赣东北枣林碧玄岩地球化学特征及成因

在中国东部赣东北朱溪矿集区枣林地段发现两条新生代碧玄岩岩脉。地球化学研究表明该碧玄岩具有低SiO2(41.08%~42.94%),高Mg#(0.61~0.65),高TiO2(2.19%~2.43%),高Na2O+K2O(4.95%~6.30%)的特点。∑REE为299.16×10-6~375.00×10-6,LREE/HREE比值为5.45~6.71,表明轻稀土富集,δEu为0.88~0.94,具微弱Eu负异常。微量元素特征表现出较高Ni、Cr、Sc含量,蛛网图显示明显富集Nb、Ta、Th、Zr等元素,亏损Ba、Ti、K、P等。主量元素相关图解和不相容元素比值显示岩石在演化过程中未遭受地壳混染。综合分析岩石微量元素数据及相关图解,文章认为由于太平洋板块俯冲,导致软流圈地幔携带碳酸盐熔体上涌与岩石圈地幔相互作用,使得0.2%~0.5%石榴石相二辉橄榄岩与0.5%~1%尖晶石相二辉橄榄岩发生部分熔融,生成碧玄岩原始岩浆。     

鲁西中、新生代镁铁质岩浆作用与地幔化学演化

镁铁质火成岩作为分布最为广泛的典型幔源岩石, 已成为探索地幔化学性状及示踪岩石圈深部过程的主要研究对象.通过对典型样品元素-同位素组成的系统测定, 并结合前人已有资料, 综合研究了鲁西中生代和新生代镁铁质岩石的地质与地球化学特征.研究结果表明, 中生代镁铁质火成岩总体具有富轻稀土和大离子亲石元素、贫高场强元素、I_Sr值变化范围大(0.70396~0.71247)、ε_Nd (t) 值显著偏低(-9.20~-21.21) 的地球化学特征, 但该区南部和北部的中生代镁铁质岩石在元素-同位素组成上仍存在一定差别, 主要表现在南部较之北部镁铁质岩石具有更高的稀土总量(ΣREE为325.52×10-6~555.75×10-6)和轻、重稀土比值(LREE/HREE=17.75~25.97), 以及更高的LILE/HFSE比值(如La/Nb=6.37~13.85, Th/Nb=0.52~1.53).南部镁铁质岩石较之北部镁铁质岩石也更富放射成因锶, I_Sr值分别为0.70844~0.71247和0.70396~0.70598.元素-同位素综合示踪指示鲁西中生代地幔总体具有因岩石圈大规模拆沉作用形成的EMⅠ型富集地幔特征, 但其南部叠加了因深俯冲而进入地幔的扬子陆壳的影响, 因而表现出EMⅠ和EMⅡ组分混合的富集地幔特征.新生代玄武岩具有类似于大洋玄武岩的地球化学特征, 其源区应为亏损的软流圈地幔, 但在部分熔融形成岩浆之前遭受了近期的交代作用.自中生代至新生代, 华北克拉通地幔具有由富集向亏损演变的趋势, 这一化学性状的演变最可能是中生代以来岩石圈大规模拆沉作用, 导致软流圈地幔上涌并对原有岩石圈地幔再改造所致.      

鹤壁新生代玄武岩源区及成因: 地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据

大陆碱性玄武岩是研究大陆地幔、软流圈和岩石圈、壳幔相互作用的窗口。鹤壁碱性玄武岩为华北中部新生代玄武岩重要组成部分,其源区和成因对了解新生代期间华北克拉通中部岩石圈地幔改造提供了重要依据。鹤壁新生代玄武岩主要为碱性玄武岩,贫硅(SiO₂=45.0%~47.8%)富镁(MgO=7.3%~8.5%)和全碱(Na₂O+K₂O=4.6%~6.3%),富集轻稀土元素,轻、重稀土元素强烈分馏,无明显Eu异常。富集大离子亲石元素(LILEs)和高场强元素(HFSEs)。在原始地幔标准化蛛网图上,具有明显的Nb、Ta正异常,其中Nb/U=35~48、La/Nb=0.4~0.7、Ba/Nb=3.6~11。 全岩的Sr、Nd、Hf同位素比值分别为⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i=0.7036~0.7044,ε_Nd(t)=+0.4~+5.4, ε_Hf(t)=+5.0~+9.7,显示鹤壁新生代玄武岩具有洋岛玄武岩(OIB)的地球化学特征和同位素组成。岩相学特征和地球化学特征表明鹤壁新生代玄武岩是软流圈地幔(>80km)小程度部分熔融形成的熔体与富集的岩石圈地幔相互作用后的结果,地壳物质混染和结晶分离作用不显著。     

华夏陆块钠质高镁玄武岩地球化学特征及地质意义

赣州盆地位于钦杭(钦州—杭州)结合带南侧华夏陆块西部,由晚白垩世早期红色碎屑沉积岩系组成,其底部夹有一套玄武岩,全岩Si O_2含量为46.50%~48.13%,具有钠质高镁特征(Mg O=15.47%~18.24%,Mg~#=74~77,K_2O/Na_2O=0.22~0.39)。稀土元素配分型式表现出轻稀土富集右倾,没有明显的Eu异常的特点,表明岩浆没有明显的斜长石分离结晶作用;微量元素上富集大离子亲石元素,高场强元素特别是Ta、Nb、Ti亏损不明显,Cr、Ni的含量分别为235×10~(-6)~617×10~(-6)、157×10~(-6)~493×10~(-6),与原生岩浆的Cr、Ni含量接近,Ba/Nb值(13.51~23.18)和La/Nb值(0.82~1.03)表明源区有富集地幔组分;Sr—Nd—Pb—O同位素显示出源区性质具有EMⅡ型富集地幔特征。岩石学和地球化学特征表明,玄武岩具有原生岩浆性质,是富集地幔部分熔融的产物。同时为中生代华夏陆块EMⅡ型岩石圈地幔提供了准确的证据。由赣州盆地晚白垩世构造背景和构造环境判别图解可知,本区玄武岩形成于板内拉张环境,可能与古太平洋俯冲条件的转变有关。     

东昆仑祁漫塔格地区小尖山辉长岩地球化学特征、U-Pb年代学及其构造意义

东昆仑地区基性-超基性岩石的研究十分薄弱,对东昆仑西段小尖山辉长岩体进行岩相学、年代学、地球化学和构造环境分析,有助于丰富对东昆仑幔源岩浆活动及岩浆演化的整体认识。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学指示该岩体侵位年龄为227.8±0.9 Ma。岩石具有较低的SiO_2(43.72%~50.92%,平均为47.07%)含量和较高的Mg~#(60~75)值,属于钙碱性系列岩石。微量和稀土元素分析结果显示,岩石具有较高的V(68.0×10~(-6)~182×10~(-6))和Cr(60.0×10~(-6)~430×10~(-6))含量,较低的Sr(456×10~(-6)~600×10~(-6),平均526×10~(-6))含量和Rb/Sr比值(0.03~0.10,平均值0.06);稀土总量低,稀土配分曲线为轻稀土富集的右倾型,具有弱正Eu异常(ΣREE=13.6×10~(-6)~62.5×10~(-6),La/YbN=3.95~6.17,δEu=1.08~1.68);富集大离子亲石元素(如Rb、Ba)和不相容元素(如Th、U),相对亏损高场强元素(如Nb、Ta)。地球化学特征显示小尖山辉长岩岩浆源区应为俯冲板片脱水交代的岩石圈地幔。结合区域构造背景综合分析,认为小尖山辉长岩形成于造山后伸展的构造环境,为印支晚期伸展体制下幔源岩浆活动的产物。     

藏北双湖山字形山玄武岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

次对藏北双湖山字形山玄武岩进行了同位素年代学和岩石地球化学研究。锆石LA ICP MS U Pb测年结果表明,玄武岩形成时代为中三叠世Ladinian期((2358±27) Ma)。主量元素SiO2质量分数为4284%~5222%,TiO2为161%~269%,FeOT/MgO为152~194,属亚碱性系列拉斑玄武岩。稀土元素∑REE含量为11409×10-6~20847×10-6,(La/Yb)N为490~650,相对富集LREE。微量元素配分模式曲线与OIB型玄武岩相似。岩石成因研究表明岩浆在演化过程中主要受分离结晶作用控制,La/Nb、La/Ta、Zr/Ba等不相容元素比值与Ti含量表明,山字形山玄武岩可能是软流圈地幔与岩石圈地幔相互作用的产物。玄武岩较高的Zr含量与Zr/Y比值显示其处于板内伸展构造背景。结合区域地质资料推测,中三叠世玄武质岩浆是南、北羌塘地块碰撞造山过程中板片断离、软流圈物质上涌熔融的产物,而晚三叠世偏铝质-过铝质岩浆岩及高压变质岩折返剥露为造山带垮塌引起的伸展作用的结果。     

福建新生代碱性超基性火山岩地球化学特征及构造意义

为了解福建新生代地幔性质和大地构造背景,对柳城玻基辉橄岩进行系统的年代学和元素地球化学研究。岩石为碱性超基性岩,形成于12.6Ma,富Mg、Fe和贫碱性质,以富集LILE、HFSE、Nb与Ta正异常为特征,强烈富集LREE,相对亏损HREE,(La/Yb)N＝35.1~36.2,δEu＝0.98~1.00,微量元素特征与洋岛玄武岩(OIB)类似。微量元素地球化学特征表明,该岩石是地幔橄榄岩低度部分熔融的产物,成岩过程没有地壳混染;源区地幔具有HIMU性质,由软流圈地幔、脱水洋壳与残留岩石圈地幔混合组成,表现出富集的特征;柳城玻基辉橄岩形成于大陆裂谷环境。与新生代玄武岩进行对比研究表明,中国东南部地幔组成存在多个地幔端元成分。     

松树南沟金矿区玄武安山岩锆石U-Pb年代学地球化学及其动力学意义

对松树南沟金矿区大面积出露的玄武安山岩进行了年代学和地球化学研究,厘定了成岩时代探讨了岩石形成的构造环境。研究表明,玄武安山岩中岩浆锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为450±2 Ma,MSWD=1.8,属晚奥陶世。主量元素显示玄武安山岩样品Si O2含量介于51.1%~55.4%,平均52.8%,属中-基性的钙碱性火山岩。岩石稀土总量较低,ΣREE为29.6×10-6~163.8×10-6,平均114.2×10-6。岩石的(La/Yb)N为3.70~12.17,平均7.73,显示出轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损的特征。样品δEu为0.61~0.89,平均0.78,具有弱的负铕异常。微量元素显示出富集大离子亲石元素(Rb、Th、U),相对亏损Nb、Ta、Ti,无明显的Zr和Hf异常,具有岛弧玄武岩的地球化学特征。该文认为松树南沟金矿区玄武安山岩形成于北祁连洋向南侧中祁连陆块俯冲的构造环境,其成因可能与洋壳俯冲环境下流体交代的岩石圈地幔部分熔融有关。     

松树南沟金矿区玄武安山岩锆石U-Pb年代学地球化学及其动力学意义

对松树南沟金矿区大面积出露的玄武安山岩进行了年代学和地球化学研究,厘定了成岩时代探讨了岩石形成的构造环境。研究表明,玄武安山岩中岩浆锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为450±2 Ma,MSWD=1.8,属晚奥陶世。主量元素显示玄武安山岩样品Si O2含量介于51.1%~55.4%,平均52.8%,属中-基性的钙碱性火山岩。岩石稀土总量较低,ΣREE为29.6×10-6~163.8×10-6,平均114.2×10-6。岩石的(La/Yb)N为3.70~12.17,平均7.73,显示出轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损的特征。样品δEu为0.61~0.89,平均0.78,具有弱的负铕异常。微量元素显示出富集大离子亲石元素(Rb、Th、U),相对亏损Nb、Ta、Ti,无明显的Zr和Hf异常,具有岛弧玄武岩的地球化学特征。该文认为松树南沟金矿区玄武安山岩形成于北祁连洋向南侧中祁连陆块俯冲的构造环境,其成因可能与洋壳俯冲环境下流体交代的岩石圈地幔部分熔融有关。     

吉林红旗岭镁铁-超镁铁质岩的地球化学特征及地质意义

吉林红旗岭钼镍矿的岩石类型主要包括橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩和辉长岩等。岩体的主量元素显示拉斑玄武岩岩浆分异演化的趋势。岩石中∑REE=39.48×10-6~53.86×10-6,LREE/HREE=1.07~3.89,(La/Yb)N=1.14~10.00,轻稀土富集,重稀土亏损,无明显的负铕异常。微量元素以明显富集大离子亲石元素(Rb、Ba),亏损高场强元素,有Nb、Ti的负异常为特征,显示出俯冲带幔源岩石的成分特征。该区岩石可能为受到俯冲带流体交代过的岩石圈地幔经减压部分熔融所产生的岩浆在上侵过程中,同化混染了部分壳源物质组分的产物。     

鲁西沂南铜井闪长质岩体锆石U-Pb年龄、元素及同位素地球化学特征

对鲁西沂南铜井岩体的中生代闪长玢岩进行了主量元素、微量及稀土元素、Sr-Nd-Pb同位素以及锆石U-Pb年龄、Hf同位素研究,结果表明,铜井闪长玢岩SiO2含量为54.68%～63.01%,富Na,Na2O/K2O为0.93～4.46,Mg#较高,为55～66,为中钾-高钾钙碱性系列,TiO2含量较低,0.2%～0.71%。样品具有显著的LREE富集[(La/Yb)n=10～15]以及高场强元素Nb、Ta和Ti的负异常,Eu基本无异常,Sr、Ba含量高(分别为241×10-6～711×10-6和554×10-6～822×10-6)的特征。ISr和εNd(t)值分别为0.706473～0.708867和-15.13～-9.18,与鲁西方城玄武岩和前人所研究的沂南辉长岩结果有所差异,显示其源区具有多端员混合特征,除了富集岩石圈地幔外,亏损地幔和地壳物质的贡献也很重要,Pb同位素也显示其源区有扬子克拉通物质的贡献,佐证了华北克拉通中生代富集岩石圈地幔的形成与扬子克拉通的俯冲有关。闪长岩中锆石具有典型的岩浆锆石特征,U-Pb年龄为128～129Ma,锆石εHf(t)值主要在-13～-8(平均值为-10.3)范围内,暗示了岩浆来源于富集岩石圈地幔,但受到亏损地幔物质的混染。沂南铜井闪长玢岩岩浆源区的多元性以及亏损地幔物质参与程度的逐渐增强,说明该地区中生代岩石圈减薄已达到最大,岩浆源区的差异可能也是该地区与胶东地区成矿性差异的主要原因之一。     

湖南宁远早侏罗世玄武岩中橄榄岩包体的含水性和元素地球化学特征

运用电子探针(EMP)和激光熔蚀等离子体质谱(LA-ICPMS)对湖南宁远早侏罗世玄武岩中的橄榄岩包体矿物进行了主要元素和微量元素的系统分析,结果表明这些橄榄岩是经历了小程度部分熔融的原始地幔残留,并经历了后期交代作用的影响,硅酸盐熔体可能是重要的交代介质。运用显微傅立叶变换红外光谱技术(Micro-FTIR)对宁远橄榄岩中的单斜辉石和斜方辉石进行了详细的观察,结果显示两种辉石均含有以OH缺陷形式存在的结构水,其含量(H2O的质量分数,下同)分别为147×10-6～461×10-6和40×10-6～126×10-6。根据矿物百分含量计算的全岩水含量为34×10-6～108×10-6,除1个样品外,其余样品的水含量均50×10-6。结合文献中的资料看来,由橄榄岩包体所代表的宁远中生代岩石圈地幔的含水量要明显高于华北克拉通新生代岩石圈地幔的含水量(多30×10-6)。宁远中生代岩石圈地幔和华北新生代岩石圈地幔之间的差异反映的可能是中国东部岩石圈地幔含水性的时代演化,即伴随着岩石圈减薄的进行,上涌软流圈的热烘烤使得岩石圈地幔的水含量不断降低。     

吉林省辽源晚中生代碱性玄武岩成因及岩石圈地幔性质

报道了吉林辽源晚中生代玄武岩的全岩K-Ar定年结果和岩石地球化学资料, 以及其中幔源捕虏体的矿物化学分析结果, 探讨了晚中生代碱性玄武岩的成因及岩石圈地幔的性质.全岩K-Ar定年结果显示, 辽源玄武岩形成于晚白垩世(91.7±1.7 Ma、82.5±1.9 Ma、99.3±1.6 Ma、82.2±2.4 Ma).该玄武岩的SiO₂含量介于45.1%~45.9%之间, 全碱(Na₂O+K₂O)含量介于4.50%~6.72%之间, Mg#[100×Mg/(Mg+Fe2+)]值介于60~63之间, 属于碱性玄武岩系列.该玄武岩相对富集轻稀土元素(LREEs)、亏损重稀土元素(HREEs), (La/Yb)_N值介于12.0~14.0之间, 无Eu异常, 具有洋岛玄武岩(OIB)型微量元素配分型式.辽源玄武岩中的幔源捕虏体以尖晶石二辉橄榄岩为主, 捕虏体中橄榄石的Mg#值较低(87.1~91.2), 结合捕虏体中其他矿物的主量和微量元素地球化学特征, 认为辽源晚白垩世岩石圈地幔以新增生的岩石圈地幔为主.捕虏体中单斜辉石的LREEs具有从富集到亏损的变化特征, 暗示岩石圈地幔经历了部分熔融和交代作用的改造, 地幔交代类型以硅酸盐熔体交代为主, 同时存在碳酸盐熔体交代作用.辽源晚白垩世玄武岩来源于软流圈地幔的部分熔融, 结合区域研究成果, 认为辽源晚白垩世玄武岩形成于古太平洋板块俯冲背景下的弧后伸展环境.      

江南造山带西段新元古代超基性岩体年代学和岩石地球化学研究及其对源区的约束

本文研究对象为江南造山带西段湘西通道地区长界橄榄辉石岩。长界橄榄辉石岩锆石LA ICP-MS U-Pb加权平均年龄为701±11 Ma。长界橄榄辉石岩主要由单斜辉石、橄榄石和少量斜长石以及少量钛铁氧化物组成,指示在岩浆形成过程中单斜辉石、橄榄石和少量斜长石为主要分离结晶相。全岩具有低SiO_2(44.01%~47.72%)、Al_2O_3(6.77%~9.10%)、TiO_2(0.49%~0.75%)和全碱(Na_2O+K_2O=0.07%~2.04%)含量,而高MgO(23.97%~30.70%)含量的特征,岩石属于亚碱性拉斑玄武岩系列。长界橄榄辉石岩稀土元素总量(∑REE)较低,为25.7×10-6~55.6×10~(-6),全岩稀土和微量元素标准化图解与洋岛玄武岩(OIB)相似,具有富集轻稀土元素[(La/Yb)N为3.36~6.48]和富集大离子亲石元素(LILE)的特点,同时还显示出"弧岩浆"的地球化学性质,明显的Nb-Ta负异常,较高的Th/Nb值(0.52~0.81)和较低的Nb/La值(0.25~0.44)以及低Nb(1.11×10~(-6)~3.91×10~(-6))的特征。长界橄榄辉石岩具有高初始(87Sr/86Sr)i值(0.707 206~0.708 561)和正的εNd(t)值(0.25~0.41)。微量元素模拟结果表明,长界橄榄辉石岩起源于尖晶石相,其源区为受来自俯冲消减板片脱水或熔融形成的流体或熔体的交代的软流圈地幔,是软流圈地幔上涌并发生低度部分熔融的产物(4%~7%)。结合区域地质特征,推测长界橄榄辉石岩的形成可能与700 Ma时期江南造山带西段裂谷作用导致软流圈物质上涌并发生熔融有关。     

青藏高原东北缘柳坪新生代苦橄玄武岩地球化学及其大陆动力学意义

柳坪苦橄玄武岩出露在青藏高原东北缘特殊的构造部位,位于青藏、华北和扬子三大构造域的交接转换区域。岩石形成年龄在23~7.1Ma之间,属于新近纪火山岩。岩石SiO2介于41.72%~42.82%之间,Na2OK2O,K2O/Na2O平均0.51,为一套典型的幔源钠质碱性玄武岩类。岩石微量及稀土元素具板内火山岩特征,Th、Rb等元素呈较明显的富集状态,而岩石显著的低K2O特征(0.48%~0.90%)明显不同于青藏高原北缘新生代钾质-超钾质火山岩系列。岩石87Sr/86Sr(0.704158~0.704668)、143Nd/144Nd(0.512831~0.513352)、206Pb/204Pb(18.729871~18.779184)、207Pb/204Pb(15.591395~15.602454)和208Pb/204Pb(39.097372~39.181458)等同位素变化特征具有显著的混源属性,投影点位于EMI、EMII、BSE及PREMA等典型地幔储库的过渡部位,并可能存在HIUM地幔源的部分参与,明显不同于单一地幔源局部熔融形成的玄武岩的同位素组成特征。表明新生代期间青藏东缘西秦岭-松潘地区受青藏、扬子及华北三大构造体系域的控制,西秦岭-松潘构造结处于从下部地幔到上部陆壳物质的总体汇聚拼贴阶段,地幔具有显著的混合特征。柳坪苦橄玄武岩正是在这种特定的构造背景下,由于新生代青藏高原软流圈地幔物质向东的流动,诱发西秦岭-松潘构造结多源混合的地幔橄榄岩局部熔融而形成。     

长江中下游晚中生代中基性岩的铅同位素特征:富集地幔的证据

长江中下游东段庐枞、怀宁、繁昌、铜陵和宁芜地区的中基性岩属于碱性系列 ,具有高的U ,Th含量和Th/Pb ,U/Pb比值 ,分别平均为 2 .82× 10 -6,9.5 6× 10 -6和 0 .6 35 ,0 .184。样品的初始铅同位素 (130Ma)组成为 :(2 0 6Pb/ 2 0 4Pb) i=17.6 5～ 18.6 0 ,(2 0 7Pb/ 2 0 4Pb) i=15 .4 2～ 15 .5 0 ,(2 0 8Pb/ 2 0 4Pb) i=37.6 7～ 38.0 4。形成中基性岩的原始岩浆来源于富集的岩石圈地幔 ,具有EMⅠ和EMⅡ ,且以EMⅡ为主的特征。和长江中下游西段黄石地区以及大别地块西南部玄武岩的比较表明 ,长江中下游地区岩石圈地幔高的Th/Pb和U/Pb比值可能和俯冲板片析出流体的交代有关。晚中生代时期 ,华北板块岩石圈地幔以EMⅠ特征为主 ,华南板块岩石圈地幔以EMⅡ特征为主 ,岩石圈地幔性质的区域性分布与印支期扬子板块深俯冲事件密切相关。虽然中国东部新生代玄武岩因岩石圈大规模减薄表现了亏损特征 ,但残留的富集岩石圈地幔在中国东部新生代玄武岩的Pb同位素中仍有所反映     

西藏班公湖-怒江缝合带西段野马去申拉组富Nb火山岩的发现及其指示意义

以班公湖-怒江缝合带西段的去申拉组玄武岩和安山岩为研究对象,进行了岩石锆石测年和地球化学研究。测年结果显示,安山岩形成于108.5±1.5Ma,属于早白垩世晚期。岩石地球化学特征表明,野马去申拉组玄武岩Nb含量为10.5×10-6～11.1×10~(-6),Al_2O_3含量为17.63%～17.96%(平均值17.74%),属于富Nb高铝玄武岩,为中钾钙碱性系列;安山岩属于高钾钙碱性系列岩石。野马火山岩轻、重稀土元素分异明显,其中玄武岩稀土元素总量为119.20×10~(-6)～120.49×10~(-6),(La/Yb)_N值为5.17～5.53;安山岩稀土元素总量为179.97×10~(-6)～184.75×10~(-6),(La/Yb)_N值为13.83～15.12;二者在微量元素上表现出不同程度的富集轻稀土元素和大离子亲石元素,Nb、Ta、Ti等高场强元素相对亏损,具低Cr、Ni,高Sr、Nb、Zr含量,发育岛弧火山岩相关特征。其岩浆源区受俯冲流体的影响较大,后经历了不同程度的铁镁矿物的结晶分离作用。综合分析认为,野马去申拉组火山岩可能形成于弧后盆地构造环境下,是班公湖-怒江特提斯洋岩石圈南向俯冲过程中板片断离导致软流圈地幔上涌,诱发弧后拉张背景下的直接岩浆响应。     

西藏甲玛铜多金属矿床暗色包体岩石成因:对岩浆混合和成矿的启示

岩浆混合作用的研究对揭示壳幔相互作用,探讨成岩成矿过程具有重要意义。甲玛矿区位于冈底斯成矿带东段,为超大型斑岩-矽卡岩型铜多金属矿床,矿区内的中酸性岩浆岩中普遍发育暗色包体,对其中的暗色包体中的闪长质包体开展详细的岩相学、岩石地球化学、Hf同位素地球化学及U-Pb同位素地质年代学等方面研究以期查明岩石成因,为岩浆混合作用和成矿作出启示,完善甲玛成岩成矿模型。岩相学观察表明,闪长质包体及寄主岩浆岩中存在多种反映岩浆混合作用的典型组构,如长石-石英熔蚀结构、石英镶边结构、长石交代筛状结构、长石反环带结构、磷灰石针柱状结构等,锆石LA-ICP-MS UPb同位素定年结果显示,包体形成时代(15. 3±0. 3Ma)与中酸性寄主岩石在误差范围内一致,也符合了岩浆混合作用的存在。闪长质包体化学成分上类似高Mg埃达克岩(MgO=3. 53%～6. 62%,Sr/Y=20～57,(La/Yb)N=51～64),具有低SiO_2(52. 44%～59. 45%),高K_2O(3. 19%～5. 62%),高相容元素(Ni=86×10~(-6)～146×10~(-6); Cr=102×10~(-6)～228×10~(-6))的特征,∑REE高于中酸性寄主岩浆岩,且轻重稀土分异明显((LREE/HREE)N=21～23),富集LILE(Rb=189×10~(-6)～284×10~(-6),Sr=498×10~(-6)～658×10~(-6),Ba=1247×10~(-6)～1378×10~(-6)),相对亏损HFSE(Nb、Ta、Ti),在稀土元素配分图及微量元素蛛网图中闪长质包体介于冈底斯带碰撞后时期的超钾镁铁质岩(来源于富集的岩石圈地幔)与甲玛中酸性寄主岩浆岩(主要来源于加厚新生下地壳)之间,Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-0. 9～4. 6)同样也介于超钾镁铁质岩与花岗闪长斑岩(代表中酸性寄主岩浆)之间。这些特征说明闪长质包体是富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆与加厚新生下地壳部分熔融形成的中酸性岩浆发生混合的产物,同时指示了东冈底斯带中新世时期也存在岩石圈地幔伸展对流减薄事件,以及证实了南拉萨地体广泛分布的高钾埃达克质岩在形成过程中,伴随着与富集岩石圈地幔来源的超钾镁铁质岩浆发生不同程度混合。此外,富集的岩石圈地幔部分熔融形成的镁铁质岩浆的混入,将会为中酸性岩浆系统加入大量的水和金属物质,这也是控制甲玛超大型斑岩-矽卡岩型矿床形成的关键因素。     

西秦岭西段曲如沟花岗闪长岩年代学、地球化学特征及构造意义研究

曲如沟花岗闪长岩位于西秦岭造山带西段,侵位于中下三叠统隆务河组,主要岩性为灰白色细粒块状花岗闪长岩。岩石地球化学特征显示岩体具有高硅(66.08%~72.22%)、富钠(4.61%~5.01%)、准铝(A/CNK为1.04~1.11)高钾钙碱性I型花岗岩特征。岩体稀土总量为99.41×10-6~154.85×10-6,LREE=87.33×10-6~143.67×10-6,HREE=11.08×10-6~12.65×10-6,LREE/HREE值为7.23~12.85,具弱负Eu异常,在球粒陨石标准化稀土元素配分曲线图解上表现出轻稀土富集、重稀土显著亏损的特征。在原始地幔标准化微量元素蛛网图左端大离子亲石元素(Cs、Rb、Ba、Th)明显富集,曲线右端高场强元素(Nb、Ta、P)明显亏损,具有弧或碰撞型花岗岩微量元素特征。研究岩石成因表明岩石源区为下地壳变基性岩石,为岩石圈拆沉、幔源基性岩浆底侵导致下地壳变基性岩石部分熔融形成的产物,并发生了一定程度的壳幔岩浆混合作用。该岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(224.1±2.4)Ma(MSWD=2.4),形成于晚三叠世。结合区域资料,认为西秦岭造山带西段于印支晚期(224 Ma)古特提斯洋已经关闭,进入到后碰撞构造演化阶段。     

郯庐断裂带中南段新生代玄武岩源区地幔特征及其演化

郯庐断裂带中南段新生代玄武岩随时代逐渐变新 ,碱性逐渐增强 ,轻、重稀土元素分离程度及不相容元素的富集程度也逐渐增强 ,Sr、Nd同位素组成越来越亏损。古地温线特征表明 ,断裂带之下的上地幔具有高的大地热流值。老第三纪拉斑玄武岩地幔源区主要以轻微富集的EMⅠ组分为主 ,新第三纪以来的碱性玄武岩来源于亏损地幔。研究区地幔源区随时间的演化受老第三纪软流圈上涌的影响 ,大量的深源流体对上部岩石圈地幔进行广泛的交代 ,从而使郯庐断裂带下面的岩石圈地幔出现不相容元素和LREE富集 ,且由轻微富集地幔转变为亏损地幔。