东昆仑东段金水口石榴堇青石花岗岩成因——石榴子石证据

为了查明东昆仑东段金水口地区的石榴堇青石花岗岩的成因和地质意义,对其中的石榴子石进行了岩相学和矿物化学研究。根据石榴子石的产状和成分,在该花岗岩中初略识别出岩浆型和转熔型两种成因的石榴子石。前者较少,与长石、石英共生,细小,自形,不含矿物包裹体,富MnO贫MgO,具MnO成分环带;后者较多,与黑云母共生,晶粒较大,它形,常含矿物包裹体,贫MnO富MgO,不具MnO成分环带。两种石榴子共存表明花岗岩为原地深熔成因或混合岩化成因,表明该地区的白沙河岩组片麻岩在早古生代曾经历过减压升温过程。     

青海东昆仑夏日哈木IV号岩体原岩属性及其构造意义

东昆仑造山带西段夏日哈木地区IV号岩体是镁铁-超镁铁质侵入体还是蛇绿岩单元仍存争议。本文对IV号岩体开展了野外地质特征、岩相学、地球化学及锆石U-Pb年代学的研究。IV号岩体主体为斜长角闪岩,呈透镜状产在片麻岩中。斜长角闪岩主要由角闪石、斜长石组成,含少量石英、黑云母、榍石和铁钛氧化物。具有基性岩的化学成分,属于拉斑玄武岩系列岩石,稀土配分模式中Eu显示正异常（δEu=1.3~1.6）,ε_Nd（t）值为+3.5~+5.3,推测其原岩可能为堆晶辉长岩,明显不同于含铜镍矿的Ⅰ号镁铁-超镁铁岩体,与该地区出露的榴辉岩（退变榴辉岩）可以对比。斜长角闪岩中的锆石具有弱环带,采用LA-MC-ICP-MS方法得出的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为421±4Ma （MSWD=2.8）,Th/U比值为0.01~3.26,指示锆石为变质-深熔成因,代表了斜长角闪岩的形成时代。夏日哈木地区的斜长角闪岩和该地区出露的榴辉岩及榴闪岩的原岩可能都是早期形成于陆壳环境的基性岩（大陆边缘的基性侵入岩或喷出岩）,在430Ma左右发生陆壳深俯冲作用时形成榴辉岩,420~410Ma榴辉岩发生不同程度退变形成榴闪岩和斜长角闪岩。由此推测,IV号岩体的构造属性与该地区的榴辉岩属性相同,形成于陆壳环境,其原岩不属于蛇绿岩单元。斜长角闪岩的出现指示了该地区原特提斯洋壳已俯冲消亡,深俯冲的陆壳开始折返,这对认识东昆仑早古生代的构造演化和铜镍矿形成的地质背景具有重要意义。     

柴北缘西段榴辉岩相的变质泥质岩: 榴辉岩与围岩“原地”关系的证据

在柴北缘西段的鱼卡-落凤坡一带, 识别出榴辉岩相的变质泥质岩, 这些变质泥质岩夹有透镜状的榴辉岩, 局部与似层状的榴辉岩互层. 其典型的矿物组合为石榴子石+蓝晶石+硬绿泥石+多硅白云母+石英+金红石. 石榴子石中具有典型的进变质生长环带, 多硅白云母最高Si >3.4 p.f.u. 通过岩相学观察, 共识别出3期矿物组合: 1) Grt + ChlI + CldI + PheI ± StI + Qtz; 2) Grt+Ky +PheII±CldII +Qtz; 3) Grt + CldIII + ChlII + PheIII + StII ± ky + Qtz. 运用THERMOCALC软件(V3.1), 结合Grt-Phe温度计和Grt-Ky-Phe-Qtz压力计, 获得第1阶段(进变质阶段)的P-T条件为1.07±0.31 GPa和T=564±22℃; 第2阶段(峰期阶段)P-T条件为2.3~3.1 GPa和615~700℃; 第3阶段(退变质阶段)P-T条件为1.22±0.26 GPa和581±20℃. 获得的P-T轨迹具有“发卡型”特征, 与相邻榴辉岩的P-T轨迹相似. 结合大理岩和正片麻岩中保存有残留的榴辉岩相矿物, 可以认为榴辉岩与围岩经历了共同的变质历史, 它们之间的关系是“原地”关系, 而不是“构造侵位”关系.     

东昆仑早古生代造山后花岗岩的特征——以大干沟花岗岩为例

大干沟花岗岩体位于东昆仑金水口地区,其岩石类型主要为中粗粒正长花岗岩。该花岗岩的SiO_2含量为68.68%~71.12%,平均含量为69.84%;Al_2O_3含量为14.01%~15.40%,平均含量为14.82%;K_2O/Na_2O值高,为1.19~1.64,平均为1.40;铝饱和指数A/CNK值为0.98~1.02,平均为1.00,具有准铝质-弱过铝质花岗岩的特点。岩石稀土元素总量较高,LREE元素富集,具有明显的Eu负异常,相对原始地幔明显富集U、Th,亏损Ti、P、Nb、Ta等高场强元素和Ba、Sr等大离子亲石元素,具有A型花岗岩的特征。花岗岩εNd(t)0,为-5.6~-7.3,tDM=1.54~2.27 Ga,表明其物源可能主要为中元古代物质(金水口群),LA-ICP-MS锆石εHf(t)=-2.2~2.6,显著不同于地壳岩浆的Hf同位素组成,显示有地幔物质添加。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为392±2 Ma(MSWD=1.14)。结合区域构造演化和上述地球化学特征,认为大干沟岩体为早古生代造山后伸展阶段的产物,是东昆南地体与东昆北地体碰撞后地幔岩浆上涌及地壳熔融的结果。     

苏鲁造山带五莲新元古代花岗岩类成因的Sr-Nd同位素证据

五莲新元古代花岗岩类分布于五莲断裂以北, 动力变形强, 但变质程度弱, 仅达到绿片岩相.岩性以黑云正长花岗质为主, 少数为石英正长质.岩石中Sr同位素初始值的变化范围很广, 从0.697 306~0.753 765, 除了部分是由于源区的不均一或多源不同比例混合外, 岩浆侵位过程中或固结后的次生扰动可能也起着一定的作用.而它们的ε_Nd (750 Ma) 均为负值且变化范围广(-3.1~-24.3), Nd同位素二阶段模式年龄从1.7~3.4 Ga, 均显示它们的源区以古老的地壳为主, 但具有多源混合的特征.推测五莲新元古代花岗岩类最可能的成因是太古代的TTG片麻岩(主要是其中的英云闪长质组分) 在压力约0.8 Gpa (相当于~25 km的中下地壳) 条件下发生部分熔融, 并混入了不同比例的年轻地幔来源物质.地幔来源物质的加入对于五莲新元古代花岗岩类的成因有重要的影响.      

雅鲁藏布江蛇绿岩带的康金拉铬铁矿中发现金刚石

前人在雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎铬铁矿石中发现许多异常矿物,包括金刚石和柯石英等典型压力指示矿物.蛇绿岩型铬铁矿石中为什么会产出金刚石等异常矿物,与其伴生的铬铁矿和蛇绿岩是什么成因,是一个新的重大科学问题.为此,开展了同一蛇绿岩带中康金拉矿区的铬铁矿的人工重砂研究.从1116kg的铬铁矿样品中发现了近千粒金刚石,以及自然元素、金属互化物、氧化物、硫化物、硅酸盐、钨酸盐和碳酸盐矿物等一批异常矿物.从一个新的矿区发现了大批金刚石,不仅是对罗布莎铬铁矿中存在金刚石的佐证,并且将金刚石的产出规模增加了几个数量级,由此引出蛇绿岩铬铁矿中金刚石是否成矿的新问题.尤其重要的是,从同一蛇绿岩带的不同铬铁矿床中再次发现金刚石,为探讨金刚石及其寄主的铬铁矿和蛇绿岩的成因,提供了新的重要依据.     

俄罗斯极地乌拉尔硬玉岩成因矿物学研究

俯冲带是壳-幔物质循环的重要场所,硬玉岩可以记录这一循环过程。文中总结了俄罗斯极地乌拉尔硬玉岩的研究进展。硬玉岩呈脉状或透镜状产在蛇纹石化的方辉橄榄岩中,主要由硬玉和绿辉石组成。根据结构和颜色,硬玉可识别出两个世代。硬玉韵律环带发育,含有H₂O和CH₄流体包裹体,显示从流体中结晶的特征。硬玉岩中的锆石为热液锆石,锆石稀土元素中La_N/Yb_N=0.001~0.01,Lu_N/Gd_N=10~83,Ce/Ce^*=2.8~72,显示正异常,δEu=0.53~1.02,类似于岩浆锆石。锆石的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.282 708~0.283 017,ε_Hf(t)=+6~+17,类似于N-MORB的Hf同位素组成,锆石δ¹⁸O组成为5.03‰~6.04‰,平均δ¹⁸O为(5.45±0.11)‰,类似于岩浆热液和地幔的氧同位素组成。这可能反映了锆石是被俯冲带流体从途经火成岩中捕获的或者形成锆石的流体与寄主岩(方辉橄榄岩)达到了平衡。硬玉岩稀土元素配分模式近平坦或轻稀土元素略显富集,La_N/Yb_N比值为0.82~2.42,δEu为1.2~1.6,显示正异常,这与寄主岩稀土元素配分模式相似。富集Sr、Ba、Zr、Hf,Nb为负异常,与岛弧岩浆特征类似。(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_t为0.703 400~0.703 519(t=368 Ma),变化较小,与古海水差别明显;ε_Nd(t)值为+0.77~+5.61,变化较大,与寄主岩(方辉橄榄岩)的Nd同位素组成类似,但不同于海水及沉积物的Nd同位素组成,表明硬玉岩的物质来源与寄主岩有明显继承关系,海水与沉积物的贡献不是主要的。矿物学和岩石学证据支持极地乌拉尔的硬玉岩主要是俯冲带流体与橄榄岩相互作用后并在其中结晶的产物。     

蛇绿岩型金刚石和铬铁矿深部成因

地球上的原生金刚石主要有3种产出类型,分别来自大陆克拉通下的深部地幔金伯利岩型金刚石、板块边界深俯冲变质岩中超高压变质型金刚石,和陨石坑中的陨石撞击型金刚石。在全球5个造山带的10处蛇绿岩的地幔橄榄岩或铬铁矿中均发现金刚石和其他超高压矿物的基础上,我们提出地球上一种新的天然金刚石产出类型,命名为蛇绿岩型金刚石。认为蛇绿岩型金刚石普遍存在于大洋岩石圈的地幔橄榄岩中,并提出蛇绿岩型金刚石和铬铁矿的深部成因模式。认为早期俯冲的地壳物质到达地幔过渡带(410~660 km深度)后被肢解,加入到周围的强还原流体和熔体中,当熔融物质向上运移到地幔过渡带顶部,铬铁矿和周围的地幔岩石以及流体中的金刚石等深部矿物一并结晶,之后,携带金刚石的铬铁矿和地幔岩石被上涌的地幔柱带至浅部,经历了洋盆的拉张和俯冲阶段,最终在板块边缘就位。     

东昆仑祁漫塔格早奥陶世岛弧:中基性火成岩地球化学、Sm-Nd同位素及年代学证据

祁漫塔格山西段鸭子泉祁漫塔格群中发育有中基性火成岩,岩石类型主要为角闪辉长岩、闪长岩、玄武岩及安山岩.其主要地球化学及同位素特征为:(1)基性岩样品的SiO2含量为47.93％～50.54％,MgO为3.40％～6.24％,全铁FeOT为11.24％～14.10％,主要为拉斑玄武岩系列;中性岩样品的SiO2含量为51.5％～59.59％,MgO为2.05～6.42％,全铁FeOT含量为5.65％～9.38％,属于拉斑-钙碱性系列岩石组合;(2)基性及中性火成岩稀土配分型式均为LREE富集的右倾型,(La/Yb)N为1.44～11.69;(3)富集大离子亲石元素Sr、Ba、Th、U,而相对亏损高场强元素P、Zr、Ti等,Nb为明显的负异常,而Ta显示弱负异常;(4)εNd(t=480Ma)介于+1.1～+7.9之间,表明该中基性火成岩在形成过程中受到过俯冲地壳物质的混染.上述特征说明鸭子泉中基性火成岩可能形成于岛孤环境.对闪长岩样品中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素分析,获得206 pb/238U加权平均年龄为480±3Ma,代表了闪长岩的形成时间,这表明在早奥陶世祁漫塔格洋已经存在并开始俯冲,形成鸭子泉岛弧火成岩.     

南天山北缘榆树沟麻粒岩的变质作用及其锆石SHRIMP年龄的研究

南天山北缘榆树沟麻粒岩主要为基性麻粒岩,由多个变质程度不同(低、中、高压麻粒岩相)的岩片被构造作用拼贴到一起。本文对不同麻粒岩开展详细的岩相学研究,识别出的变质作用有:进变质角闪岩相、低压麻粒岩相、中压麻粒岩相、高压麻粒岩相和退变质的中压麻粒岩相、角闪岩相、绿片岩相变质作用。对于有成熟温压计的中压麻粒岩相(即Grt-Opx-Cpx-Plg-Qtz组合)矿物组合的样品进行了温压估算,获得的温度和压力范围为724~826℃和0.64~0.88GPa。对原岩为火山岩的中压麻粒岩相岩石的锆石核部的研究表明,锆石的来源复杂;SHRIMP锆石U-Pb年代学测定显示,锆石的变质生成边的年龄稳定,为390~401Ma,代表了中压麻粒岩相进变质作用的时代。