塔里木盆地东南缘安南坝地区镁铁质麻粒岩的成因——来自地球化学及Sr-Nd-Pb同位素的制约

甘肃阿克塞县安南坝地区镁铁质麻粒岩呈脉状、透镜状赋存于新太古代米兰岩群和TTG片麻岩中。岩石主要由斜长石(Pl)+斜方辉石(Opx)+单斜辉石(Cpx)+角闪石(Amp)+磁铁矿(Mt)等组成。安南坝镁铁质麻粒岩中Ti、P、Nb、Ta、Th、Hf、Sr及REE等元素与Zr相关性较好,表明其在变质作用过程中保持基本稳定。地球化学数据显示其原岩属于拉斑玄武质岩系列,Si O_2、Ti O_2、Al_2O_3、P_2O_5含量相对较低,Ca O、Mg O含量相对较高。Mg~#值为41.52~43.09,低于原生玄武质岩石的Mg~#值,Fe_2O_3~T、Mg O、Ca O与Si O_2含量呈负相关性,指示原岩岩浆演化过程中可能发生了辉石、角闪石等镁铁质矿物的分异结晶作用。镁铁质麻粒岩∑REE较低,稀土元素配分模式为轻稀土元素弱富集、重稀土元素相对平坦的右倾型,Eu异常不明显(Eu/Eu~*=0.91~1.01)。岩石富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Ti等高场强元素,具有显生宙典型岛弧玄武质岩石的地球化学特征。Sr、Nd、Pb同位素组成显示镁铁质麻粒岩原岩源自富集地幔,并受到一定程度的地壳物质混染。构造环境分析表明安南坝镁铁质麻粒岩原岩形成于与俯冲有关的岛弧环境。在俯冲作用机制下,俯冲板片流体交代使地幔楔发生富集,形成富集地幔,随着(弧后)伸展作用的加强,进一步诱发富集地幔的部分熔融形成镁铁质岩浆,最终岩浆就位形成辉长岩或辉绿岩脉,后期在麻粒岩相变质作用条件下变质为镁铁质麻粒岩。     

西准噶尔马拉苏早泥盆世火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄、地球化学特征及其大地构造意义

马拉苏地区早泥盆世地层为一套滨海—浅海相火山—沉积岩系,对其中的火山岩夹层进行锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学研究,定年结果显示有大量的新太古代和中新元古代锆石,表明该区存在古老的大陆地壳物质。火山岩样品SiO2含量为52.38%~69.6%,Na2O含量为2.80%~4.85%,K2O为0.16%~0.96%,TiO2为0.5%~1.96%,Al2O3为14.62%~18.18%,MgO（1.08%~5.75%）变化范围较大,Mg#值在22.92~38之间,具有高钠、低钾的特征,属于钙碱性、低钾拉斑系列。稀土元素总量∑REE=73×10-6~115×10-6,LREE/HREE值为2.66~3.25,具有明显的Eu负异常（0.83~0.92）。玄武安山岩样品相对富集K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,与典型火山弧玄武岩地球化学特征一致。英安斑岩样品也具有富集大离子亲石元素、亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征,反映源区可能有较多壳源物质的加入,其稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图与玄武安山岩相似,表明其可能为同源岩浆演化的产物。综合研究认为,这套火山岩具有岛弧火山岩特征,形成于板块俯冲拼贴过程中的岛弧环境。     

东天山博格达东北部泥盆纪火山岩的确立、成因 及其地质意义

东天山博格达造山带东北部发育一套钙碱性玄武岩-安山岩,实验测得该套火山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为366.1±1.1Ma,属晚泥盆世。全岩主微量分析显示其SiO2含量较为集中,具有高铝（Al2O3=15.81%~17.74%）、相对低钛（TiO2=0.99%~2.44%）以及贫钾富钠（Na2O=2.82%~3.82,K2O=0.17%~1.62%）的特征;稀土总量在103.75×10-6~137.26×10-6之间,在球粒陨石标准化的配分曲线中表现出一致的轻稀土略富集而重稀土亏损的右倾模式,存在弱的负Eu异常;原始地幔标准化的蛛网图中Ba、U等大离子亲石元素选择性富集,Nb、Ta、Ti、Y一致显著亏损,表现出一定与岛弧火山岩的地球化学特征;而Nb/U、Nb/Th、Th/U等微量元素比值具有明显的N-MORB亲和性。火山岩样品Mg#=54.46~64.34,Ni=73.56×10-6和Cr=156.37×10-6,相似的TFe2O3和TiO2与SiO2的相关趋势表明岩浆发生了包括钛铁氧化物在内的结晶分异作用;La/Nb-Sr、Nb/Ta-La/Yb均存在相关关系,(Th/Nb)N和(Nb/La)N比值（分别为1.06~6.16和0.31~0.51）显示岩浆受到了一定程度的地壳混染;模拟曲线和Zr-Zr/Y图解显示岩浆形成于以尖晶石稳定域（深度<80Km）为源区的板内环境,是弧后盆地伸展环境下地壳变薄后减压导致地幔楔\岩石圈地幔部分熔融的产物。结合该区域地质背景及本研究中火山岩的形成年龄和构造属性,揭示博格达造山带东北部火山岩是康古尔塔格洋盆向北俯冲的岩浆响应,同时为博格达石炭纪裂谷是在康古尔塔格洋早古生代到晚石炭世持续向北俯冲形成的弧后盆地的基础上进一步演化形成的这一认识提供新的证据。     

河南西峡晚白垩世恐龙蛋化石壳微量元素组成及其对恐龙灭绝的指示意义

恐龙蛋化石是探索恐龙生存和灭绝的重要研究材料,目前对恐龙蛋化石的研究集中在生物学和埋藏特征方面。本文利用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对采自河南西峡晚白垩世的12枚恐龙蛋化石壳及部分围岩进行分析测试,研究其生命微量元素组成及其与恐龙灭绝的关系。结果表明,恐龙蛋壳中缺乏碳氮磷硫等有机质元素,而主要由钙铝镁铁钾等生命必需元素和锶锰钡镧锌硼钒钴铱等微量元素组成,其中锶和铱均具有明显的超高异常,这可能与地外撞击事件引起生态环境的急剧变化有关。元素的组合规律表明西峡盆地晚白垩世应为干旱、半干旱的气候环境,来自于环境中异常含量的锶和铱共同作用使这一时期该地区大量的恐龙蛋在恐龙体内遭受污染,发育孵化机能受到影响,成为导致盆地内恐龙灭亡的主要原因之一。这一发现为探讨恐龙生活环境变化、灭绝原因以及揭示晚白垩纪古气候提供了重要依据。     

博格达造山带东段芨芨台子地区晚石炭世双峰式火山岩地球化学特征及其地质意义

博格达造山带东段芨芨台子地区出露大量晚石炭世早期双峰式火山岩组合,岩石类型以亚碱性玄武岩为主,含有少量的流纹岩,属拉斑系列。其玄武岩富钠贫钾(Na2O/K2O=2.84~3.01),Ti O2含量为1.32%~1.43%,略高于N型大洋中脊玄武岩,高Al(Al2O3含量为19.81%~20.60%)、低Mg(Mg O含量为2.95%~3.25%,Mg#为32.33~34.50),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武岩具有近于平坦的稀土配分模式,轻微正Eu异常(δEu=1.02~1.10,平均为1.04),富集Rb、Ba、P等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Th、Sr、Ti等高场强元素的特征;其微量元素Zr/Nb比值41.13~41.38,Zr/Y比值4.26~4.52(均大于4.00),Rb/Sr比值0.02~0.04(均小于0.05),Dy/Yb比值1.92~2.00,La/Nb比值2.42~2.49,Ba/Nb比值113.58~126.05,Ba/La比值47.02~50.62以及火山岩Zr-Nb、La/Yb-Dy/Yb和La/Nb-La/Ba等判别图解,表明玄武岩可能是亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡相较高程度部分熔融的产物,且在其上升过程中受到一定程度的地壳物质混染,显示了板内玄武岩的地球化学特征,形成于陆内裂谷环境。流纹岩具有较高的Si O2(76.54%~77.74%)和全碱(Na2O+K2O=6.70%~7.70%)含量,以及较低的Ti O2(0.15%~0.16%)、Al2O3(10.70%~10.90%)和Mg O(0.17%~0.18%,Mg#为13.93~14.52)含量;显示右倾负斜率稀土配分模式,铕负异常明显(δEu为0.32~0.33),显著富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta,强烈亏损Sr、Ti、P等高场强元素,指示流纹岩应来自于玄武岩浆上升过程中提供的热量对地壳物质重熔,源区有斜长石残留。芨芨台子地区双峰式火山岩的地球化学特征表明该套火山岩应形成于大陆裂谷环境,同时获得流纹岩锆石U-Pb年龄为(312±1)Ma,表明该套火山岩形成于晚石炭世早期。进一步的Rb-Sr地壳厚度网络图投影表明当时博格达地区地壳厚度为20.0~30.0 km,而且根据Zr-Zr/Y图解推断其地壳拉张速率介于2.0~5.0 cm/a,表明早石炭世早期开始的博格达初始裂谷在晚石炭世早期进一步快速拉张,发展到鼎盛阶段,也代表着博格达地区由碰撞挤压到伸展拉张这个地球动力学环境的重大转折,这一发现进一步证实了博格达造山带在石炭纪处于大陆裂谷演化的观点,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。     

西准噶尔南部玛依勒洋盆开启、闭合时限:来自中泥盆统与下伏地质体之间角度不整合关系的证据

新疆西准噶尔南部地区出露多条蛇绿岩,其中玛依勒蛇绿岩是该地区比较重要的蛇绿岩之一,其所代表的古洋盆的开启、闭合时限一直是地学界争论的焦点。详细的野外调查发现:玛依勒蛇绿混杂岩呈构造岩块的形式就位于中-上志留统玛依拉山岩群复理石基质中或与寒武纪杂岩体在空间上密切共生,表明玛依勒蛇绿岩所代表的古洋盆至少在寒武纪时期就已经开启,一直持续到中-晚志留世;中泥盆统库鲁木迪组分别角度不整合于中-上志留统玛依拉山岩群和寒武纪杂岩体之上,从而限定了玛依勒洋盆闭合时限的上限为中泥盆世之前。地层剖面分析发现库鲁木迪组与玛依拉山岩群之间在岩性特征、地层序列、沉积环境等方面均存在显著差异,表明晚古生代早期是西准噶尔地区构造演化发展的重要转换时期,库鲁木迪组下部的陆相沉积序列是对玛依勒早古生代洋盆闭合过程的沉积学响应。这将对进一步研究西准噶尔的构造演化和古生代中亚地区的构造格局提供了重要的制约。     

中祁连东段兴隆山群基性火山岩锆石U-Pb定年及岩石成因研究

兴隆山群主体为一套浅变质、变形较强的碎屑岩与基性火山岩建造组合,可分为下、中、上三个组.岩石学、主量元素和微量元素地球化学研究揭示:下组基性熔岩为玄武岩或玄武安山岩,SiO2含量高(50.97%～54.70%),TiO2含量小于1%(0.74%～0.75%),MgO含量较低(3.76%～4.20%);稀土总量高,轻稀土富集,重稀土亏损;微量元素原始地幔标准化分配型式显示出岛弧火山岩或受地壳混染的大陆玄武岩特有的Nb-Ta和Ti负异常.中、上组基性火山熔岩为细碧玢岩或细碧岩,SiO2含量较低(45.71%～49.58%),TiO2含量多大于1%,MgO含量较高(5.75%～9.88%);轻稀土亏损,重稀土富集;微量元素原始地幔标准化分配型式为平坦型.兴隆山群基性火山岩均为亚碱性拉斑系列火山岩,源岩浆在演化过程中经历了plag cpx[±ol]的分离结晶作用.下组基性熔岩形成于大陆板内拉伸环境,岩浆上升过程中经历了较强的地壳混染作用;中、上组基性熔岩形成于拉张较为强烈的构造环境,具N-MORB型地球化学特征,代表洋壳的出现.上组基性熔岩LA-ICPMS锆石U-Pb测年结果显示最新的岩浆锆石年龄为713±53Ma,结合区域地质特征,推断兴隆山群形成年龄极有可能为新元古代.具明显岩浆结晶特征的锆石年龄构成1.0～1.2Ga的最大峰值,可能是与Rodinia超大陆形成有关的岩浆事件在该地区的响应.兴隆山群提供了Rodinia超大陆形成后一段不完整的由大陆伸展至洋壳发育阶段的地质历史记录.     

北秦岭西段唐藏石英闪长岩岩体的形成时代及其地质意义

在对陕西宝鸡一带进行地质大调查时,发现北秦岭造山带西段的唐藏石英闪长岩体具有埃达克岩的特征。利用阴极发光、LA-ICPMS方法对唐藏石英闪长岩的单颗粒锆石进行了U-Pb测年,所选锆石晶体均呈长柱状,振荡环带发育,Th/U=0.33～1.10,为典型的岩浆成因锆石。测试的29个样品的206Pb/238U加权平均年龄为(454.0±1.7)Ma,各测点206Pb/238U表面年龄与加权平均年龄在误差范围内近于一致,因此,这一数值代表岩浆生成年龄。结合北秦岭造山带西段代表洋壳残片的关子镇、岩湾蛇绿(混杂)岩形成时代,说明早古生代古秦岭丹凤洋沿商丹带一线向北发生俯冲消减作用,(454.0±1.7)Ma可能代表俯冲消减的初始时期。研究结果为北秦岭早古生代造山作用过程、壳幔相互作用及大陆动力学的研究提供了重要的依据。     

南天山北部巴音布鲁克早古生代火成岩的地球化学特征与岩石成因

南天山北部上志留统巴音布鲁克组火山岩系以中基性喷出岩为主,并有辉长岩侵入,其矿物组合中都含有角闪石,岩层中爆发相火山碎屑岩极为发育。各种火山-侵入岩的LREE和LILE强烈富集、HFSE相对亏损,出现明显的Ta、Nb负异常,（La／Yb）N：2．92～5．21,Nh／La=0．22—0．33,具有岛弧岩浆岩的特征。zr／Nb=26～47、Hf／Ta=11．9—19．9,暗示其源区为类似于N—MORB的亏损地幔;高的Th、LREE含量和高于正常弧火山岩、低于洋岛玄武岩（OIB）的HFSE绝对丰度,较小的εNd（t）值（＋3．23～＋6．15）、较大的（^87Sr/^86Sr）。值（0．7044—0．7063）,εNd（t）与（^87Sr／^86Sr）。间呈明显的线性负相关关系,并且分别与LILE／HFSE之间呈负相关和正相关关系。上述特征反映出巴音布鲁克火成岩的岩石成因中既有俯冲洋壳板片流体-沉积物的加入,也有板片熔体组分的贡献,在地球化学上具有正常岛孤玄武岩（IAB）与富铌岛弧玄武岩（NEAB）之间过渡系列的特征。该套火成岩与中天山南缘蛇绿混杂岩带紧邻,地层时代也与南天山洋俯冲-消减时代相当,它应当是南天山洋盆于晚志留世时发生的俯冲-消减所引发的岛弧火山-岩浆作用的地质记录。     

扬子地块北缘西乡群孙家河组火山岩形成时代及元素地球化学研究

西乡群孙家河组为一套低绿片岩相浅变质火山-沉积岩系,主要由基性-中基性-酸性火山岩和凝灰岩、沉凝灰岩、泥岩、硅质岩组成,火山岩岩石类型包括玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩.LA-ICPMS锆石U-Pb定年揭示流纹岩形成时代为832.9±4.9 Ma,辉石玄武岩的形成时代为845.0±17 Ma,两者在误差范围内一致,属新元古代同期岩浆作用产物.