东准噶尔扎河坝蛇绿混杂岩中的石榴角闪岩

继报道了超高压成因的石榴辉石岩和石英菱镁岩之后,作者在扎河坝地区又发现了具有超高压成因特征的石榴角闪岩。扎河坝石榴角闪岩主要组成矿物为角闪石、石榴石、辉石和钠长石,它不但含硬玉、多硅白云母等高压变质矿物,而且还残留着具有超高压成因特征的超硅石榴石和超硅辉石。根据野外产状和矿物组成特征,扎河坝石榴角闪岩可以细分成含硬玉石榴角闪岩和含多硅白云母石榴角闪岩两类,它们的原岩为大洋玄武岩。石榴角闪岩的厘定进一步证实在扎河坝蛇绿混杂岩带内确实存在着超深俯冲后折返的洋壳,同时超深俯冲洋壳的组成也较复杂,包括沉积岩、辉长岩和大洋玄武岩等。石榴角闪岩、石英菱镁岩及石榴辉石岩等超高压变质岩的存在表明扎河坝蛇绿岩带是一条大洋板块的超深俯冲带,它可能通过克拉玛依蛇绿岩带西延出境,形成一条横贯东西准噶尔北缘的超深俯冲带。这条超深俯冲带的发现为研究新疆北部早古生代洋陆转换过程及机制提供了新的视野和思路,对深入探讨准噶尔盆地北缘及阿尔泰南缘早古生代壳幔相互作用及中亚造山带形成的动力学机制具有重要的启示。     

西准噶尔蛇绿混杂岩中的白云石大理岩和石榴角闪岩：早古生代残余洋壳深俯冲的证据

本文在描述达拉布特和克拉玛依蛇绿岩中四个典型剖面(达拉布特、萨尔托海、白碱滩和百口泉)的基础上,通过研究变白云石大理岩和石榴角闪岩的形成和演化过程,展示西准噶尔蛇绿混杂岩的复杂性。白碱滩白云石大理岩是尖晶石二辉橄榄岩变质反应的产物。变质反应导致单斜辉石转变为白云石+石英+磁铁矿,橄榄石和斜方辉石先转变为蛇纹石+磁铁矿,蛇纹石再转变为白云石+石英+磁铁矿。透辉石+CO₂=白云石+石英+磁铁矿以及蛇纹石+CaCO₃=白云石+石英 +磁铁矿+H₂O这两个变质反应基本同时发生,他们以及石英—柯石英相变关系所限定的P-T空间(660~670℃,26.5~27.5 kbar)代表白云石大理岩的形成温度和压力。白云石大理岩与尖晶石二辉橄榄岩在一个不大的区域共存,说明循环到地球深部的尖晶石二辉橄榄岩(即：白云石大理岩的原岩)折返到地壳浅部后又与蛇绿岩中未俯冲的尖晶石二辉橄榄岩混杂在一起。因此,克拉玛依蛇绿混杂岩代表古俯冲带的位置。变辉长岩和尖晶石二辉橄榄岩中的单斜辉石均发育出溶结构(出溶尖晶石和斜方辉石)。这些出溶结构是蛇绿岩快速上升就位时由于温度和压力突然降低辉石发生分解反应的产物。因此,西准噶尔蛇绿混杂岩中的岩石组合记录着蛇绿岩形成时期、以及之后部分岩块通过俯冲带循环到地幔深处(最大深度~70km)并折返到地壳浅部的全过程。西准噶尔蛇绿混杂岩带是一个多时期、多阶段和多成因岩石的混杂体。     

克拉玛依蛇绿混杂岩带的基本特征和锆石SHRIMP年龄信息

新发现的克拉玛依蛇绿混杂岩带分布于准噶尔盆地西北缘,表现为组分齐全的蛇绿岩和增生杂岩。由盆地边缘向山区方向,大体呈依次带状分布的超镁铁质岩、镁铁质岩、枕状玄武岩和深海相硅质岩,同时发现超镁铁岩之上被一套火山磨拉石沉积不整合覆盖。在克拉玛依蛇绿岩的白碱滩段中采得蚀变辉长岩样品,锆石SHRIMP定年结果集中在(414.4 8.6)Ma和(332±14)Ma。这一发现为研究中亚洋盆形成和消亡时代提供了重要依据,也为确定准噶尔盆地基底性质提供了重要线索。     

新疆西准噶尔北部和布克赛尔蛇绿混杂岩的厘定及其洋盆闭合时代限定

本文通过详细野外地质勘查,识别出新疆西准噶尔北部和布克赛尔蛇绿混杂岩中三种不同类型的岩石组合,即:由变质橄榄岩、辉长岩、辉绿岩墙、玄武岩和硅质岩组成的典型蛇绿岩单元;主要由洋岛玄武岩组成的大洋岛屿单元,在野外见与硅质岩、硅质泥岩和灰岩相伴产出;由变流纹岩组成的后碰撞期火山岩单元。蛇绿岩中的辉长岩和辉绿岩无明显Eu异常;(La/Yb)N值介于0.54~3.18之间,REE配分型式呈现微弱的轻稀土亏损或富集,兼具E-MORB和N-MORB的特征。洋岛玄武岩具有高的Al_2O_3(13.66%~15.83%)、TiO_2(2.62%~3.15%)和Na_2O+K_2O(5.71%~7%),稀土元素含量高,显示明显的右倾模式,高场强元素Ti、Zr相对富集。变流纹岩具有高硅和钾,极低的MgO,MnO和CaO,不相容元素(K,Rb,Th,U,Pb)强烈富集,Sr,P,Ti显著亏损,Nb和Ta相对弱亏损的特点,形成于造山后伸展环境,其LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为435±2Ma。变流纹岩底垫贯穿或底垫侵入于蛇绿岩不同的单元组分中(橄榄岩、辉绿岩和玄武岩等),说明和布克赛尔蛇绿岩所代表的洋盆在早志留世晚期之前已经闭合。     

西准噶尔蛇绿混杂岩中洋岛玄武岩研究新进展

洋岛玄武岩(OIB)起源研究是当代固体地球岩石学及地球化学最基本问题之一,通常被认为源于地幔柱。西准噶尔位于中亚造山带的西南缘,该地区发育多条蛇绿混杂岩带,主要包括唐巴勒、玛依勒、达尔布特及克拉玛依蛇绿混杂岩带,它们组成相似,主要为蛇纹岩、蛇纹石化方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、纯橄岩、铬铁矿、辉石岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩(拉斑质和碱性)、硅质岩及斜长花岗岩。随着研究的不断深入,在西准噶尔蛇绿混杂岩带中不断有不同时代OIB被识别。这些玄武岩属于碱性玄武岩系列,具有高TiO2和FeOt,低MgO,强烈富集轻稀土元素特征,没有明显Nb、Ta负异常,与日喀则及夏威夷洋岛玄武岩地球化学特征极为相似,可能形成于大洋板内的海山或洋底高原,认为其成因与地幔柱相关,表明在西准噶尔(洋)的演化过程中,不仅是洋内俯冲系统,还伴有地幔柱活动。结合前人研究,认为中亚造山带可能是洋内俯冲+地幔柱复合的演化模型。同时,对中亚造山带中的OIB及OIB型玄武岩形成时代进行系统总结发现,它们不仅时代宽度大,并且具有连续发育的特点。对正确认识地幔柱活动在显生宙中亚造山带地壳增生过程中的贡献提供新的资料和证据。     

新疆西准噶尔巴尔鲁克蛇绿混杂岩带发现蓝闪片岩

通过1:25万区调修测工作,确认了巴尔鲁克蛇绿构造混杂岩(带)的存在。在野外调查与研究工作中,发现该蛇绿岩(带)组分较为齐全,在其中还发现了蓝闪片岩,这对研究巴尔鲁克蛇绿构造混杂岩(带)及本地区的地质构造演化具有重要意义。     

新疆西准噶尔拉巴西蛇绿混杂岩带地质特征及其意义

新疆西准噶尔地区是古生代经过俯冲-增生形成的复合造山带。该地区分布有多条蛇绿岩带,其中的拉巴西蛇绿岩带是比较重要的一条,通过对该蛇绿混杂岩特征的研究,认为该区蛇绿岩尽管受到强烈的多期构造肢解,但根据岩石类型仍能恢复蛇绿岩的原始层序。本文重点讨论了拉巴西蛇绿混杂岩的地球化学特征,认为其形成时代为晚寒武世-中奥陶世,就位时代为中晚志留世,蛇绿混杂岩产于弧前或弧后小洋盆环境。研究发现,该蛇绿混杂岩具有明显的铬铁矿化,为下一步找矿指明了方向。     

西准噶尔蛇绿混杂岩演化

新疆西准噶尔及其以北的塔尔巴哈台山南缘广泛出露蛇绿混杂岩.克拉玛依蛇绿岩[1,2]和塔城北山早奥陶世蛇绿岩[3]的发现促进了对该区地质演化认识的深入.西准噶尔的奥陶系-志留系海相沉积变质岩主要出露在唐巴勒地区(含志留系蓝片岩[4]).克拉玛依地区的古老地质体最近才被识别[2,5].     

东准噶尔卡拉麦里蛇绿混杂岩中斜长角闪岩的发现与洋中脊构造环境的确认

在新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿混杂带中新发现了斜长角闪岩,主要呈透镜状夹持于变质橄榄岩之中。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,获得斜长角闪岩锆石U-Pb年龄为(402.7±4.9)Ma,表明其原岩形成时代为早泥盆世。岩相学、岩石地球化学及Sr-Nd同位素分析表明,斜长角闪岩的原岩可能为变辉长岩,样品SiO_2含量为47.58%~50.57%,MgO含量为8.04%~9.12%及对应的Mg#值为63.89~67.64,Ni和Cr含量分别为68.9×10~(-6)~99.2×10~(-6)和306×10~(-6)~398×10~(-6),与洋中脊拉斑玄武岩一致。稀土元素配分曲线呈弱亏损型至平坦型,微量元素蛛网图总体与N-MORB相似,无明显的Nb、Ta Zr、Hf及Ti的亏损,各元素的丰度也与N-MORB接近。样品均具有较高εNd(t)值(8.7~9.2),表明其原始岩浆来源于亏损地幔。在TiO_2-FeOT/MgO和Th-Ta-Hf/3构造环境判别图解中,所有样品均落入洋中脊玄武岩区域内。结合区域地质构造背景,认为斜长角闪岩可能形成于洋中脊构造环境,代表了被肢解的古洋盆岩石圈残片,应为卡拉麦里蛇绿混杂岩的组成部分,揭示了该洋盆的开启时限至少可追溯至早泥盆世。     

准噶尔盆地西缘克拉玛依早古生代蛇绿混杂岩带的厘定

准噶尔盆地西缘新发现的克拉玛依蛇绿混杂带,其形成时代尚未给出确切的结论。本文通过微体古生物研究,确定该蛇绿混杂岩带形成于早古生代。     

西准噶尔白碱滩二辉橄榄岩中两种辉石的出溶结构及其地质意义

克拉玛依白碱滩尖晶石二辉橄榄岩主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和尖晶石组成,橄榄石和斜方辉石均发生程度不等的蛇纹石化.单斜辉石一般很新鲜.单斜辉石和斜方辉石均发育出溶结构,出溶条纹或者平直或者发生舒缓的弯曲变形（即便是在发生弯曲的情况下也是完全平行的）.透辉石-普通辉石出溶体一般呈针状（直径一般为1μm,长度＞150μm）,顽火辉石出溶条纹直径一般为1～3μm（长度＞300μm）.斜方辉石主晶属于顽火辉石-易变辉石,单斜辉石主晶为透辉石（成分很均一）.地质温度压力估算表明,白碱滩二辉橄榄岩中辉石出溶结构发生的温度为700℃～1000℃、压力为2.0～2.7GPa,它们代表辉石出溶结构形成的最低PT条件.白碱滩二辉橄榄岩至少经历了三个演化阶段：原始辉石与尖晶石和橄榄石平衡共生（阶段Ⅰ,＞94km）;随着地幔上隆,原始辉石结构不稳定,分解并形成出溶结构（阶段Ⅱ,700℃～1000℃）,斜方辉石开始分解的深度为94km,单斜辉石开始分解的深度为78km;之后,蛇绿岩经历的侵位事件导致辉石发生塑性变形（阶段Ⅲ）.蛇绿岩侵位之前,地幔岩曾发生了＞50km的隆升,而且,在隆升过程中地幔岩没有发生明显部分熔融（地幔岩因此没有经历明显的岩浆抽提过程）.     

北天山西部温泉岩群中石榴角闪岩的岩石学和变质作用P-T轨迹研究

北天山西部温泉岩群中新发现的石榴角闪岩对于研究中亚造山带的形成与演化具有重要意义。详细的岩相学和相平衡模拟的结果表明,石榴角闪岩的变质演化过程可以划分为三个阶段:(1)升温升压进变质阶段,以石榴子石中包裹绿帘石为特征,矿物组合为石榴子石+角闪石+斜长石+石英+钛铁矿+绿帘石,峰期变质条件为700℃/9. 6kbar,可能发生的变质反应为角闪石+绿帘石+石英→石榴子石+斜长石+水;(2)近等温降压退变质阶段,以石榴子石周围发育由"斜长石+石英+角闪石"组成的"白眼圈"结构为特征,可能发生的变质反应为石榴子石+石英+水→角闪石+斜长石;(3)降温降压退变质阶段,以石榴子石发育绿泥石化为特征。结合前人研究成果,推测石榴角闪岩形成于晚奥陶世古亚洲洋俯冲消减的环境中。     

西准噶尔石炭纪洋中脊俯冲岩浆活动:以玛里雅蛇绿岩为例

玛里雅蛇绿岩位于新疆准噶尔西缘达拉布特断裂东侧的弧前增生楔内,形成于石炭纪,出露岩石类型齐全,其中硅质岩与火山岩相间出露,多表现为非构造接触。地球化学特征表明,它们大致可以分为四个系列:(1)A系列为岛弧英安岩,Th强烈富集,可能有洋壳沉积物参与,高场强元素Nb亏损,与洋壳的俯冲有关;(2)M系列与典型洋中脊玄武岩的稀土元素配分模式一致,不过Ba强烈富集,可能受到俯冲流体的影响;(3)E系列位于地幔序列N-MORB和E-MORB之间,表明它可能是地幔岩浆的混合产物,未受到地幔岩浆源区之外物质的影响;(4)O系列与典型的洋岛玄武岩基本一致,只是Ta、La和Th含量略偏低,但都处于地幔序列范围内,可能与其他岩浆源有轻微的混合。这种岩浆特征与智利洋中脊俯冲环境下所产生的岩浆特征一致;由于西准噶尔晚古生代仍然发生俯冲消减,因此推测玛里雅蛇绿岩可能形成于洋中脊俯冲环境。     

Geochemical signature of porphyries in the Baogutu porphyry copper belt, western Junggar, NW China

The Baogutu porphyry copper belt lies in the Darbut transitional island arc of the western Junggar, in the western section of the Central Asian Orogenic Belt in NW China. Our new petrographic results for the ore-bearing porphyry stocks in the Baogutu porphyry copper belt recognize them as diorite porphyry stocks rather than the granodiorite porphyry stocks as previously identified. The copper mineralization is hosted in the diorite, diorite porphyries and related breccias of the diorite porphyry stocks.Geochemical data indicate that the ore-bearing porphyries have a predominantly intermediate composition with a transitional character from tholeiite to calc-alkaline, and are enriched in large ion lithophile elements (LILE) and depleted in high field strength elements (HFSE) with a clear negative Nb anomaly. REE patterns show distinct enrichments in LREE relative to HREE. The rocks also exhibit high initial εNd(t) (+ 2.7 to + 6.3) ratios and low initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr values (0.70359–0.70397). Many samples are chemically similar to adakites (e. g. Yb < 1.9 ppm, Y < 18 ppm, Sr/Yb > 20, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr < 0.7045). These data are consistent with a transitional island arc from immature arc to mature arc and suggest that the ore-bearing porphyry system was derived from the partial melting of multiple sources including oceanic crust and a subduction-modified mantle wedge, with melts undergoing significant crystal fractionation during convergence between the paleo-Junggar ocean and the Darbut arc.     

卡姆斯特蛇绿混杂岩的岩石学研究及其地质意义

东准噶尔卡姆斯特蛇绿岩剖面由玄武岩、变辉长岩、辉石岩、蛇纹石片岩、硅质岩和火山碎屑岩等组成。辉石不发育出溶结构,说明地幔岩侵位过程相对缓慢(从上地幔到下地壳迁移过程中没有发生突然抬升或者 PT 条件的巨大改变)。辉石岩中存在三类角闪石:具有出溶结构的角闪石(Amp Ⅰ,镁绿钙闪石),与 Amp Ⅰ共生的均匀角闪石(Amp Ⅱ,镁质普通角闪石),以及交代单斜辉石边部的角闪石(Amp Ⅲ,钙镁闪石质普通角闪石)。基于对辉石岩和变辉长岩中角闪石的化学组成及其结构的仔细研究,获得该蛇绿岩侵位的基本演化特征如下:地幔岩在中下地壳环境被快速抬升,导致辉石岩中的角闪石分解而形成铬磁铁矿出溶结构,当蛇绿岩侵位到中地壳环境后,岩石经受角闪岩相退变质改造,继续上升到上地壳环境后,岩石发生绿片岩相的退变质。     

西准噶尔克拉玛依OIB型枕状玄武岩地球化学及其地质意义研究

克拉玛依西山的枕状玄武岩与浊积岩-凝灰岩共生,厚度大于400米的枕状玄武岩层被火山角砾岩-安山岩-硅质岩．凝灰岩覆盖。岩枕之间充填着硅质泥岩。锆石SHRIMP定年结果表明,枕状玄武岩可能在早寒武世形成（〉517Ma,这套地层曾经一直被认为属于石炭系）。枕状玄武岩的稀土元素含量（117．4×10^-6～153．6×10^-6）和配分模式与洋岛玄武岩（OIB）基本一致。枕状玄武岩中大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba、K、Pb和Sr）的含量变化较大（明显偏离OIB）,高场强元素（Nb、Ta、Zr、Hf、Ti和P）相对OIB和原始地幔没有表现出明显异常[e．g．,（Nb／Ta）PM=0．92-O．98,（Zr／Hf）PM=1．08-1．18]。西准噶尔地区存在这套OIB型海相火山．沉积建造说明古亚洲洋在西准噶尔地区于寒武纪就已经存在。这套海相玄武岩岩枕中存在大量古元古代一新太古代（1883—2536Ma）岩浆锆石的事实说明,早古生代洋岛玄武岩岩浆源区存在古老大陆地壳物质。     

新疆哈图金矿蚀变岩型矿体地质和地球化学研究

哈图金矿主要由石英脉型和蚀变岩型矿体组成。蚀变岩型矿体的矿化蚀变主要包括钠长石化、黄铁矿化、毒砂化、碳酸盐化和绢云母化,其中黄铁矿化、毒砂化和碳酸盐化与成矿作用密切相关。矿体中主要金属矿物为黄铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿和自然金。自然金主要存在于毒砂颗粒间隙内或被黄铁矿包裹。蚀变岩型矿体成矿作用可划分为5个阶段:石英-钠长石阶段(Ⅰ)、黄铁矿-钠长石阶段(Ⅱ)、毒砂-碳酸盐阶段(Ⅲ)、黄铜矿-碳酸盐阶段(Ⅳ)和石英-方解石阶段(Ⅴ),其中Ⅲ—Ⅳ阶段是主要的成矿期。黄铜矿-碳酸盐阶段(Ⅳ)沉淀了大量黄铜矿和少量辉铜矿。不同程度蚀变的玄武岩围岩具有相似的平坦型球粒陨石标准化稀土元素配分模式,并富集Cs、Ba、Rb、Sr和Pb等大离子亲石元素。石英-钠长石脉的轻、重稀土元素发生了弱分馏,呈弱右倾式配分模式,显示弱的Eu正异常。石英-方解石脉的轻、重稀土元素分馏和Eu正异常较石英-钠长石脉明显,说明成矿作用过程中,成矿流体向轻稀土元素富集和Eu正异常增强的方向演化。