河北围场朝阳地中泥盆世高Sr/Y花岗岩成因及对兴蒙造山带演化的约束

兴蒙造山带位于华北板块和西伯利亚板块之间,具有复杂的构造演化历史,其构造格局和拼合机制一直存在较大争议.本次在兴蒙造山带南部的朝阳地识别出一套形成于伸展背景的中泥盆世高Sr/Y花岗岩,可对早古生代末期弧陆拼贴过程进行约束.朝阳地花岗岩锆石U-Pb年龄为386.8±2.9 Ma,属于中泥盆世.岩石地球化学分析显示高SiO₂、Al₂O₃、Na₂O含量,中等CaO、K₂O含量,较低FeO_t、MgO含量的特征,Na₂O/K₂O比值均大于1,属于中钾钙碱性I型花岗岩;A/CNK范围为1.02~1.08,属于弱过铝质系列;微量元素具有富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素及Sr,弱亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的特征,Sr/Y比值高（103~146）;具有轻稀土富集的配分模式（（La/Yb）_N=9.9~14.6）,重稀土分馏较弱,（Gd/Yb）_N范围为1.45~1.97,具有弱Eu正异常（δEu值1.31~1.80）,地球化学分析表明,高Sr/Y比值继承自岩浆源区而非加厚地壳的熔融.朝阳地侵入岩均具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,ε_Nd（t）和ε_Hf（t）均为负值（范围分别为-18.6~-17.9,-38.30~-23.59）,锆石Hf模式年龄范围为2 825~3 745 Ma,集中于2 800~3 000 Ma,Nd模式年龄较集中（2 584~2 642 Ma）.综合岩石学、元素及同位素地球化学分析,朝阳地高Sr/Y侵入岩是中泥盆世在区域伸展背景下,由具有高Sr/Y比值的古老基性下地壳物质受减压和上涌软流圈加热共同作用发生部分熔融形成,代表泥盆纪白乃庙岛弧与华北陆块碰撞后区域伸展背景.      

冀西北怀安杂岩的年代学、地球化学、Nd-Hf-O同位素组成及其地质意义

冀西北地区怀安杂岩由变质表壳岩和变质深成岩组成，其中变质表壳岩的形成时代、怀安杂岩的构造背景以及其与孔兹岩带间的关系一直存在较大争议.本文对怀安杂岩的几处代表性露头进行了详细野外考察，对4件样品进行了岩石学、锆石SHRIMP U-Pb定年、同位素和元素地球化学分析.所有样品都给出了1.86~1.81 Ga的变质锆石年龄，进一步支持怀安杂岩广泛遭受到古元古代晚期变质作用改造的认识.侵入/包裹含BIF表壳岩组合的变质辉长岩（HB1425）和片麻状英云闪长岩（HB1426）分别给出了~2.5 Ga和2.55 Ga的形成年龄，限制表壳岩形成时代老于2.55 Ga，推测为新太古代表壳岩.浅粒岩（HB1431）和紫苏石榴黑云斜长片麻岩（HB1435）中最老的碎屑锆石分别为2.46 Ga和2.51 Ga，可能还存在古元古代的碎屑锆石，表明它们都为古元古代表壳岩.上述结果进一步确定了怀安杂岩中发育两期表壳岩组合.变质辉长岩和片麻状英云闪长岩的全岩ε_Nd（t）、T_DM1和T_DM2分别为+2.19~+3.06、2.67~2.75 Ga和2.67~2.69 Ga，表明其物源区不存在较大规模的古老陆壳物质，新太古代是怀安地区主要陆壳生长期.变质辉长岩中~1.82 Ga变质锆石中较多具有正的ε_Hf（t）值，最高可达11.1，最可能的解释是古元古代变质过程存在地幔添加作用.锆石的O同位素分析显示区域上可能存在低δ18O的岩石，在古元古代变质过程中，可能存在低δ18O流体对锆石的改造.怀安杂岩和西部孔兹岩带中不同类型岩石的比例明显不同，但两者都同样发育新太古代和古元古代的双层地壳结构，怀安杂岩或许代表孔兹岩带剥蚀更深而出露的深部地壳部分.      

新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩E-MORB型镁铁质岩的地球化学、年代学及其地质意义

新疆西准噶尔地区是古生代经过俯冲-增生形成的复合造山带,该地区分布有多条蛇绿岩带,其中之一的西准噶尔达拉布特蛇绿岩被认为是最大的一条蛇绿岩带,可能代表了古亚洲洋壳的残余。本文的资料显示蛇绿岩带内的镁铁质岩呈现出N-MORB、E-MORB和似OIB的地球化学特征,通过对阿克巴斯套岩体中的浅色辉长岩LA-ICP-MS锆石年龄测定,获得达拉布特蛇绿岩E-MORB型镁铁质岩的年龄为302±1.7Ma。鉴于达拉布特蛇绿岩中E-MORB和似OIB型镁铁质岩成因的复杂性,结合前人研究成果,对辉长岩锆石U-Pb年龄所代表的意义存在两种可能性：（1）E-MORB型和似OIB型镁铁质岩可能是弧后盆地扩张后期的产物,代表蛇绿岩的年龄,其表明西准噶尔地区可能晚石炭纪还有洋盆存在;（2）E-MORB型镁铁质岩是蛇绿岩消亡阶段由于扩张脊和俯冲带碰撞作用而形成的弧前海山,形成时代晚于达拉布特主体蛇绿岩,但其成因与蛇绿岩的演化密切相关。本文侵向于第二种可能性,认为新疆北部晚石炭-早二叠可能仍存在活动陆缘,俯冲作用仍然存在,扩张脊俯冲形成的板片窗效应导致地幔楔、俯冲板片和沉积物等熔融促使基性岩浆向长英质酸性岩浆转变,从而引发了二叠纪大规模玄武质岩浆底侵,导致了该时期的构造-岩浆-成矿-造山作用的发生。     

内蒙古乌兰敖包图早古生代侵入岩年代学、地球化学特征及地质意义

对造山带中岩浆作用的研究可以为构造演化提供约束.兴蒙造山带中段乌兰敖包图一带出露一套早古生代早期的闪长质侵入岩(石英闪长岩和闪长岩),具有俯冲带型侵入岩的岩石组合和地球化学特征,标志着早古生代古亚洲洋的俯冲事件.通过锆石LA-MC-ICPMS U-Pb定年,在石英闪长岩和闪长岩中分别获得了474.0±1.8 Ma和487.8 ±1.9 Ma的年龄,属于晚寒武世－早奥陶世.锆石原位Hf同位素分析表明,乌兰敖包图侵入岩具有富集的Hf同位素组成,176Hf/177Hf范围为0.282 123~0.282 304,ε_Hf(t)均为负值(两件样品的平均值分别为－10.84和－8.53),二阶段模式年龄为古元古代(范围为1 851~2 250 Ma),表明这套侵入岩源于古元古代中期再循环地壳物质.岩石地球化学分析显示,石英闪长岩和闪长岩具有中等SiO₂含量(56.52%~66.06%),较高的Na₂O(2.60%~6.81%)、Al₂O₃(14.69%~18.35%)、CaO(0.57%~6.58%,平均值为3.97%)含量,低的K₂O(0.73%~2.94%)、TFeO、MgO含量,Na₂O/K₂O比值较高(0.92~5.66,平均值为3.19);微量元素具有Rb、Ba、Th、U、Sr、K等大离子亲石元素的富集以及Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的亏损;稀土总量较低,轻稀土富集,具有较弱的Eu负异常(δEu范围为0.76~0.99).地球化学特征以及锆石Hf同位素组成表明,乌兰敖包图早古生代侵入岩在主动大陆边缘的构造背景之下,由古老地壳物质熔融形成的,代表了兴蒙造山带中段早古生代早期的俯冲事件,将兴蒙造山带中段早古生代北部岩浆岩带向东延伸,并且佐证了锡林浩特地区存在前寒武纪基底.      

内蒙朝克山蛇绿岩地球化学: 洋内弧后盆地的产物？

朝克山蛇绿岩是内蒙贺根山地区出露最好的蛇绿岩之一,可能形成于中晚石炭世。朝克山蛇绿岩中的基性岩具有LREE亏损、类似N-MORB的稀土配分模式,而相对N-MORB富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素又类似岛弧火山岩的成分特征,因此,我们认为朝克山蛇绿岩应形成于弧后盆地。将朝克山蛇绿岩的基性岩与现代Mariana洋内弧后盆地和Okinawa陆缘弧后盆地的玄武岩及同属中亚造山带的、形成于洋内弧后盆地的新疆库尔提蛇绿岩对比,朝克山蛇绿岩更类似于Mariana玄武岩和库尔提蛇绿岩,因此其很可能形成于洋内弧后盆地而不是大陆边缘弧后盆地环境。     

塔里木盆地东南缘阿克塔什塔格地区古元古代精细年代格架的确定及其地质意义

塔里木盆地东南缘的阿克塔什塔格地区,基底变质杂岩中含有较多的古元古代变质侵入体及敦煌岩群孔兹岩系.变质侵入体规模一般较小,它们以岩体特征明显、与米兰岩群的侵入接触界线清晰、钠质混合岩化不发育、角闪岩相变质等特征区别新太古代TTG岩系.其中,以岩体形式较大规模出露的有闪长质片麻岩、片麻状石英闪长岩、角闪石英正长岩、碳酸岩...     

兴蒙造山带中部晚古生代构造格局:来自晚泥盆-早石炭世色日巴彦敖包组碎屑锆石和火山岩岩浆锆石年代学的制约

内蒙古苏尼特左旗地区位于兴蒙造山带中段,是研究古生代俯冲-增生造山作用和地壳生长的关键地区。在苏尼特左旗南部,晚泥盆-早石炭世色日巴彦敖包组角度不整合在早古生代增生楔之上,已有研究对于其沉积环境、盆地属性及区域构造意义一直存在较大分歧。本文对色日巴彦敖包组敖木根呼都格剖面和阿拉塔特剖面碎屑岩和火山岩夹层开展锆石UPb测年及Hf同位素分析,并进行了沉积相分析进一步查明了地层层序、时代及物源特征,并对沉积环境和盆地属性进行了探讨。研究表明,敖木根呼都格剖面色日巴彦敖包组底部含砾粗砂岩最小谐和碎屑锆石年龄为391±5Ma,中下部凝灰质砂岩最小谐和碎屑锆石年龄为338.2±4.3Ma,凝灰岩锆石年龄为336±2Ma、333±3.5Ma,结合古生物化石,表明底部形成于晚泥盆世,中上部地层形成于早石炭世晚期。阿拉塔特剖面中上部安山质火山碎屑岩最小谐和碎屑锆石年龄加权平均值为320.4±6.2Ma,表明其形成于晚石炭世。碎屑锆石年龄谱及Hf同位素组成表明底部及中部砂岩碎屑物主要来自近源的早古生代白音宝力道和二连东乌旗地区弧岩浆岩,少量来自北侧南蒙古弧。结合沉积相分析,推测苏尼特左旗南部色日巴彦敖包组下部为一套形成于弧陆碰撞后被动陆缘滨浅海相沉积建造,中上部为形成于弧前盆地的一套杂砂岩夹火山岩建造。以上资料表明,该区从早石炭世开始转为活动陆缘背景,暗示古亚洲洋中东段在晚古生代仍未封闭。     

内蒙狼山北部古元古代变质花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年代学——哥伦比亚超大陆裂解事件的岩浆记录

内蒙狼山宝音图地区前寒武纪地质体由古元古代宝音图群、片麻状花岗岩、混合岩和斜长角闪岩等组成。锆石LA-MC-ICP-Ms U-Pb测年获得了宝音图变质花岗岩的形成年龄为1644±11Ma~1710±20Ma。岩石学、地球化学研究表明片麻状钠长花岗岩具有高Si O_2(77.08%~79.96%)、高碱(K_2O+Na_2O)(4.46%~7.26%),低Ti O_2(0.088%~0.17%)、MgO(0.036%~0.37%)、Ca O(0.17%~1.19%)及中等Al_2O_3含量(12.12%~14.10%);Na_2OK_2O,A/CNK为0.88~1.091.1,属弱铝质;里特曼指数б=0.54~1.551.8,表明属于钙质系列;10000Ga/Al=3.43~12.46(均值为5.182.6)及较高的含铁指数[Fe O/(Fe O+MgO)=0.57~0.94],显示了低钾钙性A型花岗岩的特点。片麻状二长花岗岩具有高Si O_2(73.65%~77.63%),低Ti O_2(0.11%~0.27%)、MgO(0.25%~0.80%)、Al_2O_3(11.68%~12.72%)、Ca O(0.24%~0.99%)含量,基本与片麻状钠长花岗岩相近;同时具有高碱(K_2O+Na_2O)含量(6.84%~9.31%),低的Na_2O/K_2O比值(0.53~1.62),钾含量明显高于与片麻状钠长花岗岩;A/NCK为0.96~1.86,б=2.06~2.801.8~3.3为钙碱性系列,显示高钾钙碱性A型花岗岩的特点。两类片麻状花岗岩均具有稀土总量较高,轻稀土富集而重稀土亏损的特征,具有明显Eu的负异常;构造判别图解均指示为陆内非造山型A型花岗岩。全岩同位素分析表明具有弱富集-亏损的同位素组成,其中ε_(Nd)(t)为小的负值到小的正值(-4.91~+2.41),两阶段Nd模式年龄t_(DM2)为1.95~2.58Ga;锆石ε_(Hf)(t)均为正值(+1.5~+8.0),两阶段Hf模式年龄t_(DM2)(1.73~2.31Ga),Nd-Hf模式年龄均高于其形成年龄,揭示源自古元古代新生下部陆壳物质的部分熔融,并有少量幔源物质的加入。与华北北缘、欧美大陆的古元古代非造山作用形成的岩浆岩相似,宝音图变质花岗岩时代上与哥伦比亚超大陆的裂解事件(1.7~1.6Ga)具有一致性,可能是全球哥伦比亚超大陆裂解事件的构造岩浆响应。     

白乃庙岛弧东段早古生代火山岩年代学、地球化学特征及地质意义

白乃庙群岛弧火山岩分布于兴蒙造山带南缘,是古亚洲洋与华北板块之间早古生代俯冲作用的岩浆记录,但以往工 作多集中在西段而较少关注其东延部分。本文对白乃庙岛弧带东段新识别出的早古生代火山岩进行了系统研究,以完善对 古亚洲洋早古生代演化的认识。白乃庙岛弧东段火山岩包括中-基性及酸性两种岩石类型,火山岩均富Cs,Rb,Th,U, 亏损Nb,Ta 等高场强元素,轻稀土富集,具有变化的Eu 异常。地球化学数据显示中-基性火山岩来源于俯冲板片熔体交 代的地幔熔融,并可能有大洋沉积物的加入,而酸性岩浆则来源于流体交代的下地壳。锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年表明, 酸性及中-基性火山岩形成年代分别为430.5 Ma 和417.6 Ma,前者产出于俯冲岛弧环境,后者则可能为造山后环境下形成 的滞后型弧岩浆岩。年龄数据对比显示东段火山岩的形成年代晚于西段的白乃庙群地层,同时构造变质程度也更低,两者 的这种差异反映了东西两侧地质演化历史的不同,即早古生代古亚洲洋自西向东逐渐关闭。     

内蒙古吉尔嘎郎图早古生代岩体成因——年代学、地球化学及Nd-Hf同位素制约

兴蒙造山带北缘断续分布的早古生代岩浆岩带,对古生代构造格局恢复及造山带演化研究具有重要意义。阿巴嘎旗北部吉尔嘎郎图岩体位于该岩浆岩带中段,为带内最大的早古生代复式侵入体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,吉尔嘎郎图岩体早期花岗闪长岩单元成岩年龄为455.0~495.6Ma。在主量元素组成上,岩体SiO_2含量中等(59.49%~68.22%),贫铁、镁,K_2O/Na_2O值(0.64~0.85)小于1,A/CNK=0.96~1.09,整体具有亚碱、弱过铝特征。稀土及微量元素方面,岩体富Cs、Rb、Th、U、Pb,亏损Ba、Sr、P及高场强元素Nb、Ta等,稀土元素总量中等,具有弱负Eu异常(δEu=0.52~0.82)。Sr-Nd-Hf同位素分析结果显示,岩体具有亏损的同位素组成,(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.7053~0.7034,ε_(Nd)(t)=0.39~4.29,2件Hf同位素样品ε_(Hf)(t)均为正值,分别为ε_(Hf)(t)=7.6~10.8和ε_(Hf)(t)=3.7~7.9。岩石地球化学、年代学及Sr-Nd-Hf同位素综合分析表明,吉尔嘎郎图岩体是早古生代古亚洲洋沿苏左旗—锡林浩特一线向北俯冲背景下,遭受了俯冲板片析出流体交代作用影响的新生下地壳部分熔融的产物,后期由于弧后拉张、贺根山洋盆打开与主体岛弧带分离,最终随着古亚洲洋的整体闭合,形成了与俯冲带彼此分隔的格局。