印度—亚洲大陆主碰撞过程的火山作用响应

广泛发育在西藏冈底斯岩浆岩带中的林子宗火山岩及其与下伏地层间的区域性不整合 ,提供了印度—亚洲大陆碰撞 (在西藏南部 )的构造火成岩新证据。岩石学、主元素、微量元素、稀土元素及Nd Sr Pb同位素地球化学研究表明 ,林子宗火山岩早期带有较多陆缘弧火山岩特征 ,中期开始出现标志陆内岩浆活动的钾玄岩 ,晚期更多地显示了加厚陆壳条件下火山岩的特点 ,记录了由新特提斯俯冲消减末期过渡到印度—亚洲大陆碰撞的信息。系统的40 Ar/3 9Ar同位素测年确定林子宗火山岩的年龄区间为 4 0 .84～ 6 4 .4 7Ma ;其底部年龄给出了林子宗火山岩与下伏地层间不整合形成时间的最晚时限 (～ 6 5Ma)。该不整合面上、下之地层在沉积相、变形样式与变形程度上均截然不同 ,反映形成环境的重大变化 ,标志着一次重大的地质事件。根据上述事实 ,结合青藏高原岩浆活动的区域时空分布 ,及西藏南部地层、古生物与沉积研究成果 ,笔者认为印度—亚洲大陆碰撞开始于 6 5Ma左右(K/T界限时间 )。     

西秦岭东段印支期花岗质岩浆作用及构造演化：地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束

西秦岭造山带东段发育大量印支期花岗岩,由北向南贯通整个西秦岭造山带。本文选取西秦岭东段的柴家庄、太白、周家山和迷坝4个花岗质岩体进行岩石学、地球化学、锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素研究。这些花岗质岩体的岩性主体为石英闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩,属高钾钙碱性系列,形成时代在237～219Ma之间,并显示出两期岩浆活动的特点,早期柴家庄岩体形成于236.6±2.9Ma,晚期的太白、周家山和迷坝岩体形成于220.12～218.9Ma。早期柴家庄二长花岗岩显示出类似埃达克岩的一些地球化学特点,如高含量的Sr(578 × 10~(-6)～661 × 10~(-6))和高的(La/Yb)_N比值(37.44～41.73),低含量的Y(3.48 × 10~(-6)-5.50 × 10~(-6))和Yb(0.3 × 10~(-6)～0.5 × 10~(-6)),以及弱的负Eu异常(δEu=0.85～1);在晚期花岗岩中,迷坝和周家山岩体同样表现高Sr含量(Sr400 × 10~(-6))、低Yb含量(Yb 2 × 10~(-6))的特点,但太白花岗岩则类似于喜马拉雅型花岗岩(Sr 400 ×10-6,Yb 2 ×10~(-6))。锆石Hf同位素组成显示,柴家庄、太白、周家山和迷坝岩体的ε_(Hf)(t)值分别为-5.1～2.2、-4.8～-0.9、-6.0～-2.7和-6.3～-3.9,对应的二阶段模式年龄(t_(DM2))依次为2153～1495Ma、2120～1767Ma、2227～1932Ma、2249～2033Ma,表明西秦岭东段花岗质岩体的源区主要为古元古代-中元古代壳源物质,柴家庄岩体可能有部分新生下地壳物质加入,并且整体表现出结晶基底组成由北向南逐渐变老的趋势。显示埃达克岩特点的花岗岩可能形成于加厚下地壳的部分熔融,而其喜马拉雅型的花岗岩则是正常下地壳部分熔融的产物。三叠纪时期发生的陆陆碰撞导致地壳加厚,加厚下地壳在不同深度发生的部分熔融,形成本区具有埃达克或者喜马拉雅型地球化学特点的花岗质岩体。     

青藏高原南部岩脉分布及其研究意义

青藏高原是面积大、海拔高、时代最新的经典碰撞造山带，其演化过程被记录在各类地质作用中，包括各类岩浆作用。岩脉是与其他类型岩浆作用具有相似矿物成分的小规模侵入体，德国人Harry Rosenbusch早在1877年对其开展了系统研究。区域上大规模产出的基性岩墙群经常发育在伸展构造环境，并被认为代表地质历史时期发生的大陆裂解作用，其深部则与地幔柱或者热点存在相关。在青藏高原的羌塘地体、拉萨地体和喜马拉雅造山带发育了不同类型的岩脉或岩墙群。在羌塘地体中部出露面积约为40000km²的早二叠世（约283Ma）基性岩墙群属于大火成岩省（LIP）岩浆作用，与二叠纪中特提斯洋的初始打开有关。在西藏南部的特提斯喜马拉雅带产出的时代约为132Ma的白垩纪措美-班伯里大火成岩省岩浆作用，覆盖面积超过50000km²，其最早的岩浆作用可能代表了特提斯喜马拉雅之下大陆裂解之前孕育克格伦地幔柱头部的相关岩石圈伸展作用，并继续裂解导致了印度与澳洲大陆的裂解分离。本文着重讨论了高原南部的白垩纪以来的岩脉，它们主要发育在拉萨地体南部，蕴含了岩浆作用与构造作用的双重信息。它们具有不同的产状、成分、年龄和成因，对于揭示冈底斯弧演化、印度与亚洲大陆的碰撞过程，以及碰撞导致的高原应力状态变化等都具有重要的意义。高原南部岩脉主要分为三期：（1）时代约为90Ma的岩脉，具有玄武质到中酸性的成分，主要侵位在日喀则白垩纪弧后盆地，例如在南木林县南部出现的基性-酸性双峰式岩浆作用，可能代表了冈底斯岩浆弧之上发育的伸展作用。（2）时代约为50Ma的同碰撞期岩脉，主要侵入到林子宗火山岩、冈底斯岩基或者白垩世设兴组/昂仁组沉积地层等单元中，它们发育时间为60~41Ma，其峰期作用时间与冈底斯岩浆大爆发的时间一致，可能受控于深部俯冲的特提斯洋洋壳的断裂作用。（3）碰撞后中新世岩脉，多具有埃达克质岩石的地球化学性质，与区域上钾质-超钾质火山岩和埃达克质侵入岩的时代一致，它们是高原南部加厚下地壳部分熔融作用的产物，可能受控于下地壳拆沉作用或者与南北向裂谷带密切相关的板片撕裂有关。这些岩脉的延伸方向既有南北向，也有东西向，在构造上可能代表了高原隆升到最大高度后深部拆沉作用导致的山体垮塌伴生的伸展构造有关。     

钨矿自然重砂矿物组合特征及其找矿意义

统计浙江、湖南、江西、湖北、新疆、青海、云南、广西、福建、河南、贵州、安徽、广东共计13个省(自治区)61个典型钨矿床(矿区)的自然重砂矿物报出情况,计算各重砂矿物的报出频率,分析得出矽卡岩型、热液型和斑岩型3种类型钨矿床所对应的自然重砂矿物组合及标型矿物组合。结果表明,不同类型的矿物组合既有相似处也有各自的代表标型。如此按照矿床类型建立的自然重砂矿物组合及其含量变化,对建立自然重砂找矿模型具有重要意义。     

特约主编致读者

岩浆岩是地球演化过程的重要物质记录,是重建板块构造过程中的大洋与大陆演化历史、揭示壳幔相互作用、地球深部高级变质作用和成矿作用等深部过程的“岩石探针”。近半个世纪,尤其是进入21世纪以来,随着分析测试技术的飞速发展,通过岩石学与同位素年代学、地球化学、矿床学等传统学科的紧密交叉融合,在对我国华北、华南、青藏高原等热点地区的深入研究中,涌现出了大量具有重要国际影响的原创性研究成果,在我国为实现从地学大国到地学强国的征程中留下了浓墨重彩的一笔。莫宣学院士在60年的岩石学研究中,提出并丰富了“岩石探针”的研究思路和方法,成功应用在青藏高原及邻区的科研实践中。本专辑论文注重“岩石探针”的研究思路与方法,围绕岩浆作用与深部过程所涉及的相关科学问题,开展了一系列深入研究,具体可以归纳为岩石探针与全球构造、岩石成因与区域演化和地质流体与成矿作用三个方面。 “岩石探针”的研究方法为揭示岩石圈结构与演化、从大洋到大陆的板块构造等全球构造中的关键科学问题提供了重要证据,专辑的9篇论文进行了这方面的综合论述。岩石组合的准确识别是进行岩石大地构造研究的基石,邓晋福等人把表征洋壳俯冲作用的英云闪长岩奥长花岗岩花岗闪长岩（TTG）岩石构造组合分为4个亚类,它们产出于不同构造环境,为重建岩浆弧壳幔物质结构与热结构、揭示洋壳俯冲有关的成矿过程提供了重要的岩石学依据。牛耀龄等人针对“俯冲带如何开始”的半个世纪难题,提出“岩石圈内横向物质组成差异导致的密度差是俯冲带形成的起因”和“所有岛弧一定有大陆（或海底高原）基底”的推论,并认为可以通过采集和研究岛弧基底岩石来验证。岩石探针揭示了典型地区的构造演化历史,滇西羊拉花岗岩再现了金沙江古洋盆的穿时（246~213 Ma）碰撞闭合过程,而塔里木克拉通东北缘库鲁克塔格地区发育的约1 551 Ma基性岩浆活动则记录了中元古代早期的哥伦比亚超大陆裂解事件。青藏高原中、新生代冈底斯弧岩浆作用的成分与时空分布蕴含了特提斯洋俯冲到印度亚洲大陆碰撞的连续构造演化过程,而其中的约200 Ma和约90 Ma两个时间切面所代表的中生代冈底斯弧,因具有大量角闪石岩和玄武安山质平均成分,而可能成为探究中生代冈底斯弧成因、地壳垂向结构和地壳形成机制,解开大陆地壳形成与演化之谜的新例证。“岩石探针”与同位素地球化学示踪（全岩/锆石的元素和Nd Hf同位素）的高效结合,是探测深部岩石圈组成与演化、划分不同地球化学省和块体、刻画陆壳生长与造山带发育模式、分析区域成矿规律的重要手段,已经成功应用在我国华北克拉通、扬子克拉通、大别造山带、中亚造山带和青藏高原等重要地质单元,以及俄罗斯、澳大利亚、蒙古等国家的地质研究中。侯增谦等人在青藏高原地质研究中,识别出地壳物质三维架构（新生地壳/古老地壳/再造地壳）的成矿控制规律,即新生地壳控制Cu-Au-Ni矿床、古老地壳控制Mo-Pb-Zn和稀有金属、再造地壳发育Fe矿,将探究成矿作用的深部控制因素研究推到新的高度。 岩石探针方法广泛应用于阐述岩石成因与区域演化,专辑10篇论文分别在青藏高原南部的冈底斯岩浆岩带、高原东缘的滇西和川西地区,以及大别造山带、燕山造山带和兴蒙造山带开展了研究,为综合揭示区域构造岩浆变质成矿过程,提供了不可或缺的地质证据。 地质流体系统被认为是有效解剖固体地球科学问题的关键,将地质流体研究与岩浆作用、成矿作用紧密结合,是近年构造岩浆成矿作用研究的新趋势。专辑6篇论文内容涉及地质流体与成矿作用方面的研究,包括：介绍流体晶、流体岩及有效识别与流体共存的矿物岩石体系的方法,从而更好地揭示岩浆成矿作用过程;认为在胶东地区,有利的岩浆岩岩石组合、岩石成因与构造类型是区域上大型超大型金矿形成的物质基础;砂岩U矿、云南迤纳厂Fe-Cu-稀土矿床、东昆仑东山根Cu-Pb-Zn矿区的研究,为进一步阐述岩浆构造成矿的内在关联给出了新证据。     

云南来利山锡矿矿物学研究及氢氧同位素特征

在详细的野外调研及岩相学研究基础上,通过X射线粉晶衍射和红外光谱等测试手段,研究云南来利山锡矿不同成矿阶段石英和锡石的晶胞参数及红外光谱特征,解译石英和锡石的成因信息。研究表明,来利山锡矿热液成矿期可分为4个成矿阶段,即云母-黄铁矿-黄玉-粒状锡石阶段(Ⅰ)、云母-石英-黄铁矿-柱状锡石阶段(Ⅱ)、石英-黄铁矿-放射状锡石阶段(Ⅲ)和萤石-石英-黄铁矿-球粒状锡石阶段(Ⅳ)。从第Ⅰ阶段到第Ⅳ阶段,石英晶胞参数中a0、c0、V0和c0/a0均有减小的趋势,石英轴变化率比值为0.773 07~3.496 88;石英红外光谱各吸收峰的吸光度有增大的趋势。推测第Ⅰ、Ⅱ阶段石英所含杂质以Al3+、Fe3+等置换杂质为主,第Ⅲ阶段较为复杂,可能存在置换杂质和填隙杂质两种类型,第Ⅳ阶段所含杂质以Na+、K+等填隙杂质为主。锡石晶胞参数中a0、c0和V0随着成矿阶段的演化先减小后增大,其中第Ⅱ阶段a0、c0和V0值最小。这与不同成矿阶段锡石中杂质元素总量的变化规律一致,反映了锡石的晶胞参数变化主要受混入晶格元素的影响,而温度对锡石晶胞参数的影响较小。锡石红外光谱特征在不同成矿阶段的基本相似,属于变形谱,反映了锡石-硫化物热液矿床的谱形特征。此外,石英氢氧同位素组成显示成矿流体为岩浆水与大气降水混合物,推测初始成矿热液主要来自岩浆,随着热液演化,大气水沿构造裂隙混入到热液中,使热液的氢氧同位素组成向大气水一侧偏移。     

滇西北中甸弧成矿岩体中榍石化学成分特征及其成岩成矿标识

位于西南三江构造火成岩带义敦弧南段的中甸弧，以发育印支期斑岩型铜矿床和燕山期矽卡岩-热液石英脉型钼-钨-铜矿而著称.针对普朗、地苏嘎和休瓦促成矿岩体中的榍石单矿物，利用EMPA和LA-ICP-MS测定化学成分，探讨化学成分对成岩成矿的指示意义.普朗、地苏嘎和休瓦促岩体榍石均为岩浆来源.普朗岩体榍石形成温度为743~754℃，休瓦促岩体榍石形成温度为702~753℃.根据榍石的δCe、δEu推断三个岩体氧逸度高低顺序为:普朗>地苏嘎>休瓦促，榍石中的Cu含量对母岩浆中的Cu金属量变化不敏感，不能单独作为母岩浆Cu金属量的判别标志；钼成矿对岩体的氧逸度要求不高，在利用榍石中的Mo含量判断母岩浆中的Mo金属量时要综合考虑氧逸度和辉钼矿结晶的影响；岩体中的F含量能降低岩浆粘度，对钼成矿有促进作用，可以作为Mo成矿的指标；榍石中的W、Sn含量对Mo-W矿床具有指示作用，休瓦促Mo-W矿岩体中榍石的W、Sn含量要高于普朗和地苏嘎不成Mo-W矿的岩体.      

滇西北衙金多金属矿床锆石U-Pb和辉钼矿Re-Os年龄及其地质意义

北衙金多金属矿床位于金沙江-哀牢山富碱斑岩带中段,近年来在矿产勘查中取得重大突破,金储量已达超大型矿床规模,并伴生铁、铜、银、铅、锌等金属矿种.本文通过对矿区内石英正长斑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,确定其成岩年龄为36.48±0.26Ma;并对矽卡岩型矿体中的辉钼矿样品进行Re-Os同位素定年,首次获得北衙金多金属矿床高精度的成矿年龄为36.87±0.76Ma,测试结果显示成岩与成矿年龄基本一致.辉钼矿中Re含量指示成矿作用与岩浆壳幔混合作用有关.北衙金多金属矿床成岩和成矿年龄与哀牢山-金沙江富碱斑岩成矿带的成岩与成矿作用年龄相一致(40 ～ 35Ma),表明其形成受控于相同的地球动力学背景,是在印度与欧亚大陆碰撞背景下,构造体制发生转变,导致加厚下地壳或上地幔的部分熔融而引起的岩浆-热液-成矿事件.     

西藏波密花岗岩体的年代学、地球化学特征及其意义

波密岩体位于西藏东南部,处于班公湖-怒江蛇绿混杂岩带与印度河-雅鲁藏布蛇绿混杂岩带之间,整体呈NW向延伸,面积约29km²。本文对波密花岗岩体进行了系统的岩石学、地球化学及同位素年代学研究。结果显示,波密岩体主要以黑云母石英闪长岩与黑云母花岗闪长岩为主,两个花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为113.1±2.3Ma和113.4±2.1Ma。花岗岩类SiO₂介于64.11%~66.63%,K₂O+Na₂O=6.36%~7.54%,全碱含量较高,属于高钾钙碱系列。稀土元素含量为114.9×10^-6~182.8×10^-6,分配曲线均呈右倾趋势。另外,A/CNK为0.80~0.95,波密岩体有高K,高Si,低P的特点,大离子亲石元素(Rb、K)富集,高场强元素(Nb、Ta、P、Ti)亏损,属于偏铝质I型花岗岩。2件样品37个测点的锆石ε_Hf(t)值不均一,几乎全为负值(-13.72~-0.08),反映岩浆可能源于古老地壳;地壳模式年龄(t_DM^C)集中于891~2047Ma之间。综合分析波密岩体地球化学及锆石年龄数据,均与中冈底斯及弧背断隆带中早白垩世的岩体特征相似。因此本文推断波密岩体的成因为中冈底斯早白垩世带状岩浆大爆发事件在东部的延续。