四川冕宁基性岩墙的年代学、地球化学特征及其地质意义

本文对四川冕宁地区的基性岩墙进行了年代学、岩石学和地球化学研究。主量元素特正和微量元素标准化图解显示,基性岩墙属于拉斑玄武岩系列,具有洋岛玄武岩(OIB)的特征,与峨眉山玄武岩为同源产物,存在密切的成因关系。微量元素示踪、Th/Hf-Ta/Hf判别图表明,冕宁基性岩墙具有地幔柱成因的特征,并遭受了轻微混染。基性岩墙锆石LA-ICP-MS测年结果表明,岩墙形成年龄为256.7±4.3Ma,表明岩墙是峨眉山大火成岩省大规模岩浆作用晚期的产物。年龄测定结果还暗示了岩墙在约244Ma遭遇了一次变质事件,可能是岩浆热——机械侵蚀作用,以及印支运动诱发岩浆作用再次活跃的结果。     

江西南部余田群长英质火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

江西南部龙南、菖蒲盆地余田群＂流纹岩-玄武岩＂双峰式火山岩酸性端元的Rb-Sr等时线年龄为175～148Ma,不仅变化幅度较大,而且多与基性端元的Rb-Sr等时线年龄（179～173Ma）不匹配。笔者采用精度较高的SHIRMP锆石U-Pb定年法,获得菖蒲双峰式火山岩组合最下部的流纹岩和龙南盆地双峰式火山岩最上部的英安岩SHIRMP锆石U-Pb年龄分别为（195.2±2.8）Ma和（191±1.7）Ma,两者在误差范围内基本一致。这不仅说明两盆地的双峰式火山岩是同期岩浆活动的产物,而且它们是在喷发间隔很短的时间内形成的。根据国际地层表,菖蒲盆地和龙南盆地双峰式火山岩的地质时代属早侏罗世早期。SHRIMP锆石U-Pb年龄明显大于全岩Rb-Sr等时线年龄可能是全岩Rb-Sr等时线定年法存在误差造成的。江西南部双峰式火山岩195～191Ma的SHIRMP锆石年龄,说明江西南部在早侏罗世早期就进入了拉张构造环境;结合双峰式火山活动之后,长英质火山岩145～130Ma的SHIRMP锆石年龄的获得,说明江西南部在190～145Ma期间为长达45Ma的火山活动宁静期,这个现象难以用太平洋板块向欧亚板块俯冲的单一模式进行合理地解释。     

塔里木二叠纪基性-中性-酸性岩浆岩的年代学及其地质意义

塔里木西部柯坪地区出露的早二叠纪玄武岩与盆地内其他地区广泛分布的玄武岩共同构成一个面积约0.25Mkm²的溢流玄武岩省。巴楚地区出露的早二叠纪辉绿岩、正长岩、石英正长岩与石英正长斑岩等多种岩浆岩构成了连续的基性-中性-酸性岩浆序列。野外露头观察表明,巴楚麻扎尔塔格地区的基性-中性-酸性岩浆岩为近同时侵位。柯坪塔格开派兹雷克组顶部层位玄武岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为279.0±4.5Ma, 该年龄值可限定该区二叠纪溢流玄武岩喷发的最晚时限。巴楚麻扎尔塔格石英正长斑岩脉的锆石SHRIMP U-Pb年龄为273.0±3.7Ma, 与前人测定的巴楚辉绿岩脉和正长岩的锆石年龄在误差范围内一致,表明巴楚地区的基性-中性-酸性岩浆岩为近同时侵位,时间在275Ma左右。综合已发表的塔里木二叠纪岩浆岩高精度年代数据,本文提出：整个塔里木大火成岩省岩浆作用的持续时间约为20Myrs; 291~287Ma喷发的巨量溢流玄武岩可能构成塔里木大火成岩省的主体,是地幔柱头部熔融的直接产物; 283~272Ma侵位的巴楚、一间房和塔北地区的其它类型岩浆岩体积较小,为塔里木大火成岩省晚期岩浆作用的产物。     

塔里木柯坪地区库普库兹曼组玄武岩锆石LA-ICPMS年代学、Hf同位素特征及其意义

塔里木盆地广泛发育有二叠纪玄武岩,产于库普库兹曼组和开派兹雷克组中。本文对库普库兹曼组玄武岩进行锆石LA-ICPMSU-Pb精确定年,并首次进行该区玄武岩锆石的铪(Hf)同位素分析。库普库兹曼组底部玄武岩的锆石LA-ICPMSU-Pb加权平均年龄为291.9±2.2Ma(MSWD=0.30,n=17),说明玄武岩为早二叠世岩浆活动产物,该年龄值指示了塔里木大火成岩省二叠纪基性岩浆活动的下限年龄;库普库兹曼组顶部玄武岩获得了293.9±4.6Ma的锆石年龄,与底部锆石年龄在误差范围内基本一致,指示了库普库兹曼组玄武质岩浆活动的时间较为短暂,291.9±2.2Ma可以代表塔里木盆地二叠纪普库兹曼组玄武岩的成岩时代。库普库兹曼组玄武岩中存在大量继承性或捕获的老年龄锆石,指示玄武岩浆在上升过程中与地壳物质发生了混染作用。锆石原位微量、稀土元素分析显示,库普库兹曼组玄武岩锆石具有典型岩浆结晶的基性岩锆石特征,且没有发生明显的后期改造作用。库普库兹曼组玄武岩锆石εHf(t)同位素值在-4.84～-0.65之间,具富集岩石圈地幔源区特征,指示了塔里木大火成岩省二叠纪基性岩浆岩源于富集岩石圈地幔,其地幔源区性质明显不同于新疆北部准噶尔地区同时代A型花岗岩的地幔源区。     

北祁连构造带冷龙岭地区火山岩地球化学特征及年代学

门源冷龙岭地区位于北祁连造山带的东段,该区火山岩以中基性为主,有少量酸性火山岩;对安山岩进行单颗粒锆石微区U-P bLA-ICP-MS同位素测定,获得(460.17±0.92)Ma加权平均年龄,代表岩石的形成年龄。主量元素中w(SiO2)=48.94%~60.97%,w(K2O)/w(Na2O)1,w(TFeO)-w(K2O+Na2O)-w(MgO)图解显示样品全部属于拉斑玄武岩系列,低钛、高铝铁等显示具岛弧火山岩的特点。岩石富集LILE元素(Rb、Ba、Th、K等),亏损HFSE元素(Ta、Nb、Ti等);稀土元素总量较低[w(∑REE)为9.88×10-6~42.21×10-6),轻重稀土元素分馏不明显[w(∑LREE)/w(∑HREE)为0.81~5.70],稀土元素分配模式为轻稀土平坦型,具弱Eu负异常[δ(Eu)=0.59~1.10]。w(Zr)/w(Y)-w(Zr)、w(Ti)-w(Zr)、w(Y)/15-w(La)/10-w(Nb)/8和w(Hf)/3-w(Th)-w(Ta)等火山岩构造环境判别图解均显示该套火山岩形成于岛弧环境,形成时代为中奥陶世。     

藏南曲卓木地区酸性火山岩地球化学、Hf-Sr-Nd同位素特征及其成因

目前关于白垩纪酸性岩石的相关研究报道极少.近年来在曲卓木地区发现了较为广泛的酸性（英安岩）-基性（辉绿岩-玄武岩）火山岩浆活动,双峰式火山岩浆活动特征明显.对其进行了年代学、地球化学及Hf-Sr-Nd同位素研究.结果表明,英安岩成岩年龄为142.0±2.5 Ma,具有高的LREE及Nb、Zr、Hf、Y等高场强元素含量以及Ga/Al比值,显示A型花岗岩特征.锆石的ε_Hf（t）值为-13.1~-2.4,平均值为-7.1.岩石具有高的初始Sr同位素值（（87Sr/86Sr）_i值为0.722 024~0.722 698）以及低的初始Nd同位素值（ε_Nd（t）为-12.2~-11.8）.综合研究表明,曲卓木地区酸性火山岩是伸展背景下大陆地壳深熔作用的产物,其与区域上桑秀组酸性火山岩、Laguila酸性侵入岩、桑日则地区流纹岩具有相似的地球化学特征与相当的成岩年龄,可能同属于Comei-Bunbury大火成岩省的一部分,均是Kerguelen地幔柱早期岩浆活动产物,而Kerguelen地幔柱活动可能提前至140 Ma左右.      

贵州水城二叠纪钠质粗面玄武岩的地球化学特征及其源区

贵州水城二叠纪玄武岩位于峨眉山大火成岩省东部。该玄武岩全岩SiO₂的含量为44.5%~50.04%,TiO₂的含量为2.38%~2.74%,MgO的含量为5.74%~7.96%, Mg^#值较低为0.40~0.49,Na₂O含量高,为4.81%~7.19%,并且Na₂O/K₂O>4,属于钠质粗面玄武岩即夏威夷岩。具有ΣREE富集的右倾型稀土元素分布模式,稀土和微量元素特征和Pb同位素特征显示洋岛玄武岩OIB的地球化学特征,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.70482~0.70503,ε_Nd(t)和(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_<em>t变化范围较窄:1.3~1.8和17.21~17.62。与贵州威宁黑石头和织金二叠纪玄武岩比较,水城玄武岩富碱,TiO₂含量低,Na₂O、MgO和Al₂O₃含量高,造成峨眉山大火成岩省东部贵州境内三个地方玄武岩不同性质的主要原因是由于地幔源区不同,分离结晶程度和地壳混染程度的不同,水城玄武岩来源于交代富集地幔,是峨眉山地幔柱上升至石榴石稳定区发生部分熔融,地幔柱的部分熔融体和富含挥发分的大陆岩石圈地幔混合,在上升到地表过程中受到轻微的地壳混染所形成。     

塔里木盆地二叠纪玄武岩的地球化学特征及其与峨眉山大火成岩省的对比

中国西部地区发育了塔里木大火成岩省和峨眉山大火成岩省,分别形成于280Ma左右和258~260Ma。对比两个大火成岩省的玄武岩的地球化学特征,发现塔里木玄武岩的岩石地球化学特征与峨眉山玄武岩相似,Fe ₂O₃＝15.29%~17.97%,大于10%,比MORB富铁,指示其深源以及地幔柱源特征,为典型的溢流玄武岩。稀土元素比值显示其落在由石榴石二辉橄榄岩组成的原始地幔熔融线上,表明该玄武岩是在厚的岩石圈下由异常热的地幔经低部分熔融形成的。微量元素特征比值分析,揭示了塔里木玄武质岩浆在上升过程中受到了一定程度的地壳混染。塔里木大火成岩省和峨眉山大火成岩省一样,可能起源同一个来自于核幔边界的超级地幔柱,它们很可能是塔里木板块和扬子板块在二叠纪北向漂移过程中先后穿越同一个超级地幔柱的结果。     

Permian basaltic rocks in the Tarim basin, NW China: Implications for plume–lithosphere interaction

There are large areas of Permian basaltic rocks in the Tarim basin (PBRT) in northwestern China. Precise Ar–Ar dating of these rocks revealed an eruption age span of 262 to 285 Ma. Most of the PBRT is composed of alkaline basaltic rocks with high TiO₂ (2.43%–4.59%, weight percent), high Fe₂O₃ + FeO (12.63%–17.83%) and P₂O₅ (0.32%–1.38%) contents. Trace elements of these rocks have affinities with oceanic island basalts (OIB), as shown in chondrite normalized rare earth elements (REE) diagrams and primitive mantle normalized incompatible elements diagrams. The rocks show complex Sr–Nd isotopic character based on which they can be subdivided into two distinct groups: group 1 has relatively small initial (t = 280 Ma)⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio ( 0.7048) and positive εNd(t) (3.42–4.66) values. Group 2 has relatively large initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio (0.7060–0.7083) and negative εNd(t) (from − 2.79 to − 2.16) values. Lead isotopes are even more complex with variations of (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)t, (²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)t and (²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb)t ranging from 17.9265 to 18.5778, 15.4789 to 15.6067 and 37.2922 to 38.1437, respectively. Moreover, these two groups have different trace elements ratios such as Nb/La, Ba/Nb, Zr/Nb, Nb/Ta and Zr/Hf, implying different magmatic processes. Based on the geochemistry of basaltic rocks and an evaluation of the tectonics, deformation, and the compositions of crust and lithospheric mantle in Tarim, we conclude that these basaltic rocks resulted from plume–lithosphere interaction. Permian mantle plume caused an upwelling of the Tarim lithosphere leading to melting of the asthenospheric mantle by decompression. The magma ascended rapidly to the base of lower crust, where different degrees of assimilation of OIB-like materials and fractionation occurred. Group 1 rocks formed where the upwelling is most pronounced and the assimilation was negligible. In other places, different degrees of assimilation and fractionation account for the geochemical traits of group 2.     

云南鲁春铜铅锌矿床鲁春火山岩锆石U-Pb年龄、地球化学及其地质意义

位于三江地区的云南鲁春铜铅锌矿床和鲁春火山岩有密切的关系.鲁春火山岩锆石U-Pb年龄为270.0±4.6Ma.稀土和微量元素分布图显示该火山岩相对富集轻稀土元素、强烈亏损Na、Ta、和Ti,表明该火山岩具有岛弧火山岩的地球化学特点,反映了该火山岩形成于早二叠世晚期金沙江洋盆消减阶段的岛弧构造环境.鲁春铜铅锌矿床矿石具有条带状、层状构造等沉积作用的特点;矿石的不活泼元素比值和矿区火山岩相近,表明鲁春铜铅锌矿床经历了海西期火山喷流沉积成矿作用.     

大兴安岭北段龙江盆地中生代火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

大兴安岭北段龙江盆地中生代火山岩主要为一套中酸性岩石,岩石化学成分显示其主要为英安岩与流纹岩,少量安山岩.各类岩石的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,其形成于122.2～126.5Ma之间的早白垩世.火山岩为高钾钙碱性系列岩石,稀土元素总量较高(∑REE=103.22×10-6～249.29×10-6),轻重稀土元素分馏明显((La/Yb)N=6.29～25.89),负Eu异常(Eu/Eu* =0.48～0.84).富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K和LREE,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti;火山岩稀土元素与微量元素标准化配分曲线与地壳配分曲线近乎一致,为一套壳源岩浆系列火山岩;大部分岩石300＜Sr＜700;Yb平均为2.24,Y平均为18.36,符合埃这克岩型岩石标准;岩石Y/Yb平均为9.15,(Ho/Yb)N=0.98,而弱负Eu异常(平均值δEu=0.71).地球化学特征说明,岩浆主要是增厚(高压)基性麻粒岩下地壳部分熔融的结果.结合区域上同期火山岩的资料,龙江盆地中生代火山岩可能是蒙古-鄂霍茨克洋闭合碰撞造山构造背景下加厚下地壳部分熔融的产物.     

辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽宁省辽阳地区出露有大面积的古元古代辽河群地层,在辽河群里尔峪组及高家峪组中识别出一套酸性火山岩。本文通过对酸性火山岩同位素年代学及地球化学研究,用以限定辽河群形成时代,并进一步探讨其形成的动力学背景。这套酸性火山岩岩性包括流纹岩、变流纹质含角砾凝灰岩、角岩化流纹岩和弱硅化流纹岩,对其中6件样品利用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年。CL图像显示辽河群酸性火山岩中的锆石均具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值,显示为岩浆锆石。锆石U-Pb年龄可分为3期:2190~2180Ma、2110~2100Ma、1970~1960Ma,结合其中存在继承锆石的结果认为辽河群至少存在3期岩浆活动,将辽河群形成时代限制于2.19~1.96Ga,其形成时代大约持续了230Myr左右。野外接触关系的观察及酸性火山岩的年代学特征从另一个方面揭露辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系。前人研究表明"辽吉花岗岩"形成年龄为2.16Ga,通过野外观察其与辽河群之间均为构造接触。D1442-1和D1444-2两个样品锆石U-Pb测年结果为2180±12Ma、2190±13Ma,均略早于"辽吉花岗岩",结合其与辽河群野外关系,认为"辽吉花岗岩"应该不是作为沉积基底,而是与辽河群为同一构造运动的产物。辽河群流纹岩Al_2O_3含量16.33%~16.90%,K_2O含量4.62%~4.77%,K_2O+Na_2O含量5.97%~7.54%,含铝指数(A/CNK)比较高为1.27~1.50,为过铝质岩石,显示富铝、高钾特征。此外流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常,亏损Ba、Sr、Ti,较高的Zr及(Zr+Nb+Ce+Y)含量、10000Ga/Al比值等特点都显示为A型花岗岩,说明其形成于地壳减薄环境。本文在辽河群中识别出一套酸性火山岩与前人在南辽河群识别出的变质流纹岩组成了酸性端元(2201~1960Ma),同时期存在的基性火成岩(2198~1869Ma)为基性端元,证明了辽河群"双峰式火山岩"的存在,暗示辽河群形成于伸展拉张环境。     

东准噶尔扎河坝地区古生代晚期火山岩的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

东准噶尔扎河坝地区古生代晚期火山岩——原巴塔玛依内山组为一套中基性和酸性火山岩及火山碎屑岩。采用锆石SHRIMP U-Pb同位素定年方法对其中的流纹岩进行定年,年龄为275.6±2.8Ma(MSWD=1.1),表明这套岩石发育于早二叠世。对这套二叠纪火山岩中的玄武岩进行地球化学分析,具有高TiO₂含量、高钾富碱的特点,属于典型的橄榄粗玄岩系列;强烈富集不相容元素和轻稀土元素,显示出源区富集的特点。综合对比新疆北部及邻区（三塘湖地区、红柳河地区、柳园地区及萨吾尔地区）同期的火山岩,扎河坝地区这套二叠纪火山岩形成于后碰撞伸展构造背景,这对研究本地区大地构造格局具有重要的意义。     

辽北德仁组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及岩石地球化学特征

通过对辽北平岗盆地中德仁组火山岩的岩石学、地球化学和年代学的研究,探讨了其岩石成因、形成时代、构造环境,以及华北克拉通东部岩石圈减薄时间和减薄机制。用LA-ICP-MS技术测定了平岗盆地中德仁组中部英安质角砾晶屑岩屑凝灰岩和上部流纹岩中的锆石U-Th-Pb同位素组成。获得前者的锆石~(206)Pb/~(238)U年龄为246.8±3.5Ma和169.6±4.6Ma,代表了2期岩浆活动的年龄,是平岗盆地基底早三叠世和中侏罗世岩浆活动的表现;后者的锆石~(206)Pb/~(238)U年龄为117.0±0.9Ma,表明流纹岩形成于早白垩世。德仁组火山岩富集大离子亲石元素K、Rb、Ba,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Y、Yb;富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,稀土元素配分曲线呈右倾型,表现出壳源特征。德仁组火山岩形成于活动大陆边缘火山弧环境,原始岩浆来源于盆地基底岩浆岩重熔。研究区在117~135Ma期间,发生了由正地形向负地形的重大转变,区域上发育伸展盆地和变质核杂岩,并在基底岩石重熔过程中受到地幔混染作用,表明研究区在早白垩世发生了岩石圈减薄,且减薄的起始时间早于117.0±0.9Ma,减薄机制为拆沉作用。     

塔里木盆地沙雅隆起北部三道桥地区前震旦纪基底岩浆岩特征与锆石U-Pb年龄研究

对塔里木盆地北部三道桥地区前震旦纪基底的岩浆岩进行岩石学分析及时代限定研究。研究区前震旦纪基底的岩浆岩主要由钾长花岗岩、石英二长岩及角闪二辉岩组成。钾长花岗岩局部受断裂影响,发生碎裂化作用,形成碎裂化钾长花岗岩。通过对Qg2、Qg3、S53及Qg4井4口钻井的4个岩心样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,获得钾长花岗岩、石英二长岩及碎裂钾长花岗岩年龄分别为1846±1Ma、1791±1Ma、1824±2Ma,代表了古元古代岩浆岩的变质年龄;角闪二辉岩年龄为879±4Ma,代表了中新元古代火山侵入年龄。说明塔里木盆地沙雅隆起北部存在前震旦纪古老基底,这些结果也为塔里木克拉通的前寒武纪构造演化提供了新的限定。     

南秦岭勉略带铧厂沟火山岩锆石U-Pb年代学及地球化学研究

陕西省西南部铧厂沟火山岩以英安岩为主(～ 90vol％),夹玄武岩构造透镜体(～ 10vol％).玄武岩SiO2含量为43.6％ ～ 54.7％,具有低K、Ti,高Na、Mg的特征;稀土总量为24×10-6 ～29×10-6,中稀土轻微富集,Eu、Sr轻微正异常;具有正Rb、Ba异常及负Nb、Zr异常,LaN/YbN值为1.81 ～2.87,Th/Yb值为0.19 ～0.23,Th/Nb值为0.11 ～0.20,Nb/La值为0.26～0.70,Hf/Th值为0.50 ～ 0.67,显示亚碱性弧玄武岩的特征.英安岩SiO2含量为59.5％～ 72.3％,稀土总量较低(116×10-6～187 × 10-6),为右倾式配分模式,Eu负异常,富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Th、K等),亏损高场强元素(如Nb、P、Ti、Ta等),显示弧火山岩地球化学特征.获得玄武岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为801.7±4.7Ma (MSWD=1.18;n=12),英安岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为802.1±5.3Ma (MSWD=1.02;n=19),二者在误差范.内一致.因此,铧厂沟火山岩是一套火山弧环境的亚碱性玄武质-英安质火山岩组合,表明新元古代曾有大洋板块向南俯冲到扬子古板块北缘之下;这套火山岩裹挟于泥盆系沉积地层中,与泥盆系地层一起,共同组成了一套由晚古生代-三叠纪勉略洋闭合所致的构造混杂岩带.     

内蒙古中部巴彦乌拉地区晚石炭世-早二叠世火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

内蒙古巴彦乌拉地区广泛出露宝力格组火山-沉积地层。其中流纹岩样品的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为307.1±6.3Ma和308.9±1.8Ma,结合前人研究结果,宝力格组火山岩确切喷发时间应为晚石炭世到早二叠世。样品位于碱性-钙碱性系列岩石过渡区域,在TAS图中,中基性火山岩落入玄武质粗安岩、粗安岩和安山岩区,REE分馏明显,LILE富集,HFSE明显亏损,Nb、Ta、Ti、P负异常,Zr、Hf正异常,形成于岩石圈地幔部分熔融作用;流纹岩LILE(Rb、Th、U)富集,HFSE(Nb、Ta、Ti)明显亏损,具有高正εNd(t)和年轻tDM1值,是新增生的陆壳部分熔融的结果,并具有I型和A型两类花岗岩的地球化学属性。综合区域地质特征和前人研究资料表明,宝力格组火山岩形成于后造山构造环境。