DDE-岩浆岩数据库初步构建与应用

21世纪是大数据的时代,数据、模型驱动下的科学研究新范式与知识发现成为当今科学领域的新态势。本文介绍了在“深时数字地球”(Deep-time Digital Earth, DDE)国际大科学计划框架下构建的DDE-岩浆岩数据库。该数据库以“数据+编图+研究”三位一体的建库思路,基于岩浆岩知识体系,构建了岩浆岩数据库,包括后台服务(云端)、网站(Web端)和科研工作平台(桌面端)。数据主要来源于公开发表的文献、研究团队测试、实验室测试数据等,涉及全球重要造山带、克拉通及部分海洋(大洋钻探数据)等。此外,还设立了22个地域性、学科性专题数据库。数据类型为岩浆岩岩石类型、产状、空间位置等基本信息,以及年代学、地球化学、(Sr-Nd-Hf-Pb-O)同位素及非传统(或新兴)同位素数据。与国际最常用的有关数据库相比,本数据库具有以下优势：(1)“数-图-文”三位一体的设计思路,拥有编图和研究平台;(2)以研究为导向,组织构建了22个专题数据库,更多一线专家参与数据库建设,在某些地域和领域(如中亚、非传统同位素等)形成优势;(3)对数据都尽可能挖掘和补充了年龄、经纬度等时空信息;(4)创建了学科专...     

内蒙古维拉斯托铜锌矿床的白云母Ar/Ar年龄探讨

采用显微激光探针法首次测定了维拉斯托铜锌矿床的白云母40Ar-39Ar年龄,结果为133.4±0.8 Ma.根据白云母产出形态,认为测定的白云母与维拉斯托铜锌矿床成矿后期热液活动有关,据此确定维拉斯托矿床的成矿最晚时限为133.4±0.8 Ma.区域地质背景特征显示,维拉斯托矿床在成因上受区域性造山期后岩石圈伸展作用控制,与区域性燕山晚期的岩浆作用关系密切,后者为矿床的形成可能提供了必要的热源和物源.     

同源花岗岩谱系填图——内蒙古二连宝德尔石林花岗岩填图试点

单元-超单元花岗岩谱系填图方法是以同源岩浆演化理论为指导思想建立发展的。该方法从20世纪80年代开始在中国推广和应用,然而,随着岩浆岩理论的不断发展及填图实践过程中遇到的问题,填图方法回归到早期的"岩性+时代"方法。在新的形势下,如何开展好新一轮的花岗岩填图工作,谱系填图是否仍具有适用性值得分析探讨。以中蒙边境地区出露的宝德尔石林花岗岩体填图试点成果为例,阐述岩浆岩填图试点方法的可行性。填图结果显示,该岩体为复式杂岩体,发育约160Ma和140~124Ma两期二长花岗岩,这两期二长花岗岩时代和岩石结构存在差别,野外的主要区别在于粒度。它们处于同一个区域性伸展背景,属于同源岩浆演化的产物。依据谱系划分方案,可以划分为晚侏罗世和早白垩世2个序列及5个单元,且可以进行区域对比。因此,基于岩浆演化规律,以解体岩体和进行岩石类型归并为精髓的谱系填图对于同源花岗岩仍是适用和必须的,但不可扩大化。     

韧性剪切带的剪切作用类型和韧性减薄量

韧性剪切带组构的演化和剪切作用类型受到许多研究者的关注。运用极莫尔圆法、有限应变法、刚性颗粒法、石英光轴组构结合有限应变测量法、拖尾形态法、剪切带内变形脉体(岩墙)法、碎斑法等方法可以估算剪切带变形过程中的运动学涡度,进而判别剪切带中单剪切组分与纯剪切组分的相对含量。自然界的剪切带一般介于单剪与纯剪之间,运动学涡度Wk介于0~1之间,表明韧性剪切带在变形过程中发生了垂直于剪切带边界(Z轴)方向的韧性减薄。剪切带变形过程中的韧性减薄量可依据有限应变测量与运动学涡度估算求得,也可依据剪切带内的石香肠(布丁)构造求解,还可依据构建极莫尔圆求解。以华北克拉通北缘的楼子店变质核杂岩及其韧性剪切带,以及希腊西奈山的Chelmos剪切带为例,介绍估算韧性剪切带韧性减薄的方法,这种韧性减薄是对大规模岩石圈减薄的有益补充和完善。研究结果表明,定量估算与变质核杂岩相关的韧性剪切带的剪切作用类型是分析变质核杂岩形成机制的有效途径和方法。     

大兴安岭中南段甘珠尔庙地区晚中生代两期花岗岩的时代、成因、物源及其构造背景

大兴安岭晚中生代岩浆活动在东北亚晚中生代构造岩浆演化研究中具有重要意义。本文首次报道了大兴安岭中南段甘珠尔庙地区5个晚中生代花岗岩体的锆石U-Pb年龄和地球化学研究结果。这些岩体形成于晚侏罗世(154Ma)和早白垩世(139~125Ma),显示高硅富碱特征,属高钾钙碱性系列,为高分异钙碱性I-A过渡型花岗岩,其中,早白垩世花岗岩分异程度高于晚侏罗世花岗岩。锆石Hf同位素特征显示,这些花岗岩源区以年轻物质为主,其中,晚侏罗世花岗岩εHf(t)值(+9.9~+15.9)高于该区底侵的新生下地壳,源区可能有更年轻的新底侵物质参与。早白垩世花岗岩εHf(t)值略低(+3.4~+13.9),其物源主要为底侵的新生下地壳和古生代俯冲增生杂岩混源,可能还混有少量更年轻的新底侵物质。结合区域资料分析,甘珠尔庙地区晚中生代花岗岩形成于后造山伸展背景,这种背景可能与蒙古-鄂霍茨克洋闭合碰撞后伸展有关。     

西伯利亚克拉通东南缘1.84 Ga构造热事件——俄罗斯斯塔诺夫南带南缘混合岩化黑云斜长片麻岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素记录

对俄罗斯远东腾达(Tydna)斯塔诺夫南带南缘混合岩化黑云斜长片麻岩中锆石进行了U-Pb年龄测定和Hf同位素测试,获得其锆石核部年龄主要为≥2.57、~2.39、~2.33和~2.20 Ga,锆石增生边年龄为1.84 Ga,可靠的最年轻碎屑锆石年龄为~2.20 Ga,表明其原岩沉积时代为古元古代,而不是以往认为的太古宙,混合岩化事件年龄为1.84 Ga。锆石核部εHf(t)值为2.7~-16.2,Hf同位素地壳模式年龄为3.7~2.8 Ga;锆石增生边的εHf(t)值为-7.5~-18.6,峰值为-15,Hf同位素地壳模式年龄为3.6~2.9 Ga。锆石的εHf(t)值基本为负值说明这些岩石主要来自于地壳岩石的部分熔融;Hf同位素两阶段模式年龄的峰值在~3.4 Ga,表明它们可能主要来源于阿尔丹地盾下地壳物质的部分熔融。这些年龄资料将为西伯利亚克拉通东南缘地质构造演化提供重要的年代学制约。     

佳木斯地块中部二叠纪永清花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

位于中国东北佳木斯地块中部的永清花岗闪长岩曾被认为是早古生代麻山群的一部分,LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析表明其形成时代为265±1 Ma(MSWD=2.1),相当于中二叠世。该岩体主要由半自形到自形的斜长石(30%～35%)、它形的石英(25%～30%)、它形的钾长石(20%～25%)和半自形的黑云母(10～15%)组成。在地球化学上,永清花岗闪长岩是高钾钙碱性到钙碱性系列的过铝质岩石,Sm/Dy值与Dy含量、Sr/Y值与Y含量以及Ce/Sm值与δEu均呈显著的线性相关,暗示在岩体侵位形成过程中同化混染作用有明显表现。考虑同化混染作用的影响,永清花岗闪长岩的母岩浆具有较高的Sr/Y和Sm/Dy值等特征可能反映源区中存在石榴子石,指示源区深度可能大于25 km。这与佳木斯地块南缘和张广才岭地区同期侵入岩的源区深度相对较浅形成鲜明的对照。结合区域研究资料,认为永清花岗闪长岩可能形成于佳木斯地块和松嫩地块及兴凯地块碰撞中或者碰撞后的环境。     

中亚-蒙古造山带东段的锡林郭勒杂岩：早华力西期造山作用的产物而非古老陆块？ —— 锆石SHRIMP U-Pb年代学证据

锡林郭勒杂岩是华北板块北缘古生代褶皱带内出露面积最大的变质岩系,以前多被当着前寒武纪的古老地块.本文通过对该杂岩中副片麻岩和正片麻岩的锆石SHRIMP U-Pb年代学研究发现,副片麻岩中的锆石多为岩浆锆石,其206Pb/238U加权平均年龄为406±7Ma,指示它们的原岩主要是由近同期(略早些)的岩浆岩风化后就近沉积的产物,该年龄应代表源区(岛弧型?)花岗岩的形成时间,同时也是副片麻岩原岩沉积的下限年龄.正片麻岩中岩浆锆石的206Pb/238U加权平均年龄为382±2Ma,代表花岗片麻岩原岩的侵位年龄.岩石中锆石的变质增生边的形成年龄为337±6Ma,代表锡林郭勒杂岩发生变质和变形的时间,该变质事件可能与贺根山缝合带内所发生的一次主要的碰撞造山作用有关.这些年龄资料充分说明,锡林郭勒杂岩并非古老地块,而是华力西早期岩浆作用、沉积作用和变质作用事件的产物.整个事件是在较短的时间范围内(～70Ma)完成的,推测该杂岩发育在碰撞造山带的弧前环境.中亚-蒙古造山带东南部(内蒙古的中、东部)碰撞前的构造格局可能不是典型的多岛洋体制,由于缺少古老的陆块,造山过程更多的表现为大洋的大陆化过程,即洋内俯冲形成岛弧,岛弧在被动大陆边缘拼贴聚合转化为新的大陆.     

北山柳园地区双峰山早泥盆世A型花岗岩的确定及其构造演化意义

北山柳园地区分布有大量的早中古生代花岗岩类岩石.柳园双峰山岩体具有高硅、高碱(AR=3.99～5.05,NK/A>0.85)、高FeOT/MgO比值和10 000×Ga/Al值、低Al2O3、贫CaO和MgO的特征,显示出准铝质、碱质花岗岩的特点;∑REE较高,LREE略富集,轻重稀土元素分馏不十分明显,Eu负异常明显;相对富集Rb、K、Pb等大离子亲石元素(LILE),强烈亏损Ba、Sr、P、Eu、Ti,弱亏损Ta、Nb等元素;同时具有较高的Rb/Nb和Y/Nb比值,显示了A2型铝质花岗岩的特征.采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,获得双峰山岩体的206Pb/238U年龄为415±3 Ma(MSWD=1.5),代表该岩体的形成年龄,即双峰山岩体形成于早泥盆世.地球化学及Nd同位素特征综合分析显示,该岩体可能由幔源岩浆底侵导致上覆地壳物质(可能由洋壳和岛弧建造组成)部分熔融形成的花岗闪长质岩浆经进一步结晶分异作用形成,为该区较早的钙碱性花岗岩演化到后期的产物.岩体特征、年代学、地球化学和地质背景综合分析结果表明,该岩体形成于后造山或造山作用演化晚期阶段.双峰山早泥盆世A型花岗岩为目前北山地区发现的最老的A型花岗岩,这对探讨古生代花岗岩成因类型及岩浆演化具有重要的意义.     

新疆东准噶尔绿石沟高Ba-Sr石英二长岩的锆石U-Pb年龄、成因及地质意义

绿石沟岩体位于东准噶尔琼河坝矿集区,向东侵入到绿石沟铜矿赋矿围岩中泥盆统北塔山组火山岩中。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示该岩体形成于354±1Ma,为早石炭世。其主要岩石类型为石英二长岩,含有大量的基性微粒包体,具有较高的硅、钙、钾含量(SiO_2=62.31%~65.31%,CaO=3.71%~4.89%,K_2O=2.85%~3.54%),属高钾钙碱性系列。铝含量较高(Al_2O_3=15.44%~16.29%),属准铝质(A/CNK=0.93~0.99,A/NK=1.68~1.96)Ⅰ型花岗岩。稀土元素总量较低(ΣREE=90.82×10~(-6)~111.36×10~(-6)),轻稀土元素相对富集,Eu呈弱的负异常(δEu=0.68~0.87)。富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Sr等),亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti等),具有高Ba(758×10~(-6)~1113×10~(-6))、Sr(401.8×10~(-6)~512.5×10~(-6))含量和高的(La/Yb)_N、Sr/Y值,显示出高Ba-Sr花岗岩的特征,应是幔源基性岩浆与壳源岩浆混合的产物,可能形成于俯冲环境向造山后环境的构造转换阶段。