华北地区晚中生代镁铁质岩浆作用及其地球动力学背景

华北陆块及周缘地区晚中生代镁铁质岩浆岩的元素-同位素地球化学特征显示岩石圈地幔的区域不均一性。华北内部为古老而富集的EM1型岩石圈地幔,主要岩性为弥散状金云母相橄榄岩;华北北缘的岩石圈地幔相对华北内部在化学成分上饱满,在微量元素特征上高度富集LILE、LREE和亏损Nb-Ta和U-Th,在同位素组成上相对高87Sr/86Sr(i)和εNd(t),为受到再循环古老陆壳组分改造的富集型地幔;华北陆块南缘的岩石圈地幔以高87Sr/86Sr(i)和低εNd(t)为特征,与深俯冲大陆地壳改造作用 (残留陆壳板片和熔体 -地幔反应等多种形式 )密切相关。发育在华北陆块及周缘地区的晚中生代镁铁质岩浆作用形成于岩石圈伸展 -减薄的统一动力学背景。考虑到晚中生代华北陆块受到了来自周缘陆块相互作用,如西南特提斯域构造演化、印支陆块和西伯利亚板块的侧向挤压作用和古太平洋板块迅速向北运动引起的走滑拉分作用的共同影响, 我们倾向认为这些板块边界作用引起的板内效应可能是导致华北岩石圈地幔晚中生代广泛熔融和岩石圈减薄的重要动力来源.     

北京西山东狼沟组钾质火山岩成因及其动力学机制

北京西山东狼沟组火山岩为钾质系列岩石(K2O=3.40%～4.70%,K20/Na20＞1),由玄武质粗安岩和粗安岩组成.它们表现出LREE富集[(La/Yb)N=31.4～44.6]和HREE弱分馏[(Dy/Yb)N=1.64～2.01]的REE分布模式,Eu表现出弱的负异常(Eu/Eu*=0.81～0.86),富集Ba、K、LREE和相对亏损Nb-Ta、Th-U.较高的Sr[(87Sr/86Sr)i=0.705 7～0.705 9]和低Nd[δNd(t)=-14.7～-12.4],类似于辽西义县组和华北陆内同时代的EM I型基性火成岩.其Th-U相对Ba、La的强烈亏损,暗示早期可能有华北古老的下地壳再循环进入源区.结合区域构造研究,东狼沟组火山岩可能为陆内伸展拉张环境下早期交代富集的岩石圈地幔部分熔融作用的产物,并在岩浆演化过程中经历了橄榄石 辉石 斜长石的分离结晶作用.     

北京西山东岭台组粗面质火山岩地球化学:下地壳熔融成因

北京西山东岭台组粗面岩表现出LREE富集和HREE平坦的稀土配分型式 ,富集LILE (Ba、K和Sr)、和亏损Nb Ta、Th U和Ti,Sr Nd同位素组成富集 (87Sr/ 86Sr(t) =0 .70 6 38～ 0 .70 6 72 ,Nd(t) = 1 6 .3～ - 1 5 .7)。结合所表现出的明显Nb/Ta分馏和高的Zr/Sm比值 ,认为它们来源于大陆下地壳含石榴子石的角闪岩部分熔融作用而成 ,主要的残留相为石榴子石 +斜长石±角闪石±辉石。根据地壳岩石熔融实验研究结果 ,西山地区东岭台组粗面岩的熔融要求有外来的热源参与 ,与区域上同时代发生的玄武岩浆底侵作用具时空上的密切联系 ;这些岩石所显示的高Sr和Ba特征也暗示至少有部分底侵的玄武质岩石参与了部分熔融作用     

延边小西南岔金铜矿区早白垩世英云闪长岩的岩石成因

锆石U-Pb测年结果表明小西南岔富金铜矿床矿区内的英云闪长岩形成于(112±1)Ma。该英云闪长岩富Na2O和Al2O3,高Sr、LREE(轻稀土元素),低Y、Yb和HREE(重稀土元素)(如Sr=369~774μg/g,(La/Yb)CN=7.5~17.5),具有类似于埃达克质岩石的元素地球化学特征。在同位素组成上具中等放射成因Sr((87Sr/86Sr)i=0.7044~0.7048)、Nd(εNd(t)=+0.5~+1.7)和Hf(εHf(t)=+5.4~+8.6,ΔεHf=2.3~4.2)同位素,高放射成因Pb((206Pb/204Pb)i=18.40~18.60;(207Pb/204Pb)i=15.56~18.60;(208Pb/204Pb)i=38.22~38.36)同位素的特点。结合区域构造背景以及古太平洋板块俯冲历史,笔者倾向认为该岩体可能是玄武质岩浆底侵下地壳部分熔融形成的,而非板片熔融形成的埃达克质岩浆,岩浆源区为石榴子石角闪岩相向角闪岩相过渡的岩石。该岩体侵位的晚古生代((257±3)Ma)镁铁质围岩的角闪石Ar-Ar坪年龄为(110.1±1.5)Ma,与英云闪长岩的侵位时间一致,暗示晚古生代镁铁质侵入岩经历的热液事件与英云闪长岩的侵位作用存在成因联系,区域金铜矿化可能为早白垩世岩浆热液作用下成矿物质富集而形成。     

东北地区晚古生代-中生代I型和A型花岗岩Nd同位素变化趋势及其构造意义

中国东北地区位于中亚造山带巨型增生陆缘的东段,分布着巨量的具有新生特征的显生宙花岗岩和火山岩。本文对东北地区晚古生代-中生代I和A型花岗岩年代学和Nd同位素组成开展了综合分析和研究。东北地区的I型花岗岩有两种Nd同位素变化趋势:一是以额尔古纳和兴安地块为代表,其εNd(t)随着年龄变新而增大,与造山带垮塌、软流圈上涌的幔源熔体或蒙古-鄂霍茨克洋的俯冲交代地幔楔熔体加入引起的地壳增生作用相关。二是以松嫩地块西南区和张广才岭为代表,εNd(t)随着年龄变新而下降,反映花岗岩的熔融源区有从早期的新生岛弧中、下地壳向晚期含更多再循环物质的中、上地壳迁移的趋势。A型花岗岩侵位时代主要有三期,总体上具有正的εNd(t)值,绝大部分tDM21.0Ga,反映了东北地区强烈的地壳增生作用。晚古生代A型花岗岩主要沿着贺根山-黑河断裂分布,可能与兴安和松嫩地块碰撞后伸展作用相关;早中生代A型花岗岩主体分布于张广才岭,与松嫩、佳木斯和兴凯地块的碰撞后伸展作用相关;早白垩世A型花岗岩遍布整个东北地区,可能与古太平洋板块俯冲、后撤导致的区域性伸展作用相关。晚古生代-中生代花岗岩的Nd二阶段模式年龄(tDM2)与侵位年龄(t)的对比展示了东北各构造单元地壳增生作用的差异。与华北北缘中生代花岗岩的特征相似,额尔古纳和佳木斯地块的花岗岩表现出tDM2t+1000Ma的特征,表明这两个地块具有古老的结晶基底。兴安地块、松嫩地块西南区和张广才岭花岗岩的tDM2和侵位年龄差值集中在300~1000Ma,反映不同属性(年轻vs.古老)的地壳物质对熔融源区的贡献。东北地区tDM2和侵位年龄差值小于300Ma的花岗岩岩体极少,仅有乌兰浩特的查干岩体一例,可能由新近增生的新生地壳熔融形成。由Nd同位素特征显示,晚古生代-中生代东北地区显著的地壳增生作用主要发生在缝合带和岩石圈规模的断裂带,幔源岩浆沿断裂带上升到地壳不同深度并形成高εNd(t)和低tDM2的中酸性火成岩。除几个特殊岩体表现出过于亏损或富集Nd同位素的特征,早白垩世东北地区酸性火成岩的Nd同位素组成相近,εNd(t)值集中在0~+3之间,可能暗示此时期东北地区的中、下地壳成分组成趋于一致并与同时期的古太平洋俯冲作用有关。我们的结果显示东北地区晚古生代-中生代花岗岩的起源与古亚洲洋、蒙古鄂霍茨克洋和古太平洋的构造演化相关。这三个古大洋的扩张和俯冲作用提供了大量新生地壳物质,而新生和再循环地壳物质的重熔形成了东北地区大规模的显生宙花岗岩及其对应成分的喷出岩。     

江绍断裂带晚中生代镁铁质火山岩成因及其深部过程意义

本文对沿江绍断裂带的江山和浦江两地区中生代镁铁质火山岩进行了Ar-Ar年代学、岩石学和元素-同位素地球化学研究。Ar-Ar年代学结果显示,江山玄武岩的形成年龄约为99Ma,为晚白垩世喷发产物;浦江玄武岩和玄武质安山岩的喷发时间为111～112Ma,属于早白垩世。两区中生代镁铁质火山岩都为中钾钙碱性系列,根据其地球化学指标可划分为三组:第1组为江山OIB型玄武岩,在微量元素组成上无Nb-Ta亏损和Pb负异常,高ε_(Nd)(t)和低(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值,总体上显示出类似洋岛玄武岩的元素-同位素组成特征;第2组为高钛磷玄武岩,Nb-Ta弱负异常和明显Pb正异常,中等ε_(Nd)(t)和(~(87)Sr/~(86)Sr)_i比值;第3组为低钛磷玄武岩,强烈Nb-Ta负异常和中等Pb正异常,低ε_(Nd)(t)(-6.0～-3.7)和高(~(87)Sr/~(86)Sr)_i为特征。三组镁铁质火山岩相互之间缺乏分异演化关系,也不是同一母岩浆经历地壳混染作用的结果。对比三组镁铁质火山岩的La/Nb、Ba/Nb、Zr/Ba比值和Sr-Nd同位素模拟结果,我们认为江绍断裂带晚中生代玄武岩为软流圈-岩石圈相互作用的产物,从早期(111～112Ma)到晚期(99Ma)镁铁质岩浆地幔源区软流圈组分的比例越来越多而岩石圈成份逐渐减少的趋势。考虑到该区晚中生代的盆岭构造格局与邻区郴州-临武断裂带同时期镁铁质岩浆的产出特点,华南地区在早白垩世晚期到晚白垩世期间发生了强烈的岩石圈伸展-减薄作用。     

湖南省宁远──道县中生代玄武岩中辉长岩包体的岩石学初步研究

宁远－道县中生代玄武岩中辉长岩包体的岩石学、矿物学等特征表明辉长岩与寄主玄武岩分属不同系列岩石。辉长岩为偏碱性拉斑质玄武岩的分异结晶产物，类似于似层状基性侵入体。它代表了本区较早的基性岩浆熔融和侵位事件，可能是地洼活动阶段早期的一种深部岩石圈活动表现。     

华北陆块东部晚中生代基性岩浆作用的地球化学研究

华北陆块晚中生代(早白垩世)基性火成岩沿着郯庐断裂带存在显著的元素-同位素地球化学分区。其西侧(鲁西区)火成岩在主量元素上以高Mg、Fe和低Al、Ti为特征,在微量元素上富集LILE、LREE和强烈亏损HFSE(Nb、Zr、Hf、Ti和P),同时显示出EM1型Sr-Nd同位素组成;其东侧(鲁东区)火成岩则相对低Mg、Fe和高Al、Ti,在微量元素上也表现出LILE、LREE富集和Nb、P亏损的特征,Ti、Zr、Hf异常不明显,并表现出EM1+EM2的Sr-Nd同位素组成。鲁西区基性火成岩源于陆内岩石圈伸展-减薄作用下古老而富集的岩石圈地幔减压部分熔融作用的结果,鲁东区则为被俯冲陆壳物质改造的富集岩石圈地幔减压部分熔融作用产物。中生代华北陆下岩石圈地幔性质仍为古老富集型地幔,因此至少在早白垩世前不可能存在地幔柱作用和大规模的下地壳拆沉作用。     

汝城地区晚中生代火山岩地球化学特征及其对源区属性的指示

湘东南汝城地区发育一套由基性玄武岩和中酸性安山质-英安质岩石组成的火山岩建造,属于低钾拉斑系列,该火山岩系中两个玄武岩的K-Ar年龄分别为124.5±2.5Ma和127.6±1.9Ma,属晚侏罗—早白垩世产物。在主、微量元素上两者成分存在明显差异。其中安山质-英安质岩石具有高MgO特征,属高MgO岩石,LILE富集、Nb-Ta、Sr-P亏损强烈,(La/Yb)N=6.7～7.9,Eu*/Eu=0.74～0.85,具岛弧型微量元素配分型式,87Sr/86Sr(t)=0.71079～0.71118,εNd(t)=-7.64～-8.16,与adakites高Mg岩石有着明显的差别,可能是富集岩石圈地幔熔融后直接分异的产物;玄武岩LILE富集,Nb-Ta富集,(La/Yb)cn=4.0～4.3,Eu*/Eu=1.00～1.16,具OIB型微量元素配分型式,87Sr/86Sr(t)=0.70812～0.70832,εNd(t)=0.48～1.03,其源区具二元混合趋势,其源区可能是富集型岩石圈地幔端员与亏损的软流圈地幔端员的混合产物。汝城地区晚中生代玄武岩和高Mg安山质-英安质岩石源区属性的限定及其相互的空间依存关系表明该区晚中生代时有着较薄的岩石圈厚度,处于岩石圈伸展减薄的大地构造背景。     

古亚洲洋对华北陆缘岩石圈的改造作用：来自于西山南大岭组中基性火山岩的地球化学证据

北京西山南大岭组中基性火山岩都表现出LREE富集的右倾平滑稀土配分模式,具有富集LILE(如Ba、K),亏损Nb-Ta和Th-U的微量元素特征,Sr同位素组成中等富集,Nd同位素组成变化较大.根据其元素地球化学和同位素特征可以划分两组岩石Ⅰ组火山岩主要为亚碱性玄武岩,高Ti(TiO2＞1.7%)、P(P2O5＞0.7%),Ⅱ组火山岩主要由安山岩和亚碱性玄武岩组成,低Ti(TiO2＜1.3%)、P(P2O5＜0.5%);Ⅰ组火山岩总体上较Ⅱ组火山岩高相容元素(如Cr、Ni)、REE和HFSE,二者化学成分上渐变演化趋势不明显;Ⅰ组火山岩Sr-Nd同位素组成(87Sr/86Sr(t)=0.705939～0.706057,εNd(t)=-7.4～-7.5)与Ⅱ组火山岩Sr-Nd同位素组成(87Sr/86Sr(t)=0.705822～0.706697,εNdd(t)=-12.0～-13.5)有明显的差别,以上事实说明两组岩石可能来源于不同的地幔源区.对比于周缘地区中生代基性火山岩特征,西山地区南大岭组两组火山岩的Sr-Nd同位素组成和Nb/La、Hf/Sm比值都介于华北陆块内部和兴蒙造山带之间,反映了其熔融地幔源区继承了华北陆块内部的EMI型地幔特征外,还很可能受到俯冲板片交代作用的影响,暗示了古亚洲洋板块消减过程对华北陆缘岩石圈地幔的改造作用.其相对Ba-La明显的Th-U亏损,可能暗示早期有古老下地壳组分再循环到地幔源区.结合南大岭组中基性火山岩沿断裂带局限分布特点和区域早中生代构造-热年代学格架,我们认为南大岭组中基性火山岩形成于陆内伸展环境,即深大断裂带再次活动,导致软流圈上隆,从而诱发俯冲交代改造的古老岩石圈地幔减压熔融而成.