青藏高原西部蛇绿岩类型:岩石学与地球化学证据

对青藏高原西部地区的班公湖蛇绿岩、狮泉河蛇绿岩、雅鲁藏布江西段蛇绿岩和普兰—当穷蛇绿岩带中代表性岩体的地质学、岩石化学、稀土元素、微量元素、Pb、Sr同位素地球化学研究表明,青藏高原西部地区4条蛇绿岩中的地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩和少量纯橄岩,岩石化学成分具有富镁、贫铝、钙、碱的特点;论述了地幔橄榄岩轻稀土元素富集是由于先经历了较强的部分熔融,后经历了俯冲消减过程中的流体交代的二次过程;微量元素中大离子亲石元素Rb、不活动元素Nb、Zr、Hf和放射性生热元素Th等元素的丰度较高,以及Ti、Sm、Y、Yb等强不相容元素亏损的特点,与交代地幔岩特征类似;Pb、Sr同位素组成具有明显的壳源组分混入的特点,说明青藏高原西部的蛇绿岩曾受洋壳俯冲消减过程中的流体交代作用,蛇绿岩产于SSZ构造环境。对比青藏高原东部、三江、西昆仑地区以及形成于典型的SSZ环境的Troodos蛇绿岩中的地幔橄榄岩,就岩石化学富MgO、轻稀土元素富集而言,它们具有与青藏高原西部基本一致的地质地球化学特征,结合与俯冲岩浆作用有关的玻安岩和埃达克岩产出,说明可能包括三江、西昆仑库地在内的青藏高原不同时代蛇绿岩都主要形成于俯冲消减环境,属于SSZ型蛇绿岩。     

黑龙江黑河地区早白垩世火山岩岩石地球化学特征及其构造环境意义

黑龙江省黑河地区广泛发育侏罗-白垩纪火山岩,但是该火山岩的岩石组合、成因和所表征的大地构造环境目前有很大的争议。本文对该套火山岩开展详细的岩石学、岩石地球化学等研究。该火山岩形成于早白垩世,主要以安山岩英安岩流纹岩为主,包含英安岩、安山岩、粗面岩、流纹岩、安粗岩、玄武安山岩、粗面英安岩、钾玄岩、歪长粗安岩,因此属于弧火山岩的组合。该区火山岩主要为亚碱性系列,岩石Na2O/K2O比值一般>1.2。A/CNK在1附近,为准铝质过铝质岩石。SiO2 TFeO/MgO图上既有钙碱性系列(包括低铁钙碱性系列),又有拉斑系列。SiO2 K2O图上主要为中钾钙碱高钾钙碱系列。SiO2 (Na2O+K2O-CaO)图上主要为钙碱系列、碱钙系列和碱性系列,在SiO2 MgO图中主要落入实验玄武岩的局部熔融范围和镁安山岩系列范围。痕量元素蛛网图显示富集大离子亲石元素,K、La、Zr、Hf、Tb、Tm为峰,亏损Nb、Ta、Ti、Y、Yb等高场强元素。稀土元素球粒陨石标准化配分模式为缓右倾型的模式,轻稀土相对富集,重稀土内部分馏不明显,具有微弱负Eu异常。大部分岩石具有高Sr低Y的特征,其中一些岩石具有adakite岩的特征。上述特征均指示弧火山岩的特征。结合构造环境判别认为该火山岩形成于与洋俯冲有关的环境。推测岩浆可能的源区为俯冲的洋壳、上覆的地幔楔、兴安弧的下地壳。     

高镁安山岩/闪长岩类(HMA)和镁安山岩/闪长岩类(MA):与洋俯冲作用相关的两类典型的火成岩类

本文主要基于对实验岩石学成果的简要评述,讨论与洋俯冲作用有关的两类典型的火成岩类:楔形地幔在含水条件下橄榄岩局部熔融产生的高镁安山岩/闪长岩类(HMA)和俯冲洋壳局部熔融岩浆与地幔楔相互作用产生的镁安山岩/闪长岩类(MA)。提出:(1)识别HMA和MA必须同时运用两套参数系统:SiO2-MgO系统和SiO2-FeO/MgO系统;(2)区别HMA和MA是在它们均符合LF-CA(低Fe钙碱趋势)特征条件下,再用SiO2-MgO系统进一步加以鉴别;(3)识别HMA和MA的方法,或用在给定SiO2时,MgO和FeO/MgO的具体数值,或用图解法。     

华北北缘张宣地区东坪金矿中的两期锆石：对成矿年龄的约束

东坪金矿床位于华北克拉通北部边缘的张宣地区,产于水泉沟碱性杂岩体南部的中细粒正长岩中,属于低硫化物钾长石石英脉型碲金矿床。金矿石包括低硫化物碲金石英脉型和钾质蚀变岩型两种类型。文章对产于东坪金矿1号脉的钾长石石英脉中的锆石进行了成因矿物学和LA-ICP-MSU-Pb年代学的系统研究,结果表明,矿脉中的锆石可以分成岩浆锆石和热液锆石两种成因类型。岩浆锆石具有自形到半自形结构、柱状晶型,在电子探针背散射电子图像(BSE)上呈暗灰色;在阴极发光图像(CL)上具有明显的岩浆振荡环带。热液锆石多呈不规则状充填在岩浆锆石中,也有呈他形晶独立存在的;在BSE图像上呈亮灰白色,而在CL图像上为深黑色(无阴极发光)。岩浆锆石的Th、U含量和Th/U比值相对较低,其U-Pb加权平均年龄为(380.5±2.6)Ma,说明水泉沟碱性杂岩体形成于晚泥盆世。热液锆石的Th、U含量和Th/U比值较岩浆锆石明显增高,U-Pb加权平均年龄为(140.2±1.3)Ma,说明东坪金矿床形成于早白垩世。因此,成岩与成矿年龄相差近240Ma,表明东坪金矿床的形成与水泉沟碱性杂岩体的岩浆侵位事件无直接关系。通过对区域地质背景的综合分析,作者认为成矿流体...     

河北省东坪金矿钾质蚀变岩中的两期锆石年代学研究及意义

河北省崇礼县东坪金矿位于水泉沟碱性杂岩体内, 金矿石包括低硫化物石英脉型和钾质蚀变岩型两种类型。本次工作我们对采自东坪金矿70号脉深部的钾质蚀变岩中的锆石进行了成因矿物学和成矿年代学研究, 结果表明, 矿脉中的锆石可以分成岩浆锆石和热液锆石两种成因类型。岩浆锆石具有自形到半自形结构,在背散射电子图像(BSE)上呈暗灰色, 在阴极发光图像(CL)上具有明显的岩浆振荡环带, 锆石U-Pb加权平均年龄为382.8±3.3 Ma。热液锆石多呈不规则状充填在岩浆锆石中, 在BSE图像上呈亮灰白色, 在CL图像上为深黑色(无阴极发光), 锆石的Th、U含量和Th/U比值较岩浆锆石明显增高, 锆石U-Pb加权平均年龄为140.3±1.4 Ma, 说明东坪金矿形成于早白垩世。140 Ma成矿年龄的发现, 为认识河北省东坪金矿的成矿时代提供了新证据, 具有重要的地质意义。     

北京燕山地区薛家石梁杂岩体特征、成因、源区性质及岩石圈减薄方式

薛家石梁杂岩体位于北京北山地区,在平面上呈北西向的椭圆状,主要由辉长岩、二长辉长岩、二长岩、正长岩和花岗岩组成。根据锆石SHRI MP定年结果为132·8~123·3Ma,形成于早白垩世早期。野外地质特征、矿物学特征、岩石学特征及地球化学特征表明,薛家石梁杂岩体中二长岩是二长辉长岩岩浆与正长岩岩浆混合作用的产物,从辉长岩岩浆到二长辉长岩岩浆经历了结晶分异作用。薛家石梁杂岩体中正长岩具高Sr,低Y及Eu正异常特征,推测其可能来源于加厚陆壳的底部。薛家石梁杂岩体中辉长岩中Mg#值为65,w(Nb)/w(U)值为37·8,这些特征暗示其可能为原生岩浆。辉长岩中ε(Nd)值为-6·5,表明其源区岩石不具亏损地幔特征;而辉长岩具富集Pb、Ti、Nb正异常,Hf的负异常,与EMI型富集地幔特征(具Nb、Hf正异常及Pb的负异常)不一致;辉长岩中Rb、Th、Nb、U、La、Ce元素含量比EMI型富集地幔低一个数量级;杂岩体中N(87Sr)/N(86Sr)与N(206Pb)/N(204Pb)值具正相关关系也表明不具交代富集型地幔特征。因此,我们认为辉长岩岩浆源区应为软流圈地幔,而不是富集型地幔(EMI)。辉长岩中ε(Nd)的负值是辉长岩岩浆与太古宙下地壳相互作用的结果。因此,我们认为中国东部岩石圈减薄的主要机制是岩石圈的拆沉作用。     

中国大陆岩石圈岩石学结构、类型与不均一性

根据中国大陆的地质特征和现今地球物理特征,区分不同地区的岩石圈类型;依据岩石学方法、地球演化模型、地震波速与成分的关系等综合方法,建立了相应类型岩石圈的岩石学结构;根据岩石圈的动力学性质,划分出中国大陆克拉通、造山带、裂谷、边缘海洋壳和岛弧等5大岩石圈类型,首次构建出中国大陆岩石圈岩石学结构模型,展示了中国大陆岩石圈的不均一特征。     

华北太行—燕山—辽西地区燕山期(J—K)造山过程与成矿作用

太行—燕山—辽西造山带是中国东部一个重要的燕山期(J—K)Au-Mo-Pb-Zn-Ag-Cu-Fe金属成矿带,亦是燕山期煤田分布的重要地带。讨论了该区18个燕山期金属矿床及其相关的侵入体的同位素年龄,两者在时间上的总体一致性,以及重要煤田的形成与特征时代的沉积建造相伴生,均从年代学的约束方面提供了成矿作用与燕山期岩浆—构造事件的成因联系。在已有的燕山造山带岩浆构造事件序列的基础上,把成矿作用纳入其中,提出了该造山带燕山期岩浆—沉积—构造—成矿事件序列的初步框架。进而,从物质组成的角度,讨论了该造山带金属成矿作用与火成岩组合的成因联系;同时也讨论了成矿作用可能的源区以及成矿作用的阶段性与造山带之间的成生联系。提出了造山带与成矿作用的初步框架模型。前造山幕—初始造山幕(J1)和后造山幕(K21)比较宁静的构造环境和湿热环境为煤田形成提供良好的动力学环境。同造山幕的大规模岩浆活动为金属矿床形成提供重要背景:早期造山幕(J2)伴随古老下地壳的熔融,生成以安山质为主的岩浆活动及伴生主要的Au和Pb、Zn矿床;峰期造山幕(J3),陆壳升温达峰值,导致上地壳岩石的大规模熔融作用,形成大规模花岗质岩浆的侵入,伴生大量Mo矿;晚期造山幕(K11),“过热的”上部地壳开始降温,壳幔深部的镁铁质岩浆更多地喷出和侵入,伴生Fe矿床的形成,同时,新形成的侏罗纪下地壳熔融,伴生Cu矿。     

火成岩组合与构造环境:讨论

讨论了不同构造环境下的火成岩组合:(1)洋中脊扩张,(2)洋岛,(3)岛弧,(4)MORS型和SSZ型蛇绿岩,(5)活动大陆边缘弧,(6)与俯冲作用有关的火成岩弧的组成极性,(7)大陆碰撞,(8)大陆裂谷,(9)稳定的克拉通或地台等环境的火成岩组合。强调不同作者采用不同的参数坐标定义的拉斑玄武岩系列(TH),钙碱性系列(CA)和碱性系列(A)等学术含义的差别,指出不要因为在语言书写上的相同混淆了它们在学术含义上的差别,而造成有关构造环境识别的误解。探讨了识别洋中脊扩张型(MORS)和洋俯冲带上面(SSZ)蛇绿岩(套)在火成岩组合上的差别。基于高温高压实验成果,提出定义高镁安山岩(HMA)时,对应于w(SiO2)的w(MgO)的最低值(表2)。讨论了镁安山岩—英安岩(MAD)和埃达克岩(adakite)的术语,建议采用Kay(1978)的镁安山岩—英安岩来定义(而不是用adakite来定义)俯冲洋壳板片局部熔融产生的岩浆,认为具高Sr/Y,低FeO/MgO,高MgO,高Ni,Cr的镁安山岩—英安岩才能满足板片熔浆(slab-melt)特征的要求,而不是只强调高Sr/Y这个指标。根据有关大陆碰撞造山的不同分类方案及其术语的确切含义,强调了后造山与大陆裂谷环境的A型/r的识别在于前者与CA/r共生,后者则无CA/r共生,A与CA的学术含义是Peacock钙碱指数的分类。