四川木里地区二叠纪苦橄岩和玄武岩成因及源区性质

前人对峨眉山玄武岩的研究已经取得大量的研究成果,但对于一些关键科学问题如岩浆源区组成、源区温压条件等还存在分歧,或有待进一步探讨。本文报道了四川木里地区二叠纪苦橄岩和相关玄武岩的岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素特征,并进一步探讨了苦橄岩和相关玄武岩的岩浆源区性质、岩浆形成条件。研究表明:四川木里地区二叠纪火成岩主要岩石类型为苦橄岩、高钛玄武岩和低钛玄武岩;苦橄质岩浆来源于地幔柱头部中心的高温区域(地幔柱轴部),岩浆主要起源于石榴石稳定域;高钛和低钛玄武质岩浆来源于地幔柱尾部,高钛玄武质岩浆主要起源于石榴石稳定域,而低钛玄武质岩浆起源于石榴石稳定域和尖晶石稳定域的过渡带;苦橄质和玄武质岩浆在上升过程中都不同程度混染了大陆岩石圈地幔物质,其中低钛玄武质岩浆可能有少量地壳物质的混染。     

云南丽江苦橄岩Re-Os同位素地球化学初步研究

报导了云南丽江地区大具和仕满剖面12个苦橄岩和6个玄武岩的Re，Os含量和Os同位素组成。苦橄岩和玄武岩具有明显不同的Re-Os体系的特征。苦橄岩具有高的Os元素丰度［(1.5~3)×10-9］和低的Re元素丰度（<0.05×10-9）；共生的玄武岩具有低的Os元素丰度（<0.5×10-9）和相对高的Re元素丰度（<0.8×10-9）；苦橄岩具有低放射成因的 187Os/188Os 比值（0.123 3~0.126 6），而玄武岩具有高放射成因的187Os/188Os比值（0.133 8~0.157 7）。苦橄岩的Re-Os同位素特征与越南西北部二叠—三叠纪科马提岩具有低放射成因Os同位素特征相似，而玄武岩的Re-Os同位素特征与峨眉山大火成岩省（LIP）其他地区玄武岩的高放射成因的Os同位素特征相似。苦橄岩的Re-Os同位素特征表明，形成峨眉山LIP的地幔柱可能来自对流上地幔而不是深部的核-幔界面。换言之，峨眉山LIP的形成受控于岩石圈地幔过程而不是地幔柱过程。     

大火成岩省中苦橄岩的研究意义

苦橄岩是一种超镁铁质熔岩 ,它在大火成岩省中虽然只占很小的比例 ,但具有非常重要的意义。苦橄岩通常产于火山岩系的底部和下部 ,其中有的苦橄岩具有原始岩浆的特点 ,另有一些为堆积成因 ,也有少部分代表了演化岩浆。对它的岩石学、矿物学、元素和同位素地球化学以及橄榄石包裹体中挥发份的研究可以为研究大火成岩省和地幔柱的关系、地幔柱的热成分结构模式、大火成岩省和全球生物灭绝事件以及预测Cu Ni PGE硫化物矿床的成矿潜力提供重要约束。     

太古宙富铁苦橄岩与太古宙早期深部地幔不均一性

富铁苦橄岩是一类特殊的高镁地幔来源岩浆岩,具有高的FeO^T含量（> 14%）和MgO含量（> 12%）,并富集不相容元素和具有轻重稀土强烈分异的稀土元素配分模式。富铁苦橄岩通常与科马提岩产出于绿岩带中,或产出于大火成岩省中,因此富铁苦橄岩的形成与地幔柱活动有着密切的联系,与其他高镁地幔来源岩浆岩（科马提岩、苦橄岩）一道成为了探究地球深部地幔的最佳材料。根据太古宙科马提岩成分随时间的演化,以往的研究认为地球深部地幔中出现富集组分的时间约为2.7Ga。而最近在华北克拉通冀东地区发现的古太古代（3.45Ga）富铁苦橄岩表明地球深部地幔中铁和不相容元素的局部富集可能在3.45Ga前后便已出现。对太古宙富铁苦橄岩的进一步研究有助于我们理解地球早期各圈层相互作用的模式。

     

峨眉山大火成岩省中苦橄岩与其共生岩石的地球化学特征及其对源区的约束

本文对在峨眉山玄武岩省中新发现的苦橄质岩石及其共生玄武岩的地球化学特征进行了研究,结果表明,除苦橄质岩石外,与其共生的玄武质岩石均属高Ti玄武岩。其主要元素特征与大多数大陆溢流玄武岩省相似,表现为高Fe_8、(CaO/Al_2O_3)_8和低Na_8,指示其形成压力高;其稀土和微量元素配分曲线相似,表现为轻稀土富集、高场强元素(HFSE)相对亏损,并且不存在Nb、Ta的负异常,而存在P和K的相对亏损。一些反映源区特征的比值,如La/Ta、La/Sm、(La/Nb)_(PM)、(Th/Ta)_(PM),Ta/Hf,Nb/Zr等,变化范围小,均指示了其地幔柱成因,且上升过程中很少或没有受到岩石圈地幔或地壳物质的混染,是石榴子石二辉橄榄岩在>75km时经大约7％的部分熔融的产物。而地幔柱的轴部位置可能位于现今云南丽江县城一带。     

峨眉山大火成岩省西部苦橄岩及其共生玄武岩的地球化学：地幔柱头部熔融的证据

丽江地区的苦橄岩位于峨眉山大火成岩省的西部,其与辉斑玄武岩、无斑玄武岩和玄武质火山碎屑岩共生。苦橄岩中的斑晶主要为富镁橄榄石,其F0含量最高达91．6％,CaO含量最高达0．42％,其内含有少量玻璃包裹体,指示了橄榄石是在熔体中结晶形成的。苦橄岩中的铬尖晶石具有高的Cr#值（73-75）。计算的初始岩浆的MgO含量大约为22wt％,初始熔融的温度为1630-1680℃。研究结果表明,玄武质岩石是苦橄质岩浆通过橄榄石和单斜辉石分离结晶形成的。苦橄岩和玄武岩的Nd-Sr-Pb同位素比值差别不大,只落在一个很小的范围内（如εNd（t）=-1．3 to＋4．0）。高的εNd（t）值以及抗蚀变不相容元素的原始地幔标准化图解与洋岛玄武岩相似,并且其重稀土元素特征指示了源区有石榴子石的残余,而且是低部分熔融的产物。同位素比值与抗蚀变不相容元素比值（如Nb／La）的相关性表明,岩浆形成过程中有少量的大陆地壳物质或者相对低εNd（t）组分的大陆岩石圈地幔的混染。因此,总体上,苦橄岩的地球化学特征的研究结果支持了峨眉山大火成岩省是地幔柱头部熔融的成因模型。     

苦橄岩、苦橄玢岩的命名及特征

岩石学中,中文以"苦"字命名的岩石仅有苦橄岩和苦橄玢岩."苦"字是从日文转译而来,是镁的意思,因该岩石中主要造岩矿物为富镁的橄榄石.日文中镁(グト)音为Kaodao,为中文"苦"的谐音,因得译名.     

云南大理苦橄岩的Re-Os同位素特征:对峨眉山大火成岩省成因的制约

云南大理苦橄岩产出于峨眉山大火成岩省内带,位于峨眉山玄武岩系底部.岩石具斑状结构,斑晶占20％～40％左右,由自形-半自形的橄榄石和单斜辉石组成;基质约占60％ ～ 80％,主要由长条状斜长石和颗粒状单斜辉石组成,辉绿结构;含少量尖晶石.绝大部分样品全岩SiO2低于47％,为45.94％～46.37％(1个样品达47.35％),MgO大于18％,介于19.01％～23.77％之间,Na2O+ K2O低于2％,介于1.52％～1.97％之间,具典型苦橄岩的岩相学和岩石化学特征.全岩Re含量变化范围较小,介于0.349×10-9～0.424×10-9之间;Os含量变化范围较大,介于0.889×10-9～4.276×10-9之间;187Re/188Os=0.437±0.012 ～2.708±0.025,187Os/188Os =0.1283±0.0002～0.1354±0.0004;从中分选出的橄榄石的Re、Os含量分别为0.030×10-9～0.049×10-9、0.625×10-9～0.757×10-9,1s7Re/188Os =0.191±0.038 ～0.377±0.062,187Os/188 Os=0.1254±0.0005 ～ 0.1268±0.0005,均低于全岩;尖晶石的Os含量最高,为80.5×10-9,187Os/188 Os最低,为0.1252±0.0003.经质量平衡计算,基质的187Os/188Os比值介于0.1380 ～0.1415之间,与原始上地幔相比,基质的Re-Os同位素组成具有壳层熔岩的特点,而橄榄石和尖晶石具有熔融残留相的特点,基质的γOs大于0,介于+2.0～ +3.28之间,矿物的γOs均小于O,介于-2.01～-2.59之间,显示明显的亏损特征,无核-幔边界源区信息,而全岩的介于-1.11～ -3.24之间,为基质和斑晶及尖晶石的混合结果,推测峨眉山大火成岩省是壳-幔相互作用的产物.     

全球新生代苦橄岩时空分布特征及意义

苦橄岩是一种高温下形成的超镁铁质熔岩,形成温度一般高出地幔部分熔融而成的玄武岩300~400℃,可以为判断热点提供依据。该文以GEOROC和PetDB两个地质数据库为基础,通过对其中新生代苦橄岩年龄及构造环境数据的统计分析,以期查明新生代苦橄岩的时空分布特征和厘定出可能的高温热点分布情况。研究表明,新生代有苦橄岩产出的火山活动自中新世开始变得活跃,在更新世和全新世达到顶峰。同时,苦橄岩产出环境多样且具有演变特征,中新世前以CFB和洋岛环境为主,中新世后转为岛弧和洋岛环境为主,更新世和全新世则主要为洋岛环境,总体上来看新生代苦橄岩主要产于大洋环境,并以洋岛环境为主。另外,根据苦橄岩的出露特征可得出现代高温热点可能分布在夏威夷群岛、科隆群岛(厄瓜多尔)、冰岛、加那利群岛、欧洲造山带德国境内的埃费尔山地区、红海洋脊、东非裂谷处、法属留尼汪岛、中国东南沿海广东省境内以及堪察加岛弧10个地区。     

西藏申扎地区下二叠统昂杰组C-O 同位素地球化学特征

根据岩石地层及生物地层研究,西藏申扎地区下二叠统昂杰组可分为下段的砂质灰岩、微晶灰岩、生物碎屑灰岩段和上段的灰黑色薄层状泥岩、页岩夹钙质粉细砂岩段,时代为早二叠世亚丁斯克期—空谷期。系统采集了24件昂杰组灰岩段C-O同位素样品,测试结果表明,昂杰组样品δ13C最大值为6.312‰,最小值为4.032‰,平均值为5.794‰;δ18O最大值为-1.785‰,最小值为-7.476‰,平均值为-4.494‰。无机碳同位素的变化存在一次缓慢的正向偏移,这与早二叠世中晚期冈瓦纳北缘冰川作用及陆生植物大规模繁衍有很大的相关性。     

西藏八宿花岗岩岩石学、地球化学特征及其构造意义

西藏八宿地区大地构造位置为冈底斯-念青唐古拉板块北东缘,紧邻班公湖-怒江结合带。区内出露有花岗岩体,包括花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩,侵位于朱村组火山岩中。区域主要完成了1:25万区域地质调查,研究程度相对较低,有关花岗岩的报道较少。本次工作在详细野外调研的基础上,研究了花岗岩类的岩石学,地球化学和年代学特征来确定岩体的构造意义。在该地区获得花岗闪长岩和石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为119.7±1.2Ma和120.6±1.8Ma。岩体锆石ε_Hf(t)值为-10.42~-7.00,对应的地壳模式年龄为1624~1841Ma。地球化学特征反映壳源部分熔融成因,有地幔物质及热流参与,形成于板块俯冲构造环境。岩体北东侧的朱村组火山岩所获得的角闪英安岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为128±2Ma,较岩体早9Myr,属于同一岩浆事件产物,因此,八宿花岗岩与火山岩一样,属于伯舒拉岭火山岩浆弧的一部分,形成于怒江洋壳向冈底斯-念青唐古拉板块俯冲、消减的火山弧环境。八宿岩体很可能是在班公湖-怒江洋岩石圈向南俯冲的地球动力学背景下形成的。     

西藏则学地区热液脉型铅锌矿S、Pb同位素组成及其对成矿物质来源的启示

德新和轧轧龙铅锌矿是冈底斯西段银铅锌多金属成矿带典型的热液脉型铅锌矿床,关于其成矿物质来源及与纳如松多铅锌矿成因联系的研究鲜有开展。本研究利用单矿物和全岩稳定同位素方法对德新和轧轧龙铅锌矿的主要金属硫化物和含矿花岗斑岩进行了S、Pb同位素组成分析和示踪,结果显示德新铅锌矿硫化物δ34SVCDT为3.5‰～7.4‰,平均值为6.1‰;含矿花岗斑岩δ334SVCDT为4.4‰～6.2‰,平均值为5.7‰;轧轧龙铅锌矿金属硫化物δ334SVCDT为2.7‰～8.3‰,平均值为5.1‰;德新和轧轧龙铅锌矿铅同位素比值比较稳定,变化范围基本一致;铅同位素μ值为9.48～9.82,平均值为9.64;△β、△γ变化范围基本一致,均值相差较小,表明则学地区热液脉型铅锌矿金属硫化物和斑岩具有一致的S、Pb同位素组成,铅同位素具正常铅特征;暗示硫源可能主要由花岗岩类提供,铅源则可能主要来自上地壳物质。综合前人研究认为,德新、轧轧龙热液脉型铅锌矿和纳如松多铅锌矿具有一致的硫、铅同位素组成,三者应存在成因上的联系,可能属于同一成矿系统产物;花岗斑岩为则学地区热液脉状铅锌矿化提供了成矿物质。     

加拉普铁矿区花岗闪长岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及地球化学研究

青藏高原南部发育有大规模的碰撞成矿作用,冈底斯北缘Pb-Zn-Ag-Cu-Fe多金属成矿带是其重要的组成部分.加拉普铁矿床是位于该成矿带东侧的矽卡岩型铁矿床,其成矿作用与区内的花岗闪长岩有密切的成因联系.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,该岩体成岩年龄为(63.4±0.5) Ma(n=25,MSWD=1.2),表明矿床形成于印-亚陆陆碰撞的主碰撞阶段.地球化学研究结果显示,岩石属中-高钾钙碱性准铝质花岗岩;其∑REE较低(100.5×10-6～170.3×10-6),具弱-中等负Eu异常,富集轻稀土元素(LREE),相对亏损重稀土元素(HREE);富集大离子亲石元素(LILE)Rb、Pb、K、Th,相对亏损高场强元素(HFSE) Hf、Ta、Ti、Nb等,与早期的林子宗火山岩相类似,具有弧火山岩的地球化学特点.岩石εNd(t)值为-2.60-2.34,(87Sr/86Sr)初始值为0.7074～0.7075,反映了重熔地壳物质与幔源物质混合的特点.锆石Lu-Hf同位素测试结果显示,岩体的锆石εHf(t)值和地壳模式年龄均分布较广,分别为-9.1～4.3和864～2368Ma,同样表明岩石岩浆源区具有壳幔混源的特征.综合上述数据,矿区的花岗闪长岩是地幔源区岩浆与陆壳重熔岩浆混合而成的壳幔混源的Ⅰ型花岗岩.已有数据显示,冈底斯北缘Pb-Zn-Ag-Cu-Fe多金属成矿带从白垩纪至中新世均有强烈的成矿作用,但其主成矿期集中在62～ 50 Ma,且与主碰撞阶段的岩浆活动有密切的成因联系.Pb-Zn-Ag成矿作用主要与受壳源物质控制的花岗岩密切相关,而与Fe-Cu矿化有关的岩体则更多地显示了幔源物质的贡献.     

Platinum-group elemental geochemistry of mafic and ultramafic rocks from the Xigaze ophiolite, southern Tibet

The Xigaze ophiolite in the central part of the Yarlung–Zangbo suture zone, southern Tibet, has a well-preserved sequence of sheeted dykes, basalts, cumulates and mantle peridotites at Jiding and Luqu. Both the basalts and diabases at Jiding have similar compositions with SiO₂ ranging from 45.9 to 53.5 wt%, MgO from 3.1 to 6.8 wt% and TiO₂ from 0.87 to 1.21 wt%. Their Mg^#s [100Mg/(Mg + Fe)] range from 40 to 60, indicating crystallization from relatively evolved magmas. They have LREE-depleted, chondrite-normalized REE diagrams, suggesting a depleted mantle source. These basaltic rocks have slightly negative Nb- and Ti-anomalies, suggesting that the Xigaze ophiolite represents a fragment of mature MORB lithosphere modified in a suprasubduction zone environment. The mantle peridotites at Luqu are high depleted with low CaO (0.3–1.2 wt%) and Al₂O₃ (0.04–0.42 wt%). They display V-shaped, chondrite-normalized REE patterns with (La/Gd)_N ratios ranging from 3.17 to 64.6 and (Gd/Yb)_N from 0.02 to 0.20, features reflecting secondary metasomatism by melts derived from the underlying subducted slab. Thus, the geochemistry of both the basaltic rocks and mantle peridotites suggests that the Xigaze ophiolite formed in a suprasubduction zone.Both the diabases and basalts have Pd/Ir ratios ranging from 7 to 77, similar to MORB. However, they have very low PGE abundances, closely approximating the predicted concentration in a silicate melt that has fully equilibrated with a fractionated immiscible sulfide melt, indicating that the rocks originated from magmas that were S-saturated before eruption. Moderate degrees of partial melting and early precipitation of PGE alloys explain their high Pd/Ir ratios and negative Pt-anomalies. The mantle peridotites contain variable amounts of Pd (5.99–13.5 ppb) and Pt (7.92–20.5 ppb), and have a relatively narrow range of Ir (3.47–5.01 ppb). In the mantle-normalized Ni, PGE, Au and Cu diagram, they are relatively rich in Pd and depleted in Cu. There is a positive correlation between CaO and Pd. The Pd enrichment is possibly due to secondary enrichment by metasomatism. Al₂O₃ and Hf do not correlate with Ir, but show positive variations with Pt, Pd and Au, indicating that some noble metals can be enriched by metasomatic fluids or melts carrying a little Al and Hf. We propose a model in which the low PGE contents and high Pd/Ir ratios of the basaltic rocks reflect precipitation of sulfides and moderate degrees of partial melting. The high Pd mantle peridotites of Xigaze ophiolites were formed by secondary metasomatism by a boninitic melt above a subduction zone.     

西藏谢通门县斯弄多铅锌矿区构造地球化学找矿研究

文章通过对西藏谢通门县斯弄多铅锌矿区1：10000地质填图和1：10000构造地球化学测量,系统总结了矿区构造地球化学特征,并得出以下几点认识：矿区不同岩性中Ag、Pb、As、Sb、Bi浓度克拉克值和变异系数均较大,元素分布型式具对数双峰分布,表明这些元素卷入了成矿作用;因子分析显示成矿具多阶段性,矿区主成矿元素组合为Pb、Zn、Mn,可作为找矿的指示元素;综合分析地质和地球化学资料,在矿区圈定4个构造地球化学异常区,其中Ⅰ号、Ⅱ号异常具较好的找矿前景。     

西藏驱龙斑岩铜矿铜同位素研究

本文通过Cu的同位素组成示踪斑岩型铜矿床Cu的来源,探讨岩浆-热液过程中Cu同位素的分馏.选择驱龙矿区从早到晚的三期热液脉以及早期钾硅酸盐化蚀变同期的样品,挑选新鲜的黄铜矿,测定其Cu同位素组成.早期A脉:为不规则石英-钾长石脉、石英-硬石膏脉及黑云母脉,δ~(65)Cu的范围为-0.44‰～-0.09‰,集中在-0.44‰～-0.31‰,平均值-0.29‰;B脉,为石英+硬石膏+黄铜矿±辉钼矿±黄铁矿脉和绿帘石-石英脉,δ~(65)Cu的范围为-0.42‰～+0.14‰,集中在-0.25‰～-0.18‰,平均值-0.18‰;晚期D脉,为板状黄铜矿-黄铁矿及黄铁矿脉,δ~(65)Cu的范围为-0.27‰～+0.47‰,集中在-0.27‰～-0.05‰,平均值-0.02‰;早期钾硅酸盐蚀变带,δ~(65)Cu的范围为-0.47‰～-0. 1‰,平均值-0.29‰.矿区铜同位素组成基本同岩浆岩一致(Zhu et al.,2000,2002;Maréchal et al.,1999,2002),表明Cu主要来自斑岩岩浆.不同期次热液的Cu同位素具有明显的分馏,早期相对富集~(63)Cu,晚期相对亏损~(63)Cu,A脉与B脉的同位素组成的差异可能与岩浆-热液演化过程有关,D脉的同位素组成差异可能是大气降水大量混入的结果.     

西藏新嘎果地区典中组火山岩年代学、Hf同位素及地球化学特征

新嘎果地区位于西藏南冈底斯中段北部,洛巴堆-米拉山断裂南侧,区内发育的林子宗群典中组火山岩主要为流纹质岩屑晶屑凝灰岩,出露面积小。该区典中组火山岩具有富硅(SiO_2=75.09%~78.10%)、贫碱(K_2O+Na_2O=4.84~6.52%)、贫镁(MgO=0.24~0.37%)、过铝质(A/CNK=1.02~1.75)特征,富集轻稀土元素,轻重稀土元素分馏明显,(La/Yb)N=9.49~11.30,Eu异常从弱负异常到弱正异常(δEu=0.76~1.15),相对富集大离子亲石元素(Rb、Th、U、K),亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,并且明显亏损Ba和Sr,属于钙碱性过铝质系列,具有陆源弧火山岩的特点。锆石U-Pb年龄为70.89±0.31 Ma,是目前典中组火山岩最老的年龄;锆石176Hf/177Hf值比较均一,分布于0.282 820~0.282 939之间,εHf(t)值为+3.2~+7.4,tDM模式年龄变化于662~930 Ma之间。地球化学研究表明,新嘎果地区典中组火山岩形成于俯冲构造环境,岩浆源区主要来源于地幔组分,并在岩浆演化过程中混染古老地壳。     

藏南夏瓦地区基性脉岩锆石U-Pb定年、地球化学特征及地质意义

西藏夏瓦地区位于特提斯喜马拉雅构造带中东部,广泛发育大量近东西向的基性脉岩,这些基性脉岩对于研究该区域地质构造演化具有重要的意义。本文对夏瓦地区基性脉岩开展了系统的岩石学、年代学、地球化学等研究。夏瓦基性脉岩的岩石类型以辉绿岩和辉长玢岩为主。锆石U-Pb年代学揭示基性脉岩结晶年龄为146～145 Ma。夏瓦基性脉岩具有低SiO₂(47.20%～50.54%)和高Mg~#值(39.78～53.79)特征,富集Ti、Fe、P元素,属碱性系列,富集轻稀土元素(LREE),高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Th)相对富集,显示出似OIB的地球化学特征,指示夏瓦基性脉岩来源于软流圈地幔的部分熔融,形成于大陆边缘裂谷背景下。结合区域大火成岩省基性岩的发育,认为夏瓦地区基性脉岩是大陆边缘裂谷背景下Kerguelen地幔柱作用的产物。夏瓦基性脉岩的结晶年龄虽然早于Kerguelen地幔柱活动的峰期(132 Ma),但可能属于地幔柱峰期之前的小规模岩浆活动。