南秦岭武当山十堰地区中生代镁铁质岩石成因与构造意义——岩石地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素制约

南秦岭的北大巴山—武当山—十堰—随州一带发育大规模的镁铁质岩墙群,其岩石学成因为地质学家所广泛关注。本文对其中的武当山十堰地区黄龙—方滩一带发育的辉长岩体开展了全岩地球化学、SHRIMP锆石U-Pb年龄以及LA—MC—ICP—MS锆石Hf同位素组成研究。结果表明,辉长岩形成于晚三叠世(221.2±2.5 Ma);岩石地球化学组成显示辉长岩为亚碱性拉斑玄武岩系列,轻稀土富集重稀土亏损,其平滑右倾的稀土配分模式与E—MORB相似;中等Ti、Zr、Hf、Nb含量,亏损Rb、Sr等大离子亲石元素,以及结晶年龄锆石的ε_(Hf)(t)值在-13.5至-6.18之间,表明岩石具有古老的两阶段Hf模式年龄(2103～1640 Ma)。综合分析表明:该套辉长岩岩浆为尖晶石二辉橄榄岩低压、中等程度部分熔融形成,并且其源区为亏损地幔与富集地幔组分混合成因;结合区域构造演化的相关资料,认为该套E—MORB性质辉长岩形成于类似汇聚边缘的构造环境,可能为受勉略洋壳俯冲影响,为俯冲—碰撞造山阶段产物。     

南秦岭中生代东河群碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

南秦岭微陆块是秦岭造山带的重要构造单元,为了探讨南秦岭中生代断陷盆地的物质来源,本文选取凤太地区下白垩统东河群田家坝组复成分砾岩、周家湾组凝灰质砂岩为研究对象,对其中的碎屑锆石进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得2组各40个有效年龄。结果明显可以分为5个年龄峰,范围分别是:2 595~2 771 Ma、1 215~1 916 Ma、749~1 142 Ma、424~576 Ma、218~306 Ma,分别对应Kenor、Columbia、Rodinia、Gondwana、Pangaea等5次超大陆事件。通过对测年数据进行分析,结合区域地质资料,认为北秦岭增生造山带和华北板块为南秦岭中生代盆地提供了大部分的物源,扬子板块次之,北祁连造山带和西秦岭北缘构造带也有一定的贡献。     

江西大湖塘中生代花岗岩的成因与构造指示意义:年代学、矿物化学、地球化学与Lu Hf同位素制约

江西大湖塘地区发育多期次与钨、铜、钼多金属成矿关系密切的中生代花岗岩。本文对该地区出露的似斑状黑云母二长花岗岩和黑云母花岗斑岩进行矿物化学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究。其中似斑状黑云母二长花岗岩样品的成岩年龄分别为145.6±1.4 Ma(昆山岩体)、148.4±2.4 Ma(燕子崖岩体中部)和145.7±2.9 Ma(燕子崖岩体边部);黑云母花岗斑岩成岩时代为143.7±2.4 Ma(狮尾洞岩体),四者的继承锆石均来自新元古代花岗岩源区。岩石地球化学特征显示主量元素特征相似,似斑状黑云母二长花岗岩和黑云母花岗斑岩普遍高硅(SiO_2分别为72.37%～73.33%和70.16%～73.8%);富铝,二者铝饱和指数A/CNK分别为1.23～1.47和1.30～3.02,均属过铝质高钾钙碱性系列,而稀土、微量元素特征存在明显差异,其中似斑状黑云母二长花岗岩轻重稀土分馏明显,(La/Yb)_N平均为26.18,Eu负异常明显,稀土元素配分曲线呈明显右倾型,富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Rb、Th、U、K、Pb,亏损高场强元素(HFSE)Zr、Nb、Ti、Y,低Ba、Sr;而黑云母花岗斑岩轻重稀土分馏不显著,(La/Yb)_N平均为9.76,Eu负异常明显,稀土元素配分曲线呈"海鸥型",并显示"M"型四分组效应,微量元素富集LILE,亏损HFSE。似斑状黑云母二长花岗岩的锆石ε_(Hf)(t)值为-7.39～-5.19,两阶段模式年龄(T_(DM2))为1.53～1.67 Ga。综合分析表明,大湖塘晚侏罗世似斑状黑云母二长花岗岩应产于古太平洋板块向华南板块俯冲的构造背景之下,由中上地壳的新元古代黑云母花岗闪长岩部分熔融形成;而早白垩世黑云母花岗斑岩形成于古太平洋板块向华南板块俯冲—俯冲后伸展的构造转换背景之下,由于软流圈地幔上涌,诱发上地壳新元古代黑云母二长花岗岩部分熔融,且在结晶分异过程中还受到富Cl流体的交代。     

湖北武当山南缘房县地区早古生代镁铁质岩石成因及大地构造意义

武当山南缘青峰—襄广断裂是分隔南秦岭和扬子板块的重要界线,亦是勉略带东延的重要纽带。通过开展房县门古和五台地区路线地质调查和室内研究,查明门古地区发育的原定新元古代耀岭河群火山岩为晚奥陶世变玄武岩块体((444.9±2.5)Ma),并与原划震旦系—寒武纪的灰岩、硅质岩块体包裹于砂质片岩中,显示出构造混杂岩带特征;五台地区侵入志留系梅子垭组的辉绿岩为早志留世岩浆活动产物((432.4±3.3)Ma),岩石地球化学特征显示两地区样品均具有高TiO_2、富集高场强元素Nb、Ta、Zr等特征,不相容元素比值及稀土配分曲线和微量元素蛛网图等均表现出OIB亲缘性,两地区样品岩浆均起源于较深部的软流圈地幔,母岩浆为高压环境下石榴石二辉橄榄岩低度部分熔融形成,并发生了分离结晶作用,且受到地壳轻微混染;区域地质特征和构造判别图解共同指示二者非地幔柱成因,其形成环境与大陆裂谷无关,而是形成于大洋板内环境,这为进一步理解南秦岭显生宙构造演化提供了证据。     

东秦岭蓝田和牧护关岩体地球化学、锆石SIMSU-Pb年龄及Hf同位素特征:岩石成因及构造意义

蓝田和牧护关岩体位于东秦岭造山带西端,两者以洛南-栾川断裂为界。前者主要岩性为巨斑状二长花岗岩和中细粒二长花岗岩,而后者主要由二长花岗岩、花岗闪长岩和黑云母花岗岩组成。选自两岩体的锆石韵律震荡环带发育,Th/U大于0.1,属于岩浆成因锆石,其SIMS U-Pb年龄分别为147±2 Ma和149±1 Ma,均形成于晚侏罗世。蓝田和牧护关岩体锆石εHf(t)值分别集中于-16.9~-7.2和-9.3~-6.8,二阶段Hf模式年龄集中范围分别为1.7~2.3 Ga和1.6~1.8 Ga,指示它们的岩浆来源可能主要为新生的早-中元古代地壳物质。岩石地球化学进一步指示二者形成经历了古老地壳熔融、围岩混染、岩浆混合和结晶分异等复杂演化过程。综合研究表明,东秦岭地区约150 Ma的岩浆作用代表了该区晚侏罗世-早白垩世岩石圈伸展作用,其动力学背景很可能与晚中生代古太平洋板块向东亚大陆边缘俯冲有关。     

滇西新街岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学及其构造意义

新街岩体位于昌宁-孟连带北段,主要岩性为二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,新街岩体侵位于约82Ma。岩体Si O2含量为74.28%~75.17%,富钾(K2O/Na2O=1.44~1.73)和较低钙Ca O(0.37%~0.41%),铝饱和指数(A/CNK)为1.121~1.156,富集Rb、Th、K、LREE等元素,相对亏损Nb、Ta、Ti、Zr、Hf等高场强元素。这些特征表明,新街岩体属于强过铝质S型花岗岩。新街岩体负且变化范围大的锆石εHf(t)值(-16.9~-0.5)和古老的Hf同位素地壳模式年龄(1.19~2.28Ga),表明其主要来源于古老地壳物质的重熔,并有不同程度的幔源物质加入。由于喜马拉雅新特提斯洋封闭发生在65Ma左右,新街岩体很可能是在喜马拉雅新特提斯洋洋壳俯冲的地球动力学背景下形成的。     

燕辽地区中生代火山岩岩石地球化学特征及成因

本文从Sr-Nd—Pb、U—Pb同位素及岩石化学、稀土元素地球化学方面讨论了燕辽地区中生代火山岩的年代学特点、成因及形成的构造环境。研究表明，本区中生代火山岩的形成时代主要为中侏罗世、晚侏罗世、早白垩世和晚白垩世4期；本区火山岩浆可划分为钙碱性岩浆系列和亚碱性岩浆系列，火山岩浆源于富集型地幔；构造环境属大陆裂陷盆地。     

通化地区中生代大川花岗岩岩体成因与REE赋存状态——来自岩石地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素制约

吉林南部地区位于华北克拉通北缘东段,是一个经历了太古宙、元古宙、古生代、中生代以及新生代漫长地质历史演化的地质构造区,广泛发育晚中生代富集稀土元素的碱长花岗岩。本文选取该区富集稀土元素的大川花岗岩体,开展岩相学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素、岩石地球化学研究,结果表明：该岩体主要由细粒、中粒和粗粒黑云母碱长花岗岩所组成,其次是花岗伟晶岩;主量元素具有高硅(w(SiO₂)=72.56%～84.09%)、低铝(w(Al₂O₃)=8.15%～14.76%)、准铝—强过铝质(A/CNK=0.98～1.60)的特征,属于高钾钙碱性系列;样品稀土质量分数较高(w(ΣREE)=88.53×10^-6～839.95×10^-6),(La/Yb)_N=2.30～41.24,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,稀土配分模式为右倾型,Eu负异常比较明显,δEu值为0.05～0.60,分异指数(I_D=86.72～97.69)较高,固结指数(I_S...     

南秦岭沙河湾、曹坪和柞水岩体锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

沙河湾、曹坪和柞水花岗岩体位于商丹与勉略缝合带之间的南秦岭中部地区,三个岩体Al₂O₃含量在14.08%~15.85%之间,相对富硅、富镁、富碱,K₂O与Na₂O含量相近,属于钾玄-高钾钙碱性系列准铝质I型花岗岩。它们均富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素和轻稀土,亏损Nb、Ta等高场强元素和重稀土以及Y,铕负异常不明显(δEu＝0.62~0.91),显示同源岩浆演化特征。沙河湾、曹坪、柞水岩体的锆石LA-MC-ICPMS铀铅年龄分别为212±0.93 Ma、224.1±1.1 Ma和224.8±1.1 Ma;锆石ε_Hf (t)u值的变化范围分别是-1.7 ~ +5.0 (212Ma)、-6.0 ~ +3.3(224Ma)和-5.8 ~ +4.4(224Ma),前者高于后两者;三者的Hf同位素二阶段模式年龄（t_DM2）在791~1366Ma之间,平均值为1075Ma。这些特征表明这些花岗岩是源于亏损地幔的岩浆与源于中-新元古代或更老下地壳的岩浆发生混合作用的产物。沙河湾、曹坪和柞水岩体形成在华北与华南板块碰撞后,是秦岭造山带从挤压向伸展转变的地球动力学背景下岩石圈拆沉的结果,而秦岭造山带印支晚期岩石圈构造体制应以挤压向伸展转变为主,岩石圈构造属性从挤压向伸展转变事件可能发生在224~210Ma之间。     

武当山十堰地区二叠纪E-MORB型玄武岩识别及构造意义

大比例尺构造—岩相填图和测试分析研究显示南秦岭武当山并非统一前寒武纪基底组成,在十堰和两郧断裂之间的黄龙—方滩及丹江口银洞山等地区识别和厘定出一套中生代混杂岩带,开展混杂岩带内物质组成和成因研究对正确认识武当山造山作用和区域构造演化有重要意义。本文重点对武当山十堰黄龙—方滩地区混杂岩带内玄武岩块体岩石成因及时代进行研究,岩石地球化学显示玄武岩块体为亚碱性拉斑玄武岩系列,具有中等Ti、Zr、Hf、Nd含量、弱轻稀土富集重稀土亏损的E-MORB(Enriched Mid-ocean ridge basalt,富集型洋中脊玄武岩)特征,其岩浆为尖晶石二辉橄榄岩低压、高度部分熔融形成,源区可能受富集地幔或俯冲作用等影响导致富集高场强不相容元素;锆石U-Pb测年表明其为中二叠世火山作用产物;区域地质特征及岩石成因研究共同指示该套E-MORB形成于洋中脊或附近海山环境。综上,武当山十堰地区中—晚二叠世存在洋盆,该成果为理解十堰黄龙—方滩混杂岩带成因机制和正确认识南秦岭显生宙构造属性提供了基础资料。     

西秦岭东段印支期花岗质岩浆作用及构造演化：地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素约束

西秦岭造山带东段发育大量印支期花岗岩,由北向南贯通整个西秦岭造山带。本文选取西秦岭东段的柴家庄、太白、周家山和迷坝4个花岗质岩体进行岩石学、地球化学、锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素研究。这些花岗质岩体的岩性主体为石英闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩,属高钾钙碱性系列,形成时代在237～219Ma之间,并显示出两期岩浆活动的特点,早期柴家庄岩体形成于236.6±2.9Ma,晚期的太白、周家山和迷坝岩体形成于220.12～218.9Ma。早期柴家庄二长花岗岩显示出类似埃达克岩的一些地球化学特点,如高含量的Sr(578 × 10^-6～661 × 10^-6)和高的(La/Yb)_N比值(37.44～41.73),低含量的Y(3.48 × 10^-6-5.50 × 10^-6)和Yb(0.3 × 10^-6～0.5 × 10^-6),以及弱的负Eu异常(δEu=0.85～1);在晚期花岗岩中,迷坝和周家山岩体同样表现高Sr含量(Sr>400 × ...     

豫西地区秦岭造山带武当群火山岩和沉积岩锆石U-Pb年龄

在南秦岭地体中广泛分布着武当群变质沉积-火山岩组合的基底岩石,是东秦岭造山带重要的岩石单元,但对其形成时代的认识存在分歧.笔者通过对豫西地区武当地体北部武当群上部杨坪组变质沉积岩和下部双台组变质中酸性火山岩锆石u-Pb年龄的测定,认为杨坪组变质沉积岩沉积物源主要由晚元古代(860~640 Ma)和早元古代(2260~1800 Ma)、少量晚太古代和中元古代地壳物质构成,与扬子陆块具有亲缘关系.沉积时代应晚于640 Ma.变质中酸性火山岩形成时代为730~780 Ma之间,峰值(755±6)Ma,与双台组新元古代变质基性火山岩为同期岩浆作用的产物,成因上推测与Rodinia超大陆裂解作用有关.     

南秦岭武当群锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

武当群是南秦岭基底岩系的重要组成部分,对其时代及构造性质的研究,对认识南秦岭早期地质演化历史及其与扬子板块新元古代的相互关系具有重要的意义。目前,武当群的时代归属、划分对比还存在较大争议。本文对采自南秦岭西峡-内乡和陨西地区武当群4件变质酸性火山岩及1件侵入武当群的花岗斑岩样品进行了锆石SHRIMP U-Pb同位素定年,其中采自西峡-内乡接近武当群底部的1件火山岩样品的年龄为802±13 Ma,这一年龄可代表武当群底部地层的时代;采自该群中上部的3件火山岩样品,年龄分别为725±9 Ma、732±6 Ma和725±7Ma; 1件侵入武当群的花岗斑岩样品的年龄为703±5 Ma。根据上述结果,结合前人对武当群的研究资料,确定武当群的形成时代为810～720 Ma,相当于扬子地台板溪群;介于武当群与震旦系之间的耀岭河群可与南华系对比。     

东昆仑希望沟橄榄辉长岩的岩石成因：地球化学、锆石U-Pb年龄与Hf同位素制约

东昆仑古特提斯域镁铁-超镁铁质岩石的研究极为薄弱,文章报道了青海东昆仑东段希望沟橄榄辉长岩的岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素资料,以确定该岩体的形成时代、岩石成因及构造环境,为东昆仑晚古生代—早中生代构造岩浆演化提供新的约束。岩石地球化学研究表明,希望沟橄榄辉长岩具有低SiO2(40.91%~42.14%)、低TiO2(0.29%~0.39%)、高MgO(28.18%~30.66%)、贫碱(K2O+Na2O=1.09%~1.36%)的特征,属亚碱性系列岩石,m/f比值介于5.03~5.39,属于铁质超基性岩类。岩石微量元素总体上富集大离子亲石元素(Rb、Th、U、K)和Pb,相对亏损高场强元素(Nb、P、Ti),ΣREE为28.17×10^-6~30.95×10^-6,(La/Yb)N为3.77~4.98,显示轻稀土富集的特征,δEu=0.80~0.95,具有弱的Eu负异常。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术,获得橄榄辉长岩加权平均年龄为(264.9±1.2)Ma(n=26,MSWD=0.71),属中二叠世。锆石176Hf/177Hf比值为0.282709~0.283152,对应的εHf(t)=3.7~19.3,锆石单阶段Hf模式年龄TDM为135~753 Ma,平均为414 Ma,大于锆石U-Pb年龄。研究认为,橄榄辉长岩的岩浆源区主要为亏损地幔,可能有早期流体交代的岩石圈地幔组分的加入,并经历了地壳物质的混染。结合东昆仑区域构造演化,认为希望沟橄榄辉长岩是阿尼玛卿古特提斯洋俯冲阶段的产物,说明古特提斯洋在中二叠世已北向俯冲。     

赣东北蛇绿岩形成时代及构造环境——樟树墩辉长岩锆石U_Pb年龄、Hf同位素和地球化学约束

赣东北蛇绿岩是华南最重要的前寒武纪蛇绿岩之一,本文对其中的樟树墩辉长岩进行了年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究。LA_ICP_MS锆石U_Pb测年结果显示樟树墩辉长岩结晶年龄为1 061±44 Ma,代表了洋盆扩张的年龄,也即赣东北蛇绿岩的形成年龄。单颗粒锆石原位Hf同位素分析得到樟树墩辉长岩εHf(t)=6.22~9.94,平均值为8.10,略低于结晶时亏损地幔值;单阶段亏损地幔Hf模式年龄tDM1为1.21~1.41 Ga,平均为1.28Ga,明显大于成岩年龄1 061 Ma。地球化学及锆石Hf同位素结果显示赣东北蛇绿岩地幔具有E-MORB的特点,表明这些辉长岩起源于未发生大规模熔融的初始地幔,推测赣东北蛇绿岩可能形成于古洋盆初始裂解阶段的洋脊环境,赣东北蛇绿岩为MOR型蛇绿岩。     

西秦岭天水地区志留纪利桥花岗岩的岩石成因——来自地球化学和锆石U-Pb年代学与Hf同位素的约束

花岗岩在探讨大陆地壳生长与演化、造山带的形成及地球动力学演化等方面具有重要的意义。西秦岭天水地区利桥花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石和黑云母等矿物组成,锆石U-Pb年代学表明岩体结晶年龄为439±3 Ma。利桥花岗岩具有高硅、富碱的特征,其铝饱和指数A/CNK值介于1.01～1.16之间,属于弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性花岗岩。利桥花岗岩富集K、Ba等大离子亲石元素和La、Ce等轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,显示具有俯冲带岛弧岩浆岩的地球化学特征。利桥花岗岩具有较低的Mg#值（25～41）,且La/Yb-La、La/Sm-La图解显示该花岗岩在形成明显与部分熔融作用相关,此外岩体中的镁铁质微粒包体和正的锆石εHf(t)值,表明这些花岗岩在形成过程中有幔源物质的贡献。结合区域地质背景,我们认为利桥花岗岩是弧-陆碰撞前俯冲洋壳中先存的基性岩或新生地壳发生部分熔融所致,当然也不排除其为大陆边缘弧增厚下地壳部分熔融的产物。     

西秦岭糜署岭花岗岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

秦岭造山带南缘勉略缝合带附近发育东西向展布的印支期花岗岩带,位于西秦岭地区勉略缝合带北侧的糜署岭岩体是该花岗岩带的一部分。本文对糜署岭岩体寄主岩及二长闪长质包体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和地球化学特征研究。结果表明,糜署岭岩体的结晶年龄为214.5±1.6Ma(MSWD=0.24)。糜署岭岩体寄主岩和二长闪长质包体A/CNK在0.64～0.97之间,具有准铝质特征。稀土元素总量(∑REE)为197.3×10-6～246.6×10-6,在稀土元素配分图上显示为右倾型,Eu具有中等的负异常。高场强元素Ta、Nb、P、Ti和大离子亲石元素Sr、Ba明显亏损,而Rb、U、La、Zr、Hf、Nd、Y等元素具有明显的正异常。寄主岩和包体是同源岩浆演化而来,是以基性岩为主的源岩部分熔融形成的花岗质岩浆上升侵位形成的,为I型花岗岩。糜署岭岩体形成于同碰撞(挤压环境)向碰撞后(伸展环境)转化阶段,为后造山花岗岩类,是印支期扬子与华北地块全面碰撞导致的地壳增厚下地壳部分熔融的产物。