东准库布苏南岩体岩石化学特征及其地质意义

新疆东准噶尔卡拉麦里地区库布苏南岩体以花岗闪长岩为主,岩石具似斑状结构和块状构造.岩石化学研究表明,岩体具富SiO2 (64.24%～67.75%)、低Al2O3 (16.06%～22.00%)、富Na2O K2O (7.03%～7. 50%)特征,且Na2O>K2O,标准矿物中出现刚玉分子,属于准铝质高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩类型.较低的DI(69.49～76.62)、FL(64.32～71.56)和MF(69.58～76.00),表明岩体具有壳-幔混合作用的特征.结合东准噶尔卡拉麦里地区晚古生代构造-岩浆演化过程分析,岩体形成于卡拉麦里造山带的大陆主碰撞后初始拉张阶段[(300±10) Ma],属后碰撞花岗岩,它是幔源岩浆在壳下和壳内不同深度上发生垫托,壳幔物质发生不同程度的分熔、混合和交换的产物.     

西天山特克斯达坂晚古生代若干不整合的厘定及地质意义

地层不整合接触是研究地质发展历史及鉴定地壳运动特征和运动时期的重要依据。通过1：5万区域地质调查,在西天山特克斯达坂一带晚古生代地层中厘定出6个不整合面,证实区内乃至天山地区曾有过至少6幕褶皱运动,丰富了研究区的幕式褶皱内容。新确立了特克斯运动（东图津河组与科古琴山组之间的角度不整合）,证实了天山主褶皱幕是鄯善运动,是记录塔里木板块与准噶尔板块碰撞缝合的重要构造运动。特克斯运动等6幕褶皱运动为天山地区构造演化研究提供了更为详尽的幕式演化信息。     

西准噶尔玛依勒地区枕状玄武岩年代学、地球化学及岩石成因

通过对造山带内洋岛玄武岩的时代及地球化学性质研究,不仅可以进行古海山/大洋高原的识别,而且还可以进行古洋盆演化及古构造格局恢复。笔者等最新在西准噶尔玛依勒山北侧识别出一套枕状玄武岩,其与火山碎屑岩、硅质岩共生。枕状玄武岩斜长石微晶普遍发育中空骸晶结构,是在水下熔岩急剧萃冷条件下迅速结晶的产物。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得枕状玄武岩206Pb/238U加权平均年龄为437.2±2.2Ma,该年龄的获得填补了志留纪碱性玄武岩的空白。岩石地球化学分析结果显示,玛依勒枕状玄武岩为碱性玄武岩系列,岩石具有中等Si O2(44.89%~47.81%),高Ti O2(3.28%~4.12%)及P2O5(0.50%~0.70%),低Mg O(3.49%~6.79%),轻、重稀土元素分异较为明显((La/Yb)N=5.5~7.3),无明显Eu异常(Eu/Eu*=0.96~1.06),相对富集Rb、Th、U,亏损Ba、K、Sr,没有明显Nb、Ta负异常,这些地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)极其相似。微量元素含量及反映源区性质的比值表明,枕状玄武岩来源于富集地幔源区,主要组成为尖晶石和石榴石二辉橄榄岩,并发生了5%±的部分熔融,其形成于大洋板内与地幔柱有关的海山/大洋岛屿环境。结合前人研究,认为西准噶尔乃至古亚洲洋在中古生代洋内俯冲的同时,大洋板内可能存在地幔柱活动。     

西准噶尔达尔布特蛇绿岩带萨尔托海岩体深部结构、构造特征:地质与地球物理证据

西准噶尔地区分布多条蛇绿混杂岩带,地表地质已有大量研究成果,但蛇绿岩深部结构构造研究相对薄弱,一定程度上制约了该地区地质构造演化的深入认识.为此,本文选取达尔布特蛇绿混杂岩带萨尔托海段开展了大比例尺地质填图配套地面重力、磁法和可控源音频大地电磁测深(CSAMT)等综合测量,获得了该蛇绿岩体地表分布、接触关系以及深部的磁性、密度结构和电性特征,精细刻画了蛇绿岩的深部结构与构造,并进一步分析了其侵位机制和动力学过程.萨尔托海蛇绿岩具有低重力、高磁性和变化范围较宽的电阻率值,岩体整体以构造岩块状产出,表现出挤压逆冲、走滑剪切、破碎蚀变等变形变质.本文及前人研究成果表明,萨尔托海岩体是在近东西向挤压兼走滑应力作用下以斜向楔冲形式构造就位,并进一步受到后期左行走滑和岩浆作用的叠加改造.结合区域构造演化,西准噶尔蛇绿岩的构造侵位与晚石炭世板块汇聚背景下残余洋盆的收缩有关,持续的挤压兼走滑应力使残余洋盆下伏基底蛇绿岩沿断裂构造侵位于上覆沉积地层.     

东准噶尔卡拉麦里地区黄羊山岩体岩石学特征

在前人研究基础上,对黄羊山岩体取得了新的认识:萨北岩体和苏吉泉岩体只是黄羊山岩体的一个组成部分,并非单独岩体.黄羊山岩体寄主岩石划分为中粒黑云母碱长花岗岩、中粒角闪石碱长花岗岩、中粒钠铁闪石碱长花岗岩、中细粒钠铁闪石碱长花岗岩、细粒黑云母碱长花岗岩和细粒混合花岗岩(含石墨)6个单元.岩石学及矿物特征表明,岩体有从黑云母碱长花岗岩向钠铁闪石碱长花岗岩演化的趋势,可能是幔源重熔分异的碱性花岗岩(A型花岗岩),而闪长质微细粒包体及大量发育的闪长(玢)岩脉和辉绿(玢)岩脉提供了有力的佐证,初步研究认为黄羊山岩体形成于后碰撞张性环境,其就位与卡拉麦里断裂有关,其形成和演化标志了准噶尔地区显生宙幔源岩浆活动及其分异产物导致大陆地壳垂向生长过程.     

西准噶尔蛇绿岩:古大洋俯冲增生过程的记录

蛇绿岩记录了大洋岩石圈形成、演化、消亡的全过程,是刻画区域板块构造和洋 陆格局演化的关键证据。本文通过系统梳理前人相关研究,总结西准噶尔蛇绿岩最新研究成果,探讨大陆地壳增生方式、恢复古大洋演化历史,从而对西准噶尔构造体制转化提供新制约。西准噶尔地区发育多条震旦纪—石炭纪被构造肢解的蛇绿岩带,具有典型的岩块 基质结构,绝大多数蛇绿岩包括正常洋壳组分和海山/大洋高原残片,其中基性岩具有MORB和OIB的地球化学特征。基于前人研究,本文认为在西准噶尔古大洋发育过程中,发育不同时代与地幔柱有关的海山/大洋高原,同时存在增生型和侵蚀型两类汇聚板块边界。另外,大洋高原增生不仅是大陆地壳增生的有效途径之一,还可能诱发俯冲极性反转和传递。而在大洋高原形成初期,还可能存在地幔柱诱发俯冲起始机制。     

新疆贝勒库都克A型花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学及锡成矿

新疆东准噶尔卡拉麦里地区是一个重要的锡成矿带,分布有多种类型花岗岩。贝勒库都克岩体位于锡成矿带中部,由黑云母正长花岗岩和黑云母二长花岗岩组成。本文通过精确的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得贝勒库都克含锡黑云母正长花岗岩年龄为283±2Ma,MSWD=0.14(95%置信度),时代属于早二叠世,这与东准噶尔后碰撞深成岩浆活动的范围(330~265Ma)相吻合。岩石地球化学研究表明,贝勒库都克岩体富硅(SiO2=75.25%~76.67%),低铝(Al2O3=11.91%~12.86%),贫镁(MgO=0.02%~0.18%)和钙(CaO=0.39%~0.89%),富碱(Na2O+K2O=8.08%~8.97%),K2O>Na2O,NK/A=0.86~0.95(平均0.92),A/NCK=0.97~1.02,富集Rb、K等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素,Ba,Nb,Sr强烈亏损,δEu=0.01~0.11,其FeOt/MgO(12.71~84.51,平均34.55)和10000Ga/A1(2.97~4.20)值大,HFSE元素(Zr+Nb+Ce+Y=191.8×10-6~353.3×10-6)含量高,明显不同于典型的I型和S型花岗岩,基本属于典型的铝质A型花岗岩。年代学和地球化学综合研究表明,贝勒库都克铝质A型花岗岩是壳幔混合成因,是准噶尔地区后碰撞幔源岩浆底侵作用导致大陆地壳垂向生长过程的记录者。贝勒库都克铝质A型花岗岩Sn的含量高(6.0×10-6~19.5×10-6,个别为80.0×10-6),铝质A型花岗岩是成矿热液的直接母体,而富Sn的流体相最终形成了贝勒库都克锡矿床,锡矿与铝质A型花岗岩是同期地质事件的产物。     

天水渭北地区变质花岗岩类岩石学特征及其地质时代

天水渭北地区地处祁连与北秦岭造山带结合部位。通过详细的岩石学特征、接触关系、形变及变质特征研究证实,尽管岩体有较强烈的变质和变形作用,但岩体内保留有清晰的原生岩浆组构,岩体与围岩有清楚的侵入关系,因而从变质地层中识别和解体出来众多的变质花岗岩类。主要成岩期及代表性岩类有:晚元古代为片麻状正长花岗岩—二长花岗岩—花岗闪长岩,同位素年龄为953.4～1 450 Ma;震旦纪为片理化石英二长岩—石英闪长岩,同位素年龄为547 Ma。识别和解体出的这些变质花岗岩类,为进一步研究祁连和北秦岭两大构造单元的岩浆事件和构造演化提供了十分重要的信息。     

地球早期大陆地壳的形成与演化

现代地球岩石圈主要由镁铁质上地幔和长英质地壳两个储集层组成,研究大陆地壳的形成和演化对揭示地球早期地质过程和物质循环、厘定板块构造启动时限具有重要意义。冥古宙—始太古代具有更高的地幔潜能温度和地温梯度,岩浆海冷却形成薄的原始地壳;大洋岩石圈表现为韧性,主要构造机制应为停滞盖层模式,有地幔柱参与。太古宙片麻岩中奥长花岗岩—英云闪长岩—花岗闪长岩(TTG)的出现标志着镁铁质原始地壳向长英质陆壳转变的开始。本文总结了地球早期停滞盖层模式到现代板块构造模式下含水玄武岩部分熔融、结晶分异形成大陆地壳的过程,主要包含幔源岩浆停滞盖层(“自下而上”的热管火山岩和“自上而下”的深成侵入岩构造模式)、增厚镁铁质地壳部分熔融、俯冲洋壳、岛弧及洋底高原部分熔融模式;陆壳的破坏和消减主要受陨石撞击、分层沉降、重力不稳导致拆沉控制;板块构造的出现进一步促进了地球内部的热量扩散,俯冲作用加快了洋壳和陆壳之间的物质循环。最后,结合太古宙变质岩、古老克拉通岩石学特征和锆石Hf、O及全岩Nd、Sr、Ar、Ti同位素组成,讨论了陆壳的形成时间和演化过程：3.0 Ga之前形成了现有陆壳体积的60%～70%,厚度约为20～4...     

地球早期大陆地壳的形成与演化

现代地球岩石圈主要由镁铁质上地幔和长英质地壳两个储集层组成,研究大陆地壳的形成和演化对揭示地球早期地质过程和物质循环、厘定板块构造启动时限具有重要意义。冥古宙—始太古代具有更高的地幔潜能温度和地温梯度,岩浆海冷却形成薄的原始地壳;大洋岩石圈表现为韧性,主要构造机制应为停滞盖层模式,有地幔柱参与。太古宙片麻岩中奥长花岗岩—英云闪长岩—花岗闪长岩（TTG）的出现标志着镁铁质原始地壳向长英质陆壳转变的开始。本文总结了地球早期停滞盖层模式到现代板块构造模式下含水玄武岩部分熔融、结晶分异形成大陆地壳的过程,主要包含幔源岩浆停滞盖层（“自下而上”的热管火山岩和“自上而下”的深成侵入岩构造模式）、增厚镁铁质地壳部分熔融、俯冲洋壳、岛弧及洋底高原部分熔融模式;陆壳的破坏和消减主要受陨石撞击、分层沉降、重力不稳导致拆沉控制;板块构造的出现进一步促进了地球内部的热量扩散,俯冲作用加快了洋壳和陆壳之间的物质循环。最后,结合太古宙变质岩、古老克拉通岩石学特征和锆石Hf、O及全岩Nd、Sr、Ar、Ti同位素组成,讨论了陆壳的形成时间和演化过程： 3.0 Ga之前形成了现有陆壳体积的60%~70%,厚度约为20~40 km;3.0~2.5 Ga,地壳改造速率明显增加,陆壳生长和破坏速率达到动态平衡,表明全球性现代板块构造体制逐渐成为控制大陆形成、裂解和陆壳演化的主要因素。