新特提斯洋俯冲起始的地质记录:土耳其南部蛇绿岩和变质底板

在现行板块构造理论的框架下,板块的初始俯冲是岩浆活动和构造运动发生转变的重要过程,亦是理解板块运动的关键节点。在俯冲起始过程中,主要存在四个方面的地质记录,分别为一系列地球化学成分多样的岩浆活动、SSZ型蛇绿岩、变质底板和玻安岩及其对应的铬铁矿床。特提斯造山带作为公认的研究板块构造理论尤其是初始俯冲的关键场所,一直备受地学界的重视。而土耳其南部构造带作为特提斯造山带的重要组成部分,亦是确定亚欧板块和阿拉伯板块之间缝合线存在的重要标志。该南部构造带是研究新特提斯洋俯冲起始的理想场所,上述关于俯冲初始的四个地质记录均保存良好,且有如下方面的重要特点:1)不同地区的镁铁质岩石甚至同一地区的镁铁质岩石具有不同的地球化学特征,从似洋中脊玄武岩,到过渡型岩石类型和玻安质岩石均有发育; 2)大部分蛇绿岩具有完整的序列,各单元及变质底板岩石中普遍发育侵入的基性岩脉,产状多变,是多期岩浆事件的产物; 3)蛇绿岩下部通常发育一套角闪岩相变质底板,且其年龄与蛇绿岩的形成年龄基本一致; 4)蛇绿岩中普遍发育铬铁矿床,以高Cr型为主,部分蛇绿岩中还赋存高Al-高Cr的过渡型铬铁矿,均被认为是幔源岩浆与地幔橄榄岩反应的产物。因而,这些地质体完整记录了新特提斯洋形成-俯冲-消减的演化过程。     

柴北缘超高压变质带：从大洋到大陆的深俯冲过程

    柴北缘超高压变质带同我国大别- 苏鲁造山带类似,同属典型的大陆型俯冲碰撞带。柯石英在榴辉岩和片麻岩中均 有发现,且石榴橄榄岩锆石中含有金刚石。本文从岩石学、温压计算、地球化学和年代学四个方面,对此带中的鱼卡、绿 梁山、锡铁山和都兰4 个榴辉岩和石榴橄榄岩出露地区近些年的研究进展进行了系统详细的综述。与典型的大陆型俯冲碰 撞带不同,柴北缘超高压变质带保存了早期陆壳俯冲前发生的洋壳深俯冲的证据。因此,结合现有数据,本文对柴北缘超 高压变质带从大洋俯冲到大陆俯冲碰撞的构造演化模式进行了探讨。     

俯冲循环组分对大洋地幔不均一性的定量约束

大洋地幔内部存在广泛的不均一性,其成因可有多种模式,其中俯冲循环作用对地幔组成的变化具有重要影响. 为明确各循环组分对亏损地幔的改造作用及其在富集源区中的相对贡献,系统总结了不同循环组分（远洋沉积物、俯冲洋壳、陆壳）的平均微量元素特征,计算了各循环组分在俯冲过程中经历的化学变化. 基于改造后的循环组分,开展与亏损地幔源区的混合和熔融模拟. 结果表明,HIMU型玄武岩可以由纯俯冲洋壳（≤10%）与亏损地幔（≥90%）混合形成的源区,经较低程度熔融（0.5%~1.5%）形成;而EMI型玄武岩可以由俯冲洋壳（≤10%）、俯冲剥蚀的下陆壳物质（≤3%）、亏损地幔（≥90%）混合形成的源区,经较低程度熔融（1%~2%）形成;EMII型玄武岩可以由俯冲洋壳（≤10%）、GLOSS-II（全球俯冲沉积物）或上陆壳物质（≤0.8%）与亏损地幔（≥90%）混合形成的源区,经较低程度熔融（1%~1.5%）形成.      

西藏冈底斯带东段尼木地区中二叠世和晚三叠世基性岩浆作用及其对新特提斯洋初始俯冲的约束

野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究发现,藏南冈底斯带尼木地区出露有规模较大、原岩形成于中二叠世（~266Ma）和晚三叠世（220~219Ma）的变质基性岩,而晚三叠世变质基性岩中还存在~2.5Ga的捕获锆石。全岩地球化学分析显示,两期基性岩具有相似的地球化学特征,即：（1）相对富集轻稀土元素,亏损重稀土元素和高场强元素;（2）比较一致的Sr和Nd同位素比值（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr（t）=0.703225~0.703664,ε_Nd（t）=6.51~6.81）。结合拉萨地块东南缘已发表的三叠纪中-基性岩地球化学数据,发现尼木中二叠世和晚三叠世基性岩皆形成于陆缘弧环境,岩浆来源于尖晶石橄榄岩地幔2.5%~4%的部分熔融,并经历了一定程度的地壳混染。对比拉萨地块西南缘与东南缘二叠纪-三叠纪俯冲相关的岩浆记录,推断新特提斯洋向拉萨地块下的初始俯冲作用具有穿时性,东段俯冲作用在~266Ma已经开启,西段则发生在255~214Ma之间。

     

拉萨地块吉朗榴辉岩的岩石学研究及其对古特提斯洋壳俯冲折返过程的限定

拉萨地块东部松多(超)高压榴辉岩记录了古特提斯洋俯冲及折返过程。松多榴辉岩带已发现松多、新达多、白朗和吉朗4个榴辉岩出露区,它们的峰期温压条件及变质p-T轨迹的研究对揭示拉萨地块古特提斯时期的俯冲及折返过程有重要意义。松多榴辉岩带东段吉朗榴辉岩的主要矿物为石榴子石、绿辉石、多硅白云母、角闪石、金红石、绿帘石、石英以及退变形成的后成合晶结构(透辉石+角闪石+斜长石)和少量的黑云母。石榴子石具有含丰富矿物包裹体的"脏"核和极少包裹体的"净"边,具有典型的进变质成分环带特征,从核部到边部镁铝榴石组分升高,锰铝榴石和钙铝榴石组分降低。石榴子石边部发育窄的角闪石+斜长石(An=28)组成的冠状体,表明石榴子石边部发生了后期角闪岩相退变质作用。通过变质相平衡模拟计算得到石榴子石以及多硅白云母记录的峰期温压条件为563℃、2. 4 GPa。结合岩相学特征,确定吉朗榴辉岩经历了4期变质演化阶段:(1)进变质阶段以石榴子石核部及其包裹体为代表性矿物组合;(2)峰期变质阶段矿物组合为石榴子石边部、绿辉石、多硅白云母、蓝闪石、硬柱石、金红石和石英;(3)早期退变质阶段以硬柱石分解产生绿帘石为特征;(4)晚期退变质阶段以绿辉石发育后成合晶和石榴子石生长冠状体为特征。认为吉朗榴辉岩为典型的低温高压榴辉岩,经历了顺时针p-T演化轨迹,折返过程为近等温降压过程。与松多带内其他(超)高压岩石相比,吉朗榴辉岩峰期温压条件较低,其围岩为变石英岩,区别于区内其他(超)高压榴辉岩的石榴子石白云母片岩及蛇纹岩围岩。推测吉朗榴辉岩来自于俯冲带浅部,由俯冲隧道中低密度沉积物裹挟折返。     

用接触变质作用标志初步判别北京房山岩体的岩浆侵位机制

近同心状房山岩体接触变质晕中变斑晶-基质关系与变质作用P-T轨迹样式的结合可以区分岩浆底劈式侵位与气球膨胀式侵位机制.例如,该房山岩体南侧接触变质晕中的下马岭组泥质变质岩的变斑晶-基质关系显示强烈的面状压扁应变变形,其变质作用P-T轨迹具等压加热趋势,综合前人成果估算该岩体4个依次侵位的岩石单元的最终就位岩浆结晶深度彼此近于一致,倾向于认为该岩体的岩浆侵位机制为气球膨胀式.      

岩脉的侵位机制对成矿作用的约束 ———以内蒙古大井锡多金属矿床为例

[摘 要] 岩脉的侵位机制对理解岩脉和矿脉的侵位过程有着重要的意义。本文详细介绍了岩脉 的侵位机制,并以大井锡多金属矿床为例初步探讨了矿区内岩脉与矿脉的关系。研究表明,区域上主要 受NW-SE 向的挤压应力,在海西期向燕山期转变阶段,区域应力场并没有发生变化,只是林西断块发 生了顺时针转动的结果。矿区范围内,同样受NW-SE 向挤压应力作用,块体也发生了相应的变化,推测 矿区西南向北东方向挤压应力逐渐减小,隆升剥蚀量也随之减小。整体上,岩脉侵位于先存裂隙,矿脉 侵位于岩脉形成的构造空间,局部具有互相穿插的现象。通过岩脉和矿脉的侵位过程,认为矿区西部寻 找斑岩型矿床潜力较大。     

雅鲁藏布江蛇绿岩的侵位机制:一个新的分析模型

蛇绿岩侵位机制是板块构造理论中一直没有得到合理阐释的科学问题,制约了许多次级问题的解决。本文综述了已发表的关键资料和地质观察,提出了一个新的分析模型。蛇绿岩带的长距离延伸表明其形成过程与板块汇聚过程紧密相关;冈底斯岩浆弧的两期弧岩浆活动暗示汇聚板块边缘的构造性质曾经发生过转换;前人报道的玻安岩缺乏充分的地质学、岩石学和矿物学约束;强还原晶体群的普遍性暗示蛇绿岩侵位过程与大规模流体活动有关。据此,本文提出了一个由流体协助的蛇绿岩侵位模型,认为俯冲板块回卷、断离、流体-岩石圈相互作用、大洋岩石圈穹隆等过程是蛇绿岩侵位的基本控制因素。     

花岗质岩浆侵位对围岩裂隙发育和热结构影响的数值模拟

岩浆侵位会引起围岩的接触变质作用和变形，虽然围岩中的破裂提供了流体活动和元素迁移的重要通道，但是大多数岩浆侵位模型忽略了围岩中热对流的影响。本文总结了岩浆侵位的数值模拟原理和常用模拟方法，然后使用离散元软件MatDEM建立了二维的双层围岩模型和均质围岩模型，用孔隙密度流法模拟花岗质岩浆侵位和冷却过程中岩浆与围岩之间的流- 固- 热- 力耦合过程。结果表明岩浆侵位过程中围岩的裂隙发育和热对流对接触变质晕具有重要影响，围岩的裂隙发育和热传输模式可分为三个阶段：① 岩浆侵位初期的挤压力使围岩中产生广泛分布的、呈径向展布的剪裂隙，围岩以热传导和孔隙渗流为主导；② 在持续的孔隙流体压下，径向裂隙连通形成主干张性断裂并向上扩展，成为熔/流体迁移的重要通道以及伟晶岩型和热液型矿床的成矿空间，通道流和局部热对流控制了围岩的热传输；③ 在岩浆侵位后期，岩浆房附近围岩中的孔隙流体压增大，在侵入体与围岩的接触带形成大量张裂，加强了变质晕内的热对流，有助于矽卡岩型矿床的形成。与只有热传导的模型对比，热对流使围岩中变质晕的宽度减小。接触变质晕的几何形态受侵入体的形态控制，但是变质晕宽度在空间上有显著差异。本研究为重建岩浆侵位过程中的变质- 变形- 成矿作用提供了新方法。     

安徽董岭花岗岩类的构造特征及侵位机制

安徽怀宁董岭花岗岩类底辟滑覆构造体系是长江中下游地域独特的构造形式。花岗岩底辟构造是在中生代华北地块与扬子地块碰撞背景下通过气球膨胀机制侵位至盖层内(燕山期),形成了围绕董岭几何中心的环状或半环状接触变质和韧性变形岩块。该花岗岩类其内部变形明显,岩相分带、分期清晰,围岩顶盖保存完好,围岩变质均匀,变形强烈,滑覆断层发育,糜棱岩典型等为特征,是一个罕见的盖层中花岗岩类底辟构造。后期在其北侧和东侧被月山—白子山冲断岩块所超覆。     

冈底斯带门巴花岗岩同位素测年及其对新特提斯洋俯冲时代的约束

本文应用单颗粒锆石SHRIMP U—Pb法和角闪石^40Ar／^39Ar法,对出露在冈底斯构造带上的门巴花岗岩体进行了同位素测年,时代分别为207Ma和215Ma,表明它们形成于晚印支期。地质与地球化学研究显示该时期形成的岩体主要为黑云角闪花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩,它们形成于岛弧环境,与其南侧墨竹工卡一带出露的晚三叠世钙碱性火山岩（叶巴组）共同构成与板块俯冲有关的特征性岩石组合,揭示新特提斯洋的俯冲时代应早于晚三叠世。     

西藏改则县多龙SSZ型蛇绿岩的锆石U-Pb年龄、岩石地球化学及Sr-Nd同位素特征:班公湖-怒江洋晚二叠世洋内俯冲的证据

西藏改则县多龙矿集区分布着大量的SSZ型蛇绿岩残片,是班公湖-怒江蛇绿岩带的重要组成部分,本文对代表性辉绿(玢)岩进行了锆石U-Pb定年、岩石地球化学及Sr-Nd同位素分析,获得辉绿玢岩加权平均年龄为252.1±1.5Ma(MSWD=0.09,n=33),表明多龙SSZ型蛇绿岩形成于晚二叠世。岩石烧失量普遍较高(1.57%～5.23%)的特征,表明样品普遍遭受蚀变;而且具有富硅、高铝、低MgO及低Mg~#值(36.8～63.1)的特征,说明其经历过一定程度的分离结晶作用。多龙辉绿岩和辉绿玢岩富集大离子亲石元素(LILE:Rb、Cs、K、Sr、P、Pb),亏损高场强元素(HFSE:Ta、Nb、Ti、Zr、Hf);稀土元素总量为23.27×10~(-6)～58.95×10~(-6),δEu为0.83～1.35,(La/Yb)_N为0.66～1.30,具有与岛弧拉斑玄武岩类似的稀土元素和总体一致的微量元素特征。岩石(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值为0.707345～0.708748,(~(143)Nd/~(144)Nd)_i值为0.512669～0.512705,t_(DM2)值为305～456Ma,ε_(Nd)(t)值为+6.9～+8.8,表明其岩浆源区为亏损地幔源区,其地球化学成分具有洋内弧的特征,暗示其可能是洋内俯冲作用的产物。综合分析认为,班-怒洋壳于晚二叠世时(ca.252Ma)在板块汇聚边缘发生了类似西太平洋Izu-Bonin-Mariana的洋内俯冲作用,形成兼具MOR蛇绿岩亲缘性和俯冲带SSZ蛇绿岩地球化学印记的双重属性的多龙辉绿岩及辉绿玢岩的母岩浆;母岩浆经过结晶分异、上升侵位,最终于洋内俯冲带之上的弧前盆地环境下形成多龙辉绿岩和辉绿玢岩。     

汉南杂岩高桥沟花岗斑岩体岩石地球化学特征及侵位机制时代归属探讨

高桥沟花岗斑岩体位于扬子板块北缘,属于汉南杂岩的一部分。锆石LA−MCP−MS U−Pb定年结果显示其形成时代为（794.4±5.7）Ma,为南华纪早期。岩石地球化学特征为高Si（75.78%～76.51%）、富碱(K2O＋Na2O=7.78%～7.84%)、富K（K2O/Na2O=1.07～1.10),属高钾钙碱性系列。稀土总量∑REE为272.57×10–6,轻重稀土元素组之间分馏明显。二长花岗斑岩形成于岩浆演化中晚期阶段,岩浆上侵过程中部分熔融沉积岩、火山岩物质。高桥沟花岗斑岩体形成于后造山构造环境,强力就位的侵位机制。     

湖南锡田复式花岗岩体岩石学、岩石地球化学特征--兼对岩石成因类型、岩体侵位机制的探讨

锡田岩体位于南岭中西段北东向钨锡A型花岗岩带(由花山、姑婆山、九嶷山、骑田岭岩体组成)北端,主要由晚三叠世和晚侏罗世花岗岩组成。本文对锡田岩体进行了岩石学、岩石地球化学特征研究,研究表明锡田岩体为钾质、高钾质,亚碱性,过铝质的碱钙性岩石,SiO2、(K2O+Na2O)含量较高,微量元素Y富集、Ba、Sr亏损,具较低的87Sr/86Sr值、高ε Nd(t)值(>-8)和低t 模式年龄值等特征;在地球化学判别图解上,锡田岩体显示为A型花岗岩,其晚三叠世花岗岩侵位于印支运动的主碰撞之后,形成于碰撞后伸展构造体制下;而晚侏罗世花岗岩可能与古太平洋板块的俯冲消减引起的拉张环境有关,为后造山花岗岩。在野外地质资料的收集及详细调查的基础上,对岩体的接触关系、接触带特征、分布形态,岩体中发育的流面构造、捕虏体及其边缘向斜进行了研究,结合航片、卫片图像特征,认为锡田岩体以气球膨胀方式底辟上升侵位,而部分晚期的侵入次侵位可能受断裂的控制。     

阿尔泰可可托海3号脉花岗伟晶岩侵位机制、熔-流体演化、稀有金属富集机理及待解之谜

新疆阿尔泰可可托海3号脉以独特的实心礼帽形态、完美的同心环状结构分带和复杂的稀有金属矿化组合闻名于世,是我国最重要的稀有金属矿床之一。可可托海3号脉伟晶岩岩浆具有不均一性和高度演化特征。伟晶岩岩浆沿缓倾斜节理上侵,在周缘断裂的帮助下通过岩浆顶蚀形成实心礼帽形态。岩浆就位后经历了岩浆阶段、岩浆-热液阶段和热液阶段,分别伴随Be-Nb-Ta、Li-Be-Nb-Ta和Ta-Cs-Rb-Hf矿化。结晶分异作用和液相不混溶控制着3号脉的稀有金属富集和沉淀序列,流体交代可影响稀有金属再分配。外部带(Ⅰ～Ⅳ带)的强烈结晶分异过程和发生于Ⅳ带与Ⅴ带间的流体大规模出溶,有利于岩浆达到锂饱和浓度,开始锂的大规模沉淀。指出熔-流体演化过程的精细刻画、稀有金属成矿机理的进一步解析、岩浆成因的深入探讨、挥发分P、F、B、Li和CO₂对稀有金属成矿的影响以及缓倾斜帽沿深部找矿为未来研究方向。     

岩体侵位机制对矽卡岩型矿床的制约——以邯邢地区矽卡岩铁矿为例

河北省南部邯邢地区与矽卡岩型铁矿有关的中酸性侵入岩形成2套深成杂岩体:符山杂岩体和武安杂岩体。这2个杂岩体分别具有不同的侵位机制并对相关矽卡岩型铁矿产生制约:符山杂岩体属被动就位机制,岩体内部形成呈捕虏体状赋存的铁矿体,远离接触带的深部仍具找矿潜力;武安杂岩体属主动就位机制,岩体内部捕虏体罕见,相应的铁矿床主要产于岩体与围岩接触带处,少量形成于碳酸盐岩围岩中;主动就位机制下形成的褶皱是重要的容矿构造。由于矽卡岩型矿床主要的共同特点是与中酸性侵入岩和碳酸盐岩有关,这一成矿规律同样适用于其他矿种的矽卡岩型矿床。     

辽宁庄河地区花岗岩侵位机制及岩浆动力学的初步探讨——以光明山花岗岩复式岩体为例

运用岩浆动力学原理探讨庄河地区光明山花岗岩复式岩体岩浆侵位的驱动力、上升通道、通道最小临界宽度和定位过程,指出光明山花岗岩复式岩体是由其岩浆在区域挤压力的作用下,沿由深大断裂所提供的最小临界宽度呈脉状上侵,并在地壳浅部以岩墙扩张的形式定位而成.     

太行山阜平杂岩中麻棚-赤瓦屋岩体的时代、侵位深度及构造意义

中生代岩浆活动在太行山北段形成了一系列花岗岩体,其中的麻棚-赤瓦屋岩体侵位于穹窿状的阜平杂岩中,具有贫硅、富碱、高铝的钙碱性I型花岗岩特征。岩体分带明显,由边部向核部可以划分为石英闪长岩、花岗闪长岩、似斑状花岗岩3个相带,它们的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为126.4±2.4 Ma、125.4±2.0 Ma和126.2±2.0 Ma,在误差范围内一致,指示岩体在早白垩世期间快速侵位、结晶。各相带样品的角闪石全铝平均值分别为1.018、0.880和0.871,对应的角闪石平均结晶压力分别为0.183、0.118和0.114 GPa,均值为0.141 GPa,对应的侵位深度约5 km,明显小于区域内元古界至侏罗系的地层厚度,表明在岩体侵位之前,阜平杂岩就已经具有穹窿状构造特征。结合相关资料,估计太行山早白垩世以来的平均隆升速率为0.07~0.08 km/Ma。     

龟山杂岩的形成时代、构造属性及变质条件:对秦岭-桐柏造山带构造演化的指示

秦岭-桐柏-大别造山带是华北板块和扬子板块碰撞拼合的产物.桐柏造山带作为古生代秦岭增生造山带与中生代大别碰撞造山带之间的纽带,记录了两大板块之间从洋壳俯冲、地体增生到最终的碰撞造山过程.本文选取桐柏造山带龟山杂岩为研究对象,对其中变沉积岩、斜长角闪岩和花岗质脉体进行了岩相学、矿物学和锆石U-Pb年代学研究.结果指示变沉...