西南天山阔克萨彦岭巴雷公镁铁质岩石的地球化学特征、LA-ICP-MS U-Pb年龄及其大地构造意义

巴雷公镁铁—超镁铁质岩套出露于南天山阔克萨彦岭地区,本文对其中的镁铁质岩石进行了详细的地球化学和锆石U-Pb年代学研究。岩石学和地球化学特征表明：巴雷公镁铁质岩石主要为洋岛拉斑岩石系列,P2O5 (0.33%~0.75%)、TiO2 (2.49%~370%)、TFe2O3 (12.69%~15.63%)含量高,富集轻稀土,LREE/HREE分异明显,(La /Yb)N介于3.66~6.54之间。 Cr (28.93×10-6~123.99×10-6)、Co (44.04×10-6~52.40×10-6)和Ni (25.61×10-6~63.04×10-6)含量低,且Ni、Cr与MgO呈正相关关系指示其母岩浆在岩浆房中或上升途中经受了橄榄石和尖晶石分离结晶作用。Zr/Nb(7.06~7.99) 和Zr/Hf (35.98~37.53) 比值低,推测其可能来自于含石榴子石的富集地幔的深部熔融。Zr/Y—Nb/Y和Nb/Th—Zr/Nb图解显示,其源区具有EM1—EM2型地幔端元组分混入,可能主要有再循环的发生了交代熔融作用的深部大洋岩石圈的参与。锆石LA-ICPMS U-Pb定年结果表明,巴雷公洋岛火山岩的结晶年龄为450±2Ma。结合新获得的该岩套夹层灰岩中的牙行刺化石资料,指示该岩体在早石炭世以后成为蛇绿混杂岩的一部分。综合区域年代学和地球化学研究资料,推测南天山古洋盆在晚奥陶世—早志留世期间已演化成为成熟的多岛洋盆。     

西南天山阔克萨彦岭地区巴雷公地幔橄榄岩成因及其地质意义

巴雷公蛇绿混杂岩位于西南天山阔克萨彦岭地区, 代表了南天山古生代洋盆的洋壳残片.通过其中的地幔橄榄岩进行详细的地球化学研究, 分析其岩石成因及其形成环境.主量和微量元素特征显示巴雷公蛇纹石化橄榄岩Ti, Al含量低, Cr (1604~3863), Ni (1719×10-6~2375×10-6) 和Mg#值(0.90~0.92) 高; 样品的稀土强烈亏损(ΣREE=0.28×10-6~0.35×10-6, Yb=0.1~0.11×CI), 呈宽缓的U型REE配分模式; 原始地幔标准化蛛网图显示, 强烈富集Rb、U和Sr, 从LILE (Cs、Rb、Ba、U、K和Sr) 到HREE, 元素含量自左向右随不相容性的逐渐降低, 呈右倾标准化微量元素配分型式; 橄榄岩熔融程度在20%~25%之间, 为俯冲带氧化条件下的熔融残留物.上述特征显示了俯冲板片流体与俯冲带上地幔楔物质的相互作用, 具有俯冲带型地幔橄榄岩特征.结合区域新获得的资料, 指示了南天山早古生代洋盆为一成熟的大洋, 早古生代曾发生过洋内俯冲作用.巴雷公蛇纹石化橄榄岩可能产生在南天山古生代洋内俯冲作用中的大洋岛弧的弧前地幔楔部位.      

新疆南天山缝合带的形成时限 ——来自阔克萨彦岭花岗岩体的锆石年龄新证据

南天山缝合带位于塔里木克拉通与中天山-伊犁-哈萨克斯坦地块之间,其形成时限对于研究古亚洲洋西南缘的南天山洋最终闭合具有重要的意义.利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法对南天山阔克萨彦岭地区的花岗岩体进行测试,结果表明花岗岩体的形成时代为早二叠世(273～283Ma),而且大量早二叠世侵入体同时出现在中天山-伊犁-哈萨克斯坦地块和塔里木克拉通.其中,巴雷公蛇绿岩也被早二叠世侵入体所侵入,限定了南天山缝合带的形成时限应早于早二叠世.研究结果进一步支持南天山洋的最终闭合应发生在300Ma之前.     

南天山高钾钙碱性花岗岩年代学、岩石成因及其地质意义

南天山北缘乌什塔拉地区东泉戈壁岩体岩石类型为似斑状二长花岗岩及少量的镁铁质包体,锆石SHRIMP U-Pb定年 结果显示,其形成时代为 305±1 Ma。岩石富碱(K2O + Na2O=7.58%~ 8.44%),富钾(K2O/Na2O=1.09~1.33),高 Mg(# 51.6~58.5), A/CNK 为 0.92~1.00 之间,属于准铝质高 Mg# 高钾钙碱性系列;富集轻稀土(LREE)、大离子亲石元素(Rb,K,Th,U), 亏损重稀土(HREE)、高场强元素(Nb,P,Ti),强烈亏损 Y(10.17×10-6~14.84×10-6)及 Yb(1.054×10-6~1.374×10-6), 弱—无的负 Eu 异常(0.60~0.99),总体表明东泉戈壁岩体为壳 - 幔岩浆混合成因,具有碰撞晚期花岗岩类的地球化学特点。 结合区域地质资料,东泉戈壁岩体的侵位表明在塔里木板块与伊犁—中天山板块碰撞造山作用晚期的挤压环境中,由于幔 源岩浆的底侵作用,使得下地壳底部物质发生部分熔融,并与幔源岩浆发生混合作用,指示南天山晚古生代残余海盆的闭合。 东泉戈壁壳 - 幔岩浆混合型花岗岩的确立表明晚石炭世南天山地区一次重要的地壳垂向生长事件。     

西昆仑早古生代岩浆作用过程:布隆花岗岩地球化学和锆石U-Pb-Hf同位素组成研究

西昆仑布隆二长花岗岩出露于西昆仑库地蛇绿混杂岩两侧。地球化学特征显示,布隆二长花岗岩主要为高钾钙碱-钾玄岩系列、过铝质花岗岩(A/CNK=1.1)。岩石具有低的Rb/Sr(0.67～0.88)、Sr/Y比值(13.2～16.6),弱的负Eu异常(Eu/Eu^*=0.68～0.84)和中等Sr(214×10^-6～247×10^-6)、Rb含量(165×10^-6～191×10^-6),指示布隆二长花岗岩主要为黑云母和角闪石脱水熔融源区,其原岩可能来自于杂砂岩或壳源中性岩类。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示该花岗岩的结晶年龄为441±2 Ma(MSWD=0.33)。锆石的ε_Hf(t)值(平均值为-3.0)和Hf两阶段模式年龄值(1 493～1 116 Ma)反映该花岗岩来自于中新元古代地壳的熔融。新获得的资料显示,西昆仑早古生代花岗岩均发育于库地蛇绿混杂岩两侧,且具有多个期次: 507～500 Ma、471～468 Ma、447～430 Ma和408～404 Ma,推测西昆仑早古生代花岗岩为古特提斯洋在该地区长期俯冲的背景下形成的产物。     

造山带洋陆转换过程与岩浆作用：以东昆仑都兰地区古生代花岗岩为例

洋陆转换过程中俯冲-碰撞（增生）-后碰撞各阶段具有不同岩浆作用,其中板片俯冲和岩石圈拆沉-减薄机制尤其受到关注。东昆仑造山带位于青藏高原北部,是秦祁昆中央造山带的重要组成部分,在早古生代经历了原特提斯洋陆转化过程。笔者通过对东昆仑东段都兰地区古生代花岗岩进行年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究,认为浪木日中志留世（429±4 Ma）花岗岩形成于洋壳俯冲阶段,具有埃达克质岛弧岩浆属性,与热俯冲机制下的洋壳部分熔融有关;希望沟与哈日扎早泥盆世（416～403 Ma）花岗岩形成于后碰撞阶段,分别显示I型和A型花岗岩特征,与新生下地壳的部分熔融和岩石圈减薄作用有关。综合区域古生代花岗岩地球化学资料表明,东昆仑东西段岩浆岩差异可能是洋脊俯冲所致。     

中国阿尔泰早古生代后碰撞花岗岩的发现及其地质意义

新疆哈巴河县白哈巴岩体主要岩石类型为黑云母斜长花岗岩,另有少量花岗闪长岩。SiO₂含量介于65.58%~65.79%之间,A/CNK≤1.05,为弱过铝质岩石,属高钾钙碱性系列。稀土元素总量为174.1×10^-6~210.6×10^-6,具明显的Eu负异常（0.54~0.63）,稀土元素分馏中等（（La/Yb）_N值为4.46~5.56）,稀土配分曲线为轻稀土富集型,富集Rb,Th,U,K,La,Ce,Nd,Hf,Zr和Sm等元素,而强烈亏损Ba,Nb,Ta,Sr,P和Ti等元素。主量元素、稀土元素和微量元素特征表明,白哈巴岩体形成于挤压体制向拉张体制转换的构造环境,属后碰撞花岗岩类。SHRIMP锆石U-Pb年龄为413.8±6.4Ma。白哈巴岩体后碰撞花岗岩的发现,支持阿尔泰-蒙古微大陆的存在,丰富了对新疆北部构造演化的认识。     

内蒙古赤峰地区晚古生代A型花岗岩锆石U-Pb年龄及构造意义

内蒙古赤峰地区主体位于华北克拉通北缘的白乃庙岛弧带内。本文对赤峰北部的红庙子正长花岗岩和鸡冠山花岗斑岩进行研究,结果表明:两种岩体均显示出高硅、富钾、贫镁、低钙的特点,SiO2含量介于72.77%~76.80%之间,K2O含量为4.30%~5.38%,MgO和CaO的含量分别为0.09%~0.21%和0.21%~0.56%。样品Al2O3含量较高,变化于12.49%~13.54%之间,铝饱和指数A/CNK介于1.09~1.29之间,104×Ga/Al平均值为2.68(2.6),显示出红庙子正长花岗岩为I型向A型花岗岩过渡的岩石类型,更趋近于铝质A型花岗岩,鸡冠山花岗斑岩属于典型的铝质A型花岗岩;锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为392.0±2.5Ma(正长花岗岩)和377.4±1.6Ma(花岗斑岩),属于晚古生代。兴蒙造山带内目前存在大量的印支—燕山期花岗岩,此次晚古生代侵入体的发现揭示了兴蒙造山带是一个从晚古生代就存在的多期次、多阶段形成的复合造山带。结合区域地质和地球化学特征,岩体形成于白乃庙岛弧与华北克拉通北缘碰撞后的伸展环境。测试结果不仅是研究区白乃庙岛弧岩带内首个精确同位素年龄,也为白乃庙岛弧和华北克拉通的碰撞结束时间为早泥盆世提供证据。     

西南天山南缘震旦纪后碰撞过铝花岗岩的地学意义

西南天山南缘震旦纪后碰撞过铝花岗岩同位素U-Pb年龄成果为(601.5±3.4)Ma和(677.3±3.8)Ma.岩石高硅富碱,A/CNK值平均1.02,C-norm≤1.79,属高钾钙碱性系列过铝质花岗岩类.岩石ΣREE普遍较低,呈明显负铕异常,分布曲线为显著的"V"字型,轻重稀土分馏程度较弱.与洋脊花岗岩相比,明显富集Rb,Th,相对富集Ce,Sm,强亏损Ba,相对亏损Zr,Ta,Nb亏损不明显.地球化学特征表明,该花岗岩形成于后碰撞环境.结合区域资料,认为震旦纪后碰撞过铝花岗岩形成于塔里木运动后碰撞期,是塔里木微板块和伊犁微板块边缘发生相对水平剪切运动,岩石圈源岩熔融.塔里木运动下限可能延伸到晚震旦纪早期.     

东天山哈尔里克地区晚石炭世淡色花岗岩成因及其地质意义

淡色花岗岩对深入理解造山带构造演化具有重要意义.哈尔里克山南麓小铺地区出露多种类型的淡色花岗岩脉,包括黑云母花岗岩、二云母花岗岩、含电气石花岗岩以及含石榴石花岗岩.岩石地球化学研究显示这些淡色花岗岩整体具有高硅（SiO₂=73.22%~75.12%）、铝（Al₂O₃=13.59%~14.49%）、碱（ALK=7.11%~9.67%）,低钛（TiO₂=0.01%~0.14%）、铁（TFeO=0.26%~1.37%）、镁（MgO=0.09%~0.46%）、钙（CaO=0.46%~1.92%）的特点,属于弱过铝质钙碱性-钾玄岩系列岩石.其中黑云母花岗岩具有较高的CaO/Na₂O比值（0.46~0.47）和低的Rb/Sr比值（0.31~0.33）,指示其为砂质源岩经黑云母脱水熔融形成;二云母花岗岩和含电气石花岗岩具有较低的CaO/Na₂O比值（0.11~0.31）和高的Rb/Sr比值（1.41~3.75）,为泥质源岩经白云母脱水熔融形成;含石榴石花岗岩具有强烈的Eu负异常以及"海鸥状"稀土配分模式,为高分异型花岗岩.小铺淡色花岗岩初始岩浆温度较低（T=637~744℃）,结合其野外地质特征,认为其形成可能与深部物质的折返、造山带的伸展垮塌有关.利用LA-ICP-MS微区原位锆石U-Pb定年获得黑云母花岗岩的形成时代为308.5±2.2 Ma,含电气石花岗岩的形成时代为307.8±2.3 Ma,二者在误差范围内近乎一致,指示哈尔里克地区在晚石炭世末处于伸展构造背景.      

新疆欧西达坂花岗质岩体地球化学特征和锆石LA-ICP-MS定年：西南天山古生代洋盆俯冲作用过程的启示

本文对出露于南天山南缘断裂带的欧西达坂岩体进行了系统的岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究,重点讨论了其岩石成因、源区性质及其大地构造意义。岩体主要由石英闪长岩、二长花岗岩和花岗斑岩组成,并且显示了强烈的后期变形特征。LA-ICP-MS微区定年获得了两组年龄：421±3Ma,273±2Ma,前者为二长花岗岩结晶年龄,而后者则代表了南天山后碰撞伸展走滑作用的时代。地球化学特征显示,二长花岗岩的SiO2含量介于65.16%～75.50%之间,Mg#值低（0.23～0.41）,A/CNK＝0.86～1.15,为过铝-强过铝质,钙碱-高钾钙碱系列花岗岩;(La/Yb)N为4.40～6.32,δEu =0.58～0.77。与二长花岗岩相比,石英闪长岩的SiO2含量较低（55.46%～58.29%）,相对富钛、钙、铁、铝和MgO等;铝饱和指数A/CNK＝0.88～1.04,Mg#值高（0.45～0.50）,为钙碱性系列。二长花岗岩的 (La/Yb)N为7.84～9.48,δEu=0.52～0.78。在原始地幔标准化蛛网图上,样品均明显富集Rb、Ba、Th、K等大离子亲石元素和LREE,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。而二长花岗岩表现为更加亏损Nb、Ta、P、Ti等元素,并具有明显的Sr负异常。欧西达坂岩体中的石英闪长岩和二长花岗岩均为钠质,具有高的Na2O和CaO含量。 该岩体高的Al2O3、La/Nb、Th/Ta值和原始地幔标准化图解中Nb-Ti的负异常说明该套岩石形成于板块边缘环境或来自岛弧环境下的陆壳源区。石英闪长岩可能来源于镁铁质岩浆底侵导致的下地壳部分熔融,二长花岗岩可能是来自于中下地壳的无水熔融。欧西达坂岩体体现了南天山洋早古生代向南短暂而局部的平坦的低角度板片俯冲。综合区域地质资料分析推测在早古生代南天山洋可能存在双向俯冲,从而形成同一洋盆中的蛇绿岩在南天山南北两侧的就位;而在晚古生代南天山洋一直向北俯冲,具有长期、多阶段的特征。     

Chronological Constraints on Late Paleozoic Collision in the Southwest Tianshan Orogenic Belt,China: Evidence from the Baleigong Granites

The Baleigong granites, located in the western part of the southwestern Tianshan Orogen(Kokshanyan region, China), records late Paleozoic magmatism during the late stages of convergence between the Tarim Block and the Central Tianshan Arc Terrane. We performed a detailed geochronological and geochemical study of the Baleigong granites to better constrain the nature of collisional processes in the Southwest Tianshan Orogen. The LA-ICP-MS U-Pb zircon isotopic analyses indicate that magmatism commenced in the early Permian(～282 Ma). The granite samples, which are characterized by high contents of SiO_2(67.68–69.77 wt%) and Al_2O_3(13.93–14.76 wt%), are alkali-rich and Mg-poor, corresponding to the high-K calc-alkaline series. The aluminum saturation index(A/CNK) ranges from 0.93 to 1.02, indicating a metaluminous to slightly peraluminous composition. Trace element geochemistry shows depletions in Nb, Ta, and Ti, a moderately negative Eu anomaly(δEu=0.40–0.56), enrichment in LREE, and depletion in HREE((La/Yb)_N=7.46–11.78). These geochemical signatures are characteristic of an I-type granite generated from partial melting of a magmatic arc. The I-type nature of the Baleigong granites is also supported by the main mafic minerals being Fe-rich calcic hornblende and biotite. We suggest that the high-K, calc-alkaline I-type granitic magmatism was generated by partial melting of the continental crust, possibly triggered by underplating by basaltic magma. These conditions were likely achieved in a collisional tectonic setting, thus supporting the suggestion that closure of the South Tianshan Ocean was completed prior to the Permian and was followed(in the late Paleozoic) by collision between the Tarim Block and the Central Tianshan Arc Terrane.     

西天山达巴特A型花岗岩的形成时代与构造背景

达巴特花岗斑岩侵入体位于西天山北部的赛里木湖北部,构造上属于准葛尔板块与伊犁.中天山板块之间的造山带.达巴特花岗岩斑岩具有A型花岗岩的特征,如高硅(SiO2=75.38%～77.61%)、碱(Na2O K2O=8.26%～10.10%)和Fe/(Fe Mg)(0.91～0.98),但低Al2O3(12.04～12.9%)和CaO(0.03%～0.42%),富集Rb、Th、U等大离子亲石元素和Nb、Ta、zr、Hf等高场强元素,(Ga/Al)×104值变化于3.19～3.40之间,具有明显的负Eu、Ba和Sr异常,稀土配分显示"海鸥型"特征.达巴特花岗岩斑岩具有较高的Rb/Nb和Y/Nb比值,显示了A2型花岗岩的特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示达巴特岩体的侵位年龄为288.9±2.3Ma,并且一些锆石具有老的核(319.0±4.7),暗示花岗岩斑的源岩中可能包含有石炭纪的岩浆岩.结合区域地质和岩浆岩资料,我们认为西天山早二叠世处于伸展的背景中,可能与造山带后碰撞阶段的演化有关.     

东天山雅满苏北岩体的年代学、地球化学及其构造意义

雅满苏北岩体位于新疆东天山地区的觉罗塔格晚古生代构造带.岩性为钾长花岗岩,主要矿物成分为石英(25％～40％)、条纹长石(40％ ～70％)、斜长石(10％ ～ 25％,An18 ～30)和黑云母(2％～5％).LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,该岩体侵位于中三叠世(227.90±0.47Ma),为印支中期产物.该岩体的主量元素以高硅(SiO2为74.27％～ 75.99％)、富碱(ALK为7.64％ ～8.29％)、高钾(K2O为4.37％ ～4.79％)和准铝质(A/CNK为0.96 ～ 1.00)以及较低的Ti,Ca,Fe和Mg含量为特征,属于高钾钙碱性岩花岗岩.岩体的微量元素总体富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb和Cs等和高场强元素(HFSE)Th、U、Zr和Hf,贫大离子亲石元素Ba、Sr和高场强元素Nb、Ta及Y.稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏明显,轻稀土分异明显,而重稀土分异并不显著,Eu呈现弱负异常(δEu =0.48 ～0.86).来自岩体的锆石原位Hf同位素测定结果表明,εHf(t)值变化于8.60～11.31,加权平均值为9.96±0.53(n =8),二阶段Hf模式年龄(tDM2)变化于538～711Ma.通过该岩体岩相学、地球化学及Hf同位素特征的综合研究以及该区区域构造演化表明,雅满苏北岩体是幔源岩浆底侵带来的大量热能使得新元古代新生的下地壳物质发生部分熔融的产物.结合前人的研究,笔者认为,东天山地区的印支期岩浆活动的动力来源可能与中-晚石炭世天山陆壳整体化进入板内阶段后又受到特提斯构造体制显著影响有关.     

科克苏-穹库什太古生代构造-岩浆作用及其对西南天山造山时代的约束

天山造山带是古生代多期碰撞增生作用的产物,其确切的造山时代是当前争议较多的热点问题.分布在西南天山的科克苏-穹库什太剖面经历了复杂的构造变形,最明显的两期变形事件分别为朝北的推覆作用和NE-SW韧性走滑作用.本剖面可分为伊犁岩浆岛弧、伊犁结晶基底、高压变质杂岩三个岩石-构造单元.野外可见黑云母花岗闪长岩侵入到绿片岩相变质岩中,岩脉切穿绿片岩中面理构造.通过锆石U-Pb LA-ICPMS测年,科克苏剖面钾长花岗岩的年龄为341±6Ma和338±8Ma,穹库什太黑云母花岗闪长岩的年龄为313±4Ma.其中,花岗闪长岩发生了黑云母定向排列,通过对黑云母进行^40 Ar/^39 Ar测年,获得坪年龄为263.4士0.6Ma,表明该花岗闪长岩受过后期热事件的干扰.地球化学分析表明,黑云母花岗闪长岩属于钙碱性系列,Nb和Ta含量低而Rb,Ba和TH含量很高,与俯冲作用有关的岛弧岩浆岩地球化学组成非常相似.结合前人对该地区高压变质岩、花岗岩和火山岩的研究成果,本文提出,西南天山俯冲-碰撞造山作用发生在晚石炭世之前,研究区后碰撞区域走滑作用标志着西南天山碰撞造山作用在二叠纪之前全部结束.     

东昆仑造山带白日其利辉长岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

东昆仑中段的白日其利基性岩体由橄榄辉长岩、斜长岩和角闪辉长岩组成.主体岩相角闪辉长岩的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄表明,其侵位于248.9Ma+4.2Ma,为早三叠世阿尼玛卿古特提斯洋关闭过程中的岩浆活动.结合前人的研究,认为东昆仑造山带中生代岩浆混合作用至少始于早三叠世,白日其利岩体为研究俯冲阶段岩浆混合作用提...     

西藏冈底斯山中段第四纪火山岩特征及地质意义

为辨别环境动态变化而进行的多期次环境地球化学填图要求降低不同期次数据间的分析误差，为达此目的，本文提出了衡量各实验室分析质量的新的考核标准，包括：一组标准样不同元素分析值与标准值对数偏差的不合格率；一组标准样不同元素分析值与标准值的相关系数所反映的相似性系数；一组标准样各种元素分析值与标准值在虚拟空间上图形分布的相似性。