湖南阳明山岩体的La-ICP-MS锆石U-Pb定年及成因研究

湖南阳明山岩体主要由二云母二长花岗岩和电气石白云母花岗岩构成,两类花岗岩的锆石La-ICP-MS定年结果分别为218.0±10.0Ma和218.9±3.4Ma,属印支晚期花岗岩。该岩体具有富SiO2(74.33%~76.03%)、Al2O3(13.34%~14.47%)和P2O5(0.21%~0.34%),高A/CNK(=1.15~1.32)的特征,为强过铝花岗岩。微量元素中富集Rb、Th、U、Pb、Ta、Ce、Sm、Y,明显亏损Ba、Sr、Nb、Ti、Eu,稀土总量低(ΣREE=17.49~90.43μg/g),轻稀土富集(LREE/HREE=6.43~15.64,LaN/YbN=5.26~10.94),中稀土轻度富集(GdN/YbN=1.76~2.26),具显著的负Eu异常(δEu=0.07~0.23)。岩体具高86Sr/87Sri(0.773980~0.742118)和低εNd(t)(-11.3~-12.1)的同位素特征,Nd模式年龄(1931~1992Ma)及残留锆石年龄(581~2492Ma),都指示阳明山花岗岩为典型的壳源型花岗岩,是在地壳伸展—减薄的构造背景下,古元古代变泥质岩减压熔融的产物。此外,获得多组继承/捕虏锆石年龄值(581~2492Ma),为本区存在早前寒武纪变质结晶基底及华南陆壳具多阶段生长演化特征提供了佐证。     

太平洋板块俯冲与中国东部中生代地质事件

中国东部有着十分独特的演化历史.例如华北曾经是一个有着30多亿年历史的古陆块,古生代金伯利岩的存在表明华北克拉通在古生代岩石圈厚度仍然达到200 km,但是到了中生代以后岩石圈厚度降低至约80 km(Xu,2001),并伴随着一系列的构造运动和岩浆活动.长期以来,中国东部一直是大家关注的焦点之一,取得了大量成果,与此同时有关中国东部构造演化的模型也层出不穷,归纳起来主要有:拆沉模型、热侵蚀模型和岩石圈置换模型(Xu,2001;Wu等,2002;Gao等,2004).太平洋板块俯冲对中国东部的影响也受到广泛关注(Xu等,1987;Zhou和Li,2000;Zhou等,2006).     

西藏那曲中酸性火山岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学特征及岩石成因

西藏拉萨地块北部广泛分布着中生代岩浆岩,然其岩浆源区和岩石成因仍存在多种争议。本文对那曲地区中酸性火山岩进行了全岩地球化学、LA-ICPMS锆石U-Pb年龄和Hf同位素的研究。结果显示:1)那曲地区粗面安山岩的时代为111.9±1.2Ma,英安岩为109.2±3.5Ma,二者在误差范围内一致,均为早白垩世;2)火山岩Si O2为51.88%~74.62%,具有低MgO含量(0.37%~3.65%),并且样品大多显示较低的Mg#(16~40)值。岩石为过铝质特征,在原始地幔标准化蛛网图上显示Th-U正异常,而Nb、Ta、P、Ti等负异常。稀土元素整体表现为轻稀土富集、重稀土亏损的趋势,且轻重稀土分异程度强,(La/Yb)N=8.79~14.85,具负Eu异常(δEu=0.46);3)那曲中酸性火山岩体的锆石Ti温度计为720℃左右。锆石Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)300,普遍在2~250之间,指示岩浆具有低的氧逸度;4)那曲中酸性火山岩锆石εHf(t)值大多集中在-7.7~0.5之间,对应的Hf模式年龄(tCDM)为918~1336Ma。综合以上岩石学和地球化学数据,认为那曲中酸性火山岩为壳幔混合成因,可能是在班公湖-怒江洋壳南向俯冲引起板片断离背景下,羌塘与拉萨地块碰撞引起地壳加厚继而发生部分熔融,并加入了少量的受早期流体交代的安多微陆块古老岩石圈地幔物质,且其熔融产物经历了不同程度的分离结晶作用。     

蛇纹石化过程中铁活动性的高温高压实验研究

蛇纹石化过程中铁的活动性影响铁氧化物的形成和体系的氧逸度。然而,关于橄榄岩蛇纹石化过程中各矿物(橄榄石、斜方辉石和单斜辉石)蚀变过程中铁的活动性仍没有详细的研究。本文报道了80~200℃、饱和蒸气压下,不同的初始流体、水岩比条件下,橄榄岩蛇纹石化过程中铁的活动性。结果表明,蛇纹石化流体的铁含量较低(0.0~0.7mmol/kg),没有形成铁氧化物或铁氢氧化物,铁主要富集在蛇纹石和未反应的初始矿物中(例如,橄榄石和辉石)。由橄榄石蚀变形成的蛇纹石和由斜方辉石蚀变生成的蛇纹石化学组成相差较大,前者富铁而贫铝,后者贫铁而富铝。但当初始流体为碱性的0.5mol/L Na Cl(aq)时,两种不同来源的蛇纹石组成相差不大。尤为重要的是,单斜辉石蚀变生成的蛇纹石铁含量较高,8.1%~10.2%Fe O,远高于单斜辉石的铁含量(2.6%Fe O)。以上表明,低温蛇纹石化过程中,铁不能够大规模、长距离的运移,但在微米尺度上是活动的。     

秦岭沙河湾造山带型环斑花岗岩地球化学及构造属性讨论

对沙河湾岩体的主量元素、微量元素地球化学进行了研究,结果显示沙河湾岩体与附近同一时期的曹坪岩体,及南秦岭花岗岩带的米坝、光头山、张家坝等岩体的地球化学特征很相近.SiO2为64.99%～69.69%,具有高的Al2O3(14.53%～16.2%),富集轻稀土和大离子亲石元素,尤其是沙河湾岩体没有明显Eu的负异常,表现出与典型的板内奥长环斑花岗岩明显不同的微量元素地球化学特点.因此,它可能是一种造山带环斑花岗岩,而不是典型的奥长环斑花岗岩.沙河湾环斑花岗岩的年龄曾被看作秦岭造山带主造山过程结束、后造山陆内演化开始的证据.本文研究结果表明沙河湾岩体与曹坪和其它南秦岭同碰撞型花岗岩形成于相同的地质背景,所以不能以其环斑结构来限制秦岭造山带主造山过程结束时代.该岩体也很可能不是沿商丹断裂带的早期碰撞的产物.     

从物理视角看花岗质岩浆在非运移过程中的结晶分异

花岗岩是地球区别于太阳系其他行星的重要特征,研究花岗岩的演化对于理解现今地球大陆地壳的形成有重要意义.结晶分异是岩浆演化的主要机制之一.然而,由于花岗质岩浆黏度高,为非牛顿流体,结晶分异在酸性岩浆中有效与否仍有争议.本文侧重物理分析方法,以此审视花岗质岩浆在非运移过程——在岩浆房中及岩浆就位后的结晶分异作用.通过物理计算及分析,我们认为,花岗质岩浆高黏度的特性使得一般的矿物颗粒在岩浆房中受阻沉降速度极小(~10~(-9)~10~(-7)m s~(-1)),因而在存在岩浆对流时,颗粒的堆晶过程将受到影响,岩浆成分趋于均一;当岩浆房演化至晶粥状态(结晶度F~40~50%)后,岩浆对流基本停止,此时粒间熔体可通过颗粒的受阻沉降及压实作用挤出,汇聚成高硅熔体层.高硅熔体层可进一步形成高硅花岗岩、流纹岩.在岩浆房演化至不同程度时,晶粥体多期次的活化及岩浆的上侵可能形成成分变化的复式岩体.此外,以华南富锂氟花岗岩为代表的特殊花岗岩类,相对于一般花岗质岩浆具有更低的黏度和固相线,可能以结晶分异作用产生矿物组合及成分上的垂向分带.而侵入体中小尺度的成分变化结构不是重力分异的结果,流动分异或许起着关键作用.综合来说,花岗质岩浆能够发生结晶分异;高分异特征的高硅花岗岩及火山岩可能是酸性岩浆结晶分异的产物,而花岗岩可能是结晶分异形成的堆晶.     

奥陶纪和志留纪钾质斑脱岩研究评述

与欧洲与北美相比,国内对钾质斑脱岩的研究较少。为了更好的认识这类岩石,本文从其定义、判别、研究进展等方面,对已发表的钾质斑脱岩资料特别是奥陶纪和志留纪钾质斑脱岩资料进行了研究评述,并在此基础上对华南奥陶纪钾质斑脱岩研究进行了介绍,并提出了华南钾质斑脱岩研究中三个可能的突破方向,即钾质斑脱岩所代表的火山喷发活动与晚奥陶世生物大绝灭的关系、斑脱岩内斑晶矿物熔体包裹体与世界其他地区对比研究、奥陶纪不同层位斑脱岩高精度同位素年代学研究是华南奥陶纪钾质斑脱岩三个有前途的研究方向。钾质斑脱岩作为一类特殊的事件标志层,在年代地层、事件地层、古大陆再造、地层对比研究中具有重要的价值,并将在古环境、古构造和古地理研究等方面发挥不可替代的作用。     

基性和超基性岩蛇纹石化的机理及成矿潜力

蛇纹石化是指基性岩（例如玄武岩）和超基性岩（橄榄岩、科马提岩等）在中、低温条件下产生的含蛇纹石的水热蚀变。蛇纹石化可以出现在不同的地质构造环境中,例如大洋底、扩张洋脊和俯冲带。蛇纹石化的特别之处在于：蛇纹石化过程中产生氢气,这可能解释地球早期生命起源的问题;蛇纹石化生成磁铁矿;蛇纹石富水（可达13%）;蛇纹石富Cl、Li、Sr、As等元素。蛇纹石在高温下（>700℃）脱水形成橄榄石,Li、Sr、As等元素富集在流体中,流体交代地幔楔可改变地幔的微量元素组成。此外,铁矿、金矿和银矿等可赋存于蛇纹岩中,矿床的形成可能和基性或超基性岩的蛇纹石化相关。本文从以下4个方面探讨蛇纹石化的机理：（1）蛇纹石化的产物,主要介绍和蛇纹石化相关的热液流体的组成,蛇纹石化过程中产生氢气的量,利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石的形成条件,水镁石的形成条件,以及磁铁矿的形成;（2）蛇纹石化的反应速率;（3）蛇纹石化过程中元素的迁移;（4）蛇纹石化的成矿潜力。     

氯在岩浆演化过程中的地球化学性质初探

地质过程中,氯可以影响很多元素的性质。本文利用前人的实验数据,模拟计算不同压力和初始含水量等条件下,氯在岩浆和共存富水流体相中浓度随岩浆结晶分异的变化。结果显示,在岩浆演化之初,氯在各种压力下都基本留在岩浆中,表现出高度不相容元素的特点。对于结晶分异晚期的岩浆体系,氯的行为受压力的影响较大。在低压下,氯在岩浆/富水流体之间的分配系数较高,水是否达到饱和对氯在岩浆中的含量变化影响不大。随着压力的升高,该系数迅速降低。在中等压力下,岩浆中水含量一旦达到饱和,大量的氯进入流体相,形成高盐度的流体,氯在岩浆中的含量即迅速降低。随着岩浆分异的进行,共存的流体中的氯含量也随之降低。在更高的压力下,水无法达到饱和,氯始终表现为高度不相容的特点。氯的上述性质可以很好地解释它在很多结晶分异程度较低的火山岩玻璃(如MORB和OIB)中表现为高度不相容的特点,也可以帮助理解氯在侵入岩和喷出岩中性质的差别,以及“花岗岩大岩体不成矿,小岩体成大矿”的现象。     

铂族元素流体活动性

铂族元素(简称PGE)通常被认为是不活动性元素,可以用来示踪地幔源区和镁铁-超镁铁质岩浆的演化过程。然而,越来越多的野外地质证据和实验研究表明,PGE具有热液活动性,其活动性在指示岩石和矿床成因、地幔交代作用等方面具有重要意义。本文在回顾实际样品中PGE流体活动性的基础上,重点收集和整理了前人有关PGE流体活动性的实验研究和模型计算。大量地质记录显示岩浆活动常常伴随着热液事件发生,并且铂族元素的富集常与岩浆后期热液叠加作用以及大洋或盆地的热液事件有密切联系。溶解度实验结果表明,PGE在富Cl~-流体中的溶解度最高可达100n×10~(-6),而在富HS~-流体中则低几个数量级,仅有n×10~(-12)级别。高温高压实验及模拟计算显示,PGE通常以络合物形式在流体中进行迁移和富集,涉及的主要无机配位阴离子有Cl~-、HS~-、OH~-以及NH_3。这些PGE络合物或络合阴离子团的稳定性受流体的温度、氧逸度、离子浓度、pH等诸多因素的制约。其中,PGE-Cl络合物种型在PGE的浅部迁移中可能贡献最大,其稳定条件为中低温(300℃)、高盐度、高氧逸度、高Cl~-浓度、酸性的地质流体环境。而在还原、碱性、高S~(2-)浓度、相对中低温的流体条件下,PGE-HS种型则占主导。当流体环境为高温和碱性条件时,PGE-OH络合物种型则较为常见。相对其他几种络合物形式,PGE-NH_3对于PGE迁移的贡献较小,其最佳稳定条件为相对中低温、中碱性、相对低氧逸度的地质环境。最后,本文探讨了前人工作的不足以及未来亟需解决的问题。