乌拉山-集宁孔兹岩锆石激光探针等离子质谱（LA-ICP-MS）年龄——孔兹岩沉积时限的年代学研究

乌拉山-集宁地区由 TTG 片麻岩、麻粒岩、斜长角闪岩、孔兹岩等组成的高级变质地体,过去一直按有序地层划分,按变质程度定时代。现在识别出深成岩后,TTG 片麻岩已广泛采用锆石 U-Pb 测年,而表壳岩测年由于小于传统预想的地层年龄,所以往往仍按变质程度定时代:如只有中-新太古代年龄的麻粒岩(兴和岩群)被定为古太古代,只有古元古代年龄的孔兹岩被定成新太古代。尤其是孔兹岩,因为常规锆石(TIMS)年龄不能分辨碎屑年龄和变质年龄,所以其沉积时代是太古还是古元古更长期争论不决。为了解决这个问题,本文依据始于上世纪90年代的国内外区分岩浆锆石、变质锆石、碎屑锆石的研究成果,以锆石阴极发光(CL)和背散射(BSE)图象,首先查明孔兹岩除了含有均匀无内部结构的变质锆石还含有具结晶韵律环带结构的锆石,因为后一种结构是岩浆成因的有力证据,它产在沉积岩中就代表碎屑锆石。碎屑锆石有老有新,只有年龄最小的碎屑锆石才能限定沉积时代,所以沉积年龄必须以大量锆石测年统计。数以百计的锆石测年以 SHRIMP 进行固然最好,然而昂贵的费用本课题无力承担,所以我们改用灵敏度也较高,而且快速简便、费用低廉的激光探针(LA-ICP-MS)进行。结果得到:乌拉山大庙片麻状花岗岩的岩浆锆石年龄为2.49Ga,显示高级变质下原岩年龄仍能保存;乌拉山-集宁的孔兹岩变质锆石一致给出≈1.8Ga 的变质年龄,与已有的 TIMS 法≈1.85Ga 的变质年龄一致;乌拉山哈德门沟石墨厂、包白铁路桃儿湾、忽鸡沟窑子湾和集宁兴和黄土窑等四处孔兹岩给出的碎屑锆石年龄有老有新,最老的≈2.3Ga,多数谐和的碎屑锆石年龄在2.2～2.0Ga 之间,因为沉积时代以最年轻的碎屑锆石年龄限定,所以孔兹岩的沉积时代不是太古而是古元古。乌拉山-集宁地区的 TTG 片麻岩年龄比孔兹岩的碎屑锆石年龄大,表明孔兹岩不是由附近太古宙岩石提供碎屑物质的原地沉积,而是经吕梁运动碰撞进入下地壳,才与附近太古宙岩石产在一起的外来构造岩片。     

内蒙古中部大青山—乌拉山地区孔兹岩系的变质地层结构及动力学意义

通过对内蒙古大青山—乌拉山地区高级变质杂岩的研究发现,区内孔兹岩系先后遭受到近水平顺层滑脱变形、穹-褶构造和近东西向陡倾叶理带的改造。由于近水平顺层滑脱变形,这些变质地层发生“岩层缺失、隔层相触”,在空间上表现为近水平的长轴近东西向的扁豆体堆叠而成的变质地层结构,而后期近东西向陡倾叶理带的叠加,又使得这些变质地层在空间上以不规则条带状、不规则团块状或透镜状形式出露,各变质地层单位之间及与其他变质岩系之间显现出“犬牙交错、参差产出”的特征,从而显示出十分复杂的变质地层结构。可以确定,区内孔兹岩系至少经历了2个造山旋回,近水平顺层滑脱变形构造及对应的变质地层结构是早期造山旋回后期阶段的产物,而近东西向陡倾叶理带及相应的变质地层结构则属于后期造山旋回。     

内蒙古大青山地区枣儿沟角度不整合的发现与美岱召岩群的建立——孔兹岩系之上的古元古代浅变质地层

内蒙古大青山地区是华北克拉通北缘西段以孔兹岩系发育为特征的早前寒武纪变质杂岩发育地区之一。区内,除大面积出露的孔兹岩系之外,还残存有一套由各种石英岩、变粒岩组成的浅变质碎屑沉积地层,前人将其划归乌拉山岩群第四岩组或高角闪岩相孔兹岩系。笔者通过详细的地质填图,发现这套浅变质地层以角度不整合覆盖在孔兹岩系之上,应是孔兹岩系经历了下地壳麻粒岩相变质变形并隆升到地表之后沉积的,形成时代为古元古代,并把这套浅变质地层定名为美岱召岩群。     

内蒙古大青山地区孔兹岩系的地层结构

内蒙古大青山地区普遍发育由孔兹岩系、黑云角闪片麻岩系、麻粒岩系和侵位其中的变质深成岩构成的高级变质杂岩。由于多期强烈的变形变质作用，区内孔慈岩系的地层结构十分复杂。近几年的1：5万区调研究查明，孔慈岩系是以构造不整合覆盖在麻粒岩系之上的一套高级变质地层，主要由榴云片麻岩岩组、透辉片麻岩岩组、大理岩岩组组成。它们均遭受了早期下地壳麻粒岩相环境的近水平顺层韧性剪切变形和后期高角闪岩相条件的近南北和近东西向构造变形，分别导致孔慈岩系变质地层的“岩层缺失、隔层相触”、“犬牙交错、搀杂产出”特征，对这些变质地层早期结构的恢复发现，区内孔慈岩系各岩组之间均以近水平剪切界面接触，表现为由近水平剪切界面所围限的透镜状地层岩片堆垛而成的地层结构。     

内蒙古大青山-乌拉山地区孔兹岩系的早期变质地层结构——下地壳近水平顺层滑脱变形的产物

近年来孔兹岩系作为高级变质岩区一套特征性的变质沉积岩石组合而受到广泛关注，但其变质地层结构及其相关的构造作用和构造样式还不为人所了解。通过对内蒙古大青山一乌拉山地区以孔兹岩系发育为特征的高级变质杂岩的研究发现，区内孔兹岩系自下而上由3个岩石地层单位组成：榴云片麻岩岩组、透辉片麻岩岩组和大理岩岩组，表现出由细碎屑沉积-碎屑沉积和钙质化学沉积的混合物-镁质碳酸盐组成的沉积旋回。这些变质地层不仅遭受到具有近等温降压顺时针P-T演化特征的麻粒岩相变质作用的改造，同时，还遭受到近水平顺层滑脱变形构造、穹-褶构造和近东西向陡倾叶理带这三种构造形式为主的多期变形的改造。由此，这些变质地层在空间上多以不规则条带状、不规则团块状或透镜状形式出露，同时，各地层单位在空间上具有“犬牙交错，参差产出”，“岩层缺失，隔层相触”的特征。研究结果表明，区内孔兹岩系目前的产出状态及“犬牙交错，参差产出”的特征是穹-褶构造尤其是近东西向陡倾叶理带叠加改造的结果，在消除其改造的影响后可以确定，由于近水平顺层滑脱变形改造的结果，这些变质地层发生“岩层缺失，隔层相触”，在空间上表现为以近水平的长轴近东西向的扁豆体堆叠而成的早期变质地层结构，这是高级变质地层所特有的变质地层结构。     

大青山地区古元古代壳源碳酸岩:锆石特征及SHRIMP定年

内蒙古大青山地区孔兹岩系被划分为榴云片麻岩岩组、透辉片麻岩岩组和大理岩岩组。透辉片麻岩岩组中的部分透辉大理岩实际上为壳源碳酸岩。壳源碳酸岩锆石包裹斜锆石、方解石、磷灰石、榍石、石英、长石、辉石等矿物。锆石具核－边结构。透射光和阴极发光下,核部锆石多具密集平行环带,为岩浆成因;边部锆石无明显结构变化,为变质成因。斜锆石在岩浆锆石和变质锆石中都存在。岩浆锆石和变质锆石的年龄分别为1.95-1.93 Ga和1.90-189Ga。结合地质和岩相学研究,认为大青山地区壳源碳酸岩为透辉片麻岩岩组中的透辉大理岩深熔作用产物,其形成时代为古元古晚期（1.95-1.93 Ga）,并在稍后（1.90-1.89 Ga）遭受变质作用叠加改造。     

内蒙古乌拉山-大青山地区变泥质岩的地球化学特征及构造意义

乌拉山-大青山地区位于华北克拉通西北缘孔兹岩带的中段,该地区出露大面积的古元古代高级变质表壳岩系岩石,例如夕线(堇青)石榴二长片麻岩、石榴黑云二长片麻岩、黑云长英质片麻岩、石榴石英岩、大理岩、磁铁石英岩和钙硅酸盐岩等。其中该地区典型的变泥质岩石(夕线(堇青)石榴二长片麻岩和石榴黑云二长片麻岩)多以似层状产出,夕线(堇青)石榴二长片麻岩含有大量的石榴石、夕线石和/或堇青石,并保留典型的堇青石反应边结构。岩石地球化学研究结果表明上述变泥质岩石样品明显富Al2O_3,属于过铝质岩石,其平均化学成分与上地壳平均值较为接近。样品的稀土配分型式具有中等程度的轻重稀土元素分异,轻稀土明显富集和弱铕负异常的特征。微量元素蛛网图显示变泥质岩石样品富集大离子亲石元素如Rb和Ba,而高场强元素如Zr、Hf含量相对较低,且Nb、Ta、P和Ti呈明显亏损的特征。多种原岩判别图解显示其原岩为一套富铝粘土岩及杂砂岩,且成熟度较低,为近源沉积。多数样品的CIA值低于太古宙后澳大利亚平均页岩和北美页岩的CIA值,反映其源岩经历了中等程度的风化作用。物源以上地壳的长英质成分为主,可能有古老沉积物的加入。多种构造判别图解表明研究区样品形成于有演化岛弧发育的活动大陆边缘环境。结合前人对孔兹岩带出露的变泥质岩石的变质作用研究普遍得到近等温减压型顺时针P-T演化轨迹以及锆石同位素年代学研究结果,综合表明乌拉山-大青山变泥质岩石形成于有演化岛弧发育的活动大陆边缘环境,中元古代物质(2.1~2.0Ga)为其提供主要的沉积物源,随后卷入~1950Ma华北克拉通西部古老陆块之间的碰撞造山作用,经历了大规模麻粒岩相变质作用,并于1920~1850Ma碰撞后折返至近地表。     

乌拉山地区古元古代S型花岗岩岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及其地质意义

华北克拉通北缘乌拉山地区发育有大量的古元古代花岗岩,以诺尔音S型花岗岩为代表,本文对诺尔音花岗岩进行详细研究,结果表明:诺尔音花岗岩具有高硅w(Si O_2)=70.03%~75.43%、高铝(w(Al_2O_3)=13.04%~14.87%)、富钾(w(K_2O)=5.36%~6.58%)的特征,其较低的铁镁质量比Mg~#10和较高铝饱和指数A/CNK=1.03~1.21,属于典型的过铝质花岗岩,岩石轻稀土富集,且轻重稀土强烈分馏(La_N/Yb_N=22.3~300.5),配分模式表现为右倾型,具有明显的铕负异常(δEu=0.16~0.55),微量元素原始地幔标准化蛛网图显示,岩石富集K、Rb、Th、Pb,亏损Sr、Ba、Nb、Ta、P、Ti;诺尔音花岗岩与乌拉山地区古元古代孔兹岩系具有相似的主微量地球化学特征,推断其为古元古代阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞背景下,孔兹岩系深熔作用的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(1891±14)Ma和(1863±17)Ma,代表诺尔音S型花岗岩的结晶年龄,与区域内孔兹岩带记录的岩浆-变质事件相吻合。     

内蒙集宁地区孔兹岩系中大理岩的形成时代——长英质片麻岩中LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的证据

研究区位于华北克拉通西部孔兹岩带东段的集宁一带,区内的孔兹岩系由下部的榴云片麻岩组合和上部的大理岩组合组成。在大理岩组合的底部发现了数层与薄层大理岩互层的长英质片麻岩,岩相学、锆石特征和原岩恢复指示该长英质片麻岩原岩为长石砂岩。对长英质片麻岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年分析,在70个锆石颗粒中获取了72组锆石数据。其中:碎屑锆石数据中年龄最小的为(2 091±20)Ma,可以代表长英质片麻岩原岩沉积时代的下限;19组集中在1.8～1.9Ga的变质锆石207Pb/206Pb表面年龄的加权平均值为(1 852±15)Ma(MSWD=0.7),该年龄值可以代表长英质片麻岩原岩沉积时代的上限。结合前人研究成果可以认为:集宁地区孔兹岩系中大理岩形成于(2 091±20)～(1 852±15)Ma的古元古代,并在(1 852±15)Ma遭受了区域变质作用,同时也进一步说明大理岩为孔兹岩系的重要组成部分;横贯西部陆块的孔兹岩带中,孔兹岩系原岩的源区曾存在大规模的花岗质岩浆活动,但是带内各个部位有着不尽相同的物源区;孔兹岩系不是由附近太古宙岩石提供碎屑物质的原地沉积,而是古元古代晚期构造作用叠置与附近太古宙岩石产在一起的外来构造岩片。     

内蒙古大青山地区孔兹岩系中钙硅酸盐岩的组成和地球化学特征

在内蒙古大青山地区的孔兹岩系中,透辉片麻岩岩组以钙硅酸盐岩为特征的岩石组合作为一个独立的岩石地层单元产于榴云片麻岩岩组之上、大理岩岩组之下。该岩组由透辉片麻岩（DG）和透辉长石变粒岩（DFG）、长石透辉变粒岩（FDG）、透辉石岩（DD）、透辉大理岩（DM）组成,普遍以富含透辉石、榍石、方柱石和磷灰石为特征。富Ca、Sr、Na,贫Cr、Ni、Co、Sc的特征显示该岩组中有化学沉积物的存在。并且,从DM—DD—FDG—DFG和DG表现的CaO与SiO₂负相关、Al₂O₃与SiO₂正相关反映了岩石中碎屑组分增加、化学沉积减少的趋势。常量元素、微量元素和稀土元素的分布特征说明是一套由富铁白云质泥岩-钙质泥岩、钙质杂砂岩夹泥质灰岩、泥灰岩-含钙质长石砂岩组成的沉积建造,形成于干旱气候、潮间带或泻湖、陆源碎屑供给不足的环境中。消除化学沉积的影响后,该岩组的地球化学特征尤其是稀土元素与区内的榴云片麻岩十分相似,反映它们有共同的源区。它与榴云片麻岩岩组、大理岩岩组一起构成碎屑沉积－碎屑沉积加化学沉积－化学沉积组成的沉积旋回,类似于华北克拉通内中元古代长城系的沉积特征,因而支持孔兹岩系形成于克拉通内沉积盆地的观点。     

冀西北怀安地体高级变质表壳岩的锆石年代学研究

位于华北克拉通中部造山带中北段的怀安地体与内蒙孔兹岩带相接,出露高压麻粒岩和退变榴辉岩等多种高级变质岩,是洞悉华北克拉通古元古代构造演化历史的重要窗口。研究区变质表壳岩包括夕线石榴长英质片麻岩、石榴长英质粒状岩石以及紫苏黑云二长片麻岩。阴极发光图像特征显示研究区样品的锆石主要包括碎屑锆石和变质锆石,其中碎屑锆石具有岩浆结晶环带,而变质锆石为单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石边部生长,内部结构均匀,Th/U比值较低。锆石LAICP-MS U-Pb定年结果与前人研究结果综合表明该区变质表壳岩石的碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在~2040Ma,其原岩形成时代与孔兹岩带变泥质岩石相近,均为~2.0Ga。变质锆石记录其变质时代为1957~1804Ma,结合前人对怀安地区变泥质岩和变基性岩变质作用和年代学研究结果,推测得出1.95~1.92Ga代表了峰期(高压)麻粒岩相变质时代,1.90~1.85Ga代表峰后减压阶段变质时代,而1.85~1.80Ga代表退变质晚期的时代。怀安地区变质岩石可能卷入了阴山陆块、鄂尔多斯陆块以及东部陆块间的先后碰撞造山过程,并持续较长时间(1.95~1.80Ga),最终拼贴为统一的整体。     

孔兹岩带古元古代中期构造背景：来自卓资地区～2.2Ga紫苏碱长花岗岩的证据

麻粒岩-紫苏花岗岩杂岩在华北克拉通孔兹岩带内分布较广但研究程度较低,本文对孔兹岩带东部卓资地区大什字紫苏碱长花岗岩进行了详细的岩相学、地球化学和地质年代学研究,探讨了其形成时代、岩石成因及构造背景,为孔兹岩带构造演化及孔兹岩系沉积环境提供约束。SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明大什字紫苏碱长花岗岩形成于古元古代中期(～2.2Ga),并经历了古元古代晚期构造热事件及～1.89Ga变质作用叠加改造。岩石具有铁质、钙碱性至碱钙性、准铝质至弱过铝质特征,具有较高SiO₂、Na₂O+K₂O、Ga、Zr含量及FeO~T/(FeO~T+MgO)值,低Al₂O₃、CaO、MgO、 Sr、Cr含量及较高的全岩锆石饱和温度(835～887℃,平均860℃),与A型花岗岩指标相近。样品呈现平坦的右倾型稀土元素配分模式和弱的负Eu异常,富集K、Rb、Ba、Zr、Hf,亏损Sr、Nb、Ta、P、Ti。综合研究表明大什字紫苏碱长花岗岩是在弧后伸展背景下幔源岩浆上涌导致英云闪长质、花岗闪长质地壳岩石部分熔...     

贺兰山中段古元古代黄旗口花岗质岩石的成因及其构造意义

华北克拉通西部陆块贺兰山地区分布有大规模的古元古代S型花岗岩,它们可以为进一步解析孔兹岩带的构造演化过程提供重要制约。本文选取出露于贺兰山中段的黄旗口花岗质岩体开展系统的全岩主微量元素、Sm-Nd同位素、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究,探讨其岩石成因和地质意义。黄旗口岩体主要岩石组合为英云闪长岩、二长花岗岩和花岗闪长岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明黄旗口岩体为至少存在两次岩浆事件的复式岩体,早期岩体时代为2056±24Ma,晚期岩体时代为1965±14Ma。黄旗口早期岩体和晚期岩体呈现出相似的地球化学特征,都具有高的SiO_2(62. 77%～74. 79%)、Al_2O_3(13. 67%～18. 05%)和K_2O(2. 37%～7. 20%)值,低的NaT_2O(1. 36%～3. 47%)和FeO (0. 15%～8. 82%)值。岩体的A/CNK(1. 10～1. 42) 1. 1,含有S型花岗岩特征矿物(白云母、石榴子石和堇青石),表明岩体属于典型的强过铝质S型花岗岩。岩体轻稀土元素富集(∑LREE=70. 0×10-6～259×10-6),轻、重稀土元素分异明显(LREE/HREE=6. 25～21. 5,(La/Yb)N=6. 75～54. 5),具有明显的负Eu异常(Eu*=0. 33～0. 93),亏损高场强元素(Nb、Ta和Ti)。岩体εNd(t)值(+1. 26～+3. 78)和εHf(t)值(+0. 7～+8. 7)均为正值,二阶段同位素模式年龄分别为tDM2,Nd=2. 12～2. 34Ga和tDM2,Hf=2. 09～2. 82Ga。黄旗口两期岩体与孔兹岩系具有相似的主、微量元素特征和二阶段Hf模式年龄,表明贺兰山地区变质沉积岩为黄旗口S型花岗岩的主要源区物质。早期岩体和晚期岩体的εNd(t)和εHf(t)值均为正值,表明源区物质除古老地壳物质外,还有一定量新生地壳成分的加入,其中晚期岩体具有更高的εNd(t)和εHf(t)值,表明新生地壳物质的贡献更为明显。综合区域地质背景资料,本文认为黄旗口早期岩体形成于阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞的早期阶段,暗示两个微陆块初始碰撞时间早于2. 05Ga,晚期岩体形成于陆-陆碰撞阶段的峰期,表明阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞阶段的持续时间很可能大于80Myr。     

华北克拉通孔兹岩带东端孤山剖面石榴石基性麻粒岩的变质作用及年代学研究

大同孤山石榴石基性麻粒岩出露在华北克拉通孔兹岩带与中部带的构造接触部位,以大小不等的透镜体形式产于孔兹岩带内的夕线石榴片麻岩和紫苏二长片麻岩中.根据岩相学观察、矿物化学研究、P-T视剖面图和传统温压计计算结果,揭示孤山石榴石基性麻粒岩经历了4个阶段的变质演化:早期进变质阶段(M1)的主要矿物组合为石榴石核心及其内部包体矿物单斜辉石+角闪石+斜长石+石英+钛铁矿±金红石.反环带斜长石富钠核部记录了早期压力可达11k bar;峰期变质阶段(M2)的矿物组合是石榴石斑晶和基质中的单斜辉石+斜方辉石+斜长石+钛铁矿+石英,记录的温压条件为850～900℃、9～10kbar;峰期后降压阶段(M3)的标志是石榴石外围发育的后成合晶和冠状环,主要有单斜辉石+斜长石、斜方辉石+斜长石和角闪石+斜长石组合,其形成温压条件为760 ～820℃、5～8kbar;晚期低角闪岩相角闪石的生长表明岩石又经历了降温冷却的过程(M4),温度降至690℃以下.石榴石基性麻粒岩记录了含有近等温降压(ITD)阶段的顺时针变质作用P-T轨迹,揭示了阴山地块与鄂尔多斯地块之间俯冲碰撞加厚下地壳的折返过程.石榴石基性麻粒岩的变质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年得到了两组变质年龄数据,分别为1945±25Ma和1828±36Ma,它们与阴山地块、鄂尔多斯地块碰撞形成孔兹岩带的时代及华北克拉通东、西陆块碰撞形成中部带的时代一致.结合该地区其他研究结果推断,石榴石基性麻粒岩在～ 1.95Ga鄂尔多斯地块与阴山地块碰撞过程中俯冲进入下地壳底部,经历早期的高压麻粒岩阶段,随后缓慢地抬升到下地壳上部;之后在～1.85Ga东、西部陆块碰撞过程中,石榴石基性麻粒岩折返到中上地壳.     

青海门源地区红沟铜矿床含矿基性火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

对红沟铜矿床含矿火山岩进行高精度锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年,获得单颗粒锆石的加权平均年龄为443.2 Ma±1.2Ma。红沟铜矿床形成时代为晚奥陶世,形成环境为晚奥陶世陆缘裂谷环境。高精度年龄的获得对于整个祁连山地区产于陆缘裂谷环境的铜多金属矿床的成矿时代和成因研究具有重要意义。     

浙江诸暨地区石角-璜山侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄——对超镁铁质球状岩成因的启示

对分布于江南造山带东段江绍断裂带附近的浙江诸暨地区石角-璜山侵入岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年工作,石角角闪辉石岩和璜山石英闪长岩的结晶年龄分别为844Ma±3Ma和818Ma±6Ma。该年龄结果表明,石角村附近的超镁铁质岩（包括球状辉闪岩）与其外围的闪长岩可能并非同时形成。江绍断裂带附近分布的多个闪长岩体的形成时代介于930~820Ma之间。对这些超镁铁质岩和闪长岩的精细岩石成因研究将有助于揭示扬子和华夏在新元古代时期的拼接过程。     

古元古代胶-辽-吉带造山后转换机制: 来自青城子地区花岗岩体年代学与地球化学特征的制约

胶-辽-吉带是华北克拉通最具代表性的一条古元古代造山带, 巨量古元古代火山-沉积岩系和中酸性侵入岩体及少量镁铁质岩体发育其中。这些古元古代地质体形成后经受了多期岩浆/变质事件的改造, 因此给该地区的前寒武纪研究带来很大的困扰。青城子地区位于胶-辽-吉带中段, 以发育大量金、铅锌、银矿床受到广泛关注。尽管该地区经历了古元古代、中元古代-中三叠世和晚三叠世多期的构造-岩浆事件, 但仍可以通过岩石学和年代学工作识别出数个古元古代花岗岩体, 这些岩体为探讨古元古代胶-辽-吉带造山后转换机制提供了制约。本文仅选取该地区两个不同岩相的古元古代后造山花岗岩体进行了系统研究。锆石U-Pb年代学研究表明, 大顶子岩体形成于1884±5Ma, 并保留大量~2.1Ga继承锆石, 而卧龙泉岩体形成于1878±4Ma, 误差范围内与大顶子岩体一致。大顶子岩体高SiO₂、富Al₂O₃、低K₂O和TiO₂含量以及相对高MgO含量, 表现出类似高铝埃达克质岩石的特征。卧龙泉岩体同样具有高SiO₂、富Al₂O₃和TiO₂含量以及相对高MgO含量, 但具有明显高的K₂O含量, 并不具备埃达克质岩石的地球化学特征。综合分析认为大顶子岩体形成于加厚下地壳的部分熔融, 而卧龙泉岩体形成于下地壳部分熔融产生的熔体, 并添加了少量来源于富集地幔的富闪岩浆, 二者均对应于胶-辽-吉构造带由碰撞造山阶段向造山后伸展阶段的转折时期。

     

新疆阿尔泰南缘达拉乌兹双峰式火山岩年龄及岩石成因

阿尔泰南缘达拉乌兹一带出露了一套玄武岩和流纹岩频繁互层的双峰式火山岩组合。该套双峰式火山岩发生了绿片岩相变质作用,其基性端元——变质玄武岩和酸性端元——变质流纹岩具明显的变余斑状结构。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法获得流纹岩的喷发年龄365.6±1.6Ma和捕获的锆石年龄413.5±2.0Ma。变质玄武岩富TiO2、碱(富钠)(Na2O/K2O=4.43～19.33)和FeOT,贫MgO和CaO,轻微富集LILE和LREE,具弱的Nb、Ta和Ti的负异常,具有高于正常弧火山岩但低于OIB的HFSE元素(Nb、Ta、Zr、Hf)的含量,Eu负异常不明显。流纹岩具有高SiO2和全碱,具有低的TiO2、极低的MgO和FeOT,呈现明显的Ti、P、Sr、Ba负异常,Th、U、Pb的正异常,HFSE元素(Zr、Hf)和LREE略富集但Nb、Ta亏损的特征,并显示Eu的明显负异常(δEu=0.21～0.41)。它们均具有相似于N-MORB的较低的Pb同位素组成。玄武岩与流纹岩来自两个不同的岩浆房,玄武岩为受俯冲物质加入的亏损软流圈地幔部分熔融后并发生结晶分异作用的结果,流纹岩为新生的地壳物质受幔源岩浆加热熔融并与之混合后演化的产物。结合阿尔泰南缘地区的构造演化特征,推测该双峰式火山岩俯冲作用引起的局部拉张作用的产物。     

东天山石炭纪雅满苏组火山岩特征及地质意义

雅满苏组火山岩是东天山石炭纪火山岩的重要组成部分,也是东天山地区海相火山岩型铁多金属矿床的赋矿地层。其年代学及地球化学研究对探讨该区古生代构造演化和火山岩型铁多金属矿床成因具有重要意义。本文对东天山地区雅满苏组火山岩的岩石学、地球化学和同位素年代学进行了系统研究。结果显示:雅满苏组是一套海相火山岩夹碳酸盐岩建造,其上亚组英安岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为334.4±1.7 Ma(MSWD=0.67),代表了雅满苏上亚组火山岩形成时代,切穿雅满苏铁矿区矽卡岩及矿体的正长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为325.5±1.7 Ma(MSWD=0.34),表明雅满苏铁矿床形成不晚于325 Ma。雅满苏上亚组英安岩和玄武岩显示了富集LREE、U、Sr,相对亏损Nb、Ta等元素的特征,且英安岩锆石的(176Hf/177Hf)i比值介于0.282 644~0.282 802之间,εHf(334 Ma)为3.0~8.0,表明它们是活动大陆边缘弧环境的产物,英安岩是新生地壳物质部分熔融的结果,玄武岩是软流圈地幔与受俯冲板片流体交代地幔的混合熔体演化的产物。结合前人研究成果,认为雅满苏组火山岩是早石炭世中期古亚洲洋俯冲作用的产物,石炭纪时期古亚洲洋尚未闭合,雅满苏铁矿床形成介于334~325 Ma之间,是与石炭纪火山岩有成因联系的铁矿床。