福建北东沿海高分异Ⅰ型花岗岩的成因:锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素制约

以福建北东沿海的南镇、大层山、三沙和大京四个岩体为对象,系统研究了它们的年代学和地球化学特征,并据此探讨了岩体的成因。锆石LA—ICP—MSU—Pb定年结果表明,南镇、大层山、三沙和大京岩体的成岩年龄分别为96．1±2．7Ma、93．1±2．4Ma、91．5±1．5Ma和93．8±1．8Ma,指示它们均为晚白垩世岩浆活动的产物。这些岩体的组成矿物主要为石英和条纹长石,并含有一定量斜长石（〈15％）,铁镁矿物主要为少量黑云母,未出现碱性铁镁矿物,副矿物组合中普遍出现榍石而未见铝过饱和矿物。化学组成上表现为高硅、富碱、准铝,贫钙、镁、铁,Rb／Sr比值高,K／Rb比值低,富Cs、Rb、Th、u、Pb,贫Ba、Sr、P、Ti、Eu。岩石的FeO^＊／MgO比值较低（=3．44—5．04）,10^4×Ga／Al比值和Zr＋Nb＋Ce＋Y含量均低于A型花岗岩的下限值,其锆石饱和温度也较低（730—779℃）,综合地质地球化学特征指示这些岩体应属高分异的Ⅰ型花岗岩。四个岩体的Nd同位素组成较均-（εNd（t）=-4．2～-5．5）,而锆石Hf同位素则具较大的变化范围（εHf（t）=-11．6～4．5）,εHf（t）值散布于正值与负值之间,变化幅度可达10个εHf单位以上,指示岩体的形成存在不同来源物质的贡献。岩石的形成极可能经历了壳幔物质在源区混合形成原始岩浆,随后这一壳幔混源岩浆又经高程度分异演化的二阶段成岩过程,而并非起源于幔源岩浆底侵形成的初生地壳与古老基底地壳混合的地壳原岩的部分熔融。     

福建漳浦复式花岗岩体的成因：锆石U-Pb年代学、元素地球化学及Nd-Hf同位素制约

漳浦复式花岗岩体位于福建东南沿海,为一由多期岩浆作用形成的大岩基,出露面积大于1500km2。按岩性特征,该复式岩体可肢解为长桥黑云母花岗岩、程溪碱长花岗岩和湖西花岗闪长岩3个单元。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,3个单元岩石的成岩年龄分别为119Ma、101Ma和96Ma。化学组成上,各单元岩石均具有亚碱、准铝或弱过铝、贫磷特征,它们的A/NKC值均在1.10以下,P2O5含量均低于0.20%,均可归为钙碱性的I型花岗岩。各单元岩石均富Cs、Rb、Th、U、Pb和轻稀土,贫Ba、Sr、P、Ti,但长桥和程溪单元较之湖西单元岩石Rb/Sr、Rb/Ba比值高,K/Rb比值低,并表现出更显著的铕负异常,指示各单元岩石的分异演化程度各不相同。3单元岩石具有较均一的Nd同位素组成,εNd(t)=-2.43～-3.24,tDM2=1.11～1.16Ga,但锆石Hf同位素组成普遍具有较大的变化范围,长桥、程溪和湖西3单元岩石的εHf(t)值分别为-8.3～+3.0、+1.7～+10.2和-2.5～+3.5,变化幅度均在6个εHf单位以上,反映岩体的形成存在不同来源物质的贡献。综合分析表明,各单元岩石的形成均经历了幔源岩浆与其诱发地壳物质熔融产生的长英质岩浆在地壳深部混合,随后又经不同程度结晶分异的二阶段成岩过程。各单元岩石之间显著的成岩时差及成分变异趋势指示复式岩体不可能为同一原始岩浆分异演化的产物,而最可能为演化程度各异的壳幔混源岩浆叠次侵位复合的结果。     

福建太武山花岗岩体成因: 锆石U-Pb年代学与Hf同位素制约

太武山岩体位于福建东南沿海,为一大致呈北东向延伸的不规则状岩株体,出露面积约40km²。岩体主体岩性为中细粒花岗岩,环岩体北部边缘尚发育有似斑状黑云母花岗岩。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明,岩体的形成年龄为96.9±1.3Ma(MSWD=1.09, 2σ),属晚白垩世早期岩浆活动产物。化学组成上,该岩体富硅,碱含量中等,弱过铝,铝饱和指数(A/NKC值)为1.01~1.04,碱铝指数(AKI值)为0.73~0.92,贫钙、镁、铁,属亚碱弱过铝质花岗岩类。微量和稀土元素组成上,岩体富Cs、Rb、U、Th、Pb和轻稀土,贫Ba、Sr、P、Ti,Rb/Sr比值高,具中到强的铕负异常(Eu/Eu^*=0.85~0.04),其Zr、Nb、Ce、Y等高场强元素均较之典型A型花岗岩偏低,锆石饱和温度也较低(726~809℃),综合地质地球化学资料指示该岩体应属高分异的I型花岗岩。太武山花岗岩的锆石ε_Hf(t)值散布于正值与负值之间(-1.44~2.78),t_DM2值偏低(0.98~1.25Ga,平均值为1.06Ga),指示成岩过程中应有显著的亏损地幔组分参与。综合分析表明,岩体的形成首先经历了幔源岩浆与其诱发地壳物质熔融产生的长英质岩浆在地壳深部混合,随后这一混合岩浆又经进一步分异演化的二阶段成岩过程。     

南岭连阳复式岩体成因:锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素约束

报道了南岭地区连阳花岗质复式岩体的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素数据。LA-ICP MS锆石U-Pb定年结果表明,连阳岩体中的补体(细粒黑云母花岗岩)形成于100~104Ma,晚于主体(粗粒似斑状黑云母花岗岩)约40Ma,表明两者不是分离结晶关系。主体和补体均具有高硅(SiO265%~79%)、富碱(Na2O+K2O 6.9%~9.5%)、准铝质-过铝质特征(A/CNK=0.9~1.2),相对高钾(K2O/Na2O=1.3~2.5),亏损Ba、Sr、P和Ti,富集Rb、Pb和LREE。补体分异程度更高(SiO277%~79%),强烈亏损Eu(δEu=0.03~0.06)。两者εNd(t)值分别为-10.6~-8.4和-9.1~-6.6,补体εHf(t)值为-8.5~-1.8。研究表明连阳岩体的形成与华南燕山晚期陆内伸展作用有关,主要由成熟度较高的元古宙变泥质沉积岩陆壳熔融而成,存在少量幔源岩浆的贡献。通过与典型含W、含Sn和含Nb-Ta矿岩体的对比表明,连阳岩体的主体岩石成矿的可能性较小,而补体具有较好的Sn矿成矿潜力。     

义敦岛弧带夏塞早白垩世A型花岗岩成因:锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素制约

义敦岛弧带晚中生代侵入岩体目前仍缺乏高精度的年代学数据制约,其成因也存在争论。作者首次在岛弧带中段夏塞银铅锌多金属矿区发现与成矿关系密切的黑云母二长花岗岩。本文对其开展了年代学、地球化学和Hf同位素分析,探讨成因及构造背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为103±1 Ma(MSWD=0.5),为早白垩世晚期岩浆活动产物。花岗岩属高钾钙碱性岩系,具有高硅、富碱和铁、贫钙和镁特征,Si O2含量为72.94%~74.98%,K2O+Na2O=7.56%~8.08%,铝饱和指数A/CNK=1.06~1.10,属弱过铝质岩石。岩石富集Zr、Hf等高场强元素和U、Th等大离子亲石元素,明显亏损Ba和Sr。REE具有明显的Eu负异常(δEu=0.13~0.25),总体呈较陡右倾的LREE富集和HREE相对亏损特征。岩相学和地球化学显示其为铝质A型花岗岩。Hf同位素组成εHf(t)=–2.7~0.6,二阶段模式年龄TDM2=925~1095 Ma。地球化学及Hf同位素揭示夏塞岩体为软流圈地幔与壳源长英质岩浆混合成因,并经历了斜长石、正长石和褐帘石等矿物的分离结晶。夏塞花岗岩体具有后碰撞花岗岩特征,形成于早白垩世晚期弧-陆碰撞造山后伸展构造背景。     

藏东同普二叠纪高分异花岗岩的锆石U-Pb年龄和岩石成因

对具有富U或高U锆石的高硅花岗岩进行准确定年并进行成因讨论是花岗岩研究中的难题。本文以青藏高原东部江达-维西构造带北部同普岩基边缘相的高硅花岗岩为对象,开展了锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素和全岩元素地球化学研究。采用大激光束斑(100μm)先剥蚀2~3个脉冲的预剥蚀方法,获得了这套含富U或高U锆石高硅花岗岩的可靠锆石UPb年龄(260±1Ma)。这套高硅花岗岩具有高的Si O2含量(74.92%~76.46%)、高的全碱含量(Na2O+K2O;7.61%~8.55%)和高的分异指数(92~96),明显的Eu(Eu/Eu*=0.17~0.41)异常和显著亏损Ba、Nb、Sr、P和Ti等特征,属于典型的高分异花岗岩。本文数据,结合文献数据,指示同普高硅花岗岩为高分异I型花岗岩。富集的锆石Hf同位素组成(εHf(t)=-9.9~-5.8)指示它们来源于古老地壳物质的部分熔融。定量模拟表明它们可能由同期花岗闪长质母岩浆经历斜长石、磷灰石和富钛矿物的分离结晶作用形成。     

甘肃青山堡中牌细粒花岗岩成因与构造环境：锆石U-Pb年龄和全岩元素组成制约

龙首山铀成矿带位于北祁连造山带与阿拉善地块的结合部位,中志留世—早泥盆世受控于祁连造山带的构造演化而处于后碰撞伸展环境,然而关于龙首山铀成矿带在后碰撞伸展环境的结束时限尚缺乏精确的年代学约束。为此本文以该成矿带青山堡中牌细粒花岗岩为研究对象,开展了岩相学、锆石U-Pb年代学和全岩主微量元素组成分析,据此探讨了岩石类型及成因、源区特征及构造环境。结果显示,中牌细粒花岗岩成岩年龄为(413.7±3.0) Ma,为早泥盆世岩浆活动的产物,形成于碰撞后伸展环境。岩石具有高Si、富碱及低CaO、MgO和P₂O₅的特征,A/CNK=1.01～1.04;富集轻稀土元素,重稀土元素相对亏损,具有明显的负Eu异常;相对富集Th、U、Nd、K,亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。岩石的地球化学特征指示,中牌细粒花岗岩应属于弱过铝质高分异I型花岗岩。中牌细粒花岗岩形成于碰撞后的伸展环境,岩浆来源于下地壳,岩浆源区主要残留相为角闪石,在岩浆演化过程中经历了显著的结晶分异作用。结合前人研究成果,提出龙首山地区早古生代形成的岩浆活动按照时间可划分为晚奥陶世—早志留世(452...     

江西彭山锡多金属矿集区隐伏花岗岩体的岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成

本文对江西彭山锡多金属矿集区隐伏花岗岩体进行了详细的锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成和岩石地球化学研究。SHRIMP和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,该岩体年龄为128~129Ma,属燕山晚期岩浆活动的产物。详细的地球化学分析显示,彭山隐伏花岗岩体具有高硅(SiO2=75.42%~76.46%)、富碱(Na2O+K2O=7.93%~8.35%,K2O/Na2O=1.32~1.61)的特征,极度贫Mg(普遍MgO=0~0.07%),贫Ca(CaO=0.37%~0.69%),弱过铝质(A/CNK=1.04~1.11),富集Rb、Th、U等大离子亲石元素及Hf、Nb等高场强元素,强烈亏损Sr、Ba、Eu、P、Ti。稀土总量偏低(∑REE=41.18×10-6~85.06×10-6),强烈的Eu负异常(Eu/Eu*=0.05~0.11)。104×Ga/Al比值变化于2.75~4.04,平均值为3.19。这些特征均不同于典型的A型和S型花岗岩。岩石学和地球化学特征指示该岩体可能是一个高分异的I型花岗岩。该花岗岩中锆石εHf(t)值偏高,主要集中在-0.6~-4.5,显示在成岩过程中有地幔组分的参与,属壳幔混源花岗岩,推测该岩体的形成可能与燕山晚期华南岩石圈伸展拉张环境有关。     

西天山伊犁地块北缘桦木沟高分异I型花岗岩年代学、地球化学及其构造意义

古生代晚期天山造山带经历了洋壳消减及地块拼合的过程,西天山伊犁地块周缘拼合带的花岗岩岩浆记录可以为俯冲造山作用时限提供有效的约束。岩石地球化学和年代学分析显示,位于伊犁地块北缘的桦木沟花岗岩体高硅,富碱,贫铁,富集HFSE,具强烈铕负异常,亏损Ba、Sr、P、Ti,富集Cs、Rb、U、K,与高分异I型花岗岩地球化学特征一致;Pb同位素指示花岗岩源区为造山带下地壳;LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,该岩体结晶年龄为(330.2±5.7)Ma,说明桦木沟岩体产于汇聚大陆边缘,天山北部洋壳在早石炭世晚期仍在向南俯冲,准噶尔地块与伊犁地块还未碰撞拼合,天山地区可能正处于俯冲消减阶段。     

江南造山带中段大湖塘同构造花岗斑岩的成因——锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素制约

大湖塘钨多金属矿床位于江南造山带之九岭-鄣公山隆起西段。本文对大湖塘与成矿有关的燕山期花岗斑岩开展了锆石U-Pb年代学、地球化学、Nd-Hf同位素研究。结果表明,较早期(成矿期)大湖塘花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为146.01±0.78Ma。花岗斑岩具有高硅富碱的特征和较高的分异指数DI,结合主、微量元素特征,该花岗斑岩应属于高分异的S型花岗岩。Rb/Sr、Rb/Nb比值都明显高于上地壳所对应的均值0.32和4.5,也都大于中国东部上地壳所对应的均值0.31和6.83,表明其源自成熟度较高的地壳物质。Nb/Ta和Zr/Hf比值明显低于正常花岗的Nb/Ta比值11和Zr/Hf比值33~40,而且存在REE四分组效应,说明在岩浆演化晚期存在流体-熔体的强烈作用。不均匀的Hf同位素组成[εHf(t)=-19.9~-5.3;tDM2=1.54~2.46Ga]显示该花岗斑岩主要是由年龄为1.9~1.6Ga的前寒武古老地壳(可能是双桥山群)和部分基性岩熔融形成的,并且混入了少量扬子克拉通晚太古代的基底岩石(2.5Ga)。较早期花岗斑岩A/CNK值均大于1.15,暗示其不应为火山弧花岗岩,应属于同构造(同碰撞)花岗岩,而较晚期花岗斑岩在构造判别图解上则显示出后碰撞特点。较早期和较晚期花岗斑岩形成的构造背景演化过程,表明本区经历的从挤压向伸展转变的"挤压-伸展旋回"过渡期持续了约11Ma。正是长达11Ma的"挤压-伸展旋回"为本区多期成岩作用所必需的动力持续供给提供了充分的时间,而这也是本区能够发生大规模W-Cu成矿作用的一个重要的地质前提。     

内蒙古吉尔嘎郎图早古生代岩体成因——年代学、地球化学及Nd-Hf同位素制约

兴蒙造山带北缘断续分布的早古生代岩浆岩带,对古生代构造格局恢复及造山带演化研究具有重要意义。阿巴嘎旗北部吉尔嘎郎图岩体位于该岩浆岩带中段,为带内最大的早古生代复式侵入体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,吉尔嘎郎图岩体早期花岗闪长岩单元成岩年龄为455.0~495.6Ma。在主量元素组成上,岩体SiO_2含量中等(59.49%~68.22%),贫铁、镁,K_2O/Na_2O值(0.64~0.85)小于1,A/CNK=0.96~1.09,整体具有亚碱、弱过铝特征。稀土及微量元素方面,岩体富Cs、Rb、Th、U、Pb,亏损Ba、Sr、P及高场强元素Nb、Ta等,稀土元素总量中等,具有弱负Eu异常(δEu=0.52~0.82)。Sr-Nd-Hf同位素分析结果显示,岩体具有亏损的同位素组成,(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.7053~0.7034,ε_(Nd)(t)=0.39~4.29,2件Hf同位素样品ε_(Hf)(t)均为正值,分别为ε_(Hf)(t)=7.6~10.8和ε_(Hf)(t)=3.7~7.9。岩石地球化学、年代学及Sr-Nd-Hf同位素综合分析表明,吉尔嘎郎图岩体是早古生代古亚洲洋沿苏左旗—锡林浩特一线向北俯冲背景下,遭受了俯冲板片析出流体交代作用影响的新生下地壳部分熔融的产物,后期由于弧后拉张、贺根山洋盆打开与主体岛弧带分离,最终随着古亚洲洋的整体闭合,形成了与俯冲带彼此分隔的格局。     

滇西三江地区临沧花岗岩的岩石成因:地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束

位于滇西三江地区南澜沧江带的临沧花岗岩,其岩石类型主要为黑云母二长花岗岩,研究结果表明,该花岗岩的SiO2含量为66.84%～73.99%,平均为69.72%,K2O/Na2O值高,为1.42～30.1,平均为8.66,Al2O3含量为12.94%～15.23%,平均为14.44%,铝饱和指数A/CNK为1.06～8.59,平均为2.61,大部分大于1.1,为高钾钙碱性过铝-强过铝花岗岩。岩石总体上富集大离子亲石元素和Pb,明显亏损高场强元素。稀土总量198.2×10-6～359.2×10-6,平均为252.5×10-6,具有明显的轻稀土富集,重稀土亏损的特征,(La/Yb)N为7.87～17.62,平均11.19,δEu为0.34～0.57,平均0.48,球粒陨石标准化配分模式显示明显的负Eu异常。两件样品的锆石U-Pb年龄分别为219.19±0.99Ma和219.69±0.67Ma,属晚三叠世。SiO2-P2O5、SiO2-Zr判别图、K2O-Na2O判别图、ACF图解等花岗岩成因类型判别图指示临沧花岗岩为S型花岗岩,其物质来源为贫粘土的砂屑岩。微量元素Rb-Y+Nd判别图中,临沧花岗岩体投影点全部落入后碰撞花岗岩区。在Sr-Yb判别图中,投影点大部分落入低Sr高Yb型花岗岩区,与我国东南沿海花岗岩特征一致,应形成于挤压向伸展转换的后碰撞阶段。锆石Hf同位素组成比较均一,εHf(t)均为负值(集中于-14～-11之间),Hf地壳模式年龄集中于1.95～2.15Ga,推断其为古老地壳部分熔融的产物。结合锆石定年结果及岩体产出的区域地质背景,我们认为临沧花岗岩形成于缅泰马陆块与思茅地块大陆碰撞造山过程的后碰撞阶段,应形成于晚三叠世。     

福建魁岐晶洞花岗岩锆石U-Pb年代学及其地球化学研究

魁岐晶洞花岗岩具有高Si、高碱、低Ca、富集大离子亲石元素和高场强元素的地球化学特征,为典型的A型花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析显示,魁岐小晶洞花岗岩的锆石U-Pb年龄在101.7±2Ma和97.3±0.77Ma之间,而大晶洞花岗岩的锆石U-Pb年龄在93.6±1.5Ma和92.0±1.3Ma之间,表明它们是晚白垩世早期岩浆活动的产物。锆石原位Hf同位素分析显示,大晶洞锆石的εHf(t)分别为+1.45和+1.21,锆石二阶段模式年龄平均值为1064Ma和1078Ma,说明该类岩石是幔源岩浆底侵导致下地壳熔融的结果。以上研究成果表明,魁岐晶洞A型花岗岩形成于库拉板块向欧亚板块俯冲,诱发其上的大陆岩石圈板块伸展的构造环境。因此,其原始岩浆是新元古代下地壳物质部分熔融的产物,并伴有地幔物质的加入。     

澜沧江南段临沧花岗岩的锆石U-Pb年龄及构造意义

临沧花岗岩是滇西地区出露面积最大的复式岩基,它是特提斯构造域的重要组成单元,是研究古特提斯俯冲-碰撞的重要窗口。本文通过对澜沧江南段澜沧-景洪地区广泛出露的临沧花岗岩的岩石学、地球化学以及锆石年代学综合分析,系统阐述该区花岗岩的原岩性质以及其形成的构造背景。临沧花岗岩主要岩石类型为黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学结果表明,该区临沧花岗岩侵位时代为217~233Ma。前人在澜沧江北段花岗岩也获得相似的侵位年龄,表明临沧花岗岩的南段与北段在形成时代上具有一致性。继承锆石U-Pb年龄主要峰期集中在2494Ma、1832Ma、1382Ma、959Ma、774Ma、482Ma,指示临沧花岗岩具丰富的物质来源。全岩主微量元素分析结果显示,临沧花岗岩的Na2O/K2O比值低,铝饱和指数(A/NCK值)大于1,属高钾钙碱性系列,过铝质花岗质岩石。轻重稀土分异明显,轻稀土相对富集,具有明显的铕负异常(Eu/Eu*=0.39~0.63);相容元素Cr和Ni含量较低,富集大离子亲石元素Rb和Ba,亏损高场强元素Nb-Ta和Zr-Hf。地球化学特征显示,临沧花岗岩来源于地壳沉积物的部分熔融,属S型花岗岩,形成于古特提斯洋闭合后的构造伸展阶段。     

冈底斯带南部桑日高分异I型花岗岩的岩石成因及其动力学意义

冈底斯岩浆岩带位于西藏南部的拉萨地体南缘,它形成于特提斯洋和印度-亚洲大陆长期俯冲碰撞过程中,是青藏高原花岗岩最发育的地区。前人对冈底斯岩浆带中各类型花岗岩的成因、源区、时空分布以及其地球动力学意义进行了详细大量的研究,但是对高分异花岗岩的具体成因、演化过程以及在70~65Ma拉萨地块的地球动力学演化过程研究较少。本文选择冈底斯南缘白垩纪末桑日花岗岩进行研究,揭示了桑日花岗岩的岩石学特征、锆石U-Pb年龄、锆石Hf同位素特征和地球化学特征。本文样品LA-ICP-MS测得的锆石U-Pb年龄为67~66Ma。桑日花岗岩属于高钾钙碱性系列,具有高Si O2(74.26%~76.93%)、高K2O+Na2O(7.87%~8.56%),低P2O5(0.02%~0.04%)和Ca O(0.28%~1.00%),以及富集K、Rb、Th,亏损Nb、P、Ti的高分异I型花岗岩的特征。在锆石Hf同位素上,桑日花岗岩εHf(t)0(+4.6~+10.9),且具有Hf不均一的特征。结合前人研究,本文认为桑日花岗岩是高分异I型花岗岩,在特提斯洋板块北向俯冲过程中,板片回转,俯冲洋壳脱水产生的流体进入地幔楔,引发地幔楔发生部分熔融产生镁铁质幔源物质并底侵上涌,导致浅部地壳发生部分熔融,并与幔源岩浆混合,从而在浅部形成混源岩浆房,最终在侵位与成岩后期经历高程度的分异演化形成的。