峨眉山大火成岩省太和花岗岩的成因及构造意义

攀西地区的太和花岗质岩体和赋存超大型钒钛磁铁矿矿床的辉长岩体在空间上共生,成因上均与峨眉山地幔柱头的上升密切相关.太和花岗质岩体主要由超碱质花岗岩和石英正长岩及少量正长岩组成;富含高场强元素并具高Ga/Al值(3.74～5.63),显示典型A型花岗岩的特征.花岗岩、正长岩和辉长岩的Nb/Ta和Zr/Hf值与洋岛玄武岩(OIB)的相应比值近似.花岗质岩石具较低的87Sr/86Sr初始值(0.7025～0.7049)和正的εNd(t)值(1.9～3.5),与辉长岩的值相近[(87Sr/86Sr)i =0.7049～0.7052; εNd(t) =2.4～3.3].太和花岗质岩体的εNd(t)为正值,显示地幔柱来源的底侵玄武质岩浆对其形成起主要作用.辉长质和花岗质岩石具相似的钕同位素组成,表明其母岩浆来自于同一源区.我们认为太和花岗质侵入体主要由底侵于下地壳的玄武质岩浆分异出的花岗质熔体侵位及随后经结晶分异而形成.因此,晚古生代时幔源岩浆底侵造成的地壳增生在峨眉山大火成岩省中表现极为显著.     

原位微区同位素分析在花岗岩成因研究中的应用

花岗岩及其伴生的镁铁质岩石是构成大陆地壳的重要组成部分,是大陆形成演化的标志物。花岗岩的成因研究,包括花岗岩的岩浆源区及成岩过程,蕴含着大陆地壳生长、岩石圈演化等重要信息。随着二次离子质谱仪(SIMS)和激光多接收电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICPMS)的问世,原位微区(in-situ)元素和同位素分析方法开发以及应用使花岗岩成因研究,尤其是花岗岩的岩浆源区和成岩过程等方面得到长足的进展。在仔细阅读相关文献的基础上,结合笔者近年来相关研究工作,综述花岗岩成因研究中原位微区同位素源区示踪和成岩过程的最新进展,以期推动我国花岗岩及原位微区同位素分析方法等相关研究。     

湖南香花岭430花岗岩体Nd同位素特征及岩石成因

研究了香花岭地区430花岗岩体由深部到浅部以及线状云英岩、面状云英岩的εNd(t)、t2DM值、fND^A值变化特征。Nd同位素特征说明该花岗岩为壳—幔组分混合的花岗岩，同时反映了源自深部的幔源物质加入及其在岩体中分布的不均一性，认为地幔物质可能主要是以地幔流体的形式加入，在华南中生代岩石圈减薄的背景下，幔源流体底侵诱导中元古代地层重熔。     

冀东地区都山花岗岩基的成因探讨

以对冀东地区都山花岗岩基进行详细的野外地质调查，分析测试都山花岗岩的岩石化学成分及微量元素成分，测定都山花岗岩不同成因锆石的Ｕ－Ｐｂ年龄及对锆石进行群型分析为据，认为都山花岗岩基的源岩为晚太古代岩石，岩基的主体形成于元古代，在中生代经受了强烈的改造，并形成了部分新生岩浆。     

蚌埠隆起区中生代花岗岩的岩石成因：锆石Hf同位素的证据

对蚌埠隆起区中生代不同时期的花岗岩中6个岩体的锆石LA-MC-ICP MS原位Hf同位素的研究,据此限定它们的岩浆源区和重建华北克拉通东南部的构造格架.结果表明,中生代不同时期的花岗岩中岩浆锆石的初始Hf同位素组成（εHf（t））可以分成两组：第一组的女山（130 Ma）和西庐山花岗岩（130 Ma）的εHf（t）值分别为-18.4和-16.1;第二组的曹山（110 Ma）、锥山二长花岗岩（110 Ma）和蚂蚁山花岗岩（110 Ma）以及淮光花岗闪长岩（130 Ma）的εHf（t）值分别为-22.3、-23.1和-21.1以及-28.1,这些岩浆锆石低的εHf（t）值表明它们可能来源于古老的大陆下地壳.女山和西庐山岩体中早古生代-新元古代继承锆石具有低的εHf（t）值（-2.3～-7.7）和1.52 Ga～1.79 Ga的Hf同位素两阶段模式年龄,表明它们的岩浆源区主要以扬子克拉通下地壳物质为主.曹山、锥山和蚂蚁山以及淮光岩体中岩浆锆石的Hf同位素两阶段模式年龄为1.89 Ga～2.58 Ga,结合淮光岩体中古元古代继承锆石和3400 Ma捕获锆石中低的εHf（t）值（-5.7～-6.8,-0.6、-0.9）和古老的Hf同位素两阶段模式年龄（2.44 Ga～2.80 Ga,3.7 Ga）,表明它们主要来源于华北克拉通下地壳物质的部分熔融.淮光和女山岩体中古元古代-新太古宙继承锆石中正的εHf（t）值（0.3～6.7）以及高的εHf（t）值（16.9～21.7）的存在,暗示形成这些古老继承锆石的初始物质中有幔源物质的涉入.蚌埠隆起区深部地壳中扬子克拉通基底物质的存在暗示扬子克拉通可能沿着郯庐断裂带向西或北西方向俯冲于华北克拉通之下.     

高钾,钙碱性Ⅰ型花岗岩类的成因

许多Ⅰ型花岗岩类岩浆是由较老的变火成岩经部分熔融而形成的，这类溶体的组成大致是钙碱性和准铝质的。这些熔体是花岗质至英云闪长质熔体，是在其下地壳源区内的极端热条件下形成的。     

安徽蚌埠荆山晚侏罗世花岗岩岩体成因——来自地球化学和锆石Hf同位素的制约

本文对蚌埠隆起晚侏罗世荆山花岗岩和晚期花岗质脉体进行了主要元素、痕量元素、Sr-Nd-Pb同位素和锆石Hf同位素的研究。结果表明,它们之间具有相似的地球化学特征,SiO2介于72．82％～75．07％之间,K2O／Na2O比值介于0．75—0．98之间,A／CNK值介于0．96—1．06之间。主体岩石中轻稀土元素（LREE）相对富集（LREE／HREE比值介于1．33～11．57之间,（La/Yb）N介于0．71—10．17之间）,具有明显铕的正异常（Eu／Eu^＊介于1．23—2．54之间）;微量元素富集Rb、Ba、U、Sr,亏损Th、Nd、Sm;具高的ISr值（0．7082—0．7090）和低的εNd（t）值（-15．30～-16．20）;Pb同位素组成相对均一（^206Pb／^204Pb介于17．030～17．095之间、^207Pb／^204似Pb介于15．404～15．443之间、^208Pb／^204Pb介于37．399～37．535之间）;继承锆石和岩浆锆石显示低的εHf（t）值（-0．71～-7．33、-15．05～-18．39）。以上特征表明,荆山花岗岩为弱过铝质系列,具有“Ⅰ”型花岗岩的成因特征。岩浆源区为扬子克拉通下地壳物质。蚌埠隆起区深部地壳中扬子克拉通基底物质的存在暗示扬子克拉通可能沿着郯庐断裂带于北西方向俯冲于华北克拉通之下。     

大兴安岭中部乌兰浩特地区中生代花岗岩的成因——地球化学及Sr-Nd-Hf同位素制约

大兴安岭中部中生代花岗岩成因和构造背景的确定对讨论该地区及东北地区中生代构造-岩浆演化具有重要意义。乌兰浩特地区中生代花岗岩详细的岩石地球化学及Hf、Nd同位素的研究表明:研究区中晚三叠世查干岩体是A2型花岗岩;早中侏罗世景阳岩体为I型花岗岩,而大石寨岩体是具有特殊稀土元素四分组效应的花岗岩;早白垩世花岗岩体可根据其Sr含量划分为高Sr和低Sr两类,它们具有相同或相似的源岩组成,但其起源深度不同。其中高Sr型花岗岩类似于C型埃达克质花岗岩,起源于压力较高的下地壳,而低Sr型及永和屯花岗岩则是起源于压力较低的中地壳的高分异Ⅰ型花岗岩。全岩Nd和锆石Hf同位素特征及前人的研究结果显示,乌兰浩特地区花岗岩类岩石的源区主要为显生宙新增生的年轻地壳物质,并有老的地壳物质的贡献,并且随着花岗岩侵位时间的逐渐变新,锆石的εHf(t)值逐渐减小,认为地幔上涌导致岩浆底侵以及老地壳物质的折返是造成下地壳源岩组成复杂的原因。     

高温实验研究火成岩成因的意义

通过对球粒陨石晚壳的分层及玻璃质的研究,探讨了类地行星的层圈构造划分及地球早期玄武岩与月岩形成的机理。论述了高温实验结果对火山岩、侵入岩、陨石及含水暗色矿物等有关成因研究的意义。根据酸性火山岩干熔与湿熔实验中矿物熔融顺序的不同,分析了花岗闻风而动 浆侵入酸度演经及浅色麻粒岩的 ,讨论了岩石熔点与酸度、结构的关系。根据玄武岩加花岗岩的熔融实验结果,排队了玄武岩浆同化花岗岩形成 白榴玄武岩的可能,并提出了高铝玄武岩浆与碱性苦橄岩浆分离结晶形成拉斑玄武系列岩石及出现跨越趋势的可能。通过不同酸度、不同温度熔体粘度的计算．阐述了同一温度下熔浆酸度愈大粘度增大率愈大的特点及其与火山相、喷发及火山类型的关系。通过轻度钠化、变质、风化的玄武岩熔融结晶实验与新鲜玄武岩的对比,指出具原岩显微结构的岩石．其化学成分仍可作为火山岩分类命名、系列划分的依据。通过玄武岩熔融结晶实验,研究了熔浆过冷度、成桉密度、晶体生长速度与矿物结晶程度的关系,并指出了白榴苦橄岩熔体在降温过程中,晶出矿物的共生组合、演化顺序及其意义。根据含水暗色矿物的升温研究,阐明了它们氧化、脱水与热光性的变化过程及其暗化、分解、熔融的变化阶段,阐述了它们在地质温度计、划分岩浆岩相等方面的作用,并由玄武岩的熔融结晶实验结果,研究了富钙单斜辉石在压力效应、淬火效应中Ti 与Al2含量的不同,还指出可能有“等温效应 的存在。     

钙碱性花岗岩类岩石中微粒包体的成因模式及意义

微粒包体作为基性岩浆和重熔酸性岩浆I型或S型之间岩浆混合或/和混合期存在的标志,其成因和意义可被重新评价。基于含微粒包体花岗岩套中所观察到的地球化学特征和露头关系,已经提出了用于研究微粒包体和寄主岩组合的一种模式。该模式由三个阶段组成。第一阶段:注入作用;第二阶段:演化作用;第三阶段:混合作用,这是在基性岩浆注入到重熔的地壳环境中发生的。在第一阶段,比酸性岩浆温度更高、粘度更低、几乎完全为液态的基性岩浆通过一次或多次注入作用侵入到酸性岩浆中。两个体系并不容易混合,仍作为独立的单元存在,直至达到了热平衡和粘度相近的时候才能发生混合,并且,沿着二者的边界基性岩浆冷却。酸性岩浆被加热。在第二阶段,基性岩浆既经历了伸展、对流搅动和与酸性岩浆混合的物理作用,又经历了晶体分离和与酸性岩浆混染(混染分离结晶作用)的化学作用。这些物理和化学作用的再循环便导致了微粒包体和进一步演化了的熔体的形成。这种熔体与酸性岩浆已达到了热平衡。因此,微粒包体记载了基性岩浆演化的各个阶段。在第三阶段,基性岩浆进一步演化的产物(成分上为英云闪长质到花岗闪长质)和酸性岩浆参与了两端元的混合作用。该作用可用于解释含微粒包体花岗岩类深成岩的地球化学演化。该模式阐明了复式岩基形成过程中产于深成环境中的各种岩浆作用,并且也提出了有关英云闪长质深成岩成因的某些想法。最终,所观察到的微粒包体单独产出的这一特性表明微小几何学(一种相对新的数学概念)在了解粘性流体混乱流机制方面可能起到了决定性作用,即基性岩浆的混合和伸展作用动力学。     

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。     

南阿尔金花岗岩锆石Lu-Hf同位素特征及岩石成因

在以往工作的基础上,结合本文的岩石地球化学研究,将南阿尔金花岗岩划分为5期,第1期花岗岩组合为石英闪长岩+花岗闪长岩+二长花岗岩,具有I型花岗岩的属性,时代460 Ma;第2期花岗岩组合为花岗闪长岩+二长花岗岩+正长花岗岩,也具有I型花岗岩的特征,时代为435~450 Ma;第3期花岗岩组合为二长花岗岩+正长花岗岩+碱长花岗岩,具有A型花岗岩的属性,时代为385~411 Ma;第4期花岗岩组合为花岗闪长岩+二长花岗岩,时代为343~352 Ma,具有S型花岗岩的地球化学属性;第5期花岗岩组合为石英闪长岩+二长花岗岩+正长花岗岩,具有I型花岗岩的地球化学特征,时代为265 Ma。各期花岗岩锆石Lu–Hf同位素分析表明,ε_(Hf)(t)值大多数为正值,少数继承性锆石为负值,反映了它们的源岩以新生地壳为主,同时,也混有少量的古大陆壳的成分。根据年代学和岩石地球化学研究结果,结合区域地质特征,我们认为第1期(465~469 Ma)花岗岩浆活动可能与洋壳的俯冲作用有关;第2期(435~450 Ma)岩浆活动可能是碰撞后环境;第3期(404~411 Ma)岩浆活动可能与板块碰撞后造山带块体均衡调整、伸展有关,第4期(343~352 Ma)、第5期(265 Ma)岩浆活动可能与造山带深部块体的拆沉作用有关。     

花岗岩类岩石成因的磷灰石微区地球化学和同位素示踪

花岗岩类岩石是大陆地壳最重要的组成部分,通常伴生金属矿产,其成因研究可用来探索大陆地壳的形成、演化及动力学机制,并指导矿产资源的勘探。花岗岩类岩石是由岩浆经过结晶分异、地壳混染和岩浆混合等复杂演化过程形成的,且其母岩浆通常来源于不同的岩浆源区。如何准确示踪岩浆源区性质和精细刻画岩浆演化、岩石成岩过程是花岗岩成因研究的关键。磷灰石作为花岗岩类岩石中常见的副矿物,其结晶历史时间长——贯穿整个岩浆演化阶段,且富含F、Cl等挥发分和Sr、REE等微量元素,其化学特征和同位素组成在示踪花岗岩岩浆源区和成岩过程方面有独特的优势。随着微区分析技术的发展,磷灰石的微区地球化学成分记录了寄主岩浆的成分及其变化过程,可从微观角度揭示花岗岩的成因。本文结合前人研究成果及作者近年来的相关工作,系统综述磷灰石微区地球化学研究的进展,探讨如何在岩相学观察的基础上利用磷灰石的结晶过程、微区成分环带和微区同位素组成示踪岩浆源区、岩浆演化和成岩过程,以期为探索花岗岩精细成岩过程提供有效示踪方法。

     

新疆乌伦古富碱花岗岩带碱性花岗岩成因及其形成构造环境

新疆东准噶尔西北部乌伦古河南岸,受乌伦古深断裂控制、沿扎河坝－萨尔铁列克－塔斯嗄克－线,发育着一系列碱性花岗和偏碱性花岗岩侵入体,构成了东准噶尔境内一条颇具物色的富碱花岗岩带,与乌伦古蛇绿岩带相伴产出,显示其重要的构造意义。花岗岩地质学、岩石学矿物学和地球化学研究表明,同国内外已知Ａ型花岗岩相对比,乌伦古富碱花岗岩、属典型的Ａ型花岗岩;同时又具有不同于其碱性花岗岩的某些特性,如岩石化学成分上相对较高的Fe2O3和MnO含量,Na2O>K2O 等,通过乌伦古带碱性花岗岩的系统研究,并参考前人研究成果,笔者提出了“地幔物质活动+脱水的硅铝质源岩部分熔融+花岗质岩浆分异作用+张性地质环境”这一A 型花岗岩的复合成因模式,可以较好地解释A 型花岗岩的成因机理。通过一系列地球化学图解的判别,结合区域构造演化的分析,得出了乌伦古带碱性花岗岩形成于中、晚石炭世碰撞造山之后的拉张构造环境的结论。乌伦古带碱性花岗岩重要的构造意义,在于不仅它的形成代表着东准噶尔造山作用的结束,而且它的空间分布,同其南侧卡拉麦里带碱性花岗岩一道,标志着西伯利亚和哈萨克斯坦两大板块之间巨型缝合带的客观存在,从而揭示了花岗岩类的研究 探讨和解决大地构造问题上的重要作用。     

吉黑东部花岗岩类的稳定同位素组成

吉黑东部花岗岩类分布广泛，形成历史漫长，岩石类型齐全。按成因类型划分，以I型为主，A型次之，S型很少，M型极少。其稳定同位素组成独特，大多数岩体锶初始值低，氧同位素正常或低，铅同位素以低^204Pb和高^206Pb/^204Pb、^207Pb/^204Pb、^208Pb/^204Pb为主，钕初始值高，说明其基底岩石成熟度低，地幔物质混入量较多。这些特点明显区别于华北和华南的花岗岩。     

张广才岭北部苇河花岗岩基的地球化学特征与岩石成因

张广才岭北部苇河花岗岩基的地质学、岩相学、全岩主量和微量及锆石Hf 同位素的详细解析显示: 苇河花岗岩基主体岩性为花岗闪长岩、二长花岗岩、正长--碱长花岗岩及少量的石英闪长岩和英云闪长岩,不同岩石类型之间呈侵入接触关系。岩石富硅富铝,为准铝质--弱过铝质岩石( A/CNK = 0. 97 ～ 1. 03) ,全碱( K₂O + Na₂O) 含量为6. 56% ～ 9. 10%,主要为高钾钙碱性系列I 型花岗岩。稀土和微量元素组成上,均富集LREE、Rb、Th、U、K、Hf,相对亏损Nb、Ta、P、Ti,δEu 从中等程度负异常到弱正异常。不均匀的锆石Hf 同位素成分( εHf ( t) = ( － 6. 68 ～ + 12. 13) ,TDM2 = 464 ～ 1 657 Ma) 表明,岩浆主体来源于显生宙--新元古代时期从亏损地幔中增生的基性下地壳物质,局部同化了更古老的地壳物质。