中条山中生代镁铁质侵入岩年代学与地球化学:对华北克拉通南部岩石圈地幔性质的制约

镁铁质岩石作为幔源岩浆产物,其成因研究有助于探讨华北克拉通深部地幔性质及其演化过程.对中条山地区镁铁质侵入岩开展了系统的锆石U-Pb年代学、全岩主、微量元素、全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素研究,揭示了晚三叠世(217±2 Ma)和早白垩世(121±2 Ma)两期镁铁质岩浆活动.晚三叠世镁铁质侵入岩SiO2含量低至...     

新疆喀拉通克镁铁质岩体群的岩石成因研究

喀拉通克镁铁质岩体群位于准噶尔板块北缘,由13个小岩体组成。主要岩石类型为方辉橄榄岩、橄榄苏长岩、辉长苏长岩、辉长岩、淡色辉长岩、辉长闪长岩等。主要造岩矿物为贵橄榄石、普通辉石、紫苏辉石、斜长石和数量较多的褐色普通角闪石、黑云母等。主量元素分属钙碱性系列、岛弧拉斑玄武岩系列和具有MORB属性的拉斑玄武岩系列。大多数样品具有高LREE/HREE比值、富集大离子亲石元素,相对亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti）。ε_Nd(t)=＋6.2~＋8.2,4件样品的ε_Sr(t)=-0.6~-36.3,另有1件样品为+36.5;(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb) _i=17.784~18.008,(²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb) _i=15.400~15.555,(²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb) _i=36.973~37.560。元素地球化学和Nd、Sr、Pb、Os、O、S同位素体系证明,岩浆仅在局部遭受了同化混染作用。原生岩浆为高镁的拉斑玄武岩浆（MgO=11.6%）。岩浆在上侵和运移过程中经历了以单斜辉石为主的暗色矿物的广泛分离结晶作用和斜长石的凝聚,导致了淡色辉长岩的广泛分布和超镁铁岩的严重缺失。岩浆源区由被消减板片交代的地幔楔物质和软流圈地幔物质组成,因而富集不相容元素和水,并因交代作用与岩浆生成的时差短,而保持放射成因同位素的亏损状态。在岩石圈根部拆沉和软流圈地幔上涌过程中生成了喀拉通克镁铁质岩体群。     

新疆东天山黄山岩体岩石地球化学特征与岩石成因

黄山岩体位于东天山北部的土墩-黄山-图拉尔根镁铁-超镁铁质岩带中段,受康古尔塔格-黄山韧性剪切带控制,主要由橄榄岩、橄榄二辉岩、辉石岩、辉长苏长岩、辉长岩以及辉长闪长岩组成.岩石化学组成属拉斑玄武岩系列,普遍富集大离子亲石元素(Rb,Ba,Sr),亏损高场强元素(Nb,Ta,Ti).岩体εNd(t)=+4.1～+9.2,除3件样品εSr(t)为+2.2,+12.5和+15.4,大部分εSr(t)=(-22.5～-4.5),Nd,Sr同位素组成基本属亏损型地幔特征;Pb同住素初始值(206Pb/204Pb)i=18.081～18.413,(207Pb/204Pb)i=15.441～15.513,(208Pb/204Pb)i=37.461 6～37.899,具有MORB亲和性.岩相学及岩石地球化学特征显示岩浆演化过程中主要发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石的分离结晶作用.岩浆演化晚期阶段发生了一定程度的同化混染作用,元素地球化学和Nd,Sr,Pb同位素体系证明,岩浆源区主体由软流圈地幔物质组成,同时也有一定量富集型岩石圈地幔组份加入.黄山岩体是岩石圈根部拆沉加热熔融和软流圈地幔上涌减压熔融的产物,这种地幔动力学机制应该对应于后碰撞伸展环境.     

阿尔泰造山带南缘镁铁质岩体的地球化学特征及铜镍硫化物型矿床找矿前景

对阿尔泰造山带南缘锡泊渡、阿拉托别和托斯巴斯陶等镁铁质岩体的主量元素和微量元素地球化学特征进行研究,并与喀拉通克岩体进行了对比。结果表明,这些岩体的形成过程与喀拉通克岩体不同,进而评价了这些岩体的找矿前景,提出锡泊渡北岩体具有较好的成矿条件,其他几个岩体成矿条件不十分理想。     

新疆北山地区漩涡岭镁铁质—超镁铁质层状岩体岩石学与矿物学研究

位于新疆北山地区的漩涡岭岩体是一堆晶层理发育的镁铁质-超镁铁质层状岩体。岩石类型主要有纯橄岩、橄长岩、橄榄辉长岩和辉长岩等。主要的造岩矿物有橄榄石、辉石、斜长石、铬尖晶石,岩相学特征表明岩浆在演化过程中经历了橄榄石、尖晶石、斜长石、斜方辉石和单斜辉石的分离结晶,结晶次序依次为橄榄石+尖晶石→斜长石→辉石,表明结晶时压力较低。漩涡岭岩体的纯橄岩中橄榄石的Fo高达90.1,这不同于新疆北部黄山岩带、喀拉通克岩体群以及甘肃金川岩体的橄榄石Fo组成,利用橄榄石最高Fo值估算得到漩涡岭岩体的母岩浆的Mg#为0.73~0.75,岩浆的液相线温度高达1330~1350℃,其岩浆为高温高Mg的苦橄质岩浆,这为塔里木东北部二叠纪地幔柱活动提供了新的证据。     

新疆东天山黄山东岩体岩石地球化学特征与岩石成因

黄山东岩体位于东天山北部的土墩-黄山-图拉尔根镁铁-超镁铁质岩带中段,受康古尔塔格-黄山深大断裂控制,是由辉长闪长岩、角闪辉长岩、橄榄辉长岩、辉长苏长岩及二辉橄榄岩组成的复式岩体。主量元素化学组成部分属拉斑玄武岩系列,也有部分属钙碱性系列。大部分岩石相对富集LREE、适度亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)。元素地球化学和Nd、Sr、Pb同位素体系证明,岩浆遭受了5%～8%的中-上地壳物质的同化混染作用。岩浆源区由被消减板片交代的地幔楔物质和软流圈地幔物质组成。岩石圈根部拆沉和软流圈地幔上涌过程中生成了黄山东岩体。富铁硅酸盐的分离结晶作用对硫化物富集并分凝起到了关键性作用,成矿过程应该是岩浆自身演化过程的有机组成部分。     

新疆库鲁克塔格地区兴地Ⅱ号镁铁-超镁铁质岩体的地球化学特征与岩石成因

兴地Ⅱ号镁铁-超镁铁质岩体位于塔里木盆地东北缘的库鲁克塔格地区,形态为不规则的漏斗状岩盆,出露面积约10km²。岩石类型主要有方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、(含长)单辉橄榄岩、橄榄辉石岩、方辉辉石岩、二辉辉石岩、单辉辉石岩、橄榄辉长苏长岩、辉长苏长岩、橄榄辉长岩、辉长岩等,岩石类型属拉斑玄武岩系列。岩体的稀土元素含量低(∑REE=10.73×10^-6~77.44×10^-6),富集轻稀土元素(La/Yb)_N=4.06~7.73和大离子亲石元素(Cs、Rb、Sr、Ba),亏损高场强元素尤其是Nb、Ta、Ti、P等,δEu为0.90~2.46多数岩石显示出正铕异常。岩相学及地球化学特征表明,岩浆运移过程中主要发生了橄榄石、斜方辉石、单斜辉石的分离结晶作用以及斜长石的聚集/堆晶。原生岩浆为富镁拉斑玄武岩,岩浆源区为富集型岩石圈地幔,岩浆上升侵位过程中局部遭受了陆壳的同化混染。兴地Ⅱ号岩体与金川岩体具有很多的相似之处,而且兴地Ⅱ号岩体已见有铜镍矿化。因此,兴地Ⅱ号岩体具有很好的找矿前景。     

东昆仑山清水泉镁铁质-超镁铁质岩的地球化学特征

东昆仑清水泉地区发育一套镁铁质—超镁铁质岩块组合,玄武岩Ti2O含量平均为2.11%,∑LREE/∑HREE=4.64～7.58,(La/Lu)N平均值7.05,稀土配分曲线平缓右倾,δEu平均值1.08;玄武岩大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Th)富集,Sr相对亏损,高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Yb)为负异常,Th/Ta平均值51.03,(La/Nb)N=1.44～4.25,Zr/Nb=14.53～17.71,Zr/Y=4.68～6.79,Th/Yb、Ta/Yb和Ce/Yb平均值分别为6.50、0.20和23.61。这些特征显示大陆拉斑玄武岩的特征,不是蛇绿岩组成单元。     

甘肃北山四顶黑山镁铁、超镁铁质岩地球化学特征及其地质意义

四顶黑山镁铁、超镁铁质岩分布于黄山东—镜儿泉铜镍硫化物矿床北偏东约100km处,位于甘、新交界处。主要由橄榄岩、角闪橄榄岩、辉橄岩、辉石岩、辉长岩、角闪辉长岩、橄榄辉长岩等组成。研究认为该区镁铁、超镁铁质岩是同一岩浆源在不同阶段分异的产物。超镁铁质岩属玄武质科马提岩,镁铁质岩为拉斑玄武岩;镁铁质岩的TiO2含量1.2%,Nb含量2.0×10-6,Nb/Lapm=0.25～0.50,Th/Lapm=0.25～0.46,Ti/Ti*=0.37～0.88。镁铁质岩的εNd(t)值普遍大于+3,说明其起源于软流圈地幔,为富集地幔向亏损地幔过渡类型。在原始地幔标准化曲线上镁铁质岩、超镁铁质岩均相对富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、U,且出现Nb、Ti的负异常。表明华力西中期哈萨克斯坦板块出现俯冲—增生的岛弧体制,在该体制下岩浆沿断裂多期次脱离地幔而上侵,为古亚洲洋闭合之前俯冲增生的产物,并非形成于碰撞后伸展环境。     

北大山镁铁质—超镁铁质岩体地球化学特征及形成构造环境

阿拉善地块南缘是镁铁质—超镁铁质岩体的重要分布区,自北向南可分为北大山岩带、龙首山岩带和北海子岩带。本文主要以北大山岩带为研究对象,通过对野芨里岩体、青疙瘩岩体及鄂博沟岩体的岩石学、岩石地球化学、微量元素、稀土元素等研究,探讨了北大山镁铁质—超镁铁质岩体的成因类型和形成构造环境。3个岩体主量元素特征显示Mg#=76~87,橄榄岩类w(Al2O3)=3.2%~5.2%,但辉长岩、辉绿岩类明显高于该值,说明北大山镁铁质—超镁铁质岩熔融程度整体不高,该区岩体属于镁质超基性岩,并且具有富铁趋势;稀土元素特征显示稀土总量(ΣREE)在5.68×10-6~11.5×10-6之间,野芨里岩体LREE稍富集,而青疙瘩及鄂博沟岩体LREE明显富集;微量元素特征显示北大山镁铁质—超镁铁质岩体的成岩构造环境为板内拉张环境,岩浆在侵位过程中受到上地壳的混染作用,微量元素原始地幔标准化蛛网图显示Ni明显亏损,有利于镍成矿。     

新疆吉木乃县恰其海A型花岗岩的地球化学特征、年代学及构造意义

新疆西准噶尔北部发育大量碱性花岗岩, 其形成时代为早二叠世, 岩石类型为钾长花岗岩和石英钾长正长岩。恰其海岩体的形成年龄为280 Ma, SiO2为66.83%～68.44%, 高铝(14.46%～15.41%);富含碱质, 里特曼指数(δ)均大于3.3, 介于4.47～4.61之间; 富钾贫钠, K2O/Na2O为1.10～1.25;铁高而镁低, FeOt/MgO为4.06～7.85。其稀土配分模式右倾, 轻重稀土分馏明显, 具有中等-强烈铕负异常。地球化学特征表明: 岩石形成于造山晚期伸展体制的构造环境中, 应为后碰撞演化的晚期阶段, 早于东准噶尔后碰撞的时间(二叠纪末)。构造图解判别岩体为A2型花岗岩, 可能受到与俯冲有关的流体交代的影响, 为探索区域晚古生代地壳演化提供了约束。     

福建上杭盆地基性岩墙的地球化学特征及其地质意义

系统的元素地球化学研究表明,上杭盆地基性岩墙属于碱性玄武岩系列,富集LREE、Pb,相对亏损大离子亲石元素Rb、Th、Sr、K,具有异于消减带地球化学特征的特点。MgO的双变量图解及w(CaO)/w(Al_2O_3)比值特征反映了岩浆经历了镁铁质矿物的结晶分异作用。而岩墙微量元素的特征,指示岩墙岩浆是来自软流圈地幔与石榴石橄榄岩地幔低程度(7%~15%)熔融体混合形成的岩浆高度演化后的产物,在侵位过程中基本未受到地壳混染的作用。运用构造环境判别方法,确定岩墙形成于陆内初始裂谷环境,系受到太平洋板块和印度洋板块运动的影响,软流圈地幔上涌、底侵、部分熔融,从裂谷构造薄弱带侵位形成基性岩墙。这些研究为福建内陆新生代构造-岩浆活动提供了一个新例证。     

阿尔泰南缘冲乎尔盆地酸性火山岩地球化学及年代学研究

阿尔泰南缘冲乎尔盆地发育一套浅变质长英质岩系,火山岩原岩为酸性凝灰质-流纹质岩。盆地岩石化学分析显示,该套火山岩为钙碱性系列,微量元素显示出与大洋板块俯冲有关的陆缘岛弧构造环境。晶屑凝灰岩的SHRIMP锆石U-Pb年代学研究表明,该套岩石的喷发年龄为436±4Ma,与盆地北缘花岗质岩石侵入时代相近(413±4Ma),属早古生代志留纪喷发而成,说明冲乎尔盆地是一个早古生代火山沉积盆地。盆地火山岩地球化学和年代学揭示,志留纪区域构造性质已经从被动大陆边缘转变为活动大陆边缘,古亚洲洋在志留纪(甚至奥陶纪)逐渐俯冲、消减,形成早古生代弧盆体系和晚奥陶世-志留纪磨拉石建造,即加里东增生陆壳(陈毓川等,2003),这种俯冲可能一直持续到泥盆纪,甚至石炭纪。从冲乎尔盆地酸性火山岩岩石学、构造环境和火山活动时代可以推断其成矿效应,盆地内产出的矿床(点)可能属于加里东期与变质-岩浆热液作用有关的有色、稀有金属-白云母成矿系列。     

新疆阿尔泰东部新生代玄武岩的地球化学特征与地质意义

新疆阿尔泰东部哈拉乔拉出露有新生代玄武岩,K—Ar法测得玄武岩的年龄在10～20Ma,地球化学分析结果表明哈拉乔拉玄武岩具有高TiO2含量、高钾富碱的特点,属于典型的橄榄玄粗岩系列;强烈富集不相容元素和轻稀土元素,显示出源区富集的特点。（^87Sr/^86Sr）．为0．704432～0．704538,（^143Nd／^144Nd）i为0．512641～0．512779,εNd（t）为0．29～1．03,其Sr-Nd同住素特征和地球化学特征都与洋岛玄武岩（OIB）相似。La／Nb（0．765～0．823）、Nb／U（35．02～52．01）等不相容元素的比值指示了源区中可能存在少量循环地壳物质。综合对比南天山托云等地区新生代玄武岩,中亚地区的地球化学性质相似的新生代火山岩分布零星,空间上与大型断裂相对应,不应是前人地幔柱成因的观点。本文结合中亚地区古生代地壳的演化特点,提出中亚地区的新生代类OIB型玄武岩来源于中亚地区已被改造的富集地幔。     

新疆库鲁克塔格斜长角闪岩岩石地球化学特征及其地质意义

库鲁克塔格地区位于塔里木盆地东北缘,在片麻岩中出露较多斜长角闪岩类包体,其走向大致与片麻理的方向一致。通过岩石化学、稀土元素地球化学和Ｓｍ－Ｎｄ同位素研究,确定该斜长角闪岩的原岩为基性火山岩,并形成于两种构造环境。北部托格地区斜长角闪岩球粒陨石标准化配分曲线呈近平坦型〔（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ＝０．６６—４．２３,一般在０．９１—１．６９之间;δＥｕ＝０．８２—１．１５,平均值为１．０２〕,与洋脊玄武岩类非常相似;南部阔克苏地区斜长角闪岩的球粒陨石标准化配分曲线显示出ＬＲＥＥ明显富集〔（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ＝２．７１—１０．８４;δＥｕ＝０．８１—１．０７,平均值为０．９５〕,具有类似现代岛弧或弧后盆地火山岩特有的稀土元素组成特征。它们的原岩岩浆来自长期亏损的地幔,基本未受到大陆地壳物质混染。     

东天山三宫铜镍矿化岩体年代学、岩石地球化学特征及对Cu-Ni找矿的启示

三宫岩体是近几年新发现的铜镍矿化镁铁-超镁铁岩体,位于哈尔里克山东段。岩石类型主要为辉长岩、斜长辉石岩和含长橄榄辉石岩,局部有零星铜镍矿化。锆石U-Pb谐和年龄为(281.7±2.6)Ma,表明岩体形成于早二叠世。样品MgO与FeO~T呈正相关关系,与CaO、SiO_2和Al_2O_3之间呈负相关关系,岩体主量元素成分主要受橄榄石和单斜辉石含量的控制;样品明显富集轻稀土元素(La/Yb)N=5.02~7.04,重稀土元素之间具有明显的分馏(Gd/Yb)N=2.36~2.87,δEu为0.98~1.09多具弱的正铕异常,富集大离子亲石元素(Cs、Sr、Ba),相对亏损高场强元素,具明显的Nb、Ta、Ti负异常。Sr-Nd同位素模拟计算表明母岩浆上升过程中遭受了约10%的下地壳物质混染。岩浆源区遭受了明显的熔体交代作用,部分熔融主要发生在石榴子石稳定域。综合区域构造演化历史认为三宫岩体形成于后碰撞伸展环境,该岩体的发现初步表明哈尔里克地区也具有寻找早二叠世铜镍矿的潜力。     

西准噶尔塔斯阔腊岩体地球化学特征及成因

新疆西准噶尔塔斯阔腊岩体岩性主要为花岗闪长岩,岩石富TiO_2、Fe_2O_3、FeO和K_2O,贫CaO和P_2O_5,为准铝—弱过铝质、高钾钙碱性系列;稀土元素总含量(ΣREE)中等,轻稀土(LREE)相对富集,岩浆作用过程中轻、重稀土元素分馏作用较明显,具Eu弱亏损。多种主量元素和稀土元素地球化学特征表明:岩石成因应为壳幔同熔型花岗岩,形成的构造背景为火山岛弧环境;该区具有寻找中-酸性侵入体接触带型金矿的控矿条件。     

新疆黄山东岩体Hf-Nd同位素特征及其地质意义

黄山东镁铁质-超镁铁质岩体位于东天山北部的土墩-黄山-镜儿泉-图拉尔根镁铁-超镁铁质岩带中段,侵位于元古宙变质岩中.主要岩石类型有二辉橄榄岩、角闪橄榄岩、苏长岩、辉长苏长岩、辉长岩、角闪辉长岩和闪长岩,是一个由3次侵入形成的复式岩体.黄山东岩体单颗粒锆石的176Hf/177Hf值为0.283008～0.283077,平均值为0.283038;176Yb/177Hf值为0.013483～0.050167,平均值为0.031085;176Lu/177Hf值为0.000602～0.002129,平均值为0.001338;εHf(t)(t=274Ma)值为14.20～16.60,平均值为15.20;εHf(O)值为8.30～10.80,平均值为9.40.εNd(t)值为6.6～8.3,初始87Sr/86Sr值为0.7031～0.7038.锆石单颗粒Hf同位素和全岩Sr-Nd同位素组成特征表明,岩体的岩浆源区具有亏损型地幔特征,可能与MORB有关,岩浆在上升过程中只有少量的(小于2%)地壳物质的加入.     

Geological and Geochemical Characteristics of Early Cretaceous Mafic Dikes in Northern Jiangxi Province, SE China and Their Geodynamic Implications

The development of Early Cretaceous mafic dikes in northern and southern Jiangxi allows an understanding of the geodynamic setting and characteristics of the mantle in southeast China in the Cretaceous. Geological and geochemical characteristics for the mafic dikes from the Wushan copper deposit and No. 640 uranium deposit are given in order to constrain the nature of source mantle, genesis and tectonic implications. According to the mineral composition,the mafic dikes in northern Jiangxi can be divided into spessartite and olive odinite types, which belong to slightly potassium-rich calc-alkaline lamprophyre characterized by enrichment in large ion lithophile elements (LILE) and light rare earth elements (LREE), large depletion in high strength field elements (HSFE) and with negative Nb, Ta and Ti anomalies, as well as 87Sr/86Sr ratios varying from 0.7055 to 0.7095 and 143Nd/r44Nd ratios varying from 0.5119 to 0.5122.All features indicate that the magma responsible for the mafic dikes was derived mainly from metasomatic lithosphere mantle related to dehydration and/or upper crust melting during subduction. Differences in geochemical characteristics between the mafic dikes in northern Jiangxi and the Dajishan area, southern Jiangxi were also studied and they are attributed to differences in regional lithospheric mantle components and/or magma emplacement depth. Combining geological and geochemical characteristics with regional geological history, we argue that southeast China was dominated by an extensional tectonic setting in the Early Cretaceous, and the nature of the mantle source area was related to enrichment induced by asthenosphere upwelling and infiltration of upper crust-derived fluids responding to Pacific Plate subduction.