吉南地区古元古代双岔巨斑状花岗岩成因及其构造意义:岩石学、年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据

双岔岩体位于华北克拉通东部陆块辽吉活动带内,岩性主要为巨斑状石榴石黑云母二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究表明该岩体形成于1890±21Ma。岩石A/CNK1.1属于强过铝质岩石,CaO/Na2O0.3,微量元素显示Nb、Ta、Sr、Ti、P的亏损,指示与弧岩浆的亲缘性。全岩同位素特征是:εNd(t)=-4.7~-4.1,ISr值介于0.7050~0.7110,εHf(t)值变化范围为-3.5~2.2,与~2.17Ga条痕状花岗岩和变粒岩-浅粒岩在1890Ma时的同位素组成大致吻合,指示其源岩应主要为成熟度较低的变质砂岩,主要源区为条痕状花岗岩和变粒岩-浅粒岩。双岔花岗岩具有较低的SiO 2含量(71%),较高的FeO T+MgO+TiO 2含量(除SC-1外都大于4%),较低的Sr/Y和(La/Yb)N比值及较高的Rb/Sr比值以及明显的Eu负异常,说明源岩可能有部分变质玄武岩卷入。Nd同位素模拟结果显示双岔巨斑状花岗岩的源岩中可有20%~30%的变质玄武岩。部分样品的Rb/Sr、Rb/Ba比值特征与泥质原岩相似,显示源区也有少量的泥质岩。岩石低的Al2O3/TiO 2比值及变质熔融残余的石榴石和夕线石,说明岩浆形成于高温中压环境,上涌的软流圈加热地壳使源岩发生部分熔融,是辽吉活动带由挤压向伸展转换的产物,标志着辽吉带古元古代造山作用的结束。     

胶-辽-吉带辽东宽甸地区古元古代二长(正长)花岗质片麻岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及成因

古元古代二长(正长)花岗质片麻岩在胶-辽-吉构造带广泛出露,是构成胶-辽-吉带的最主要物质组成。2件中细粒二长花岗质片麻岩样品及1件正长花岗质片麻岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,它们分别形成于2.17Ga和2.33Ga,代表两期花岗质岩浆事件,并经历了约1.89Ga的变质作用。这些花岗质岩石具高硅(SiO_2=71.68%~76.38%),富铁(Fe_2O_3+FeO=1.61%~4.35%)及全碱(K_2O+Na_2O=7.57%~9.3%),K_2O/Na_2O比值大于1,贫钙(CaO=0.2%~1.6%)、镁(MgO=0.05%~0.24%,Mg#=3.82~13.0)、磷(P_2O_5=0.01%~0.06%)及钛(TiO_2=0.12%~0.4%)的特征;它们具有较高的稀土元素总量(ΣREE=104×10~(-6)~440×10~(-6)),具有轻微的轻重稀土分异,(La/Yb)_N比值在2~11之间,具明显的铕负异常(Eu/Eu*=0.30~1.18,平均值为0.56),具有低Sr(大部分100×10~(-6))、Rb(62.8×10~(-6)~187×10~(-6))、Cr及Ni含量,高的Zr(250×10~(-6))及Yb(2×10~(-6))含量,Zr+Nb+Ce+Y平均值为506×10~(-6),10000×Ga/Al值大于2.7;微量元素原始地幔标准化蛛网模式图显示,富集Rb、U、K、Zr、Hf等元素,亏损Nb、Ta、Sr及Ti等元素;它们属铁质、准铝质至弱过铝质、碱钙-钙碱性系列,全岩锆饱和温度大于800℃,属A2型花岗岩;结合胶-辽-吉带内古元古代花岗质片麻岩的全岩Nd及锆石Hf同位素研究结果,指示这些古元古代A型花岗岩可能形成于高温低压的伸展构造背景下,大陆物质(TTG岩石)的部分熔融。暗示胶-辽-吉带可能经历了古元古代早期多阶段的陆壳伸展拉张,并形成初始洋盆,然后再到洋-陆俯冲、陆(弧)-陆碰撞的演化过程。     

辽宁永甸地区辽吉花岗岩成因及对辽吉活动带构造演化的制约

对永甸地区的辽吉花岗岩进行年代学和地球化学分析。锆石U-Pb定年结果表明,永甸花岗岩形成于(2 180.4±5.3)Ma。永甸花岗岩富Si(SiO_2=72.20%~73.54%),富碱(K_2O+Na_2O=7.83%~8.35%),贫Ca、Mg、Al(CaO=0.28%~1.37%,MgO=0.07%~0.14%,Al_2O_3=12.22%~12.88%)。稀土配分模式曲线为右倾型,有较强的负Eu异常(Eu/Eu*=0.38~0.69)和较高的Ga/Al比值,而且岩体富集Zr、U、Y等高场强元素以及Rb、K等大离子亲石元素,贫Ba、Sr等元素,这些特征表明永甸花岗岩属于A_2型花岗岩。根据岩石地球化学特征,认为永甸花岗岩形成于弧后盆地环境,来源于减薄下地壳岩石的部分熔融。     

辽东黄花甸地区古元古代花岗质岩浆作用及其地质意义

胶-辽-吉古元古代造山/活动带的辽东黄花甸地区出露大量古元古代花岗质岩石,前人将该区的花岗质岩石统称为花岗质混杂岩。本文通过详细的野外地质调查和室内综合研究,将该套花岗质混杂岩解体为时代及性质完全不同的两类花岗岩——黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩。其中黑云母二长花岗岩具有块状、条痕状、片麻状的不同构造类型,均显示富SiO_2(72.37%~77.44%)、贫Al_2O_3(11.69%~13.21%)、富K_2O(3.97%~5.11%)的特征,Na_2O/K_2O=0.64~1.08,TiO_2含量在0.18%~0.34%之间,MnO、MgO和P_2O_5的含量较低,分别为0.01%~0.07%、0.12%~0.32%和0.01%~0.06%,铝饱和指数A/CNK集中分布在1.33~1.45之间,A/NK在1.49~2.60之间,属于过铝质高钾钙碱性系列;微量元素Sr、Ba、Ti、P强烈亏损,具有明显的Eu负异常,具有A型花岗岩的特征。黑云母二长花岗岩的锆石大部分为具有清晰震荡环带结构的岩浆锆石,从3个样品获得LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄分别为2185±29Ma、2183±13Ma、2166±10Ma,据目前所获得南辽河群碎屑锆石年龄(1.95~2.15Ga),本文认为黑云母二长花岗岩的侵位时代要早于南辽河群地层沉积的时间,构成了南辽河群地层沉积的基底。花岗闪长岩呈岩枝状侵入黑云母二长花岗岩和里尔峪组地层中,富SiO_2(72.54%~74.31%)、Al_2O_3(15.01%~16.17%),全碱(K_2O+Na_2O)平均7.77%,相对富钠(Na_2O/K_2O=1.27~2.82),贫钙、镁,MgO平均为0.26%,CaO平均为1.59%,Mg#值平均为54.0,铝饱和指数A/CNK集中分布在1.61~1.78之间,A/NK在1.49~2.60之间,属于过铝质钙碱性系列,具明显的Eu正异常,Y/Yb低,Sr/Y高,而且强烈亏损Th、Ta、Nb、Ti等高场强元素,富集Ba、K、Rb、Sr等低场强元素,具有埃达克质花岗岩的特征。花岗闪长岩的锆石大部分为具有清晰震荡环带结构的岩浆锆石,从2个样品获得LAICP-MS锆石U-Pb年龄分别为1995±18Ma、1995±13Ma。可以推断花岗闪长岩的侵位时代为2.0Ga左右。本文认为具有A型特征的黑云二长花岗岩是陆块内部拉伸减薄-裂解过程中下部地壳部分熔融的产物,具有埃达克质特征的花岗闪长岩是俯冲过程中所形成火山弧或活动大陆边缘岩浆活动的产物。以上研究表明胶-辽-吉古元古代造山/活动带可能经历了在2.2~2.15Ga左右的拉伸裂解过程和2.0Ga左右俯冲挤压的构造演化过程。     

辽东王家堡子地区古元古代花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄、Hf同位素及其地质意义

辽东王家堡子地区出露大量古元古代花岗质岩石,前人将其统称为花岗质混杂岩。通过详细的野外地质调查和室内综合研究,将该套花岗质混杂岩解体为条痕状黑云母二长花岗岩和片麻状黑云母二长花岗岩两类。岩石地球化学分析结果显示二者具有一致的地球化学特征。均显示高SiO_2、富K_2O、贫Al_2O_3的特征,K_2O/Na_2O=0.64～2.14,TiO_2含量为0.16%～0.3%,MnO、MgO、CaO和P_2O_5的含量较低,铝指数A/CNK集中分布在1.06～1.1之间,A/NK在1.50～1.62之间,均属于过铝质高钾钙碱性系列;微量元素显示强烈亏损Nb、Ti、Ta等高场强元素,富集Rb、U、K等大离子亲石元素,具有明显的负Eu异常,具有A型花岗岩的特征。条痕状黑云母二长花岗岩大部分锆石为具有清晰振荡环带的岩浆锆石,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为2188±13Ma,代表该岩石的岩浆结晶年龄。片麻状黑云母二长花岗岩大部分锆石具有明显的变质增生边,部分核部锆石具有清晰的振荡环带,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得核部年龄为2214±16Ma,代表该岩石的岩浆结晶年龄;增生边年龄为1905±13Ma,应代表该岩石的变质年龄。条痕状黑云母二长花岗岩和片麻状黑云母二长花岗岩的Hf同位素模式年龄分别为2387～2584Ma和2474～2641Ma,平均地壳模式年龄分别为2495～2808Ma和2633～2868Ma,大于岩石形成年龄,暗示研究区古元古代花岗岩源区主要为太古宙基底,混有少量古元古代新生地壳。结合前人报道的埃达克质花岗闪长岩的形成环境,认为胶-辽-吉古元古代造山/活动带早期经历了2.2～2.15Ga的拉伸裂解过程和2.0Ga左右俯冲挤压的构造演化过程。     

华南加里东期花岗岩地球化学特征及其地质意义

乐安、陡水、宁冈岩体是赣中南加里东期花岗岩的重要组成部分。主量元素显示具有较高的SiO_2含量、K_2O/Na_2O比值和A/CNK比值,属弱过铝质-强过铝质。岩体均富集大离子亲石元素Rb、Th,相对亏损Ba、Sr、P、Ti,Eu亏损相对明显。同时具有稍高的_(εNd)(t)值和相对年轻的Nd模式年龄。ACF、(La/Yb)_N-δEu、_(εNd)(t)-t图解表明属于S型或壳源型花岗岩。在Rb-(Y+Nb)图解中落入后碰撞花岗岩区,表明赣中南加里东期花岗岩形成于后碰撞的伸展构造环境,认为由于当时华南板块加厚地壳的山根垮塌,引起地壳部分熔融作用造成。     

印支地块晚二叠世弧后伸展:来自老挝川圹高原A型花岗岩的证据

印支地块老挝地区的地质构造特征由于历史原因很少公开报道,基于最近的野外考察和室内测试,本文报道了老挝北部川圹高原A型花岗岩的岩石学、年代学及地球化学的特征,并进一步揭示古特提斯板块汇聚初期印支地块内部的伸展特性。Nuna花岗岩体3个花岗岩样品的U-Pb年龄为258.7±1.9 Ma、259.0±1.7Ma及251.0±0.9Ma。花岗岩富硅(SiO_2平均含量71.94%),富FeOT(2.91%),富碱(Na_2O+K_2O平均含量9.2%,且K_2O含量高于Na_2O),贫镁(Mg O平均含量0.11%),富集轻稀土元素和Zr、Hf、Rb、Th和U等元素,亏损Sr、Eu和Ti、Ba等元素,以及较高的锆石饱和温度(平均927℃),显示A型花岗岩的性质特征。花岗岩全岩εNd(t)值和二阶Nd模式年龄分别位于-2.4~-2.1和1.20~1.22Ga之间,表明其岩浆源区主要为中元古代古老地壳。通过与印支地块陆壳增生事件的对比,作者认为Nuna A型花岗岩岩浆源区为中元古代古老地壳与少量幔源底侵形成的新生地壳的混合。Nuna花岗岩微量元素图解投点全部落入板内环境,结合其形成时代与区域构造岩浆演化历史,作者认为Nuna花岗岩形成于华南地块向西南俯冲于印支地块之下由于板片回撤引起的弧后伸展环境。     

华北克拉通南缘古元古代末(～1.84Ga)垣头A-型花岗岩成因及其构造意义

在华北克拉通陆续发现有大量的古元古代末-中元古代早期A-型花岗岩,它们具有独特的地球化学特征和特定的形成条件,可为进一步了解A-型花岗岩的岩石成因以及华北克拉通由结晶基底的形成向稳定盖层发育时期构造环境的转折提供重要依据。本文对华北克拉通南缘产出的垣头花岗岩体进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、元素地球化学和Nd-Hf-O同位素研究。结果表明,垣头岩体岩石类型主要为正长花岗岩,形成时代为1841±4Ma;全岩样品具有较高的铁(FeO~T/(FeO~T+MgO)=0. 75～0. 86)、富碱(K_2O+Na_2O=8. 11%～9. 13%,K_2O/Na_2O 1)、低MgO (0. 28%～0. 56%)、P_2O_5(0. 04%～0. 08%)和MnO(0. 03%～0. 04%),富含大离子亲石元素(如Rb、Th、U、K)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),具有Eu、Sr负异常,高10,000Ga/Al比值( 2. 76)、准铝质-弱过铝质且不含碱性暗色矿物,属于铝质A-型花岗岩;全岩εNd(t)=-4. 68、tC DM=2. 70Ga,锆石εHf(t)=-12. 0～-4. 71、tC8DM=3. 22～2. 78Ga,锆石δ1O=5. 4‰～6. 5‰(加权平均值为6. 1‰),指示它们是古老基底物质部分熔融的产物。结合区域上的地质特征和研究资料,我们认为垣头A-型花岗岩体形成于碰撞后的伸展环境,标志着华北克拉通1. 85Ga前后的造山运动的结束。     

辽吉地区古元古代花岗岩成因及对构造演化的制约

条痕状角闪二长花岗岩和斑状花岗岩类是辽吉地区古元古代花岗岩的主要类型。这两类花岗岩在成因、构造环境上一直存在争议，这使得研究者对该区古元古代的构造演化不明确。本文着重研究了这两类花岗岩的地球化学特征条痕状二长花岗岩以角闪石、磁铁矿等暗色矿物组成的条痕状构造为野外主要识别特征，具有弱负铕异常(Eu／Eu=0．47～0．65)；tDM变化范围为2．40～2．82Ga；最新的测年资料表明它形成于2．175Ga左右。斑状花岗岩类以巨斑状和环斑状构造为主要识别特征，样品弱负铕异常(Eu／Eu=0．30～0．86)；tDM变化范围为2．42～2．57Ga；最新的测年资料表明它形成于1．875Ga左右。统计的N(tDM)-t图解分析表明，胶辽地块古元古代深部地质过程经历了两幕岩浆底板垫托作用，底侵时代的峰值分别为2．5～2．4Ga和2．2Ga左右。利用εNd(t)-t图解，结合Pearce构造图解综合分析，本文认为晚期底侵加热作用导致了以早期底侵体和太古代老地壳为主的物源的熔融，并在裂谷背景下侵位形成角闪二长花岗岩(A型花岗岩)，而斑状花岗岩类则是之后的造山运动进入后造山构造体制转换期时就位的。两幕底侵以及后期的造山运动构成了本地区在古元古代的主要构造演化过程。     

辽东岫岩地区两类古元古代花岗岩年代学、地球化学及地质意义

辽东半岛岫岩一带出露大面积的辽河岩群变质地层与花岗岩类,是研究胶-辽-吉造山带早期演化的良好场所.通过系统采集岫岩地区大房身钾长花岗岩岩体与牧牛、松树沟二长花岗岩岩体和四门子花岗闪长岩岩体样品,进行了岩相学、地球化学与锆石U-Pb年代学研究.结果显示大房身与牧牛、松树沟岩体具有相近的高钾钙碱性A型花岗岩特征,SiO₂含量介于70.56%~74.52%,Al₂O₃含量在11.85%~14.03%,K₂O/Na₂O高;岩石富集Ga、Zr、REE等元素,Sr、P、Ti等含量低;四门子岩体样品则具有较高的CaO含量（0.50%~3.76%）,K₂O/Na₂O比值和A/CNK值均较低,相对更为亏损Nb、Ta、Hf等高场强元素,显示出I型花岗岩特征.锆石LA-ICP-MS测试显示钾长花岗岩样品U-Pb年龄为2 198±11 Ma,二长花岗岩U-Pb年龄在~2 171~2 167 Ma,花岗闪长岩U-Pb测试结果为2 166±11 Ma,几类花岗岩结晶年龄基本在误差范围内一致.I型花岗岩可能来自古元古代中期（~2.2~2.1 Ga）俯冲作用导致的弧岩浆活动,而A型花岗岩可能来自中下地壳物质的部分熔融的低压高温环境.结合辽吉地区报道的古元古代花岗岩类年龄资料,认为在岫岩地区及周边采集的两类古元古代花岗岩均产出在弧后拉张的构造背景下,胶辽吉造山带在古元古代中期演化接近“弧陆碰撞”模式,洋壳俯冲可能由西向东（现今方向）发生,并持续了较长时间.      

RS和GIS技术集成及其应用

本文简要地介绍了ＲＳ（遥感图像处理系统）和ＧＩＳ（地理信息系统）技术及其集成的基本概念和方法。讨论了ＲＳ和ＧＩＳ技术及其集成的内在涵义、相互关系,认为ＲＳ是ＧＩＳ重要的外部信息源,是其数据更新的重要手段,尤其对于全球性的 地理动力学分析,更必须有ＲＳ所提供的覆盖全球的动态数据与ＧＩＳ的结合。反之,ＧＩＳ则可以提供ＲＳ所需要的一些辅助数据,以提高ＲＳ图像的信息量和分辨率,同时,ＧＩＳ可以将实地调查所     

红藻石和蓝藻石概念及分类归属的综述和修订

在分析和总结前人对红藻石和蓝藻石研究成果基础上,结合岩石薄片显微镜下观察实例,发现在以往碳酸盐岩颗粒分类中没有红藻石和蓝藻石的合适位置。鉴于红藻石重要的成因意义和造礁作用,有必要明确红藻石的概念和归属。珊瑚藻本身极易钙化,经生物矿化作用最终保存下来的珊瑚藻屑一直放在生物碎屑中,而红藻石是由非固着的珊瑚藻构成的钙质独立结核,因此也可以被划分到生物碎屑中。蓝藻石作为蓝细菌钙化作用的产物,同时鉴于蓝藻石的广泛存在,把钙化蓝细菌形成的核形石命名为蓝藻石,这一重要概念从提出到现在一直被使用。然而蓝绿藻概念已变更为蓝细菌,蓝藻石的形成与藻类无关,显然将其称作蓝菌石更加确切。因此,应将红藻石和蓝藻石分别归为生物碎屑和核形石当中,并用新的术语蓝菌石替代蓝藻石。其意义在于使红藻石和蓝藻石的概念及归属更为规范,并为碳酸盐岩颗粒的深入研究提供有益线索。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

自动化智能化地质岩芯钻探技术装备研发与应用

为解决5000 m地质岩芯钻探基础准则与依据缺失问题，提高钻探装备的自动化、智能化水平，启动了5000 m智能地质钻探技术装备研发工作，通过钻机装备、钻探器具研制，钻探工艺技术研究并经试验示范验证，取得多项创新成果，形成了5000 m地质岩芯钻探技术体系。通过特深孔钻孔口径与管柱规格优化研究、钻杆规格设计、装备性能参数选配，形成了5000 m地质岩芯钻探技术规范体系；基于5000 m特深孔地质岩芯钻机、孔口自动化作业装置等关键设备研制，实现了绳索取芯钻进的孔口作业全流程自动化，形成了轻量化钻机孔口管柱柔顺控制技术；基于复杂地层孔内工况判别、钻进参数优化与轨迹优化控制等技术问题研究，形成了多源信息融合的地面与孔底一体化钻进过程智能控制技术；基于高性能薄壁绳索取芯钻杆和系列小口径高效钻具研制，形成了大深度绳索取芯系列钻杆钻具技术；研发了耐高温环保型冲洗液、生物破胶废浆处理技术、“广谱型”双浆堵漏技术，形成了绿色环保型冲洗液体系与护壁堵漏技术。     

矿物——成矿与找矿

单颗粒矿物微量元素激光原位定量分析测试数据的大量积累和研究,使矿物成为矿床地球化学研究和矿床勘查的重要示踪剂。本文重点选择磁铁矿、磷灰石、石榴子石、榍石、锆石、绿泥石和绿帘石等的原位分析研究所获得的认识,介绍单颗粒矿物成分组合及变化在矿床类型划分、成矿年龄测定、氧逸度、成矿过程与物质来源、找矿与勘探等方面的应用。不同矿床类型中普遍存在的矿物,如磁铁矿、磷灰石等的微量元素含量及组合差异,提供了矿床类型识别的标志。单颗粒矿物,特别是矿石矿物和密切共生矿物如锡石、铌钽铁矿、赤铁矿、石榴子石、方解石等的原位定年,使成矿年龄的直接准确测定成为现实。矿物中变价元素,如Fe、V、Mn、Ce、Eu含量和/或比值的变化,指示了成矿过程氧逸度及其变化特点。从矿物核部向震荡环带与边部的微量元素含量或同位素组成的变化,示踪了成矿过程中流体来源或性质的变化。斑岩和矽卡岩矿床中与成矿作用关系密切的蚀变矿物,如绿泥石、绿帘石的形成温度、特征微量元素比值,如Ti/Sr、Ti/Co、V/Ni、Mg/Sr等,与距矿床中心距离呈线性函数关系,可定量预测距矿床中心的距离,使以绿泥石、绿帘石为代表的找矿指示矿物研究迅速发展。     

桩-岩摩擦黏着特性的试验与分析

研究桩与岩石的侧摩阻力组成及影响因素,有助于准确地把握桩与岩石的侧摩阻力取值原则。在对桩与岩层的摩擦黏着机制分析的基础上,指出界面力与岩层抗剪力的区别,并提出岩层的极限侧摩阻力由界面强度及岩石强度两者较弱一方决定的观点。进行了中风化岩中4组混凝土短桩的抗压及抗拔极限摩阻力对比试验,获得了相应的极限侧摩阻力值以及抗拔与抗压极限侧摩阻力值的比值。抗拔时由于上部岩层对桩侧岩层的约束作用较弱,会使侧摩阻力相对抗压时有较大降低。通过有限元计算及其与试验值的比较分析,研究短桩与岩层的界面强度条件,发现岩层和混凝土灌注桩间的侧摩阻力中界面黏着力占很大比例。     

现代新技术新方法与工程地质

本文阐述了瓣技术，新方法应用于工程地质研究取得的进展，内容涉及原位测试技术，数值模拟技术，物理模拟技术和物探测技术，这些方面的研究推动了工程地质学的发展。     

Cumulate and Cumulative Granites and Associated Rocks

Abstract. Processes that move crystals relative to melt, that is crystal fractionation, are of major importance in producing variations that are observed within cogenetic suites of granites. In low‐temperature granite suites, crystal fractionation initially involves the progressive separation of crystals residual from partial melting from that partial melt. Once separation of those crystals, or restite, has been completed, further fractionation may occur through the separation of crystals that had precipitated from the melt, the process known as fractional crystallization. High‐temperature granite magmas are largely or completely molten and elements such as Ca, Mg and Fe, and their associated minor elements, are in that case dissolved in the melt. Such magmas, particularly those that are more potassic and hence contain a higher fraction of low temperature melt, may evolve compositionally through fractional crystallization. Cumulate rocks result, comprising a framework of cumulus minerals with interstitial melt. In this process some of the melt is also displaced to form more felsic rocks. Such cumulate rocks may have distinctive chemical compositions, but that is often not the case. Distinctive features include SiC>2 contents near or below 50 % in rocks that are transitional in the field to more felsic granites, very high Cr and Ni, very low K, P, Ba, Rb and Zr, and anomalous abundances of the anorthite components Ca and Al. These rocks may also have positive Eu anomalies. Cumulate rocks do not necessarily have distinctive textures, at least as such features are understood at this time. Fractional crystallization can also involve the movement of precipitated crystals relative to melt. We refer to rocks as cumulative when formed from the fractions in which the abundance of crystals has increased. The production of cumulative granites typically occurs at more felsic melt compositions than is the case for cumulate granites, and this process may have its greatest significance in the fractional crystallization of the felsic haplogranites. Relative to felsic granites of broadly similar compositions lying on a liquid line of descent, cumulative granites contain more Ca, reflecting the addition from elsewhere of plagioclase crystals with solidus compositions. The abundances of Sr and Ba may be high to very high, and sometimes there are positive Eu anomalies. Cumulative I‐type granites may have low abundances of Y and the heavy REE, while the S‐type granites can be very distinctive with anomalously high abundances of Th and the heavy REE resulting from the concentrating of monazite. Generally, but not always, those who propose fractional crystallization as a mechanism for producing compositional variation within a suite of granites do not state whether the rocks in that particular case are thought to lie on a liquid line of descent or are cumulates/cumulative, although it is generally presumed that they were melts. Our experiences in eastern Australia have shown that the mechanism of fractional crystallization was quantitatively not as important during granite evolution as many workers would expect. However, there are some excellent examples of that process, most notably the Boggy Plain Supersuite. Overall in eastern Australia, varying degrees of separation of restite is a much more common mode of crystal fractionation, and that may also be seen to be the case for some other granite provinces if they are examined with that possibility in mind.     

中国东部中生代高Sr低Yb和低Sr高Yb型花岗岩：对比及其地质意义

中国东部在晚中生代时（晚侏罗世-旱白垩世）有广泛的中酸性岩浆活动，按照花岗岩的地球化学特征，大致可以划分为东北、华北和华南3个岩区。本文研究表明，按照Sr和Yb的含量，大致可以将花岗岩分为5类．即：高Sr低Yb型（Sr〉400μg／g，Yb〈2μg／g）、低Sr低Yb（Sr〈400μg／g，Yb〈2μ/g）、低Sr高Yb（Sr〈400μg／g，Yb〉2μg／g）、高Sr高Yb型（Sr〉400μg／g，Yb〉2μg／g）以及非常低Sr高Yb型（Sr〈100μg／g，Yb=2—18μg／g）花岗岩。东北和华南以发育低Sr高Yb花岗岩为主，有少量高Sr低Yb和非常低Sr高Yb类型的花岗岩分布；而华北则以高Sr低Yb型花岗岩（埃达克岩）最发育，低Sr高Yb、低Sr低Yb型和非常低Sr高Yb型花岗岩有少量分布。本文着重探讨了华北和华南花岗岩的特征，认为华北和华南花岗岩地球化学的区别可能主要与花岗岩源区成分和深度有关，且主要受源区深度的控制。如果花岗岩熔融的源区残留相由榴辉岩组成（石榴石＋辉石＋金红石＋／一角闪石），则花岗岩明显亏损HREE、Nb、Ta和Ti，而富集Sr和Al，无明显的负铕异常，属于高Sr低Yb（埃达克岩）类型；如果源区深度浅，由斜长角闪岩或麻粒岩组成（斜长石＋辉石＋角闪石），则花岗岩相对贫Sr富Yb。作者认为，华北和华南花岗岩地球化学特征上的上述差异，表明在晚中生代时（晚侏罗世．早白垩世）。华北和华南的地壳厚度不同：华北较厚，华南较薄；华北经历了下地壳拆沉而华南无；华北和华南的下地壳成分不同，华北较基性的下地壳拆沉后，留下的地壳平均成分与华南比偏中性。     

Etch and intracutaneous landforms and their implications

Many landforms, major and minor, and including plains of various types, inselbergs, boulders, flared slopes, Rillen and rock basins, are initiated beneath the land surface, at the weathering front. They have evolved in various lithological settings. Most are formed by differential moisture attack, either controlled, or strongly influenced, by bedrock structure. Such forms of subsurface derivation may be differentiated into etch or subcutaneous features that were initiated at the base of the regolith, and intracutaneous forms that had their origin within the weathering zone. Although the agent or agents responsible for eroding the regolith and exposing the bedrock forms have varied in space and time, the similarity of etch and intracutaneous forms is such that their basic morphology persists regardless of the climatic regime in which they now occur. As the regolith is widely developed on the land surface, the forms initiated beneath and within it cannot be taken as climatic indicators. Indeed, like structural forms, these convergent forms represent a varied but significant azonal element in the physiographic landscape.