新疆谢米斯台地区乌兰萨拉岩体地球化学、年代学及全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素研究

谢米斯台地区位于新疆西准噶尔北部,该地区中酸性岩浆活动强烈。本文对谢米斯台地区乌兰萨拉岩体进行了地质、地球化学、年代学及全岩Sr-Nd和锆石Hf同位素研究。结果表明,乌兰萨拉岩体是一个由碱长花岗岩和花岗闪长岩组成的复式岩体。碱长花岗岩形成时代为晚志留世(422.7±2.0Ma),岩石高硅、富碱,属于准铝质-弱过铝质高钾钙碱性花岗岩;球粒陨石标准化配分模式图显示"V"字型配分样式,Eu负异常强烈,相对富集Ga、K、Rb、Th、U和Pb,亏损Ba、Sr、P、Ti、Cr和Ni等;岩石具有低(~(87)Sr/~(86)Sr)i值(0.7017~0.7038),正的ε_(Nd)(t)值(+4.49~+6.58)和锆石ε_(Hf)(t)值(+10.0~+14.2),Hf同位素模式年龄(t_(DM2))为500~771Ma。花岗闪长岩形成时代为早泥盆世(411.7±1.7Ma),属于准铝质,高钾钙碱性-钾玄岩系列花岗岩;球粒陨石标准化配分模式图显示右倾型配分样式,无明显Eu异常,相对富集LREE、LILE(Rb、Ba、K)、Th、U和Pb,亏损Nb、Ta、P和Ti等;岩石具有低的(~(87)Sr/~(86)Sr)i值(0.7041~0.7046),正的ε_(Nd)(t)值(+1.66~+3.87)和锆石ε_(Hf)(t)值(+4.4~+13.9),Hf同位素模式年龄(t_(DM2))为516~1120Ma,岩石Nd同位素和锆石Hf同位素出现一定程度的解耦。综合研究认为,乌兰萨拉岩体碱长花岗岩属A_2型花岗岩,花岗闪长岩属I型花岗岩,两者都是由新生下地壳发生部分熔融而形成,前者经历了一定程度的分离结晶作用,后者受到亏损玄武质岩浆(俯冲板片脱水交代地幔楔产生的上涌岩浆)的底侵,它们均形成于陆缘弧环境。     

新疆西准噶尔谢米斯台地区发现早古生代火山岩地层:野外地质学和年代学证据

传统上,新疆西准噶尔谢米斯台地区的火山岩地层被归属为泥盆系-石炭系。这种归属主要依据区域地层对比,缺乏确定的科学依据。本文报道了该区火山岩地层的三条剖面,并对区内出露的主要火山岩类型进行了详细描述。根据火山岩地层中岩石的不整合接触关系、岩石组合及蚀变特征将其分为两套不同时代的火山岩,并提供了代表性火山岩的锆石U-Pb测年结果,提出谢米斯台火山岩的时代(423.6~394.1 Ma)属于晚志留世-早泥盆世而不是中晚泥盆世-石炭纪。晚志留世火山岩主要为安山岩和英安岩,夹少量火山凝灰岩和蚀变砂岩。下泥盆统主要为安山质-英安质火山碎屑岩,夹有大量砂砾岩。该区地层的产状总体南倾构成一个单斜。此外本文探讨了该区火山岩地层的大地构造归属及其时空联系性,认为谢米斯台火山岩是东哈萨克斯坦博什库尔-成吉斯早古生代岩浆弧向东的延伸,可与东西两侧的火山岩地层构成一个连续的晚志留世-早泥盆世火山岩带。     

新疆谢米斯台地区中段火山岩岩石学、地球化学及其含矿性研究

新疆西准噶尔谢米斯台山地区位于西伯利亚板块与准噶尔板块之间的古生代萨吾尔—阿尔曼太复合岛弧内。该地区的火山岩以安山岩—英安岩—流纹岩组合为主,有少量的粗面岩产出。在地球化学特征上,火山岩SiO_2含量变化范围较大(53.91～75.71 wt%),K_2O/Na_2O比值为0.45～1.89,Al_2O_3含量较高(10.81～17.94 wt%),铁含量低(1.20～7.26 wt%),TiO_2含量低(0.19～1.78 wt%),大离子亲石元素及轻稀土元素富集,微量元素具岛弧火山岩特征;地球化学的特征以及在该地区发现的大量铜矿化,预示着该地区将是一个有利的成矿远景区。     

新疆谢米斯台地区中段火山岩岩石学地球化学及其含矿性研究

新疆西准噶尔谢米斯台山地区位于西伯利亚板块与准噶尔板块之间的古生代萨吾尔—阿尔曼太复合岛弧内。该地区的火山岩以安山岩—英安岩—流纹岩组合为主,有少量的粗面岩产出。在地球化学特征上,火山岩SiO2含量变化范围较大（5391～7571 wt％）,K2O/Na2O 比值为045～189,Al2O3含量较高（1081～1794 wt％）,铁含量低（120～726 wt％）, TiO2含量低（019～178 wt％）,大离子亲石元素及轻稀土元素富集,微量元素具岛弧火山岩特征; 地球化学的特征以及在该地区发现的大量铜矿化,预示着该地区将是一个有利的成矿远景区。     

新疆谢米斯台地区首次发现自然铜矿化

首次在新疆谢米斯台地区玄武岩中发现自然铜矿化,伴生自然银。同时在区内酸性次火山岩中发现黄铜矿、斑铜矿矿化。自然铜矿化主要发育于蚀变玄武岩及其中的晚期热液脉中,矿化与绿帘石化、碳酸盐化、葡萄石化、沸石化、硅化等关系密切。初步研究表明,区内自然铜、自然银矿化与火山热液作用有关,属于火山岩型;黄铜矿、斑铜矿矿化属于斑岩型。谢米斯台地区可能存在多种铜矿化类型,有望取得铜矿找矿新突破。     

新疆谢米斯台布拉特矿化次火山岩的年代学、地球化学特征及其地质、成矿意义

布拉特矿化次火山岩出露于谢米斯台中部,岩性主要为英安斑岩和流纹斑岩。本文通过锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素等研究,探讨其形成的构造环境、成因及成矿意义。结果表明,英安斑岩形成年龄为434.9±2.3Ma,属高钾钙碱性-钾玄岩系列准铝质-强过铝质岩石;岩石稀土总量中等(∑REE=97.9×10~(-6)～107×10~(-6)),富集轻稀土且轻重稀土分异明显((La/Yb)_N=7.93～9.95),具较弱铕负异常(δEu=0.78～0.90),相对富集Rb、Th、U、K等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等元素;岩石具有低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值(0.7036～0.7043)和正的ε_(Nd)(t)值(+2.64～+5.01),t_(DM1)(Nd)=750～930Ma。流纹斑岩形成年龄为423.2±0.9Ma,属高钾钙碱性-钾玄岩系列准铝质-强过铝质岩石;稀土总量中等(∑REE=65.3×10~(-6)～127×10~(-6)),富集轻稀土且轻重稀土分异明显((La/Yb)_N=6.82～8.24),具较强铕负异常(δEu=0.51～0.71),相对富集Rb、Th、U、K等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等元素;岩石具有低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值(0.7022～0.7038)和正的ε_(Nd)(t)值(+2.86～+5.78),t_(DM1)(Nd)=680～940Ma;锆石ε_(Hf)(t)=+9.8～+14.9,t_(DM2)(Hf)=456～783Ma。综合研究表明,布拉特矿化英安斑岩和流纹斑岩是不同岩浆演化结晶的产物,二者都形成于活动大陆边缘弧环境,可能是新生下地壳部分熔融形成的花岗质岩浆与部分源自地幔楔的玄武质岩浆发生混合、向上运移、冷凝结晶的产物。较晚形成的流纹斑岩岩浆形成过程中新生下地壳部分熔融的比例有所降低,熔出的岩浆相对更偏酸性;谢米斯台地区以志留纪-早泥盆世火山岩、次火山岩和中酸性侵入体为代表的岩浆岩带为一个主体形成于早古生代的陆缘弧岩浆岩带,是形成和寻找斑岩型铜矿的有利地区。     

新疆西准噶尔谢米斯台一带志留纪流纹岩地球化学特征及构造意义

谢米斯台一带志留纪火山岩主要为一套中酸性火山岩及其火山碎屑岩建造,流纹岩大面积出露,具有高Si(SiO_270.53%)、低镁(MgO=0.12%~0.58%)、富K贫Na(Na_2O=1.71%~4.45%,K_2O=4.21%~5.72%,Na_2O/K_2O=0.38~0.91)、富Al贫Ca(Al_2O_3=11.04%~15.2%,CaO=0.3%~1.94%)等特征,大离子亲石元素(LILE)相对富集,高场强元素(HFSE)相对亏损,Eu具有弱—中等的负异常,且Nb/La、Ti/Y比值较低,Hf/Ta、La/Ta、La/Yb、Ta/Yb等比值均较高,显示具典型岛弧火山岩地球化学特征。结合区域构造演化特征,推测在谢米斯台一带,准噶尔洋在志留纪开始进入强烈的俯冲消减作用,在壳幔结合部位可能俯冲板片与富集地幔局部熔融引起下地壳物质大规模的部分熔融或重熔,经历了一定程度的分离结晶和大量地壳物质的混染形成的酸性岩浆喷发形成流纹岩,是陆壳垂向增生的一个主要阶段。早古生代晚期,谢米斯台地区处于萨吾尔复合岛弧的南部边缘岛弧环境。     

新疆谢米斯台地区斑岩型铜矿化的发现及其意义

继在新疆谢米斯台地区玄武岩中发现自然铜矿化后,在谢米斯台地区中-酸性次火山岩中发现具有一定规模的斑岩型铜矿化。原生硫化物主要为黄铜矿、黄铁矿和斑铜矿。斑岩型铜矿化主要发育于蚀变的英安斑岩、流纹斑岩和安山玢岩中,矿化岩石中发育强烈的绿帘石化、绿泥石化、碳酸盐化、硅化,局部发育泥化。区内斑岩型铜矿化的发现,表明新疆谢米斯台地区存在两种类型铜矿化,有望取得铜矿找矿新突破。矿化次火山岩及其下部的浅成侵入体可能是区内斑岩型铜矿床找矿评价的重要目标。     

内蒙古牙克石地区晚古生代弧岩浆岩:年代学及地球化学证据

在内蒙古牙克石地区晚古生代岩浆岩中发现了岛弧火山岩和埃达克质花岗闪长岩。火山岩由玄武岩、安山岩、英安岩及凝灰岩组成,属于钙碱性系列,它们富集大离子亲石元素(LILE)、轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(HFSE)。玄武岩的SHPIMP锆石U-Pb年龄表明其形成于373.2±5.3Ma。锆石εHf(t)值为+14.67～+18.67,类似大洋中脊玄武岩(MORB)和现代俯冲带玄武岩的Hf同位素特征。上述特征说明,玄武岩很可能起源于受俯冲板片流体改造的亏损地幔楔,形成于活动大陆边缘。花岗闪长岩的结晶年龄为331.2±3.7Ma。岩石高SiO2、Sr,高Sr/Y比值,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素和Y及高场强元素,铕异常基本不明显,具备埃达克岩的地球化学特征。锆石εHf(t)值较高(+12.78～+14.54),说明源区可能为亏损地幔或新生的玄武质下地壳。根据微量元素组成认为花岗闪长岩主要起源于晚古生代底侵的岛弧玄武-安山质下地壳。弧火山岩和埃达克质花岗闪长岩的发现表明,区内晚泥盆世-早石炭世发生过大洋板片的俯冲作用,可能与额尔古纳-兴安地块与松嫩地块的碰撞拼合密切相关。     

新疆谢米斯台地区小岩体型矿化遥感探测

中酸性小岩体易被地质填图遗漏,严重制约了该类型矿化的发现。在新疆西准噶尔谢米斯台地区找矿工作中,首先利用ETM+数据进行小岩体扫面,进而选取重点区采用ETM+和中巴资源卫星02B HR数据进行分辨率融合后解译、识别中酸性小岩体,并利用主成分分析法提取蚀变遥感异常,结合地质、化探信息综合分析后确定重点检查区域。利用此方法共解译出14个钾质花岗岩和3个黑云母花岗岩小岩体,这些小岩体大多被野外检查所证实。经野外检查发现了5处铜、金矿化点,证实了该方法的有效性。本研究中采用的方法可以为西部地区地质填图和中酸性小岩体型矿产资源勘查提供借鉴。     

扬子地台西南缘高家村岩体成因：岩石学、地球化学和年代学证据

高家村岩体辉长岩-橄榄岩中矿物组合、矿物结晶顺序及岩浆成因角闪石的普遍出现,指示矿物结晶于富含水的岩浆体系.主量元素Al2O3、CaO与MgO呈明显的负相关关系,表明斜长石并非早期堆晶相.稀土元素含量为5.97×10-6～221.32×10-6,轻稀土元素相对富集,弱-中等程度轻重稀土元素分异,辉长岩-含辉石闪长岩无明显的Eu异常,而橄榄辉长岩-橄榄岩具有较明显的正Eu异常.微量元素中,辉长岩-含辉石闪长岩类具有明显的Nb、Ta、Zr、Hf和Ti负异常,Ba、Sr正异常,同时εNd(t)为0.59～1.86,低于同期的亏损地幔值,与岛弧基性岩浆特征类似.含辉石闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄结果822±8Ma,为新元古代.综合分析认为,高家村岩体应形成于受俯冲带流体改造的亏损上地幔部分熔融.     

东昆仑东段古特提斯洋俯冲作用——乌妥花岗岩体锆石U-Pb年代学和地球化学证据

东昆仑东段发育了一条晚二叠世-中三叠世以花岗质岩石为主的巨型弧岩浆岩。本文对东昆仑东段的中三叠世乌妥花岗岩体开展了岩石学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地球化学研究。结果表明,乌妥花岗岩体主要包括花岗闪长岩、斑状二长花岗岩和正长花岗岩三种岩石类型,对应的锆石U-Pb年龄分别为248Ma、247Ma和245Ma,形成时代为中三叠世。主量元素特征显示其具有高钾钙碱性、准铝质-弱过铝质的I型花岗岩的属性。球粒陨石标准化稀土元素配分图解具轻稀土明显富集、重稀土亏损和Eu弱负异常-强负异常特征。原始地幔标准化微量元素蛛网图显示富集大离子亲石元素(Cs、Rb、Th、Ba、U等)、亏损高场强元素(Nb、Ti、Ta等)、而Zr和Hf无明显异常的特点。乌妥岩体总体具有负的Hf同位素组成特征,花岗闪长岩εHf(t)为-1. 5～+3. 4、斑状二长花岗岩εHf(t)为-4. 1～-0. 6、正长花岗岩εHf(t)为-6. 9～-0. 9。多种微量元素构造环境判别图解表明其形成于类似安第斯型陆缘弧的构造环境。岩石成因研究表明洋壳俯冲带上部壳幔接触过渡部位多次岩浆MASH过程及分离结晶作用是形成乌妥花岗岩体的重要方式。综合前人东昆仑地区有关三叠纪沉积地层及岩浆岩资料,认为布青山-阿尼玛卿古特提斯洋于晚二叠世向北俯冲于东昆仑地块之下,弧岩浆岩记录的布青山古特提斯洋盆向北俯冲过程一直持续到中三叠世晚期。晚三叠世,东昆仑南缘古特提斯洋盆关闭,东昆仑造山带转换为碰撞及后碰撞造山阶段,并形成了区域上具碰撞构造属性的侵入岩。     

新疆北部晚古生代以来中基性岩脉的年代学、岩石学、地球化学研究

新疆北部中基性岩脉K-Ar表观年龄为187～271Ma,岩性以辉长、辉绿岩以及闪长、闪长玢岩为主,属于亚碱性系列.主量元素、稀土元素以及微量元素分析表明,中基性岩脉经历了源区地壳物质的混合以及侵位过程中的分离结晶作用,并在区域分布特点上受部分熔融程度的影响,而且由于结晶分异和部分熔融的不同,还出现了中基性岩脉系列的成分变异.排除上述岩浆作用的干扰,有证据显示岩脉起源于亏损地幔,由于Nd同位素模式年龄tDM集中在363～769Ma,反映源区是一个古生代时期的新生岩石圈地幔,该地幔源区属于大洋岩石圈地幔.新疆北部广泛出露的中基性岩脉在时间和空间上具有多样性,但是在产状、岩性组合和同位素特征上具有相似的特点,指示研究区在古生代以来具有一个相对统一和完整的源区,推测这个源区与北疆地区古生代以来长期存在的残余洋盆及其相关岩石圈有关.     

哀牢山西部晚古生代岛弧-弧后盆地系统——来自基性岩地球化学和年代学的证据

哀牢山缝合带是东南亚古特提斯构造域重要的缝合带之一,带内广泛出露的晚古生代基性岩是研究其构造演化历史的关键,但它们的岩石成因和形成环境存在较大的争议,制约了人们对该地区古特提斯构造演化的理解。本文对哀牢山缝合带西部的基性侵入岩和基性火山岩进行了详细的野外地质调查、岩石学和地球化学研究,并结合已有的年代学和地球化学数据结果综合分析,目的在于查明它们的成因和形成环境,为进一步探讨哀牢山缝合带构造演化提供制约。锆石U-Pb年龄数据显示五素和坝溜地区的基性火山岩形成于早二叠世(288～287 Ma),而大龙凯和雅轩桥地区的基性侵入岩和火山岩则形成于中二叠世(272～265 Ma)。地球化学数据显示,早期基性岩(早二叠世)稀土元素含量较高(∑REE=59.75×10^-6～135.08×10^-6),明显富集轻稀土元素(LREE/HREE=2.64～3.32)和大离子亲石元素(Rb、Ba、Th等)显著亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素类似于岛弧岩浆岩,高的Ta/Yb(0.09～0.18)和Ce/Yb(6.59～9.03)值表明其属于钙碱性系列;晚期基性岩(中...     

新疆谢米斯台中段火山岩岩石地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其地质意义

谢米斯台中段地区发育的火山岩主要为安山岩、英安岩和流纹岩。岩石地球化学研究表明,岩石的K2O、Na2O含量高(K2O=3.42%～9.85%;Na2O=0.48%～5.30%),大离子亲石元素(LILE)相对富集,高场强元素(HFSE)相对亏损,其中Nb、P、Ti强烈亏损,轻稀土元素(LREE)和重稀土元素(HREE)分馏较强;Pb同位素比值为206Pb/204Pb=18.435～19.409、207Pb/204Pb=15.535～15.602、208Pb/204Pb=38.36～39.213;火山岩具有高的初始εNd(t)值(+4.43～+6.65)和低的初始87Sr/86Sr值(0.700953～0.704435)。该地区流纹岩SIMS锆石U-Pb测年结果为422.5±1.9Ma。综合研究认为,谢米斯台中段地区火山岩是晚志留世准噶尔洋壳俯冲,在地幔楔形区,经过洋壳与富集地幔的局部熔融,经历了一定程度的分离结晶作用形成的中酸性岩浆喷发而成,在岩浆上升过程中有少量地壳物质的混染。     

Granite subduction: Arc subduction, tectonic erosion and sediment subduction

Continental growth has been episodic, reflecting the episodic nature of mantle dynamics as well as surface dynamics of the Earth, the net result of which is exhibited by the present mantle with two huge reservoirs of TTG rocks, one on the surface continents and the other on the D″ layer on the Core-Mantle Boundary (CMB). During the early half of the Earth history, the felsic continental crust on the surface which formed in an intra-oceanic environment has mostly been subducted into the deep mantle, except in the rare case of parallel arc collision. The growth history of continental crust shows that with its simultaneous formation, a considerable amount must have also been subducted. Such ongoing subduction processes can be seen in the western Pacific region, through tectonic erosion, arc subduction, and sediment-trapped subduction.