俯冲带复杂的壳幔相互作用

俯冲带除俯冲板片脱水形成的富大离子亲石元素流体、交代地幔楔形成的岛弧钙碱性玄武岩安山岩-英安岩-流纹岩及相应侵入岩组合外，还存在由俯冲扳片熔融形成的埃达克质熔体交代地慢楔形成的埃达克岩-富铌玄武岩-富镁安山岩组合，从而构成了俯冲带的流体交代与熔体交代两大类壳慢相互作用体系及相应的岩石组合。熔体交代作用的显著特点是Mg、高场强元素Nb、Ti、P等含量增加，Nd／Sr值增高，而Si、K、Na及La／Yb降低。洋壳板片或洋脊俯冲、玄武质岩浆底侵使地壳增厚，或板片断离、撕裂等作用均可产生埃达克质熔体并随之产生熔体交代作用。流体和熔体与地幔橄揽岩的相互作用构成了俯冲带复杂的地球化学体系。     

新疆北部卡拉麦里晚古生代走滑构造及其叠加变形序次

大型走滑断裂构造是大陆地壳内部基本的构造变形样式,通常是大陆地壳形成的标志.卡拉麦里构造带是新疆东准地区构造演化研究的重要构造单元.前人的研究认为卡拉麦里构造带是板块碰撞形成的缝合带.本文结合野外考察、构造分析和年代学工作认为,该构造带主要反映了走滑构造带的特点.在遥感影像上,卡拉麦里构造带呈断续的线状延伸特征.地震剖面上,卡拉麦里断裂带主断面产状近于直立向下延伸至基底,与一般张性断层、压性逆冲断层所显示的上陡下缓的铲状特征截然不同.野外考察显示,该构造带发育密集而陡立劈理,主断面附近劈理面倾角近于直立,在相对较浅层次的地层上,劈理面成花状散开,体现花状构造的特点.卡拉麦里构造带内的石炭系、泥盆系地层以及蛇绿岩系受到强烈改造,超糜棱岩化、糜棱岩化、千枚岩化现象普遍.糜棱岩中,硅质岩透镜体拖尾指示右旋走滑特征,与同构造岩脉次级张裂面指示的结果相一致.结合前人研究资料以及地层变形证据,可以推断构造带活动时限为270～260Ma.因此,卡拉麦里构造带是一条在晚古生代-早中生代活动的右旋剪切走滑构造带,准东地区与卡拉麦里构造带相关的缝合带确认,必须以卡拉麦里走滑构造带性质的准确厘定为基础.卡拉麦里构造二叠纪时期的走滑活动性质的确定,指示新疆北部二叠纪大陆地壳已经形成,而且,新疆北部后期叠加构造变形序次研究也显示具有大区域上的共性,指示新疆北部二叠纪以来进入基本统一大陆内部构造演化阶段.     

新疆北部晚石炭世沉积建造特征

新疆北部晚石炭世沉积建造类型复杂,有七大类十亚类,呈东西或近东西向条带状展布(长宽比值为3—25),岩石类型复杂多变,微量元素分配状态为不规则型,分选性差,稳定性小,海相为主,岩相古地理变异极快,厚度巨大,厚度变化率为2—20％,沉积中心明显且呈带状或串珠状分布、迁移迅速,富含火山物质,属地槽型沉积建造。晚石炭世新疆北部可分为北部优地槽型、南部渺地槽型两大类型建造区,前者自北而南又可以分出四个亚建造区,即布(布尔律)—富(富蕴)区、乌(乌尔禾)—克(克拉玛依)区、温(温泉)—双(双井子)区、特(特克斯)—哈(哈密)区。上述特点的产生受新疆北部晚石炭世古海西地槽区发展演化的控制。     

新疆北部的两类埃达克岩

新疆北部有两类埃达克岩，一是俯冲型，形成于早、中泥盆世-早石炭世晚期（≥320Ma），包括了埃达克岩、富Nb玄武岩、高（富）Mg安山岩。第二类埃达克岩是底侵型，形成于中晚二叠世（≤280Ma）。第一类埃达克岩分布于西天山的阿拉套山、博罗科努山，中天山的骆驼沟和巴仑台，东天山的土屋-延东，阿尔泰山陆缘南富蕴-青河南，准噶尔盆地中部陆梁，克拉玛依等地。在阿尔泰陆缘南，苦橄岩与埃达克岩、富Nb玄武岩和高（富）Mg安山岩密切组合。第二类埃达克岩分布于西天山的阿吾拉勒山和东天山的三岔口，未发现富Nb玄武岩和高（富）Mg安山岩组合。俯冲型埃达克岩、富Nb玄武岩和高（富）Mg安山岩的高Sr低Y、Yb、富Eu及高εNd（t）（＋1．5～＋10．0），低（^87Sr／^86Sr）；（〈0．7070）的同位素组成，均一致表明其源区物质为洋壳板片，部分为地幔楔、弧前棱柱，产于岛弧环境；而底侵型埃达克岩源于底侵的幔源玄武质物质，形成于后造山环境。两类埃达克岩及其组合岩石的地质及地球化学特点，展示了中亚型造山在本区晚古生代陆壳增生作用的多样性：在增生构造过程上，有洋壳板片的斜俯冲、俯冲板片的撕裂、板片窗、俯冲剥蚀及玄武质物质的底侵作用等；在增生方向上，有洋壳板片的侧向斜俯冲，也有玄武质物质垂向上底侵于壳-幔边界；在增生物质上，有洋壳板片、地幔楔、受地幔楔混染的洋壳板片熔体，弧前棱柱、地幔楔受板片熔体交代后形成熔体及底侵的幔源玄武质物质。与两类埃达克岩有关，尤其是第一类埃达克岩及其组合岩石，在本区广泛发育了Cu、Au成矿作用，其中部分达到大型-超大型规模。因此．对埃达克岩及其组合岩石的识别及相关Cu、Au成矿作用的找矿勘探应予以足够重视。     

高镁安山岩及其地球动力学意义

高镁安山岩是当前国际地质研究的一个热点之一。本文重点介绍了高镁安山岩的分类、成因、成矿和地球动力学意义。高镁安山岩主要包括高镁埃达克岩、巴哈岩、赞岐岩和玻安岩等四类。高镁安山岩的成分复杂,可以包含地幔源区组分,以及俯冲大洋板片(玄武质洋壳或洋壳沉积物)或俯冲陆壳沉积物熔体或流体组分,有时也可能包含拆沉下地壳熔体组分。高镁安山岩可以通过地幔橄榄岩的直接熔融形成,也可通过熔体与地幔的相互作用形成。高镁安山岩的形成环境特殊：除青藏高原中部的一些新生代高镁安山岩外,几乎所有其它新生代的高镁安山岩都形成在会聚板块边界,且大都与年轻的、热的洋壳或洋脊的俯冲有关。高镁安山岩对揭示大陆地壳的形成以及金属矿化方面都有非常重要的意义。最后,对当前高镁安山岩的研究中存在的问题进行了探讨。     

西准噶尔哈拉阿拉特山一带晚石炭世赞岐岩的发现及其地质意义

西准噶尔哈拉阿拉特山一带广泛分布晚石炭世玄武安山岩、辉石安山岩,属钙碱性系列,岩石具有较高的SiO_2(52.88%~56.89%)、MgO(3.47%~6.88%,Mg#为48.5~63.7)、Sr(442×10~(-6)~970×10~(-6))、Ba(199×10~(-6)~796×10~(-6))含量,K/Na为0.22~0.70,P_2O_5变化范围较大(0.18%~0.52%),富集大离子亲石元素和轻稀土元素((La/Yb)N为1.88~15.9),亏损Nb、Ta、Hf等高场强元素和重稀土元素,弱负Eu异常(δEu=0.77~0.94),(87Sr/86Sr)i=0.70366~0.70409,(~(143)Nd/~(144)Nd)i=0.51247~0.512564,εNd(t)=4.41~6.19,~(206)Pb/~(204)Pb=18.220~18.405,~(207)Pb/~(204)Pb=15.482~15.522,~(208)Pb/~(204)Pb=37.991~38.296,与典型赞岐岩地球化学特征一致。该赞岐岩的厘定,为研究西准噶尔构造演化提供了新的思路,约束了本区残余洋盆的闭合时限并非前人确立的早石炭世,而应延迟至晚石炭世末期。     

新疆北部晚古生代的底侵作用——来自橄榄玄粗岩与埃达克岩的证据

新疆北部广泛分布晚古生代橄榄玄粗岩系火山岩和埃达克岩,它们均明显富碱,与区内同时代碱性花岗岩共同构成新疆北部富碱火成岩省。橄榄玄粗岩系火山岩和埃达克岩同位素年龄为250-280Ma,143Nd/144Nd比值高,εNd(t)值为正值,Nd模式年龄低(tDM<1.0Ga),较低而变化范围较大的(87Sr/86Sr)i(0.7040-0.710),这些特点均表明它们的源区物质为底侵幔源玄武质岩浆,并可能受到下地壳混染。结合区内地球物理资料,如加厚的地壳、复杂的莫霍面结构、高热流值及广泛分布的基性岩墙群和碱性花岗岩,均一致表明在晚古生代(晚石炭-二叠纪)新疆北部发生过较广泛的幔源玄武质岩浆底侵作用,陆壳发生了明显垂向增生。     

大陆板片-地幔相互作用:来自大别造山带碰撞后安山质火山岩的地球化学证据

俯冲到地幔深度的地壳物质不可避免地在板片-地幔界面与地幔楔发生相互作用,由此形成的超镁铁质交代岩就是造山带镁铁质火成岩的地幔源区.因此,造山带镁铁质火成岩为研究俯冲地壳物质再循环和壳-幔相互作用提供了重要研究对象.为了揭示俯冲陆壳物质再循环的机制和过程,对大别造山带碰撞后安山质火山岩开展了元素和同位素地球化学研究.这些安山质火山岩的SIMS锆石U-Pb年龄为124±3~130±2 Ma,表明其形成于早白垩世.此外,残留锆石的U-Pb年龄为中新元古代和三叠纪,分别对应于大别-苏鲁造山带超高压变火成岩的原岩年龄和变质年龄.它们具有岛弧型微量元素特征、富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,以及变化的且大多不同于正常地幔的锆石δ18O值.这些元素和同位素特征指示,这些安山质火山岩是交代富集的造山带岩石圈地幔部分熔融的产物.在三叠纪华南陆块俯冲于华北陆块之下的过程中,俯冲华南陆壳来源的长英质熔体交代了上覆华北岩石圈地幔楔橄榄岩,大陆俯冲隧道内的熔体-橄榄岩反应产生了富沃、富集的镁铁质地幔交代岩.这种地幔交代岩在早白垩世发生部分熔融,就形成了所观察到的安山质火山岩.因此,碰撞造山带镁铁质岩浆岩的地幔源区是通过大陆俯冲隧道内板片-地幔相互作用形成的,而加入地幔楔中长英质熔体的比例决定了这些镁铁质岩浆岩的岩石化学和地球化学成分.      

新疆北部阿尔泰地区库尔提蛇绿岩：古弧后盆地系统的产物

位于新疆北部富蕴县库尔提一带的晚古生代变质玄武岩和辉长岩系含有似岛弧火山岩（arc-like)和似洋中脊玄武岩（MORB－like)成分的两种组分，岩石以出现不同程度的LREE亏损和Nb、Ta等元素的负异常为特征，在成分上非常相似于现代弧后盆地（Mariana和Okinawa弧后盆地）的玄武岩。我们厘定这套变质的镁铁质火成岩为弧后盆地蛇绿岩，它们很可能代表了晚古生代古亚洲洋北侧的一个洋内岛弧的弧后盆地系统，表明晚古生代早期新疆北部地区处于与古亚洲洋俯冲有关的岛弧环境，该古洋在晚石炭世－二叠纪消减消失后，两侧西伯利亚和哈萨克－准噶尔板块才开始碰撞和造山。     

湘南金鸡岭辉绿岩脉的岩石成因及动力学意义

华南中生代基性岩脉的形成通常与板内伸展活动有关,它们既是探索深部地幔演化的探针,又是研究地球动力学背景的手段。本文选取湘南金鸡岭辉绿岩脉进行了高精度LA- ICP- MS锆石U- Pb同位素定年、全岩主微量元素和Sr- Nd同位素以及矿物地球化学测试分析,旨在探讨它们的岩石成因与岩石圈地幔演化的关系及华南内陆地区的地球动力学背景。研究显示金鸡岭辉绿岩脉的锆石U- Pb年龄为153. 1±1. 0 Ma,为晚侏罗世岩浆活动的产物。该岩石微量元素组成具有类似于洋岛玄武岩（OIB）的特征,表现出轻稀土元素（LREE）、大离子亲石元素（LILE）和高场强元素（HFSE）不同程度的富集,无Nb、Ta负异常,表明岩浆源区与岛弧环境无关,并且地壳物质混染程度较低。87Sr/86 Sr初始比值为0. 7062~0. 7080,εNd( t )值为+1. 76～+3. 75,也类似于OIB地幔源区。研究表明,金鸡岭辉绿岩脉来源于受软流圈熔体侵蚀/交代的岩石圈地幔的部分熔融,相应岩浆在上升侵位过程中发生了分离结晶和轻微的地壳混染作用,是板内拉张环境下的产物,为地幔改造/岩石圈减薄的岩浆岩响应及软流圈-岩石圈之间相互作用的表征。华南内陆地区中生代的岩浆作用可能与古太平洋板块俯冲无关,而是在陆内裂谷背景下软流圈上涌和岩石圈伸展减薄的产物。     

新疆北部地区二叠系幔源碳酸岩质喷积岩研究*

新疆北部地区的二叠纪芦草沟期发育陆内裂谷型欠补偿湖盆,形成了中二叠统芦草沟组的重要烃源岩系。该烃源岩系中夹有一套以深源碎屑为特征的新型沉积组合,即薄层、纹层状地幔岩浆—热液喷流型沉积岩——喷积岩。本文报道的碳酸岩质喷积岩包括喷爆岩和喷溢岩2种类型。碳酸岩质喷爆岩厚0.5~4 cm,岩石以微粒晶质方解石矿物为碎屑,方解石碎屑颗粒呈大小不一、形态各异的角砾状,星散分布于黑色基质中,并显示粒序特征;碳酸岩质喷溢岩多呈2~4 mm厚的纹层和2~3 cm厚的薄层被夹于黑色含油沉凝灰岩、含油凝灰质泥晶白云岩等纹层岩中。纹层中的方解石具有典型的镶嵌粒状结构、环带结构。喷爆岩中方解石的流体包裹体测温高达435 ℃以上;C-O、Sr-Nd同位素显示碳酸岩质喷积岩中的方解石源自地幔,但受到湖水的较大影响。研究表明,本区的碳酸岩质喷积岩是一种源自地幔的碳酸岩质岩浆—热物质流体喷发、溢流入湖底,与湖水混合沉积而成的一类新型沉积岩。     

新疆哈图早二叠世富镁闪长岩的时代、地球化学特征和可能的成因机制

西准噶尔别鲁阿嘎希地区广泛发育富镁闪长质小岩体和岩墙。对岩墙全岩样品的Ar-Ar测年获得了292±3Ma的坪年龄,显示其主要形成于早二叠世。这些小岩体和岩墙均为钙碱性系列岩石,具有宽的SiO₂(51.9%～62.6%)、高的MgO(Mg^#>60)、Cr(45.8×10^-6～539×10^-6)、Ni(17.2×10^-6～197×10^-6)含量,富集大离子亲石元素(LILE)(如 K、Rb、Ba、Th和U)、亏损高强场元素(如Nb、Ta、Ti),富集LREE,亏损HREE。这些特征类似于日本中新世Setouchi火山岩带中的赞岐岩。这些岩体/岩墙很可能是在俯冲过程中,经洋壳板片的脱水形成流体与地幔橄榄岩相互作用而成。这表明,西准噶尔别鲁阿嘎希地区早二叠世为岛弧环境。而富镁闪长岩的形成过程也有利于铜-金矿床的形成,显示该区有良好的成矿远景。     

阿拉套山南缘岩浆岩锆石SHRIMP年代学研究

位于中国与哈萨克什坦国边境的阿拉套山南缘,火山岩及花岗岩十分发育。其中流纹岩分布广泛,仅研究区内面积达370.8km~2,与下伏早石炭世阿克沙克组及晚石炭世东图津河组呈角度不整合或假整合,SHRIMP 锆石 U-Pb 年龄300±5Ma。乌拉斯台花岗岩体是研究区内规模最大的岩体,出露面积约82km~2,侵入于早石炭统阿克沙克组及至晚石炭统东图津河组以及早二叠统乌郎组火山岩内,与围岩界线清楚。岩体形态不规则,由4个侵入次岩体组成。第4次侵入的花岗闪长岩体 HRIMP 锆石 U-Pb 年龄为294±4Ma。夏尔敖腊岩体为由4个侵入次组成的岩体,侵入于早石炭统内,平面上呈不规则椭圆形,出露面积近10km~2,主要岩性为二长花岗岩。出露规模较大的第6次侵入岩体的 SHRIMP 锆石 U-Pb 年龄为299±6Ma。研究表明,新疆阿拉套山南缘岩浆岩,SHRIMP 锆石 U-Pb 同位素年龄300Ma 左右,主要形成于晚石炭世末至早二叠世初,为同一构造-岩浆作用下的产物。     

Sedimentary environments of organic matter from Middle Permian source rocks in northern Xinjiang, China

1IntroductionThe formation of the Junggar,Turpan and Ili ba-sins is ascribed to Hercynian orogeny between theJunggar and Tianshan Mountains during the MiddlePermian.The rock assemblage of thick and stable sedi-mentary dark muddy shales interbedded with th…     

新疆北部中二叠统烃源岩有机质与沉积环境的关系

依据地表剖面烃源岩地球化学分析资料,结合部分井下样品分析数据对新疆北部准噶尔、吐哈及伊犁盆地中二叠统碳酸盐岩类、泥岩类烃源岩的元素地球化学和有机地球化学特征进行了系统分析.研究认为烃源岩的轻稀土元素富集程度较高,重稀土元素相对较低,Ce/Ce*具有较明显的正异常,反映出烃源岩的沉积环境总体为还原环境.多项地球化学分析证实,沉积水体的元素地球化学特征及古盐度等环境条件与烃源岩有机相关系密切.研究结果表明,烃源岩的植烷优势主要是在还原条件的沉积环境下释放出大量的植烷所致,伽马腊烷、β-胡萝卜烷等生物标志化合物的检出表征诸盆地烃源岩沉积时具有一定的盐度条件.还原程度高的沉积相带是原始有机质沉积的良好场所,沉积有机质能及时沉积、保存,烃源岩大多有机质丰度高、类型好;反之,则明显变差.     

苏北海中地区火成岩储层预测及其应用

海中地区火成岩发育,为含油层序,但地震地质条件复杂,受火成岩影响资料品质较差,火成岩与地层解释有较大难度。笔者应用测井、地球物理方法结合钻井资料,重点介绍利用火成岩的高速、高阻抗特征,应用STRATA测井约束反演对火成岩进行地震识别;应用EMERGE孔隙度反演技术,预测火成岩厚度与孔隙度。     

新疆北天山沙湾地区晚石炭世火山岩地球化学特征及地质意义

天山北部沙湾地区火山岩由火山碎屑岩和火山熔岩组成,主要包括安山质(岩屑)晶屑凝灰岩、英安质熔结凝灰岩、玄武安山岩和流纹岩,为钙碱性系列。玄武安山岩和流纹岩主量元素平均含量分别为:SiO2=51.03%、77.33%,TiO2=0.76%、0.16%,CaO=10.30%、0.43%,MgO=5.19%、0.89%,Na2O=2.10%、1.27%,K2O=1.28%、2.54%;稀土元素特征分别为:∑REE=369.1×10-6、729.0×10-6,(La/Yb)N=5.0、3.5,(La/Sm)N=2.7、2.4,δEu=0.82、0.54;Sr、Nd、Pb同位素特征分别为:(87Sr/86Sr)t=0.70680和0.70476,(143Nd/144Nd)t=0.52224和0.51225,εNd(t)=0.2和0.1,(206Pb/204Pb)t=17.775和17.720,(207Pb/204Pb)t=15.790和15.826,(208Pb/204Pb)t=38.240和38.876。火山熔岩亏损Nb、Ta、Ti和P,富集K、Rb、U、Th、Zr和Hf,玄武安山岩的Zr为117×10-6～121×...     

伽玛能谱快速找金方法在新疆北部的应用研究

概述了采用伽玛能谱测量方法在新疆北部富蕴、托里、包古图、青河等地开展找金应用研究。快速有效地评价了一批综合化探异常和金矿点,圈定了成矿有利地段和富矿化段,对工程布置和采坑掘进给予了及时指导。     

新疆阿舍勒盆地泥盆纪火成岩与构造-岩浆演化

阿舍勒泥盆纪火山盆地是阿尔泰西南缘重要的矿集区,产出我国著名的火山成因块状硫化物型(VMS)矿床——阿舍勒铜矿.其内部发育的火山岩和侵入岩地球化学特征记录了阿舍勒盆地的构造岩浆演化和成岩、成矿作用过程,但其形成构造背景和成岩成矿机制一直存在争论.本文报道了阿舍勒矿集区萨尔朔克铜金多金属矿区深部英云闪长岩的LA-MC-I...