北祁连西段熬油沟组玄武岩地球化学特征及构造意义

北祁连造山带是一典型的板块缝合带,其中镶嵌着众多大小不一的由前震旦系变质岩系组成微陆壳残块,为解析北祁连前造山构造过程提供了重要的研究载体。北祁连西段卡瓦—祁青一带分布有较为完整的中元古界长城系朱龙关群熬油沟组火山岩—碎屑岩—碳酸盐岩建造。岩石地球化学研究表明,熬油沟组玄武岩主量元素含量变化较为稳定,具高K_2O(4.27%~6.07%),TFe_2O_3(10.49%~13.01%),Ti O_2(1.96%~2.90%)以及中等的Mg O(5.37%~6.71%,Mg~#48~51),Ca O(2.57%~5.51%),为钾玄碱性玄武岩。岩石Cr和Ni含量随着Mg~#降低而减小、Ca O与Ca O/Al_2O_3呈正相关,明显富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),轻微正Eu异常,高含量的高场强元素(Nb,Ta,Ti),以及元素对Gd/Yb(2.5~3.0),Zr/Y(8.6~10.2),Ta/Yb(0.96~1.23),Ti/Yb(5 074~6 021),Zr/Yb(81~97),Ce/Nb(1.87),Zr/Nb(6.41)值均揭示了熬油沟组玄武岩具有洋岛玄武岩(OIB)地球化学特征。结合区域地质背景研究表明,熬油沟组碱性玄武岩源于类似于OIB的深部富集地幔,在岩浆作用过程中发生过橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用以及一定程度的大陆地壳物质的混染作用,形成于大陆裂谷背景,并认为其是对中元古代Columbia超大陆裂解的响应,进一步为中元古代华北克拉通裂解与Columbia超大陆裂解事件的关系提供了重要的岩石学证据。     

西秦岭天水地区李子园群变质火山岩的地球化学特征及其地质意义

西秦岭天水地区的早古生代李子园群为一套中浅变质的沉积-火山岩系。沉积岩系主要由变质碎屑岩和碳酸盐岩组成,火山岩系主要由变玄武岩、变玄武安山岩和变安山岩组成,包括岛弧型火山岩和玻安岩。岛弧型火山岩SiO2含量介于48.79%~54.64%之间,TiO2含量较低(0.29%~0.88%);稀土元素分布型式呈LREE略富集型,富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Sr、Th、U,相对亏损Rb、K和高场强元素(HFSE)Nb、P、Sm、Ti和Y,具Nb负异常,类似于低钾岛弧拉斑玄武岩和钙碱性玄武岩特征。玻安岩具有中等的SiO2含量(53.59%~59.28%),低的TiO2含量(0.24%~0.48%);相对中等的MgO含量(4.90%~4.96%)、较低的CaO/Al2O3比值(0.39~0.54)和较高的Mg#值(0.54~0.58)、Al2O3/TiO2比值(33.88~64.29);同时具有较低的Ti/Zr比值(15~83)、V/Zr比值(2.18~8.35)和较高的Zr/Y比值(3.82~12.08),相对富集大离子亲石元素(LILE),特别是Rb、Ba、Th,而亏损高场强元素(HFSE),如Nb、Ta、P、Ti、Y、Yb,显示为亏损MREE的U型稀土元素分布型式。岛弧型火山岩和玻安岩的存在表明,李子园群及其中的中基性火山岩系形成于俯冲带之上的岛弧或弧前环境。     

博格达造山带东段芨芨台子地区晚石炭世双峰式火山岩地球化学特征及其地质意义

博格达造山带东段芨芨台子地区出露大量晚石炭世早期双峰式火山岩组合,岩石类型以亚碱性玄武岩为主,含有少量的流纹岩,属拉斑系列。其玄武岩富钠贫钾(Na2O/K2O=2.84~3.01),Ti O2含量为1.32%~1.43%,略高于N型大洋中脊玄武岩,高Al(Al2O3含量为19.81%~20.60%)、低Mg(Mg O含量为2.95%~3.25%,Mg#为32.33~34.50),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武岩具有近于平坦的稀土配分模式,轻微正Eu异常(δEu=1.02~1.10,平均为1.04),富集Rb、Ba、P等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Th、Sr、Ti等高场强元素的特征;其微量元素Zr/Nb比值41.13~41.38,Zr/Y比值4.26~4.52(均大于4.00),Rb/Sr比值0.02~0.04(均小于0.05),Dy/Yb比值1.92~2.00,La/Nb比值2.42~2.49,Ba/Nb比值113.58~126.05,Ba/La比值47.02~50.62以及火山岩Zr-Nb、La/Yb-Dy/Yb和La/Nb-La/Ba等判别图解,表明玄武岩可能是亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡相较高程度部分熔融的产物,且在其上升过程中受到一定程度的地壳物质混染,显示了板内玄武岩的地球化学特征,形成于陆内裂谷环境。流纹岩具有较高的Si O2(76.54%~77.74%)和全碱(Na2O+K2O=6.70%~7.70%)含量,以及较低的Ti O2(0.15%~0.16%)、Al2O3(10.70%~10.90%)和Mg O(0.17%~0.18%,Mg#为13.93~14.52)含量;显示右倾负斜率稀土配分模式,铕负异常明显(δEu为0.32~0.33),显著富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta,强烈亏损Sr、Ti、P等高场强元素,指示流纹岩应来自于玄武岩浆上升过程中提供的热量对地壳物质重熔,源区有斜长石残留。芨芨台子地区双峰式火山岩的地球化学特征表明该套火山岩应形成于大陆裂谷环境,同时获得流纹岩锆石U-Pb年龄为(312±1)Ma,表明该套火山岩形成于晚石炭世早期。进一步的Rb-Sr地壳厚度网络图投影表明当时博格达地区地壳厚度为20.0~30.0 km,而且根据Zr-Zr/Y图解推断其地壳拉张速率介于2.0~5.0 cm/a,表明早石炭世早期开始的博格达初始裂谷在晚石炭世早期进一步快速拉张,发展到鼎盛阶段,也代表着博格达地区由碰撞挤压到伸展拉张这个地球动力学环境的重大转折,这一发现进一步证实了博格达造山带在石炭纪处于大陆裂谷演化的观点,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。     

新疆卡拉麦里地区早石炭世火山岩地球化学特征及构造意义

卡拉麦里断裂带西段南侧下石炭统山梁砾石组中基性火山岩分布广泛,呈夹层整合产出。岩石具有变化的Si O2(49.43%~59.08%)、Mg O(3.81%~6.28%)、K2O(0.16%~1.55%)含量,高Ti O2(1.18%~2.49%)、Na2O(2.89%~5.44%)、P2O5(0.21%~0.92%)含量,为玄武岩、玄武安山岩及安山岩,属钙碱性系列。样品具相对高的HFSE含量(Ti,Zr,Y)和高的La/Nb(1.96~2.98)、Zr/Y(3.65~9.36)比值,微量元素原始地幔标准化蛛网图显示岩石富集大离子亲石元素Rb,Ba,K和U,Pb,相对亏损高场强元素Nb,Ta和Ti,在球粒陨石稀土元素配分图上,LREE轻微富集,(La/Yb)N=2.04~10.11,弱的负Eu异常(δEu=0.87~0.95),显示出该火山岩兼有板内玄武岩和火山弧玄武岩的地球化学特征。结合区域地质背景研究认为,山梁砾石组中火山岩形成于后造山伸展的构造背景,是由先前被俯冲流体交代过的富集地幔发生部分熔融,并有俯冲沉积物参与,经历一定的结晶分异作用和地壳混染后喷出地表而形成,且该区在晚石炭世早期伸展运动最为强烈,火山活动达到顶峰。     

塔里木板块东南缘大敖包沟超镁铁质岩体地球化学特征及其构造意义

甘肃省肃北县大敖包沟超镁铁质岩体位于塔里木板块东南缘之敦煌地块内,是以辉长岩、辉石岩和橄榄辉石岩组成的超镁铁质岩体,具有较好铜镍矿化,并形成矿床。其伴生Co、Pt、Pd、Se、Te、Au、Ag等有益元素,是笔者及其研究团队在塔里木板块东南缘之敦煌地块内首次发现的一处岩浆熔离型硫化铜镍矿床。初步认为其成矿方式是深部熔离-贯入型,具有全岩矿化和小岩体成大矿的特点,其发现是近年来该区带找矿的重大突破。笔者在平硐和地表探槽中采集了分析测试样品,通过对岩相学、主量元素、微量元素和稀土元素特征的研究,探讨了岩石成因,并对其形成的构造背景进行了讨论,填补了区内硫化铜镍矿床的研究空白,对区域内寻找与超镁铁质岩有关的硫化铜镍矿床提供科学依据。大敖包沟岩体样品具有低钛(Ti O2含量0.20%~0.59%)、低钙(Ca O含量3.00%~12.55%)、低钾(K2O含量0.10%~0.99%)和高镁(Mg O含量8.49%~30%,Mg#值0.73~0.86)特征,m/f比值为1.73~6.10,平均4.05(表1),属于铁质基性-超基性岩,其岩浆具有幔源来源和岩浆分异特征。微量元素原始地幔标准化蛛网图上,样品具有大离子亲石元素(Rb、Ba、K、Sr)、LREE和高场强元素U、Pb相对富集,Nb、Ta、Zr、Hf相对亏损特征。岩石ΣREE=28.25×10-6~45.87×10-6,平均34.91×10-6,(La/Yb)N=2.56~10.06,平均7.82,δEu=0.76~1.06,平均0.91,具有相似的LREE相对富集配分曲线特征,说明岩浆来源于一个相对富集的源区。然而,相对较高的Ti/Y值(240~304,平均267)和相对较低的Hf/Ta(2.35~16.67,平均8.77),又说明区内岩石具有类似板内玄武岩的特征。大敖包沟岩体表现相对富集轻稀土元素和具有Nb、Ta的亏损特征说明岩浆不可能来源于大洋中脊和洋岛。与典型的大洋岛弧玄武岩(Zr/Y3,Ta/Yb0.1,25Zr/Nb70)相比,岩体具有相对高的Zr/Y(0.83~6.41,平均4.41)和Ta/Yb(0.14~0.19,平均0.15)以及低的Zr/Nb(2.65~31.92,平均18.23),显示具有明显的大陆亲缘性,表明岩浆可能来源于活动大陆边缘或者受陆壳混染的大陆裂谷玄武岩浆。变化的微量元素Nb/U(4.33~11.33)、Ce/Pb(2.50~7.97)、Th/Ta比值(4.29~21.43)值也进一步说明了原始岩浆在上侵过程中明显受到地壳物质的混染。区域大地构造研究表明,塔里木克拉通曾经是冈瓦纳大陆的一部分,中元古代时塔里木板块东北缘已出现活动大陆边缘后方伸展体制,源于地幔的岩浆多次上侵,形成诸如黑山、马鬃山和红柳河等矿化基性、超基性杂岩体;新元古时期,随着Rodinia超大陆的裂解,塔里木克拉通脱离冈瓦纳大陆,塔里木板块南缘出现了与大陆裂谷有关的环境,板内火山活动在东昆仑至北祁连广泛发育。位于塔里木板块东南缘的大敖包沟可能在新元古代时形成了一定范围的大陆裂谷,基性-超基性岩浆沿断裂带上侵形成大敖包沟超镁铁质岩体,因此大敖包沟铜镍矿床是与大陆边缘裂谷超镁铁质岩有关的硫化铜镍矿床。综上所述,大敖包沟超镁铁质岩体形成于塔里木板块东南缘的大陆边缘裂谷环境,其机理是新元古代塔里木板块东南缘地区地幔部分熔融,形成拉斑玄武质岩浆,岩浆沿构造薄弱带上升过程中,岩浆分离结晶作用不断进行,形成了富含铜镍硫化物的熔体,加之岩浆侵入过程中受到了来之地壳的混染,破坏了原始岩浆的平衡环境,使岩浆中硫含量增加的同时降低了其溶解度,形成了大敖包沟含矿超镁铁质岩体,因此地壳混染也是形成该铜镍矿床的必要因素之一。     

东昆仑马尼特地区片麻状花岗闪长岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其构造背景

为确定东昆仑马尼特地区片麻状花岗闪长岩的形成时代、源区性质和构造背景,对其进行了锆石U-Pb年代学、地球化学和锆石Hf同位素研究.本次测试的片麻状花岗闪长岩锆石LA-ICP-MS(laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry) U-Pb加权平均年龄为495.6±1.1 Ma(MSWD=0.13),属于晚寒武世.马尼特片麻状花岗闪长岩SiO₂含量为61.47%~63.99%,Na₂O、K₂O和CaO含量分别为2.91%~3.64%、0.93%~2.31%和4.29%~6.52%,全碱ALK=3.92%~5.69%,铝饱和指数A/CNK=0.83~0.97,属准铝质钙碱性系列岩石.岩石具有富集大离子亲石元素(Rb、K)和不相容元素(Th、U),相对亏损Nb、Ta、Zr、Ti高场强元素的特征,Nb/Ta、La/Nb、Th/Nb、Th/La等比值显示出岩石具有壳源特征.岩石具有高的ε_Hf(t)值(12.2~15.0),Hf两阶段模式年龄在506~662 Ma范围内,其岩浆源区初始物质主要来源于新生地壳.岩石在微量元素Rb-(Y+Nb)构造判别图落入火山弧花岗岩区域,在R1-R2构造判别图落入板块碰撞前消减区花岗岩区域.结合岩石成岩年龄、地球化学特征以及区域构造演化,推测其应形成于原特提斯洋俯冲的构造环境,属于大洋洋壳向南俯冲的产物,即柴达木地块和万宝沟大洋玄武岩高原之间的洋壳同时向南、北发生双向俯冲消减.      

东天山博格达晚石炭世双峰式火山岩地球化学特征及意义

东天山博格达造山带晚石炭世柳树沟组为一套由玄武岩和流纹岩组成的双峰式火山岩,形成于晚石炭世,其Si O_2含量介于46.18%～46.56%和76.06%～76.25%之间,具有明显的Daly成分间断。其中,玄武岩具富Na贫K特征,Ti O_2、Al_2O_3、Ca O和MgO含量均较高,∑REE为75.54×10~(-6)～80.22×10~(-6),LREE/HREE值为3.00～3.12,以富集Ba、Rb等大离子亲石元素(LILE)和不相容元素(P、K),相对亏损Ti、Ta、Nb等高场强元素(HFSE)和不相容元素(U、Th)为特征;流纹岩Na_2O/K_2O值为0.32～0.36,属低Ti、低Mg类流纹岩,∑REE为520.72×10~(-6)～595.26×10~(-6),LREE/HREE值为5.60～6.53,具有Rb、Th、K、La、Ce、Zr、Hf、Sm等元素的富集以及Ba、U、Ta、Nb、Sr、P和Ti元素的亏损特征。柳树沟组双峰式火山岩形成于大陆裂谷环境,具板内成因特征,玄武岩可能为亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡相较高程度部分熔融的产物,受到地壳物质混染;流纹岩具典型的A型花岗岩的地球化学特征。     

柴达木盆地北缘果可山石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其成因

柴达木盆地北缘果可山地区石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得的206 Pb/238 U加权平均年龄为247±3 Ma。石英闪长岩由斜长石(55%~60%)、石英(15%~20%)、角闪石(10%~15%)和黑云母(5%~10%)组成,属准铝质-弱过铝质系列(A/CNK=0.95~1.02),具有I型花岗岩特征。样品富集轻稀土元素和大离子亲石元素(K、Rb、Cs、Ba、Th等),相对亏损重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、P、Ti等),类似弧岩浆岩。样品中MgO含量(2.04%~2.44%)和Mg#值(48.9~51.9)均高于变玄武岩/变泥岩在1~4GPa压力下部分熔融形成的熔体,且包含大量暗色包体,这暗示它们可能是由角闪岩相下地壳部分熔融产生的岩浆和富集地幔来源的岩浆发生混合而成。低的锆石Ti温度和高Ce~(4+)/Ce~(3+)比值,表明其结晶自低温、高氧逸度岩浆,岩浆形成过程中可能有富水熔体/流体的加入。在花岗岩构造环境判别图解上,样品均落在火山弧环境;同时,样品La/Nb比值(2.27~2.64)与活动大陆边缘区高La/Nb比值(2.0)特征相吻合。结合区域地质背景分析,我们认为果可山石英闪长岩形成于古特提斯洋向北俯冲的活动大陆边缘弧环境。     

新疆博格达东缘色皮口地区晚石炭世裂谷火山岩地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究

新疆色皮口地区位于博格达造山带东段北部,区域内的上石炭统柳树沟组火山岩为玄武岩-玄武安山岩、角斑岩-石英角斑岩和流纹岩,组成双峰式火山岩建造。岩石SiO 2含量为48.07%~77.62%,赖特碱度率(AR)为1.35~4.7,Na2O+K2O含量为3.74%~9.02%,K2O/Na2O值为0.04~1.04,为低钾高钠钙碱性-碱性岩石。玄武岩、玄武安山岩TiO 2=0.86%~1.7%,较高的Al、低Mg,以及低K2O/TiO 2和K2O/P2O5比值(分别为0.13~1.81、0.36~6.00),反映了在岩浆演化过程中发生了不明显的分离结晶作用。玄武岩、玄武安山岩、角斑岩不相容元素K、Rb、Th、Ba强富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf无富集,Ti亏损不明显,玄武岩(Th/Nb)N值为1.36~6.55,Nb/La值为0.29~0.44,具有较低的Nb/Zr比值(0.03~0.05)。由玄武岩到石英角斑岩,稀土元素组成略右倾平行曲线簇,倾斜度(轻重稀土分异度)略增大,铕负异常趋于明显(δEu=0.81~1.17)。流纹岩不相容元素K、Rb、Th、Ba富集,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf富集,流纹岩稀土总量增高,轻重稀土分异增大,明显铕负异常(δEu=0.27~0.50),显示后期较强的岩浆分异作用。石英角斑岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为314.9±1.2Ma(n=16,MSWD=0.4,Th/U比值在0.56~1.21之间),这表明石英角斑岩形成时代为晚石炭世。石英角斑岩中锆石的176Hf/177Hf比值均分布在0.282897~0.283097之间,并具有较高的正εHf值(11~18),平均值为14,Hf的模式年龄tDM2介于180~628Ma。所有锆石的176Hf/177Hf比值和εHf值位于亏损地幔演化线与下地壳之间,并靠近亏损地幔演化线。上述特点反映晚石炭世火山岩形成于板内裂谷环境,下部玄武岩与角斑岩-石英角斑岩具有同源特征,暗示岩浆源区来源于亏损地幔,并受地壳混染。     

博格达造山带东段早石炭世火山岩地球化学特征及构造属性

博格达造山带东段克孜库都克地区七角井组玄武岩和中酸性火山碎屑岩及少量流纹岩在时空上构成双峰式火山岩组合。玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为331.0±3.0Ma,属于早石炭世晚期;Si O2含量为47.68%~48.82%,Ti O2含量(1.83%~2.17%)略高于N型大洋中脊玄武岩,高Al(Al2O3含量为15.56%~16.09%),富钠贫钾(Na2O/K2O=5.44~7.76),低Mg(Mg O含量为5.97%~7.17%,Mg#为43~47),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武岩具有近于平坦的稀土配分模式,轻微负Eu异常(δEu=0.89~0.93),相对富集Rb、Ba、P,亏损Th、Nb、Ta、Sr、Ti等不相容元素。火山岩岩石地球化学特征表明:研究区玄武岩可能是亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡的产物,且在其上升过程中受到较弱程度的地壳物质混染,形成于陆内裂谷环境,其地球动力学体制可能与古亚洲洋壳向先存的准噶尔-吐哈陆块斜向俯冲,产生的侧向撕裂力拉张陆块有关。克孜库都克地区早石炭世玄武岩构造属性的确立进一步证实了博格达造山带在石炭纪时期处于大陆裂谷演化过程的观点,为进一步深入理解博格达地区石炭纪构造岩浆演化过程提供了新的地质与年代学依据。     

冀东双山子群变质火山岩的地球化学、锆石U-Pb年代学及其对岩石成因和构造背景的制约

冀东双山子群是一套出露于青龙县东部变质程度较低的火山沉积地层,其中火山岩地层主要由变质玄武岩、安山岩和英安岩-流纹岩组成。全岩地球化学分析表明变玄武岩呈现拉斑玄武岩的地球化学特征,起源于尖晶石二辉橄榄岩12%~25%的部分熔融,变质安山岩与变质英安岩-流纹岩形成于弧下地幔部分熔融,该熔体受到地壳物质混染。LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明本群变质安山岩形成于2514±16Ma,而变质流纹岩形成于2522±8Ma,二者均受到~2450和~2300Ma的后期热事件扰动。结合本群变质火山岩的岩石组合、地球化学特征和岩石成因,该套岩石可能形成于活动大陆边缘弧相关构造背景。     

Geochemistry and Petrogenesis of the Proterozoic Bandal Mafic Rocks,Himachal Pradesh,NW Himalaya

The Proterozoic Bandal mafic rocks, exposed in Kullu-Rampur window, Lesser Himalaya, Himachal Pradesh, indicate two distinct (high-Ti and low-Ti) magma types. The high-Ti basalts are characterised by high-TiO₂ (> 2 wt%), Ti/Y, Ti/Zr, TiO₂/K₂O and low Rb/Sr ratios. They are enriched in high field strength (HFS) elements (Nb, Zr, Ti) relative to low field strength (LFS) incompatible elements (K, Rb). The low-Ti basalts are charactersied by low TiO₂ (< 2 wt%), Ti/Y, Ti/Zr and high Rb/Sr and Rb/Ba ratios. Quartz-normative composition, continental tholeiite characteristics with Nb/La less than 1 are some of the common factors of the two groups of the Bandal mafic rocks. The trace element concentrations and their ratios of the two groups of the basalts indicate that they have been derived from the asthenosphere at different depths, low-Ti at shallow and high-Ti at deeper levels. Some of the chemical features like low Mg #, Cr, Ni, high incompatible element concentrations (especially Ba), light rare earth element (LREE) enriched patterns point towards assimilation and fractional crystallisation (AFC) process which may have played a significant role in the generation of these basalts.Furthermore, the Bandal mafic rocks, apart from field settings, are geochemically similar to other Proterozoic mafic bodies like the Rampur volcanics, Mandi-Darla volcanics, Garhwal volcanics and Bhimtal-Bhowlai volcanics of the Lesser Himalaya. This widespread Proterozoic continental tholeiitic magmatism over an area of 170,000 km² in the Lesser Himalaya provides an evidence of plume activity in the region.     

华北克拉通新太古代板块俯冲作用:来自山西云中山地区变质高镁火成岩组合的证据

在华北克拉通中部的山西云中山地区,新太古代花岗闪长质片麻岩中存在一些超镁铁质岩-镁铁质岩块及由斜长角闪岩、角闪变粒岩、石英岩和石榴夕线黑云片岩等岩石类型构成的变质表壳岩残片,其中的超镁铁质-镁铁质岩、斜长角闪岩和角闪变粒岩构成一套高镁火成岩组合。超镁铁质岩已变质为橄榄绿泥阳起片岩等岩石类型,呈变余斑状结构,橄榄石斑晶仍有保存;岩石SiO_2含量为39.22%～44.99%,Al_2O_3为8.82%～13.47%,Mg O为19.24%～22.13%,Na_2O+K_2O=0.71%～1.11%,CaO为5.75%～8.42%;Al_2O_3/TiO_2=14.8～17.4,CaO/Al_2O_3=0.60～0.84;化学成分上与科马提岩有一定的相似性。与之紧密伴生的斜长角闪岩也具有高镁特征,Mg O含量为11.28%～15.09%,铝、硅和碱质均偏低,具正铕异常,显示堆晶辉长岩的特征。非高镁斜长角闪岩有相对高的铝、硅和碱质,其原岩应为钙碱性玄武岩。角闪变粒岩样品的SiO_2含量为54.21%～55.71%,Al_2O_3为14.24%～15.49%,Mg O为6.26%～8.28%,Fe OT/Mg O=1.11～1.58,高钠低钾,Na_2O+K_2O=3.7%～4.78%,Na_2O/K_2O=5.15%～13.13,Mg#=53.0～61.5,属于高镁安山岩。由超镁铁质质岩-斜长角闪岩-角闪变粒岩构成的变质高镁火山岩组合具有钙碱性系列趋势。超镁铁质岩稀土元素含量总量较低,具有轻稀土富集和重稀土亏损的稀土型式;斜长角闪岩与超镁铁质岩比较,除富集大离子亲石元素和Cr、Ni明显较低外,具有相似的微量元素图谱形态。三种岩石类型在微量元素蛛网图上均显示出Ta、Nb、Ti负异常和Pb正异常。野外产状和岩石地球化学特征表明超镁铁质岩和高镁斜长角闪岩属于阿拉斯加型杂岩体,角闪变粒岩属于赞岐岩质高镁安山岩。在Zr/Nb-Nb/Th和Nb/Y-Zr/Y构造环境判别图解上显示出与俯冲相关的演化趋势,在Hf-Th-Ta、Nb/La-(La/Sm)N和Th/Yb-Nb/Yb图解上也落在岛弧钙碱性岩石区域。以上特征表明高镁火成岩组合形成于与板块俯冲相关的岛弧构造背景。野外地质关系和锆石U-Pb年龄限定高镁火成岩组合形成时代在～2.5Ga。云中山地区阿拉斯加型镁铁质-超镁铁质杂岩与赞岐岩质高镁安山岩共生,表明该地区存在新太古代的板块俯冲作用,为太古宙存在板块构造机制提供了新证据。     

Geochemical Characteristics and Tectonic Significance of Aoyougou Group Basalts in Western North Qilian

The North Qilian orogenic belt is a typical plate suture zone, which is studded with numerous different sizes of fragments of micro-continental crust consisting of pre-Sinian metamorphic rocks and the North Qilian orogenic belt provides important study carrier for studying the pre-orogenic tectonic process of the North Qilian. The relatively complete volcanic-clastic-carbonate rocks formation of Zhulongguan Group, Changchengian System, Mesoproterozoic are distributed in the Kawa-Qiqing area, Western North Qilian orogenic belt. Geochemical characteristics of the Aoyougou Group basalts in the North Qilian indicated that the contents of major element were relatively stable, high K₂O contents(4.27%~6.07%), TFe₂O₃(10.49%~13.01%),TiO₂(1.96%~2.90%)and middle MgO(5.37%~6.71%,Mg^# 48~51), CaO(2.57%~5.51%)content. Thus, the Aoyougou Group basalts belong to potassium alkaline basalt. The contents of Cr and Ni of the basalts decreased with the decreasing of Mg^#, and there was a positive correlation between CaO and CaO/Al₂O₃, Furthermore, the Eu anomaly of samples was slightly negative, high contents of high field strength elements (HFSE, Nb, Ta, Ti), and the ratios of Gd/Yb(2.5~3.0), Zr/Y(8.6~10.2), Ta/Yb(0.96~1.23), Ti/Yb(5 074~6 021), Zr/Yb(81~97), Ce/Nb(1.87), Zr/Nb(6.41)indicated that the Aoyougou Group basalts had obvious OIB-type magmatic affinity. In combination with the regional geological background, the study results showed that Aoyougou Group alkaline basalt generated from deep enrichment mantle similar to the source of OIB, with fractional crystallization of olivine and monoclinic pyroxene and a certain degree of contamination of continental crust in the process of magmatism, formed in the background of continental rift, might response to the Proterozoic Columbia supercontinent rifting, which further provides important petrological evidences for the relationship between North China Craton rifting events and Columbia supercontinent rifting during Proterozoic.     

Geochemistry of Pliocene/Pleistocene basalts along the Central Anatolian Fault Zone (CAFZ), Turkey

Pliocene–Pleistocene volcanism accompanied strike-slip-related transtensional deformation along the Kızılırmak fault segment of the Central Anatolian fault zone (CAFZ) in the west of Şarkışla (Sivas–central Turkey). These volcanic rocks are represented by alkali olivine basalts. They can be divided into four different sub-groups on the basis of their Zr, Nb, TiO₂ contents. A primitive mantle-normalized incompatible trace element diagram for four subgroups shows close similarity to typical OIB pattern. Some of the incompatible trace element ratios (Ce/Y, Zr/Nb, La/Ba, La/Nb) are also akin to OIB values. Highly fractionated REE patterns (La/Yb_N=24.7–9.2) with no Eu anomaly are the main features of the alkali basalts and are comparable to alkaline volcanism in continental rift zones. On the basis of Al₂O₃/TiO₂, Nb/Y, Zr/Y Zr/Nb ratios, the geochemical differences among four sub-groups can be explained by variable degrees of partial melting of compositionally similar mantle source. Th/Nb, Th/Y, Nb/Y ratios and the primitive mantle-normalized trace element diagram suggests significant amount of crustal involvement for most of the alkali olivine basalts erupted along the CAFZ. Rupture of the continental lithosphere by strike-slip-related transtensional deformation might have caused decompressional partial melting of the asthenospheric mantle and generating alkali olivine basalts in this region.     

Geochemistry of Pliocene/Pleistocene basalts along the Central Anatolian Fault Zone (CAFZ), Turkey

Abstract

Pliocene-Pleistocene volcanism accompanied strike-slip-related transtensional deformation along the K?z?l?rmak fault segment of the Central Anatolian fault zone (CAFZ) in the west of ?ark??la (Sivas-central Turkey). These volcanic rocks are represented by alkali olivine basalts. They can be divided into four different sub-groups on the basis of their Zr, Nb, TiO₂ contents. A primitive mantle-normalized incompatible trace element diagram for four subgroups shows close similarity to typical OIB pattern. Some of the incompatible trace element ratios (Ce/Y, Zr/Nb, La/Ba, La/Nb) are also akin to OIB values. Highly fractionated REE patterns (La/Yb_N=24.7–9.2) with no Eu anomaly are the main features of the alkali basalts and are comparable to alkaline volcanism in continental rift zones. On the basis of Al₂O₃/TiO₂, Nb/Y, Zr/Y Zr/Nb ratios, the geochemical differences among four sub-groups can be explained by variable degrees of partial melting of compositionally similar mantle source. Th/Nb, Th/Y, Nb/Y ratios and the primitive mantle-normalized trace element diagram suggests significant amount of crustal involvement for most of the alkali olivine basalts erupted along the CAFZ. Rupture of the continental lithosphere by strike-slip-related transtensional deformation might have caused decompressional partial melting of the asthenospheric mantle and generating alkali olivine basalts in this region. © 2001 Éditions scientifiques et médicales Elsevier SAS.     

鲁西泰山岩群变质玄武岩地球化学特征及地质意义

绿岩带记录了早期地球岩浆活动和表生环境的丰富信息,是揭示地质演化历史和规律的重要研究对象。鲁西地区的泰山岩群具有典型的绿岩带组合,其中雁翎关和柳杭岩组的变质玄武岩是新太古代火山岩系的代表,广泛分布于鲁西中部地区,对还原鲁西新太古代的地质演化过程具有重要意义。在七星台地区雁翎关岩组变质玄武岩中存在变安山岩夹层,对其进行锆石SHRIMP U-Pb定年,11颗岩浆锆石的207Pb/206Pb加权平均年龄为2744±12Ma(MSWD=1.6),表明区域内雁翎关岩组的变质玄武岩系形成于~2.7Ga。地球化学研究显示七星台地区泰山岩群雁翎关岩组的变玄武岩主体属于亚碱性高铁拉斑玄武岩系,它们的Si O2含量为48.2%~51.6%,Mg O介于3.22%~7.66%之间,Ti O2含量为0.63%~1.78%,主量元素Si O2、Ti O2、Al2O3和Fe O与Mg O都没有明显的协变关系。球粒陨石标准化稀土配分模式有两类,多数以轻稀土弱富集为特征,稀土总量为47.5×10-6~143.8×10-6,少数样品的轻稀土弱亏损,配分模式与N-MORB接近。七星台地区雁翎关岩组变玄武岩的主、微量元素组成和演化趋势与区域内柳杭岩组中低Ti和高Ti变质玄武岩都有差别。在Nb/Th与Nb/La、(La/Sm)CN和Ti/Ti*的协变关系图解中,雁翎关岩组一部分样品与现代和一些新太古代岛弧玄武岩的成份类似,另一部分具有接近原始地幔的Nb/Th、(La/Sm)CN和Ti/Ti*比值。这些地球化学特征暗示泰山岩群的雁翎关岩组很可能与北美、西澳和印度等新太古代早期形成的绿岩带火山岩系类似,由科马提岩-拉斑玄武岩和拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩及安山岩两类火山岩组合复合而成,鲁西在新太古代早期的演化历史比目前的认识更加复杂。     

西准噶尔玛依勒地区枕状玄武岩年代学、地球化学及岩石成因

通过对造山带内洋岛玄武岩的时代及地球化学性质研究,不仅可以进行古海山/大洋高原的识别,而且还可以进行古洋盆演化及古构造格局恢复。笔者等最新在西准噶尔玛依勒山北侧识别出一套枕状玄武岩,其与火山碎屑岩、硅质岩共生。枕状玄武岩斜长石微晶普遍发育中空骸晶结构,是在水下熔岩急剧萃冷条件下迅速结晶的产物。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得枕状玄武岩206Pb/238U加权平均年龄为437.2±2.2Ma,该年龄的获得填补了志留纪碱性玄武岩的空白。岩石地球化学分析结果显示,玛依勒枕状玄武岩为碱性玄武岩系列,岩石具有中等Si O2(44.89%~47.81%),高Ti O2(3.28%~4.12%)及P2O5(0.50%~0.70%),低Mg O(3.49%~6.79%),轻、重稀土元素分异较为明显((La/Yb)N=5.5~7.3),无明显Eu异常(Eu/Eu*=0.96~1.06),相对富集Rb、Th、U,亏损Ba、K、Sr,没有明显Nb、Ta负异常,这些地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)极其相似。微量元素含量及反映源区性质的比值表明,枕状玄武岩来源于富集地幔源区,主要组成为尖晶石和石榴石二辉橄榄岩,并发生了5%±的部分熔融,其形成于大洋板内与地幔柱有关的海山/大洋岛屿环境。结合前人研究,认为西准噶尔乃至古亚洲洋在中古生代洋内俯冲的同时,大洋板内可能存在地幔柱活动。     

胶-辽-吉造山带北辽河变基性岩的成因、地球化学属性及其构造意义

大规模出露于胶-辽-吉造山带的北辽河变基性岩(NLHmetabasicrocks)是恢复造山带构造演化的关键之一,然而,研究者们对这些变基性岩的成因和构造环境有很大争议,制约了对胶-辽-吉造山带早期构造演化的深入研究。基于详细的野外地质调查,本文对北辽河变基性岩进行了系统的岩石学研究并提供了新的全岩地球化学数据,结合前人的测试结果,我们对这些变基性岩的成因和构造环境进行了相关探讨。变基性岩侵入于北辽河群的大理岩和碎屑岩中,经历了一定程度的蚀变以及绿片岩相-角闪岩相变质。岩石类型包括变质辉长岩、变质辉绿岩、斜长角闪岩以及石榴斜长角闪岩;前两者具有明显的变余辉长或者辉绿结构,可见自形斜长石,少见原生矿物单斜辉石的残留;后两者主要由斜长石和角闪石组成,部分含有石榴子石变斑晶;此外,岩石中出现大量Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)。地球化学研究表明,北辽河变基性岩均属于拉斑玄武岩系列(SiO_2=44.55%~54.11%,Nb/Y=0.16~0.31),以低TiO_2(0.69%~1.99%)和低MgO(多数5.47%~7.97%)为特征,轻稀土轻微富集((La/Sm)_N=1.22~2.66;(La/Yb)_N=1.66~4.56),并具有明显的Nb、Ta、P以及轻微的Zr、Ti亏损,岩石经历了橄榄石、单斜辉石和斜长石等矿物的三相结晶分异以及Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)的堆晶;它们的微量元素配分型式类似于E-MORB和地壳岩石,并且地球化学组成与MORB相近,而不同于弧玄武岩和板内玄武岩;这些变基性岩的Ce/Pb(3.07~26.58)、(Ta/La)PM(0.47~1.45)以及(Hf/Sm)PM(0.91~1.15)显示出有限的俯冲相关流体的交代作用;此外,大多数不相容元素比值(例如Th/Nb、La/Nb及Th/La等)的变化趋势则表明北辽河变基性岩的岩浆源区不可能是大陆岩石圈地幔,并且在形成过程中经历了明显的地壳物质混染。基于这些野外地质调查和地球化学研究,我们认为北辽河变基性岩应形成于相对成熟的弧后盆地,这样一个形成环境也表明胶-辽-吉造山带在早期存在~2.1Ga的洋壳俯冲过程,该构造带应该是~1.9Ga岛弧与大陆碰撞形成的一条古元古代造山带。