CCSD主孔榴辉岩中金红石微量元素特征：LA-ICPMS分析及其意义

对中国大陆科学钻探（CCSD）主孔200~1005m范围内8件榴辉岩样品的金红石进行了LA-ICPMS原位微区微量元素分析,结合前人已发表的全岩和金红石分析数据,研究结果发现：在不同类型榴辉岩中,金红石的微量元素与其全岩成分具有不同的相关关系。金红石中的Nb和Ta元素含量不同程度地受控于全岩Nb和Ta含量。在高钛和低镁钛榴辉岩中,金红石的Cr与全岩Cr/TiO₂正相关;在富镁榴辉岩中,金红石的Cr含量受全岩MgO含量的控制;在高钛和富镁榴辉岩中,全岩成分明显影响着金红石的Zr含量,金红石Zr温度计可能不适用。低镁钛榴辉岩的金红石的平衡温度普遍低于榴辉岩峰期变质温度,可能是变质流体参与下的扩散作用和退变质作用所致;多数情况下,单个样品中大部分金红石颗粒的Zr含量是均匀的,金红石Zr温度计所给出的温度可能代表着退变质再平衡的温度;CCSD榴辉岩的全岩Nb/Ta比值普遍低于其中金红石的Nb/Ta比值,不支持金红石榴辉岩可能是地球上超球粒陨石Nb/Ta比值储库的观点。     

变泥质岩的深熔作用与具铈（Ce）负异常熔体的成因

对美国加州南Sierra Nevada岩基中一个典型的中生代变质表壳岩及其混合岩带进行了详细的野外观察和元素地球化学研究。研究发现:在持久(约为150Ma)的花岗岩侵位作用下,早白垩世变泥质岩发生达角闪岩相的中高级变质作用和部分熔融,导致Isabella混合岩的形成;浅色体具有和变泥质岩及混合岩近平行的REE分布模式,但浅色体的LREE含量相对较低;和变泥质岩相似,混合岩中的浅色体具有显著的Ce负异常。野外观测、岩相观察及元素地球化学特征表明,浅色体显著的Ce负异常是继承了原岩的Ce负异常特征,而不是由于副矿物(磷灰石、独居石或锆石)的差异溶解或结晶分异作用造成的。早白垩世变泥质岩(浅色体的原岩)主要由泥质及沙质海相沉积物组成,局部夹基性火山灰和火山碎屑,形成于与大陆岛弧密切相关的浅海环境。原岩的Ce负异常反映了较还原的浅海沉积环境。具有Ce负异常浅色体的产出表明,如果俯冲带上的沉积岩在俯冲过程中发生部分熔融作用并且所产生的熔体参与大洋型岛弧岩浆作用,最终可以导致具有Ce异常的基性岩浆生成。     

花岗质熔体结构的改变与稀有金属W-Sn-Nb-Ta的富集:以夏如早古生代花岗岩为例SCIEI北大核心CSCD

藏南喜马拉雅造山带新生代高硅淡色花岗岩富集稀有金属元素(Nb、Ta、W、Sn、Be、Li等),成矿潜力大,是未来矿产勘探的重要靶区。除了新生代花岗岩,早古生代花岗岩分布广泛,具有和新生代花岗岩相似的地球化学特征,是否也具有成矿潜力,是有待深入研究的一个重要课题。夏如穹窿主体由早古生代花岗片麻岩以及侵入其中的新生代淡色花岗岩和伟晶岩组成,这些花岗岩具有与新生代高硅淡色花岗岩相似的地球化学特征,在Sn-W和Nb-Ta系统关系上,可以分成两组:一组富集W和Sn(W=5×10^(-6)~42×10^(-6),Sn=12×10^(-6)~35×10^(-6)),另一组富集Nb和Ta(Nb=23×10^(-6)~108×10^(-6),个别高达217×10^(-6),Ta=8×10^(-6)~38×10^(-6),个别高达143×10^(-6))。与富集W-Sn的花岗片麻岩相比,富集Nb-Ta的花岗片麻岩具有:(1)较高的Na_(2)O,为富Na花岗岩,(2)较低的K_(2)O、FeO^(T)、TiO_(2)、P_(2)O_(5)、Sr、Zr;(3)略微富集MREE,亏损LREE和HREE,显著的负Eu异常;(4)较高的Nb、Ta,但较低的W、Sn。元素的系统关系表明,这两类花岗片麻岩都是较原始岩浆经历了不同程度斜长石、锆石、云母等矿物分离结晶作用的产物,富集Nb-Ta的花岗片麻岩分异程度最高。夏如早古生代两类花岗岩的Nb/Ta比值都小于5,但富集W-Sn花岗岩中Zr/Hf>20,富集Nb-Ta花岗岩中Zr/Hf<20。随着花岗质岩浆的分异逐步增强,当Zr/Hf=20时,熔体结构发生实质性变化,花岗质熔体从富钾质变成富钠质,从富集W-Sn变成富集Nb-Ta。本研究表明,在喜马拉雅造山带,不仅新生代花岗岩,而且古生代花岗岩都富集稀有金属元素,熔体结构的改变是控制花岗岩富集稀有金属的主要因素。     

特提斯喜马拉雅打拉花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

打拉花岗岩侵位于也拉香波穹隆边部早古生代浅变质岩中,其锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,锆石新生边的年龄为44.31±0.36Ma(MSWD=0.69),代表了岩浆侵位时代,锆石内部继承性核的年龄值变化在1943～526Ma之间,代表了碎屑锆石的年龄,反映出这些继承性锆石核的多种来源.花岗岩中白云母等过铝质矿物的出现、刚玉(C)标准矿物含量>2%、A/CNK>1.1,稀土和微量元素配分模式与上地壳和也拉香波穹隆核部的高级变质岩相似,Th强烈富集和Nb明显亏损等表明该岩体强烈过铝,具S型花岗岩的地球化学属性,其源区可能为喜马拉雅中下地壳岩石.Yb-Ta、(Y Nb)-Rb、CaO-(TFeO MgO)和SiO2-(TFeO/(TFeO UgO))构造环境判别图解表明,该岩体形成于陆陆碰撞环境.结合岩体的锆石SHRIMP定年结果及岩体产出的区域地质背景,我们认为打拉花岗岩体侵位于印度与欧亚大陆主碰撞阶段,岩浆的形成与两大陆的碰撞导致地壳缩短加压升温引起喜马拉雅中下地壳部分熔融有关,是俯冲碰撞带下盘对陆-陆主碰撞作用的响应.     

藏南冈底斯南缘程巴岩体高Sr/Y花岗闪长岩和包体形成机制及Sr-Nd-Hf同位素制约

程巴岩体位于藏南冈底斯岩基东段南缘,由花岗闪长岩、细粒闪长质包体等组成。测得的锆石U-Pb年龄可以代表岩石的形成年龄,即花岗闪长岩形成年龄为29.40±0.18Ma与29.42±0.25Ma,细粒闪长质捕虏体形成年龄为30.02±0.15Ma。花岗闪长岩具有较高的Si O2(65.2%~66.2%)、K2O(3.2%~4.0%),较低的铁(TFe O=3.2%~4.0%)和Mg O(约2%),同时具有高Sr(774×10-6~813×10-6)、低Y(9.9×10-6~11.2×10-6)、高Sr/Y值(63.4~82.2)等特征;闪长质包体表现出较低的Si O2(53%~56.1%)和K2O(1.5%~3.2%),较高的铁(TFe O=6.1%~8.1%)、Mg O(4.0%~6.2%)和Na2O/K2O≥2,同时具有负Eu异常(Eu/Eu*=0.432~0.804)。2种岩性都富集LREE及LILE,亏损HREE及HFSE,具有较高且一致的εHf(t)值(+1.1~+6.2)和全岩εNd(t)值(-2.9~-5.9)。以上数据表明,花岗闪长岩与细粒闪长质包体由同一岩浆分离结晶形成,花岗闪长岩经历磷灰石和角闪石的分离结晶,其高Sr/Y值为岩浆分离结晶的结果,并不代表原始岩浆组分。     

混合岩中浅色体的有限迁移及其对变形分解的影响

熔体在地壳和地幔中怎样迁移及其动力学是地质学中的一个重要问题。作为地壳深融作用的产物 ,混合岩中的浅色体提供了一个极好的机会来探讨影响地壳熔体在中下地壳迁移的因素。为此 ,我们对美国加州南 Sierra Nevada岩基中典型的混合岩、变泥质岩及邻近的花岗闪长岩进行了详细的主要元素地球化学和野外构造变形分析 ,同时应用流体动力学理论估算了在中下地壳条件下 ,典型浅色体的迁移距离。南 Sierra Nevada岩基中的混合岩中的浅色体厚度为 1mm至 1cm。在部分熔融程度较高的区域 (>10 % ) ,浅色体相互连接而成网结状构造 ,应变的承载方式主要以 IWL(Interconnected Weak L ayers)形式进行 ,即熔融体表现为弱相而承载大部分的应变。相反地 ,在部分熔融程度较低的区域 (<5 % ) ,浅色体孤立地出现 ,应变的承载方式主要以 L BF(L oad- Bearing Frame-work)形式进行 ,即应变主要由非熔融体的基质来承担。这表明在混合岩形成过程中 ,熔体的出现强烈地制约着应变分解作用。应用 Shaw的岩石粘度模型 ,我们根据浅色体的主要元素地球化学成分计算了浅色体在熔融状态下的粘度。根据流体动力学原理 ,估算了浅色体在不同条件下的迁移距离。计算结果表明 :1和典型花岗岩相比 ,浅色体具有较高的粘度 ,为 10 9～ 10 1 2     

辽南地壳韧性剪切变形中的分形及自组织

本文在研究了辽南地壳的韧性剪切变形特征的基础上，详细研究了发育于韧性剪切带中的剪切褶皱、韵律变质分异层理、Ｓ－Ｃ组构、不对称旋转碎斑系及石英动态重结晶颗粒的大小分布及其边界的分形特征和自组织现象。给出了石英动态重结晶颗粒的大小分布及其边界的分形维数，探讨了韵律变质分异层理和剪切生热的成因关系。     

喜马拉雅地体的泛非-早古生代造山事件年龄记录

喜马拉雅地体是55±10Ma以来印度陆块与欧亚大陆碰撞而形成的增生地体,位于其中的高喜马拉雅与特提斯-喜马拉雅构造单元的变质基底主要由角闪岩相的富铝变质沉积岩和花岗质片麻岩组成。对两类岩石中锆石的SHRIMPU-Pb测年结果表明,除了记录了20Ma以来的构造事件年龄外,主要保存了529-457Ma的变形和变质事件记录,另外还保存了更早期(>835Ma)的年龄信息。根据20Ma以来崛起的喜马拉雅挤出岩片中包含早期强烈褶皱和向南的斜向逆冲构造以及伴随的角闪岩相变质作用记录,结合岩石测年所获得的大量泛非-早古生代年龄和奥陶纪底砾岩的发现,说明曾位于南半球印度陆块北部的变质基底岩石经历过泛非-早古生代造山事件,同位素年代学数据表明:(1)原始喜马拉雅山是泛非-早古生代造山事件的产物;(2)印度陆块早-中元古代变质基底的再活化在原始喜马拉雅山形成中起重要的作用;(3)现在的喜马拉雅山是在泛非-早古生代造山事件基础上再造山的结果。     

北阿尔金巴什考供盆地南缘花岗杂岩体特征及锆石SHRIMP定年

北阿尔金巴什考供盆地南缘花岗杂岩体呈近东西向分布,长约49公里,出露面积约90平方公里,与围岩之间为明显的侵入接触关系,接触界线为不规则的渡状、锯齿状。围岩为前寒武纪砂岩、片岩、泥岩及凝灰质砂岩。该杂岩体主要由巨斑花岗岩、红色花岗岩、灰白色似斑状花岗岩和粉红色似斑状花岗岩组成。杂岩体的主元素含量变化不大,SiO2为65．14％- 75．66％,全碱含量为7．49-8．96％,K2O／Na2O比值为1．12-2．68,岩石的里特曼指数平均为2．34,CIPW标准矿物计算均出现刚玉(AC)(平均为1．78),说明岩石铝过饱和;杂岩体的稀土总量变化于89．44×10-6-335．28×10-6之间,不同岩石类型均有负铕异常,且从巨斑花岗岩→灰白色似斑状花岗岩→红色似斑状花岗岩→红色花岗岩,负铕异常越来越明显,表现在Eu／ Eu+值由0．65→0．51→0．48→0．30。在微量元素蛛网图上,所有样品的微量元素丰度均高于原始地幔值,并具有相似的配分模式,即在Ba、Nb、Sr、P、Ti处呈明显的低谷,显示出S型花岗岩的特征。锆石SHRIMP U-Pb定年得出,巨斑花岗岩、红色中细粒花岗岩、灰白色和粉红色似斑状花岗岩的年龄分别为474．3±6．8Ma、446．6±5．2Ma、434．5±3．8Ma和431．1±3．8Ma。结合区域地质特征,我们认为,该杂岩体形成于同碰撞-碰撞后的构造环境。     

青藏高原与大陆动力学——地体拼合、碰撞造山及高原隆升的深部驱动力

运用地体和地体活动论观点,提出青藏高原结构划分的新方案;强调青藏高原的形成经历了新元古代以来长期活动的过程,青藏高原是一个“非原地”诸多地体会聚、拼合以及经历复合碰撞造山的“造山的高原”;大型走滑断裂在青藏高原形成中起着地体相对位移、侧向挤出、移置及使高原几何形态扭曲的作用。提出青藏高原隆升的“南缘超深俯冲(>600km)、北缘陆内俯冲、腹地深部热结构及岩石圈范围内的向NE右旋隆升”的多元驱动力机制。