北秦岭东段二郎坪群火山岩锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年及其地质意义

利用阴极发光（CL）技术和LA-ICP-MS原位分析方法,对北秦岭东段军马河、湾潭和湍河3个地区的二郎坪群基性火山岩进行了系统的锆石U Pb年代学研究。CL图像分析结果显示,三地火山岩中的锆石皆呈自形 半自形柱状形态和微弱的、宽的振荡环带结构。微量元素分析揭示,所有锆石都具有较高的稀土总量、重稀土和Th、U含量（ΣREE为(397.7~7 941.6)×10-6;ΣHREE为(376.7~7 774.2)×10-6;Th为(107.9~5 824.2)×10-6;U为(89.3~3 841.9)×10-6）以及轻稀土亏损、重稀土明显富集的左倾稀土配分曲线型式,所有锆石的Th/U比值皆大于0.4,显示典型岩浆锆石特征。LA-ICP-MS定年结果获得3地基性火山岩的形成年龄分别为(463±1.8) Ma、(475±1.5) Ma和(473±1.3) Ma,三者在误差范围内一致,表明北秦岭二郎坪群基性火山岩的形成时代为463~475 Ma。系统的岩石学和地球化学研究显示,二郎坪群火山岩具有弧后盆地火山岩的地球化学特征。研究获得的二郎坪基性火山岩463~475 Ma的结晶年龄明显晚于其南侧北秦岭超高压榴辉岩的原岩年龄(（791±6) Ma）以及变质年龄（(502±11) Ma）,而且榴辉岩的地球化学特征显示为板内玄武岩,也与二郎坪火山岩不同,因而指出北秦岭超高压榴辉岩与二郎坪火山岩没有直接成因联系。     

柴达木盆地北缘新元古代-早古生代大洋的形成、发展和消亡

柴达木盆地北缘构造带是一条典型的早古生代造山带,是由陆壳深俯冲形成的高压/超高压变质带,产于其中的高压/超高压变质岩石原岩形成时代普遍大于750Ma,原岩的性质为陆壳属性,但柴北缘东段都兰沙柳河地区出露的含柯石英榴辉岩原岩的形成时代为516Ma,原岩的性质为洋壳属性,证实柴北缘局部地段还存在洋壳深俯冲,柴北缘地区可能记录了从大洋俯冲到大陆俯冲再到碰撞造山这一完整的演化历史。本文主要从岩石学、年代学、地球化学以及同位素地球化学等方面对柴北缘地区陆壳深俯冲前新元古代-早古生代大洋发展与演化的岩石记录进行了系统总结,认为柴北缘地区在700~850Ma时受Rodinia超大陆裂解事件的影响发生了裂解;535~700Ma时在裂解事件的基础上形成了一个新元古代-早古生代的大洋,沿柴北缘连续分布的岩石记录表明该洋盆可能在早古生代已具有一定的规模;460~535Ma时该洋壳发生了俯冲消减作用;450~460Ma期间洋盆闭合消失。这一认识对全面深入了解柴北缘高压/超高压变质带早古生代构造演化历史具有重要意义。     

东天山博格达东北部泥盆纪火山岩的确立、成因 及其地质意义

东天山博格达造山带东北部发育一套钙碱性玄武岩-安山岩,实验测得该套火山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为366.1±1.1Ma,属晚泥盆世。全岩主微量分析显示其SiO2含量较为集中,具有高铝（Al2O3=15.81%~17.74%）、相对低钛（TiO2=0.99%~2.44%）以及贫钾富钠（Na2O=2.82%~3.82,K2O=0.17%~1.62%）的特征;稀土总量在103.75×10-6~137.26×10-6之间,在球粒陨石标准化的配分曲线中表现出一致的轻稀土略富集而重稀土亏损的右倾模式,存在弱的负Eu异常;原始地幔标准化的蛛网图中Ba、U等大离子亲石元素选择性富集,Nb、Ta、Ti、Y一致显著亏损,表现出一定与岛弧火山岩的地球化学特征;而Nb/U、Nb/Th、Th/U等微量元素比值具有明显的N-MORB亲和性。火山岩样品Mg#=54.46~64.34,Ni=73.56×10-6和Cr=156.37×10-6,相似的TFe2O3和TiO2与SiO2的相关趋势表明岩浆发生了包括钛铁氧化物在内的结晶分异作用;La/Nb-Sr、Nb/Ta-La/Yb均存在相关关系,(Th/Nb)N和(Nb/La)N比值（分别为1.06~6.16和0.31~0.51）显示岩浆受到了一定程度的地壳混染;模拟曲线和Zr-Zr/Y图解显示岩浆形成于以尖晶石稳定域（深度<80Km）为源区的板内环境,是弧后盆地伸展环境下地壳变薄后减压导致地幔楔\岩石圈地幔部分熔融的产物。结合该区域地质背景及本研究中火山岩的形成年龄和构造属性,揭示博格达造山带东北部火山岩是康古尔塔格洋盆向北俯冲的岩浆响应,同时为博格达石炭纪裂谷是在康古尔塔格洋早古生代到晚石炭世持续向北俯冲形成的弧后盆地的基础上进一步演化形成的这一认识提供新的证据。     

博格达造山带东段芨芨台子地区晚石炭世双峰式火山岩地球化学特征及其地质意义

博格达造山带东段芨芨台子地区出露大量晚石炭世早期双峰式火山岩组合,岩石类型以亚碱性玄武岩为主,含有少量的流纹岩,属拉斑系列。其玄武岩富钠贫钾(Na2O/K2O=2.84~3.01),Ti O2含量为1.32%~1.43%,略高于N型大洋中脊玄武岩,高Al(Al2O3含量为19.81%~20.60%)、低Mg(Mg O含量为2.95%~3.25%,Mg#为32.33~34.50),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武岩具有近于平坦的稀土配分模式,轻微正Eu异常(δEu=1.02~1.10,平均为1.04),富集Rb、Ba、P等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Th、Sr、Ti等高场强元素的特征;其微量元素Zr/Nb比值41.13~41.38,Zr/Y比值4.26~4.52(均大于4.00),Rb/Sr比值0.02~0.04(均小于0.05),Dy/Yb比值1.92~2.00,La/Nb比值2.42~2.49,Ba/Nb比值113.58~126.05,Ba/La比值47.02~50.62以及火山岩Zr-Nb、La/Yb-Dy/Yb和La/Nb-La/Ba等判别图解,表明玄武岩可能是亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡相较高程度部分熔融的产物,且在其上升过程中受到一定程度的地壳物质混染,显示了板内玄武岩的地球化学特征,形成于陆内裂谷环境。流纹岩具有较高的Si O2(76.54%~77.74%)和全碱(Na2O+K2O=6.70%~7.70%)含量,以及较低的Ti O2(0.15%~0.16%)、Al2O3(10.70%~10.90%)和Mg O(0.17%~0.18%,Mg#为13.93~14.52)含量;显示右倾负斜率稀土配分模式,铕负异常明显(δEu为0.32~0.33),显著富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta,强烈亏损Sr、Ti、P等高场强元素,指示流纹岩应来自于玄武岩浆上升过程中提供的热量对地壳物质重熔,源区有斜长石残留。芨芨台子地区双峰式火山岩的地球化学特征表明该套火山岩应形成于大陆裂谷环境,同时获得流纹岩锆石U-Pb年龄为(312±1)Ma,表明该套火山岩形成于晚石炭世早期。进一步的Rb-Sr地壳厚度网络图投影表明当时博格达地区地壳厚度为20.0~30.0 km,而且根据Zr-Zr/Y图解推断其地壳拉张速率介于2.0~5.0 cm/a,表明早石炭世早期开始的博格达初始裂谷在晚石炭世早期进一步快速拉张,发展到鼎盛阶段,也代表着博格达地区由碰撞挤压到伸展拉张这个地球动力学环境的重大转折,这一发现进一步证实了博格达造山带在石炭纪处于大陆裂谷演化的观点,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。     

博格达造山带东段沙沟库都克闪长岩体地球化学特征、年代学及地质意义

对新疆博格达造山带东段沙沟库都克闪长岩进行系统的LA-ICP-MS测年、岩石学和岩石地球化学分析,初步获得锆石U-Pb年龄为(341.9±1.3)Ma(MSWD=0.15),属早石炭世。岩石地球化学数据表明,该岩体以低TiO2、较高Al2O3、较低MgO、贫P2O5,较高的Na2O/K2O比值(1.93~2.65),ΣREE相对较低,ΣLREE/ΣHREE为4.17~5.70,Eu负异常不明显(δEu=0.79~0.88),富集大离子亲石元素(如K,Cs,Rb,Ba,Th,U等),亏损高场强元素(如Nb,Ta,P,Ti等)为特征。研究表明,该岩体可能为下地壳物质(源岩为底侵的玄武质岩石)受热部分熔融形成,源区可能存在石榴子石+角闪石残留,形成于陆内裂谷环境,其动力学机制与石炭纪卡拉麦里蛇绿岩带或康古尔塔格-黄山深断裂代表的古大洋消减引起的陆内拉张作用有关。     

北秦岭西段三叠纪超镁铁岩-正长岩体的确定及其地质意义

陕西凤县九子沟地区的奥陶纪草滩沟群中出露一套由透辉石岩组成的超镁铁质岩体,依据岩性和区域对比,被认为是形成于古生代而且可能是大洋岩石圈残片,但缺乏详细研究。野外地质考察发现,该透辉石岩在露头上与一套黑云母透辉石岩和(含透辉石)正长岩关系密切,而且以黑云母透辉石岩为主体。本文在详细岩石学研究的基础上,对其中的透辉石岩、黑云母透辉石岩以及(含透辉石)正长岩进行了透辉石矿物成分、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。结果表明,三种岩石中的透辉石皆为岩浆型透辉石,而且透辉石成分在透辉石岩和(含透辉石)正长岩中完全相同,而在黑云母透辉石岩中出现向普通辉石转变的趋势。LA-ICP-MS锆石定年结果,得到透辉石岩、黑云母透辉石岩和(含透辉石)正长岩的形成年龄分别为235.2±1.6Ma、232.8±4.3Ma和230.7±2.1Ma,表明九子淘超镁铁岩-正长岩形成于中生代。透辉石岩和黑云母透辉石岩锆石具有相似的Hf同位素组成,初始~(176)Hf/~(177)Hf分别变化于0.282405~0.282589和0.282397~0.282607,ε_(Hf)(t)值介于-8.26~-1.37和-8.41~-0.84之间,显示富集岩石圈地幔特征;(含透辉石)正长岩锆石~(176)Hf/~(177)Hf介于0.282577~0.282825之间,ε_(Hf)(t)值为-2.06~+5.83,是富集岩石圈地幔低程度部分熔融的产物,与超镁铁岩来自不同的岩浆源区。综合区域地质已有研究,九子沟中生代超镁铁岩-正长岩体是在华北、扬子两大板块碰撞过程中构造体制由挤压向伸展转换阶段,由两个富集岩石圈地幔不同程度部分熔融的、独立演化岩浆先后侵位形成。     

西昆仑早古生代岩浆作用过程:布隆花岗岩地球化学和锆石U-Pb-Hf同位素组成研究

西昆仑布隆二长花岗岩出露于西昆仑库地蛇绿混杂岩两侧。地球化学特征显示,布隆二长花岗岩主要为高钾钙碱-钾玄岩系列、过铝质花岗岩(A/CNK=1.1)。岩石具有低的Rb/Sr(0.67～0.88)、Sr/Y比值(13.2～16.6),弱的负Eu异常(Eu/Eu^*=0.68～0.84)和中等Sr(214×10^-6～247×10^-6)、Rb含量(165×10^-6～191×10^-6),指示布隆二长花岗岩主要为黑云母和角闪石脱水熔融源区,其原岩可能来自于杂砂岩或壳源中性岩类。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示该花岗岩的结晶年龄为441±2 Ma(MSWD=0.33)。锆石的ε_Hf(t)值(平均值为-3.0)和Hf两阶段模式年龄值(1 493～1 116 Ma)反映该花岗岩来自于中新元古代地壳的熔融。新获得的资料显示,西昆仑早古生代花岗岩均发育于库地蛇绿混杂岩两侧,且具有多个期次: 507～500 Ma、471～468 Ma、447～430 Ma和408～404 Ma,推测西昆仑早古生代花岗岩为古特提斯洋在该地区长期俯冲的背景下形成的产物。     

塔里木南缘铁克里克构造带东段前寒武纪地层时代的新限定和新元古代地壳再造：锆石定年和Hf同位素的约束

铁克里克山位于塔里木地块西南缘,被认为是塔里木板块的褶皱基底.其前寒武纪地层主要由前人认为的"古元古代埃连卡特岩群"和"长城纪塞拉加兹塔格岩群"组成,保存有塔里木盆地前寒武纪地壳形成和演化的重要信息.LA-ICP-MS锆石微区原位定年结果显示,埃连卡特岩群绿泥方解石石英片岩中锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄值主体集中于736～810 Ma,780 Ma 年龄数据构成峰值;塞拉加兹塔格岩群变凝灰岩中锆石的~(206)Pb/~(238)U年龄值介于779～792 Ma之间,其加权平均年龄为787±1 Ma.这些测点相对应的锆石CL图像、U、Th含量和Th/U比值具有岩浆锆石特征,同时,这些峰值年龄具有较好的谐和性,可以作为相应地层的最大沉积时代,指示其形成于新元古代南华纪.通过对铁克里克山地区的埃连卡特岩群和塞拉加兹塔格岩群的物质组成、地球化学特征和新的精确年代学数据对比分析,可以推测二者地层可能为同一地层,其形成时代下限应为新元古代早期,为塔里木板块南缘前寒武纪基底存在Rodinia 超大陆裂解事件的物质记录.塞拉加兹塔格岩群中锆石Hf 同位素分析表明,787 Ma 左右的锆石颗粒具有负的εHf(t)值和约1900 Ma 的两阶段Hf 模式年龄, 说明塞拉加兹塔格岩群主体是由古元古代的地壳物质重熔后再沉积形成的,为古老地壳的再造.约1986 Ma的捕获锆石εHf(t)值变化于-2.3～5.0之间, 两阶段模式年龄介于2241～2813 Ma,具有正和负的εHf(t)值, 指示这些锆石的母岩中存在古元古代的新生地壳和太古宙地壳再造.     

柴达木盆地北缘都兰地区旺尕秀辉长杂岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地质意义

详细的地球化学研究表明,柴北缘旺尕秀辉长杂岩(包括辉长岩、辉绿岩和斜长岩)具有岛弧火山岩的特征,形成于岛孤环境.对辉长岩中锆石的阴极发光图像和微量元素的研究显示,所有的锆石均具有相对宽缓的振荡环带结构和轻稀土元素亏损、重稀土元素明显富集的典型基性岩浆锆石的特征.通过锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb同住素分析,得到~(206)pb/~(238)U加权平均年龄468 Ma±2 Ma,同时得到一个最大的谐和年龄522 Ma±9 Ma,表明旺尕秀辉长杂岩的形成时代应介于468～522 Ma之间.岛弧型旺尕秀辉长杂岩时代的确定,结合本区已有的研究成果,表明柴北缘确实存在古生代洋盆事件,至少从中奥陶世开始发生板块的俯冲消减作用,从侧面说明柴北缘陆壳深俯冲的时代不应早于460 Ma.     

阿尔金清水泉花岗质片麻岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及其地质意义

近年来,详细的岩石学研究表明,分布于阿尔金造山带中段英格利萨依地区的石榴子石二辉橄榄岩及其围岩花岗质片麻岩,以及西段江尕勒萨依地区的榴辉岩及其围岩长英质/泥质片麻岩(片岩)皆经历了超高压变质作用,是陆壳岩石俯冲到地幔深处(100～350 km)然后再返回地表的产物[1～6].