hf负异常,表明母岩浆经历了有限的分离结晶与地壳混染.结合区域地质资料,认为北山造山带北部增生造山作用结束时限为早-中二叠世,北山造山带古亚洲洋最终闭合可能在中二叠世之后.      

内蒙古哈珠地区晚古生代花岗岩类成因及其构造意义

系统研究了北山造山带北部哈珠地区花岗岩类的年代学、地球化学和锆石Hf同位素特征,并据此探讨了岩体的成因及其对晚古生代构造岩浆演化的制约.锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb测年结果显示花岗闪长岩（298.6±1.7 Ma）和二长花岗岩（306.0±1.3 Ma）、碱长花岗岩（289.3±1.3 Ma）分别为晚石炭世晚期、早二叠世岩浆活动的产物.花岗闪长岩、二长花岗岩化学组成上表现为中钾钙碱性、Mg#值较低,分异程度中等（D.I.=79.2~86.9）,属准铝质、镁质岩石;碱长花岗岩则表现高硅、富碱、准铝,贫钙、镁、铁,分异程度高（D.I.=94.4~96.5）.三者均富集Rb、Ba、Th、U、La、Ce等,不同程度亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti、Sr、Eu.花岗闪长岩、碱长花岗岩样品的ε_Hf（t）均为正值,T_DMC主要集中于450~800 Ma.本文和最近获得的数据表明,俯冲板块脱水交代新生下地壳,并诱发新生地壳的部分熔融,形成晚石炭世花岗岩类;早二叠世由于后碰撞伸展作用导致岩石圈拉伸减薄,促使新生地壳部分熔融,再经高程度的分异演化形成本文碱长花岗岩.      

华北板块北缘中段花岗闪长岩-苏长辉长岩的锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其形成机制

华北板块北缘中段土牧尔台地区发育大量的酸性侵入岩,仅局部出露一些苏长辉长岩岩体.前人对该基性岩岩体的研究较少,且缺少其与周围同时代酸性侵入岩演化关系的讨论.基于年代学和地球化学方法,锆石U-Pb测年结果显示,花岗闪长岩年龄为275.3±2.6 Ma,苏长辉长岩为270.1±4.2 Ma,两者均为早二叠世产出.苏长辉长岩贫硅（SiO₂=46.2%~49.8%）和高场强元素（Nb、Ti、Zr等）,富Mg#（59.16~67.58）和大离子亲石元素（Cs、Ba、Sr等）,具有较低的稀土总量和较平缓的配分曲线,及Eu正异常（δEu=1.02~2.41）,显示幔源侵入岩的特点;花岗闪长岩SiO₂含量在65.6%~67.0%之间,K₂O含量为3.71%~4.15%,为准铝质系列（A/CNK=0.94~0.98）,属于高钾钙碱性I型花岗岩.样品富集轻稀土、大离子亲石元素（Cs、Rb、K等）,亏损重稀土元素、高场强元素（Nb、Ti、Th等）,存在Eu负异常（δEu=0.61~0.69）,具有大陆弧火山岩的特征,同时岩石中存在镁铁质包体,表明其岩浆来源是壳幔混源的.两者的时空关系及地球化学特征显示,基性岩浆来自于受俯冲流体交代的亏损岩石圈地幔,底侵加热地壳产生花岗质岩浆并与之发生混合作用.结合区域研究背景,表明花岗闪长岩-苏长辉长岩岩体形成于俯冲的构造背景下,且在早二叠世,古亚洲洋仍未闭合.      

滇西勐养花岗岩体暗色包体的地球化学特征及成因

勐养侵入岩体主要由黑云母二长花岗岩(128 Ma)、花岗闪长岩(113 Ma)和辉长质(123 Ma)、闪长质包体(120Ma)组成。暗色包体主要分布在花岗闪长岩中,包体岩性主要为辉长岩包体和闪长岩包体。包体具有岩浆结构,部分包体具有塑性流变特征,有些包体具有淬冷边和反向脉,包体中可见针状磷灰石,表现出岩浆混合的岩相学特征。岩石地球化学特征研究表明,寄主岩石与暗色包体同为准铝质-过铝质、钙碱性-高钾钙碱性系列岩石。寄主岩石与暗色包体的的稀土配分曲线模式和微量元素原始地幔标准化蛛网图形态基本一致,为岩浆混合作用的结果。所有样品均富集大离子亲石元素(如Rb、Th、U和Nd)、亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ce和Zr)。勐养早白垩世侵入岩形成于岩浆弧环境。暗色包体具有低的Si O2含量(Si O2为48.02%和59.8%)和高的Mg#值(Mg#=48.1~68.5),表明暗色包体的原生岩浆应是板块俯冲带流体交代地幔橄榄岩的部分熔融的产物,并受后期岩浆混合作用的改造。暗色包体锆石的εHf(t)为3.6~6.2,Nb/Ta值为12.1~15.4,显示岩浆源区具有亏损地幔特征。黑云二长花岗岩的Mg#=33.5,Nb/Ta值为10.9,表明岩浆主要来源于古老的地壳物质的部分熔融。花岗闪长岩锆石的Mg#=44,Nb/Ta值为12.5,岩浆主要来源于地幔和地壳,为黑云二长花岗岩与幔源岩浆混合作用的产物。腾冲地块早白垩世勐养侵入岩体及其暗色包体的的成因,是左贡—保山板块洋壳向南西俯冲在波密—腾冲地块之下,使区域地壳不断加厚并导致区域重力均衡隆升,深部地壳物质在加热后抬升减压过程中发生部分熔融,形成大量的花岗岩浆。由于俯冲洋壳板块在俯冲、碰撞过程中诱导的幔源岩浆与重熔物质发生岩浆混合作用,形成花岗闪长岩和暗色包体。     

内蒙古北山地区哈日阿玛岛弧花岗岩地球化学、年代学特征及其地质意义

哈日阿玛岛弧花岗岩出露于北山造山带公婆泉岛弧带内,与奥陶纪-志留纪公婆泉组弧火山岩伴生,包含闪长岩、石英闪长岩、斜长花岗岩、英云闪长岩等.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明闪长岩、英云闪长岩分别就位于430.9±4.7 Ma和452.5±3.2 Ma,为晚奥陶世-早志留世.岩石地球化学分析结果显示,这些花岗岩属钙碱性、准铝质-弱过铝质I型花岗岩.岩石样品Mg#值界于44.58~51.85,Rb/Sr比值0.025~0.282,Nb/Ta比值0.068~14.01,Zr/Hf比值13.05~34.00.稀土元素总量（包含Y元素）为59.87×10^-6~118.56×10^-6,球粒陨石标准化稀土配分曲线均呈现明显的右倾型,轻稀土富集,（La/Yb）_N为3.11~23.86,Eu异常不明显.在微量元素原始地幔标准化图中,富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K以及中等不相容元素Ce、La、Hf,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,具岛弧花岗岩特征,显示来自地壳的岩浆与来自深部的亏损地幔岩浆混溶.结合其他地质、地球化学证据,认为哈日阿玛花岗岩形成于岛弧环境,为红柳河-牛圈子-洗肠井古洋盆向北俯冲的结果,并最晚在晚奥陶世晚期已经开始俯冲,该洋盆闭合时限应晚于早志留世.     

祁漫塔格阿确墩地区花岗岩岩石成因:来自锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素的制约

祁漫塔格阿确墩地区花岗岩的形成背景对东昆仑加里东期碰撞-伸展过程具有重要制约意义.阿确墩地区泥盆纪侵入岩主要由花岗闪长岩和英云闪长岩组成,锆石U-Pb定年结果显示,花岗闪长岩和英云闪长岩形成年龄分别为385±5 Ma和393±5 Ma,为中泥盆世岩浆活动的产物.花岗闪长岩的SiO₂含量为63.56%~66.57%,Mg#为0.31~0.35,K₂O/Na₂O比值为0.49~0.66,铝饱和指数A/CNK值为0.95~1.02,富集Rb、Ba和LREE,亏损Nb-Ta、Sr、P和Ti等元素,具有明显Eu负异常（δEu=0.38~0.98）.相对于花岗闪长岩,英云闪长岩具有较高的SiO₂含量（67.93%~70.76%）,K₂O/Na₂O值近于1（0.70~1.04）,Mg#为0.22~0.33,铝饱和指数A/CNK值介于0.99~1.02,在稀土和微量元素标准化图解上,富集LREE和LILEs（Rb、Ba）,亏损HFSEs（Nb-Ta、P和Ti）元素,但表现出更为明显的LREE/HREE分异、弱的铕负异常或无异常（δEu=0.80~1.06）,并具有较为宽泛的锆石Hf同位素组成（ε_Hf（t）=+1.91~+15.63,T_DM2（Hf）=0.53~1.28 Ga）.区域地质研究表明,祁漫塔格地区在中泥盆世期间处于后碰撞伸展环境,阿确墩地区花岗质岩石为俯冲板片折返机制下,诱发的幔源基性岩浆同化混染古老地壳物质部分熔融形成,花岗闪长岩和英云闪长岩熔融压力条件随时间变化表明,中泥盆世期间区域仍然处于地壳厚度持续减薄的过程.      

扬子克拉通北缘新元古代A型花岗岩的发现及大地构造意义

对大磊山片麻状花岗岩的研究可以为新元古代罗迪尼亚超大陆在扬子克拉通北缘裂解提供约束.在详细野外地质调查和岩相学工作基础上,对该片麻状花岗岩进行了系统的锆石U-Pb定年、全岩地球化学和锆石原位Lu-Hf同位素分析,研究发现,这些片麻状花岗岩富硅(SiO₂=73.18%~77.40%)、碱(Na₂O+K₂O=8.07%~8.70%)、贫铝(Al₂O₃=12.11%~13.92%)和镁(MgO=0.10%~0.34%),富集LILE、Ga、Rb、Th,Zr和Hf元素具明显正异常,Nb、Sr、P、Ti等元素具明显负异常,表现出后造山A型花岗岩(A₂型)的特征.这些花岗岩中,锆石均具典型的震荡环带,Th/U比值均大于0.5,为岩浆成因;两个样品的LA-ICP-MS(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry)锆石的谐和分别是:801.3±3.0 Ma(MSWD=0.62,n=21) 和796.1±6.3 Ma(MSWD=1.70,n=15),其中一个样品继承锆石谐和年龄为845.0±12.0 Ma(MSWD=1.30,n=6),表示他们是新元古代岩浆结晶产物.锆石ε_Hf(t)值变化于-7.5~+8.0,正ε_Hf(t)值对应的亏损地幔单阶段模式年龄(t_DM1)为1 242~1 059 Ma,负ε_Hf(t)值对应的地壳两阶段模式年龄(t_DM2)为1 636~1 981 Ma,显示该地区存在的最古老物质是古元古代(老至1 981 Ma).这些数据结果表明形成大磊山A型花岗岩的初始物质主要为元古代古老地壳物质,暗示该岩浆源自于壳幔混合作用,幔源端元可能源自于伸展拉张背景下地幔岩浆上涌.结合区域研究成果认为,该A型花岗岩的形成与罗迪尼亚超大陆聚合后-裂解中的陆缘弧后拉张环境所引起的深部古元古代地壳拉张垮塌有关.      

东昆仑祁漫塔格阿确墩地区侵入岩U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

祁漫塔格地区岩浆岩的成岩时代和形成环境的确定能对东昆仑造山带加里东期构造演化时限加以约束.对祁漫塔格西北部阿确墩地区石英闪长岩和二长花岗岩进行了年代学和岩石地球化学研究,结果显示,石英闪长岩属准铝质-弱过铝质钙碱性系列岩石;轻重稀土分馏明显,具中等-轻微铕负异常（δEu=0.79~0.90）;相对富集Rb、K、Hf、Zr、Tb、Nd等元素,不同程度地亏损Ba、P、Ti、Nd、Ta、Y;具有I型花岗岩类特征.二长花岗岩属弱过铝质钙碱性系列岩石;轻重稀土分异程度极大,具明显铕负异常（δEu=0.42~0.45）;富集大离子亲石元素（如Rb、K、La、Ce、Nd、Tb等）,亏损高场强元素（P、Ti、Nd、Ta）和Ba、Sr、U等元素;为高分异I型花岗岩.Nd/Th、Nb/Ta、Mg#值等指标显示石英闪长岩为壳源特征且受到幔源岩浆的影响,推测是幔源岩浆底侵地壳物质发生部分熔融形成的;二长花岗岩则是壳源的,可能与幔源岩浆底侵诱发的上地壳物质部分熔融有关,且经历了强烈的结晶分离作用.石英闪长岩和二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为448.8±3.9 Ma和405.2±3.6 Ma,代表其形成时代.石英闪长岩总体显示出与俯冲消减作用有关的岛弧岩浆岩地球化学特征;二长花岗岩在构造环境图解中显示为碰撞背景,但微量元素与同碰撞花岗岩典型特征不符,综合分析认为形成于后碰撞构造背景下.结合区域构造演化,推测东昆仑祁漫塔格地区在晚奥陶世持续处于俯冲消减环境中,早泥盆世之前进入后碰撞造山阶段.      

大别山早白垩世基性脉岩SHRIMP锆石U-Pb定年、地球化学特征及成因

研究大别山早白垩世大规模伸展开始时间及地幔属性.采用SHRIMP锆石U-Pb定年法, 测得北淮阳金寨银沙畈辉长脉岩年龄为125.8±2.7 Ma, 西大别大悟东新乡闪斜煌斑脉岩年龄为129.6±2.5 Ma; 大别山不同区块早白垩世基性脉岩的地球化学特征类似: SiO₂介于46.13%~54.42%, Mg#在42~72之间, 大多属碱性系列; LREE富集, HREE亏损, 大离子亲石元素(LILE)富集, 高场强元素(HFSE)Nb、Zr、Ti亏损; I_Sr在0.705 5~0.709 4之间, 低ε_Nd(t)(-12.04~-18.84)值, Nd模式年龄(T_DM)为1.60~2.62 Ga.大别山早白垩世的地壳伸展、大规模岩浆活动开始于130 Ma, 属于整个中国东部晚中生代岩石圈伸展减薄事件的一部分.基性脉岩来源于富集岩石圈地幔, 主要为扬子俯冲陆壳同华北岩石圈地幔混合产物, 有部分软流圈地幔物质的加入.      

陕西西乡县龙王塘地区新元古代岩体和 脉岩锆石U-Pb年代学及源区性质

陕西西乡县广泛出露的晋宁期岩浆岩是研究和理解扬子克拉通基底地质演化的一个窗口。通过对西乡县龙王塘地区的辉长岩体、花岗岩脉和钠长斑岩脉进行锆石U-Pb定年和原位Lu-Hf同位素分析,确定了岩浆侵位时代,揭示了岩浆源区特征。年代学研究结果表明,辉长岩体和花岗岩脉的侵位时间分别为（863.6±4.4）Ma和（863.6±3.8）Ma,是新元古代岩浆作用的产物。在两条钠长斑岩脉中识别出（905.2±8.2）Ma、（807.0±8.9）Ma和（762.5±4.2）Ma三组锆石年龄,第一组为继承锆石的年龄,后两组年龄分别代表两条岩脉的侵位时代。综上可知,龙王塘地区存在~864 Ma、~807 Ma和~763 Ma三期岩浆作用,以及早期（~905 Ma）构造热事件,岩浆作用具有长期性和多阶段性特征。Lu-Hf同位素分析结果表明,辉长岩体和脉岩的ε_Hf（t）平均值介于+7.1~+10.0之间。对已有地质资料进行综合分析发现,汉南地区的绝大多数新元古代岩体的ε_Hf（t）为正值,具有随时间偏离亏损地幔线,接近球粒陨石线的基本演化趋势。上述锆石U-Pb年龄和原位Lu-Hf同位素结果表明,龙王塘地区出露的新元古代岩浆岩起源于亏损地幔或新生地壳的部分熔融,形成于活动型大陆边缘环境。      

桂东南古罗和王姜冲钾玄质辉长岩的成因:地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素特征制约

古罗和王姜冲岩体产于扬子地块与华夏地块拼合带的西南段,对剖析华南区域构造演化过程具有重要的地质意义。古罗和王姜冲岩体主要由辉长岩及少量的闪长岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,古罗和王姜冲辉长岩的侵位结晶时限分别为(163±1) Ma和(158±1) Ma,属于燕山期岩浆活动的产物。岩石无Nb、Ta负异常,具有板内钾玄岩系列特征,锆石的ε_Hf(t)值主要集中在0.7~8.3之间,其二阶段Hf模式年龄($T_{DM_{2}}$)为672~1 168 Ma,暗示其源区主要为新元古代—中元古代岩石圈地幔。综合地球化学、锆石Hf同位素组成特征及区域地质资料,认为古罗和王姜冲岩体是在板内伸展-减薄环境主要由亏损的软流圈地幔和富集的岩石圈地幔岩浆混合形成,且在上升过程中受到壳源组分混染。