柴北缘构造带欧龙布鲁克地块西北缘辉长岩脉地球化学、年代学及Hf同位素特征

侵位于柴北缘构造带欧龙布鲁克地块西北缘达肯大坂岩群中的辉长岩脉岩石Al_2O_3、CaO含量较高,P_2O_5、TiO_2含量较低,属于钙碱性系列。稀土元素总量低(43.17×10-6～57.53×10~(-6)),LREE/HREE值为1.82～2.77,稀土元素配分曲线整体表现为右倾型。岩石Ti亏损,具高ThN/NbN值(3.75～8.03)和低Nb/La值(0.44～0.84)特征。辉长岩锆石的~(176Hf/~(177)Hf值介于0.282813～0.282979之间,ε_(Hf)(t)值为9.25～15.11,Hf模式年龄(T_(DM))分布在378～610Ma之间,平均494Ma。综合研究认为,辉长岩岩浆源区为软流圈地幔且后期可能受到壳源富集组分的混染。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,辉长岩脉形成于357±4Ma,即早石炭世。结合区域地质背景,认为早石炭世柴北缘仍处于后造山伸展的构造演化阶段,而辉长岩脉是后造山伸展阶段柴北缘造山带去根、软流圈地幔上涌作用形成的。     

柴北缘西端冷湖盐场北山辉长岩地球化学及年代学研究

柴北缘冷湖盐场北山镍铜矿区发育辉长岩和角闪辉长岩;属亚碱性岩石系列。球粒陨石、 原始地幔标准化曲线呈两组特征;但配分型式基本一致;反映其来自同一源区。稀土标准化曲线表现为弱右倾型;Eu基本无异常;说明斜长石分离结晶作用不明显。Rb、 Nb、 Zr、Cr等微量元素丰度及比值具有近似平行部分熔融的演化趋势。结合岩体Mg#值和岩体固结指数（SI）高等特点;揭示原始岩浆具有幔源原生玄武岩浆特征;认为其成因与俯冲板片流体交代地幔楔源区的部分熔融有关;而且;Nb、 Zr、 Y元素丰度表明辉长岩源区为过渡型地幔。另外;两类岩体强烈亏损Nb、 Ta、 Zr、 Hf、 Ti等高场强元素（HFSE）;富集Ba、 Th、 U、 Pb等大离子亲石元素;反映明显的消减带和岛弧环境岩浆岩典型特征。LA-ICPMS锆石U-Pb测年结果表明辉长岩形成于254±3 Ma;结合该时期区域地质构造背景;认为柴北缘晚二叠世处于俯冲作用之下的岛弧构造环境;具有活动大陆边缘性质。     

柴北缘赛什腾山滩间山群晚奥陶世富铌玄武岩成因及其地质意义

产于柴北缘构造带西段赛什腾山地区滩间山群中的变玄武岩的结晶年龄为(444±4)Ma,具有富Na₂O、贫K₂O、高TiO₂、Nb及低LILE/HFSE和HREE/HFSE值等特征,球粒陨石标准化稀土元素配分曲线整体表现为轻稀土相对富集、重稀土平坦的略向右缓倾型配分模式,且在原始地幔标准化微量元素蛛网图中显示Nb、Ta弱正异常,与富铌玄武岩地球化学特征一致。综合分析表明,赛什腾山富铌玄武岩岩浆源区为尖晶石相二辉橄榄岩,是俯冲大洋板片陡角度回转引起的上涌软流圈地幔在弧后盆地边缘(靠近岛弧侧)与亏损地幔楔混合的产物,指示晚奥陶世柴北缘西段仍处于弧后伸展阶段,陆陆碰撞尚未开始。结合区域已有资料,认为柴北缘滩间山群是晚寒武世—早中志留世洋陆转换过程中不同时期、不同构造背景下(包括洋岛、岛弧、弧后等)的火山-沉积产物,其经历了自大洋俯冲至陆陆碰撞前的整个俯冲消减过程,各类岩石因构造混杂最终保存于柴北缘狭长构造带内。     

柴北缘察汗诺辉长岩成因:岩石地球化学、锆石U-Pb年代学与Lu-Hf同位素制约

柴北缘察汗诺地区广泛发育中生代辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明, 辉长岩²⁰⁶ Pb/²³⁸ U加权平均年龄为246±0.7 Ma, 形成于中三叠世早期。辉长岩SiO₂(50.61%~54.41%)和全碱含量(2.36%~3.72%)低, 里特曼指数为0.54~1.12, 属于中钾钙碱性系列岩石; Mg^#(73~79)和Cr(342×10^-6~753×10^-6)、Ni(45.1×10^-6~145×10^-6)含量高, LREE/HREE为4.74~5.67, 富集U、Th等大离子亲石元素, 亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素, 呈现出与典型俯冲作用密切相关的弧岩浆岩特征。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示, 辉长岩ε_Hf(t)值为-2.24~+1.37, 研究表明察汗诺辉长岩岩浆源区因受俯冲板片流体交代而富集, 岩石主要起源于富集地幔的部分熔融。空间上, 察汗诺辉长岩与东昆仑布尔汗布达、鄂拉山以及西秦岭同仁-泽库等同时代的钙碱性岩浆岩, 共同构成了古特提斯洋向北俯冲的大陆边缘弧。     

柴北缘赛什腾地区早古生代岩浆活动与构造演化

柴北缘赛什腾地区发育大量早古生代岩浆岩, 记录了原特提斯洋演化的重要信息, 对其研究有助于进一步认识秦祁昆增生和碰撞造山过程。本文报道了柴北缘赛什腾地区早-中奥陶世岩浆岩的锆石U-Pb年代学、锆石Lu-Hf同位素、全岩主微量元素地球化学及Sr-Nd同位素资料。早-中奥陶世岩浆岩主要包括花岗闪长岩、变辉绿岩和变辉长岩, LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示花岗闪长岩年龄是485Ma, 变辉绿岩年龄是473Ma, 变辉长岩年龄为470~464Ma。花岗闪长岩为弱过铝质钙碱性花岗岩类, 轻重稀土分馏较强烈, La/Yb比值为18.0~25.1, (La/Yb)_N为12.9~18.0, Sr/Y比值(30.0~44.8)较高, Eu具轻度负异常, 全岩ε_Nd(t)为+1.1~+3.4, 初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为0.7048~0.7060, 锆石ε_Hf(t)为+9.4~+11.3。变辉绿岩为拉斑玄武岩系列, 具有较高的MgO(5.31%~8.79%)含量和Mg^#值(47~58), 其Al₂O₃和CaO含量分别为14.5%~18.07%和7.79%~11.92%, TiO₂含量(0.41%~0.83%)较低; 此外, 其稀土总量较低(26.0×10^-6~62.5×10^-6), 轻重稀土分馏弱, (La/Yb)_N为3.3~4.0, 基本不具Eu异常(δEu=0.9~1.1);全岩ε_Nd(t)为+2.2~+5.5, 初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为0.7049~0.7055, 锆石ε_Hf(t)为+7.3~+9.1。变辉长岩为拉斑玄武岩系列岩类, 富FeO^T(11.79%~15.45%)、低MgO(3.41%~5.23%)和Mg^#(31~44), TiO₂含量较高(介于1.06%~1.57%); 其稀土总量较低(59.2×10^-6~121.6×10^-6), 轻重稀土分馏弱, (La/Yb)_N为3.2~5.7, 不具Eu异常(δEu=0.9~1.1);全岩ε_Nd(t)为+1.4~+1.9, 初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值为0.7042~0.7044, 锆石ε_Hf(t)为+7.5~+13.9。根据以上地球化学特征推断: 花岗闪长岩源于有一定程度加厚的新生岛弧下地壳的部分熔融; 而变辉长岩和变辉绿岩则源于亏损地幔楔, 形成于俯冲相关的岩浆弧环境。结合以往研究成果, 本文认为赛什腾地区早古生代主要存在~514Ma、485~464Ma、444~437Ma三期岩浆岩, 形成于原特提斯洋洋内和陆缘俯冲(514~450Ma)以及闭合后陆陆碰撞过程(445~420Ma)。

     

柴北缘牛鼻子梁地区花岗闪长岩锆石U-Pb年代学及地球化学研究

柴北缘牛鼻子梁地区的花岗闪长岩锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究结果表明,该花岗闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb谐和年龄为393.2~395.6Ma,对应的加权平均年龄为(394.4±2.4)Ma,表明该岩石形成于中泥盆世。岩石主量元素具有较高的SiO_2(65.70%~69.22%)和Al_2O_3(14.96%~16.03%)、较低的MgO(1.37%~1.89%)含量,A/CNK值为0.95~0.98,属于钙碱性、准铝质系列,具有I型花岗岩的特征,表明其岩浆起源于下地壳部分熔融。岩石稀土总量较高,无明显的Eu异常(δEu=0.95~1.30),富集轻稀土元素和K、Rb、Ba、U等大离子亲石元素,相对亏损重稀土元素和Nb、Ta、Ti、Th、Zr等高场强元素。综上可知,岩石具有碰撞后花岗岩的地球化学特征属性,结合区内晚泥盆世牦牛山组陆相火山岩和区域构造演化特征,认为牛鼻子梁地区的花岗闪长岩形成于柴达木地块与南祁连地块碰撞后的伸展环境。     

柴北缘乌兰北部三叠纪辉长岩的年代学和地球化学特征

柴北缘乌兰地区中生代岩浆岩分布广泛，主要出露辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩和花岗岩。乌兰北部两件辉长岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示其加权平均年龄分别为（241.9±0.9） Ma和（245.4±1.9） Ma，说明其形成于中三叠世早期。辉长岩的w（SiO₂）为47.94%和52.01%，全碱质量分数较低（ALK为1.25%和1.47%），里特曼指数为0.33和0.26，属钙碱性系列岩石；w（Cr）（1 661.00×10^-6和1 418.00×10^-6）、w（Ni）（394.00×10^-6和280.00×10^-6）和Mg^#值（81和79）极高，具幔源原生玄武岩浆特征。轻、重稀土元素分馏较弱，LREE/HREE为3.92和3.44，无明显负Eu异常，表明未发生明显的岩浆分异作用；富集K、Rb等大离子亲石元素，不同程度地亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素，表现为与俯冲作用相关的弧岩浆岩特征。辉长岩的ε_Hf（t）值（-3.0~9.3）变化较大，暗示来自地幔的基性岩浆中有地壳组分的加入。结合区域地质演化特征研究成果，认为辉长岩形成于古特提斯洋向北俯冲背景下的大陆边缘弧环境，俯冲的洋壳板片脱水产生的流体导致上覆地幔楔部分熔融，形成玄武质岩浆，岩浆上升侵位过程中遭受地壳物质混染或与壳源岩浆发生混合作用。     

柴北缘西段晚古生代牛鼻子梁高镁闪长岩成因机制及地球动力学过程

牛鼻子梁地区首次发现的高镁闪长岩对于探讨柴北缘地区岩石圈地幔演化历史具有重要意义.为确定该类岩石成因及地球动力学过程,对其开展矿物学、岩石主-微量元素分析、锆石U-Pb定年和Hf同位素分析工作.岩石地球化学特征显示,岩石均为钙碱性岩石,具有富Mg（Mg#=62~72）、Cr、Ni、LREE（LREE/HREE=2.84~4.61）值、低FeOT/MgO（0.70~1.12）比值特征,属于高镁闪长岩;所有样品均表现出富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Th、U、K）和LREE,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P和HREE,与典型的"赞岐岩"地球化学特征一致;锆石U-Pb同位素年代学研究表明岩石形成时代为388 Ma,为中泥盆世岩浆作用的产物.锆石Hf同位素特征显示岩石ε_Hf（t）均为正值（4.4~11.6）,表明岩浆起源于亏损地幔.结合区域构造演化过程认为,牛鼻子梁高镁闪长岩是由早古生代（540~520 Ma）消减带流体交代地幔楔后的富集地幔经历晚古生代（400~388 Ma）岩石圈伸展作用部分熔融的产物.      

柴北缘赛坝沟金矿床花岗斑岩脉的成因及动力学背景: 来自年代学和地球化学的证据

青海乌兰县赛坝沟金矿床位于柴北缘结合带东部,为一中型石英脉型金矿。为进一步确定该矿床形成年龄和成因,对矿区内与成矿关系密切的花岗斑岩脉进行锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(372.4±4.1) Ma,是晚泥盆世岩浆活动的产物。花岗斑岩具高硅、富碱的特征,分异指数(DI)为81.40~84.54,固结指数(SI)为3.56~8.17,表明岩石结晶分异程度较高;微量元素原始地幔标准化图解显示La、Hf、Rb、Th相对富集,而Nb、Ta、P、Ti、Ba、Sr相对亏损;稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈右倾的轻稀土元素富集型,且具轻微Eu元素负异常。综合判别图解分析,认为花岗斑岩属过铝质钙碱性的I型花岗岩。赛坝沟金矿床花岗斑岩形成时间与柴北缘中晚泥盆世陆内伸展时间一致,整体形成于柴北缘中晚泥盆世陆内伸展阶段的后造山构造环境中。脉岩紧邻矿体产出并充填在构造裂隙中,其形成与成矿年龄相接近,因此可将赛坝沟金矿形成时间上限限定在372.4 Ma。后期找矿勘查工作应重点围绕花岗斑岩脉展开。     

柴北缘西端盐场北山二长花岗岩年代学、地球化学及其Hf同位素特征

盐场北山二长花岗岩位于柴北缘西端青海冷湖地区.岩体高硅(74.98%~76.92%), 富钾(4.44%~5.93%), 贫镁(0.04%~0.07%)和钙(0.43%~0.69%).里特曼指数介于2.43~2.79属于高钾钙碱性岩石系列, 铝饱和指数平均为1.01, 属弱过铝质花岗岩.岩体富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Pb), 亏损高场强元素(Nb、Ta), 具岛弧花岗岩地球化学特征.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明: 岩体形成于252±3 Ma; 锆石Hf同位素初始比值176Hf/177Hf分布于0.282 958~0.283 032之间, 并具有极高的正ε_Hf(t)值(8.75~14.50), 其平均两阶段模式年龄T_DM2(Hf)为385 Ma, 反映岩体源区可能为玄武质下地壳.另外, ε_Hf(t)基本位于亏损地幔演化线附近, 指示该玄武质下地壳来源于亏损地幔.结合区域地质背景和岩石地球化学特征, 认为盐场北山二长花岗岩与泥盆纪镁铁-超镁铁岩有关, 由于宗务隆裂谷小洋盆的向南俯冲, 引发其上覆玄武质新生地壳发生熔融形成, 进而揭示晚二叠世末柴北缘处于火山弧或活动陆缘的构造环境.      

柴达木盆地北缘都兰地区旺尕秀辉长杂岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地质意义

详细的地球化学研究表明,柴北缘旺尕秀辉长杂岩(包括辉长岩、辉绿岩和斜长岩)具有岛弧火山岩的特征,形成于岛孤环境.对辉长岩中锆石的阴极发光图像和微量元素的研究显示,所有的锆石均具有相对宽缓的振荡环带结构和轻稀土元素亏损、重稀土元素明显富集的典型基性岩浆锆石的特征.通过锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb同住素分析,得到~(206)pb/~(238)U加权平均年龄468 Ma±2 Ma,同时得到一个最大的谐和年龄522 Ma±9 Ma,表明旺尕秀辉长杂岩的形成时代应介于468～522 Ma之间.岛弧型旺尕秀辉长杂岩时代的确定,结合本区已有的研究成果,表明柴北缘确实存在古生代洋盆事件,至少从中奥陶世开始发生板块的俯冲消减作用,从侧面说明柴北缘陆壳深俯冲的时代不应早于460 Ma.     

柴达木盆地北缘都兰地区旺尕秀辉长杂岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及地质意义

详细的地球化学研究表明,柴北缘旺尕秀辉长杂岩(包括辉长岩、辉绿岩和斜长岩)具有岛弧火山岩的特征,形成于岛弧环境。对辉长岩中锆石的阴极发光图像和微量元素的研究显示,所有的锆石均具有相对宽缓的振荡环带结构和轻稀土元素亏损、重稀土元素明显富集的典型基性岩浆锆石的特征。通过锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb同位素分析,得到206Pb/238U加权平均年龄468 Ma±2 Ma,同时得到一个最大的谐和年龄522 Ma±9 Ma,表明旺尕秀辉长杂岩的形成时代应介于468~522 Ma之间。岛弧型旺尕秀辉长杂岩时代的确定,结合本区已有的研究成果,表明柴北缘确实存在古生代洋盆事件,至少从中奥陶世开始发生板块的俯冲消减作用,从侧面说明柴北缘陆壳深俯冲的时代不应早于460 Ma。     

柴达木盆地北缘都兰地区旺尕秀辉长杂岩的锆石LA—ICP—MS U—Pb年龄及地质意义

详细的地球化学研究表明,柴北缘旺尕秀辉长杂岩（包括辉长岩、辉绿岩和斜长岩）具有岛弧火山岩的特征,形成于岛弧环境。对辉长岩中锆石的阴极发光图像和微量元素的研究显示,所有的锆石均具有相对宽缓的振荡环带结构和轻稀土元素亏损、重稀土元素明显富集的典型基性岩浆锆石的特征。通过锆石LA—ICP—MSU-Th-Pb同位素分析,得到^206Pb／^238U加权平均年龄468Ma＋2Ma,同时得到一个最大的谐和年龄522Ma＋9Ma．表明旺尕秀辉长杂岩的形成时代应介于468-522Ma之间。岛孤型旺尕秀辉长杂岩时代的确定,结合本区已有的研究成果,表明柴北缘确实存在古生代洋盆事件,至少从中奥陶世开始发生板块的俯冲消减作用．从侧面说明柴北缘陆壳深俯冲的时代不应早于460Ma。     

柴达木盆地北缘黄绿山奥长花岗斑岩成因及其地球动力学意义

黄绿山地区位于柴达木盆地北缘造山带西段,区内花岗岩广泛分布,相对匮乏同位素的研究成果以及岩浆活动和变质作用的地质记录。本文对前人在地质填图中认为原属于华力西期的奥长花岗斑岩侵入体进行岩相学、年代学、地球化学和全岩Sr-Nd同位素研究,探讨其成因类型和源区,并在此基础上讨论了其地球动力学意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,黄绿山奥长花岗斑岩结晶时代为466±3 Ma,为加里东期中奥陶世的产物。样品具有高SiO_2和Na_2O,低K_2O的特点;在SiO_2—K_2O图解上,除一个样品落入钙碱性区域之外,其余样品全部落入低钾拉斑系列。样品具有右倾的稀土分配特点((La/Yb)_N介于4.41～10.01),具有微弱的Eu异常(0.94～1.09)。样品具有较低的10000Ga/Al(2.6)以及极低的P_2O_5(平均为0.06%),说明黄绿山奥长花岗斑岩为Ⅰ型花岗岩;结合其中元古代的Nd二阶段模式年龄(1.03～1.21 Ga),认为黄绿山奥长花岗斑岩为中元古代下地壳再活化部分熔融的产物。在花岗岩构造图解上,样品落入VAG区域,显示其与洋壳俯冲具有密切的联系,结合其与奥陶系滩间山群的伴生关系和具有喜马拉雅型花岗岩的特征,因此认为黄绿山奥长花岗斑岩产于与洋壳俯冲相关的弧后盆地环境中;弧后盆地的存在暗示洋壳俯冲仍未结束,地体碰撞尚未开始,因此柴达木盆地北缘洋盆至少在466 Ma仍未关闭。     

柴达木盆地北缘黄绿山奥长花岗斑岩成因及其地球动力学意义

黄绿山地区位于柴达木盆地北缘造山带西段,区内花岗岩广泛分布,相对匮乏同位素的研究成果以及岩浆活动和变质作用的地质记录。本文对前人在地质填图中认为原属于华力西期的奥长花岗斑岩侵入体进行岩相学、年代学、地球化学和全岩Sr-Nd同位素研究,探讨其成因类型和源区,并在此基础上讨论了其地球动力学意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,黄绿山奥长花岗斑岩结晶时代为466±3 Ma,为加里东期中奥陶世的产物。样品具有高SiO2和Na2O,低K2O的特点;在SiO2—K2O图解上,除一个样品落入钙碱性区域之外,其余样品全部落入低钾拉斑系列。样品具有右倾的稀土分配特点（(La/Yb)N介于4.41～10.01）,具有微弱的Eu异常（0.94~1.09）。样品具有较低的10000Ga/Al（＜2.6）以及极低的P2O5（平均为0.06%）,说明黄绿山奥长花岗斑岩为I型花岗岩;结合其中元古代的Nd二阶段模式年龄（1.03~1.21Ga）,认为黄绿山奥长花岗斑岩为中元古代下地壳再活化部分熔融的产物。在花岗岩构造图解上,样品落入VAG区域,显示其与洋壳俯冲具有密切的联系,结合其与奥陶系滩间山群的伴生关系和具有喜马拉雅型花岗岩的特征,因此认为黄绿山奥长花岗斑岩产于与洋壳俯冲相关的弧后盆地环境中;弧后盆地的存在暗示洋壳俯冲仍未结束,地体碰撞尚未开始,因此柴达木盆地北缘洋盆至少在466 Ma仍未关闭。     

内蒙古北部乌日尼图地区阿仁绍布辉长岩体的形成时代、地球化学特征及成因

本文系统地报道了内蒙古北部乌日尼图地区阿仁绍布辉长岩的主量元素、微量元素和稀土元素特征,重点讨论了阿仁绍布辉长岩体的岩石成因、原始岩浆的源区特征及其地质意义。研究结果表明,阿仁绍布辉长岩体SiO₂含量为49.62%,Al₂O₃为17.34%,CaO为8.94%,TiO₂为1.44%,P₂O₅为0.26%;岩石富集LILE、亏损HFSE。岩体的Mg#值(0.28~0.68,平均为0.52)较高,反映原始岩浆具幔源原生玄武岩浆特征,在上升过程中经历的结晶分异程度较低。U-Pb锆石年龄测定结果为309±2Ma,代表了阿仁绍布辉长岩体的结晶年龄,为晚石炭世。计算出石英结晶温度为928℃,斜长石结晶温度为1206℃;岩浆冷凝矿物共结晶时的深度大于10km,其结晶条件代表岩体侵位时的物理环境,是在较深的岩浆房中结晶的。阿仁绍布辉长岩具有大陆边缘弧的地球化学特征,可能反映在岩浆形成之前,地幔源区发生了俯冲交代富集作用。     

柴北缘绿梁山地区辉长岩的锆石U-Pb年龄及意义

柴达木盆地北缘绿梁山地区的辉长岩侵入到古生代滩间山群及超基性岩中,地球化学、微量元素、稀土元素显示出源幔特征.选自其中的锆石明显具岩浆型锆石特点,4个单颗粒锆石U-Pb同位素年龄均为谐和年龄,206Pb/238U表面年龄统计权重平均值为(496.3±6.2)Ma,代表了该岩体的结晶年龄,从而间接地否定了本区滩间山群的时代为晚奥陶世-志留纪的认识.辉长岩与滩间山群是柴北缘活动大陆边缘火山岛弧的组成部分.此类岩体同位素地质年龄的确定对柴北缘榴辉岩、滩间山群时代及大地构造性质的重新认识具有重要意义.