广西栗木大岐岭隐伏花岗岩的成因及其构造意义:岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Nd-Hf同位素制约

对栗木锡多金属矿集区最新发现的大岐岭白云母二长花岗岩体进行了详细的U-Pb年代学、岩石地球化学和Nd-Hf同位素研究,讨论了岩体的成因、物质来源和构造意义.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,花岗岩形成于印支晚期,成岩年龄为(224.8±1.6)Ma.岩体富集SiO2和K2O,贫Na2O和CaO,A/CNK值变化于1.09~1.20之间,均落入强过铝质花岗岩区域,标准矿物刚玉含量为1.4 vol%~2.7 vol%.球粒陨石标准化稀土配分曲线呈轻微右倾形,强烈Eu负异常(δEu=0.08~0.17),岩体富集Cs,Rb,K等大离子亲石元素LILE和U,Pb,Ce,Hf等高场强元素(HFSE),明显亏损Ba,Sr,Ti等元素.锆石饱和温度(711~740℃)略低于S型花岗岩平均值(764℃).岩体的εNd(t)和εHf(t)值均为负值,分别变化于?9.1~?10.1和?3.7~?12.6之间,峰值分别出现在?9.2~?9.0和?6~?5之间,岩体的TDMC(Nd)和TDMC(Hf)分别变化于1.74~1.82 Ga和1.49~2.04 Ga之间,峰值分别出现在1.73~1.75 Ga和1.5~1.6 Ga之间,表明岩体形成的源区主要为晚古元古代-中元古代的壳源物质.7颗继承锆石给出了(248.6±4.3)Ma的加权平均年龄,说明在栗木地区存在印支早期花岗岩,其εHf(t)值为?6.7~?2.3,与大岐龄岩体相似,暗示在岩体形成过程中可能有印支早期岩浆物质的加入.岩体中(945±11)Ma继承锆石εHf(t)值为8.7,Hf同位素模式年龄(TDM(Hf))为1.14 Ga,与江南造山带东段新元古代岛弧岩浆的特征相似,推断新元古代岛弧岩浆岩可能参与了岩体的形成,新元古代岛弧岩浆带及扬子与华夏板块弧陆碰撞带可能向西南延伸至栗木地区.印支晚期后造山背景下,地壳的伸展和减薄导致地幔物质底侵,促使地壳物质发生部分熔融形成大岐岭岩体.     

梁河花岗岩岩浆混合作用：锆石微量元素、U-Pb和Hf同位素示踪

通过对滇西梁河地区细致的填图,分析了环状杂岩体中碱长花岗岩、花岗闪长岩及其中闪长岩包体的锆石微量元素、U-Pb年龄和Hf同位素组成,发现它们基本同时期形成,年龄依次为127,115和122Ma,但其中锆石有着不同的微量元素和Hf同位素组成,从酸性到基性岩石,其微量元素含量逐渐降低,εHf（t）值逐渐增高,依次为-9.1～-5.4,-4.5～0和3.6～6.2.不同岩性的锆石微量元素变化与Hf同位素组成变化相关,可能示踪了基性和酸性岩浆的岩浆混合过程.结果表明,早白垩世来自亏损地幔的基性岩浆底侵造成古老地壳熔融形成了梁河地区大面积的花岗岩,而基性岩浆与花岗质岩浆的混合作用是形成花岗闪长岩的主要原因.     

川西南关刀山岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄、元素和Nd同位素地球化学——岩石成因与构造意义

对川西南盐边关刀山岩体进行了系统的SHRIMP锆石U-Pb年龄和元素-Nd同位素地球化学研究,结果表明该岩体是典型的Ⅰ型花岗岩,形成年龄为(857±13)Ma是由前存年轻(中元古代末-新元古代初)岛弧低钾拉斑玄武质岩石部分熔融形成的板内非造山岩浆活动产物.关刀山岩体很可能是Rodinia超级大陆下860～750 Ma超级地幔柱最早的岩浆活动记录.     

川西南关刀山岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄、元素和Nd同位素地球化学——岩石成因与构造意义

对川西南盐边关刀山岩体进行了系统的SHRIMP锆石U-Pb年龄和元素-Nd同位素地球化学研究,结果表明该岩体是典型的Ⅰ型花岗岩,形成年龄为(857±13)Ma,是由前存年轻(中元古代末-新元古代初)岛弧低钾拉斑玄武质岩石部分熔融形成的板内非造山岩浆活动产物。关刀山岩体很可能是Rodinia超级大陆下860～750 Ma超级地幔柱最早的岩浆活动记录。     

大别造山带惠兰山镁铁质麻粒岩Sm-Nd和锆石SHRIMP U-Pb年代学及锆石微量元素地球化学

北大别惠兰山位于罗田穹隆的核部, 出露有镁铁质麻粒岩, 其麻粒岩相变质矿物(石榴子石+单斜辉石+斜方辉石)Sm-Nd等时线年龄为(136 ± 18)Ma, 表明该麻粒岩的变质作用发生在早白垩纪. 阴极发光图像显示麻粒岩中锆石具有核-幔-边结构. 锆石核具有典型岩浆锆石的韵律环带结构及稀土元素特征, 其较少Pb丢失的锆石SHRIMP U-Pb年龄为753~787 Ma, 表明其原岩为新元古代镁铁质岩浆岩. 幔部锆石具有切割岩浆锆石环带的蚀变结构特征, 且REE, Th, U, Y, Nb, Ta等元素含量比岩浆锆石核低3~10倍, 但普通Pb含量较高. 这些特征表明幔部锆石是受热液改造的岩浆锆石, 其较少Pb丢失的锆石SHRIMP U-Pb年龄(716~780 Ma)与岩浆锆石相近, 指示该岩浆岩体侵位不久即经历了一次强烈的热液事件. 考虑到罗田穹隆发育有强烈的早白垩纪岩浆事件, 因此惠兰山镁铁质麻粒岩是就位于下地壳的新元古代镁铁质岩浆岩在早白垩纪大别造山带引张条件下受热发生麻粒岩相变质作用而形成的. 该麻粒岩的Sm-Nd变质年龄((136 ± 18) Ma)与罗田穹隆片麻岩角闪石K-Ar年龄(123~127 Ma)的一致性, 提供了罗田穹隆快速抬升证据, 这可能是大别山超高压变质岩被进一步抬升至地表的原因.     

南岭中段骑田岭花岗岩基的锆石U-Pb年代学格架

骑田岭花岗岩体位于南岭中段,湖南省南部,总出露面积约520km2.根据本文已获得的25个及其他作者已发表的7个有效和相互协调的单颗粒锆石U-Pb定年数据,结合地质学、岩石学和空间分布等特征,认为骑田岭岩体是一个燕山早期多阶段形成的复式岩基,主要可分成3个侵入阶段：第一阶段,侵位于163～160Ma,峰值在161Ma左右,主要为角闪石黑云母二长花岗岩,有时为黑云母二长花岗岩,出露面积约占45%,分布在岩体东部、北部和西部的靠边缘部位,可进一步分解为菜岭、江口、竹枧水、蒋家洞和安源等岩体;第二阶段,侵位于157～153Ma,峰值在157～156Ma,主要为黑云母花岗岩,有时含不同数量角闪石,出露面积约占40%,主要分布在岩体的中部和南部,可进一步分解为芙蓉、将军寨、廖家洞和将军石等岩体;第三阶段,侵位于150～146Ma,峰值在149Ma左右,主要为细粒（有时含斑）黑云母花岗岩,出露面积约占12%,分布在岩体的中南部位,可进一步分解为荒塘岭、大山里和仙鹤抱蛋等岩体.其中前两个阶段花岗岩构成岩基的主侵入相,第三阶段花岗岩为补充侵入相.另有一些侵入到第一阶段和第二阶段岩体中的细粒花岗岩岩瘤（如回头湾、龙渡岭、屋场坪）和岩脉,出露面积约占3%,在岩基范围内零散分布,其侵位年龄主要在第二阶段花岗岩的范围内,他们是侵入到早些时间已固结岩石裂隙空间的晚阶段侵入相.根据不同阶段花岗岩结晶年龄的时间差和他们之间明显的侵入接触关系和冷凝-烘烤现象,可以认为,从骑田岭花岗岩基侵位、冷却、结晶、固结到产生裂隙的时间,不会超过2-6Ma.中晚侏罗世在骑田岭及其周边的南岭地区,广泛发育同时代的花岗质和中基性岩浆活动,反映了燕山早期是本区岩浆活动的高峰期,此时本区处于大陆内部岩石圈伸展、减薄的构造环境,壳幔相互作用对本区花岗岩?     

扬子板块最古老岩石的锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

对扬子板块崆岭高级变质地体中的一个片麻岩进行了锆石CL内部结构分析、LA-（MC）-ICPMS锆石U-Pb定年和Hf同位素分析.CL照片显示,该片麻岩样品中的锆石主要为岩浆锆石,有少量窄的变质边.岩浆锆石的年龄为（3218±13）Ma,表明该样品是扬子板块至今发现的最古老的岩石.它们的εHf（t）值为-2.33±0.51,两阶段模式年龄为（3679±49）Ma,表明其为更古老的（〉3.6Ga）冥太古代地壳物质部分熔融作用形成.变质边部锆石给出了（2732±16）Ma的年龄,表明变质作用发生在新太古代,扬子板块在这一时期可能经历了一次重要的构造热事件.     

滇西保山地块双脉地晚始新世过铝质花岗岩：锆石SHRIMP U-Pb定年、地球化学和成因

滇西保山地块大地构造上位于藏-滇-泰-马中间板块中段,西以怒江-瑞丽断裂为界,东以澜沧江-柯街-南汀河断裂为界.由于缺乏出露的新生代花岗质岩石,传统上认为,在喜马拉雅期该地块花岗质岩浆活动微弱.因此,双脉地晚始新世隐伏花岗岩的发现,改写了该地块无喜马拉雅期花岗质岩浆活动的记录.对取自研究区ZK7-1和ZK0-1钻孔岩芯花岗岩样品锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素研究表明：（1）双脉地隐伏花岗岩岩石类型为中粗粒二云母正长花岗岩,岩体以高SiO2低CaO为特征,总碱量（K2O＋Na2O）为5.22%～8.03%,K2O/Na2O比率0.24～1.79;K,Rb,U,Th和Pb显示清晰正异常,Ba,Sr,Ti和Nb显示清晰负异常;具中等稀土元素含量（85～125μgg-1）,中度富集轻稀土元素（（La/Yb）=4.77～7.22）,以及中度负Eu异常（δEu=0.29～0.39）,属于高钾钙碱性-钙碱性强过铝S型花岗岩.（2）利用SHRIMP锆石U-Pb同位素定年获得上述两类岩石的岩浆结晶年龄分别为（36.27±0.48）和（35.78±0.49）Ma,成岩年代为晚始新世.（3）Sr-Nd-Pb同位素组成表明双脉地二云母正长花岗岩源岩来自成熟大陆地壳物质,具有典型S型花岗岩特征.（4）花岗岩样品w（CaO）/w（Na2O）和w（Al2O3）/w（TiO2）比值及其在w（CaO）/w（Na2O）-w（Al2O3）/w（TiO2）图上分布表明,其岩浆来自地壳富粘土质物质的部分熔融,其熔融温度约为900～950℃;依据锆浓度饱和温度计计算岩浆结晶温度775～795℃;在Hf-Rb-Ta微量元素判别图解上,花岗岩样品分布于后碰撞构造环境.（5）在喜马拉雅后碰撞造山阶段,伴随印度大陆向欧亚大陆的持续楔入,印支地块（或保山地块）向南东方向逃逸,作为地块西界的高黎贡断裂带发生大规模走滑剪切作用,并触发加厚地壳减压部分熔融形成过铝花岗质岩浆,然后冷凝结晶形成双脉地二云母正长花岗岩.     

西准噶尔萨吾尔地区A型花岗岩的地球动力学意义: 来自岩石地球化学和锆石SHRIMP定年的证据

萨吾尔地区地处新疆阿勒泰地区吉木乃县及塔城地区和丰县, 位于哈萨克斯坦-准噶尔板块北缘. 区内酸性侵入岩较发育, 其中恰其海岩体、阔依塔斯岩体的岩石学和地球化学特征具有A型花岗岩的特征, 进一步的判别表明它们属于A2型花岗岩, 侵位于板块碰撞后或造山后期(后碰撞阶段)的张性构造环境中. 岩体具轻稀土富集的右倾稀土元素配分模型, δEu较低, Nd, Sr和Pb同位素显示出其幔源特征, O同位素组成δ ¹⁸O值由于与大气水的同位素交换而较低. 锆石SHRIMP U-Pb年龄分析表明, 恰其海岩体结晶年龄为290.7 ± 9.3 Ma(1σ), 阔依塔斯岩体结晶年龄为297.9 ± 4.6 Ma(1σ ), 时代上均属于早二叠世初. A2型花岗岩恰其海岩体和阔依塔斯岩体的产出, 表明西准噶尔萨吾尔地区在早二叠世初处于后碰撞阶段的伸展期. 西准噶尔萨吾尔地区的A型花岗岩可以归入乌伦古富碱火成岩带. 研究区早二叠世后碰撞A型花岗岩的确定为区域早二叠世地壳的垂向增生提供了新的证据.     

西藏洞错蛇绿岩的构造环境:岩石学、地球化学和年代学制约

洞错蛇绿岩出露于班公-怒江缝合带西段,可恢复的洋壳总厚度大于5 km,自下而上依次由地幔橄榄岩、堆晶杂岩、基性岩床(墙)杂岩和基性熔岩组成,呈构造岩片侵位于侏罗系(木嘎岗日群J2mg)地层中.洞错蛇绿岩的堆晶岩杂岩具有纯橄岩-橄长岩-橄榄辉长岩的岩石组合,反映其属DTG系列镁铁-超镁铁堆晶岩;基性熔岩富碱(Na2O+K2O),TiO2,P2O5,且具有LREE显著富集的右倾REE配分型式((La/Yb)N=6.94～16.6)和Th,Nb,Ta,Zr,Hf略具正异常的微量元素组成特征,属典型的洋岛玄武岩(OIB),与洋中脊玄武岩(MORB)和板块汇聚环境下的岛弧玄武岩(IAB)存在明显差异.基性熔岩所具有的87Sr/86Sr比值(0.704363～0.705007)高、143Nd/144Nd比值(0.512708～0.512887)低,以及εNd(t)值介于2.7～5.8等,反映其来源于亏损地幔(DM)与富集地幔(EM Ⅰ)二组分混合的地幔源区.综合分析表明洞错蛇绿岩形成于有大量富集地幔物质上侵的洋岛(OIB)环境,与"岛弧型"蛇绿岩和"洋中脊型"蛇绿岩存在明显差异.新获得的堆晶橄长岩中锆石SHRIMP U-Pb年龄为(132±3)Ma,玄武岩的全岩39Ar/40Ar年龄为(137.4±2.7)和(140.9±2.8)Ma,一致地反映洞错蛇绿岩形成于早白垩世,揭示班公-怒江缝合带西段在早白垩世尚处于洋盆形成和发展阶段.     

湘西南兰蓉岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄、地球化学特征及构造背景

湘西南兰蓉岩体为一加里东期小侵入体,由黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成.（443.5±8.1）Ma的锆石SHRIMP U Pb年龄表明花岗岩形成于早志留世早期.主量元素组成表明岩体总体属钙碱性高钾钙碱性系列强过铝质花岗岩类.该侵入体Ba、（Ta＋Nb）、Sr、P、Ti强烈亏损,Rb、（Th＋U＋K）、（La＋Ce）、Nd、（Zr＋Hf＋Sm）、（Y＋Yb＋Lu）等相对富集;稀土元素含量较高、轻稀土富集明显、Eu显著亏损;Isr值为0.71299,εSr（t）值为120,εNd （t）值为 8.11和-8.89,t2DM为1.82和1.84Ga.C/MF-A/MF图解显示其源岩为泥质岩和砂屑岩.上述地球化学特征表明兰蓉岩体为陆壳碎屑岩石部分熔融形成的S型花岗岩.基于岩石成因、构造环境判别以及区域构造演化过程,推断兰蓉岩体的具体形成机制为：奥陶纪末志留纪初的北流运动（板内造山运动）导致地壳增厚、升温,尔后在挤压减弱、应力松弛的后碰撞减压构造环境下,中、上地壳酸性岩石发生部分熔融并向上侵位而形成兰蓉岩体.     

五台地区滹沱群砾岩物质源区及新太古代地壳生长:花岗岩和石英岩砾石锆石U-Pb年龄与Hf同位素制约

对五台地区滹沱群底部四集庄组砾岩进行了详细研究,并选择其中花岗岩和石英岩砾石进行了锆石U-Pb和Hf同位素分析.2个花岗岩砾石中锆石207Pb/206Pb年龄分别为(2513±8)和(2527±8)Ma,与五台地区王家会灰色相花岗岩和光明寺/石佛花岗岩的侵位时代一致;2个石英岩砾石中锆石207Pb/206Pb年龄主要集中于2550~2490Ma,峰值为~2.5Ga,与五台群高凡亚群石英岩锆石年龄谱特征相似.砾石特征及年龄结果表明,滹沱群底部砾岩的沉积物源区为五台群和五台地区新太古代花岗岩.结合滹沱群底部玄武安山岩的时代((2140±14)Ma),限定滹沱群初始沉积时代为早元古代中期.豆村-东冶亚群中变质玄武岩(2200~2100Ma)具有裂谷火山岩地球化学特征,同时豆村-东冶亚群中碎屑岩和碳酸盐岩沉积于伸展构造环境中.因此,滹沱群豆村-东冶亚群火山沉积岩系与华北克拉通中部早元古代中-晚期(2200~2100Ma)裂谷活动有关,而郭家寨群沉积于裂谷闭合过程或之后.四集庄组砾岩中,花岗岩和石英岩砾石的锆石大多具有正的Hf(t)值,少量锆石的Hf(t)值与同期亏损地幔值相近,多数锆石的亏损地幔模式年龄与锆石U-Pb年龄相差200~100Ma.花岗岩和石英岩的源区为滞留时间较短的地壳(~2.7Ga)部分熔融形成的,同时存在新生地壳或亏损地幔物质的添加.研究进一步表明,华北克拉通经历了多期地壳生长并在新太古代末期初步完成克拉通化.     

浙西南变质基底基性-超基性变质岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素研究: 华夏地块变质基底对华南印支期造山的响应

应用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和锆石Hf同位素、微量元素以及锆石Ti含量温度计方法, 对浙西南华夏地块基性-超基性变质岩进行了研究. 由锆石U-Pb定年获得了该地区变质基底岩石的形成年龄和变质年龄. 原岩形成时的岩浆结晶锆石的U-Pb年龄约为1.85 Ga, e Hf(t)主要集中在-7~-3, 二阶段Hf模式年龄为2.9~3.4 Ga, 指示源区物质可能由太古代地壳物质重熔再循环所形成. 变质新生锆石的U-Pb年龄为260~230 Ma, Ti含量温度计显示其变质结晶温度为610~720℃, 与岩相学观察到的事实一致, 证明华夏地块在印支期经历了角闪岩相变质作用, 为华南二叠-三叠纪期间的构造演化提供了时间约束. 该变质作用可能与古太平洋板块俯冲到华南板块之下导致的地壳变形加厚有关. 印支期变质事件的认识对理解华南乃至整个东南亚地区在晚古生代-早中生代的构造演化具有重要意义.     

华北克拉通北缘姚家庄过钾质超镁铁岩-正长岩杂岩体的锆石U-Pb年代学、岩石学和地球化学特征

姚家庄超镁铁岩-正长岩杂岩体是华北克拉通北缘晚三叠世碱性岩带的代表性岩体之一.本文通过对该岩体细致的年代学、岩石学、矿物学和地球化学研究,对岩浆体系性质、岩石成因和地幔源区性质等进行了探讨,这对该碱性岩浆岩带的起源和构造背景提供了新的限制.岩体由堆晶超镁铁岩、辉石正长岩和伟晶正长岩三大类岩石组成.其中正长岩的锆石U-Pb年龄为209Ma.透辉石-普通辉石、黑云母和透长石-正长石是主要组成矿物,其次为磷灰石和磁铁矿.岩体富集LILE和LREE,亏损HFSE和HREE,初始87Sr/86Sr=0.7057～0.7061,εNd(t)=?9.4～?11.4.矿物学和地球化学数据表明姚家庄杂岩体的母岩浆为SiO2不饱和的过钾质碱性岩,富CaO,富P2O5,H2O和CO2等流体,高氧逸度,高温;源区为富含金云母-单斜辉石的富集岩石圈地幔,位于石榴石稳定区(>80km);此性质的地幔曾经历来自蚀变俯冲板片熔/流体的交代作用.岩浆在侵位过程中受到了少量古老TTG片麻岩的混染.姚家庄杂岩体的发育,指示晚三叠世时,华北克拉通北缘已进入了被破坏大陆边缘的强烈伸展演化阶段.     

北太行山燕山期中酸性岩体中暗色包体的成因：岩石学、地球化学和锆石Hf-O同位素证据

报道太行山燕山期中酸性岩体中暗色包体的锆石Hf-O同位素,并结合包体的岩石学、全岩化学和Nd-Sr同位素的研究,试图揭示暗色包体的成因.暗色包体细粒并具岩浆结构,有的被强烈拉长,但没有固态变形.这些特征表明包体和寄主岩石曾是共存的、但成分截然不同的岩浆.暗色包体含丰富的含水矿物（角闪石和黑云母）,辉石普遍具有角闪石反应边,斜长石斑晶具有复杂的成分和结构不平衡.对比暗色包体和相邻寄主岩石发现,包体化学成分与相邻寄主岩石密切相关,但其εNd值通常比相邻寄主岩石高,虽然两者Sr同位素成分类似.暗色包体中锆石Hf同位素变化很大（εHf=？10～？22）,指示其两种岩浆混合的特点.锆石O同位素变化也较大（δ18O=5.5‰～7.8‰）,与壳幔岩浆混合的模式一致.包体成因可能是这样的：经历了橄榄石和辉石分离结晶之后的玄武质岩浆首先在地壳深部与壳源花岗质熔体发生混合形成混浆,再强力注入到上覆酸性岩浆房,并分散成小岩浆团（即形成暗色包体的岩浆）.包体岩浆随后与酸性岩浆在接触边界发生斜长石等晶体的双向交换,以及流体和Na,P,Y,Nb和Pb等元素向包体内的化学扩散.     

煤储层中水的成因、年龄及演化：卤素离子、稳定同位素和^129I的证据

石炭-二叠系煤层是鄂尔多斯盆地韩城煤层气田的主力产层,煤层中水的特征对于煤层气富集的研究有着重要的意义．本文通过采集研究区煤层气井的水样,利用加速器质谱仪（AMS）测得地层水中的放射性同位素^129I信息,结合卤素离子浓度和稳定氢氧同位素特征,对石炭-二叠系煤层中水的来源、年龄和演化过程进行了探讨．研究结果表明,煤层中水的矿化度为1532．29-7061．12mg／L,属于中低矿化度水,水型以NaHC03和NaCl水为主,^129I和I／C1值指示其经历了稀释-混合作用．地层水垃^129I/^127I的比值分布在660×10-15-145950×10^-15,多数介于^129I初始值和现今大气降水的^129I水平之间,计算的地层水的年龄为0-18．50Ma．研究区石炭-二叠系煤层中水有两个来源,一部分为古大气降水（中新世）,特征为扣和巧δ^18O值在全球大气降水线下方,低^129I/^127I值;另一部分为现代混合水,特征为较高的^129I/^127I值．结合地质过程,推测地层水经历了沉积水一沉积水、成岩水一古大气降水、现代混合水的演化过程．