西乡群三郎铺组和大石沟组火山岩U-Pb定年及岩石成因研究

三郎铺组不整合上覆于孙家河组之上,与大石沟组呈连续过渡关系,两者均为一套火山沉积岩系。三郎铺组火山岩主要为玄武岩和流纹岩,大石沟组火山岩包括玄武岩、安山岩、流纹岩。大石沟组流纹岩LA-ICPMS锆石U-Pb定年揭示流纹岩形成时代为803.0±5.3Ma,属新元古代岩浆作用产物。元素地球化学和三郎铺组特有的陆相火山岩结构表明火山岩形成大陆板内伸展环境,属亚碱性火山岩系。三郎铺组玄武岩和流纹岩组成双峰式火山岩套,微量元素比值对模拟结果表明玄武岩浆来源于岩石圈地幔中原始石榴石二辉橄榄岩的部分熔融,部分熔融程度约为7%; 三郎铺组流纹岩浆源岩可能为白勉峡组下部的玄武质岩石,岩浆起源于斜长石稳定的下地壳源区或部分熔融形成的原生岩浆在上升过程中,经历了较为显著的斜长石结晶分异作用过程。大石沟组玄武岩、安山岩和流纹岩具有相同的微量元素比值、ε(t)值和t_DM,为同一母岩浆分离结晶的产物。玄武岩浆起源于原始石榴石二辉橄榄岩约10%的部分熔融,玄武岩浆分离结晶后残余岩浆比例约70%时形成安山岩浆,残余岩浆比例约20%~30%时产生流纹岩浆; 分离结晶的主要矿物包括斜长石和铁钛氧化物。三郎铺组和大石沟组均是新元古代晚期大陆裂谷作用的岩浆响应。     

北祁连山与斑岩有关的碲金型金矿床地质特征和成因模型

车路沟金矿床是北祁连山发现的首例与斑岩有关的碲 -铋 -金型矿床。金矿床成矿地质特征显示 ,矿床形成于岛弧火山期后次火山 -深成中酸性侵入岩体中 ,直接赋存于浅成 -超浅成英安斑岩内 ,其成矿背景为碰撞造山环境。矿床受区域断裂裂隙、同建造期古火山穹隆边缘继承性断裂裂隙 ,尤其受次火山岩体边缘节理、裂隙及接触破碎带控制。同位素研究资料显示 ,成矿流体 δ18OH2 O为 - 6 .5 8‰～ - 2 .30‰ ,δD为 - 5 8.2‰～ - 4 1.8‰ ,δ3 4S为 - 3.84‰～ + 3.2 0‰ ,δ13 CPDB为 - 8.5 4‰～ - 1.32‰ ,盐度为9.37‰～ 11.83‰ [w (Na Cl) eq],密度为 0 .982～ 1.0 0 6 g/ cm3 ,均一温度为 137.6～199.4℃。成矿流体总特征为低温、低气相、中 -高密度、并含有较高 CO2 的 H2 O- CO2 -Na Cl (KCl)体系。厘定了成岩年龄为 4 2 7.7± 4 .5 Ma,成矿年龄在 35 0～ 4 10 Ma。矿床是在岩体固结定位后 ,由深部岩浆房 (源 )分异出的富含 Au、Te、Cu等成矿元素 ,CO2 、SO2 、H2 O等挥发组分的岩浆热液沿控岩构造裂隙带上升 ,不断从沿途已固结的英安斑岩及围岩中萃取成矿物质 ,并与大量大气降水混合作用的产物。矿床成因类型属与斑岩有关的低温热液型碲金矿。     

新疆柯坪库木如吾祖克地区二叠纪火山岩

新疆柯坪库木如吾祖地区二叠纪火山岩产于柯坪微地块中。为陆相火山岩，主要由基性熔岩（辉石玄武岩）和酸性凝灰岩组成，具双峰式火山岩系组合特征，火山岩为3个火山喷发旋回的产物，从下至上基性熔岩主元素成分成规律性变化，表明基性熔岩为同源岩浆分异演化的产物。基性熔岩具有大陆火山岩性质，形成于大陆拉张环境。该二叠纪火山岩为天山造山带石炭－二叠纪大规模裂谷作用在柯坪古老微地块上的反映。     

新疆西准噶尔玛依勒蛇绿岩中镁铁-超镁铁质岩的地球化学、年代学及其地质意义

玛依勒蛇绿岩出露于玛依勒蛇绿混杂岩带中,该带位于西准噶尔造山带西南缘,是区内规模较大的一条蛇绿混杂岩带,蛇绿岩中镁铁-超镁铁质岩研究对探讨古亚洲洋古生代构造演化具有重要意义。本文选取玛依勒蛇绿岩中的镁铁-超镁铁质岩进行系统的岩石学、地球化学和年代学研究。结果表明,玛依勒蛇绿混杂岩中超镁铁质岩以富集Al_2O_3、CaO为特征,TiO_2含量与俯冲带之上地幔橄榄岩中含量相当,稀土配分曲线为轻稀土富集型,微量元素受蚀变作用影响,呈现出两种不同的曲线特征。镁铁质岩石可分为两组:I组镁铁质岩具有高MgO、低Al_2O_3,LREE轻微富集,富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta的特征,形成于消减带相关的岛弧环境;Ⅱ组镁铁质岩具有富碱、TiO_2,且呈LREE显著富集的右倾稀土配分曲线特征,富集大离子亲石元素,Nb、Ta正异常特征,代表了洋盆中海山或洋岛的残片。I组镁铁质岩中两个辉长岩岩块的LA-ICP-MS锆石UPb年龄分别为512.1±7.2Ma(MSWD=0.014)和531±12Ma(MSWD=0.17),与巴尔鲁克蛇绿岩、唐巴勒蛇绿岩中镁铁质岩岩块获得的锆石U-Pb年龄相吻合,且这三条蛇绿岩都具有SSZ型蛇绿岩的地球化学特征,可能为不同环境下同一洋盆的演化产物。     

天山石炭-二叠纪大火成岩省裂谷火山作用与地幔柱

中国西北部石炭纪-早二叠世喷发的天山裂谷火山岩系构成了一个大火成岩省。该火山岩系的组成以玄武质熔岩为主，其次有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩。根据岩石学、主元素、微量元素和Sr—Nd—Pb同位素数据，天山玄武岩可分为两个主要岩浆类型：①高Ti／Y（HT）类型，以高Ti／Y（〉500）、高Ce／Y（〉3）和相对低Nb／Zr（〈0．11）、低εNd（t）为特征；②低Ti／Y（LT）类型，以低Ti／Y（〈500）为特征。LT熔岩又可以进一步分为两个亚类：LT1熔岩以低Nb／Zr（〈0．15）和高εNd（t）（＋3．1～＋9．7）为特征；LT2熔岩具有较高的Nb／Zr值（〉0．16）和较低的εNd（t）值（-0．98～-2．91）。元素和同位素数据表明，HT和LT熔岩的化学变异不是由一个共同母岩浆的结晶分异作用所产生。它们极有可能是源于一种似洋岛玄武岩源的幔源（^87St／^86Sr（t）≈0．7045，εNd（t）≈＋4，^206Pb／^204Pb（t）≈18．35．^207Pb／^204Pb（t）≈15．66，^208Pb／^204Pb（t）≈38．25．La／Nb≈0．7），且具有不同的熔融条件和经受了不同的分异和混染。以碱性熔岩为主的HT熔岩是产生于幔源石榴子石稳定区的低度部分熔融，其化学变异受控于单斜辉石（Cpx）[士橄榄石（O1）]分离作用。相反，LT类型的母岩浆则是形成于幔源的尖晶石一石榴子石过渡带：碱性LT2亚类的母岩浆是产生于部分熔融程度较低的条件下；而以拉斑玄武质为主的LT1亚类的母岩浆则是产生于部分熔融条件较高的条件下：它们经受了浅层辉长岩质分离作用，化学变异较大。天山玄武岩可能是产生于地幔柱头。HT和LT岩浆的岩石成因又进一步为地壳和岩石圈地幔的混染作用所复杂化。我们的研究揭示，天山大火成岩省的火山岩中存在空间上的岩石地球化学变化。天山东段的LT1火山岩系的厚度最大．它们记录了玄武岩侵位的主幕，该处可能是地幔柱或地幔熔融异常的中心位置。相反，厚度较小的HT和LT2玄武岩则可能是意味着地幔柱活动影响的减弱。事实上，HT和LT2玄武岩也是该大火成岩省边缘部分的主要岩浆类型。HT和LT2熔岩的地幔熔融程度较低，可能是与地幔柱边部的岩石圈相对较厚和地热较低有关。     

北天山巴音沟蛇绿岩斜长花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及蛇绿岩成因研究

巴音沟蛇绿岩侵位于辉长岩中的斜长花岗岩亏损LREE和不相容元素,(Ce/Yb)_N=0．67～0．88．(Gd/Yb)_N= 0．63～0．73,ε_Nd(t)=8．36～8．52,~87Sr/~86Sr(t)=0．70365～0．70408,为亏损地幔来源花岗岩,是蛇绿岩的组成部分。斜长花岗岩的精细SHRIMP锆石U-Pb年龄为324．8±7．1Ma,表明巴音沟蛇绿岩形成于早石炭世晚期。巴音沟蛇绿岩中辉长岩、辉绿宕、基性熔岩REE球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化分配型式呈平坦型分布,(Ce/Yb)_N=0．63～1．36,(Gd/ Yb)_N=1．02～1．41,近似于N-MORB分配型式。~87Sr/~86Sr比值变化于0．70306～0．70439,ε_Nd(t)=4．63～8．69,表明其岩浆主体来源于N-MORB,但在形成过程中有OIB组分的加入。结合天山石炭纪区域火山岩的研究,认为巴音沟蛇绿岩形成于大陆裂谷向大洋裂谷转化的构造环境,它是天山造山带晚古生代“红海型”洋盆的地质记录。     

西天山下石炭统大哈拉军山组底部角度不整合特征及其对天山古生代洋陆转换时限的约束

西天山广泛出露下石炭统大哈拉军山组火山-沉积岩系,其与下伏地层(前寒武纪结晶基底或前石炭纪褶皱基底)之间呈广泛的区域性角度不整合接触。通过对这些角度不整合面及大哈拉军山组底部冲洪积相碎屑岩或陆相火山岩特征的研究,认为该不整合面代表了一次强烈的褶皱、隆升造山事件;不整合面之上初始沉积物地层序列是天山石炭纪后碰撞裂谷盆地新一轮沉积旋回的起点。取自大哈拉军山组底部粗碎屑岩中夹层安山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄为359±2.3Ma,这一年龄值不但限定了这一区域性角度不整合的形成时代,而且代表天山后碰撞裂谷盆地的开启时间。因此,天山古生代洋陆转换时限在晚泥盆世—早石炭世之交,随后,天山造山带进入后碰撞裂谷演化阶段。     

新疆北部古生代构造演化的几点认识

最近的地质调查和研究资料揭示,新疆北部古生代存在"三块两带"的构造格局,并经历了复杂的洋陆转换过程。地质、地球物理和碎屑锆石年龄结果显示,准噶尔盆地南部应存在一个至少发育前震旦系的古老陆块;初步认为东准噶尔北自额尔齐斯构造带东南的玛依鄂博地区至南部的卡拉麦里构造带南界,整体为一增生杂岩体,西准噶尔自额尔齐斯构造带南缘至谢米斯台南缘亦为一增生杂岩体。提出新疆北部加里东运动表现为准噶尔-吐哈陆块、中天山陆块群、伊犁地块等拼合形成哈萨克斯坦板块的一部分。从新疆北部泥盆系建造组合和沉积环境演变视角,探讨了早古生代形成的哈萨克板块北部洋盆从早泥盆世开始,至晚泥盆世拼合,洋盆经历了逐渐变浅直至消亡的演化过程。结合区域地质调查资料,提出南天山为一巨大的增生杂岩体,代表了哈萨克斯坦板块与塔里木板块最后增生拼合的位置,亦是古亚洲洋在中国境内最后闭合的位置,闭合的时限为早石炭末期。在以上认识的基础上,提出新疆北部晚古生代构造演化的"三块两带"基本框架:即在统一哈萨克斯坦板块形成后,自北而南依次存在西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块、塔里木板块及其间的准噶尔洋盆和南天山洋盆。晚泥盆世哈萨克斯坦板块与西伯利亚板块完成增生拼贴;早石炭世末,塔里木板块与西伯利亚-哈萨克斯坦联合板块完成增生拼贴,古亚洲洋结束洋陆转换;晚石炭世至早二叠世,新疆北部进入后碰撞伸展至大陆裂谷演化阶段。     

西天山特克斯县北乌孙山大哈拉军山组火山岩地球化学特征及构造意义

对西天山特克斯西北乌孙山中部地区出露的火山岩进行了地球化学研究,结果表明玄武岩、安山岩均为拉斑质火山岩,LREE较富集[(La/Yb)N介于3.44~11.36之间],具有弱的Eu负异常(δEu=0.79~1.13),安山岩与流纹岩明显富集强不相容元素(如Cs、Rb、Ba、Th、U)和LREE。玄武岩与中酸性岩样品具有轻微的差异,但所有样品具有较明显的Nb、Ta、Ti负异常,并且除了活动性较强的元素(Cs、Rb、Ba)外,其余微量元素均接近于下地壳的含量,(Th/Nb)N介于2.02~8.12之间,(Nb/La)N介于0.40~0.45之间,远远小于1,La/Ba值低(0.01~0.07),Ba/Nb值高(90~410);Zr/Nb值平均为16.48,最为接近原始地幔(15.71)的比值;而Ta/Nb、Hf/Ta、Th/Yb值平均为0.10、3.77、0.64,较为接近上地壳(0.10、3.50、0.48)的比值,Zr含量大于90×10-6,Zr/Y值在4左右,显示了板内玄武岩的特征。结合区域上地质特征,认为该地区在石炭纪时碰撞结束进入碰撞后伸展阶段,局部具有裂谷化特征。样品的Nb、Ta、Ti负异常应为地壳混染引起,火山岩的形成环境为碰撞后伸展的构造环境。