南天山库勒湖蛇绿岩形成环境及构造意义——基性熔岩的地球化学证据

南天山库勒湖蛇绿岩具有两组不同地球化学类型的基性熔岩。第1组熔岩的∑REE=24×10-6~28·36×10-6,(La/Yb)N=0·35~0·37,Zr/Nb=39·91~95·12,Ta/Nb=0·07~0·09,εNd(t)=8·85~12·25,暗示其源区类似于MORB(但比后者更加亏损);同时,该组熔岩的LILE明显富集,HFSE(尤其Nb、Ta)强烈亏损,显示出与岛弧拉斑玄武岩(IAT)的亲源性。第2组熔岩的∑REE(56·38×10-6~101·29×10-6),(La/Yb)N值(0·96~1·36),不相容元素含量等介于E_MORB和OIB之间(更接近于E_MORB),并且Nb、Ta显示正异常;εNd(t)=8·39,Zr/Nb=9·74~10·94,Ta/Nb=0·06,与E_MORB相当,暗示其源区比第1组熔岩相对富集。综合分析两组基性熔岩的地球化学特征,认为它们的形成环境为弧后盆地,第1组熔岩为弧后盆地初始张开阶段受消减带流体沉积物影响的强烈亏损的残余地幔源区发生部分熔融作用的产物,第2组熔岩是由于弧后进一步的次级地幔对流驱动周围或深部相对富集的地幔向处于引张部位的弧后注入或上涌、发生部分熔融作用的产物。库勒湖弧后盆地型蛇绿岩的形成时代与古南天山洋的俯冲消减时代相当,它的形成很有可能与该洋盆晚末志留世—早泥盆世期间的俯冲消减作用(诱发弧后拉张)有关。     

秦岭-祁连造山带接合部位基性岩墙的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄及地质意义

基性岩墙群代表了陆壳伸展裂解事件，可为大陆再造及造山作用过程的动力学研究提供时间约束。本文利用LA-ICPMS方法对秦祁造山带接合部位陇山岩群中首次报道的基性岩墙群进行了锆石U-Pb同位素测年，获得440Ma左右的年龄。结合区域资料，认为在中央造山带中段可能普遍存在440Ma左右的一期伸展裂解事件。这一信息对中央造山带的构造演化及成矿地质背景研究具有重要地质意义。     

西秦岭天水尹道寺中生代酸性火山岩锆石U-Pb定年和元素地球化学研究

对天水尹道寺酸性火山岩进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、全岩主量和微量元素分析.结果表明,本区酸性火岩熔岩均为流纹岩,SiO2、Na2O K2O含量高,TiO2含量低,主体为亚碱性系列,轻稀土高度富集,Eu负异常明显.微量元素原始地幔标准化分配模式及洋中脊玄武岩标准化分配模式分别与大陆板内火山岩或大陆板内花岗岩的分配模式一致,Ba、Sr、P、Ti显著亏损.锆石U-Pb同位素定年揭示了流纹岩的岩浆结晶年龄为印支末期(211Ma).流纹岩具有富集放射性Pb同位素的特点,其源区可能为北秦岭基底岩石.依据稀土元素和微量元素分配模式对比研究,认为流纹岩浆为地壳下部部分熔融的产物.源区物质可能为下元古界秦岭岩群中的黑云角闪斜长片麻岩,源区的残留物主体可能为斜长石,含有角闪石,岩浆演化过程中存在少量的碱性长石和黑云母的分离结晶.印支末期秦岭地区处于由陆内碰撞造山阶段开始向深部地幔调整和岩石圈减薄阶段转变,特殊的构造背景使得陆内挤压、剪切走滑和推覆构造较为发育,西秦岭尹道寺地区特定的构造背景与断裂构造的结合,形成了该地区独特的流纹岩浆喷发.     

青藏高原新生代火山作用与构造演化

青藏高原的新生代火山作用是印度-亚洲大陆碰撞的火山响应,它显示了系统的时、空变化。随着印度-亚洲大陆碰撞从~65 Ma的接触-碰撞(即"软碰撞")转变到~45 Ma的全面碰撞(即"硬碰撞"),火山作用也逐渐从钠质+钾质变为钾质-超钾质+埃达克质。65~40 Ma的钾质和钠质熔岩主要分布于藏南的拉萨地块,少量分布于藏中的羌塘地块。从45~26 Ma,在藏中的羌塘地块中广泛发育钾质-超钾质熔岩和少量埃达克岩。随后的碰撞后火山作用向南迁移,在拉萨地块中产生~26~10 Ma间的同时代超钾质和埃达克质熔岩。尔后,从~18 Ma始,钾质和少量埃达克质火山作用重新向北,在西羌塘和松潘-甘孜地块中呈广泛和半连续状分布。此种时-空变异对形成青藏高原的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:已消减的新特提斯大洋板片的回转、断离及随后增厚拉萨岩石圈根的去根作用,及因此而造成的印度岩石圈向北下插。青藏高原的隆升是自南向北穿时发生的。高原南部被创建于渐新世晚期,并保持至今;直到中新世中期,由于下插印度岩石圈的持续向北推挤,西羌塘和松潘-甘孜岩石圈的下部开始塌陷和拆离,高原北部才达到其现今的高度和规模。     

阿尔金山南缘长沙沟—清水泉一带镁铁-超镁质杂岩体Cu-Ni-PGE含矿性讨论

尽管阿尔金南缘长沙沟-清水泉一带在空间上彼此分隔的4个镁铁-超镁质岩体(或岩体群)在岩石学、岩相学、地球化学上存在着差异,但它们的形成时代均为中奥陶世(~465 M a左右)。其中,分布于阿尔金南缘主断裂南侧的清水泉南—长沙沟中段—黄土泉的岩体,超镁铁岩(包括纯橄岩-橄榄岩-辉橄岩-橄辉岩)中的橄榄石Fo值较高(变化于95~85),且自东向西呈现非常有规律的递减;而北侧的清水泉北岩体辉橄岩中橄榄石的Fo值较低(变化于81~79)。结合各岩体的岩石地球化学特征和岩浆演化过程及橄榄石中N i的含量变化规律,对这些杂岩体形成的地质背景和Cu-N i-PGE含矿可能性作简要讨论。     

西秦岭略阳地区鱼洞子杂岩变形花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及地质意义

鱼洞子杂岩是秦岭地区最古老的复杂的地质体。前人对鱼洞子杂岩不同的地质体采用多种方法进行了年龄测定,但结果差异较大,且总体测试精度不高。依据锆石CL影像的特征,结合锆石成因分析和锆石微区的U-Pb同位素,进行了LA-ICP-MS测定,在鱼洞子杂岩糜棱岩化细粒黑云母花岗岩和强片理化黑云母花岗岩中分别获得2661Ma±17Ma和2703Ma±26Ma的岩浆结晶年龄,同时在糜棱岩化细粒黑云母花岗岩中获得2647Ma±65Ma的变质锆石年龄。其中2703Ma±26Ma是秦岭造山带目前发现的最古老的侵入岩的形成年龄,为研究秦岭造山带早前寒武纪构造岩浆事件和地球早期的形成演化提供了新的资料。     

新疆天山石炭—二叠纪大规模岩浆成矿事件与形成机制探讨

天山地质构造演化复杂,多阶段演化中岩浆活动与成矿作用规模并不均衡。而石炭-二叠纪却是天山成矿带大规模岩浆活动和金属成矿作用的"爆发"期。本研究紧紧围绕岩浆铜镍矿床、斑岩型铜(钼)矿床及火山岩型磁铁矿矿床,从含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点,系统研究地球深部相应岩浆活动的地质过程。通过典型矿床的深入剖析,建立相应矿床类型的成矿模式,破解制约找矿突破的控制因素,系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。联系塔里木地幔柱的活动特点和成矿表现,将其与天山造山带三类主要矿床类型建立关联,对比岩石学、年代学及地球化学研究,发现天山成矿带成矿类型与塔里木地幔柱及板块构造存有密切关系,可能是两种构造体制叠加并存的结果。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质,围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌,并与表壳物质发生交换,随着板块俯冲的持续和减弱,深部上涌的地幔物质不断加强,先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。该地幔柱形成时深部过程与成矿作用认识模型的建立,极大地推进了板块构造、地幔柱与岩浆成矿作用的研究,同时可为天山及邻区找矿突破提供借鉴和指导。     

敦煌地块南缘石炭纪埃达克岩的发现及其地质意义

侵位于敦煌杂岩中的青石沟黑云母石英闪长岩,锆石LA ICP-MS U-Pb同位素测年研究结果表明其形成年龄为335±2Ma。岩石地球化学分析显示其具有高SiO2、高Al2O3和低MgO的主量元素地球化学特征,强烈富集Sr、亏损Yb和Y,具有较高的Sr/Y比值等特征,与埃达克质岩石具有一致的地球化学特征。青石沟黑云母石英闪长岩的Nd和Hf同位素值(εNd(t)=-9.39~-11.03,εHf(t)=-7.6~-16.6)显示其具有明显的壳源特征;Nd及Hf模式年龄值(Nd模式年龄t DM=1.83~1.98Ga,Hf二阶段模式年龄t DM2=1.53~1.95Ga)均表明其源区可能与元古代敦煌杂岩相关;结合较高的Mg#,低Cr和Ni含量,无Eu异常等特征,暗示该岩体为加厚下地壳部分熔融的产物。综合区域地质特征,初步认为敦煌地区早石炭世处于由陆陆俯冲(地壳加厚)作用向陆内伸展体制转化的构造环境。     

甘肃北山红石山蛇绿岩锆石U-Pb年代学研究及构造意义

红石山蛇绿岩位于中蒙边境附近,出露于红石山-百合山-蓬勃山蛇绿混杂岩带最西段。岩石地球化学分析表明,红石山蛇绿岩中的玄武岩主量、微量及稀土元素皆显示类似MORB型玄武岩的地球化学特征,表现为低Na₂O+K₂O（2.99%）和P₂O₅（0.08%）,中等含量TiO₂（1.46%）;LREE球粒陨石标准化分配型式具平坦型和轻稀土略微富集的特征。微量元素原始地幔标准化分配型式显示出富集大离子亲石元素（Rb、K）的特征,HFSE变化相对较为稳定。红石山蛇绿岩中的辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示,其形成时代为346.6±2.8Ma,代表该蛇绿岩形成时代,即为早石炭世。结合前人研究成果,笔者认为红石山蛇绿岩可能为石炭纪大陆裂谷向大洋转化的构造环境下形成的初始小洋盆,其向西可与新疆境内的巴音沟蛇绿岩对比,二者同属“红海型”洋盆初始洋壳的地质记录。     

西准噶尔早泥盆世马拉苏组火山岩岩石成因研究

新疆西准噶尔北部地区的早泥盆世马拉苏组出露有少量富钠低钾的拉斑质中基性熔岩,这些分布于谢米斯台断裂北侧的玄武安山岩和玄武岩多呈夹层状断续产出于火山碎屑岩之中。马拉苏中基性熔岩的Mg#与主、微量元素协变关系及Th-Th/Nd图反映了其并非同源岩浆演化的结果。马拉苏火山岩中的玄武安山岩富集LILE、亏损HFSE,具有较高的Th含量及较低的Hf/Th和(Nb/Th)PM比值,显示出弧火山岩的地球化学特征。其中的玄武岩则具有略为平坦的稀土元素分配样式,较低的Th含量及较高的Hf/Th和(Nb/Th)PM比值,此同MORB地球化学特征极为相似;虽然其也显示有轻微的LILE富集、HFSE亏损,但是较高的La/Nb比值则暗示这同地壳或俯冲物质组分的卷入有关,且一系列构造环境判别图解也进一步印证了马拉苏组内的玄武岩应属似MORB基性熔岩。此外,两类岩石的高场强元素比值Zr/Nb、Hf/Ta同全球平均大洋中脊玄武岩的相应比值极为接近,反映了马拉苏组中基性火山岩的物质源区主体均为MORB地幔物质源区。La/Yb-Gd/Yb原始地幔标准化比值的模拟计算进一步显示了马拉苏组玄武安山岩与受改造(俯冲沉积物或地壳物质的混染)的石榴子石或尖晶石-石榴子石地幔橄榄岩物质源区的部分熔融作用有关,而似MORB型玄武岩则源自尖晶石地幔橄榄岩源区的部分熔融。结合区内同期的蛇绿岩、火山岩和碱性花岗岩的地球化学研究,我们可以进一步推断此类兼具有似MORB和弧火山岩地球化学特征的早泥盆世马拉苏火山岩应当是西准噶尔地块北部在早古生代受后期俯冲作用影响下经历弧后扩张形成的火山-岩浆地质记录。