内蒙古北山地区阿民乌素公婆泉组变质火山岩年代学、地球化学特征及地质意义

内蒙古北山地区阿民乌素一带公婆泉组变质火山岩主要由钠长阳起岩、斜长阳起岩和斜长阳起片岩组成。三者主量元素显示相对高钠w(Na_2O)=0.32%~2.46%,低钾w(K_2O)=0.08%~0.38%、钛w(TiO_2)=0.93%~1.03%,略富镁w(MgO)=9.61%~12.04%、钙w(CaO)=9.96%~12.53%特征。w(SiO_2)为45.48%~48.76%,A-C-FM和((al+fm)-(c+alk))-Si原岩判别图解显示其原岩为基性火山岩。Zr/Ti-Nb/Y和FeO~t/MgO-w(SiO_2)图解显示亚碱性玄武岩,拉斑玄武岩系列特征。ΣREE(31.83~40.13×10~(-6))明显高于球粒陨石值,无铕异常,稀土配分模式为平坦型;球粒陨石标准化蛛网图显示大离子亲石元素Rb, Ba, K相对富集,而高场强元素Nb, Ta, P,Zr, Ti亏损明显,显示与俯冲带有关火山岩特征。钠长阳起岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄475±2 Ma,时代为早奥陶世。资料研究表明,红柳河—牛圈子—白云山—洗肠井古亚洲洋自早奥陶世起持续向北俯冲,在公婆泉—东七一山一线形成时代跨度大的岩浆弧(O-S)。阿民乌素变质火山岩是该岩浆弧重要组成部分,是北山造山带早古生代洋陆转换的地质记录,对北山地区大地构造演化研究具有重要意义。     

内蒙古北山地区标山一带早志留世花岗岩地球化学特征及构造意义

通过内蒙古标山一带区域地质矿产调查,查明该区早志留世侵入岩由早到晚依次为花岗闪长岩、二长花岗岩和正长花岗岩。该期侵入体为钙碱性岩系,准铝质岩石,SiO_2、K_2O具正相关变化特征。三者球粒陨石标准化稀土配分曲线均具Eu负异常(δEu值分别为0.60～1.06,0.44～0.81,0.12～0.39)。原始地幔标准化蛛网图显示中等不相容元素La、Ce、Sm、Hf、Zr及强不相容元素Rb、Th、U相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Ti相对亏损。在花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄值分别为(444±12)Ma、(441.2±1.8)Ma、(441.1±3.3)Ma,代表该期侵入体就位时代为早志留世。综合前人及本次项目研究成果可见,标山一带早志留世侵入岩就位于岛弧的构造环境。区域上早志留世古亚洲洋壳沿红柳河—月牙山—洗肠井一线向北强烈俯冲,导致本区早志留世深成岩侵位,形成石头井-化石山早古生代岩浆弧。     

内蒙北山大交通瑞铜矿床地质与含矿岩石地球化学特征

内蒙北山大交通瑞铜矿位于北山中央古陆断隆带红柳河-牛圈子-洗肠井缝合带北侧,含矿岩石主要为石英闪长岩和斜长花岗斑岩,矿化类型为斑岩-矽卡岩型铜矿化,目前已发现矿体十几条,主要矿石矿物为黄铜矿、辉钼矿和磁铁矿。地球化学数据显示,大交通瑞铜矿床的含矿岩石具类似埃达克岩的地球化学特征,如Al_2O_3、Sr含量与Sr/Y、La/Yb比值高,低Y、Yb,极弱负Eu异常-正Eu异常及正Sr异常,结合区域构造演化,认为大交通瑞铜矿形成于红柳河-牛圈子-洗肠井洋盆向北俯冲消减的动力学背景。     

北山北带北亚带西缘奥陶纪火山岩地球化学特征

分布于甘肃北山北亚带的奥陶纪火山岩是一套由浅变质的富碱玄武安山岩、粗面英安岩以及少量钾玄岩岩石组合。岩石稀土总量偏低,属轻稀土富集型,稀土分布模式为右倾曲线;微量元素的球粒陨石标准化配分模式显示岩石富集K、Rb、Th等元素,而亏损Nb、Ti,表明火山岩形成与板块俯冲作用有关。综合分析火山岩的岩石学、岩石地球化学特征,并结合区域构造背景,认为该套火山岩产于活动大陆边缘岛弧带环境,为俯冲造山带的构造背景。     

内蒙古北山造山带白云山地区上泥盆统墩墩山组火山岩的厘定及其构造意义

北山造山带中部发育北西西向展布的洗肠井-白云山-牛圈子-红柳河蛇绿混杂岩带,白云山地区上泥盆统墩墩山组呈近东西向分布于蛇绿岩带两侧,该地层的岩石组合为底砾岩、岩屑砂岩、安山岩、英安岩、英安质角砾熔岩及英安质凝灰岩。锆石U-Pb年代学特征表明,英安质角砾熔岩及英安质凝灰岩的206Pb/238U加权平均年龄分别为368. 1±1. 8Ma、363. 5±2. 5Ma。白云山地区墩墩山组岩石组合及时代与牛圈子地区墩墩山群十分相似,具有可对比性。墩墩山组火山岩微量元素蛛网图中Nb-Ta负异常及Th/Yb-Nb/Yb构造判别图解显示了大陆边缘弧的地球化学特征,结合区域蛇绿岩及晚泥盆世岩浆岩的时空展布,我们认为,北山造山带中部晚泥盆世陆缘弧的岩石组合主要为花岗闪长岩(英安岩)和二长花岗岩(流纹岩),其形成可能与柳园洋的向北俯冲有关。墩墩山组酸性火山岩正的ε_(Hf)(t)值(+1. 4～+16. 4)反映其源区具有幔源物质的贡献;Sr/Y-Y图解、MgO-SiO_2图解及变化的Mg~#(17. 6～62. 5)进一步指示俯冲洋壳+地幔楔及弧增生物(变质玄武岩为主)为墩墩山组火山岩的主要源区,即洋壳及弧增生物的部分熔融是北山造山带中部晚泥盆世陆壳增生的方式之一。     

北山石板井地区英云闪长岩-石英闪长岩体锆石U-Pb年龄、成因及对古洋盆俯冲作用时限的制约

北山造山带中部石板井地区出露早古生代英云闪长岩-石英闪长岩体。用LA-ICP-MS技术测得该岩体石英闪长岩中锆石的206Pb/238U年龄为464.4±2.1Ma。岩石地球化学分析结果显示,岩石属钙碱性至高钾钙碱性、准铝质I型花岗岩。通过岩石成因分析,英云闪长岩-石英闪长岩体为来自地壳的岩浆与来自深部的亏损地幔岩浆,在高压(1.5GPa)、低温(719~792℃)条件下,经不均匀混合作用形成,同时有俯冲流体的加入,残留相为石榴子石+金红石(无角闪石)。岩石富集Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,显示出典型岛弧型花岗岩的地球化学特征。微量元素构造环境判别图进一步证明,岩体形成于岛弧环境。与南侧的红柳河-牛圈子-洗肠井古生代洋盆构成"沟-弧"体系,表明红柳河-牛圈子-洗肠井古洋盆在中奥陶世晚期已经向北俯冲,该洋盆闭合时限应晚于中奥陶世。     

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.     

北山地区早古生代洋盆俯冲记录——来自石板井高镁闪长岩的年代学、地球化学证据

北山造山带中部石板井地区发育高镁闪长岩体。LA-ICP-MS锆石U-Pb分析获得该类岩石的年龄为456±2Ma,表明其形成于晚奥陶世。地球化学数据显示:岩石属钠质钙碱性系列,SiO_2含量为51.94%~55.30%,具有较高的MgO(4.12%~6.19%,平均5.17%)、Mg#值(0.45~0.69,平均0.53)、Cr(35.82×10~(-6)~985.50×10~(-6),平均284.84×10~(-6))、Ni(20.93×10~(-6)~148.59×10~(-6),平均70.23×10~(-6))含量,稀土元素配分曲线均呈平缓右倾,轻稀土元素略相对富集,富集大离子亲石元素(LILE)(如Rb、Ba、Th、U、K),亏损高场强元素(HFSE)(如Ta、Nb、P、Ti)。这些特征类似于日本西南新生代Setouchi火山岩带赞岐岩。通过岩石成因分析,认为该岩体很可能由俯冲洋壳和沉积物部分熔融产生的含水流体与地幔橄榄岩相互作用形成,进而揭示其形成于岛弧环境。这表明红柳河-牛圈子-洗肠井古洋盆在晚奥陶世仍在向北俯冲,哈萨克斯坦板块和塔里木板块最终的拼合时间可能在奥陶纪之后。     

内蒙古横峦山组类高镁安山岩年代学及地球化学特征

横峦山组火山岩主要分布在红柳河—牛圈子—洗肠井缝合线南部红山头一带。通过锆石同位素测年及岩石地球化学分析等方法对横栾山组火山岩进行研究,结果显示: 该组火山岩富集LREE,亏损HREE,无明显的负铕异常,稀土配分形式与日本Setouchi火山岩带中典型高镁安山岩类似。此外,该火山岩具较高的MgO含量(2.85%~4.13%)和较低的FeO^T/MgO比值( FeO^T/MgO=0.75~1.2<1.5),Al₂O₃含量介于5.59%~17.15%,CaO含量小于10% (5.97%~8.30%)。其岩石地球化学具有类高镁安山岩的特征,因此认为横峦山组火山岩形成于北山洋早期洋壳俯冲环境。横峦山组火山岩的锆石U-Pb测年结果为(453.5±2.7) Ma,代表着北山地区在晚奥陶世早期北山洋已经开始发生俯冲。     

甘肃北山牛圈子蛇绿岩铷—锶同位素年龄及其大地构造意义

甘肃北山地区早古生代蛇绿岩受阿尔金北东向左行走滑断裂影响,被分割成白云山-洗肠井蛇绿岩段、通畅口-牛圈子蛇绿岩段、白玉山-红柳河蛇绿岩段.牛圈子蛇绿岩属洋壳型蛇绿岩,蛇绿岩各单元岩石发育齐全,与东部洗肠井洋壳型蛇绿岩和西部红柳河洋壳型蛇绿岩相似,牛圈子蛇绿熔岩Rb-Sr同位素年龄为463±18Ma,与洗肠井蛇绿熔岩夹层中放射虫时代一致,为中奥陶世-晚奥陶世早期,红柳河蛇绿岩尚无可靠时代依据.通过构造恢复,上述3条蛇绿岩段在早古生代为统一的早古生代蛇绿岩带,这条早古生代蛇绿岩带属早古生代塔里木板块和哈萨克斯坦板块间的缝合带.     

大兴安岭火山岩带中北部中侏罗世中酸性火山岩的厘定及其地质意义

通过对大兴安岭火山岩带中北部地区北岸林场一带中酸性火山岩进行地球化学、锆石U-Pb年代学特征研究,探讨其形成的年代及构造背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年表明,中酸性火山岩形成时代为(166±1) Ma,属于中侏罗世,岩性为粗面英安岩和粗安岩。在主量元素组成上,SiO_2含量为59.58%～68.34%,(Na_2O+K_2O)为7.78%～8.84%,K_2O/Na_2O值为0.73～0.82,MgO含量为0.75%～2.67%,Mg~#值为25.5～44.4,显示岩石相对富硅、富钠、低钾、碱含量偏高、镁含量偏低的特征。TAS分类图及铝饱和指数A/CNK(0.91～0.97)显示岩石具有准铝质偏碱性的特征。稀土元素总量中等,轻、重稀土分馏明显(La/Yb)_N=6.56～11.79,具有弱的Eu负异常(δEu=0.60～0.81);微量元素相对富集大离子亲石元素Rb、Th、U,贫高场强元素Nb、Ta、Hf、Ti。地质、地球化学分析表明中酸性火山岩为地壳物质部分熔融的产物。岩浆活动可能起源于早侏罗世蒙古—鄂霍茨克洋闭合过程中造山晚期构造环境,但在中侏罗世张性构造环境喷发成岩,提供了俯冲造山环境形成的岩浆在地壳中可能跨时、跨构造环境活动的范例。     

甘肃北山碱泉子火山岩地球化学特征及地质意义

甘肃北山碱泉子地区志留系公婆泉群岩石组合为石英杂砂岩、含砾粗砂岩夹薄层灰岩、凝灰质砂岩、粉砂岩、砂质板岩和少量火山岩,粉砂岩中局部具鲍马层序。火山岩岩石化学分析数据显示,其主量、微量元素特征与岛弧火山岩地球化学特征有明显差异,说明其不是岛弧环境的产物。前人认为结晶灰岩中产出的珊瑚化石是Altaja,将时代定为志留纪。此次工作重新采集鉴定为Dohophyllum reticulatum Fomitchev(网状顿河珊瑚),?Paracarruthersellasp.(?拟卡鲁特珊瑚)并鉴定出有孔虫,时代应为晚石炭世。因此,结合化石时代和火山岩的地球化学特征,认为整个北山地区,红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带以南没有岛弧火山岩的出露,预示着该地区古生代构造演化过程中不存在有向南俯冲的火山岩证据,这对完善北山古生代构造演化格架具有重要的指示意义。     

北山造山带白云山地区蛇绿混杂岩结构、组成特征与形成时代

红柳河-洗肠井蛇绿混杂岩带位于内蒙古北山造山带中部,呈北西西向展布,向东延伸至白云山-洗肠井蛇绿混杂岩带,向西延伸至牛圈子-红柳园蛇绿混杂岩带。在白云山地区,蛇绿混杂岩由不同类型的岩块与基质组成,基质具有分带性,南侧以砂板岩基质为主,北侧以蛇纹岩基质及绿泥钠长片岩基质为主,反映了俯冲增生杂岩的特征。其中基性熔岩大面积发育,岩性以绿泥钠长片岩及变质玄武岩为主,TAS及AFM图解显示基性熔岩具有拉斑玄武岩的特征,微量元素蛛网图中具有弱Nb-Ta负异常及弱Sr正异常,稀土元素配分曲线显示了轻重稀土基本未分馏的曲线型式,微量元素系列判别图解显示了类似于MORB-like玄武岩的地球化学特征。由此可见,白云山地区基性熔岩为MORB-like玄武岩,反映了蛇绿混杂岩形成于弧前的构造背景。此外,本次工作获得侵入基性熔岩中的斜长花岗岩锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为519.8±2.1Ma,ε_Hf（t）-t图解显示了斜长花岗岩为地幔分异的产物。微量元素蛛网图中Nb-Ta亏损、右倾的稀土配分曲线及Th/Yb-Nb/Yb图解反映了斜长花岗岩具有岛弧岩浆岩的特征。对比研究区晚寒武世岛弧钙碱性辉长岩,我们认为白云山地区早寒武世发育MORB-like玄武岩,中-晚寒武世为岛弧钙碱性辉长岩及斜长花岗岩,反映了初始俯冲-正常俯冲的岩浆作用。     

甘肃北山大山头基性杂岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

大山头岩体是北山地区黑山铜镍硫化物成矿带中一个较大的基性杂岩体,其地球化学特征、成岩时代、岩浆源区性质和成岩背景等问题是研究岩浆铜镍硫化物矿床成岩、成矿过程必须解决的基础科学问题。笔者首次获得大山头杂岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄为(359.3±5.7)Ma,确定了黑山成矿带超镁铁岩带的成岩期为泥盆纪末。地球化学特征显示大山头杂岩体的原生岩浆可能为高Mg玄武岩浆,其岩浆源区为富集岩石圈地幔,并且受到强烈的洋壳俯冲流体交代和地壳物质的同化混染。构造背景研究显示红柳河-牛圈子-洗肠井早古生代古缝合带的俯冲作用可能持续到泥盆纪末。大约在359.3±5.7Ma大山头—黑山一带洋壳俯冲作用依然影响着大陆边缘初始裂谷近内的岩浆活动。     

内蒙古北山地区三个井辉长岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄及地球化学特征

内蒙古北山地区位于中亚造山带南缘中段,岩浆活动强烈。为了厘清北山地区的构造演化,对北山地区三个井辉长岩开展了年代学和地球化学研究。结果表明:其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(404.9±1.6) Ma,形成年代为早泥盆世;岩石地球化学特征显示,岩石Al_2O_3含量高,为18.99%～21.12%(大于17%),岩石属高铝玄武岩类,轻、重稀土分馏明显,(La/Yb)_N为7.16～9.07,大离子亲石元素Rb、Ba、K和Sr明显富集,而高场强元素Ta、Nb和元素P亏损明显。上述特征表明三个井辉长岩的形成与俯冲带相关,结合区域地质特征,该辉长岩是沿红石山一带的主洋盆向南俯冲形成的早期岩浆弧的产物。     

贺根山缝合带阿萨格图钾玄质火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义

内蒙古西乌珠穆沁旗阿萨格图火山岩出露于贺根山缝合带迪彦庙蛇绿混杂岩南侧,岩石类型为粗安岩、粗面岩和粗面英安岩。粗安岩锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年获得火山岩形成年龄为132.1±0.7 Ma。岩石地球化学显示火山岩属于钾玄岩系列,岩石高Na_2O+K_2O(7.61%～10.35%)、高K_2O(3.94%～6.04%)、高Al_2O_3(16.32%～17.99%)、低TiO_2(0.45%～0.95%),富集Rb、Ba、U等大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素(HFSE)。稀土元素含量为109.62×10~(-6)～174.68×10~(-6),稀土元素配分曲线为右倾式分布。岩石学和岩石地球化学特征表明,阿萨格图地区白垩纪火山岩与洋壳俯冲作用有关,形成于俯冲板片断离—后造山伸展构造背景。古亚洲洋俯冲洋壳析出流体交代上覆地幔形成贺根山缝合带富集地幔,随后的俯冲板片断离—后造山伸展作用触发富集地幔部分熔融产生该钾玄质岩浆。结合贺根山缝合带的壳幔电性结构和晚古生代蛇绿岩—岛弧岩浆岩、中生代后造山A型花岗岩的时空分布与演化,初步建立了该区钾玄质火山岩的板片断离—后造山伸展地球动力学模式。     

北秦岭西段奥陶纪红花铺岩体岩石地球化学特征及地质意义

红花铺岩体位于北秦岭造山带西段,侵位于奥陶纪草滩沟群之中,岩石类型主要为中细粒奥长花岗岩.岩石地球化学分析结果表明该岩体属弱过铝质钙碱性岩石系列,为I型花岗岩;轻重稀土元素分馏不明显,轻稀土元素略为富集,稀土元素球粒陨石标准化配分型式为右倾型,Eu异常不明显;主量、微量及稀土元素等相关的构造环境判别结果均显示其具典型的火山弧花岗岩特征,结合区域上与一套岛弧型火山岩(草滩沟群)共生的特点,分析红花铺岩体形成于俯冲带的岛弧环境.红花铺岩体已获得(450.5±1.8)Ma的单颗粒锆石U-Pb侵位年龄,属晚奥陶世,揭示北秦岭西段加里东期存在板块俯冲作用.     

内蒙古标山一带石英闪长岩地质特征及构造意义

研究区位于甘新蒙交汇的北山地区,地质构造较复杂。前人对该区侵入岩时代、成因及形成环境等研究较少,大地构造格局和归属一直存在诸多不同认识。通过对标山一带石英闪长岩的研究,可为北山地区大地构造单元划分提供基础资料。该期石英闪长岩呈断续环带状分布于加里东晚期侵入岩外围,侵入体呈不规则带状NWW向展布,规模较大,呈岩基状产出。该岩体为高钾钙碱性岩系,准铝质岩石。轻重稀土之比LREE/HREE=6.34～17.42,轻重稀土分异程度较高。标准化蛛网图中,高场强元素Nb,Ta,P,Ti亏损较明显,具典型岛弧岩浆岩地球化学特征。利用LA-ICP-MS测定石英闪长岩锆石U-Pb年龄为(453±12)Ma。结合前人研究成果认为,标山一带石英闪长岩就位于岛弧构造环境,为红柳河-洗肠井俯冲带自南向北俯冲产物。     

东天山阿奇山组火山岩锆石U-Pb年龄地球化学特征及意义

对东天山觉罗塔格构造带阿奇山组火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得谐和年龄为(331.8±3.4)Ma(MSWD=1.2),形成于早石炭世。岩石地球化学特征显示,阿奇山火山岩主体为钙碱性系列岩石,稀土元素分布图呈右倾模式,(La/Yb)N值为(2.64~3.70)、Eu负异常(δEu=0.78~0.95)。在微量元素蛛网图上,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素(Ta,Nb,Ti),具较高Ta/Yb、Th/Ta比值,表明其为陆壳基底的岛弧环境。通过横向对比,认为阿奇山组火山岩与雅满苏组火山岩具同源岩浆演化特征,形成于活动大陆边缘陆缘弧环境。     

西秦岭天水阴崖沟早古生代草滩沟群火山岩地球化学特征及其地质意义

天水阴崖沟草滩沟群中发育有变质火山岩,其岩石类型主要为变玄武岩、变安山岩、变英安岩和变流纹岩;研究区变火山岩主体属于拉斑系列,其原始岩浆来源于富集地幔;变火山岩的微量元素特征表现为富集大离子亲石元素Cs、Ba、Th和U,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti和Y;微量元素构造环境判别显示其形成于俯冲消减带之上的岛弧环境;结合已有年代学资料,显示天水—武山洋在晚奥陶世已经存在并开始俯冲,形成阴崖沟草滩沟群岛弧火山岩;同时从岩石组成、形成时代及地球化学特征来看,阴崖沟草滩沟群火山岩与东秦岭丹凤岩群火山岩相似,这为确定天水一武山构造带是早古生代商丹古缝合带的西延部分提供了证据。