花岗岩与地壳厚度关系探讨

文中首先从板块构造与大陆构造的对比出发,指出板块构造主要研究洋壳,洋壳主要研究玄武岩,玄武岩主要研究构造环境.大陆构造主要研究陆壳,陆壳玄武岩少花岗岩多,因此,花岗岩在大陆构造研究中具有特殊的地位.由于花岗岩比玄武岩复杂得多,其中尤以源岩和深度对花岗岩的影响最大,是大陆花岗岩研究最重要的课题.文中接着讨论了Sr和Yb的...     

Mantle Input to the Crust in Southern Gangdese, Tibet, during the Cenozoic: Zircon Hf Isotopic Evidence

The Quxu (曲水) complex is a typical Intrusive among the Gangdese batholiths. Two sets of samples collected from the Mianjiang (棉将) and Niedang (聂当) villages in Quxu County, Including gabbro, mafic micro-enclaves (MME), and granodiorites in each set, were well dated in a previous SHRIMP zircon U-Pb analysis (47-51 Ma). In this article, the same zircons of the 6 samples were ap-plied for LA ICP-MS Hf isotopic analysis. The total of 6 samples yields 176Hf/177Hf ratio ranging from 0.282 921 to 0.283 159, corresponding to εHf(t) values of 6.3-14.7. Their Hf depleted-mantle modal ages (TDM) are in the range of 137-555 Ma, and the zircon Hf isotope crustal model ages (TDMC) range from 178 to 718 Ma. The mantle-like high and positive εHf(t) values in these samples suggest a mantle-dominated input of the juvenile source regions from which the bathollth originated. The large varia-tions in εHf(t) values, up to 5-e unit among zircons within a single rock and up to 15-e unit among zir-cons from the 6 samples, further suggest the presence of a magma mixing event during the time of magma generation. We suggest that the crustal end-member involved in the magma mixing is likely from the ancient basement within the Lhasa terrane itself. The zircon Hf isotopic compositions further suggest that magma mixing and magma underplating at about 50 Ma may have played an important role in creating the crust of the southern Tibetan plateau.     

西藏山南地区花岗质岩石成因及其对地壳结构变化的记录

西藏拉萨地块南部发育大规模东西带状展布的花岗质岩石,记录了新特提斯洋壳俯冲晚期及随后印度-欧亚大陆碰撞、后碰撞过程的重要信息,受到了学者的广泛关注.对拉萨地块南部山南地区采集的6件花岗质岩石样品进行了LA-ICPMS锆石U-Pb年代学、Hf同位素及全岩主微量元素和Sr-Nd同位素地球化学分析,获得了~90 Ma、65 Ma及23 Ma三阶段的锆石年龄,显示区域内发育了三期岩浆活动事件.三个时代的岩石样品均为亚碱性系列,具类似埃达克质岩特征,富集高场强元素并亏损大离子亲石元素,稀土元素分布图呈右倾型,具有弧岩浆的地球化学特征.本文所有样品的锆石εHf(t)均为正值(+5.6^+14.6),暗示它们可能来源于新生下地壳物质的部分熔融.结合前人已有数据,采用花岗质岩石的La/Yb比值定量还原了山南地区100 Ma以来的地壳厚度演化历史.从晚中生代开始,区域内地壳厚度由厚减薄,到新生代早期达到最薄,此后逐渐增厚.这与中新生代以来新特提斯洋俯冲至印度-欧亚大陆碰撞-后碰撞过程引起地壳结构变化较好地契合.     

西藏雄村斑岩铜金矿集区火山-岩浆岩锆石Hf同位素组成

通过对西藏雄村斑岩铜金矿集区内各期次火山—岩浆岩开展锆石Hf同位素研究,结合岩浆锆石U-Pb年龄,可将矿集区内火山—岩浆岩划分为两组。第一组为早—中侏罗世火山—岩浆岩:包括富矿安山质凝灰岩、成矿早期角闪石英闪长玢岩、成矿期石英闪长斑岩、含粗粒石英斑晶的石英闪长斑岩、以及穿插矿体的安山岩脉。第二组为始新世黑云母花岗闪长岩。第一组火山—岩浆岩锆石Hf同位素具有高度亏损的Hf同位素组成以及年轻的单阶段模式年龄,初始εHf(t)值分别为+13.76~+17.50、+12.24~+18.79、+14.39~+17.64、+12.50~+16.26、+10.66~+15.44之间,高度亏损的铪同位素组成表明该组火山-岩浆岩起源于亏损地幔的部分熔融。同时相对均一的Hf同位素组成暗示该组火山-岩浆岩并未经历过壳源物质的混染,即该组火山岩浆岩形成于洋壳之中的岛弧环境,火山-岩浆岩可能受控于深部同一岩浆房。第二组始新世黑云母花岗闪长岩初始εHf(t)值介于+5.75~+9.42之间,与冈底斯南缘同期岩体εHf(t)组成类似,起源于新生下地壳的部分熔融。     

青藏高原巨厚地壳：生长、加厚与演化

大陆地壳约占地表面积的40%, 其成因与生长, 是一个关乎人类生存和资源供给的基础地学问题。人们普遍认为, 大洋俯冲通过岛弧拼贴和幔源岩浆底侵形成造山带新生陆壳,大陆碰撞过程只对现存地壳进行再造,不产生新生地壳。青藏高原经历古/新特提斯大洋俯冲和印 亚大陆强烈碰撞, 拥有全球最厚的陆壳(65~80km), 是研究大陆地壳的形成、生长、加厚、演化与保存的天然实验室。我们研究表明, 古/新特提斯大洋的相继俯冲消减, 产生多期次的幔源镁铁质弧岩浆(270~66Ma), 在弧地壳下部底侵和上部侵位, 导致地壳侧向加积和垂向生长并加厚约10km。在同(软)碰撞期(65~41Ma), 印度大陆岩石圈俯冲导致俯冲前缘的洋壳板片回转和断离, 诱发软流圈地幔熔融及其幔源岩浆上升侵位, 在冈底斯碰撞带形成新生地壳, 并导致地壳加厚6~9km。在晚(硬)碰撞期(40~26Ma), 冈底斯碰撞造山带内不同地壳块体(地体)间发生逆冲叠覆, 导致中深层次地壳缩短加厚10~20km; 在碰撞带的后陆区, 印度大陆岩石圈地幔俯冲诱发软流圈沿地幔通道上涌, 侵蚀和吞噬地幔岩石圈, 并诱发其部分熔融, 向地壳注入大量幔源镁铁质岩浆, 形成新生地壳, 维持高原生长。在后碰撞期(<25Ma), 碰撞带和后陆区均发生地壳伸展与有限减薄, 伴有新生地幔组分少量注入和高原陆表强烈剥蚀。粗略估计：形成并保存于大陆碰撞造山带的新生地壳量占整个陆壳的28%, 大洋俯冲与大陆碰撞分别为青藏高原贡献了75%和25%的新生地壳。我们提出, 青藏高原巨厚地壳的形成发育, 实际上是幔源岩浆向地壳注入添加与中下地壳缩短加厚连续或交互作用的结果。伴随大洋俯冲与大陆碰撞, 巨厚地壳物质组成发生以新生地壳形成和古老地壳再造为特征的动态演变。镁铁质新生下地壳的大规模重熔与长英质岩浆大量侵位可能是巨厚地壳长英质化的主要机制。     

北山南部柳园地区古生代-早中生代大陆地壳增生过程中的岩浆活动与成矿效应

北山造山带地处中亚造山带南缘。古生代时期板块构造体制下古亚洲洋的裂解-扩展-消亡与汇聚大陆边缘的俯冲-碰撞-伸展循环造就了其大陆地壳增生与再造演化的基本背景,并形成了一系列记录这些因果演变连续过程的岩浆侵入与喷发事件。在系统总结最近几年积累的年代学和岩石地球化学资料的基础上,以一些带有特定过程印记的标志性岩浆事件为纲领,表征这些古生代岩浆作用形成过程中的地球动力学演变,揭示其所记录的北山南部的多阶段增生与再造演化机制,并初步探讨有利地球动力学过程制约下的岩浆活动引起的成矿效应。     

大陆弧岩浆幕式作用与地壳加厚:以藏南冈底斯弧为例

大陆弧岩浆带位于汇聚板块的前缘,记录了洋陆俯冲过程和大陆地壳生长过程,是研究壳幔相互作用的天然实验室。越来越多的研究发现,大陆弧岩浆的生长与侵位并不是均一的、连续的过程,而是呈现阶段性、峰期性特征,即幕式岩浆作用。弧岩浆峰期与岩浆平静期相比,岩浆增生速率显著增强,易于发生岩浆聚集,继而形成大的岩基,如北美西部科迪勒拉造山带内华达岩基、半岛岩基等。藏南冈底斯岩浆带位于拉萨地体南缘,属于印度-亚洲碰撞带的上盘,其南侧与喜马拉雅地体以雅鲁藏布蛇绿岩带为界。冈底斯弧岩浆形成时代集中在240～50 Ma期间,其形成与演化与新特提斯洋壳岩石圈板片俯冲到拉萨地体之下密切相关。因此,对冈底斯弧型岩浆作用的研究,将很好地揭示大陆型弧岩浆的演化过程,继而反演洋-陆俯冲过程,以及壳幔相互作用过程。通过对冈底斯岩浆带岩浆岩锆石U-Pb及Lu-Hf同位素,以及弧前和前陆盆地碎屑锆石U-Pb和Lu-Hf同位素的收集和整理,结合已经发表的区域地质资料的总结,我们发现冈底斯弧型岩浆演化具有如下特点:1幕式侵位,岩浆峰期为100～80 Ma和65～40 Ma,中间为岩浆平静期;2峰期阶段岩浆聚集,形成巨大岩基;岩石同位...     

Petrogenesis and Solidification Depth of the Jurassic Daebo and Cretaceous Bulguksa Granitic Rocks in South Korea

We investigated the Jurassic Daebo and Cretaceous Bulguksa granitic rocks in South Korea. The former are distributed mainly in the Gyeonggi and Yeongnam massifs and the latter are present in the Gyeongsan basin and Ogcheon belt. The Daebo granitic rocks generally are of ilmenite series and I to S type. These rocks are associated with Au–Ag hydrothermal deposits, whereas the Bulguksa granitic rocks are of magnetite series and I type, and are associated with Pb–Zn, Cu and Mo–W hydrothermal deposits, as well as Au–Ag hydrothermal deposits. The Daebo granitic rocks show adakitic signatures in their chemical compositions. They are considered to have been derived from partial melting of the thick lower continental crust. Conversely, the Bulguksa granitic rocks in the Gyeongsan basin are non‐adakitic and are considered to have been derived from partial melting of a mantle wedge. Magmas of the Daebo granitic rocks formed at relatively shallow levels, but solidified at deep levels compared with those of the Bulguksa granitic rocks. The Bulguksa granitic rocks in the central to western Ogcheon belt are considered to have been formed by fractionation of magmas derived from partial melting of continental crust. The total Al contents of biotite and hornblende in the granitic rocks increased, with the Bulguksa granitic rocks in the Gyeongsan basin < the Bulguksa granitic rocks in the Ogcheon belt and Gyeonggi and Yeongnam massifs and the Daebo granitic rocks in the Ogcheon belt < the Daebo granitic rocks in the Gyeonggi and Yeongnam massifs. This order corresponds to an increase in solidification depth.     

太行-五台山区不同时代花岗岩类岩石学和地球化学的特征对比及陆壳演化

通过对太行－五台山区太古宙、元古宙和中生代等不同时代的花岗岩类岩石学和地球化学特征的对比,并将晚太古时期花岗岩类同国内外同时期花岗岩类进行对比,确定了本区晚太古时期花岗岩类岩石组合为英云闪长岩－奥长花岗岩－花岗闪长岩或英云闪长岩－奥长花岗岩－花岗闪长岩－花岗岩,并以奥长花岗岩演化趋势为主,叠加了部分钙碱性演化;而元古宙、中生代花岗岩类岩石组合则主要为花岗闪长岩－花岗岩或花岗岩,以钙碱性演化趋势为特征。可以认为晚太古时期的太行－五台山区正处于陆壳演化的初始阶段和成熟阶段之间的过渡性阶段。     

东昆仑—西秦岭造山带对接处三叠纪花岗质岩石时空演化、物源特征对比及其大地构造意义

造山带组成与演化是大地构造研究的主要课题, 造山带之间的对接关系更是造山带研究的重要节点。在两大造山带对接地带, 构造-岩浆演化的对比, 特别是深部物质组成结构和基底属性的对比, 可为完整认识造山带的物质组成和构造演化提供重要的依据。基于花岗质岩石同位素填图(Sm-Nd、Lu-Hf)在其年代学、区域性大面积展步和易于示踪等方面的优势, 区域性的同位素填图逐步成为一项重要的技术方法, 应用于探讨造山带深部组成结构, 对比造山带基底属性异同。     

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     

西藏南部印度-亚洲碰撞带岩石圈:岩石学-地球化学约束

拟以岩石学和地球化学的研究为基础, 结合地球物理与构造地质学的研究成果, 从一个侧面探讨青藏高原岩石圈、特别是印度-亚洲主碰撞带岩石圈结构、组成及今后进一步的研究方向.印度-亚洲主碰撞带具有青藏高原最厚的地壳, 由初生地壳及再循环地壳两类不同性质的地壳构成; 青藏巨厚地壳是由于构造增厚及地幔物质注入(通过岩浆作用) 增厚两种机制形成的.碰撞以来藏南地壳加厚主要发生在约50~25Ma期间.青藏岩石圈地幔在地球化学和岩石学上是不均一的, 至少存在3种地球化学端元: (1) 新特提斯大洋岩石圈端元; (2) 印度陆下岩石圈端元; (3) 新特提斯闭合前青藏原有的岩石圈端元.在青藏高原还发现了一批壳幔深源岩石包体及高压-超高压矿物, 对于认识青藏深部有重要的意义.可以识别出青藏高原现今存在3种岩石圈结构类型: 第1种, 增厚的岩石圈(帕米尔型); 第2种, 减薄的岩石圈(冈底斯型); 第3种, 加厚-减薄-再加厚的岩石圈(羌塘型).这3类岩石圈是否在时间上具有先后顺序, 尚无明确的证据, 需要在今后加以注意.研究表明, 沿冈底斯带后碰撞钾质-超钾质火山活动, 可能与新特提斯洋俯冲板片在后碰撞阶段的断离及印度大陆岩石圈向青藏的持续俯冲作用有关, 但西段、中段与东段的动力学机制不相同.在青藏高原北部地区(羌塘、可可西里等地区), 后碰撞钾质-超钾质火山活动, 可能与波状外向扩展式的软流圈上隆引起的减压熔融有关.在高原北缘西昆仑、玉门等地区, 其形成机制可能为大规模走滑断层引起的减压熔融.青藏高原后碰撞火成活动具有明显而有规律的时空迁移.同碰撞的林子宗火山活动在65Ma左右始于冈底斯南部, 标志印度-亚洲大陆碰撞的开始.于45Ma左右火山活动向北迁移到羌塘-“三江”北段, 开始了后碰撞火山活动; 然后自内向外迁移, 即北向可可西里、南向冈底斯(在冈底斯内部又自西向东)、东向西秦岭迁移; 最后(6Ma以来), 再分别向高原的西北、东北、东南三隅迁移.结合已有地球物理资料, 一种可能的解释是它可能暗示由印度和亚洲大陆板块碰撞所诱发的深部物质(如中-下地壳、软流圈地幔物质) 流动.      

Late Cambrian to Early Silurian Granitic Rocks of the Gemuri Area,Central Qiangtang,North Tibet: New Constraints on the Tectonic Evolution of the Northern Margin of Gondwana

The Paleozoic tectonic framework and paleo–plate configuration of the northern margin of Gondwana remain controversial. The South Qiangtang terrane is located along the northern margin of Gondwana and records key processes in the formation and evolution of this supercontinent. Here, we present new field, petrological, zircon U-Pb geochronological, and Lu-Hf isotopic data for granitic rocks of the Gemuri pluton, all of which provide new insights into the evolution of the northern margin of Gondwa...     

钠长花岗岩—H2O—HF体系相关系及含黄玉花岗质岩石的成因

在Ｐ＝１００ＭＰａ,ｔ＝８４０－４５０℃条件下,通过钠长花岗岩Ｈ２Ｏ－ＨＦ体系相关系实验获得;（１）随体系Ｆ含量的增加,固相线温度显著下降。（２）石英和黄玉的温度稳定域上限升高,碱性长石的稳定域上限降低;在Ｆ≤４％时,体系能在固线性之上结晶出典型的黄玉花岗岩矿物组合;在Ｆ＝６％时,体系能在固相线之上结晶出典型的黄玉云英矿物组合;（２）含氟浅色花岗质熔体具有能分异出极端富Ｆ残余熔体的趋势。     

西藏措勤晚白垩世英安岩的厘定与地球化学特征

野外地质调查和SHRIMP锆石U/Pb地质年代学研究表明,拉萨地块中带措勤地区发育一套形成于晚白垩世中期的英安岩(88.5±1.2 Ma)。该套火山岩具有岛弧火山岩的地球化学特征,为地壳深部岩浆岩部分熔融形成的Ⅰ型岩浆岩,经历了明显的斜长石分离结晶作用。与同时代的侵入岩相比,该套火山岩为高度演化的岩浆,Rb/Sr比值较高,但Sr/Y比值较低。在拉萨地块内部,广泛发育的90～85 Ma的岩浆作用与新特提斯洋的北向俯冲作用相关。     

阿尔泰东南缘泥盆纪花岗质岩石的锆石U-Pb年龄、成因演化及构造意义：钙碱性-高钾钙碱性-碱性岩浆演化新证据

中国阿尔泰广泛发育的花岗质岩石已获得大量研究,但是其东南缘研究薄弱,制约了对整个阿尔泰造山带构造岩浆演化的认识。本文新获得阿尔泰东南缘四个花岗质岩体(昆格依特、库吉尔特、布铁乌及卡拉特玉别)锆石U-Pb年龄,分别为382±4Ma、381±4Ma、385±5Ma和363±6Ma。岩石学、地球化学特征等显示这些花岗质岩石具有高钾钙碱性、准铝质—弱过铝质的I型特点,全岩εNd(t)值为-2.42~-0.53,Nd模式年龄tDM为1.6~1.3Ga;锆石εHf(t)值为-3.44~+13.26,绝大多数为正值,锆石Hf二阶段模式年龄tDM-2为2.5~0.6Ga,表明源区物质组成复杂,有较多的新生幔源物质参与花岗质岩石的形成,并含有古老地壳成分。综合已有年龄分析显示,中国阿尔泰花岗质岩石的形成时代可分为480~440Ma(峰期460Ma)、420~390Ma(峰期400Ma)、390~370Ma(峰期380Ma)、370~360Ma(峰期365Ma)、360~350Ma。处于岩浆发育峰期的早泥盆世(420~390Ma)多为准铝-过铝质的钙碱性系列;中晚泥盆世(390~360Ma)多为准铝—弱过铝质的高钾钙碱性系列;370~360Ma为高钾钙碱性系列。该地区363Ma的高钾钙碱性花岗质岩石的确定,为进一步厘定整个阿尔泰泥盆纪花岗质岩浆由钙碱性(480~390Ma),到高钾钙碱性(390~360Ma),再到354Ma的布尔根碱性花岗岩的演变特点提供了新的证据,进一步揭示阿尔泰造山带该时期由俯冲增生演变到碰撞及后碰撞的演化过程。