大陆地壳深熔作用中自由水的贡献——以高喜马拉雅淡色花岗岩为例

高喜马拉雅淡色花岗岩是印度与亚洲板块碰撞过程中,地壳深熔作用的产物.尽管自由水对高喜马拉雅淡色花岗岩形成的重要性已被多次报导,但仍存在许多争议.本研究汇编了高喜马拉雅淡色花岗岩的全岩地球化学数据,证明高喜马拉雅淡色花岗岩可以由脱水熔融形成和水致熔融形成.进一步通过热力学模拟获得锆石结晶,并与锆石Ti温度计比较,限定了不...     

内蒙锡林浩特晚石炭世辉长质岩体的成因:陆内伸展背景下富水地幔源区熔融的产物

内蒙中部晚石炭世岩浆活动的成因及动力学背景对于揭示古亚洲洋俯冲和兴蒙造山带演化的具有重要意义。本文选取锡林浩特南部晚石炭世辉长质侵入体为研究对象,开展高精度SIMS锆石U-Pb定年、全岩主微量和Sr-Nd-Hf同位素分析,旨在讨论其岩石成因,为制约兴蒙造山带的演化和理解深部流体循环过程提供更多信息。辉长质岩体样品的锆石CL图像呈弱环状结构、条带状或岩浆生长带(Th/U=0. 3～2. 5)。SIMS锆石U-Pb定年结果表明,锡林浩特辉长质岩体的侵位年龄为316. 9±2. 2Ma,为兴蒙造山带晚石炭世区域性岩浆活动的产物。该岩体经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用,但受堆晶作用和地壳物质混染作用的影响较小;同时具有较低的87Sr/86Sr初始比值(0. 7034～0. 7041),但相对高的εNd(t)(+5. 58～+6. 88)和εHf(t)值(+12. 07～+13. 44),并显示Rb、Sr、U和Pb等流体活动性元素相对富集,但Nb和Ta等非流体活动性元素相对亏损的特征,暗示其起源于遭受含水流体交代富集的地幔源区。流体交代富集作用很可能发生在源区部分熔融过程中或者在部分熔融之前较短的时间内,即反映较为年轻的交代事件。锡林浩特辉长闪长岩具有相对较高的Si O_2(51. 7%～53. 2%)、Cr (138. 4×10~(-6)～757. 2×10~(-6))和Ni (50. 4×10-6～141. 1×10~(-6))含量以及Zn/Fe比值(10. 8～11. 5),但相对较低的Al2O3(13. 1%～16. 8%)含量,暗示源区可能富含斜方辉石,由橄榄岩+辉石岩脉组成。通过对比总结兴蒙造山带晚石炭世岩浆岩岩石组合的地球化学特征以及其他地质资料,本文认为古亚洲洋在晚石炭世之前已经闭合,而锡林浩特辉长质岩体形成于陆内伸展的构造背景。结合同期玄武岩母岩浆的高含水量特征(高达4. 41%),本文认为锡林浩特及其邻区晚石炭世岩浆活动是遭受地幔转换带滞留俯冲板块析出富水流体交代的地幔源区部分熔融的产物,从而建立了深部流体循环过程与造山后伸展背景下岩浆活动的成因联系。     

胶莱盆地晚白垩世玄武岩的年代学和地球化学特征及其对华北岩石圈减薄-增生的制约

已有研究认为华北岩石圈减薄的时空不均一是显著的,主要表现在软流圈来源的岩浆最早出现的时间呈现南北差异。本文通过40Ar-39Ar法获得胶莱盆地西官庄拉斑玄武岩的年龄为96±3Ma,属于青山群火山岩的一部分,早于王氏群大西庄碱性玄武岩(73Ma)。两套岩石均缺乏Nb、Ta负异常,分别具有与E-MORB和OIB类似的微量元素配分特征。西官庄拉斑玄武岩((87Sr/86Sr)t=0.7058,εNd(t)=0.37～0.57)和大西庄碱性玄武岩((87Sr/86Sr)t=0.7040,εNd(t)=5.5～5.7)的同位素组成特征均显示软流圈的印记。前者为软流圈熔体与古老富集岩石圈地幔相互反应的产物,而后者是软流圈部分熔融的产物。研究区岩浆的εNd(t)值随年龄的降低而逐渐增大,暗示古老岩石圈减薄过程中软流圈的上涌,说明研究区晚白垩世-早新生代岩石圈仍在经历减薄作用。类似的岩浆演化趋势在辽西和辽东地区也有发现,不过演化的时间分别为120～100Ma和80～60Ma,再次证明华北岩石圈减薄作用的时空不均一性。     

海南岛北部中三叠世A型花岗岩的成因及其地质意义

海南岛北部儋州地区大面积出露三叠纪花岗岩体,其岩石成因与构造背景对揭示华南中生代构造演化具有重要意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示儋州大王岭花岗岩体的侵位时间为243±1.8 Ma,表明该岩体形成于中三叠世早期。儋州大王岭花岗岩相对富铝(Al₂O₃=15.08%～15.49%)、钾(K₂O=4.90%～5.63%)和稀土元素(∑REE=331～369μg/g),属钾玄质钙碱性系列;A/CNK值为0.93～0.95,属于准铝质。岩体相对富集轻稀土元素,轻重稀土元素分异明显(La_N/Yb_N=29.2～43.1),显示明显的Eu负异常(δEu=0.18～0.21)。样品具有相对高的Ga/Al值,结合(Nb+Zr+Ce+Y)含量指示其属于A型花岗岩。较低的锆石Hf同位素(ε_Hf(t)=-13.9～-10.0)及较老的Hf同位素二阶段模式年龄(t_DM2=1.54～1.73 Ga),反映其可能源自海南岛早–中元古代变质基底(如抱板群...     

胶东青山群基性火山岩的Ar-Ar年代学和地球化学特征: 对华北克拉通破坏过程的启示

青山群火山岩是华北克拉通破坏期间最具代表性的地幔或地壳熔融产物,记录了华北深部地质演化的重要信息。本文对胶东青山群基性火山岩进行了40Ar/39Ar定年和岩石地球化学分析,结合前人报道的胶东青山群酸性火山岩资料,发现:(1)基性火山岩喷发年龄为122～113Ma,早于青山群酸性火山岩(110～98Ma);(2)基性和酸性火山岩显示了不同的元素和同位素地球化学特征。岩石成因分析表明,基性火山岩为交代富集地幔部分熔融作用的产物,而酸性火山岩为古老下地壳和中生代底侵岩浆的熔融产物(Ling et al.,2009)。因此,胶东地区青山群火山岩记录了岩浆熔融源区从地幔向下地壳的转变。这与长时间尺度的岩石圈减薄过程中热能由地幔向地壳传递过程相吻合,而不同于地壳拆沉作用所预测的岩浆演化趋势。     

辽东中—新生代玄武岩的橄榄石斑晶和捕虏晶氧同位素组成及其岩石圈地幔演化启示

华北克拉通东部岩石圈地幔性质在中—新生代时期发生了重大转变，但细节还不清楚。本文对辽东半岛早白垩世(克拉通破坏峰期)小岭组玄武岩和第四纪(克拉通破坏后)宽甸玄武岩中橄榄石斑晶/捕虏晶进行了主量元素和氧同位素组成研究。早白垩世小岭组玄武岩斑晶橄榄石Fo为 79~88，CaO＞0. 1%，具有高Ni/Mg(0. 4~1. 2)、低Mn/Fe(1. 3~1. 6)和低Ca/Fe比值(0. 2~1. 5)的特征，指示岩浆源区是辉石岩和橄榄岩混合的岩石圈地幔；高于正常地幔橄榄石的δ18O(4. 77‰~5. 96‰，平均值5. 4‰)显示低温热液蚀变洋壳熔体/流体组分对地幔源区的影响。第四纪宽甸玄武岩捕虏晶橄榄石Fo值为88~92(平均值90)，具有高NiO(0. 3%~0. 4%)和低CaO(<0. 1%)、MnO(0. 1%~0. 2%)含量，显示主体饱满、与少量过渡型和难熔型并存的地幔组成特征；其δ18O(4. 58‰~5. 38‰，平均值5. 3‰)与正常地幔值接近。结合华北其他地区地幔橄榄石氧同位素数据，发现早白垩世破坏峰期有较多俯冲洋壳来源的熔/流体交代岩石圈地幔，而新生代岩石圈地幔则为破坏后的残余和新增生产物，我们认为古太平洋板块俯冲和后撤—撕裂引起的熔体/流体交代作用对华北克拉通岩石圈地幔的弱化、侵蚀和最终置换起了重要作用。     

桂西上二叠统合山组富锂黏土岩的发现及意义

本文首次报道了桂西平果地区上二叠统合山组含铝土矿层上部黏土岩呈现锂矿化现象.Li2O品位可达0.20％～0.53％,局部达到碳酸盐黏土型锂矿矿床工业指标,具有良好的勘查开发潜力.XRD分析结果表明锂绿泥石和蒙脱石是合山组Li超富集黏土岩中最重要的锂赋存矿物.本文推测Li主要以锂的独立矿物——锂绿泥石形式存在,部分Li可能以离子吸附形式赋存于蒙脱石中.地球化学分析结果表明合山组黏土岩主要来源于下伏基底碳酸盐岩以及晚二叠世中酸性火山岩.本次工作为探讨桂西平果地区上二叠统合山组黏土岩Li赋存状态和物质来源提供了初步约束,对下一步查明富锂黏土岩的时空分布和明确锂矿找矿方向具有十分重要的意义.     

桂东北晚震旦世-寒武纪砂岩物源特征:对华南早古生代构造演化的制约

桂东北位于南岭西段,为江山-绍兴断裂带的南部延伸地带,较好地保存了华南晚震旦世-寒武纪构造演化的沉积记录.本文对桂东北晚震旦世-寒武纪砂岩开展了岩相学、地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学工作,试图揭示其物质来源及地质意义.分析结果表明,永福、贺州两地浅变质长石石英砂岩和石英杂砂岩具有富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,弱Ce负异常,明显Eu负异常的特征,母岩以上地壳长英质岩石和再循环古老沉积物组分为主.地球化学构造判别图显示,研究区在晚震旦世-寒武纪时可能处于类似被动大陆边缘的构造环境.永福地区晚震旦世砂岩中900～780 Ma的碎屑锆石含量丰富并少量出现2.0 Ga的锆石,与扬子陆块具有明显的亲缘性;但贺州地区晚震旦世砂岩以含大量～1.0 Ga碎屑锆石,与华夏陆块具有明显的亲缘性.永福与贺州地区寒武纪砂岩中的碎屑锆石均以～1.0 Ga为主,暗示其物源区在早-中寒武世前(>520 Ma)由扬子陆块转变为华夏陆块.结合古地理特征,这一物源变化暗示早寒武世开始南华裂谷盆地逐渐变浅和缩小.受加里东期构造运动的影响,扬子与华夏陆块于早-中寒武世再次拼合,其西南分界线可能从永福与贺州之间通过.依据碎屑锆石物源分析,我们认为晚震旦世-寒武纪时期华南位于东冈瓦纳大陆北缘,可能在印度北西缘的外围.     

桂东北恭城盆地的物源变迁:华南中生代构造体制转换的产物?

桂东北中生代恭城盆地位于南岭成矿带西段,是研究华南印支期-燕山早期构造事件动力学过程中浅表地质响应的重要窗口。盆地内上二叠统乐平组被上三叠统-下侏罗统天堂组不整合覆盖,天堂组与下侏罗统大岭组、中侏罗统石梯组为整合接触。沉积相分析表明,乐平组为海陆交互相碎屑岩,天堂组底部砾岩、含砾粗砂岩代表盆地早期山前快速堆积的冲积扇相沉积,天堂组上部、大岭组和石梯组砾岩、砂岩和泥质岩则代表河流相沉积。碎屑锆石U-Pb年龄结果显示,乐平组和天堂组底部岩屑石英砂岩均以980 Ma和～2500 Ma锆石为主,暗示晚二叠世以及晚三叠世-早侏罗世早期盆地的碎屑物主要来自南部云开地区。然而天堂组上部、大岭组和石梯组长石岩屑砂岩则以1790～1875 Ma和2370～2490 Ma锆石为主,并伴随有燕山早期(189～174Ma)锆石,指示早-中侏罗世时盆地的碎屑物主要来源于北东部武夷山-南岭地区,与古水流方向分析的结果一致。恭城盆地早-中侏罗世时沉积物源的变迁规律很好地记录了华南东南部从印支期挤压应力状态向燕山早期伸展拉张作用的转变以及区域构造机制的转换。     

海斗深渊沉积物组成特征及其物质来源研究进展

海斗深渊是海洋中最深的区域,由水深范围在6000～11000 m范围内的深部海沟组成,以极端的物理化学条件为特征,其沉积物以深海黏土为主。基于目前关于马里亚纳海沟及其沉积物的研究进展,总结了海斗深渊的地貌、物理化学和水动力等方面的特征;归纳了海斗深渊沉积物的粒度特征、矿物组成和古生物特征;探讨了海斗深渊沉积物的物质来源及主要分析方法。海斗深渊沉积物的物质来源具有多源性,综合多种方法示踪是准确揭示其物质物源的关键。