塔里木克拉通古元古代晚期A型花岗岩成因及对哥伦比亚超大陆演化的指示意义

塔里木克拉通保存有古元古代晚期与哥伦比亚超大陆演化相关的岩浆和构造记录。本文综述了塔里木克拉通周缘的古元古代晚期A型花岗岩,识别出两期(1.95Ga和1.85~1.73Ga)具不同地球化学特征的A型花岗岩。两期花岗岩均来源于具英云闪长岩和花岗闪长岩成分特征的地壳的部分熔融。~1.95Ga花岗岩具有相对较高的SiO₂和Sr含量、Y/Nb和Ce/Nb比值、较低的ε_Hf(t)值(-13~-5.2),为A2型花岗岩,形成于活动大陆边缘或弧后伸展等构造环境;而1.85~1.73Ga花岗岩具有相对较低的SiO₂和Sr含量、Y/Nb和Ce/Nb比值、和较高的ε_Hf(t)(-5.9~+8.7)和ε_Nd(t)(-6.2~-2.5)值,为A2向A1过渡类型,形成于碰撞后伸展或者陆内伸展背景。笔者综述还发现塔里木克拉通内部元古代晚期岩浆和变质也可以明显的分为两期,岩浆岩峰值分别为1.93Ga和1.85Ga,变质年龄峰值为1.96Ga和1.84Ga,说明塔里木克拉通内部存在两期不同的古元古代晚期构造-岩浆事件。这两期构造-岩浆事件对应于俯冲型造山和碰撞造山后伸展环境,可能分别记录了哥伦比亚超大陆聚合和裂解过程,也就是说哥伦比亚超大陆可能在1.85Ga左右已经开始部分裂解。

     

碰撞后的地壳尺度伸展记录——中亚造山带南缘—华北克拉通北缘深部电性结构的揭露

中亚造山带作为地球上规模宏伟的造山带之一, 是显生宙以来陆壳增生和伸展作用强烈的地区。华北克拉通是世界上最古老的陆块之一, 晚中生代以来经历了大规模的伸展作用。中亚造山带与华北克拉通南北相连, 悠久的构造演化进程使这一地区成为研究大陆造山及造山后伸展作用的理想场所。本文对新近完成的横过中亚造山带南缘—华北克拉通北缘(洪格尔—怀来)的600 km大地电磁长剖面, 进行了严格规范的数据处理、分析和反演, 获得了深部电性结构模型, 研究了中亚造山带南缘和华北克拉通北缘深部壳幔结构, 进而为该区构造演化提供新的依据。沿剖面, 上地壳高阻体与分布的花岗岩对应; 中、下地壳向北倾斜的高导层与其下方高导体相连, 指示出地幔物质上升的通道, 该套高导层与高导体可能形成于板块碰撞后的伸展环境, 反映出地幔物质的上升作用是碰撞后构造伸展的主要动力。     

阿拉善地块北缘二叠纪花岗岩类的锆石年代学、地球化学及其对伸展环境的指示意义

阿拉善北缘造山带是连接中亚造山带东、西两段的关键节点, 对于认识其构造演化具有重要意义。然而, 该区研究程度较低, 且关于其二叠纪的构造环境有俯冲、俯冲转碰撞、碰撞后伸展等争议。本文选取阿拉善地块北缘宗乃山-沙拉扎山构造区的花岗岩类岩石进行了系统的年代学、地球化学和同位素研究。塔木素岩体花岗岩、笋布尔岩体花岗闪长岩和呼仁陶勒盖岩体花岗岩的年龄分别为259.8±1.7Ma、260.0±1.2Ma和250.8±2.2Ma。结合前人研究成果, 可知宗乃山-沙拉扎山构造区经历了中元古代早期、新元古代早期、早古生代和晚古生代的岩浆作用, 其峰期为中-晚二叠世。花岗岩类样品大多具有中-高钾钙碱性和准-过铝质特征, 指示其为地壳重熔的产物。三个岩体全岩ε_Nd(t)值为-1.47~-0.25, Nd同位素模式年龄为1.03~1.05Ga; 其中笋布尔岩体的锆石ε_Hf(t)值为-0.24~+3.70, Hf同位素模式年龄为965~1215Ma。其同位素特征与中亚型微陆块相似, 指示这些岩体主要来自于宗乃山-沙拉扎山构造区中-新元古代基底的重熔。根据以上岩石成因, 结合笋布尔岩体A型花岗岩特征和大多后碰撞花岗岩特征指示这些岩体主要形成于碰撞后伸展环境。结合前人研究成果, 认为该区在中-晚二叠世已处于碰撞后伸展环境。

     

内蒙古中部达来地区晚侏罗世A型花岗岩:地球化学特征、岩石成因与地质意义

A型花岗岩的成因研究是揭示重要壳幔相互作用和伸展型地球动力学过程的重要窗口。离子探针锆石U-Pb测年指示内蒙古中部达来地区的达来庙钾长花岗岩岩株大约于晚侏罗世(160.1±1.8Ma)侵位。岩体Si O2含量介于69.8%~73.9%,富碱铁,贫钙镁;富集大离子亲石元素和Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,发育明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.20~0.68)。这指示达来庙花岗岩具有A型花岗岩的元素地球化学特征。同时岩石具有低全岩Sri(87Sr/86Sri=0.70504~0.70523),低正全岩εNd(t)(+2.1~+2.3)以及高正的锆石εHf(t)(+7.0~+11.5)和高锆石δ18O(6.7‰~7.7‰)等同位素特征。元素同位素地球化学示踪指示达来庙花岗岩可能源于新增生中基性地壳物质的部分熔融及其后的结晶分异作用。一方面,达来庙花岗岩和蒙古-华北北部地块分散分布的其他A型花岗岩共同见证了有别于早白垩世大规模上地壳伸展的中晚侏罗世弥散状中下地壳伸展行为;另一方面,蒙古-华北北部地块晚中生代两段式的地壳伸展轨迹记录了蒙古-鄂霍茨克构造域造山后的重力垮塌过程。     

丹凤花岗岩和基性捕虏体的地球化学和锆石U-Pb-Hf-O同位素: 北秦岭超高压变质带两期构造抬升事件的记录

北秦岭造山带中广泛出露的早古生代花岗岩及其中的基性捕虏体,对于讨论该造山带早古生代地壳及构造演化过程具有重要研究意义。本文报道了丹凤地区枣园二长花岗岩及其中的斜长辉石岩捕虏体与黄柏岔岩体中的斜长角闪岩捕虏体的全岩地球化学和锆石U-Pb-Hf-O同位素组成。斜长角闪岩和斜长辉石岩锆石U-Pb定年获得了493±8Ma原岩年龄和468±4Ma~460±5Ma的角闪岩相变质年龄。锆石U-Pb定年表明枣园花岗岩侵位于晚志留世（419±4Ma）。斜长角闪岩和斜长辉石岩SiO₂含量介于49.69%~50.73%之间,呈现镁质、准铝质和钙碱性特征;富集大离子亲石元素（LILEs）和轻稀土元素（LREE）,亏损高场强元素（HFSEs）;并且大部分锆石具有较高的ε_Hf（t）值（-0.3~7.5）和锆石δ¹⁸O值（5.61‰~8.20‰）。这些特征指示其原岩可能源于俯冲板片交代的地幔楔部分熔融。枣园花岗岩SiO₂含量为70.11%,呈现高硅碱,贫铁镁,弱过铝,富集LILEs和LREE以及亏损HFSEs的特点;与I型花岗岩的元素地球化学特征一致;花岗岩具有较高的ε_Hf（t）值（0.1~3.9）和δ¹⁸O值（8.72‰~9.66‰）。这些特征指示花岗岩是由蚀变的年轻地壳经黑云母脱水熔融形成。结合北秦岭高压-超高压（HP-UHP）岩石、早古生代花岗岩和基性岩研究现状,表明该区在早古生代经历两期构造抬升事件并伴随退变质和深熔作用,分别发生在中-晚奥陶世和晚志留世。

     

西昆仑奇台达坂二长花岗岩及其暗色微粒包体对稀有金属伟晶岩形成的指示意义

晚三叠世钙碱性I型花岗岩在西昆仑造山带广泛分布, 岩体中常见有大量暗色微粒包体(MMEs)。西昆仑地区中生代花岗伟晶岩十分发育, 是我国重要的伟晶岩型锂铍成矿带。近年来, 大红柳滩一带伟晶岩型锂矿找矿取得重大突破, 而奇台达坂花岗岩体与大红柳滩一带伟晶岩型锂矿在空间上关系密切。本文选择西昆仑大红柳滩一带奇台达坂黑云二长花岗岩及其暗色微粒包体进行系统的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及Sr-Nd-Hf同位素研究, 以准确厘定其形成时代, 探讨其岩石成因、构造环境及其与稀有金属伟晶岩成矿之间的成因联系。LA-ICP-MS锆石U-Pb测试表明, 暗色包体形成于212.9±1.6Ma, 寄主黑云二长花岗岩形成于213.7±2.0Ma, 形成时代为晚三叠世, 这些年龄资料为该地区岩浆混合作用的存在提供了有力证据。地球化学特征显示, 奇台达坂黑云二长花岗岩及暗色包体均属弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩类, 暗色包体SiO₂含量较寄主二长花岗岩低, 二者均富集大离子亲石元素(Rb、Th、U、K), 亏损高场强元素(如Nb、P、Ti), 并具有相似的Sr-Nd-Hf同位素组成。黑云母二长花岗岩的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值为0.70789~0.70839, ε_Nd(t)为-5.42~-4.02, ε_Hf(t)值为-4.8~4.8, 二阶段Hf模式年龄(t_DM2)为909~1516Ma; 暗色包体的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值为0.70833~0.71011, ε_Nd(t)为-6.36~-5.05, ε_Hf(t)值为-4.7~1.8, 二阶段Hf模式年龄(t_DM2)为1097~1509Ma。据此本文认为奇台达坂黑云二长花岗岩及暗色包体是富集岩石圈地幔部分熔融形成的基性岩浆与古老下地壳角闪岩熔融形成的长英质岩浆混合作用的产物。综合西昆仑地区已有年代学资料和区域构造演化特征, 奇台达坂黑云二长花岗岩及暗色包体形成于古特提斯洋后碰撞伸展阶段, 表明至少在晚三叠世(213Ma)古特提斯洋就已经闭合并进入后碰撞伸展阶段, 这为西昆仑古特提斯构造岩浆演化提供了新的年代学证据。大红柳滩一带稀有金属伟晶岩为花岗质岩浆结晶分异的产物, 而晚三叠世花岗岩体本身具有连续分异演化的特征, 作为形成于整个岩浆演化过程中期的奇台达坂花岗岩体, 对大红柳滩一带稀有金属伟晶岩的形成具有重要的指示意义。

     

中亚造山系中南段早中生代花岗岩类时空分布特征及构造环境

依据锆石U-Pb年龄,中亚造山系中南段早中生代花岗岩类大致可以划分出早中三叠世(251～227Ma)和晚三叠世—早侏罗世(226～195Ma)两个阶段。早中三叠世花岗岩类,主要分布于东天山造山带中东部、北山造山带中北部、中蒙古地块、阿尔泰造山带西段及内蒙古-吉林造山带中西部地区,多沿板块缝合带及附近展布,具有准铝质-弱过铝质的钙碱性-高钾钙碱性或弱碱性花岗岩的特点,I型、S型和A型或I-A型花岗岩均有出露,且同期的超镁铁质-镁铁质岩少见。晚三叠世—早侏罗世花岗岩类,较广泛分布于全区各造山带,具有准铝质-弱过铝质的高钾钙碱性-碱性花岗岩的特点,大都为A型和I-A型花岗岩,部分具有高分异Ⅰ型花岗岩的特点,且同期的超镁铁质-镁铁质岩较发育。早期花岗岩类的稀土元素总量(ΣREE)高于晚期,但晚期较早期具显著负铕异常,晚期花岗岩Ba、Nb、Sr、P和Ti的亏损程度较早期更明显一些。花岗岩Sr-Nd同位素特征显示,华北北缘具有非常低的εNd(t)值(-19.6～-5.4)和老的tDM值(1.23～2.09Ga),以古老陆壳为其主要源区;北蒙古-西外贝加尔造山带和内蒙古-吉林造山带主体以年轻物源为主;中蒙古地块、阿尔泰造山带、东天山造山带和北山造山带在以古老微陆块为花岗岩源区的构造背景下,有部分年轻幔源组分的贡献,总体显示出早期以壳源和幔源的双源为特点,晚期以幔源为主,从早期到晚期有年轻幔源组分递增的趋势。大量新生地壳主要分布在鄂霍茨克带及其邻区,但在一些老的微陆块上,后造山或后碰撞阶段也有较多年轻幔源岩浆的底侵而导致地壳垂向生长。早中三叠世花岗岩类在中亚造山系西部地区为后造山构造背景,东部地区为同造山作用的晚期阶段;晚三叠世—早侏罗世花岗岩类为后造山或非造山或板内伸展构造背景。     

东昆仑金水口泥盆纪层状花岗岩成因和找矿意义

东昆仑造山带是青藏高原与冈底斯带相媲美的巨型岩浆岩带, 但该带是否具有形成硬岩型稀有金属矿床的潜力还不清楚。最近在东昆仑金水口地区发现了锂铍矿化伟晶岩, 暗示其有可能成为以锂铍为主的稀有金属成矿潜力区。本文以矿化伟晶岩空间上紧密共生的金水口层状花岗岩体为研究对像, 揭示其地球化学特征和形成时代, 探讨其成因和找矿意义。金水口层状花岗岩下部为弱过铝高钾钙碱性黑云母二长花岗岩, 上部为高分异强过铝二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩。花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为396~395Ma, LA-ICP-MS独居石U-Pb年龄为396~391Ma。黑云母二长花岗岩、二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩具有相似的Nd同位素组成, ε_Nd(t)为-6.52~-4.48, 黑云母二长花岗岩与二云母正长花岗岩具有相似的全岩Pb同位素组成和锆石Hf同位素组成, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb(t)为38.187~38.219, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb(t)为15.627~15.652, ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb(t)为18.299~18.527, ε_Hf(t)为-6.25~+0.58。下部花岗岩和上部高分异花岗岩均源于元古代岩石和少量新生年轻地壳物质组成的下地壳, 为I型花岗岩, 形成于碰撞后伸展构造环境。金水口花岗岩岩浆演化过程中Li、Be、Nb、Ta和Sn富集, 与其东侧跃进山花岗岩共同构成了潜在的稀有金属矿化伟晶岩的母体花岗岩, 推断跃进山花岗岩南部和东部具有伟晶岩型Li-Be矿的找矿潜力。东昆仑造山带出现泥盆纪Li-Be矿成矿作用, 暗示青藏高原北部除了中生代外, 古生代也存在Li-Be矿重要成矿潜力。

     

豫南新县岩体地球化学、年代学和Hf同位素特征及地质意义

新县岩体位于秦岭-大别造山带上,对其进行系统的岩石地球化学探讨有助于加深对秦岭-大别造山带中生代构造-岩浆演化及地球动力学背景的认识.岩石地球化学分析结果显示,SiO₂含量为74.94%~78.16%,K₂O含量为3.87%~5.86%,Na₂O含量为3.82%~4.24%,Al₂O₃含量为12.38%~13.57%,具有高钾钙碱性和过铝质(A/CNK=1.05~1.11) 特征.岩石稀土总量较低(42.67×10-6~110.45×10-6),轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,具有Eu的负异常,岩体富集Rb、U、Hf和Y,亏损Ba、Nb、Ta和Ti,显示出Ⅰ型高分异花岗岩的特点.3个期次岩石的U-Pb年龄分别为153.4±1.1 Ma、146.4±1.6 Ma和131.6±1.8 Ma.锆石Hf同位素分析结果表明,新县岩体的ε_Hf(t)值为-24.5~-20.3,位于地幔演化线之下,t_DM2值为2.68~2.93 Ga,指示其源于扬子板块北缘的古老地壳,其组成类似于扬子板块北缘TTG型岩浆岩.结合区域地质背景,新县岩体形成于扬子陆块与华北陆块碰撞造山后的陆内伸展环境,对应的地球动力学背景为晚侏罗世-早白垩世地壳从挤压收缩向区域性伸展的构造体制大转换过程和大规模的地壳伸展和岩石圈减薄时期.      

内蒙古西乌旗沙尔哈达晚侏罗世A型花岗岩：地球化学特征、岩石成因与动力学背景

内蒙古西乌旗沙尔哈达花岗岩侵入于贺根山缝合带蛇绿岩中。LA-ICP-MS锆石测年指示,沙尔哈达花岗岩岩株于晚侏罗世(154.6±1.2 Ma)侵位,矿物组合以石英、碱性长石和斜长石为主,富SiO2(74.86%~75.97%)、K2O(4.4%~4.95%),贫MgO(0.044%~0.22%)、CaO(0.38%~0.77%)、TiO2(0.046%~0.18%)和P2O5(0.007%~0.042%),A/CNK=1.03~1.09, 小于1.1,强烈亏损Ba、Sr、Eu、P、Ti,具有典型的右倾“海鸥型”稀土元素分配模式,表现出典型的铝质A型花岗岩的矿物组合及地球化学特征。沙尔哈达A型花岗岩具有低的(87Sr/86Sr)i值(0.7014~0.70374)、低正εNd(t)值(+3.96~+4.31)、高的εHf(t)值(+10.54~+14.72)。同位素地球化学特征指示,沙尔哈达花岗岩可能源于新生的中基性地壳物质部分熔融及其后的结晶分异作用。沙尔哈达A型花岗岩为晚侏罗世蒙古-鄂霍茨克洋闭合后造山伸展作用的产物,和蒙古-华北北部地块散布的其他A型花岗岩共同指示中晚侏罗世广泛的中下地壳伸展。     

Carboniferous Highly Fractionated I‐type Granites from the Kalamaili Fault Zone,Eastern Xinjiang,NW China: Petrogenesis and Tectonic Implications

Carboniferous magmatism is one of the most important tectonothermal events in the Central Asian Orogenic Belt(CAOB). However, the final closure time of the Kalamaili Ocean between East Junggar and Harlik Mountain is still debated. Early Carboniferous(332 Ma) and late Carboniferous(307–298 Ma) granitic magmatism from Kalamaili fault zone have been recognized by LA-ICP-MS zircon U-Pb dating. They are both metaluminous highly fractionated I-type and belong to the high-K calc-alkaline. The granitoids for early Carboniferous have zircon ε_(Hf)(t) values of-5.1 to +8.5 with Hf model ages(T_(DM2)) of 1.78–0.83 Ga, suggesting a mixed magma source of juvenile material with old continental crust. Furthermore, those for late Carboniferous have much younger heterogeneous zircon ε_(Hf)(t) values(+5.1 to +13.6) with Hf model ages(T_(DM2)=1.03–0.45 Ga) that are also indicative of juvenile components with a small involvement of old continental crust. Based on whole-rock geochemical and zircon isotopic features, these high-K granitoids were derived from melting of heterogeneous crustal sources or through mixing of old continental crust with juvenile components and minor AFC(assimilation and fractional crystallization). The juvenile components probably originated from underplated basaltic magmas in response to asthenospheric upwelling. These Carboniferous highly fractionated granites in the Kalamaili fault zone were probably emplaced in a post-collisional extensional setting and suggested vertical continental crustal growth in the southern CAOB, which is the same or like most granitoids in CAOB. This study provides new evidence for determining the post-accretionary evolution of the southern CAOB. In combination with data from other granitoids in these two terranes, the Early Carboniferous Heiguniangshan pluton represents the initial record of post-collisional environment, suggesting that the final collision between the East Junggar and Harlik Mountain might have occurred before 332 Ma.     

华北陆块南缘小秦岭地区早白垩世埃达克质花岗岩的 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年龄、Hf 同位素和元素地球化学特征

文峪和娘娘山花岗岩体位于华北陆块南缘小秦岭地区,侵位于太古宇太华岩群中,主要岩性为二长花岗岩.LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 定年结果显示,文峪和娘娘山黑云母二长花岗岩体形成时间分别为(135±7) Ma 和(139±4) Ma,普遍含有大量继承锆石.两个岩体均属于具有高硅(SiO2=64.80%~73.30%)、...     

Tectonic nature of the NE Asian continental margin during the Late Jurassic–Early Cretaceous: constraints from the geochronology and geochemistry of igneous rocks in the NE North China Craton

ABSTRACT

This paper presents geochronological, geochemical, and zircon Hf–O isotope data for late Mesozoic intrusive rocks from the northeastern North China Craton (NCC), with the aim of constraining the late Mesozoic tectonic nature of the NE Asian continental margin. U–Pb zircon data indicate that the Late Mesozoic magmatism in the northeastern NCC can be subdivided into two stages: Late Jurassic (161 ? 156 Ma) and Early Cretaceous (125 ? 120 Ma). Late Jurassic magmatism consists mainly of monzogranites. These monzogranites display high Sr/Y ratios and the tetrad effect in their REE, respectively, and have negative ε_Hf(t) values (?22.6 to ?15.8). The former indicates that the primary magma was generated by partial melting of thickened NCC lower crust, the latter suggests that the monzogranites were crystallized from highly fractionated magma, with the primary magma derived from partial melting of lower continental crust. Combined with the spatial distribution and rock associations of the Late Jurassic granitoids, we conclude that the Late Jurassic magmatism in the eastern NCC formed in a compressional environment related to oblique subduction of the Paleo-Pacific Plate beneath the Eurasia. The Early Cretaceous magmatism consists mainly of granitoids and quartz diorites. The quartz diorites formed by mixing of melts derived from the mantle and lower crust. The coeval granitoids are classified as high-K calc-alkaline and metaluminous to weakly peraluminous series. Some of the granitoids are similar to A-type granites. The granitoid ε_Hf(t) values and T_DM2 range from ?14.3 to ?1.4 and 2089 to 1274 Ma, respectively. These values indicate that their primary magma was derived from partial melting of lower crustal material of the NCC, but with a contribution of mantle-derived material. We therefore conclude that Early Cretaceous magmatism in the northeastern NCC occurred in an extensional environment related to westward subduction of the Paleo-Pacific Plate beneath Eurasia.     

西藏南拉萨地体尼木地区侏罗纪花岗岩地球化学与岩石成因

冈底斯岩基是新特提斯洋北向俯冲和印度-欧亚大陆碰撞的重要岩浆记录,尼木地区位于冈底斯岩基中部。本文报道了尼木地区寄主二长花岗岩和辉长质包体的锆石U-Pb年代学、元素地球化学和锆石Hf同位素。锆石U-Pb定年结果表明,寄主花岗岩（197~190Ma）和包体（195Ma）同期侵位,形成于早侏罗纪。寄主二长花岗岩为弱过铝质高钾钙碱性系列岩石,富集轻稀土和K、U、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,锆石ε_Hf（t）值为+13.9~+16.0,其可能来源于初生地壳的部分熔融;辉长质包体为准铝质钙碱性系列岩石,具有与寄主岩相似的稀土和微量元素分配特征,锆石ε_Hf（t）值为+13.8~+16.0,其可能代表了侏罗纪形成的新生下地壳,即寄主岩石的岩浆源区;结合前人研究,本文认为尼木地区的寄主花岗岩和暗色包体可能与新特提斯洋北向俯冲引起的地幔和初生地壳的部分熔融有关。

     

阿尔泰哈龙稀有金属矿集区复式岩体与伟晶岩成因关系探讨

新疆阿尔泰哈龙矿集区是我国重要的伟晶岩型稀有金属矿产地之一,区内大面积出露哈龙复式岩体,围绕岩体分布有群库尔、佳木开、阿祖拜、卡鲁安、柯鲁木特、吉列克和库马拉等多个花岗伟晶岩密集区。野外调研和年代学研究显示,哈龙复式岩体由先后侵入的晚奥陶世(456~446Ma)、早泥盆世(407.9~392.2Ma)和早三叠世(240.1Ma)花岗岩组成,花岗伟晶岩主要形成于中晚三叠世(238.3~206.8Ma)和早侏罗世(198.3~191.6Ma),矿集区花岗岩与花岗伟晶岩具有多期多阶段成岩作用以及密切的时空关系。其中,晚奥陶世和早泥盆世花岗岩的岩石地球化学特征、¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf_(t)比值和ε_Hf(t)值均显示其形成于陆缘活动带,是俯冲作用的产物,二者的源区分别为中元古代含有古陆壳成分的新生地壳和年轻地壳(或来自亏损地幔的新生物质);早三叠世白云母花岗岩具有高硅、富碱、Eu负异常明显、Ba负异常显著,指示其岩浆演化程度较高,形成于后造山构造环境。柯鲁木特、卡鲁安和佳木开稀有金属矿化花岗伟晶岩与早三叠世白云母花岗岩均有高的¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf_(t)比值和较低的ε_Hf(t)值,相近的t_DM2模式年龄,显示它们具有相似的源区,且均指向与中新元古代地层(即中新元古代含有古陆壳成分的富黏土变泥质岩)有关。花岗伟晶岩是多旋回构造事件的产物,其形成经历了以下阶段：首先是中新元古代陆缘沉积的初次富集;随后在加里东期和华力西期强烈的岩浆作用导致该地区地壳物质的活化,以及北西向深大断裂分割的块段构造格局;最后在印支期后造山构造环境挤压与拉张的交替作用下,被改造的中新元古代含泥质的变质沉积岩间断发生部分熔融并形成花岗伟晶质岩浆,其上侵到深大断裂的上盘张性断裂中就位。而被改造的源区差异可能是形成该地区不同类型花岗伟晶岩的主要因素。

     

内蒙古固阳地区白云常合山A型花岗岩:年代学、地球化学、Hf同位素研究及其对Columbia超大陆裂解的响应

在对固阳白云常合山花岗岩详细的野外地质调查基础上,对其岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素特征进行了综合研究。白云常合山花岗岩的地球化学特征显示其具有高SiO2（70.68%~77.21%）、富碱（7.88%~9.21%）、高Fe2O3T/MgO（12.60~90.38）和10000×Ga/Al（3.63~6.17）值,低Al2O3（11.70%~13.23%）、MgO（0.06%~0.24%）、CaO（0.23%~1.20%）的特征;微量元素富集Rb、Th、K等,亏损Ba、Sr、Eu、Ti、P;稀土元素总量较高,轻稀土富集,重稀土亏损,呈现典型的右倾"海鸥型"分布模式,具有明显的Eu负异常。通过锆石饱和温度的计算,得到白云常合山花岗岩的结晶温度为824~957℃,平均值为903℃,表明其形成于高温环境。这些特征与A型花岗岩相一致。锆石LA-ICP-MS年龄测试结果显示,白云常合山花岗岩形成于~1720Ma;锆石εHf（t）=-1.84~+6.08,以正值为主,单阶段模式年龄和二阶段模式年龄分别为1.9~2.2Ga和2.5~3.2Ga,岩浆源区主要是新太古代新生地壳,在上升过程中可能受到古老地壳物质的混染。构造环境判别图解显示其为A1型花岗岩,且有板内岩浆的特点,因此白云常合山花岗岩应该是大陆裂谷岩浆活动的产物。结合区域上与裂解事件有关地质体的同位素年代学资料,认为白云常合山花岗岩应该是固阳地区年龄可靠的最早响应哥伦比亚超大陆裂解的岩体。     

青藏高原东北缘茶卡北山地区印支期高分异花岗岩的发现及找矿意义

青藏高原东北缘茶卡北山地区发现了伟晶岩型Li-Be矿床, 然而该地区尚未发现与成矿相关的花岗岩类侵入体, 这也制约了成矿规律研究与成矿预测的开展。本文报道了茶卡北山地区新识别的阿斯合塔花岗岩的锆石、独居石U-Pb年龄、全岩地球化学、锆石Hf同位素、全岩Nd同位素资料。阿斯合塔岩体由黑云母花岗闪长岩、黑云母花岗岩和含石榴子石花岗岩组成; 含石榴子石花岗岩锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分散分布, 主要介于248~232Ma, 独居石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为243.0±1.1Ma和246.3±1.0Ma。岩石具高SiO₂(76.56%~77.70%)和K₂O+Na₂O(7.81%~8.50%), 低Fe₂O₃^T(0.50%~0.73%)和MgO(0.003%~0.072%)的特征, 分异指数(DI)为94~96, 铝饱和指数(A/CNK)为0.98~1.09, 为弱过铝质高钾钙碱性系列, 富集K、Rb、Th、U和Pb, 强烈亏损Ba、Sr、P、Eu和Ti, 高Rb/Sr比值(12~93)、低Zr/Hf比值(11~18)和K/Rb比值(61~93), 全岩ε_Nd(t)为-5.53~-5.26, 锆石ε_Hf(t)为-5.1~0.2。阿斯合塔岩体主体为高分异Ⅰ型花岗岩, 岩浆源于元古代陆壳物质组成下地壳的部分熔融, 并有少量幔源镁铁质岩浆混合或新生地壳的加入。综合分析表明, 阿斯合塔岩体高分异花岗岩具有形成以Be为主稀有金属矿的可能, 该地区Li-Be矿化呈现多期次特征。

     

增生造山过程中大陆地壳的净生长——来自中亚造山带中段南缘岩浆岩的约束

软流圈地幔上涌是大陆地壳净生长的重要方式,这种壳幔作用在增生造山作用过程的地质表现如何有待深入研究。内蒙古西部的居延海地区位于中亚造山带中段南缘,处于北山造山带与阿拉善地块北缘造山带的构造衔接部位。通过对居延海地区4口井所钻获的具壳幔作用特征的花岗质岩石的研究,本文深入剖析了增生造山过程中软流圈地幔物质贡献及其具体地质表现。首先,花岗质岩石中的闪长质暗色微粒包体（富含针状磷灰石微晶）指示了壳幔岩浆混合特征。再者,花岗质岩浆锆石结晶年龄为306~313Ma,具有正的ε_Hf（t）值,平均值介于+13.0~+14.3之间,二阶段模式年龄t_DM2平均值介于410~588Ma之间,揭示一次显著的大陆地壳净生长事件,锆石Hf同位素表明花岗质岩浆源区具有初生陆壳重熔和亏损幔源岩浆混合的特征。以上地质事实暗示居延海所在的中亚造山带中段南缘晚石炭世处于洋中脊俯冲或俯冲板片回卷的地球动力学过程中。

     

小兴安岭东安金矿区细粒正长花岗岩U-Pb年龄、岩石地球化学、Hf同位素组成及地质意义

东安金矿区细粒正长花岗岩是小兴安岭燕山早期与吉黑东部斑岩型-矽卡岩型钼多金属矿床有关的花岗岩带组成岩体之一.为了解区域燕山早期岩浆演化和大规模钼多金属热液的成矿作用,进一步提升东安金矿成矿地质背景的研究程度,对该花岗岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究,讨论了岩石成因、岩浆源区和构造背景.获得细粒正长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果184±2 Ma,MSWD=1.2,为早侏罗世.岩石富硅和钾(K₂O/Na₂O值为1.46~1.81),低钙、镁和Mg#(Mg#=12.79~23.52),A/CNK=1.05~1.14,属高钾钙碱性、弱过铝质系列岩石.岩石富集大离子亲石元素(Rb、K)和不相容元素(Th、U),亏损高场强不相容元素(Nb、Ti等),轻、重稀土元素分馏强烈,轻微负Eu异常(Eu/Eu*=0.76~0.92).综合岩石地球化学特征、Harker图解、Ce-SiO₂和(K₂O+Na₂O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)判别图解确定岩石为高分异I型花岗岩.锆石的176Hf /177Hf值为0.282 588~0.282 775,ε_Hf(t)值为-2.35~+3.94,二阶段模式年龄T_DM2为973~1 386 Ma,岩浆源区应主要为起源于亏损地幔的中新元古代新增生陆壳的部分熔融,有硅铝质地壳物质的加入.研究表明,岩石形成于古太平洋板块俯冲引起大陆弧后伸展和岩石圈减薄的构造背景,幔源岩浆底侵为地壳熔融提供了热动力.燕山早期伸展体制下大陆岩浆弧环境的中-浅成、高钾钙碱性花岗质小侵入体是吉黑东部斑岩型-矽卡岩型钼多金属矿床找矿的主要目标.      

Detrital zircon ages and Hf isotopic compositions of metasedimentary rocks in the Wuqia area of Southwest Tianshan,NW China: implications for the early Paleozoic tectonic evolution of the Tianshan orogenic belt

ABSTRACT

The Chinese Southwest Tianshan Orogenic Belt is located along the boundary between the Central Asian Orogenic Belt (CAOB) and the Tarim Block (TB), NW China. It records the convergence of the Tarim Block and the Middle Tianshan, and is, therefore, a crucial region for understanding the Eurasia continental growth and evolution. The Wulagen (geographical name) metasedimentary rocks of the Wuqia area (mainly metamorphic sandstones and mica schists) form one of the metamorphic terranes in the Southwestern Tianshan Orogenic Belt. The geochronology of these rocks is poorly known, which hampers our understanding of the tectonic evolution of the belt. We analyzed 517 zircon grains for detrital zircon U–Pb dating and 93 zircon grains for in situ Lu–Hf isotopic compositions from the Wulagen metasedimentary rocks. The analyzed zircon grains yield Neoarchean to late Paleozoic U–Pb ages with major age peaks at ~2543 Ma, 1814 Ma, 830 Ma, 460 Ma, and the youngest cluster of zircon (magmatogene) ages is 395 Ma. The zircon U–Pb data show that the late Paleozoic (Early Devonian) is the maximum depositional age of the Wulagen metasedimentary rocks, rather than the previously considered Precambrian period. The zircons with Paleozoic ages yield εHf(t) values of ?22.0 to +11.3 and two-stage model ages (TDM₂) of 3.95 to 1.30 Ga, suggesting that the parental magmas were formed from partial melting of pre-existing crustal rocks. Our zircon U–Pb geochronology and Hf isotopic data indicate the major source regions for the Wulagen metasedimentary rocks was the Kyrgyzstan North Tianshan. The zircon age population of 600–400 Ma (peak at ~460 Ma) has negative εHf(t) values (?15.0 to ?0.6) and Mesoproterozoic two-stage model ages, suggesting that the early Paleozoic magmatism resulted mainly from the melting of ancient crust, which played an important role in crustal evolution in the southern CAOB.