河北武安洪山正长岩杂岩体成因与地表快速隆升-剥蚀特征

为了解洪山正长岩杂岩体的源区和成因,以及其形成过程中伴随的地表快速隆升-剥蚀现象,在详细野外地质调查的基础上,采用岩石学、地球化学、U-Pb年代学和锆石Lu-Hf同位素研究.获得洪山正长岩杂岩体内粗粒辉石正长岩和粗面岩锆石U-Pb定年结果分别为125.6±1.2 Ma和121.9±2.3 Ma,粗粒正长岩年龄介于二者之间;岩体属于高硅、富碱、富铝、贫镁、Mg#较低的准铝质-过铝质碱性岩,经历了大量地壳流体的改造;粗粒辉石正长岩锆石普遍发育年龄相近的核-边结构,核部ε_Hf（t）为-5.0~-8.4,具有较高的U、Th、Pb含量,边部与同时期的粗面岩锆石特征一致ε_Hf（t）为-11.3~-14.4,U、Th、Pb含量较低,表明锆石结晶初期岩浆具有地壳来源的特征;喷出相的粗面岩直接覆盖在中心相的粗粒正长岩上,这一现象说明洪山正长岩杂岩体形成过程中伴随了地表的快速隆升-剥蚀.洪山正长岩杂岩体的形成过程与拆沉作用关系密切,是华北克拉通减薄作用在地表浅部的响应.      

华北克拉通小秦岭地区元古宙正长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

小秦岭地区是华北克拉通中央带南部一个重要组成部分。关于其地壳组成、变质作用,尤其是岩浆作用年龄的研究,对确认小秦岭地区在1.85～1.70 Ga期间大地构造是非常重要的。报道了小秦岭地区北部古元古代正长岩LA-ICP-MS锆石 U-Pb平均年龄为（1 831.0±6.8）Ma(95%可信度,MSWD=0.37);结合年龄数据和地质证据,认为小秦岭地区（1 831.0±6.8）Ma正长岩形成于华北克拉通南缘地壳减薄作用环境之中,可能也是大火成岩省的一个组成部分,并探讨了华北克拉通在1.90～1.85 Ga和1.85～1.70 Ga 期间的演化历史。     

西藏查孜地区中新世正长岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及岩石成因

查孜正长岩体是拉萨地块中段新发现的中新世钾质-超钾质侵入岩,岩性主要为中粗粒石英角闪正长岩和斑状石英正长岩,有暗色包体发育.对两种正长岩进行了岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学研究.结果显示,两种岩石的锆石U-Pb年龄分别为10.37±0.24 Ma、11.06±0.39 Ma,代表它们形成于中新世,是拉萨地块后碰撞岩浆作用的产物.查孜正长岩具有相对高钾（K₂O=6.75%~7.39%）、低镁（MgO=1.44%~2.97%）的特征,K₂O/Na₂O>1,属钾质岩;具有与超钾质岩石相似的微量元素特征,强烈富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE）,相对亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、P等高场强元素（HFSE）和重稀土元素（HREE）,但Cr（22.7×10-6~64.6×10-6）、Ni（18.9×10-6~46.6×10-6）含量明显偏低.其中,斑状石英正长岩的SiO₂含量相对较高,但MgO、K₂O、Cr、Ni、REE和Y等元素含量比石英角闪正长岩的低.综合分析认为,查孜正长岩主要形成于岩浆混合作用,是富集岩石圈地幔部分熔融形成的超钾质岩浆与地壳物质部分熔融形成的酸性岩浆混合的结果,两种岩石的地球化学差异主要是岩浆混合的程度和比例不同导致的;它的形成可能与岩石圈地幔的减薄作用有关.      

兴蒙造山带晚古生代伸展减薄过程: 来自内蒙林西地区岩体的地球化学证据

内蒙古林西县双井地区出露一套含暗色包体的花岗质岩体,位于双井片岩和房框子单元花岗质片麻岩接触带,该岩体对厘定古亚洲洋演化阶段、西伯利亚板块和阿穆尔板块最终碰撞缝合时限具有重要意义。本文对该岩体进行了详细的岩相学、岩石地球化学以及锆石U-Pb年代学研究,讨论了该岩体成因、岩浆源区以及研究区造山带地壳演化等问题。岩体中暗色包体和周边花岗岩大部分锆石记录了~285Ma和~270Ma两期年龄,少量锆石记录了~320Ma的较老年龄,表明该区域在晚石炭世就存在岩浆活动,并在~285Ma、~270Ma更为显著,且岩浆活动具有幕式发生的特点,通过锆石的Ti温度计算得岩浆形成温度为~670℃。暗色包体相较周边花岗岩部分更富Al₂O₃（>13.96%）、CaO（>1.61%）、Na₂O（>4.61%）以及Fe₂O₃（>3.67%）、MgO（>0.62%）、TiO₂（>0.28%）、P₂O₅（>0.08%）等,但贫K₂O（< 2.10%）,但二者发育有一致的变形现象,具有相同的侵位时代（误差范围内一致）、相似的微量元素配分模式、相近的Sr-Nd-Hf同位素组成,指示二者可能为同源岩浆不同演化阶段的产物。此外,暗色包体样品中,Zr/Hf比值介于31.74~37.08之间（接近原始地幔的Zr/Hf比值36.25）,黑云母有壳源和壳幔混合源两种成因类型,I_Sr值介于0.7039~0.7055之间,ε_Nd（t）值介于-7.30~-5.87之间,锆石的ε_Hf（t）介于-3.58~6.72之间等地球化学特征,均指示暗色包体的母岩浆在形成过程中有幔源物质的加入,以上特征显示岩体为壳幔混合源岩浆经历不同演化阶段后的产物。岩体中锆石Eu/Eu^*与地壳厚度的拟合结果显示研究区在ca. 290~270Ma地壳经历了一次显著的减薄过程（ca. 50~35km）,为区域存在地幔物质上涌提供了动力学证据。结合前人资料,本次研究的含暗色包体的花岗质岩体属于大石寨期,其母岩浆的形成、侵位时代,以及壳幔混合源等地球化学特征精细地约束了该区大石寨期岩浆活动的发育时间及过程,为研究西拉木伦缝合带晚古生代构造演化提供了新证据,同时也清晰地指示出古亚洲洋在晚古生代末期并不处于大洋俯冲阶段,而是造山后的伸展裂解阶段。

     

内蒙古固阳地区早石炭世花岗岩的发现： 来自SHRIMP锆石U-Pb年代学的证据

内蒙古固阳地区位于华北克拉通北缘,区内出露大规模晚古生代早石炭世花岗岩,花岗闪长岩呈脉状侵入于主体花 岗岩中,同时脉状侵入岩中还有闪长岩包体存在。对这三类岩石分别进行岩石地球化学分析和SHRIMP锆石U- Pb同位素 测定,结果表明3个样品均富集LILE和LREEs,且具有REE轻度分馏,Nb、Ta与Ti负异常,Rb、Th和K正异常的特征,为 钙碱性系列。花岗岩、花岗闪长岩和闪长岩三个岩体的SHRIMP锆石U-Pb定年结果分别为：330.8Ma、324.7Ma、329.2 Ma,属 于早石炭世。早石炭世华北克拉通与西伯利亚板块尚未发生碰撞,固阳地区北部的早石炭世岩体应为古亚洲洋向华北板 块俯冲的结果。花岗岩主要源于陆壳物质的重熔,花岗闪长岩可能来源于花岗质岩浆和闪长质岩浆的混合作用。     

北祁连玉石沟蛇绿岩形成时代的上限——来自正长岩锆石U-Pb定年的证据

北祁连地区玉石沟蛇绿岩以发育较完整和典型的蛇绿岩岩石组合而备受关注。对侵入于玉石沟蛇绿岩中的正长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得正长岩的结晶年龄为522.7±5.3Ma,属早寒武世。这是北祁连地区最早的碱性侵入岩浆活动记录。该年龄的获得限定了玉石沟蛇绿岩形成时代的上限,应不晚于522Ma,即玉石沟蛇绿岩所代表的洋盆的发育扩张过程至少在该时限前已结束。     

太行山南段洪山火山岩的锆石U-Pb年龄、地球化学特征及Hf同位素组成

洪山岩体是太行山南段中生代侵入岩的重要组成部分,具有碱性岩特征。洪山岩体南北两侧尚出露有火山岩类,在以往的研究中涉及较少。首次报道了洪山火山岩的锆石 U-Pb 年代学、全岩元素地球化学和锆石 Hf 同位素数据。锆石 U-Pb 定年结果表明,洪山火山岩形成年龄为(132.8±1.1) Ma,与洪山正长岩基本同期。其岩石类型为粗面质岩屑晶屑凝灰岩,具有富Al₂O₃(15.13%~16.78%)、高TFeO(5.61%~8.69%)、富碱(K₂O+Na₂O =9.72%~11.13%)的含量特征,无Eu异常(δEu=0.97~1.02),轻重稀土分馏明显(LREE/HREE=8.61~12.30),富集Rb、Sr、Th、K等大离子亲石元素(LILEs),而亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs)。洪山凝灰岩锆石测得ε_Hf (t) 值变化范围为-20.51~-12.34 ,对应的地壳模式年龄(T^C_DM)为1.9~2.5 Ga。洪山凝灰岩与洪山正长岩是同期-同源的岩浆作用的产物,形成于早白垩世由挤压环境向伸展环境转变的构造格局,是EMI型富集地幔部分熔融形成富碱的基性幔源岩浆上升,提供的热量诱发古老下地壳物质重熔,又与该壳源熔体混合形成母岩浆,再经历镁铁质矿物的分离结晶作用形成的。     

华北克拉通对Rodinia超大陆裂解的响应——来自贺兰山北段小松山地区辉长岩地球化学、年代学及Hf同位素的新证据

华北克拉通西缘贺兰山北段小松山地区辉长岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和锆石Hf同位素的研究结果表明,辉长岩的侵位结晶年龄为835.5±5.3Ma,即形成于新元古代早期,属于板内拉斑玄武岩系列岩石,总体上略富集轻稀土元素、大离子亲石元素Rb、Ba、La,略亏损高场强元素Th、Nb、Zr、Hf等;具有较高的εHf(t)值(5.83~7.87),其单阶段模式年龄tDM1为1075~1155Ma,两阶段模式年龄tDM2为1176~1289Ma。综合研究发现,辉长岩的原始岩浆起源于中元古代富集型地幔,形成于华北陆块西缘的板内伸展环境,说明华北陆块响应了Rodinia超大陆裂解,也是Rodinia超大陆的一部分。     

华北克拉通中部阜平杂岩的演化及其构造属性:来自湾子表壳岩碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素证据

出露于华北克拉通中部带太行山区的阜平杂岩经历了角闪岩相至麻粒岩相变质作用,传统上视为古老的太古宙地层,其形成历史和演化对正确理解华北克拉通前寒武地质有着十分重要的意义.     

华北克拉通减薄过程中岩浆深部过程及浅部响应:以河北武安坦岭杂岩体为例

白垩纪时期华北克拉通东部岩石圈发生了强烈的减薄作用,其减薄过程中岩石圈、岩浆的深部过程及浅部响应仍存在较大争议。本文以华北克拉通中部的河北武安坦岭杂岩体为研究对象,进行了详细的野外地质调查、岩相学观察、矿物电子探针分析、岩石地球化学分析以及锆石年代学研究。锆石SHRIMP U-Pb测年结果显示,细粒二长岩的年龄为134Ma,具似斑状及斑状结构的岩石的平均年龄为127Ma。岩相学观察及BSE图像显示,坦岭各岩体的斜长石均具有复杂的结构。文中对杂岩体各侵入岩中的斜长石进行了综合分析,表明其具有不同的生长环境和生长过程。通过对坦岭杂岩中各侵入岩中角闪石的温度、压力计算,获得的计算结果可大致归为三个阶段,温度为927～940℃、819～852℃、696℃,压力为347～390MPa、179～223MPa和30MPa,对应的形成深度为13～15km、7～8km和1km。根据斜长石晶体群成分剖面的分析及角闪石温压计的计算结果,本文提出了一个多重岩浆房模型:来自深部幔源的流体形成流体超压将至少二个岩浆房进行活化,并夹带不同岩浆房中的晶体和残余岩浆进行混合形成熔体-流体流迅速上侵冷却就位于地表,伴随着多次脉动及地壳快速抬升完成了坦岭杂岩体的组装过程。在此过程中,研究区地壳在7Myr内抬升了约5km,表明了拆沉作用的发生,是华北克拉通岩石圈减薄的浅部响应。     

滇西六合正长斑岩和花岗岩包体中锆石U-Pb年代和微量元素地球化学研究

六合正长斑岩是滇西新生代富碱斑岩的典型代表,以发育各类深浅不一的岩石包体而闻名,其中包括了同期的花岗岩包体;主岩和包体所蕴含的深部地质过程对于富碱岩浆的形成和演化具有重要约束作用。本文以六合正长斑岩和其中花岗岩包体的锆石微量元素地球化学为研究重点,结合主岩主量元素、锆石U-Pb年龄、Ti温度、锆石氧逸度的对比研究,分析和探讨富碱岩浆的形成和演化过程。研究表明:锆石U-Pb年龄所限定的六合富碱岩浆活动时限为(37.89±0.96)~(35.87±0.58) Ma;而花岗岩包体代表的同期富硅酸性岩浆活动时限为(38.21±0.44)~(36.21±0.36) Ma;两者几乎同步活动。锆石微量元素成因判别图显示主岩锆石主要位于钾镁煌斑岩范围,暗示富碱岩浆源区具地幔属性;花岗岩包体锆石大多位于花岗岩范围,两者在花岗岩范围有部分重叠,证实了主岩锆石和花岗岩包体锆石结晶时存在共同的生长环境。Ce^(Ⅳ)/Ce^(Ⅲ)比值估算和Ti温度计算显示,在36.42~36.41 Ma范围内富碱岩浆氧逸度和锆石结晶温度发生突变,指示在该时限内富碱岩浆及所裹挟的花岗质岩浆发生了混合作用;氧逸度的振荡降低反映了后期幔源岩浆的补充。综合研究认为,六合地区来自富集地幔的喜山期富碱岩浆底侵熔化上覆深部地壳长英质岩石形成花岗质岩浆,随即以富碱岩浆为主与少量花岗质岩浆不均一混合并同步结晶成岩形成含有花岗岩包体的正长斑岩。     

青海祁漫塔格山乌兰乌珠尔斑状正长花岗岩LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年及地质意义

青海祁漫塔格地区乌兰乌珠尔正长花岗岩具有高硅、高碱(AR为3.02~5.88,NK/A为1.04~1.17,A/CNK为0.96~1.07)、高TFeO/MgO和贫CaO、MgO的特征;∑REE较高,LREE略富集,轻重稀土元素分馏不十分明显,Eu负异常明显,稀土元素配分模式呈稍右倾的V字形;明显富集Rb、K、Th等大离子亲石元素,相对富集Zr、Hf等高场强元素,相对亏损Ba、Sr、P、Ti、Nb等。这些资料显示了A2型铝质花岗岩的特征,其来源可能与洋壳、岛弧建造组成的年轻地壳有关。采用LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年方法,获得乌兰乌珠尔正长花岗岩体的206Pb/238U年龄为388.9Ma±3.7Ma(MSWD=3.1),代表该岩体的形成年龄。结合岩石地球化学、构造特征和区域地质背景,认为该岩体形成于后造山或造山作用演化晚期相对伸展的环境。     

青海祁漫塔格山乌兰乌珠尔斑状正长花岗岩 LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年及地质意义

青海祁漫塔格地区乌兰乌珠尔正长花岗岩具有高硅、高碱(AR为3.02~5.88,NK/A为1.04~1.17,A/CNK为0.96~1.07)、高TFeO/MgO和贫CaO、MgO的特征;∑REE较高,LREE略富集,轻重稀土元素分馏不十分明显,Eu负异常明显,稀土元素配分模式呈稍右倾的V字形;明显富集Rb、K、Th等大离子亲石元素,相对富集Zr、Hf等高场强元素,相对亏损Ba、Sr、P、Ti、Nb等。这些资料显示了A2型铝质花岗岩的特征,其来源可能与洋壳、岛弧建造组成的年轻地壳有关。采用LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年方法,获得乌兰乌珠尔正长花岗岩体的206Pb/238U年龄为388.9Ma±3.7Ma(MSWD=3.1),代表该岩体的形成年龄。结合岩石地球化学、构造特征和区域地质背景,认为该岩体形成于后造山或造山作用演化晚期相对伸展的环境。     

赣南全南正长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄及其对华南燕山早期构造背景的制约

SHRIMP锆石U-Pb年龄测定结果表明,赣南全南正长岩的形成年龄为(161±4)Ma。受地壳混染影响程度最低的正长岩样品具高钾(K2O/Na2O≥1)、富集大离子亲石元素、轻稀土元素和高场强元素(Nb/La≈1.4、Nb/Th≈15)、εNd(t)≈+3.4的特征,属板内“裂谷型”钾质碱性岩(和桂东南地区侏罗纪正长岩类似),而明显不同于“岛弧型”钾质碱性岩。上述结果以及区域岩浆岩组合特征表明,华南内陆侏罗纪的构造环境类似于板内裂谷或“盆岭构造”。     

华北克拉通南缘崤山地区后河岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及对区域成矿潜力的启示

后河岩体位于华北克拉通南缘崤山北部,岩体侵位于太古宙太华超群地层中,主要岩性是黑云母石英二长岩和黑云母二长花岗岩。黑云母石英二长岩和黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为(131.0±1.8) Ma和(127.3±1.0) Ma。地球化学特征表明二者均具有富钾(K2O/Na2O =1.00~1.51)、过铝(A/CNK =1.12~1.17)、贫镁(Mg#=26~34)的特征,属高钾钙碱性系列的过铝质花岗岩。轻重稀土元素分馏程度较高,富集轻稀土,亏损重稀土,总体富集大离子亲石元素(LILE)而亏损高场强元素(HFSE),Eu异常不明显(δEu=0.84~0.97),(La/Yb)N比值高。Hf同位素特征显示,εHf(t)具有明显的负值(-17.8~-9.5),TDM2主要集中在2.3~1.7 Ga。综上所述,早白垩世后河岩体是华北克拉通南缘加厚下地壳部分熔融的产物,形成于地壳由挤压加厚向伸展减薄转换的阶段。     

西藏措勤地区布嘎寺碱性正长岩的特征及构造环境

布嘎寺正长岩体是目前冈底斯乃至青藏高原地区唯一含似长石及碱性暗色矿物的新生代碱性正长岩体,主要岩性为霓辉正长岩。碱性正长岩体与新生代钾质熔岩密切共生,Ar-Ar法测得正长岩的年龄为27.14Ma±0.05Ma,略早于熔岩。正长岩在化学成分上高钾、富碱,K2O Na2O>11%,K2O>8%,K2O/Na2O>2,里特曼指数σ>9,属超钾质的碱性系列岩石。岩石富集大离子亲石元素、生热元素和轻稀土元素,贫Sr、Ba,具弱的Eu负异常。岩石地球化学特征、O同位素组成、黑云母化学成分等显示其成岩物质来源于富集的上地幔。渐新世碱性正长岩与中新世钾质火山岩构成了该区碰撞后的构造岩浆组合,是在印度-欧亚板块碰撞引起的岩石圈加厚及高原隆升的基础上,岩石圈拆沉、软流圈上涌导致富集的岩石圈地幔部分熔融所形成的。     

滇西澜沧江构造带南段沙乐花岗岩的锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

沙乐花岗岩位于滇西思茅地块南涧县南西沙乐乡一带,主要由黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩组成,被少量正长斑岩侵入。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年得出黑云母二长花岗岩的形成年龄为246.4±2.6 Ma,花岗闪长岩的形成年龄为245.7±3.6Ma,表明该花岗岩体的形成时代属于早三叠世。岩石SiO₂含量71.44%~76.39%,Al₂O₃含量12.72%~16.15%,K₂O/Na₂O=0.1~1.30,均属高钾钙碱性过铝-强过铝花岗岩。根据地球化学特征和微量元素构造判别图解,样品点主要落入“火山弧花岗岩”、“板内花岗岩”区域,少量落入“碰撞花岗岩”区域,表明其形成于俯冲-碰撞岩浆弧转换环境。在Sr-Yb花岗岩分类图解中,主要属常见的低Sr高Yb花岗岩,少数样品属低Sr低Yb花岗岩,其物质来源为含砂质的变质泥质岩。结合锆石定年结果及岩体产出的区域地质背景,认为沙乐花岗岩形成于缅泰马陆块与思茅地块大陆碰撞造山过程的初始阶段,同时表明昌宁-孟连洋碰撞最早时限为早三叠世。     

内蒙古阿拉善地区二叠纪曼德林乌拉岩体年龄、成因及其地质意义

内蒙古阿拉善地块北缘及其邻区广泛出露早古生代—早中生代侵入岩,其时空分布、源区物质组成及成因对研究阿拉善北部地区构造演化乃至整个中亚造山带南缘晚期的演化具有重要意义。曼德林乌拉岩体位于阿拉善地块北部雅布赖-诺尔公-洪古尔玉林带西段,岩体以二长花岗岩为主,广泛发育岩浆暗色包体。这些镁铁质包体为岩浆结构,大多具有塑性外形,并具有多种不平衡结构和矿物组合,如斜长石环带、针状磷灰石等。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,曼德林乌拉二长花岗岩年龄为271±3Ma,花岗岩中发育的包体年龄为271±2Ma,表明该岩体形成于二叠纪,而非之前认为的中生代。二长花岗岩的锆石ε_(Hf)(t)值为-18.4～-10.1,相应的二阶段Hf模式年龄为1.8～2.3Ga;暗色包体中的13颗二叠纪锆石相应的ε_(Hf)(t)值为-23.6～-9.1,相应的二阶段Hf模式年龄为1.7～2.5Ga。锆石Hf同位素特征表明,形成花岗岩和镁铁质暗色包体的这2种岩浆均来自以古老地壳物质为主的源区,这与东段诺尔公—红古尔玉林地区的中酸性侵入岩相同。曼德林乌拉岩体花岗质岩和镁铁质暗色包体的岩石学、地球化学及同位素研究表明,它们可能也具有岩浆混合成因。这为阿拉善地块北缘区域在二叠纪发生广泛的壳幔相互作用提供了进一步证据。