陆内“滞后”弧岩浆岩特征及其地质意义:来自西准噶尔乌尔禾北早二叠世岩浆作用的证据

产于西准噶尔哈拉阿拉特山南麓的"滞后"弧岩浆岩,由乌尔禾中基性岩墙群和白杨河组玄武岩组成,二者构成一完整陆相火山机构,并呈角度不整合覆于下二叠统佳木河组陆相磨拉石建造之上。中基性岩墙群岩性主要为辉绿岩、辉绿玢岩和辉长闪长岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(283.6±2)Ma(MSWD=0.57,95%置信度)、(286.3±4.0)Ma(95%置信度,MSWD=0.32)、(286.5±5.6)Ma(MSWD=0.3,95%置信度)。白杨河组玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(283.3±3.1)Ma(MSWD=0.45,95%置信度),均属早二叠世。二者具有相似的与岛弧俯冲相关的地球化学性质,属钙碱性中低钾系列,富集轻稀土,δ_(Eu)异常不明显,富集K、Ba、Sr等大离子亲石元素,而高场强元素Nb、Ta强烈亏损,Zr、Hf适度亏损,正的ε_(Nd)(t)值和相对低的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值表明源区为亏损地幔。该岩浆岩形成于洋盆关闭,即沟弧盆体系消失之后,时代"滞后"于造山后沉积记录,表明西准噶尔晚古生代俯冲作用结束的最终时限应为早二叠世晚期。根据准噶尔地区滞后型岩浆岩区域性分布特点,推断其产地的连线区为天山—塔里木板块与西伯利亚板块最终深部俯冲的接合部位。     

西准噶尔晚古生代中基性岩墙群岩石学成因及地质意义

中基性岩墙群的形成及产出对研究区域大地构造背景和岩浆演化过程具有重要的地质意义.对西准噶尔地区的夏尔蒲中基性岩墙群和小西湖中基性岩墙群中样品(共18件)进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和同位素地球化学等方面的研究.结果显示,夏尔蒲和小西湖岩墙群岩石类型以闪长玢岩为主,含少量辉绿岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学表明夏尔蒲岩墙群的侵位年龄为308.6±5.5 Ma.岩石均具有高Mg#(＞40)、MgO(＞3%)、Al₂O₃(＞16%);全岩A/CNK值多在0.9左右,A/NK＞2,属准铝质岩石;岩石整体属钙碱性玄武岩/安山岩系列.岩石具有较低的稀土总量(多在40×10-6~60×10-6),具轻稀土富集、重稀土亏损及Eu正异常等特征((La/Yb)_N为3.03~11.32,δEu=1.00~1.20);明显富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Th,呈现了俯冲消减带岩石的地球化学特征.同时,岩石具有较高的Sr(均大于500 ×10-6)、较低的Y(大多小于10×10-6)和Yb(多在1×10-6左右)含量,较高的Sr/Y比值(36~95),大多数样品具有富镁埃达克质岩石的组成特征.岩石具有亏损的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)_i=0.703 58~0.703 80,ε_Nd(t)=5.76~6.34).元素及同位素地球化学资料表明岩浆源区中既有亏损地幔组分的参与,又有俯冲消减作用的印迹.结合区域地质特征及前人研究成果,结果表明晚石炭世时西准噶尔地区已进入后碰撞阶段.由于俯冲残留大洋板片部分熔融,产生的熔体在与亏损地幔一定程度相互作用后,经单斜辉石的分离结晶而形成了夏尔蒲和小西湖岩墙群中富镁埃达克质岩石;而来源于亏损地幔的岩浆同样经单斜辉石的分离结晶后,形成了夏尔蒲岩墙群中的辉绿岩和小西湖岩墙群中的角闪闪长玢岩.大规模中基性岩墙群的产出则进一步表明晚石炭世时西准噶尔地区处于后碰撞的伸展拉张构造背景之下.      

新疆西准噶尔乌尔禾地区早二叠世A1型花岗岩成因及其地质意义

新疆西准噶尔南部地区出露的中酸性花岗岩以Ⅰ型和A2型花岗岩为主.本文通过对哈拉阿拉特山南麓乌尔禾地区新发现的A1型碱长花岗斑岩进行详细的岩石学、锆石U-Pb年代学及地球化学研究,旨在准确厘定其形成时代,揭示岩石成因和构造背景.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示碱长花岗斑岩形成于295.0±1.8 Ma,为早二叠...     

西准噶尔地区最晚期岩浆侵入活动——来自早二叠世-早三叠世接特布调岩体的证据

西准噶尔地区晚古生代构造运动复杂,岩浆侵入活动强烈,地壳生长显著,处在洋陆构造转换的关键时期。接特布调岩体位于连接西准噶尔地区、天山造山带和准噶尔盆地的重要位置,岩石类型以碱长花岗岩、二长花岗岩和花岗闪长岩为主。碱长花岗岩矿物组成以碱性长石(55%～60%)、斜长石(15%～20%)和石英(23%～25%)为主,几乎不含暗色矿物,岩石内部无暗色微粒包体;二长花岗岩和花岗闪长岩矿物组成以斜长石(30%～40%和～16%)、碱性长石(30%～40%和～50%)和石英(20%～25%和～18%)为主,含少量黑云母和角闪石,内部存在不同数量和规模的暗色微粒包体。通过高精度锆石U-Pb定年,将接特布调岩体的成岩年龄限定为287～250 Ma,岩体内早三叠世(250.4Ma)二长花岗岩是迄今为止在整个西准噶尔地区发现的最年轻的侵入岩,该期花岗岩的就位标志着西准噶尔地区深成岩浆侵入活动的终结。接特布调岩体整体具有高硅(SiO₂=67.04%～77.01%)、富碱(K₂O=3.45%～4.63%,Na₂O=3.62%～4.18%),贫钙...     

中国东南部晚中生代构造伸展作用——来自海南岛基性岩墙群的证据

论文在系统地分析了海南岛文市、叉河、三亚地区的三处基性岩墙群的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和元素地球化学特征的基础上,探讨了岩墙群的来源和其反映的地球动力学背景。文市岩墙群形成于约101Ma,叉河和三亚岩墙群形成于约93Ma;主量元素化学特征显示它们属碱性系列,微量元素化学特征为富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Sr、K、Rb、Ba、Th),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti);Sr-Nd同位素组分显示其源区具有EMⅡ特征。这两期岩墙群的存在,显示了海南岛地区在早白垩世晚期和晚白垩世早期存在两次构造伸展事件。海南岛90Ma左右的岩墙群与广东、福建同时代的岩墙群构成中国东南沿海90Ma广泛发育的、呈近北北东向展布的岩墙群带,它们具有相同成因机制,指示中国东南部在90Ma左右时经历了强烈区域性拉张作用;这些岩墙群虽来源于不同的地幔源区,但均与俯冲流体交代作用有关。     

西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合的锆石U-Pb年代学证据

尽管岩相学标志是识别岩浆混合的最直接、最重要的证据,但其寄主岩石、幔源包体及基性岩墙群的精确同位素定年则是对岩浆混合证据的重要补充。夏尔莆岩体由寄主岩石、微细粒镁铁质包体和中基性岩墙群组成,高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明三者的年龄分别为297.6±2.5Ma、298.2±8.0Ma、298.9±5.0Ma,在误差范围内一致,说明三者是同一岩浆事件的产物,为夏尔莆岩体岩浆混合成因提供了年代学证据。夏尔莆岩体的岩浆混合成因的确立证实了早二叠世西准噶尔地壳深部发生过强烈的壳幔岩浆混合作用,并导致了该地区一次重要的地壳垂向生长事件,而岩体中大量的微细粒镁铁质包体和中基性墙群正是这次生长事件的物质记录者。     

新疆克拉玛依中基性岩墙群的地质地球化学和K-Ar年代学

新疆克拉玛依中基性岩墙群出现在后碰撞花岗岩(锆石U-Pb年龄约为300～320Ma)及其下石炭统火山岩-硅质岩围岩之中,空间分布受区域构造裂隙控制,总体走向以280°～300°为主,K-Ar表观年龄为241.3～271.5Ma。岩墙群属于亚碱性系列,根据岩性和Mg#的不同,可分为辉绿岩岩墙、高Mg#闪长玢岩岩墙和低Mg#(石英)闪长玢岩岩墙等三组。主元素、稀土元素和其他微量元素等资料表明,形成岩墙群的岩浆起源于亏损地幔,由部分熔融作用形成的原始玄武质岩浆在侵位过程中发生了分离结晶作用,但同时还受到同化混染作用的影响,致使克拉玛依岩墙群具有较典型的AFC过程的成因特征。克拉玛依岩墙群形成于新疆北部后碰撞伸展构造环境,是幔源岩浆活动的产物,因而可以作为地壳垂向生长的标志之一。     

准噶尔洋洋内弧岩浆作用:西准噶尔百口泉早石炭世火山岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素研究

西准噶尔中部晚古生代的构造-岩浆作用被广泛认为与准噶尔洋的洋内俯冲有关。然而,对于重建洋内俯冲历史的弧相关岩浆活动,缺乏可靠的岩石学和地球化学证据。本文对西准噶尔百口泉包古图组火山岩进行了锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素、全岩地球化学和Sr-Nd同位素组成的综合研究,旨在为西准噶尔中部早石炭世构造演化提供约束。通过对代表性玄武安山岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析,获得年龄为342.2±1.0 Ma,表明其形成于早石炭世。岩石地球化学研究显示,百口泉火山岩具有钙碱性特征,SiO₂含量为48.38%～54.45%,具有高Al₂O₃含量(19.19%～19.78%),相对富集轻稀土元素,并显示富集LILE(如Rb、Ba、Sr),亏损HFSE(如Nb、Ta、Zr、Hf),与典型岛弧火山岩特征相似。根据Sm/Yb-Sm与Sm/Yb-La/Sm模拟计算模型,表明百口泉火山岩是由尖晶石+石榴石相二辉橄榄岩亏损地幔源发生部分熔融(熔融程度约为10%～20%),并由俯冲岩石圈释放的流体改造而成。同时样品具有低(^...     

东准噶尔琼河坝岛弧晚古生代地球动力学环境——来自和尔赛岩体暗色岩墙时空分布的证据

新疆东准噶尔地区地处阿尔泰、准噶尔和东天山等山系和构造单元的结合部位, 是研究中亚造山带(或称北亚造山区)构造演化的关键地区。以往的研究多集中于东准噶尔的岩石组合和地球化学组成, 相对缺乏构造变形尤其是中小尺度构造变形的研究。初步研究发现东准噶尔分布着大量的中基性暗色岩墙, 它们是后期岩浆侵入到前期构造裂隙中的产物, 可以从时空两个方面为构造裂隙的研究提供制约。本文结合地质资料和高分辨率遥感影像解译, 在琼河坝岛弧带中的和尔赛岩体(早泥盆世)中识别出来了874个暗色岩墙(晚石炭世-早二叠世)片段, 它们的走向以北西西-南东东向为主, 另外还有少数北东-南西和北西-南东走向的岩墙。通过岩墙的宏观变形特征可以推测, 北西西-南东东走向的岩墙形成于压张性裂隙之中, 北西-南东走向的岩墙形成于左行张剪裂隙之中, 北东-南西走向的岩墙形成于右行压剪裂隙之中。这些裂隙形成时平面最大主应力为北西西-南东东方向。结合岩体和岩墙的时代, 本文认为在晚泥盆世-早石炭世期间, 和尔赛岩体由于受到北西西-南东东方向的区域挤压作用而产生相应的裂隙, 可能标志着洋盆结束后碰撞作用的发生, 而晚石炭世-早二叠世暗色岩墙的普遍发育可能是后碰撞岩浆活动的标志。     

新疆西准噶尔红山岩体及其中闪长质岩墙的时代——来自锆石LA-ICP-MS定年的证据

作为一种特殊产状的岩浆岩,岩墙保存有岩浆活动和地球动力学背景等方面的重要信息。为了研究和探讨西准噶尔乃至中亚地区古生代晚期的地球动力学环境,我们对西准噶尔地区侵入花岗岩的暗色岩墙开展了卫星遥感影像解译、地表地质调查和相关室内研究工作。研究发现,新疆西准噶尔红山花岗岩体中发育大量环状和非环状闪长岩岩墙。环状岩墙从中心到外围,岩墙宽度逐渐变窄,矿物粒度也逐渐变细;非环状岩墙切割环状岩墙,宽度和矿物粒度都没有明显变化。为了确定这些岩墙的形成时代,对3个环状岩墙样品、2个非环状岩墙和1个花岗岩样品进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年,得到环状岩墙的年龄为:304±1Ma、302±1Ma、303±1Ma;非环状岩墙的年龄为:302±1Ma、302±1Ma;花岗岩的年龄为304±1Ma。结合不同类型岩墙及其与岩体的穿切关系,确定红山岩体的形成时代为304Ma左右,环状岩墙的形成时代为303Ma左右,非环状岩墙的形成时代为302Ma左右。这一年代学研究成果揭示出西准噶尔地区在石炭纪末期发育不同类型的岩浆活动,闪长质岩墙所占据的裂隙是在石炭纪末期形成的;为从岩浆活动和由这些岩墙所占据的裂隙研究,探讨该区古生代晚期的地球动力学环境,提供了有力的时间约束。     

青海格尔木哈希牙地区中基性岩墙群地球化学特征与LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

位于东昆仑造山带上的东昆北哈希牙地区发育中基性岩墙群。其岩性主要为辉绿岩、闪斜煌斑岩和闪长玢岩,地球化学数据显示其具有高钾钙碱性玄武岩系列特征。轻、重稀土元素存在较高程度分馏,LREE/HREE值为4.72~8.66,平均值为6.57。δEu值介于0.81~0.98之间,平均值为0.91,显示出微弱的负Eu异常,表明斜长石的分离结晶作用不明显,富集Rb、Ba、Pb、K等大离子亲石元素,贫高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf等地球化学特征,主体显示板内玄武岩特征,但有来自俯冲带的部分信息。采用LA-ICP-MS技术对锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,结果显示锆石年龄较为分散,其中8颗岩浆锆石给出的206Pb/238U年龄加权平均值为411.5±7.5Ma,代表了格尔木哈希牙地区辉绿岩墙的结晶年龄,反映东昆北地块于晚志留世—早泥盆世已由地体碰撞的挤压状态转为碰撞后伸展状态,标志着该地区加里东期构造旋回的结束。     

青海格尔木哈希牙地区中基性岩墙群地球化学特征与LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

位于东昆仑造山带上的东昆北哈希牙地区发育中基性岩墙群。其岩性主要为辉绿岩、闪斜煌斑岩和闪长玢岩,地球化学数据显示其具有高钾钙碱性玄武岩系列特征。轻、重稀土元素存在较高程度分馏,LREE/HREE值为4.72~8.66,平均值为6.57。δEu值介于0.81~0.98之间,平均值为0.91,显示出微弱的负Eu异常,表明斜长石的分离结晶作用不明显,富集Rb、Ba、Pb、K等大离子亲石元素,贫高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf等地球化学特征,主体显示板内玄武岩特征,但有来自俯冲带的部分信息。采用LA-ICP-MS技术对锆石进行了U-Th-Pb同位素测定,结果显示锆石年龄较为分散,其中8颗岩浆锆石给出的206Pb/238U年龄加权平均值为411.5±7.5Ma,代表了格尔木哈希牙地区辉绿岩墙的结晶年龄,反映东昆北地块于晚志留世—早泥盆世已由地体碰撞的挤压状态转为碰撞后伸展状态,标志着该地区加里东期构造旋回的结束。     

浙江淳安木瓜基性岩墙群U-Pb年龄、地球化学特征及意义

浙江淳安木瓜地区基性岩墙群以NW-SE向产出,岩性丰要为辉绿岩和辉绿玢岩,地球化学分析显示其主要属于拉斑玄武岩系列.稀土元素分布模式均表现为右倾型,(La/Yb)N=5.1～7.6,平均为6.4,反映轻重稀土元素分异较为明显,重稀土元素明显亏损,表明源区有石榴子石的残余.La/Sm-La图解显示本区基性岩墙的岩浆是平衡...     

华北克拉通中生代以来基性岩墙群的分布及研究意义

围绕岩石圈破坏和减薄这个主题.华北克拉通成为近10年来国内外研究的热点地区.华北克拉通中生代以来基性岩墙群分布广泛,然而对此仍缺乏系统的研究.通过对基性岩墙群的系统总结,在详尽的资料收集和已有研究的基础上,重点对华北克拉通中生代基性岩墙群的研究现状、分布和意义进行了汇总和讨论.随后,结合近年来的研究经验,提出了基性岩墙群定年中应注意的问题.     

华北克拉通中生代以来基性岩墙群的分布及研究意义

围绕岩石圈破坏和减薄这个主题,华北克拉通成为近10年来国内外研究的热点地区。华北克拉通中生代以来基性岩墙群分布广泛,然而对此仍缺乏系统的研究。通过对基性岩墙群的系统总结,在详尽的资料收集和已有研究的基础上,重点对华北克拉通中生代基性岩墙群的研究现状、分布和意义进行了汇总和讨论。随后,结合近年来的研究经验,提出了基性岩墙群定年中应注意的问题。     

华北克拉通中生代以来基性岩墙群的分布及研究意义

围绕岩石圈破坏和减薄这个主题,华北克拉通成为近10年来国内外研究的热点地区。华北克拉通中生代以来基性岩墙群分布广泛,然而对此仍缺乏系统的研究。通过对基性岩墙群的系统总结,在详尽的资料收集和已有研究的基础上,重点对华北克拉通中生代基性岩墙群的研究现状、分布和意义进行了汇总和讨论。随后,结合近年来的研究经验,提出了基性岩墙群定年中应注意的问题。     

新疆东准噶尔琼河坝地区绿石沟早石炭世岩体中基性岩墙群成因及其构造动力学背景

基性岩墙群对探讨岩石圈伸展过程、时空演化及深部动力学等方面具有重要意义。为了厘定东准噶尔琼河坝地区岩墙群的形成时代、源区地幔性质、成岩构造背景、岩石成因及其与区域上的其他岩浆作用的成因关系,揭示东准噶尔古生代的地球动力学背景,对侵入到绿石沟岩体花岗岩中的暗色岩墙群进行了遥感卫星影像解译,并从野外地质、岩石学、矿物学、年代学、锆石Hf-O同位素和地球化学等方面进行了系统研究。绿石沟岩体中岩墙存在闪长玢岩和辉绿玢岩岩墙的岩石组合,它们的锆石LA-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年结果表明,闪长玢岩、辉绿玢岩岩墙形成时代分别为346±1 Ma和～332 Ma。辉绿玢岩岩墙的锆石εHf(t)值为+10. 2～+15. 4,对应的二阶段Hf模式年龄为0. 35～0. 67 Ga,其锆石δ18O值主要变化范围为5. 00‰～6. 41‰。这些同位素特征表明其具有亏损地幔源区的物质组成。矿物学研究表明,辉绿玢岩岩墙中的角闪石为浅闪石、铁浅闪石,其结晶温度范围为896～984℃,压力为41～88 MPa,对应结晶深度约1. 54～3. 31 km;辉石为透辉石,辉石-熔体平衡时的岩浆温度为1 092～1 099℃,压力为500～630 MPa,推测形成辉绿玢岩辉石岩浆房的存储深度为16. 5～20. 8 km。东准噶尔琼河坝地区大量中基性岩墙构成的岩墙群可作为区域伸展构造的重要标志,结合前人对该区构造背景认识,认为琼河坝地区在早石炭世时可能处于后碰撞伸展拉张环境,这为探讨东准噶尔乃至中亚造山带西段的古生代的地球动力学环境演变提供了新依据。     

新疆库鲁克塔格地区基性岩墙群几何学与岩浆超压估算

新疆库鲁克塔格地区发育大量密集的岩墙群,反映了该区所经历的岩浆活动及地壳伸展事件。本文基于多源遥感影像(Landsat 7 ETM+、SPOT、CORONA KH-4B、QuickBird2)共提取了区内2284条岩墙,在此基础上进行几何学分析和岩浆超压估算。这些岩墙主要侵入新元古代侵入岩及前寒武系沉积岩和变质岩。走向以NW向(300°~320°)为主,同时存在NE向(40°~70°)和近东西向岩墙。岩墙单体长90m~22.8km,平均4.3km,呈对数正态分布。垂直岩墙走向,沿NE60°方向取4条剖面计算地壳伸展率,由北至南分别为4.22%、1.83%、2.60%和7.40%。根据岩墙纵横比(长度/厚度),计算获得岩墙侵位时岩浆超压为7.9MPa(E=10GPa)~23.7MPa(E=30GPa)。该区同时出露新元古代和二叠纪岩墙群,其空间分布与花岗岩有密切关联,为多种构造背景的产物,且经历了多期构造叠加和改造。     

峨眉山大火成岩省基性墙群几何学研究及对地幔柱中心的指示意义

本文以1:20万和1:5万区调资料为基础,结合野外观察研究了峨眉山大火成岩省主要分布区内的基性(辉绿岩)岩墙群的几何学特征。结果表明,岩墙群的几何学特征表现为中心放射状,由6条巨型岩墙群组成,辐射角度近200°。其中心收敛于永仁一带,与地层学指示的最大隆起位置吻合,指示了二叠纪峨眉山玄武岩事件的地幔柱中心位置。岩墙群分布呈中东部较多而西部少的特点,这可能与不同的剥蚀程度有关。     

关于基性岩墙群的U-Pb SHRIMP地质年代学的探讨——以鲁西莱芜辉绿岩岩墙为例

锆石成因研究是判断锆石年龄意义的基础。本文以鲁西隆起区莱芜辉绿岩岩墙的锆石U_PbSHRIMP年代学研究为例,从锆石成因入手探讨基性岩墙群的锆石地质年代学分析中出现的一些问题。本区基性岩墙内存在两类锆石,一种是从围岩捕获的残余锆石,其谐和年龄为2 5 37±16Ma ;另一种为岩墙原生的岩浆锆石,谐和年龄为1139±2 5Ma和115 7±18Ma ,说明岩墙侵位时代约为中元古代。基性岩墙内原生岩浆锆石很少,因此,要谨慎分析锆石的成因类型和年龄谱系,不能简单地以大多数数据的平均年龄为准,而应该以地层接触关系和岩浆岩交切关系为基本证据,结合各种同位素绝对年龄的分析来确定基性岩墙的侵位时代。