内蒙古锡林郭勒杂岩中泥盆纪地层的发现及地质意义

分布在锡林浩特—达青牧场一带的锡林郭勒杂岩主要由变质表壳岩、变质基性-超基性岩、花岗质片麻岩等组成,其中部分为前寒武纪地层和岩石,构成前寒武纪微陆块。本文对锡林浩特西部呼热木台敖包和白音陶勒盖一带锡林郭勒杂岩中副变质岩锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb年代学进行了研究,原岩碎屑锆石年龄介于403~3077 Ma,其中~(206)Pb/~(238)U最年轻一组的年龄在403~420 Ma,代表了该变质岩原岩的沉积下限。结合其变质时代(337 Ma)及被早石炭世—晚石炭世早期岛弧侵入岩侵入的事实,该套地层主要形成在早泥盆世中期—早石炭世早期,不是前寒武纪地层。其原岩主要为一套正常沉积碎屑岩,缺少火山岩,不具弧前沉积建造特征。它是沉积在前寒武纪锡林浩特微陆块之上的一套地层,为早古生代造山后伸展背景下晚古生代贺根山洋盆南缘初始的沉积记录。     

内蒙古东乌珠穆沁旗早古生代辉长闪长岩年代学和地球化学特征及地质意义

东乌旗乌拉盖地区出露一套早古生代辉长闪长岩,为兴蒙造山带北缘二连-东乌旗早古生代岩浆岩带的组成部分。对该岩体进行了锆石U-Pb年龄、全岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素分析,探讨了岩石成因及其对兴蒙造山带北缘早古生代构造演化的启示。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示岩体年龄为499.6±1.2 Ma,为二连-东乌旗地区出露的最古老侵入体。岩体具有中等的Si O2含量(51.60%~54.28%),富铝,贫铁、镁,全碱及钾含量较低,属钙碱性岩浆系列;富大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有弱的Eu正异常(δEu=1.03~1.34),稀土元素配分型式呈平缓的右倾型。辉长闪长岩同位素组成比较亏损,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.704 5~0.704 7,εNd(t)=+2.71~+4.17,εHf(t)相对εNd(t)明显偏高,为+10.8~+18.7,存在Nd-Hf同位素解耦现象。年代学、岩石地球化学以及Sr-Nd-Hf同位素综合分析表明,乌拉盖辉长闪长岩是早古生代古亚洲洋沿苏左旗-锡林浩特一线向北俯冲的产物,岩体形成于俯冲作用的初始阶段,源区为受到俯冲物质交代的地幔楔,交代物质以板片熔体为主,流体交代为辅,无明显沉积物加入,后期由于弧后拉张、贺根山洋盆打开与主体岛弧带脱离,最终形成了与俯冲带彼此分隔的格局。     

Early Paleozoic continental crust accretion in the North Qinling: Evidences from geochronology,geochemistry and Sr-Nd-Hf isotopes of arc magmatic rocks in Taipingzhen areaSCIEI北大核心CSCD

二郎坪单元是位于北秦岭构造带中部的一个年轻地体,发育了大量的花岗岩类,是研究北秦岭早古生代大陆地壳增生的理想场所。本文对北秦岭构造带太平镇北英云闪长岩-奥长花岗岩体和蛮子营黑云母二长花岗岩体开展了岩石学、年代学、地球化学及Sr-Nd-Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明,太平镇北奥长花岗岩和蛮子营黑云母二长花岗岩的形成时代分别为468.8±2.8Ma和462.2±1.9Ma。太平镇北岩体为高硅(71.79%-78.66%)、富钠贫钾(K_(2)O/Na_(2)O=0.27-0.77)的低钾拉斑-钙碱性系列岩石;蛮子营岩体为高硅(72.20%-74.90%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=0.97-1.36)的高钾钙碱性岩石。两者轻重稀土分异均较明显,均具有富集Rb、Ba、Th、U、K等大离子亲石元素,而亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的特征。太平镇北岩体和蛮子营岩体具有类似的锆石εHf(t)值(奥长花岗岩8.2-12.7;黑云母二长花岗岩8.9-13.2)、全岩(87Sr/86Sr)i(奥长花岗岩0.704038-0.705221;二长花岗岩0.703876-0.705371)和全岩εNd(t)值(奥长花岗岩1.49-2.03;黑云母二长花岗岩1.68-1.92)。研究表明,太平镇北岩体岩浆源区为玄武质弧下地壳,岩浆结晶分异作用形成英云闪长岩和奥长花岗岩;蛮子营岩体岩浆为早期形成的英云闪长岩部分熔融形成。太平镇北岩体和蛮子营岩体均形成于洋内弧的构造环境,从弧玄武岩到富钠英云闪长岩、奥长花岗岩再到富钾的二长花岗岩,代表了地幔物质经过多阶段岩浆演化形成富硅富钾长英质地壳的过程。综上,认为洋内弧的形成和岩浆演化是北秦岭大陆地壳增生的重要方式之一。     

花岗岩研究正面临一场革命

花岗岩是一门古老的学科,花岗岩非常复杂。目前的花岗岩研究存在危机,危机表明花岗岩需要革命。花岗岩革命以什么为标志？内容是什么？核心是什么？有哪些新奇的概念？这些都是需要认真回答的问题。本文认为,花岗岩革命有三个任务：首先,花岗岩革命的前提,最重要的是：岩浆岩类要解体,花岗岩类要独立,花岗岩理论要摆脱对玄武岩理论的依赖。其次,花岗岩要根据自己不同于玄武岩的特点创立花岗岩新的理论体系。花岗岩的新理论不同于现行的花岗岩理论,花岗岩新理论即花岗岩的变成论,可以用一句话予以概括：花岗岩来自变质岩的深熔作用,熔体与残留相处于平衡,变质岩与花岗岩具成因联系和因果关系,变质岩为母,花岗岩为子。新理论赞同花岗岩四阶段模式,即花岗岩的形成包括了从产生到形成到上升和侵位四个阶段（本文稍作修改的版本）。按照花岗岩的旧理论,许多问题非常费解;而按照新理论,许多费解的难题几乎迎刃而解了,如花岗岩上升的驱动力问题和花岗岩侵位的巨大空间占位问题等。第三,重新界定研究花岗岩的作用和意义。旧理论认为研究花岗岩是为了解决花岗岩形成的构造环境;新理论则认为是下地壳填图。下地壳填图是一个崭新的问题,是根据花岗岩与变质岩的关系引申出来的,它回答了“为什么要研究花岗岩”“研究花岗岩有什么用”这两个学术界关心的问题,是花岗岩研究的真正的前沿。板块构造是地球科学史上无与伦比的一场深刻的革命,花岗岩新理论的建立可能开启了板块构造以后的又一场深刻的革命,它所波及的层面及所带来的影响目前还很难预计。花岗岩新理论才刚刚崛起,许多问题正在探索中,还有太多的问题是我们不清楚的。花岗岩革命,任重而道远。未来充满新奇,每一个想法可能都是创新,虽然困难肯定不少。     

三论花岗岩按照Sr-Yb的分类:应用

在"再论"中我们提出了花岗岩按照Sr-Yb分类的新标志(张旗等,2010a),本文进一步讨论该分类的应用。文中举了国内外许多实例(包括柴达木、北祁连、内蒙古、松潘-甘孜、大别、太行、华北古元古代和华南新元古代以及土耳其、俄罗斯、巴西、刚果、波西米亚、意大利等),着重讨论了花岗岩Sr和Yb含量与其形成压力和深度的关系,指出本分类最重要的地球动力学意义在于与其形成的深度有关,并在一定条件下与其产出地区的地壳厚度有关。例如应用本方法分析华北克拉通古元古代花岗岩,很难得出该带在古元古代发生过碰撞的结论,华北克拉通是否分为东西两块也需要重新认识。又如对华南新元古代花岗岩的分析表明,华南地块内部在新元古代时地壳较薄,但是,与Rodinia大陆的裂解似乎无关。文中还对花岗岩与成矿的关系进行了讨论,提出成矿与压力有关的概念。如金铜与地壳厚度大的埃达克型和喜马拉雅型花岗岩有关,钨锡与地壳厚度薄的南岭型花岗岩有关,而不论矿床是什么类型的,只要它们与花岗岩有关,必定受矿液源区深度的控制,要么是在加厚地壳的地球动力学背景下,要么是在地壳减薄的地球动力学背景下。花岗岩无比复杂,我们用Sr和Yb两个元素对花岗岩重新进行了分类,只是一个探索性的尝试,问题肯定不少,需要广泛的实践的检验,需要深入的实验研究的检验,需要理论的探讨,需要经过一系列否定-肯定-否定的过程,才能逐渐臻于完善。     

再论内蒙古阿拉善朱拉扎嘎金矿的成矿时代:来自锆石SHRIMPU-Pb年龄的新证据

内蒙古阿拉善地区朱拉扎嘎金矿是新近发现的特大型层控改造型金矿床,该矿床以产于中元古界地层中和巨大的找矿潜力而引人注目。容矿岩石主要为钙质粉砂岩、粉砂质板岩。曾采用颗粒锆石U-Pb法和~(40)Ar/~(39)Ar法对成矿期花岗斑岩、成矿后期闪长玢岩和含金石英-硫化物矿体进行了年龄测定,获得成矿期花岗斑岩锆石U-Pb年龄为(304±5)Ma,成矿后期闪长玢岩为(258.6±5.7)Ma,金矿体中石英的~(40)Ar/~(39)Ar年龄为(282.3±0.9)Ma。现采用SHRIMP锆石U-Pb法对成矿期花岗斑岩和成矿后期闪长玢岩进行了重新测年,结果表明花岗斑岩的形成时代为(280±6)Ma,闪长玢岩的形成时代为(279.7±5.2)Ma,两者的年龄差仅0.3 Ma,从而限定了朱拉扎嘎金矿的形成年龄,非常接近于280 Ma(279.7～280 Ma)。     

温都尔庙群锆石的LA-MC-ICPMS U-Pb年龄及构造意义

温都尔庙群分布在内蒙古中部地区,分下部桑达来呼都格组和上部哈尔哈达组,通常被认为属于蛇绿岩套组合,形成时代也一直存在争论。详细的野外调查表明,温都尔庙群不完全是蛇绿岩组合,还发育洋内弧的玄武岩-玄武安山岩-安山岩组合。所以,温都尔庙群为一套包含大洋洋壳、洋内弧等不同时代和成因的增生杂岩。对温都尔庙群洋内弧变质安山岩及变质碎屑岩进行锆石LA-MC-ICPMS法U-Pb同位素测年表明:桑达来呼都格组上部洋内弧变质安山岩年龄为470±2Ma。哈尔哈达组两个样品(10NM142、10NM143)的碎屑锆石年龄主要集中在445~480Ma范围内,其中10NM143样品中最年轻谐和年龄多在424~438Ma之间,表明至少有一部分地层形成于中志留世。考虑温都尔庙群蛇绿岩形成时代(497~477Ma)、高压变质时代(446±15Ma~453±1.8Ma)及晚志留世西别河组不整合覆盖其上的事实,桑达来呼都格组可能形成于寒武纪-晚奥陶世,哈尔哈达组形成于晚奥陶世-中志留世。因此,温都尔庙群是形成于寒武纪-中志留世的变质增生杂岩。     

北秦岭孤山坪地区辉长岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

北秦岭孤山坪地区辉长岩的研究程度较低,而辉长岩通常是下地壳或上地幔玄武质岩浆结晶的产物,可以在一定程度上反映特定地质时代壳幔演化格局。为了研究其成因和形成机制,对其锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素进行了研究。结果表明:辉长岩的侵位结晶年龄为（457.4±1.4）Ma,即形成于晚奥陶世;总体上富集轻稀土元素和大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr,相对亏损高场强元素Nb、P、Ti、Zr,指示其可能形成于活动陆缘弧环境;锆石ε_Hf（t）=6.4~9.1,一阶段模式年龄（t_DM1=822~708 Ma）和二阶段模式年龄（t_DM2=1 268~1 025 Ma）均大于锆石结晶年龄。综合研究认为,孤山坪地区辉长岩原始岩浆应来源于受俯冲流体交代作用改造的富集型地幔,可能形成于二郎坪群早期岛弧与秦岭地块之间的弧陆碰撞所导致的增生造山作用过程,代表了晚奥陶世二郎坪群由岛弧向弧后盆地转化的初始岩浆记录。本研究可以为北秦岭早古生代构造演化的厘定提供进一步的约束资料。      

介绍一种寻找隐伏岩体的好方法:岩浆热场法

隐伏岩体对于热液矿床找矿是非常重要的。寻找隐伏岩体的方法很多,其中以物探(磁法、电法、重力、地震等)方法应用得最广泛、效果最好。本文介绍的岩浆热场法,是专门寻找隐伏岩体的方法。岩浆热场法是地球物理方法的一种,它以感知温度场的差别为目的,没有多解性是它最大的优点。它以岩浆热场理论为基础,以各种能够恢复古温度场的方法为手段。能够感知岩浆热场温度的方法很多,本文介绍了其中的五种:接触变质带法、煤质和煤级法、伊利石结晶度法、牙形石色变度法和镜质体反射率法等。接触变质带是岩浆热场直接的具体的体现,传统的接触变质带范围有限(一般不超过1km)。但是,如果考虑到极低级变质作用,将大大扩展接触变质带的范围(达6~8km)。煤质和煤级是煤田地质部门应用得非常娴熟的方法,中国无烟煤分布区大多与岩浆热场有关,是隐伏岩体的良好指示剂。伊利石结晶度、牙形石色变度和镜质体反射率法是极低级变质作用研究中非常重要的三个指标。在上述各种方法中,笔者推荐镜质体反射率方法。该方法具有简单、精确、适用、经济、快速的特点。与物探方法比较,该方法有很多优点,但也有其局限性。如果能够将该方法从煤田和石油部门移植到岩石学和矿床学部门,与磁法、电法、重力法配合使用,可以提高寻找隐伏岩体的效果。