大别山花岗质岩浆的形成:胶水或含自由水体系的熔融——以天堂寨和九资河花岗岩为例

本文以北大别地块中典型燕山期花岗岩——天堂寨、九资河花岗岩为例,研究了其黑云母、角闪石的矿物成分及岩石包体特征;并结合当前有关脱水熔融和含自由水体系的熔融实验岩石学成果,对花岗质岩浆的形成方式进行了讨论,认为天堂寨、九资河花岗岩是由含自由水体系的熔融作用形成的,含水流体的主要来源可能为南大别地块。     

北大别白垩纪花岗岩多期侵位与造山带演化的关系

大别造山带白垩纪花岗岩的多期侵位与地壳结构变化的关系,是研究大别造山带演化的热点和前沿问题之一.北大别造山带产出三期白垩纪花岗岩,通过对石鼓尖岩体、天堂寨岩体和薄刀锋岩体进行锆石U-Pb年龄和Sr-Nd同位素研究,探讨了北大别白垩纪三期花岗岩的侵位时间和造山带地壳结构的演化.石鼓尖石英二长岩年龄为142±4Ma,(87Sr/86Sr)t比值范围为0.707 801~0.707 870,εNd(t)值范围为-17.94~-17.09;天堂寨斑状二长花岗岩年龄为132±4Ma,(87Sr/86Sr)t比值范围为0.708 390~0.708 934,εNd(t)值范围为-16.89~-13.86;薄刀锋细粒花岗岩的年龄为130±4Ma,(87Sr/86Sr)t比值范围为0.711 424~0.714 972,εNd(t)值范围为-14.88~-12.97.这样的同位素组成显示花岗岩的多期侵位与地壳结构演化的密切关系,第一期花岗岩形成于增厚的基性下地壳部分熔融,第二期花岗岩来源于大别造山带伸展垮塌过程的中酸性中下地壳的部分熔融,晚期无变形花岗岩形成于造山带伸展垮塌后,酸性中上地壳的部分熔融.     

大别山花岗质岩浆的形成：脱水或含自由水体系的熔融：—以天堂寨和九？…

本文以北大别地块中典型燕山期花岗岩－－天堂寨、九资河花岗岩为例,研究了其黑云母、角闪石的矿物成分及岩石包体特征;并结合当前有关脱水熔融和含自由水体系的熔融实验岩石学成果,对花岗质岩浆的形成方式进行了讨论,认为天堂寨、九资河花岗岩是由含自由水体系的熔融作用形成的,含水流体的主要来源可能为南大别地块。     

九资河—天堂寨地区燕山晚期花岗岩与大别造山带核部隆升

大面积分布在大别造山带核部九资河－天堂寨地区、构成著名的天堂寨花岗质杂岩体主体的燕山晚期花岗岩,包括九资河片麻状花岗岩、吴家山花岗闪长岩、天堂寨斑状花岗岩、薄力峰细粒花岗岩和笔架山浅色花岗岩等和个岩石类型（单元）。其围岩为遭受角闪岩相区域变质和混合岩化的新太古代大别杂岩。根据其与研究区主体构造－巨型ＮＥ向右行走测韧性剪切带的关系,这些花岗岩可分为同构造、无构造和构造后等３个构造类型。从岩石角度看,     

微量元素模拟限定大别造山带中生代花岗岩类的源岩成分

摘 要　 大陆碰撞造山带中花岗岩浆主要是因下部地壳缺乏流体熔融过程而形成的。对其源 岩成分限制而进行的微量元素模拟不仅要考虑源岩和熔体中有关矿物相比例的变化‚还要考 虑熔融过程中源岩矿物相组合的变化‚并选择合适的元素用于模拟。Rb、Sr、Ba 和 REE 模拟 结果显示‚上溪群杂砂岩作为扬子隆起带中生代花岗岩类的源岩是不合适的：大别隆起带中 的中生代花岗岩类也不可能完全由大别杂岩中的 TTG 质片麻岩熔融形成‚更可能是变基性岩 和 TTG 质片麻岩构成的复合源岩熔融的结果。     

大别造山带核部典型燕山期花岗岩岩浆演化的p—T轨迹

本文根据相图和多种地质温压计确定了大别造山带核部典型花岗岩岩浆的源区,岩浆房和固结成岩阶段的温度和压力,并建立了区内岩浆演化的ｐ－Ｔ轨迹。该轨迹表明：（１）石鼓尖侵入岩浆上升能力最强,上升的最小距离为２５ｋｍ;（２）天堂寨侵入岩岩浆上升能力也较强,上升的最小距离为５ｋｍ,（３）九资河侵入岩的上升能力最弱,上升距离小于３ｋｍ。（４）石鼓尖和天堂寨岩体为异地侵入体,九资河岩体是一个原地－半原地花岗岩体     

喜马拉雅造山带的部分熔融与淡色花岗岩成因机制

喜马拉雅造山带核部由高级变质岩和淡色花岗岩组成,是研究大陆碰撞造山带部分熔融与花岗岩成因的天然实验室.基于最新研究成果,探讨了喜马拉雅造山带核部变质作用的条件、类型以及P-T轨迹、部分熔融的方式与程度及熔体成分以及变质作用与部分熔融的时间和持续过程.相关证据表明,造山带核部经历了高压麻粒岩相至榴辉岩相变质作用,具有以增温增压进变质和近等温降压退变质为特征的顺时针型P-T轨迹.这些高压变质岩石发生了长期持续的高温变质与部分熔融.在泥质岩石的进变质过程中白云母和黑云母脱水熔融可以形成不同成分的熔体.同时,总结了淡色花岗岩的形成时间、地球化学特征和源区熔融方式,结果表明碰撞造山过程中加厚下地壳的脱水熔融形成了喜马拉雅造山带的淡色花岗岩.      

大别山典型燕山期侵入体中矿物成分特征及其地质意义

分析了大别造山带核部典型燕山期侵入体中的斜长石、黑云母和角闪石的化学成分和成因特点,并从矿物平衡角度讨论了典型侵入体岩石成因。结果表明：（１）石鼓尖侵入岩中,斜长石成分较稳定,共生角闪石和黑云母为岩浆平衡结晶的矿物;（２）天堂寨和九资河侵入岩中,部分斜长石和黑云母可能为深蚀残留矿物,角闪石属于火成岩区的新生矿物,可能为斜长石和黑云母发生融反应所形成;（３）三个侵入体的岩石均为岩浆成因。     

长江中下游中生代花岗岩类源区的壳—壳混源性质

长江中下游地区中生代花岗岩类形成于大别造山带碰撞后岩石圈物质的调整演化过程。Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成数据表明，早、晚阶段花岗岩类具有相似的壳－壳混合源区性质，其主要源岩端员可能分别相当于以大别杂岩为代表的深变质岩系和中、新元古界底侵（ｕｎｄｅｒｐｌａｔｉｎｇ）基性物质与部分古元古界沉积－火山－侵入岩系组成的扬子陆块下地壳岩石。这两种成分不同的下地壳物质在这里呈指状穿插体结构。长江中下游地区下地壳在碰撞造山过程中曾是大别地块与扬子地块之间的深部构造混杂带。本文主要根据各类已有的Ｓｒ、Ｎｄ、Ｐｂ同位素组成资料讨论花岗岩类的源区性质问题     

北大别早白垩纪花岗岩类的Sm-Nd和锆石Hf同位素及其构造意义

大别造山带产出两期早白垩纪造山后花岗岩类:早期(≈132Ma)变形的角闪石英二长岩和斑状二长花岗岩具高钾的类埃达克岩的地球化学特征,形成于增厚地壳(>50km)的下地壳部分熔融;晚期(≈128Ma)未变形的花岗岩包括细粒二长花岗岩和钾长花岗(斑)岩,属于正常安山岩-英安岩-流纹岩系列岩石,它们形成于相对薄的地壳(<35km)的下地壳部分熔融。早期变形的花岗岩类中,角闪石英二长岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7066～0.7076,ε_(Nd)(t)=-20.3～-27.8,类似于扬子下地壳基性麻粒岩的Sr-Nd同位素特征,其中白垩纪岩浆锆石(≈132Ma)Hf同位素初始比值(ε_(Hf)(t))和两阶段Hf模式年龄(t_(DM2))分别为-29.30.5和303065Ma;我们认为角闪石英二长岩源于锆石Hf模式年龄约3.0Ga的基性下地壳部分熔融。早期斑状二长花岗岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7078～0.7083,ε_(Nd)(t)=-15.8～-20.0,类似于北大别英云闪长质-花岗质片麻岩的Sr-Nd同位素特征,其白垩纪岩浆锆石(≈132Ma)的ε_(Hf)(t)和t_(DM2)分别为-24.80.5和274434Ma。我们认为宽状二长花岗岩源于约2.7Ga的中酸性下地壳部分熔融。晚期未变形的花岗岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7069～0.7105,ε_(Nd)(t)=-16.4～-22.1,类似于北大别英云闪长质-花岗质片麻岩的Sr-Nd同位素特征;其白垩纪岩浆锆石(≈128Ma)的ε_(Hf)(t)具有较大的变化范围(-25.2～7.4),主要峰值为-22.5±0.5,次要峰值为-16.3±0.7,并有少量正的ε_(Hf)(t)值5.8～7.4,与ε_(Hf)(t)值对应的t_(DM2)分别为2600±40Ma、2211±68Ma和743±130Ma。我们认为晚期未变形的花岗岩源于锆石Hf模式年龄约2.6～2.2Ga的中酸性下地壳部分熔融,源区夹杂新元古代新生的陆壳。在大别造山带垮塌之前(>132Ma),增厚地壳(>50km)的下地壳存在双层结构:锆石Hf模式年龄约为3.0Ga的基性下地壳基底和约2.7Ga的中酸性(英云闪长质-花岗质)上部下地壳.在大别造山带伸展垮塌的晚期阶段(≈128Ma),减薄的下地壳(<35km)主要为锆石Hf模式年龄约2.6～2.2Ga的中酸性(英云闪长质-花岗质)岩石,并夹杂少量新元古代Rodinia超大陆裂解时形成的新生陆壳。     

北阿尔金早古生代构造体制转换的时限:来自花岗岩的证据

北阿尔金造山带中的阿北花岗岩体出露于喀腊大湾与阿尔金北缘断裂交叉部位的东南侧,主要由黑云母二长花岗岩和似斑状二长花岗岩组成,二者岩石地球化学特征较为相似。锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明黑云母二长花岗岩结晶年龄为427.3±5.7 Ma。阿北花岗岩体具有以下地球化学特征:1高SiO_2(68.68%~72.83%)、高碱(Na_2O+K_2O=6.52%~7.91%,Na2OK_2O)、准铝质(A/CNK≈1);2高Sr和LREE,低Y(10μg/g)和Yb(1μg/g);3高Sr/Y值(40);4非常弱甚至没有Eu负异常。这些特征表明阿北花岗岩体形成于加厚的镁铁质下地壳部分熔融,其源区残留了大量的石榴子石而不含斜长石;同时,岩浆在上升的过程中经历了分离结晶作用。结合前人研究成果,在440~420 Ma北阿尔金造山带中残留有加厚的镁铁质下地壳,而在420 Ma之后发生了广泛的下地壳拆离与减薄。也就是说,北阿尔金造山带构造体制转换的时限为440~420 Ma,伴随着阿北花岗岩体的侵位。     

大别造山带核部两处燕山期花岗岩体的成因演化模式

根据对大别山核部牛占鼻和木子店两处燕山期花岗岩体进行的元素地球化学分析和岩浆演化的模拟分析,结果显示,牛占鼻和木子店两处燕山期花岗岩体都具相似的主量和微量元素特征,它们和天堂寨的同期花岗岩具有相似的成因模式和源岩,其主要的形成演化模式可能是增厚的下地壳发生部分熔融所致,源岩可能是太古代TTG片麻岩或奥长花岗岩。同时这样的结果也说明大别山燕山期花岗岩的成因与造山后的地壳叠覆、基性岩浆底侵和随后的地壳拆沉作用具有密切的联系。模拟中也发现有的样品具有异常的地化特征,尤其对是Na2O/K2O>1的花岗岩的模拟结果不理想,暗示可能存在不同的源岩和岩浆演化作用。     

东昆仑造山带三叠纪岩浆混合成因花岗岩的岩浆底侵作用机制

东昆仑造山带广泛出露三叠纪岩浆混合成因花岗岩，它们具有共同的特征：岩体成分变化大；花岗岩类岩石中富含镁铁质微粒包体（mafic microgranular enclave--MME）；不同岩性之间常常呈渐变过渡关系。同时，这些岩体无一例外都和代表下地壳的深变质岩共生，暗示岩浆就位于地壳深部。此外，东昆仑地区广泛发育基性侵入体，它们产在深变质岩中，或者与岩浆混合成因花岗岩类共生，暗示下地壳物质的部分熔融和岩浆混合成因花岗岩的形成有可能与基性岩浆底侵作用有关。笔者选择东昆仑加鲁河这一典型的岩浆混合成因花岗岩体为例，对其岩石学、地球化学、同位素地球化学等特征进行了详细研究，认为幔源岩浆底侵作用是这类岩体形成的直接原因，并对幔源岩浆底侵作用和岩浆混合成因花岗岩之间的成因联系以及幔源岩浆底侵作用在东昆仑造山带三叠纪地壳生长和构造演化中所起的重要作用进行了讨论，构建了加厚陆壳背景下的断离-底侵-混合-拆沉作用模型。     

秦岭蟒岭高Sr花岗岩的锆石Lu-Hf同位素特征及其成因

蟒岭花岗岩体位于商丹构造带北侧的北秦岭构造带上,为一呈近东西走向的中生代花岗岩基。蟒岭花岗岩属高钾钙碱性—钾玄岩系列、过铝质I型花岗岩,其w(SiO2)=67.3%～73.7%,w(Al2O3)=14.0%～16.3%,w(Na2O)=3.17%～3.93%、w(K2O)=3.9%～6.3%,具高Sr、Ba、LREE、Sr/Y、La/Y,低HREE、Y、Mg#(50)、Rb/Sr,亏损Nb、Ta、Ti和P,无明显负Eu异常的特征,与中国东部的高Sr、Ba低HREE花岗岩的地球化学特征相似。锆石εHf(t)值为-9.4～-3.1,二阶段模式年龄(tDM2)集中于1.4～1.8 Ga,暗示蟒岭高Sr花岗岩的原岩主要为中新元古代地壳物质,并混入少量幔源物质;源区残留石榴石,而角闪石、斜长石为主要熔融相。蟒岭高Sr花岗岩形成于陆内造山阶段,由增厚的下地壳物质发生减压部分熔融形成,而底侵的镁铁质岩浆可能为部分熔融作用提供了热量。     

阿尔金断裂带东段古生代花岗岩浆作用及其大陆动力学意义

造山带花岗岩浆作用一直是地学的重要研究方向, 它记录了地球动力学深部过程的信息, 开展深入的研究工作可以更好的了解板块汇聚环境的陆壳生长和再造以及壳幔之间的相互作用。北祁连造山带是一典型的早古生代造山带, 先后经历了洋盆的打开到闭合, 敦煌地块则是主要由前寒武纪TTG片麻岩和变质表壳岩组成。北祁连造山带和敦煌地块分别位于阿尔金断裂带东段的东南侧和西北侧, 且均出露有大面积的古生代花岗岩体。本文以阿尔金主断裂两侧产出的花岗岩类为研究对象, 涉及北祁连造山带中的赵家庄二长花岗岩, 石包城复式岩体(花岗岩、正长花岗岩和花岗闪长岩)和红柳河花岗岩, 敦煌地块中的党河水库花岗闪长岩、沙枣园二长花岗岩、安盆沟复式岩体(正长花岗岩和花岗岩)以及小草湖似斑状花岗岩。通过对上述花岗岩体的岩相学、锆石U-Pb年代学、地球化学和锆石Hf同位素的研究, 取得了新的认识:     

西秦岭党川地区花岗岩的成因及其构造意义

对西秦岭造山带党川地区的党川花岗岩和石门花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、元素地球化学和Sr-Nd-Pb同位素组成的研究.结果表明, 党川花岗岩和石门花岗岩的岩浆结晶年龄分别为438±3Ma和220±2Ma.在岩石地球化学特征上, 党川花岗岩类似于C-型埃达克质岩石, 岩浆产生于增厚地壳物质的部分熔融, 而石门花岗岩类似于普通的地壳深熔型花岗岩.党川花岗岩的I_Sr=0.70660~0.70929, ε_Nd (t) =-2.24~-4.48;石门花岗岩的I_Sr=0.70581~0.70804, ε_Nd (t) =-3.73~-4.72.Sr-Nd同位素组成进一步指示它们的岩浆派生于地壳物质.然而, 在Pb同位素组成上, 党川花岗岩和石门花岗岩存在着明显的差异.党川花岗岩以相对富放射成因Pb同位素组成为特征, 初始Pb同位素比值为: 206Pb/204Pb=18.288~18.484, 207Pb/204Pb=15.677~15.693, 208Pb/204Pb=38.182~38.283;而石门花岗岩以相对低的放射成因Pb同位素组成为特征, 初始Pb同位素比值为: 206Pb/204Pb=17.989~18.189, 207Pb/204Pb=15.560~15.567, 208Pb/204Pb=37.982~38.000.这表明党川花岗岩和石门花岗岩的岩浆来自于不同地壳物质的部分熔融.区域分析表明, 西秦岭党川地区中古生代和早中生代的岩浆事件、岩石成因机制及岩浆源区均可与东秦岭地区北秦岭构造单元相对比, 由此说明西秦岭党川地区是东秦岭地区北秦岭构造单元的西延, 并且东秦岭地区早中生代南秦岭块体向北秦岭块体的大陆俯冲作用向西一直延至到西秦岭地区.      

Source contributions to Devonian granite magmatism near the Laurentian border, New Hampshire and Western Maine, USA

Radiogenic isotope data (initial Nd, Pb) and elemental concentrations for the Mooselookmeguntic igneous complex, a suite of mainly granitic intrusions in New Hampshire and western Maine, are used to evaluate petrogenesis and crustal variations across a mid-Paleozoic suture zone. The complex comprises an areally subordinate monzodiorite suite [377±2 Ma; ε_Nd (at 370 Ma)=−2.7 to −0.7; initial ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.56–15.58] and an areally dominant granite [370±2 Ma; ε_Nd (at 370 Ma)=−7.0 to −0.6; initial ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.55–15.63]. The granite contains meter-scale enclaves of monzodiorite, petrographically similar to but older than that of the rest of the complex [389±2 Ma; ε_Nd (at 370 Ma)=−2.6 to +0.3; initial ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb 15.58, with one exception]. Other granite complexes in western Maine and New Hampshire are 30 Ma older than the Mooselookmeguntic igneous complex granite, but possess similar isotopic signatures.

Derivation of the monzodioritic rocks of the Mooselookmeguntic igneous complex most likely occurred by melting of Bronson Hill belt crust of mafic to intermediate composition. The Mooselookmeguntic igneous complex granites show limited correlation of isotopic variations with elemental concentrations, precluding any significant presence of mafic source components. Given overlap of initial Nd and Pb isotopic compositions with data for Central Maine belt metasedimentary rocks, the isotopic heterogeneity of the granites may have been produced by melting of rocks in this crustal package or through a mixture of metasedimentary rocks with magmas derived from Bronson Hill belt crust.

New data from other granites in western Maine include Pb isotope data for the Phillips pluton, which permit a previous interpretation that leucogranites were derived from melting heterogeneous metasedimentary rocks of the Central Maine belt, but suggest that granodiorites were extracted from sources more similar to Bronson Hill belt crust. Data for the Redington pluton are best satisfied by generation from sources in either the Bronson Hill belt or Laurentian basement. Based on these data, we infer that Bronson Hill belt crust was more extensive beneath the Central Maine belt than previously recognized and that mafic melts from the mantle were not important to genesis of Devonian granite magma.     

黑龙江塔溪地区晚古生代后造山花岗岩特征及其地质意义

摘要：位于兴蒙造山带东端的黑龙江塔溪地区花岗岩主要岩石类型为二长花岗岩和正长花岗岩,锆石U Pb( LA ICP MS)同位素测年结果为295～285 Ma,表明形成于晚古生代。岩石地球化学以弱过铝质、中—高钾为特征,总体表现为：高钾钙碱性系列,轻稀土元素富集,重稀土元素相对亏损,弱—中等δEu负异常,大离子亲石元素(LILE)Rb、La富集,Ba、Sr亏损,高场强元素(HFSE)Ce、Zr、Hf、Th富集,Nb、Ta亏损。推测花岗质岩浆曾发生壳幔混染作用,有更多壳源物质参与,显示后造山I型花岗岩特征。认为花岗岩形成于挤压向伸展转换的后造山环境,为兴安地块与松嫩地块碰撞拼合的后造山阶段产物。