华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。     

渤海湾盆地石臼坨东428潜山构造成因解析:华北克拉通破坏的深度揭示

渤海湾盆地是在中生代华北克拉通破坏基础上,经由新生代深埋形成的叠合盆地,遭受了多期不同性质构造叠加改造。渤海海域油气资源的勘探逐步走向深层,深部潜山油气藏成为重要的勘探目标。本文以石臼坨东428潜山构造(以下简称428构造)为例,探索渤海湾盆地潜山的形成和构造演化。基于前人对渤海湾盆地内构造和储层特征的研究成果,通过对地震剖面的精确解析,结合相干切片和其他地质资料,系统研究428构造各个阶段的变形特征,特别是对428构造的断裂特征进行了平面和剖面上的解析与断裂组合分析。结果发现:428构造东、西侧现今差异主要是由一条斜跨该构造的NEE向断裂导致的,对比邻区野外应变测量分析,识别出五期构造应力场,分别对应于印支期、燕山期和喜山期的各阶段应力场变化,并结合428构造及其周缘残留地层等方面的证据,进而认为428构造经历了中生代印支期-燕山早期逆冲、燕山中-晚期伸展、燕山末期挤压及新生代右行右阶的走滑-拉分构造叠加的多期复合构造模式。     

内蒙古柴河地区柴青岩体年代学及地球化学特征

内蒙古柴河地区位于大兴安岭中部,对研究区内柴青岩体进行了系统的岩相学、锆石U-Pb同位素年代学和地球化学分析。研究表明柴青岩体主体岩性为花岗斑岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年年龄为(139.1±2.7)Ma,即早白垩世。岩石富硅(Si O2=72.15%~72.43%)、铝(Al2O3=14.21%~14.36%)、碱(K2O+Na2O=8.77%~8.84%),贫铁(Fe O*=2.02%~2.04%)、镁(Mg O=0.6%~0.62%)、钙(Ca O=0.72%~1.21%),为高钾钙碱性系列岩石。样品相对富集轻稀土亏损重稀土,具有Eu异常(δEu=0.52),富集Ba、K、Cs、Th、U,亏损Nb、P、Ti,为I型花岗斑岩。柴青岩体具有造山后花岗斑岩的特征,形成于早白垩世伸展的构造背景。     

延边地区古洞河韧性剪切带变形特征及变形时代

古洞河韧性剪切带位于兴蒙造山带东段南缘,其变形特征和时间对探讨延边地区晚古生代-中生代构造演化具有重要意义.鉴于此,对该韧性剪切带进行了锆石U-Pb年代学和显微构造解析,以期限定韧性剪切带变形时间和特征.研究结果显示,古洞河韧性剪切带具有多期变形的特征,晚期变形糜棱叶理倾向为西,倾角较缓,线理倾伏向为南西,具有由南西向北东方向右行逆冲的特征.其分形维数值为1.159~1.214,Flinn参数K值为0.19~0.31,Kruhl温度计显示变形温度为450~550℃,石英动力重结晶粒径估算的差应力值为16.83~20.09 MPa,古应变速率为10-12~10-14 s-1.古洞河韧性剪切带花岗质糜棱岩锆石U-Pb年龄为192±2 Ma,晚期变形时代应为早侏罗世,形成应与早侏罗世古太平洋板块向欧亚大陆俯冲有关.      

吉林白山新路花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、地球化学特征及构造意义

对吉林白山新路花岗闪长斑岩进行岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学的研究,以确定其形成时代和构造背景。锆石U-Pb定年的加权平均年龄为163. 3±0. 77 Ma (MSWD=0. 86)。岩石地球化学分析结果表明新路花岗闪长斑岩具有高Na_2O、K_2O含量,K_2O/Na_2O的比值为0. 78～1. 20,低MgO含量,A/CNK值为1. 01～1. 09,富集Ba、Cs、K、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素,轻重稀土元素分馏明显。δEu值为0. 93～1. 06,属于弱过铝质钙碱性系列I型花岗岩。新路花岗闪长斑岩的Sr/Y比值为47. 9～57. 0,LaN/YbN的比值为15. 67～17. 44,为埃达克质花岗岩。新路花岗闪长斑岩的成因为板块汇聚过程中下地壳增厚所导致部分熔融,结合区域构造演化背景,推测新路花岗闪长斑岩是在古太平洋板块向欧亚大陆俯冲时的构造环境中形成。     

渤海湾中部中、新生代构造演化与潜山的形成

渤海湾盆地是华北克拉通东部的晚中—新生代断陷盆地,其东部为西太平洋活动大陆边缘,经历了多期不同性质的构造运动叠加。目前对渤海湾地区中—新生代的构造期次划分及各期次构造运动的应力状态的认识仍存在较大的争议。潜山是盆地沉积之前就已形成的基岩古地貌山,后被新地层覆盖而成,潜山内幕所保留的先存断裂及潜山与上覆盖层之间的接触关系为研究盆地构造运动提供了依据。本文以渤中19-6潜山构造为例,基于三维地震资料的精细解释、结合相干剖面及钻井资料进行系统构造解析,建立渤中19-6潜山构造演化新模型,并探讨了华北克拉通东缘的区域构造演化。研究结果表明:(1)渤中19-6潜山构造西部以一系列S-N向雁列式正断层为界,断层东侧为隆起的渤中19-6潜山构造,西侧为低洼的沙南凹陷。古潜山最早形成于晚三叠世,早白垩世形成如今以S-N向正断层为界的东隆西降的潜山构造格局;(2)渤中19-6潜山构造西部边界S-N向断裂以及上覆地层中存在的E-W向断裂为两侧大型走滑带间雁列式断裂构造,是该潜山构造储层形成的重要控制因素;(3)该潜山受华北板块与扬子板块剪刀式闭合碰撞和古太平洋板块NNW向俯冲的多重影响,中生代以来,共经历了印支早期挤压隆起、印支晚期伸展改造、燕山早期左行压扭改造、燕山中期左行伸展改造、燕山晚期左行压扭改造、喜山期右行伸展埋藏6个阶段的发育演化。     

从多岛弧盆系构造看西特提斯造山系构造演化

本文通过综述近年西特提斯带主要缝合带的研究进展及所代表洋盆的发育特征,提出了古特提斯缝合带可能的位置和俯冲消亡方式。结合区域资料探讨了西特提斯带古生代末—中生代洋陆构造格局,认为东、西古特提斯洋完全可以类比,自晚古生代末西特提斯带主要受古特提斯大洋双向俯冲制约,在俯冲带后缘以二叠纪裂谷带为基础逐渐发展成中生代多岛弧盆系的新特提斯构造格局,西特提斯造山系主要表现为弧后洋盆消减造山作用。     

华北克拉通东北部新太古代晚期地壳生长:来自板石沟表壳岩年代学和Hf同位素的证据

对板石沟表壳岩中的斜长角闪岩和角闪片岩进行了锆石U-Pb年代学、地球化学以及Hf同位素分析,以探讨华北克拉通东北部新太古代晚期的构造环境和地壳演化。板石沟表壳岩主要岩石类型包括斜长角闪岩、斜长片麻岩、角闪片岩和磁铁石英岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示斜长角闪岩(BA-1)岩浆锆石形成于2548±11Ma,绿帘角闪片岩(BA-6)岩浆锆石形成于2548±23Ma,代表了表壳岩的形成时代,在绿帘角闪片岩中识别出3颗年龄为2754±80Ma~2710±92Ma的捕获锆石,表明板石沟地区可能存在新太古代早期岩浆事件。斜长角闪岩和角闪片岩的原岩为玄武质火山岩,微量元素特征指示其形成于岛弧环境。Hf同位素分析结果显示斜长角闪岩εHf(t)为正值(0.29~8.89),单阶段模式年龄(tDM1)分布在2877~2469Ma之间,绿帘角闪片岩多具正的εHf(t)值(-0.78~8.03),tDM1介于2871~2544Ma,表明岩浆主要来源于亏损地幔,伴随少量古老地壳物质的再造,部分tDM1与207Pb/206Pb年龄相近,并同时具有高εHf(t)值的锆石反映板石沟地区新太古代晚期(2550Ma)发生过地壳增生事件。结合其他地区表壳岩研究成果,认为华北克拉通可能存在新太古代吉-辽-冀弧陆碰撞造山带,板石沟地区属于该造山带的一部分。     

兴蒙造山带南缘东段和龙地区Ⅰ型花岗岩锆石U-Pb定年、地球化学特征及其地质意义

本文对兴蒙造山带南缘东段和龙地区八家子岩体和勇新岩体进行了岩相学、地球化学、LA-ICP-MS U-Pb定年和Sr-Nd同位素研究,以便制约该区的区域构造演化。锆石测年结果显示,八家子石英闪长岩结晶年龄为257.8±0.9Ma,形成于晚二叠世早期,勇新二长花岗岩的结晶年龄为243.2±1.1Ma和238.5±2.8Ma,形成于中三叠世。八家子石英闪长岩为钠质钙碱系列、偏铝质的Ⅰ型花岗岩类,富集轻稀土(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs,Cs、Ba、K和Sr),亏损重稀土(HREEs)和高场强元素(HFSEs,Nb、Ta和P),结合Sr-Nd同位素特征显示其为壳源成因,形成于俯冲环境下,是玄武质下地壳部分熔融的产物。勇新二长花岗岩富硅、铝和钾,为高钾钙碱性系列、偏铝质-弱过铝质的Ⅰ型花岗岩,富集轻稀土(LREEs)及大离子亲石元素(LILEs,Cs、K、Sr),亏损重稀土(HREEs)和高场强元素(HFSEs,Nb、Ta、P和Ti),结合Sr-Nd同位素特征显示其为壳源成因,形成于同碰撞环境下,是玄武质下地壳部分熔融的产物。花岗岩的侵位反映了研究区晚二叠世早期古亚洲洋板块俯冲于华北克拉通之下,中三叠世华北克拉通与兴凯地块碰撞拼合,说明古亚洲洋应闭合于晚二叠世末期-早三叠世期间。     

内蒙古巴林右旗新开坝地区大石寨组火山岩形成时代及构造背景

对内蒙古巴林右旗新开坝地区大石寨组玄武安山岩进行了锆石U-Pb年代学、锆石原位Hf同位素分析及地球化学研究,定年结果表明玄武安山岩结晶年龄为280Ma,形成于早二叠世。地球化学特征显示高场强元素Nb、Ta强烈亏损,Ti轻微亏损,大离子亲石元素Sr、Ba、Rb、K富集,表现出岛弧火山岩特征。地球化学结果和Hf同位素的不同来源(亏损地幔及古老地壳的再循环),表明岩浆起源于俯冲沉积物熔体和流体交代地幔楔橄榄岩。与大石寨地区玄武安山岩进行了对比研究,表明巴林右旗大石寨组玄武安山岩在俯冲的构造背景,形成于岛弧-活动大陆边缘弧的环境,古亚洲洋板块由南向北进行俯冲,说明早二叠世古亚洲洋未闭合。