全球洋岛玄武岩氦同位素组成的地幔动力学意义

洋岛玄武岩 (OIB)氦同位素组成 (3 He 4 He)在地理分布上具有非均匀性特征。3 He 4 He值为 5～ 6Ra 的OIB主要分布在南半球 ,而分布于冰岛和夏威夷 (包括Loihi)等地的OIB3 He 4 He值为 10～ 35Ra。低3 He 4 He值OIB具有富集大离子亲石元素U、Th的源区 ,由于U、Th衰变释放的4He同位素的积累导致其3 He 4 He值降低。该源区的形成是俯冲作用导致深海沉积物与地幔混合 ,其地理分布受Pangea大陆周边的古俯冲带制约。高3 He 4 He值OIB的源区则是亏损U、Th的地幔胞 (mantleblob) ,该地幔胞是由极度亏损U、Th的再循环洋壳或大陆下地壳与未排气的地幔胞混合形成的。经过 1～ 2Ga的演化形成即相对亏损4He同位素而3 He 4 He值高的源区。同时 ,这种地幔胞富集难融组分 ,所以较洋中脊玄武岩 (MORB)的源区更为稳定 ,即高3 He 4 He值源区的部分熔融需要更高的地幔温度。超级地幔柱上升可以导致地幔升温和高3 He 4 He值源区的熔融。3 He 4 He值OIB地理分布的非均匀性反映出全球地幔对流系统复杂的半球非对称性格局。     

蛇绿岩记录的大洋地幔内熔体迁移过程

大洋岩石圈形成演化的关键过程是熔体如何从软流圈地幔中抽取、迁移汇集并最终形成洋壳.蛇绿岩可能为揭示上述过程提供关键对象.前人研究发现,熔体在地幔中主要通过网脉状纯橄岩通道发生迁移汇聚,这种地幔通道与壳幔过渡带和洋壳内的岩浆体系共同构成大洋扩张中心的巨型熔体抽取系统.地幔深部来源的熔体在通过纯橄岩通道时,会发生复杂的熔岩相互作用,使得熔体和地幔的组成均发生变化,形成大洋岩石圈壳-幔组成解耦现象.在不同的大洋扩张中心,地幔内熔体迁移方式和过程是多样的,导致大洋岩石圈的结构和组成复杂多变.我国西藏雅江带蛇绿岩形成于多种构造体制(洋中脊、俯冲带等),其地幔内发育较为新鲜的纯橄岩通道样品,如纯橄岩、铬铁矿岩、辉石岩等.这些样品能够为深入研究地幔纯橄岩通道的成因、熔体在通道内的反应迁移过程,以及不同构造体制下大洋岩石圈壳-幔组成解耦与否的原因,提供新的窗口,同时有助于进一步认知大洋扩张中心巨型岩浆-动力系统、壳幔圈层分异和地球物质循环过程.     

The Zircon U-Pb Age and Geological Significance of the Zhuoma Metallogenetic Rocks in Geza Arc, Yunnan

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The Nature of Mantle Rocks in Ophiolites of the Polar Urals

This work presents the results of geochemical (LA-ICP-MS) study of minerals of peridotites from ophiolite complexes of the Polar Urals to clarify the nature of these formations. The distribution of trace and rare earth elements in clinopyroxenes testifies that there were three types of the mantle substratum, which formed in different geodynamic settings. Two types of primary peridotites were formed upon partial melting of the mantle at different-depth levels in the subduction zone. The first type is represented by lherzolites and diopside harzburgites, formed at partial melting under the spinel facies conditions; the second type is represented by diopside harzburgites, formed under polybaric partial melting under the garnet and spinel facies conditions. In the suprasubduction zone, peridotites experienced fluid-induced partial melting that resulted in crystallization of harzburgites. All types of harzburgites were transformed by ascending melts and fluids (refertilization) and high-temperature hydration with the formation of amphibole. These processes are recorded in variations in the REE spectra of minerals.     

地幔和大洋玄武岩的钒同位素研究

钒(Ⅴ)是一个变价元素,其赋存状态和地球化学性质对环境的氧化还原条件非常敏感,因此Ⅴ同位素可以作为一个新的地球化学示踪剂来制约高温地质过程氧化还原条件的变化。随着多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)的发展,Ⅴ同位素的分析精度不断提高,高温地质过程的Ⅴ同位素分馏能够被分辨出来,使得Ⅴ同位素的高温地球化学研究得以开展。本文对地幔和大洋玄武岩的Ⅴ同位素组成进行了总结,综述了Ⅴ同位素在蚀变过程、部分熔融和分离结晶重要地质过程的分馏行为,对比了硅酸盐全地球与陨石之间Ⅴ同位素组成的差异,并探讨了高温Ⅴ同位素地球化学未来的发展方向。     

新疆阿舍勒盆地阿舍勒组火山岩锆石U-Pb测年及地球化学特征

新疆阿舍勒盆地中阿舍勒组火山岩主要为英安质、流纹质火山角砾岩,凝灰岩、沉凝灰岩等火山角砾岩及火山熔岩,顶部为玄武岩及碧玉岩、灰岩.玄武岩亏损Nb,Ta,Ti等高场强元素,富集Ba,Th,U,Sr等大离子亲石元素,具岛弧玄武岩特征;英安岩为钙碱性系列,富集Rb,Ba,Th,U等大离子亲石元素,Nb,P,Ti亏损十分明显,...     

江西南部余田群长英质火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

江西南部龙南、菖蒲盆地余田群＂流纹岩-玄武岩＂双峰式火山岩酸性端元的Rb-Sr等时线年龄为175～148Ma,不仅变化幅度较大,而且多与基性端元的Rb-Sr等时线年龄（179～173Ma）不匹配。笔者采用精度较高的SHIRMP锆石U-Pb定年法,获得菖蒲双峰式火山岩组合最下部的流纹岩和龙南盆地双峰式火山岩最上部的英安岩SHIRMP锆石U-Pb年龄分别为（195.2±2.8）Ma和（191±1.7）Ma,两者在误差范围内基本一致。这不仅说明两盆地的双峰式火山岩是同期岩浆活动的产物,而且它们是在喷发间隔很短的时间内形成的。根据国际地层表,菖蒲盆地和龙南盆地双峰式火山岩的地质时代属早侏罗世早期。SHRIMP锆石U-Pb年龄明显大于全岩Rb-Sr等时线年龄可能是全岩Rb-Sr等时线定年法存在误差造成的。江西南部双峰式火山岩195～191Ma的SHIRMP锆石年龄,说明江西南部在早侏罗世早期就进入了拉张构造环境;结合双峰式火山活动之后,长英质火山岩145～130Ma的SHIRMP锆石年龄的获得,说明江西南部在190～145Ma期间为长达45Ma的火山活动宁静期,这个现象难以用太平洋板块向欧亚板块俯冲的单一模式进行合理地解释。     

Lamproitic Rocks from a Continental Collision Zone: Evidence for Recycling of Subducted Tethyan Oceanic Sediments in the Mantle Beneath Southern Tibet

Major and trace element, Sr–Nd–Pb isotope and mineralchemical data are presented for newly discovered ultrapotassiclavas in the Tangra Yumco–Xuruco graben in southern Tibet.The ultrapotassic lavas are characterized by high MgO, K₂O andTiO₂, low Al₂O₃ and Na₂O contents, and also have high molarK₂O/Al₂O₃, molar (K₂O + Na₂O)/Al₂O₃ and K₂O/Na₂O ratios. Theirhigh abundances of incompatible trace elements such as largeion lithophile elements (LILE) and light rare earth elements(LREE) reach the extreme levels typical of lamproites. The lamproitesshow highly radiogenic ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0· 7166–0·7363) and unradiogenic ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd (0· 511796–0·511962), low ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb (18· 459–18· 931),and elevated radiogenic ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb (15· 6732–15·841) and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb (39· 557–40· 058) ratios.On the basis of their geochemical and isotopic systematics,the lamproites in south Tibet have a distinct magma source thatcan be differentiated from the sources of potassic lavas inthe east Lhasa and Qiangtang blocks. Their high Nb/Ta ratios(17· 10–19· 84), extremely high Th/U ratios(5· 70–13· 74) and distinctive isotope compositionsare compatible with a veined mantle source consisting of partialmelts of subducted Tethyan oceanic sediments and sub-continentallithospheric depleted mantle. Identification of the lamproitesand the delineation of their mantle source provide new evidencerelevant for models of the uplift and extension of the Tibetanplateau following the Indo-Asia collision. Metasomatism by partialmelts from isotopically evolved, old sediment subducted on theyoung Tethyan slab is an alternative explanation for PrecambrianNd and Pb model ages. In this model, differences in isotopiccomposition along-strike are attributed to differences in thetype of sediment being subducted, thus obviating the need formultiple metasomatic events over hundreds of million years.The distribution of lamproites, restricted within a north–south-trendinggraben, indicates that the initiation of east–west extensionin south Tibet started at 25 Ma. KEY WORDS: lamproites; subducted oceanic sediment; Tibetan active continental collision belt     

粤中地区基底变质岩地球化学特征、锆石U-Pb年代学 及其地质意义

粤中地区经历了多期次的区域变质作用改造,形成一套从绿片岩相到角闪岩相的局部有序总体无序的地质体,其中以浅变沉积岩类为代表的云开岩群构成了该地质体的主体.本文对粤中地区基底变质岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb同位素分析.分析结果表明该变质基底具有比上地壳平均成分更高的Al2O3、TiO2以及更低的SiO2、Fe2O3、Na2O、CaO,岩石成熟度中等.Zr,Hf,Th,U等高场强元素轻度富集,说明沉积物的源区以长英质组分为主或主要由再循环物质组成.综合本文和前人的锆石U-Pb定年数据,认为区内云开岩群的形成时代为新元古代晚期.在锆石年龄频率直方图上,3个样品均出现~1000 Ma的峰值,年龄峰值相对较单一而且年龄谐和性较好,表明原岩主要为格林威尔(Grenville)期碎屑物质组成,综合华夏地块其他地区以往的研究资料,本文认为华夏地块南缘可能存在或极其靠近一个Grenvillian期的造山带,其时代可以与全球性的Grenville造山运动对比.     

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.      

桂北龙胜上朗变镁铁质岩锆石UPb年龄及其地质意义

本文采用LAICPMS锆石UPb测年对桂北龙胜地区上朗变镁铁质岩进行年代学研究。2件年代学样品给出近乎一致的年龄信息,集中在(114.8±1.6)、(152.0±5.0)、(213.9±3.5)、(274.6±9.4)、(442.5±6.7)、(553.5±9.2)、(774.2±5.9)和(822.0±10.0) Ma等8个年龄峰值。锆石成因类型研究表明,(774.2±5.9) Ma锆石为样品中最年轻的岩浆锆石,代表上朗变镁铁质岩的侵位时代。UPb年龄大于(822.0±10.0) Ma的锆石为捕获锆石,代表岩浆侵位过程中捕获物质的时代。(114.8±1.6)、(152.0±5.0)、(213.9±3.5)、(274.6±9.4)、(442.5±6.7)和(553.5±9.2) Ma为热液锆石年龄,代表变镁铁质岩成岩后遭受后期构造热事件影响的时限。其中,(442.5±6.7) Ma代表寿城—三门断裂韧性变形的时代,与区域NNE向韧性断裂的变形时代一致。而小于(442.5±6.7) Ma的热液锆石年龄,表明岩石韧性变形后遭受多期构造热事件的影响。泛非期(553.5±9.2) Ma热液锆石的存在,表明华南大陆曾受泛非构造热事件的影响,应具有冈瓦纳大陆的亲缘性。     

西藏罗布莎康金拉铬铁矿区地幔橄榄岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及地质意义

本文对罗布莎蛇绿岩康金拉11号铬铁矿矿体的近矿围岩纯橄岩和方辉橄榄岩分别进行了锆石SHRIMP U-Pb年代学研究。结果显示两个样品的年龄都非常发散:纯橄岩的时代跨越早白垩世到太古宙,年龄125.6±2.6~1791±23Ma,4粒锆石的加权平均年龄为130.0±2.8Ma(2.1%)。而方辉橄榄岩的年龄208.9±3.7~2770±44Ma,从晚三叠世到太古宙,2粒锆石的加权平均值为209.7±5.2Ma(2.5%),锆石的复杂年代学结果反映该岩石经历的多阶段地质演化过程。激光拉曼分析显示纯橄岩和方辉橄榄岩中的锆石含磷灰石、长石和石英为主的地壳物质包裹体,暗示其地壳成因,记录了地幔经历了地壳混染过程。这些物质存在于由洋底扩张形成的蛇绿岩中,表明俯冲下去的大陆地壳物质在地幔循环中被运移到海底扩张脊并出露地表。结合我们在康金拉地幔橄榄岩和铬铁矿中发现的大量异常地幔矿物,可能显示了一个地壳物质俯冲至地幔,而后从洋脊回到地表的物质循环过程,佐证了豆荚状铬铁矿多阶段多期次的演化模式。     

东疆哈尔里克变质带的U—Pb年龄及其地质意义

东疆哈尔里克变质带曾经历了两期变质作用,早期的区域性热变质作用的U-Pb年龄为305.9±2.9 Ma,属于早、中石炭世;晚期的断裂区域变质作用的U-Pb年龄为293.8±3.3 Ma～296.3±3.5 Ma,属于晚石炭世末期。早期的变质作用年龄可能是该区拉伸盆地形成的时间,而晚期的变质作用年龄则代表了A型俯冲形成的构造热事件年龄。     

地幔橄榄岩中橄榄石的指示意义

橄榄石是地幔橄榄岩和辉石岩的主要组成矿物,但也经常以斑晶和捕虏晶的形式出现在玄武质岩石中。结合近年来在地幔橄榄岩的主要元素（如Mg和Fe）组成特征以及Li、Mg和Fe稳定同位素地球化学方面的研究成果,重点对橄榄石的地球化学特征与华北克拉通岩石圈地幔演化过程之间的联系进行了讨论,旨在加深对华北克拉通岩石圈地幔演化过程的理解。现有研究表明：地幔橄榄岩中橄榄石的矿物学特征、元素和同位素地球化学组成能够很好地指示岩石圈地幔的特征及其演化过程,因而具有重要的意义。对于克拉通地区的地幔橄榄岩来说,橄榄石的Mg#通常可以指示岩石圈地幔的属性,古老、难熔的地幔橄榄岩中的橄榄石一般具有较高的Mg#（〉92）,而新生的岩石圈地幔橄榄岩中的橄榄石则具有较低的Mg#（〈91）。因此,地幔橄榄岩中橄榄石的Mg#在一定程度上具有年龄意义。橄榄岩中橄榄石的Li、Mg和Fe同位素组成也可以明确指示岩石圈地幔的属性及其所经历的演化过程,正常地幔的δ7Li、δ26Mg和δ57Fe组成相对均一,如果上述同位素组成偏离正常地幔值,则说明岩石圈地幔经历了熔体/流体的交代作用。华北克拉通地区地幔橄榄岩捕虏体中橄榄石的Li、Mg和Fe同位素组成研究表明：该区的岩石圈地幔经历了多个阶段、不同来源的熔体/流体的改造过程。     

宁镇地区安基山侵入岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

对宁镇地区安基山岩体主要岩石类型花岗闪长斑岩的SHRIMP锆石U-Pb定年结果表明, 安基山岩体的花岗闪长斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为(106.9±0.9)Ma, 代表了岩体形成年龄, 岩体形成于早白垩世晚期; 安基山岩体的形成明显晚于铜陵等地高钾钙碱性中酸性侵入岩形成时代, 揭示出宁镇地区中酸性钙碱性岩浆活动及其成矿响应是中生代长江中下游成矿带大规模岩浆活动的另一期成岩成矿事件; 宁镇地区铜多金属成矿作用在时间、空间和成因上与107 Ma左右的钙碱性中酸性岩浆活动有密切的联系, 区内成岩成矿作用是一个连续的过程; 宁镇地区钙碱性中酸性岩浆活动的地球动力学背景对应中国东部中生代岩石圈拆沉减薄事件; 长江中下游地区岩石圈拆沉从130 Ma左右开始, 可能一直持续到107 Ma以后.      

大别造山带中元古代变沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素特征及其地质意义

大别造山带位于扬子陆块北缘,近年来的研究显示其发育太古代-古元古代的结晶基底,但一直缺乏中元古代的物质信息.首次报道了大别造山带核部一套中元古代“变砂岩-大理岩”变沉积岩组合,通过对该套地层的3个样品碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素特征分析,显示最年轻的锆石平均年龄分别为:1 556±13 Ma、1 541±20 Ma和1 584.3±24 Ma,在误差范围内基本一致,说明该套地层的形成时代为中元古代,锆石变质增生边记录该套地层经历了124.1±2.3 Ma的变质事件,碎屑锆石年龄频谱和Lu-Hf同位素特征显示该套地层物源特征与神农架群一致;碎屑锆石峰值年龄2 682 Ma,2 461 Ma记录了“大别陆块”结晶基底两期重要生长事件,峰值年龄2 043 Ma,1 803 Ma和1 572 Ma显示“大别地块”可能参与Columbia超大陆聚合-裂解事件,在新元古代早期与“黄陵陆核”拼合而成为扬子陆块统一基底的重要组成部分.      

Influences of Lower-Mantle Properties on the Formation of Asthenosphere in Oceanic Upper Mantle

Asthenosphere is a venerable concept based on geological intuition of Reginald Daly nearly 100 years ago.There have been various explanations for the existence of the asthenosphere.The concept of a plume-fed asthenosphere has been around for a few years due to the ideas put forth by Yamamoto et al..Using a two-dimensional Cartesian code based on finite-volume method,we have investigated the influences of lower-mantle physical properties on the formation of a low-viscosity zone in the oceanic upper mantle in...     

Zircon U - Pb Ages and Geological Significance of the Guojiagou Basic - Ultrabasic Rocks in Zhongtiao Mountain

The Zliongliao Mountain consists mainly of ihe Sushui gneiss complex, Jiangxian group, Zhongliao group, Dhanshanshi group and Xiong'er group,which developed Tongkuangyu type copper deposit,Hu - Bi type copper deposit and Henglingguan type copper deposit. The main emplacement of the Guojiagou basic - ultrabasic rocks is the Sushui gneiss complex,and the intrusion with lithological zoning,from the core to the edge,is tremolite - palimpsest pyroxenolite - gabbro - amphibolite. LA - ICP - MS zircon U - Pb of tremolite shows intrusion of rock mass in 2303Ma, which is a Paleoproterozo-ic age. Through the field emplacement and coverage of rock mass,combined with isotopic data,we believe that the Hanglingguan subgroup was formed at 2189 -2303Ma. According to the tectonic setting,shape,lithological zoning and copper mineralization,and both Tongwa Formation and Bizigou Formation, which are two ore - bearing strata,have detrital zircons that from Guojiagou basic - ultrabasic rock,indicating the Guojiagou basic - ultrabasic rocks have copper mineralization, with optimistic ore - potential. © 2019 Editorial Board of Geology and Exploration. All rights reserved.