PETROLOGY 1.IGNEOUS PETROLOGY

正20140707Bai Yunshan(Wuhan Center,China Geological Survey,Wuhan 430205,China);Duan Qifa Geological Characteristics and Tectonic Significance of Volcanic Rocks from Kenan Formation of the Upper Triassic in Zhahe Area,Southern Qinghai Province(Geology and Mineral Resources of South China,ISSN1007-3701,CN42-1417/P,29(2),     

Impact of gneissic layering and localized incipient melting upon melt flow during experimental deformation of migmatites

In this study, we test experimentally the role of compositional layering as a key parameter for controlling melt flow in a natural migmatite during coaxial deformation. We performed in – situ pure-shear experiments on two natural gneisses. The first gneiss is weakly foliated with minerals homogenously distributed. The second gneiss shows a pronounced compositional layering of alternating quartz – feldspar – rich and biotite – muscovite – rich layers. Experimental conditions were selected to obtain homogeneous melt distribution in the homogeneous gneiss and heterogeneous melt distribution in the layered gneiss. Initial melt distribution is not modified by deformation in experiments on the homogeneous gneiss, implying that melting products did not migrate from their initiation sites. In contrast, melt flowed in shear zones or in inter-boudin positions during experimental deformation of the heterogeneous gneiss. These experiments attest to the strong influence of initial gneissic layering on melting pattern, melt segregation and flow during deformation of partially molten rocks.     

电子探针测年方法应用于粤北长江岩体的铀矿物年龄研究

晶质铀矿被认为是花岗岩型铀矿成矿的主要矿源提供者,在评价岩体的含矿性和确定成岩成矿年龄方面有重要意义。长江岩体属于诸广山复式岩体的一部分,是粤北地区重要的产铀花岗岩体,本文利用电子探针对该岩体中的铀矿物进行研究。结果表明:长江岩体中的铀矿物多以充填或被黄铁矿包围的形式存在,或者分布于石英、黑云母、绿泥石等矿物中;铀矿物类型主要有晶质铀矿、沥青铀矿、铀石、铀钍石四种。晶质铀矿/沥青油矿的化学年龄值可分为三组:~155 Ma、~106 Ma和~74 Ma。第一组年龄代表岩体的形成时代,后两组年龄代表铀矿的多期次成矿作用年龄。铀矿物从成岩后到~106 Ma,成分没有发生明显变化,直到~74 Ma后才发生明显的U元素活化、迁移。因此,可以推测长江岩体地区主要的铀矿成矿期应发生在~74 Ma及之后。     

全球冥古宙的研究进展和存在问题

冥古宙是地球上最老的一个地质历史时期,由于缺少可靠的岩石记录一直没有得到国际地学界的重视和承认,到2004年才在建议的国际地层表中使用了冥古宙这一术语,定义从地球形成到出现地球最老岩石这段地球历史。但冥古宙与太古宙没有明确的地质界线,一些研究者提出了不同的年代界线(3.85Ga,4.0Ga,4.03Ga),目前还存在较大分歧。目前已知残存的冥古宙岩石只有两处,一处是加拿大的阿卡斯塔片麻岩(Acasta gneiss)中两个英云闪长岩和一个变质花岗闪长岩。前者锆石U-Pb年龄为4002±4Ma和4012±6Ma,后者为4031±1Ma。另一处是东南极索尼山(Mount Sones)的麻粒岩相英云闪长质片麻岩,已获得U-Pb年龄为3927±10Ma。世界上最老的表壳岩(≥3870Ma)出露在格陵兰。冥古宙年代久远,地球形成最初的600~700Ma的初始岩石经历了陨石撞击、地壳再循环、重熔等改造,甚至再循环到地幔,几乎已经消失殆尽。目前主要以年轻岩石中的碎屑锆石或继承锆石作为桥梁,来追索这些古老锆石原来母岩的类型、特征及成因。3800Ma的碎屑锆石已在全球十多个地区发现,而以西澳伊尔岗克拉通的杰克山最多最全,从3800Ma到4404Ma都有,在3840Ma,3900~3920Ma,4000~4200Ma,4260~4300Ma和4404Ma显示峰值,其中以3900~4200Ma最为发育,4404Ma是目前世界公认的最老碎屑锆石。此外在北美克拉通、南非克拉通、华北克拉通等古老克拉通以及一些年轻造山带中都发现有冥古宙的碎屑锆石,这些锆石是追索冥古宙地质事件的重要桥梁。通过对冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多值得重视和进一步研究的课题和内容。包括早期地壳的性质,一些锆石具有与太古宙之后岩浆锆石特征相似的环带结构,因此这些碎屑锆石的母岩大部分被认为相当花岗质,来自老地壳的重熔。冥古宙碎屑锆石的Hf同位素等综合分析表明这些碎屑锆石来源于中性熔岩的结晶,或许表明早期地壳具有中性成分特征。冥古宙锆石的成因也是一个重要的课题,根据锆石中钛的含量、锆石Ti饱和温度计计算的温度以及锆石的一些结构特征,有的研究者提出冥古宙相当一部分碎屑锆石是陨石撞击导致的岩石熔融结晶产生的,是追溯地球早期撞击事件的重要手段。在4300Ma的碎屑锆石中包裹有金刚石和石墨晶体,前者表明锆石的母岩曾处于高压条件,而后者石墨的碳同位素接近有机碳,有人认为可能为生命起源的迹象。多个地区的碎屑锆石的边部Th/U比值低,U-Pb年龄为4000Ma左右,属于变质作用的产物,表明当时地壳已具有一定厚度。冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多重要的问题,但是由于资料有限,有些认识还存在矛盾,还需要获得更多实际资料,才能对冥古宙的地质事件过程取得更可靠的科学认识。因此今后应加强可能赋存古老碎屑锆石地区的寻找,并发现更多古老碎屑锆石。对现有的古老碎屑锆石加强综合研究以及各地区的对比研究。     

胶东型金矿：与壳源重熔层状花岗岩和壳幔混合花岗闪长岩有关的金矿

胶东型金矿是与壳源重熔形成的层状岩浆活动和壳幔混合岩浆活动有关的金矿床,由于成矿时所处构造位置和容矿构造不同而表现为不同的类型,涵盖破碎带蚀变岩型、石英脉型等胶东地区所有金矿床类型。玲珑花岗岩是壳源物质长期处于高温高压下且熔融形成的多物质来源层状岩体,其析出的高温碱性热液溶解金等成矿物质形成初始含矿热液。岩体抬升过程中在其边部往往容易形成拆离带,在岩体中形成脆性断裂构造,均为成矿结构面。后期壳幔混合成因的郭家岭花岗闪长岩,侵入于玲珑层状花岗岩中并一起隆升,使郭家岭花岗闪长岩附近区域的成矿结构面进一步扩大,矿液浓度进一步增大,当上升到特定深度时形成金矿体。玲珑花岗岩和郭家岭花岗闪长岩共同构成成矿地质体,重熔的玲珑层状岩体是成矿基础地质体,郭家岭花岗闪长岩加强了金矿的成矿作用。该认识对开辟胶东新的找矿思路和找矿靶区有很好的指导作用,据此初步预测新的大型拆离带是金矿集中成矿区域,可能成为将来有望取得重大突破的矿集区。     

青藏高原片麻岩穹窿与找矿前景

片麻岩穹窿是研究俯冲-折返和碰撞-折返造山过程的重要窗口。已查明的大量青藏高原片麻岩穹窿(群)分布在古特提斯和新特提斯大洋俯冲-折返以及地体碰撞-折返过程中。松潘-甘孜造山带中雅江甲基卡片(麻)岩穹窿的三叠纪变质片岩的含矿伟晶岩脉中发现了超大型锂矿床,揭示片(麻)岩穹窿构造与同构造花岗岩、含矿伟晶岩脉以及大型印支滑脱带在时空和成因上有天然联系,为片麻岩穹窿的找矿前景提供了范例。     

河南嵩县店房金矿区花岗斑岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及岩石地球化学

华北陆块南缘外方山店房金矿区内出露后沟、水漉塘和店房钾长花岗斑岩体(脉),其与隐爆角砾岩筒及金矿化有密切的空间关系。为查明钾长花岗斑岩体的侵位时代、岩石成因和源区性质,本次开展了锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素及岩石地球化学分析等研究。结果表明岩体具有高硅、高钾、富铝、低镁的特征,属钾玄岩系列Ⅰ型花岗岩,轻重稀土元素分馏明显,具有弱的Eu负异常,岩石富集Rb、K、Ba等,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等元素。锆石具有核—边结构,其中锆石边SHRIMP U-Pb年龄142.6±2.1Ma(MSWD=1.4),_(εHf)(t)=-23.0~-13.8,两阶段模式年龄主要集中于2075~2652 Ma;锆石核LA-ICPMS U-Pb年龄可分为两组,即2169~2336Ma和1732~1881Ma,Hf同位素组成可分为两组,_(εHf)(t)分别集中于-13.1~-4.8和-4.5~3.7,模式年龄主要集中于2376~2805Ma。表明钾长花岗斑岩体形成于142.6±2.1Ma的早白垩世早期,岩浆可能由2169~2336Ma的古老下地壳新太古代太华群部分熔融而成,并有地幔组分参与,岩浆在上升或定位过程中捕获了1732~1881Ma熊耳群火山岩的锆石。结合区域构造背景认为,该岩体是早白垩世古太平洋板块向欧亚大陆俯冲致使华北陆块岩石圈减薄伸展而引起的岩浆活动的产物。     

青藏高原拉萨地块西部念青唐古拉岩群的地球化学特征及构造意义

拉萨地块西部呈断块状沿狮泉河-申扎-嘉黎蛇绿混杂岩带附近分布的念青唐古拉岩群被认为是前寒武纪变质基底。本文对念青唐古拉岩群进行了系统的岩石学、地球化学、同位素年代学及构造地质学研究。研究结果表明片岩-片麻岩-变粒岩含十字石、石榴子石等特征变质矿物,遵循粒度分异规律,其原岩可能为来自冈瓦纳古陆核北缘中新元古代弧盆体系的活动大陆边缘浊积岩。斜长角闪岩具低硅、高铁镁、富钙的基性岩特征,其原岩为岛弧型基性火山岩。念青唐古拉岩群中的花岗伟晶岩锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为1150±13Ma,具过铝质S型花岗岩地球化学特征,可能为中元古代(1150±13 Ma)以前就开始沉积的念青唐古拉岩群基底岩石通过部分熔融形成。与花岗伟晶岩渐变过渡接触的二云斜长片麻岩第一组变质重结晶锆石U-Pb年龄为701±15 Ma,结合十字石特征变质矿物,暗示了该地区中温高压变质作用的峰期变质,变质程度达角闪岩相;第二组热液流体锆石UPb年龄为301±8.4 Ma,可能与冈瓦纳大陆北缘古特提斯洋演化过程中的岩浆热液作用有关。     

川西义敦岛弧稻城花岗岩体和海子山花岗岩体锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及地质意义

义敦岛弧形成于晚三叠世大规模俯冲造山作用过程中,位于松潘-甘孜褶皱带和羌塘地体之间。稻城岩体和海子山岩体分别为义敦岛弧上出露的晚三叠世和白垩纪花岗质岩体。结合野外考察,本文对上述岩体进行岩相学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素的研究,结果表明,1稻城岩体和海子山岩体主要矿物为斜长石、钾长石、石英和黑云母,副矿物为锆石、榍石、磁铁矿和磷灰石等;钠质斜长石颗粒,以及钾长石和石英不连续出现,表明二者均属于低熔线花岗岩,是含水条件下,在与造山事件有关的环境中形成。2稻城岩体的侵位年龄为217.4Ma,属晚三叠世花岗岩侵入体,εHf(t)为-7.1~-0.1,二阶段模式年龄(tDM2)为1.26~1.7Ga,表明在中元古代与扬子克拉通经历了共同的地壳演化历史;海子山岩体的形成时代为98.3 Ma,为白垩纪时期产物,εHf(t)变化于-12.1~+2.5,二阶段模式年龄(tDM2)变化于1.0~1.93Ga。3结合前人研究成果,本文认为稻城岩体源岩可能是与扬子克拉通有关的中元古代的下地壳物质,在甘孜-理塘洋俯冲闭合后的同碰撞造山阶段,因地幔岩浆底侵作用而发生了部分熔融,同时伴有少量的亏损地幔成分加入,之后上升侵位于中—上地壳,并且侵位后经历了快速的冷却过程。海子山岩体是与俯冲有关的造山后伸展环境下形成的A2型花岗岩,源岩主要为中元古代地壳物质,同样有少量地幔物质加入,在白垩纪时侵位于地壳较浅部位,之后亦同样经历了快速的冷却过程。     

鞍山地区东鞍山花岗岩年代学、地球化学特征及成因研究

鞍山地区位于华北地台东北部辽宁省,区内保留有3.8~2.5Ga连续的地质记录。对位于鞍山市南侧的东鞍山花岗岩进行了SHRIMP锆石U-Pb同位素分析、白云母Ar-Ar同位素分析及岩石地球化学分析。SHRIMP测年结果为3004±7Ma,代表岩石的形成年龄,Ar-Ar测年结果为2545±16Ma,代表岩石受到构造热事件扰动的时间。岩体地化特征为富硅(Si O2=72.95%~75.37%,平均值为74.18%)、富碱(K2O+Na2O=7.05%~8.45%)、富铝(Al2O3=12.95%~15.44%),低钙(Ca O=0.13%~0.66%)。在稀土元素配分图上,曲线呈明显的右倾趋势,且有较明显的负Eu异常,重稀土分馏不明显。在微量元素洋中脊玄武岩标准化蛛网图上可以看出,东鞍山花岗岩强烈亏损Nb、P、Sr、Ti,富集大离子亲石元素Rb、K、Nd和高场强元素Th、U。岩石地球化学特征表明东鞍山花岗岩岩浆来源为壳源,残留相可能由石榴石+辉石+角闪石+斜长石组成。将鞍山-本溪地区3个3.0Ga花岗岩(东鞍山花岗岩岩体、铁架山二长花岗岩岩体以及弓长岭片麻状花岗岩)的地球化学数据进行对比,发现三者的地球化学存在较大差异,为三个独立的岩体。三个岩体最初可能发育在一个陆块之上,然后在25.5亿年左右分离开来,最后在25亿年左右再次拼贴到一起。