桂西二叠系喀斯特型铝土矿成矿物质来源的新认识:来自合山组碎屑岩地球化学证据

作为世界铝土矿的第二大矿床类型的喀斯特型铝土矿,由于成矿过程的复杂性,其成矿物质来源研究一直是国际学术界的难题。我国桂西喀斯特型铝土矿成矿母岩的来源,虽然经过了几十年的研究,但也一直未得到合理解释。本文对桂西那豆矿区合山组3个铝土矿和4个碎屑岩样品进行了系统的矿物学、主微量、碎屑锆石U-Pb定年及其微区原位Hf同位素分析,结果表明铝土矿和合山组碎屑岩可能来自同一个源区。碎屑岩和铝土矿中锆石U-Pb年龄谱均出现单一的高峰,峰值分别为253 Ma(71%)和262 Ma(78%),该年龄与合山组和茅口组之间的界限年龄(260.4±0.4 Ma)很相近,暗示合山组铝土矿和碎屑岩的物源可能为二叠纪火山岩。矿物学和主微量元素特征显示源区岩石表现出酸性岩浆岩的特征,铝土矿锆石对应εHf(t)为-0.7~-26.7,排除了来自峨眉山大火成岩省的可能性。结合该区岩相古地理特征、Hf同位素特征和碎屑锆石的Th/Nb-Hf/Th和Th/U-Nb/Hf构造判别图解,推测桂西铝土矿的物源可能主要来自古特提斯二叠纪岩浆弧。这一研究不仅为该区争论不休的铝土矿物源问题提供了新证据,而且为研究世界上其他地区喀斯特型铝土矿提供了新的研究思路。     

华南地区二叠纪-三叠纪界线酸性火山灰的源区与规模

华南地区二叠纪-三叠纪之交(Permian-Triassic Boundary,简称PTB)火山灰与生物灭绝事件在地层层位上高度相关,可能是灭绝事件的触发因素之一,对其成因、来源和规模的研究具有重要科学意义。本研究在对广西来宾地区蓬莱滩剖面大隆组顶部凝灰质砂岩岩相学研究的基础上,通过碎屑锆石年代学、Hf同位素及微量元素的分析,结合华南地区PTB凝灰岩和火山粘土岩时空分布特征对其源区和规模进行讨论和限定。蓬莱滩剖面大隆组顶部2个凝灰质砂岩样品中81%的碎屑锆石U-Pb年龄集中在235±2.7Ma~258±4.8Ma之间,呈现出~252Ma的单一峰值;11%的锆石年龄为260±3.2Ma~276±3.6Ma;年龄为294±5.8Ma~561±6.9Ma的锆石6颗;元古宙锆石5颗,最老年龄为2063±13.4Ma。样品中晚二叠世碎屑锆石的Hf同位素表现出地壳来源特征,除一颗锆石值为+10.3外,其余均落在-16.5~-5.0之间,与华南PTB典型剖面基本一致。碎屑锆石U-Th-Hf-Nb微量元素特征显示其具有来源于大陆岩浆弧的属性。蓬莱滩剖面凝灰质砂岩中存在大量粒径0.5~2mm的晶屑,部分粒径甚至达到3mm,这些粗粒火山碎屑物暗示该剖面距离火山口源区较近。蓬莱滩剖面火山碎屑物的锆石U-Pb年龄和地层位置与华南PTB火山灰基本一致,并具有相似的锆石Hf同位素和微量元素特征,表明两者可能来自同一源区。在空间分布上,华南地区PTB附近的火山碎屑沉积岩和较粗的凝灰岩仅出现在华南的西南部,而华南北部主要分布粒度小于0.3mm的细粒火山灰,火山碎屑粒度由西南向东北逐渐减小的规律表明火山物质来源于华南西南缘。近年来,包括海南岛二叠纪花岗岩及桂西南酸性火山岩在内的众多证据表明华南板块西南缘存在一个二叠纪大陆岩浆弧。因此,本文提出华南PTB火山灰可能来源于华南板块西南缘古特提斯大陆岩浆弧。PTB火山灰仅分布在华南地区,在华北、西北等地区均未发现或报道同时期的火山灰,说明与这次俯冲作用相关的弧岩浆火山喷发规模有限,推测其不是触发全球性PTB生物灭绝事件的主要原因。     

江西庐山星子群片麻岩的变质年龄和变质机制:独居石和锆石SIMS年代学

江西庐山地区星子群片麻岩的构造属性对认识江西甚至华南的大地构造具有重要意义。对星子群片麻岩穹窿不同构造部位的4个片麻岩中独居石进行高精度SIMS U-Pb年龄测定,结果显示它们的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为141.0±1.0 Ma、143.0±1.0 Ma、143.5±1.0 Ma和144.2±1.6 Ma,因此将星子群的峰期变质时代限定于141.0～144.2 Ma。同时本文首次报道了庐山观音尖辉长岩的锆石SIMSU-Pb定年,确定其侵位年龄为141.1±1.5Ma,这与星子群片麻岩独居石获得的峰期变质年龄在误差范围内一致。结合星子群的变质温度和变质分带特征,推测庐山片麻岩穹窿可能是中生代岩浆热穹窿,其角闪岩相的变质作用可能是岩浆热动力变质的产物。本研究不仅为庐山地区构造变形属性的厘定提供了详实的定年证据,还能为中国东部中生代板内强烈变质变形的研究提供重要参考。     

基于THEMIS图像分析的火星Icaria Fossae地区古老火山地貌特征与形成时间

Icaria Fossae地区位于火星Tharsis火山高原的南部。通过对高分辨率的THEMIS图像分析,在该区新识别出了20多个小火山,它们的直径为45~100 km,高度为800~3 000 m。通过对这些火山建造表面撞击坑直径—频率统计的分析,认为这些火山年龄约4 Ga。这是到目前为止在火星上发现的最古老的火山。与火星上其他地区相比,这些火山表现出后期被强烈改造的特征,其间发育丰富的撞击坑、熔岩流、河道等地质现象。