北山南部二叠纪海相玄武岩地球化学特征及其构造意义

基于北山南部晚古生代构造演化争议较大,本文对该区4条下—中二叠统代表剖面中的玄武岩进行了岩相学、元素地球化学、及全岩Sr- Nd同位素等研究;并对地层中的中酸性火山岩进行了锆石U- Pb定年。获得英安岩与安山岩的锆石U- Pb年龄分别为289. 5±2. 3Ma和267. 8±3. 1Ma,结合已发表年龄数据及古生物资料,明确了火山岩的喷发时代介于早二叠世亚丁斯克期—中二叠世沃德期。该套玄武岩产于海相地层中,主体为拉斑玄武岩系列;氧化物含量变化较大,TiO 2 含量中等(0. 9%~2. 53%);轻重稀土分馏不明显［(La/Yb) N=1. 6~6. 2］,且无显著Eu异常( δ Eu为0. 79~1. 19);不同程度亏损Nb、Ta、Ti、P等元素,富集La、Ce、Nd、Zr等元素;ε Nd ( t ) 值介于1. 4~10. 9,( 87 Sr/ 86 Sr) i 值为0. 703365~0. 707285。玄武岩源区为受俯冲物质改造的软流圈地幔,经不同程度熔融所形成;既与岛弧或陆缘弧所产生的火山岩有所差别,又不同于地幔柱或热点所产生的玄武岩,在各判别图解中,大多投入板内玄武岩(WPB)或洋脊玄武岩(MORB)。结合该区域其他地质资料,推测该套玄武岩的产生与北山南部加厚岩石圈的拆沉作用有关。     

吉林伊通-大屯地区晚中生代-新生代玄武岩的地球化学特征及其意义

吉林伊通-大屯地区有长达80Ma的火山喷发历史,为探讨该区深部地质演化提供了条件。从晚白垩长春大屯火山(92．5±0．5Ma)到伊舒地堑内第三纪伊通火山群(31Ma、9～15Ma),玄武岩碱性逐渐增强,Dy/Yb比值逐渐升高,根据地幔动态熔融模型计算获得的玄武岩最终形成深度由约50km变深至110km。根据岩石圈盖效应推测该区晚白垩纪以来岩石圈厚度逐渐增厚。伊通第三纪碱性玄武岩显示了均一的地球化学组成;类似洋岛玄武岩(OIB)的微量元素分配模式和Nb/U比值,以及低(~(87)Sr/~(86)Sr)_i、正ε_(Nd)(t)同位素特征暗示它主要来源于软流圈。与第三纪碱性玄武岩相比,晚白垩大屯拉斑玄武岩具有相对偏高的Ni、Cr和Sc,高Ba/Th、Rb/Nb、Ba/Nb比值,高(~(87)Sr/~(86)Sr)_i和低(~(143)Nd/~(144)Nd)_i。这些特征可能与软流圈熔体与古老富集地幔之间的相互反应有关。伊通-大屯玄武岩的演化特征反映了岩石圈在板内岩浆作用中所担当的不同角色:第三纪时,岩石圈并没有在物质上直接参与岩浆作用,但岩石圈对上涌软流圈起到了机械阻挡作用;而在晚白垩岩浆作用中,岩石圈的间接和直接作用都得到了体现。     

崂山地区玄武质岩石的地球化学特征

晚白垩世（95Ma)，白垩纪末（69Ma)和古新(6765Ma)玄武质岩石，呈脉状零星露头产于燕山期崂山岗岩体中，岩性分别为碱性玄武岩，碧岩和斑玄武岩，碱性玄武岩和碧玄岩以高度富集LILE和LREE为特征，（La/Yb)N=25.5-46.6，两者表现为程度不等的Nb,Ta,Zt,Ti等高场强元素亏损，与我国华北新生代碱性玄武岩相比，Ba,Rb,Th更为富集，Sr,Nd同位素比值（碧玄岩）为^87Sr/^86Sr=0.705517,^143Nd/^144Nd=0.512777.它们很可能均起源一刊中生代扬子板块玄武岩类似，微量元素总量及LILE和LREE含量均较低，（La/Yb)N=4.7-6.4，其典型的微量元素比值（如Zr/Nb,Rb/Nb,Nb,Ta等）与EM1型OIB类似，^87Sr/686Sr=0.706054-0.706146;^143Nd/^144Nd=0.572387-0.512392,它可能起于受上涌软流圈交代的大陆岩石圈（软流圈顶部的“metasome”）的部分熔融，是软流圈流体与大陆岩石圈相互作用的产物。上述不同类型玄武岩的顺序侵位，可能反映在晚白垩世一早第三纪期间，本区曾经历地壳拉张强度逐渐增大一地壳持续减薄－软流圈不断上涌的动力学过程。     

胶莱盆地晚白垩世玄武岩的年代学和地球化学特征及其对华北岩石圈减薄-增生的制约

已有研究认为华北岩石圈减薄的时空不均一是显著的,主要表现在软流圈来源的岩浆最早出现的时间呈现南北差异。本文通过40Ar-39Ar法获得胶莱盆地西官庄拉斑玄武岩的年龄为96±3Ma,属于青山群火山岩的一部分,早于王氏群大西庄碱性玄武岩(73Ma)。两套岩石均缺乏Nb、Ta负异常,分别具有与E-MORB和OIB类似的微量元素配分特征。西官庄拉斑玄武岩((87Sr/86Sr)t=0.7058,εNd(t)=0.37～0.57)和大西庄碱性玄武岩((87Sr/86Sr)t=0.7040,εNd(t)=5.5～5.7)的同位素组成特征均显示软流圈的印记。前者为软流圈熔体与古老富集岩石圈地幔相互反应的产物,而后者是软流圈部分熔融的产物。研究区岩浆的εNd(t)值随年龄的降低而逐渐增大,暗示古老岩石圈减薄过程中软流圈的上涌,说明研究区晚白垩世-早新生代岩石圈仍在经历减薄作用。类似的岩浆演化趋势在辽西和辽东地区也有发现,不过演化的时间分别为120～100Ma和80～60Ma,再次证明华北岩石圈减薄作用的时空不均一性。     

江绍断裂带晚中生代镁铁质火山岩成因及其深部过程意义

本文对沿江绍断裂带的江山和浦江两地区中生代镁铁质火山岩进行了Ar-Ar年代学、岩石学和元素-同位素地球化学研究。Ar-Ar年代学结果显示,江山玄武岩的形成年龄约为99Ma,为晚白垩世喷发产物;浦江玄武岩和玄武质安山岩的喷发时间为111～112Ma,属于早白垩世。两区中生代镁铁质火山岩都为中钾钙碱性系列,根据其地球化学指标可划分为三组:第1组为江山OIB型玄武岩,在微量元素组成上无Nb-Ta亏损和Pb负异常,高ε_(Nd)(t)和低(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值,总体上显示出类似洋岛玄武岩的元素-同位素组成特征;第2组为高钛磷玄武岩,Nb-Ta弱负异常和明显Pb正异常,中等ε_(Nd)(t)和(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值;第3组为低钛磷玄武岩,强烈Nb-Ta负异常和中等Pb正异常,低ε_(Nd)(t)(-6.0～-3.7)和高(~(87)Sr/~(86)Sr)_i为特征。三组镁铁质火山岩相互之间缺乏分异演化关系,也不是同一母岩浆经历地壳混染作用的结果。对比三组镁铁质火山岩的La/Nb、Ba/Nb、Zr/Ba比值和Sr-Nd同位素模拟结果,我们认为江绍断裂带晚中生代玄武岩为软流圈-岩石圈相互作用的产物,从早期(111～112Ma)到晚期(99Ma)镁铁质岩浆地幔源区软流圈组分的比例越来越多而岩石圈成份逐渐减少的趋势。考虑到该区晚中生代的盆岭构造格局与邻区郴州-临武断裂带同时期镁铁质岩浆的产出特点,华南地区在早白垩世晚期到晚白垩世期间发生了强烈的岩石圈伸展-减薄作用。     

北太行山安妥岭斑岩钼矿Pb同位素组成及地质意义

对安妥岭斑岩钼矿床矿石中辉钼矿和黄铁矿进行了Pb同位素分析。安妥岭黄铁矿样品投点位于下地壳铅演化趋势线附近,辉钼矿样品投点位于上地幔铅演化趋势线附近;在Pb同位素Δβ-Δγ图解中,安妥岭样品数据点位于地幔源区和造山作用源区。这些Pb同位素特征表明安妥岭斑岩钼矿的成矿物质来源于上地幔-下地壳。同时,安妥岭斑岩钼Pb同位素示踪揭示了成矿期的构造运动波及到上地幔-下地壳,与安妥岭岩石圈拆沉作用这一深部动力学过程相吻合,安妥岭斑岩钼矿受控于太行山板内造山过程,其形成与太平洋板块的俯冲作用无关。     

松辽盆地早白垩世火山岩地球化学特征及其构造意义

松辽盆地早白垩世发育基性岩类的橄榄玄武岩、玄武岩,中性岩类的玄武安山岩、安山岩、粗安岩,酸性岩类的粗面岩、粗面英安岩、英安岩和流纹岩。早白垩世火山岩都具有大离子亲石元素(LILE)、轻稀土元素(LREE)相对富集的特征,并具有较低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值和较高的(~(143)Nd/~(144)Nd)_i值。基性岩类Ce/Nb=1.92～8.31,Th/Nb=0.08～0.44,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7031～0.7047,ε_(Nd)(t)=+1.7～+5.2;中性岩类Ce/Nb=3.70～15.80,Th/Nb=0.34～2.58,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7040～0.7054,ε_(Nd)(t)=0～+3.0;酸性岩类Ce/Nb=4.29～15.80,Th/Nb=0.11～1.02,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7038～0.7066,ε_(Nd)(t)=+1.0～+3.3。基性岩类岩浆主要来自被富集了的亏损地幔源的部分熔融,受混染程度很小;中性岩类岩浆源于年轻地壳组分被来自亏损地幔岩浆的再次部分熔融;酸性岩类浆岩可能主要来自源于亏损地幔的初生地壳部分熔融,并受到了上地壳的混染。晚侏罗世-早白垩世,由于蒙古-鄂霍次克洋关闭引发强烈的挤压造山后,发生的岩石圈拆沉作用致使来自亏损地幔的岩浆熔融上涌导致岩石圈主动伸展拉张,地表则表现出大规模的裂谷断陷作用和大范围的火山活动。这个阶段的伸展拉张以主动拉张为主。     

松潘造山带马尔康强过铝质花岗岩的成因及其构造意义

松潘造山带广泛出露印支期后碰撞型花岗岩类, 其中包括埃达克质花岗岩类、A型花岗岩和I型花岗岩, 但目前人们对该区印支期强过铝质花岗岩尚未有深入的研究.松潘造山带马尔康花岗岩属于强过铝质花岗岩(A/CNK=1.10~1.20), 其岩石类型主要为中粒二云母花岗岩和中细粒二云母花岗岩.利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法, 获得中粒二云母花岗岩的岩浆结晶年龄为208±2Ma, 中细粒二云母花岗岩的岩浆结晶年龄为200±2Ma.马尔康强过铝质花岗岩K₂O/Na₂O=1.13~1.75, 富Rb、Th和U, 贫Sr、Ba、Co和Ni等元素; 稀土元素组成上显示存在强到中等的负Eu异常(Eu/Eu*=0.15~0.65);全岩初始87Sr/86Sr比值(ISr) 为0.70712~0.71137, εNd (t) =-10.36~-8.43, 锆石εHf (t) =-11.8~-1.1.地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成一致表明, 它们的岩浆来自于地壳物质的部分熔融, 其中中粒二云母花岗岩的源岩类型主要为地壳中的泥质岩类, 而中细粒二云母花岗岩的源岩主要为地壳中的杂砂岩类.结合松潘带的地质背景、区域构造-岩浆事件及其岩浆岩的组合分析, 印支期岩石圈拆沉作用可以用来解释马尔康强过铝质花岗岩的形成机制.在松潘带, 印支期岩石圈拆沉作用导致软流圈物质上涌, 这不仅促使了加厚下地壳物质发生部分熔融, 如松潘带印支期埃达克质和I型花岗岩浆的形成, 而且还诱发了中地壳物质的部分熔融, 如马尔康强过铝质花岗岩的形成.这表明松潘带印支期岩石圈拆沉作用已使地壳不同层次发生部分熔融作用.      

新疆西天山雾岭铁矿闪长岩地球化学及锆石U-Pb年代学

雾岭闪长岩呈单式岩株状侵入于石炭系大哈拉军山组火山碎屑岩中,在闪长岩内部和接触带发现了铁矿体。闪长岩锆石U-Pb年龄为(307.7±0.8)Ma,于晚石炭世侵位。岩石具有正的εNd(t)值(3.1~4.6)和相对低的初始87Sr/86Sr比值(0.7043~0.7046),Nd模式年龄为695~818 Ma,在87Sr/86Sr(t)-εNd(t)图解上位于地幔趋势线上,表明地幔是闪长岩的源区,但Th含量(1.61~3.24μg/g)和Th/Ta比值(6.1~7.9)较高,指示受到了陆壳混染作用的影响。因此认为,该岩浆可能是由玄武质岩浆与地壳物质相互作用而发生分离结晶作用后形成。通过综合分析认为,雾岭闪长岩虽然保留有岛弧岩浆作用的痕迹,但其实是板内环境的产物,是在西天山增生造山结束、伊犁微陆块与塔里木板块发生块体间旋转时侵位的,其成因可能与伊犁微陆块内造山带根部拆沉作用或局部形成的挤压-伸展的构造转变带有关。     

新疆东天山黄山岩体岩石地球化学特征与岩石成因

黄山岩体位于东天山北部的土墩-黄山-图拉尔根镁铁-超镁铁质岩带中段,受康古尔塔格-黄山韧性剪切带控制,主要由橄榄岩、橄榄二辉岩、辉石岩、辉长苏长岩、辉长岩以及辉长闪长岩组成.岩石化学组成属拉斑玄武岩系列,普遍富集大离子亲石元素(Rb,Ba,Sr),亏损高场强元素(Nb,Ta,Ti).岩体εNd(t)=+4.1～+9.2,除3件样品εSr(t)为+2.2,+12.5和+15.4,大部分εSr(t)=(-22.5～-4.5),Nd,Sr同位素组成基本属亏损型地幔特征;Pb同住素初始值(206Pb/204Pb)i=18.081～18.413,(207Pb/204Pb)i=15.441～15.513,(208Pb/204Pb)i=37.461 6～37.899,具有MORB亲和性.岩相学及岩石地球化学特征显示岩浆演化过程中主要发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石的分离结晶作用.岩浆演化晚期阶段发生了一定程度的同化混染作用,元素地球化学和Nd,Sr,Pb同位素体系证明,岩浆源区主体由软流圈地幔物质组成,同时也有一定量富集型岩石圈地幔组份加入.黄山岩体是岩石圈根部拆沉加热熔融和软流圈地幔上涌减压熔融的产物,这种地幔动力学机制应该对应于后碰撞伸展环境.