冀北燕山期三个系列花岗质岩石的地球化学特征及其成因学意义

燕山期花岗质岩石广泛出露在冀北地区,从中可以识别出碱钙性、过铝质和碱质三个岩石系列。本文系统报道了它们的产状、岩类学、主要元素、痕量元素、稀土元素、年代学和ＩＳｒ资料;重点讨论了它们的地球化学特征和成因类型问题。碱钙性岩石系列主要由石英二长闪长岩元素、二长花岗岩元素、正长花岗岩构成;ＳｉＯ２含量变化范围是６２％～７５％;Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ在７．６３％～８．８８％之间;Ａ／ＣＮＫ＜１．０５,ＣＡ指数５５。过铝质系列由流纹斑岩为代表,具有高硅（ＳｉＯ２＞７３％）、富钾低钠（Ｋ２Ｏ／Ｎａ２Ｏ为１．４４～９．１３）、过铝质（Ａ／ＣＮＫ是１．１７～１．４３）的特点。碱性系列的岩石组合是碱长正长岩（碱长粗面岩）－碱性石英正长岩（碱流岩）－碱性花岗岩（碱性流纹质熔结凝灰岩）。它们的ＳｉＯ２含量变化于５７％～７７％之间,Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ分别大于９％、４％、５％,ＮＫ／Ａ为０．９～１．１２。以过铝质、碱钙性和碱性为序,三个岩石系列的Ｎｂ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、ＲＥＥ含量依序增高,显示出明显的区别。上述特征表明,三个岩石系列的性质和特征明显不同,分别属于三种岩石成因类型。     

太行山-大兴安岭构造岩浆带中生代侵入岩Nd、Sr、Pb同位素特征及物质来源探讨

太行山-大兴安岭构造岩浆带是中国东部中生代大规模岩浆活动的集中区，它纵跨华北克拉通和兴蒙海西造山带两个大地构造单元，既是我国东部规模最大的北北东向深大断裂带之一，又是我国东部北北东向延伸的地壳厚度陡变带与重力异常高梯度带，因而具有十分重大的地质意义。本文针对研究区在中生代岩浆活动物质来源认识方面的不足，首次对太行山-大兴安岭整个构造岩浆带40余个代表性岩体的Nd、Sr、Pb同位素地球化学特征进行了全面系统的研究，发现不同区段(南、北太行山地区、大兴安岭中-南地区)、不同侵入期次(早、中、晚)岩石具有明显不同的Nd、Sr、Pb同位素特征，可以推断其岩浆源区性质各不相同：南太行山地区基-中性岩浆均来源于富集地幔储库；北太行山地区早期基-中性岩浆主要来源于富集地幔的部分熔融；中期中-酸性岩浆来源与下地壳关系密切；晚期富碱质中-酸性岩浆来源可能与下地壳、甚至中地壳物质有关；大兴安岭地区中-酸性岩浆来源与亏损地幔关系密切，可能源自与亏损地幔有联系的年轻的下地壳。由此表明，中生代华北克拉通地区岩石圈地幔为富集地幔，而兴蒙造山带地区岩石圈地幔则为亏损地幔。此外，根据岩石的Nd模式年龄，初步认为2543～1485Ma可能指示华北克拉通岩石圈地幔发生富集作用的时间，而983～540Ma则可能为大兴安岭地区地壳生长的一个重要时期。     

“壳-幔”混合成因高Ba-Sr花岗质岩浆演化——以华北克拉通中部带老山和狐偃山岩体为例

锆石U-Pb年龄显示华北克拉通中部带西缘老山杂岩体和狐偃山正长岩形成时间接近(128.7～125.4Ma),代表华北克拉通中部带早白垩世岩浆活动。系统的地球化学研究显示两岩体具有如下特征:(1)SiO_2含量中等(57.3%～69.8%),高K_2O(3.0%～8.2%)和Na_2O(4.3%～6.4%)含量,低MgO(0.2%～1.4%)、CaO、TiO_2和P_2O_5含量;(2)富集大离子亲石元素(Ba、Sr、K)和LREEs,亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf)和HREEs。全岩地球化学特征(如高Ba、Sr含量和K/Rb比值,低Rb、Y含量)与高Ba-Sr花岗岩相符;(3)根据主量元素,相容元素(Cr、Co、Ni、V)和微量元素(Ba、Sr)特征,研究样品可分为2组:组1具有高Ba特征,Sr(~(87)Sr/~(86)Sr(t)=0.7049～0.7053)和Nd(ε_(Nd)(t)=-11.5～-9.7)同位素组成均一,经历了以黑云母为主的分离结晶作用;组2具有低Ba特征,Sr(~(87)Sr/~(86)Sr(t)=0.7051～0.7070)和Nd(ε_(Nd)(t)=-18.7～-14.8)同位素组成更加富集且分散,经历了角闪石,斜长石及磷灰石、磁铁矿和榍石等矿物分离结晶。2组样品不同的源区组分和分离结晶组合会显著改变岩浆中特征微量元素(Ba、Sr、Rb)含量和比值(Sr/Y、Nb/Ta、Dy/Yb)。本文研究表明华北克拉通中部带岩石圈地幔富集机制主要与元古代东、西陆块向中部带碰撞拼合时俯冲板块派生流体交代作用有关,该区中生代破坏机制为古太平洋板块俯冲所引起的碰撞后伸展背景下富集岩石圈地幔减压熔融、底侵至下地壳并引起"壳-幔"岩浆相互作用所形成的大规模深部岩浆抽取。     

郯庐断裂带晚中生代富碱侵入岩Nd、Sr、Pb同位素特征及源区性质探讨

郯庐断裂带是中国东部一条巨大的深大断裂带,它纵切华北克拉通、扬子克拉通、兴蒙-吉黑造山带和大别-苏鲁造山带四个大地构造单元,特别是在该断裂带出露许多晚中生代富碱侵入岩体,构成一条长达近2000km的富碱侵入岩带.本文是在前人研究基础上首次从大尺度对整个郯庐断裂带富碱侵入岩的Nd、Sr、Pb同位素做了比较系统深入的研究,发现四个大地构造单元的富碱侵入岩具有明显不同的Nd、Sr、Pb同位素特征,暗示四大构造单元富碱侵入岩的源区性质差别较大:兴蒙-吉黑造山带晚中生代富碱侵入岩源于和亏损地幔有成因联系的年青地壳(εNd(t)为ft.,平均值 2.25);华北克拉通、扬子克拉通和大别-苏鲁造山带三大构造单元晚中生代富碱侵入岩都主要源于EMI型富集地幔(εNd(t)均为负值).但是这三大构造单元岩石圈地幔富集程度差别较大.大别-苏鲁造山带岩石圈地幔相对富集程度最高(εNd(t)平均值为-17.06);华北克拉通次之(εNd(t)平均值为-10.03);扬子克拉通岩石圈地幔富集程度最低(εNd(t)平均值为-6.41).本文认为大别.苏鲁造山带岩石圈地幔相对最富集的原因可能是在早中生代扬子克拉通陆壳向华北克拉通深俯冲之后的折返过程中,因压力释放有利于熔/流体的形成、析出和向上交代并改造华北岩石圈地幔使之成为富集地幔.     

太行山—大兴安岭东麓碱性侵入岩年代学和锶、钕、铅同位素特征及其意义

太行山—大兴安岭东麓碱性侵入岩带纵贯华北地台和内蒙海西地槽褶皱系两个大地构造单元,又处于我国东部太行山—大兴安岭地壳厚度陡变带和重力异常高梯度带之东侧,受NNE向超壳深大断裂的控制。该带中碱性岩体有20多个,但出露面积较大、研究较多、具有代表性的有以下6个碱性岩体(由南到北):河南安林地区九龙山霞霓正长岩体、河北永年洪山辉石正长岩体、易县紫荆关石英正长岩体、北京雾灵山正长岩—石英正长岩体、内蒙扎鲁特旗巴尔哲碱性花岗岩体、黑龙江碾子山正长岩—碱性花岗岩体。     

太行山-大兴安岭东麓晚中生代碱性侵入岩岩石地球化学特征及其意义

太行山—大兴安岭东麓晚中生代碱性侵入岩带由20余个碱性岩体组成,南北纵跨华北克拉通和兴蒙海西造山带两个大地构造单元,具有十分独特的地质意义。本文通过分布于不同大地构造单元的7个典型碱性岩体中各类碱性岩的主量、稀土和微量元素成分分析和综合研究,首次系统地讨论了该碱性岩带岩石地球化学特征及其时空分布规律,并在此基础上对该带碱性岩形成的大地构造环境、岩浆物质来源性质和深度的变化规律等重大地质问题开展了较全面的新探讨。分布于不同的大地构造单元的碱性岩岩石地球化学特征具有非常明显的差别,但呈现一定的空间变化规律:均属于铝过饱和的酸性岩类,以富碱高钾,贫钙、铁、镁为特征。空间上由南至北,岩石酸度呈增高的趋势,碱度随酸度增高而增高,而Al、Ca、Fe和Mg含量则呈降低的变化趋势。华北克拉通区碱性岩轻、重稀土分馏作用明显,但太行山南段岩石基本上无铕异常,而北段则以明显的铕负异常为特征,高Sr、Ba,贫Rb,普遍亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf;而兴蒙海西造山带内岩石稀土配分曲线呈特征的V字型,显示出较弱的轻、重稀土分馏作用和显著铕负异常;以贫Sr、Ba,高Rb,富集高场强元素为特征。由此推断,华北克拉通碱性岩浆来源可能与富集地幔物质关系密切,源区较深,而兴蒙造山带内岩浆来源则与富集地幔物质关系不大,源区相对较浅,该带碱性岩岩浆源区深度由南至北逐渐由深而浅。此外,认为该带碱性岩均形成于拉张环境。可能属于A1型花岗岩,形成于非造山板内裂谷或热点地幔柱环境。     

华北克拉通南缘熊耳群眼窑寨组次火山岩岩石地球化学与年代学研究及其意义

研究表明华北克拉通南缘熊耳群眼窑寨组次火山岩的形成年龄为1781±12Ma.依此将熊耳群火山岩的上限年龄限定在1781Ma之后.眼窑寨组次火山岩岩石类型较为复杂,主要由碱性粗面-粗面英安岩、英安岩与流纹岩组成,其SiO2含量变化范围为59.30%～72.33%,为铝过饱和的中酸性岩石.岩石富碱高钾、贫钙镁、负铕异常、低...     

山西临县紫金山碱性杂岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

山西临县紫金山碱性杂岩体位于华北克拉通内鄂尔多斯盆地东缘,为汾河富碱侵入岩带中最典型的碱性岩体。岩体主要岩石类型为二长岩、辉石正长岩、霓霞钛辉岩、暗霞正长岩、霞石正长岩、假白榴石斑岩和粗面斑岩。依据SHRIMP锆石U-Pb定年结果,结合前人的测年数据,确定岩体形成于138.7~125.0 Ma,系早白垩世碱性岩浆事件的产物。该套岩石高钾、富碱、贫钙和镁,属于碱性岩石系列。稀土元素总量高,轻、重稀土元素分馏明显,Eu异常不显著。微量元素富集LREE和Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE和Th、U、Nb、Ta、Ti等高场强元素。同位素分析结果显示全岩ISr为0.704 228~0.706 313,εNd(t)变化于-12.3~-0.5之间。锆石的εHf(t)为-20.2~-16.4,二阶段模式年龄tDM2为2.22~2.46 Ga。推测紫金山碱性杂岩体形成于华北克拉通中生代构造体制转折后的伸展背景下,因构造体制转换产生的强大应力作用导致吕梁地区软流圈多次上涌,随后软流圈、岩石圈地幔和下地壳物质部分熔融产生的岩浆发生多次不同比例的混合,所形成的各期混合岩浆分批上侵定位在地壳浅部环境,从而形成紫金山碱性杂岩体。汾河富碱侵入岩带形成时间集中于138.7~125.0 Ma,是华北克拉通中西部岩石圈破坏事件的岩浆活动证据,其与华北克拉通东部地区几乎同时发生岩石圈减薄作用。因构造体制转换产生强大应力作用导致构造薄弱地区软流圈上涌,进而引起大规模的壳-幔岩浆相互作用,可能为华北克拉通中西部地区中生代破坏的主要原因,并且由北至南壳幔岩浆相互作用中幔源岩浆逐渐减少。