内蒙古阿巴嘎旗白音图嘎地区晚石炭世花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb定年及其地质意义

内蒙古白音图嘎地区位于西伯利亚板块东南缘晚古生代陆缘增生带,地处二连—贺根山板块对接带西北侧,该区发育大量晚古生代花岗岩,主要岩石类型为斑状二长花岗岩和碱长花岗岩。本文对该区花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和岩石地球化学测试。结果表明:斑状二长花岗岩和碱长花岗岩锆石U-Pb年龄分别为302.8±1.3Ma(MSWD=1.4)和301.1±0.6 Ma(MSWD=0.84),属于晚石炭世;岩石地球化学数据显示,岩体属钾玄岩系,具有高硅(SiO_2=70.83%~75.01%),富碱(Na_2O+K_2O=11.58%~13.20%),贫钙(CaO=0.50%~1.22%)和镁(MgO=0.11%~0.33%)特征。铝饱和指数A/CNK=0.81~1.01,为准铝—弱过铝质花岗岩。岩体整体富集Rb、Th、U等大离子亲石元素(LILEs),亏损Ba、Sr以及高场强元素(HFSEs)Nb、Ta、P、Ti;LERR富集,HERR相对亏损,具有明显的负Eu异常(δEu=0.11~0.43)。初始岩浆温度(759.33℃~801.81℃)和岩石地球化学分析表明,白音图嘎花岗岩具有A型花岗岩特征。同时,低的Nb/Ta(7.38~19.50)、Zr/Hf(29.61~35.26)和Sm/Nd(0.22~0.32)比值指示其源岩为壳源。综合研究表明,白音图嘎花岗岩为陆壳变杂砂岩部分熔融的产物,形成于晚石炭世早期西伯利亚板块和华北板块后碰撞作用的板内伸展环境,为兴蒙造山带晚古生代构造岩浆演化及古亚洲洋闭合的时限提供了新的约束和佐证实例。     

山西吕梁地区吕梁群变基性火山岩原岩形成年龄、地球化学特征及形成环境

华北克拉通古元古代中期构造环境及演化至今尚存有争议,该时期相关岩浆作用的成因研究可为这些问题的解决提供重要证据。本文对华北克拉通中部山西吕梁地区古元古代中期形成的吕梁群近周营组基性火山岩开展综合研究,获得2 180±19 Ma 的形成年龄,岩石地球化学低TiO₂、高Al₂O₃ 和K₂O,属钙碱性系列。微量元素富集Rb、Ba、Th、U、Sr 等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti 和P等高场强元素,富集Pb,具轻稀土略富集、铕弱异常的右倾稀土模式,与典型消减带弧岩浆产物特征一致。同位素组成显示正ε_Nd（t）= 1.0～2.6 和ε_Hf（t）= 1.8～9.2, 指示它们来源于亏损地幔,低的Ti/Y（246～385）和Ce/Y 值（0.99～1.77）进一步揭示,地幔源区受到俯冲流体的交代和沉积物的参与,是楔尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩过渡带略亏损地幔区发生部分熔融,并经历了橄榄石、单斜辉石等矿物分离结晶作用而形成。结合同期埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武岩-安山岩组合以及弧花岗岩类的出现提出,2 200 Ma 华北中部带已演化至活动大陆边缘弧的构造环境。     

东昆仑夏日哈木铜镍矿床Ⅱ号岩体辉长岩形成年龄与找矿潜力

东昆仑夏日哈木铜镍矿床以赋存110万吨Ni金属成为全球镍床近二十年来最重要的发现之一,也是仅次于金川岩浆铜镍矿床的中国第二大铜镍矿床。矿区发育5个镁铁-超镁铁质岩体,目前仅Ⅰ号镁铁-超镁铁岩体内发现了具有经济价值的超大矿体,110万吨Ni金属均赋存Ⅰ号岩体内;其他4个岩体中仅Ⅱ号岩体发现了矿化,是多种构造体制叠加岩浆活动的结果。调查发现Ⅱ号岩体的主要岩性是辉长岩,LA ICP-MS锆石U-Pb测试获得Ⅱ号岩体辉长岩的成岩年龄为385.2 Ma,比Ⅰ号岩体成岩成矿时代稍年轻,属于早泥盆世岩浆活动的产物。岩浆铜镍矿体多赋存于辉石岩与橄榄岩中,辉长岩内一般无经济价值的矿体存在。在夏日哈木矿区,辉长岩基本是含矿辉石岩及橄榄岩的围岩,辉长岩中所见的铜镍矿化也是后期岩浆活动贯入的表现。结合区域年代学综合分析认为,夏日哈木超大型岩浆铜镍硫化物矿床的形成,是早泥盆世早期岩浆活动于柴达木盆地边缘东昆仑造山带夏日哈木地区具体的成矿表现。目前所发现的Ⅱ号岩体以辉长岩为主,不具备成镍矿良好条件,较难发现有经济价值的铜镍矿体。     

新疆卡拉麦里地区早泥盆世洋内弧：来自火山岩地球化学及锆石U-Pb 年龄的证据

新疆东准噶尔卡拉麦里地区早泥盆世火山岩由玄武岩和玄武安山岩组成,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,获得玄武安山岩锆石的U-Pb年龄为404.5±1.9 Ma,表明喷发时代为早泥盆世。岩石地球化学显示早泥盆世火山岩属岛弧拉斑系列,具相对较高的Mg^# 值(41.25～55.32)及较低的Nb(1.11×10^{- 6}～2.42×10^{- 6})、Zr(73.9×10^{- 6}～95×10^{- 6})和ΣREE(81.50×10^{- 6}～121.80×10^-6)含量。富集大离子亲石元素(LILE：K、Rb、Ba)和轻稀土元素(LREE),而亏损Ta、Nb和Ti高场强元素（HFSE：Ta、Nb、Ti）,并显示Eu弱的亏损,这些特征与岛弧火山岩类似,其原始岩浆可能起源于俯冲流体交代的亏损地幔楔的部分熔融。结合区域地质背景,认为早泥盆世火山形成于洋内弧的构造环境,为卡拉麦里古洋盆向北俯冲消减的产物。这是在卡拉麦里地区首次报道的洋内弧火山岩,这一新的发现和认识对研究东准噶尔古生代洋盆演化及区域构造格局均具有重要的意义。     

南极半岛屈韦维尔岛白垩纪中期火山岩浆作用及其构造指示:锆石U-Pb年代学和Hf同位素制约

南极半岛长期以来位于冈瓦纳古陆的西缘,是冈瓦纳古陆最后裂解的发生地。南极半岛内出露有大量的中新生代火成岩,关于其成岩期次、源区性质以及产出的动力学背景等尚存争议,从而影响到对南极半岛构造演化的认识。本文报道了南极半岛中部构造域屈韦维尔岛地区出露的安山质火山岩、闪长玢岩脉及其中闪长岩捕掳体的LA-MC-ICP-MS锆石UPb年代学和Hf同位素分析数据。其中含角砾安山质熔岩、安山质火山角砾岩、中粒闪长岩捕虏体和闪长玢岩脉4件样品的锆石U-Pb测年结果分别为103.3±1.7Ma、101.9±1.8Ma、92.0±1.2Ma和85.7±07Ma,表明该岛在白垩纪中期存在三幕火山岩浆作用事件:第一幕约为102Ma发生的强烈火山喷发;第二幕约为92Ma的闪长岩侵入作用;第三幕约为86Ma的闪长玢岩体侵入作用。锆石的Hf同位素原位分析结果表明,主要测点的εHf(t)值在+2.5~+7.9之间,平均值为+4.4,其一阶段Hf模式年龄为505~678Ma,表明白垩纪中期出露的火成岩可能由新元古代-寒武纪的亏损地幔物质部分熔融所形成。结合前人研究成果,得出本岛出露的火成岩形成于冈瓦纳古陆裂解过程所伴生的俯冲岛弧环境中,是构成南极半岛中部岩浆弧构造域的主体岩性之一。     

钦-杭结合带南段新元古代俯冲作用:来自粤西贵子混杂岩变基性岩年代学和地球化学的证据

新元古代以来,扬子地块和华夏地块拼贴形成钦-杭结合带。粤西贵子混杂岩为揭示钦-杭结合带南段地质演化提供了一个重要的窗口。贵子混杂岩构造岩块为强烈变形-变质的变基性岩、深海硅质岩,基质为石英岩、云母片岩以及具鲍马序列富锰质硅泥质岩等。对混杂岩中变基性岩年代学和元素地球化学分析显示,锆石U-Pb年龄为948±11Ma,除少部分属低钾(拉斑)外,其余均为钙碱性系列,CIPW标准矿物成分属石英拉斑玄武岩-橄榄拉斑玄武岩组合。变基性岩具有高TiO_2(平均1.85%)、P_2O_5(平均0.21%)的特点;无Eu异常或轻微负异常,配分曲线右倾(球粒陨石标准化(La/Yb)N=2.65~3.89),大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U)富集,高场强元素(Nb、Zr、Hf)轻微亏损,表现为洋壳消减作用下岛弧岩浆岩特征。高的Nb(7.56×10~(-6)~16.11×10~(-6),均大于7×10~(-6))、Nb/U(18.39~25.65)、(Nb/La)N(0.76~0.94,原始地幔标准化)显示为岛弧环境富Nb玄武岩。本研究认为,云开地块出露的这套构造混杂岩,是新元古代古华南洋俯冲在钦-杭结合带南段的记录,可为该带的南东边界提供线索。     

甘肃大佛寺、金佛寺花岗岩体的锆石U-Pb年龄、Hf-O同位素和全岩地球化学特征及地质意义

走廊过渡带大佛寺花岗岩为弱过铝质(A/CNK=1.03~1.06),SiO_2(76.7%~78.9%)、全碱(Na2O+K2O=7.7%~8.3%)、Rb(303×10~(-6)~383×10~(-6))、Nb(32×10~(-6)~42×10~(-6))、重稀土(Yb~8×10~(-6))含量以及和FeOT/MgO(6.3~7.6)、Ga/Al(3×10-4)、Rb/Ba(3.0~6.2)比值较高,MgO(~0.1%)、CaO(0.5%~0.6%)含量较低,Ba、Sr、Eu、Ti强烈亏损,属A型花岗岩,其源岩可能为泥质岩。大佛寺花岗岩中锆石δ18O和εHf(t)值分别为7.8‰~8.6‰(平均8.24±0.13‰)和-4.8~-2.0,Hf同位素两阶段亏损地幔模式年龄1540~1717Ma,岩浆温度达到~820℃以上。北祁连造山带北缘金佛寺花岗岩为过铝质(A/CNK=1.0~1.1),SiO_2(65.5%~75.0%)、MgO(0.6%~2.2%)、Fe2O3(1.9%~5.2%)、TiO_2(0.3%~0.8%)含量变化较大,其主量和微量元素特征与北祁连造山带的柴达诺花岗岩相似,源岩可能包括杂砂岩和角闪岩。金佛寺花岗岩的锆石δ18O为7.4%~9.7‰(平均8.03±0.36‰),εHf(t)在-0.5~+1.9之间,Hf同位素两阶段亏损地幔模式年龄为1289~1439Ma,岩浆温度达到800~900℃。走廊过渡带大佛寺花岗岩、北祁连造山带北缘金佛寺花岗岩的锆石U-Pb SIMS年龄分别为426.1±2.8Ma、424.0±1.6Ma,不同构造单元发育同时期岩浆活动以及A型花岗岩的出现,表明在~425Ma北祁连洋盆已经闭合,北祁连造山带及邻区进入到后碰撞拉伸阶段。     

辽东半岛北部三家子石榴斜长角闪岩变质演化P-T-t轨迹及其地质意义:来自相平衡模拟与锆石U-Pb定年的约束

石榴斜长角闪岩常蕴含着丰富的变质反应结构,对古元古代造山带构造热演化过程研究具有十分重要的科学意义。胶-辽-吉带辽东半岛北部三家子地区出露的石榴斜长角闪岩,主要以岩脉的形式顺层侵入至南辽河群(里尔峪岩组)含黑云母的斜长片麻岩之中。三家子石榴斜长角闪岩以发育典型的"白眼圈"结构为特征,并保留了三个不同演化阶段矿物组合,峰前矿物组合为分布于石榴子石内部细粒包体矿物,主要包括角闪石+石英+磁铁矿+钛铁矿(M_1);峰期矿物组合为石榴子石+角闪石+单斜辉石+斜长石(An=44~45)+石英+钛铁矿(M_2);峰后退变质阶段矿物组合为角闪石+斜长石(An=64~90)+石英+钛铁矿+磁铁矿+榍石(M_3)。相平衡模拟与矿物对地质温压计算表明,三家子石榴斜长角闪岩峰前变质阶段(M_1)、峰期变质阶段(M_2)与峰后退变质阶段(M_3)稳定的P-T条件分别为:P=0.68~0.72GPa、T=570~600℃,P=0.98~1.01GPa、T=690~710℃,P=0.52~0.61GPa、T=670~700℃。锆石矿物包体扫描电镜分析、锆石CL图像分析与锆石LAICP-MS U-Pb定年的综合研究表明,三家子石榴斜长角闪岩原岩形成时代为2.17~2.06Ga之间;近峰期高压角闪岩相变质的时代为1.96~1.94Ga;峰后近等温减压中-低压角闪岩相退变质时代为1.92~1.83Ga,记录该组年龄的变质锆石微区含有典型的中-低压角闪岩相矿物包体(角闪石+斜长石(An=60~90)+石英+磷灰石)。综合以上分析,本文初步认为三家子石榴斜长角闪岩具有顺时针P-T-t轨迹,其主要特点是从M_1到M_3表现为升温升压的变质过程,并达到变质作用的峰期阶段,峰后开始表现为近等温减压的变质过程,随后可能表现为冷却降温的退化变质过程。因此,它们与胶-辽-吉带古元古代造山作用有关的构造增厚作用有密切关系。     

辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽宁省辽阳地区出露有大面积的古元古代辽河群地层,在辽河群里尔峪组及高家峪组中识别出一套酸性火山岩。本文通过对酸性火山岩同位素年代学及地球化学研究,用以限定辽河群形成时代,并进一步探讨其形成的动力学背景。这套酸性火山岩岩性包括流纹岩、变流纹质含角砾凝灰岩、角岩化流纹岩和弱硅化流纹岩,对其中6件样品利用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年。CL图像显示辽河群酸性火山岩中的锆石均具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值,显示为岩浆锆石。锆石U-Pb年龄可分为3期:2190~2180Ma、2110~2100Ma、1970~1960Ma,结合其中存在继承锆石的结果认为辽河群至少存在3期岩浆活动,将辽河群形成时代限制于2.19~1.96Ga,其形成时代大约持续了230Myr左右。野外接触关系的观察及酸性火山岩的年代学特征从另一个方面揭露辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系。前人研究表明"辽吉花岗岩"形成年龄为2.16Ga,通过野外观察其与辽河群之间均为构造接触。D1442-1和D1444-2两个样品锆石U-Pb测年结果为2180±12Ma、2190±13Ma,均略早于"辽吉花岗岩",结合其与辽河群野外关系,认为"辽吉花岗岩"应该不是作为沉积基底,而是与辽河群为同一构造运动的产物。辽河群流纹岩Al_2O_3含量16.33%~16.90%,K_2O含量4.62%~4.77%,K_2O+Na_2O含量5.97%~7.54%,含铝指数(A/CNK)比较高为1.27~1.50,为过铝质岩石,显示富铝、高钾特征。此外流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常,亏损Ba、Sr、Ti,较高的Zr及(Zr+Nb+Ce+Y)含量、10000Ga/Al比值等特点都显示为A型花岗岩,说明其形成于地壳减薄环境。本文在辽河群中识别出一套酸性火山岩与前人在南辽河群识别出的变质流纹岩组成了酸性端元(2201~1960Ma),同时期存在的基性火成岩(2198~1869Ma)为基性端元,证明了辽河群"双峰式火山岩"的存在,暗示辽河群形成于伸展拉张环境。     

西藏安多早侏罗世火山岩岩石成因及对班公湖-怒江特提斯洋俯冲消减的制约

拉萨地块广泛分布着中生代的岩浆活动,研究它们对于认识特提斯洋的演化过程有着重要的启示。本文报道安多地区新识别出的早侏罗世岛弧型火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、锆石原位Hf同位素、全岩主微量元素分析和Sr-Nd同位素结果。英安岩206Pb/238U年龄为180.7±4.7Ma(MSWD=0.22,n=10),指示其形成时代为早侏罗世。这些火山岩的SiO_2含量为62.50%~76.15%,MgO含量为0.33%~3.05%,Fe_2O_3T含量为2.35%~6.69%;所有样品都显示轻稀土元素相对富集,具有铕的弱负异常,具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的地球化学特征;同时这些火山岩锆石原位εHf(t)值均为正值(+15.1~+17.1);全岩Sr-Nd同位素εNd(t)值也均为正值(+7.1~+13.2),指示这些火山岩很可能是特提斯洋俯冲消减过程中新生下地壳部分熔融的产物。结合区域地质资料,认为安多火山岩不可能是龙木错-双湖古特提斯洋或雅鲁藏布江新特提斯洋俯冲消减的产物,而是班公湖-怒江特提斯洋俯冲消减的产物,区域上很可能与改则北、日土地区的侏罗纪侵入岩一起构成了班公湖-怒江特提斯洋北侧的岩浆弧带。由此本文认为安多早侏罗世岛弧型火山岩是班公湖-怒江特提斯洋北向俯冲消减的产物,从而为班公湖-怒江特提斯洋的俯冲消减过程提供了直接的火山岩证据。