郯庐断裂带张八岭隆起南段晚中生代侵入岩地球化学及其对岩石圈减薄的指示

本文报道了郯庐断裂带张八岭隆起南段晚中生代侵入岩的主量元素、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素特征。研究区侵入岩为一套铝和硅均过饱和的、准铝质向过铝质过渡的岩浆岩,具有富碱、富钾的特征,可根据侵位时间和地球化学特征将张八岭隆起南段侵入岩划分为四类:早期、中早期、中晚期和晚期。早期和中早期侵入岩富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),相对亏损重稀土元素(HREE),为一套埃达克质的钙碱性二长花岗岩,分别具有正Eu异常和无Eu异常;中晚期和晚期侵入岩富集LILE,亏损Ba、Sr,具有负的Eu异常,是一套碱性A型花岗岩。中晚期和晚期侵入岩与早期和中早期侵入岩相比,具有更低的CaO、MgO、Fe₂O^T₃、Al₂O₃、REE含量、(La/Yb)_N值和更高的Eu负异常和SiO₂含量。Sr-Nd-Pb同位素特征显示,张八岭隆起南段侵入岩岩浆主要来源于华北克拉通下地壳。早期岩浆包含少量的富集地幔端元,而晚期岩浆则为更浅的地壳源区。先期的埃达克质岩代表了该处岩石圈伸展活动的开始阶段,而后期的A型花岗岩则代表了岩石圈强烈伸展的时间。研究表明,岩浆侵位过程中没有经历明显的中、上地壳混染,岩浆源区经历了不同程度的部分熔融,并经历了分离结晶作用。随岩浆侵位时间的变化,岩浆源区的残留相明显不同,由早到晚从石榴子石到斜长石再向角闪石过渡,且岩浆源区逐渐变浅。岩浆演化规律暗示岩浆活动的深部动力学过程为:华北克拉通岩石圈底部的逐渐减薄造成了软流圈顶面抬升,导致岩石圈内热流升高,化学作用逐渐加强,从而出现了不同深度的下地壳源区部分熔融。与远离断裂带的克拉通内部相比,郯庐断裂带具有更强烈的岩石圈伸展程度、侵入岩具有更浅的岩浆源区、岩浆源区具有更强烈的演化程度和更高程度的部分熔融。一系列的证据进一步均证明郯庐断裂带是岩石圈减薄中的强减薄带。     

华北地块中东部中生代侵入杂岩中角闪石和黑云母的40Ar/39Ar定年:对岩石圈减薄时间的制约

华北地块中东部中生代侵入杂岩存在有富闪侵入岩和花岗闪长岩类两套岩石组合.对其中 8个侵入杂岩体中的角闪石和黑云母进行了 40Ar/39Ar定年研究.山西临汾塔儿山正长闪长斑岩、山西长治西安里岩体和河南安阳东冶岩体富闪侵入岩中角闪石的 40Ar/39Ar坪年龄分别为(124.9± 0.3)Ma,(127.7± 0.3)Ma和(127.1± 0.1)Ma;鲁西临朐铁寨正长闪长岩和枣庄流井花岗闪长斑岩中角闪石的 40Ar/39Ar坪年龄均为(124.9± 0.2)Ma;鲁西莱芜铁铜沟辉石闪长岩和蒙阴虎头崖花岗闪长斑岩中黑云母的 40Ar/39Ar坪年龄分别为(132.8± 0.3)Ma和(124.4± 0.3)Ma;皖北管店花岗闪长斑岩中角闪石的 40Ar/39Ar坪年龄为(126.9± 0.2)Ma.上述结果显示华北地块中生代的岩浆活动主要发生在早白垩世.含有丰富幔源捕虏体的富闪侵入岩类和具有地壳成因的花岗闪长岩类岩石的共存,暗示早白垩世华北地块中生代岩石圈减薄达到了峰期.     

中国西部喀喇昆仑—昆仑山地区火山岩的40Ar-39Ar年龄及地质意义

本文对中国西部喀喇昆仑—昆仑山地区通天桥火山岩、阿鲁克库勒的9号和10号次火山岩获得的⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄分别为69.2Ma、1.00Ma和0.37Ma,邦达错橄榄玄武岩的K-Ar年龄为44Ma,据此对青藏高原北部地区火山作用的时空演化规律进行探讨。     

论胶东地区中生代岩石圈减薄的证据及其动力学机制

胶东地区可划分为两个大地构造单元：胶北断块和胶南造山带。前者为华北板块组成部 分，后者为华北和扬子板块的碰撞拼合带。五莲－青岛－海阳－牟平深断裂构成上述两个构造单 元的边界。本文从地质（陆壳隆升、构造岩浆活动与断陷盆地形成）和地球物理（重、磁异常与地震 测深）两个方面论述了胶东地区中生代经历了两个不同构造演化时期：前期（Ｔ３－Ｊ２）陆壳隆升和后 期（Ｊ－Ｋ）陆壳拉伸。我们认为，岩石圈减薄的动力学条件是与库拉－太平洋板块以不同边界类型 向欧亚大陆俯冲以及郯庐断裂以不同方式的强烈活动密切相关。在综合分析基础上建立了胶东地 区岩石圈减薄的动力学模式。     

滁州中生代火山岩LA-ICP MS锆石U-Pb年龄及其构造地质学意义

详细的LA-ICPMS锆石U-Pb年代学研究表明,位于郯庐断裂（郯城—庐江断裂）带上张八岭隆起东侧边界上的滁州火山岩形成于早白垩世,具体年龄为132～116Ma,岩浆具有多期喷发的特点。该岩浆活动中132Ma的喷发年龄是郯庐断裂带上同期钙碱性岩浆最早出现的时间,代表了该断裂带上岩石圈伸展运动的开始时间。尽管滁州火山岩在构造位置上属于扬子克拉通,但岩浆岩中的古老锆石指示岩浆来源于古老的华北克拉通,这一现象可以用大陆碰撞后楔入模型来解释。该火山岩形成于中国东部岩石圈减薄的动力学背景之下,为岩石圈减薄及壳幔相互作用造成的早白垩世大规模岩浆活动的同期产物。与华北克拉通内部的同期火山岩年代学资料相比,断裂带上火山活动具有相对较早的开始时间和较长的演化历史,表明断裂带内岩石圈具有较克拉通内部强烈的减薄程度和长期的减薄历史,这一特点可能与郯庐断裂带于早白垩世初的大规模左行平移有关。     

大别山东端郯庐断裂带由走滑向伸展运动转换的40Ar-39Ar年代学记录

通过对大别山东端郯庐左旋韧性剪切带中一系列含白云母、黑云母、斜长石和钾长石的糜棱岩样品⁴⁰Ar-³⁹Ar同位素年代学研究,发现大别山东端的郯庐断裂带在距今139Ma之前发生过一次左行平移运动,随后转变为伸展活动,由走滑向伸展活动转换的时间介于距今139Ma至128Ma之间。在伸展活动中,大别山东端的郯庐走滑韧性剪切带发生了缓慢的抬升和冷却,从而导致封闭温度较低的矿物记录了较小的年龄。黑云母110Ma±以及斜长石97~92Ma的⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄值指示郯庐断裂带的伸展活动一直持续到距今90Ma±。     

郯庐断裂带巢湖—庐江段晚中生代火山岩的锆石U-Pb年代学

采用LA-ICP-MS方法对郯庐断裂带巢湖—庐江段的晚中生代火山岩进行了锆石U-Pb年代学研究。由6个样品获得的该处火山喷发时间在距今125~93Ma,为早白垩世晚期至晚白垩世初期,经历了32Ma的喷发历史。与附近的庐枞盆地、北大别造山带及北淮阳地区相比,该地火山喷发具有较晚的结束时间,说明岩石圈减薄具有相对强烈的程度和较长的持续时间。93Ma是已知的华北克拉通残留富集岩石圈地幔最晚的岩浆岩年代学记录。锆石的饱和温度计算、岩浆中较低的MgO含量和Mg#值均不支持岩浆由拆沉的下地壳部分熔融形成,岩浆活动的可能成因是壳幔相互作用,岩浆源区具有由幔源向壳源再过渡到幔源的时间演化顺序。这暗示断裂带下强烈的软流圈上涌引起岩石圈地幔的熔融(距今125Ma),随后岩石圈持续的减薄作用导致其内部热流升高,出现了以流纹岩为代表的地热异常背景下地壳源区的部分熔融(距今120Ma),而最终岩石圈强烈减薄背景下的软流圈物质参与岩浆过程可能是晚期幔源岩浆(距今93Ma)的成因。     

鲁西早白垩世基性侵入岩的锆石Hf同位素组成变化及其成因

鲁西北部地区的淄博和临朐辉长闪长岩的锆石原位U-Pb定年分析显示,它们分别形成于128±2Ma和132±1Ma,与鲁西早白垩世大规模岩浆活动时间一致,是华北克拉通岩石圈减薄过程的岩浆活动产物。与鲁西北部同时期的济南、邹平辉长岩相比,淄博和临朐辉长闪长岩的锆石εHf(t)值(分别为-5.1～-2.4和-2.4～+3.2)明显较高,并具有相对年轻的亏损地幔Hf模式年龄TDM(分别为876～984Ma和639～867Ma),对应于相对高的全岩εNd(t)值,指示其岩浆源区有更大比例的软流圈地幔物质贡献。鲁西北部地区的早白垩世基性侵入岩的岩浆源区以华北克拉通内部的古老富集岩石圈地幔为主,从华北克拉通内部往郯庐断裂带锆石εHf(t)值显示出升高趋势,表明软流圈地幔物质的参与比例增大。郯庐断裂带是导致鲁西地区早白垩世基性岩浆活动时空不均一性的重要岩石圈薄弱带。     

大别山碧溪岭榴辉岩激光探针40Ar-39Ar年龄

采用激光探针⁴⁰Ar-³⁹Ar法对大别山碧溪岭榴辉岩样品中的石榴石和绿辉石单颗粒矿物进行原位测定,获得了两条等时线年龄。结果表明该区榴辉岩经历了两期构造热事件:榴辉岩超高压变质作用发生在加里东期,燕山期年龄为快速抬升折返的热事件年代记录。     

我国K-Ar法标准样40Ar-40K和40Ar-39Ar年龄测定及放射成因40Ar的析出特征

同位素地质年龄标准样的建立,是一项重要的基础工作,它在检查和比较各种实验流程,衡量各种定年方法的可信度,标定同位素稀释剂等方面,都是必不可少的。从1977年初开始,我国同位素地质标准样小组着手建立K-Ar法标准样。为了外检,笔者曾将ZBH-25黑云母、ZBJ角闪石带到澳大利亚国立大学地球科学院进行测定。这两个样品的K-Ar稀释法年龄、⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄及⁴⁰Ar/³⁹Ar等时年龄的一致性表明,这些矿物结晶以后,未受过热的挠动,也不存在过剩氩,是作标准样的理想样品。本文还介绍样品中放射成因⁴⁰Ar的析出特征,并指出⁴⁰Ar可能有两种存在状态,它们各具不同的晶格能。     

藏西马攸木地区花岗斑岩体黑云母的40Ar/39Ar定年

对雅鲁藏布江成矿带西段松托嘎花岗斑岩中黑云母样品进行40Ar/39Ar快中子活化法测年,其坪年龄为19.67 Ma±0.52 Ma和15.66 Ma±0.31 Ma,等时年龄为19.84 Ma±0.40 Ma和14.29 Ma±0.29 Ma。测试结果及区域研究表明,冈底斯—雅鲁藏布江成矿带存在晚喜马拉雅期的岩浆活动,并可能为这一地区的铜金矿化提供热源和物源。     

华北地块南缘中段中生代花岗质岩石的40Ar-39Ar年代学研究

对华北地块南缘4个中生代花岗质岩体中的角闪石和黑云母进行了40Ar-39Ar定年研究。结果表明,陕西黑山村岩体黑云母花岗闪长岩中黑云母的40Ar-39Ar坪年龄为126. 6±0. 3Ma,河南马家湾岩体细粒黑云母花岗闪长岩中黑云母的40Ar-39Ar坪年龄为126. 6±0. 2Ma,河南洛宁南八百坡岩体黑云母二长花岗岩中角闪石的40Ar-39Ar坪年龄为128. 3±0. 3Ma,山西蚕坊岩体花岗闪长岩中角闪石的40Ar-39Ar坪年龄为129. 2±0. 2Ma。上述结果显示华北地块南缘中生代的岩浆活动主要发生在早白垩世。该期岩浆的产生应与中国东部早白垩世的伸展环境相联系。     

西藏马攸木金矿区黑云母的40Ar/39Ar法定年

对西藏马攸木地区安山岩中黑云母样品进行40Ar/39Ar快中子活化法测年,其坪年龄为34.16 Ma±0.12 Ma,等时年龄为33.54 Ma±0.05 Ma,坪年龄代表黑云母的结晶年龄.测试结果表明,冈底斯-雅鲁藏布江成矿带西段可能存在喜马拉雅中期的岩浆喷发作用,且喜马拉雅中期可能对本区金矿的形成提供了热源和部分物质来源.     

郯庐断裂带南段沙溪含铜斑岩体的40Ar/39Ar年代学研究及意义

对郯庐断裂南段沙溪含铜斑岩体中黑云母和斜长石单矿物的高精度40A r/39A r同位素测定,获得40A r/39A r平均坪年龄为132.62 M a±0.28 M a,40A r/39A r等时线平均年龄为132.59 M a±0.46 M a,而最小平均视年龄86 M a左右可能表示后期的一次热事件,可能对应于斑岩体与Cu-A u矿化有关的热液活动。这些年龄值比前人在该区及邻区获得的K-A r和R b-S r年龄更精确地代表沙溪含铜斑岩体的侵入时代。132.6M a左右的年龄代表着该区含铜(金)斑岩体的侵入时代,可以证实铜(金)斑岩型矿床是在稍后的大规模热液蚀变条件下所形成。     

云南北衙矿区富碱斑岩正长石和白云母的40Ar-39Ar年龄

云南北衙矿区石英正长斑岩岩体在空间上与金、铅锌矿体共生。红泥塘岩体地表岩石正长石的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄和等时线年龄为25.89±0.13Ma和25.72±0.7Ma,万洞山岩体地表以下382m钻孔中岩石的正长石坪年龄和等时线年龄为25.53±0.25Ma和25.50±0.07Ma,分别为两个岩体的形成年龄。但是,万洞山岩体地表团块状白云母的坪年龄和等时线年龄为32.50±0.09Ma和32.34±0.04Ma,为白云母的结晶年龄,也可能是主岩的结晶年龄     

K-Ar法地质年龄标准物质ZBJ角闪石的定值结果

为了满足K-Ar定年中K和40Ar*分析的质量监控及Ar-Ar法样品在反应堆照射时中子通量监测的需要,我国氩同位素年代学工作者研制了一个K-Ar法年龄标准物质ZBJ角闪石,它采自北京房山花岗闪长岩体。它的40Ar-39Ar阶段加热分析结果表明:40Ar*在矿物晶格中保存均匀稳定,年龄谱平坦,39Ar析出量高达97%。这些证据充分表明该黑云母结晶以后未受过热扰动,40K-40Ar*同位素计时体系封闭良好。坪年龄为133.3±0.6Ma,总气体年龄为134.4±1.4Ma,36Ar/40Ar-39Ar/40Ar反等时线年龄为133.2±0.8Ma,40Ar/36Ar初始值为297.6±4.8,此值与(40Ar/36Ar)a大气氩丰度比(295.5±0.5)处于同一范围,表明样品不含过剩氩。这几个年龄值的一致性,说明该样品具有良好的均匀性和稳定性,它作为K-Ar和Ar-Ar法地质年龄标准物质是适合的。ZBJ角闪石均匀性检验结果表明:在0.05显著性水平下经统计学方法检验,证明K和40Ar*的F分布值小于F临界值,说明该样品是均匀的。国内8个实验室参加了ZBJ角闪石K含量和40Ar*含量的定值分析,经统计学方法检验,结果显示全部定值数据都服从正态分布并具等精度。在置信概率为0.95时,40Ar*和K含量的相对标准偏差都小于1%。两个特性量值定值分析结果的一致值(认定值)和不确定度分别为:40Ar*=(2.464±0.018)×10-10mol/g,K=(1.027±0.008)%,K-Ar年龄(标准值)=133.3±1.5Ma(2σ)。此标准物质纯度为98.1%,粒度为0.15～0.30mm,总重量为740g,缩分成最小样品单元共100瓶,每瓶7.4g,可供我国K-Ar和Ar-Ar法同位素年代学实验室使用37年。     

太行山南段早元古代基性脉岩的~(40)Ar-~(39)Ar年代学及其构造意义

针对华北克拉通中部地区(即Zhaoetal.(2001)称之的中部带)内元古代未变形变质基性岩墙群重要组成部分的太行山南段基性岩脉开展了较为系统的40Ar-39Ar年代学研究,研究结果表明:区内三条NWW或NNE走向的基性岩脉(99JX-16、99JX-65、99JX-71)在>80%的39Ar累积量基础上分别给出了1765.3±1.1Ma,1774.7±0.7Ma,1780.7±0.5Ma的坪谱年龄。1781～1765Ma的年龄限定了区内基性岩脉的侵位年龄,该年龄也一致于恒山NWW向未变形基性岩脉1769.1±2.5Ma的单颗粒锆石U-Pb年龄。上述资料较好地约束了华北陆块早元古代基性岩脉的形成年龄。这为深入理解华北陆块1800Ma左右的热构造事件和华北早前寒武纪构造演化提供新的年代学资料。     

塔里木南缘煌斑岩的时代及其地质意义

在塔里木南缘皮山县境内发现东西向煌斑岩带,它们呈脉状产出,围岩为前寒武纪绢云绿泥石英片岩、变质粉砂岩及石炭纪玄武岩、结晶灰岩等。岩石地球化学特征与典型地区的钾镁煌斑岩相似。从煌斑岩中挑选的金云母经ArAr测年,获得理想的坪年龄为217.65±0.39Ma,40Ar/36Ar39Ar/36Ar等时线年龄为217.27±1.38Ma,与坪年龄一致。这一年龄值代表了煌斑岩的形成时代,与阿尔金断裂形成时代基本一致,它代表了塔里木南缘在这一时期重要的走滑事件。煌斑岩带的发现,对塔里木南缘的金刚石找矿勘查具有重要意义。     

安徽沙溪含铜斑岩^40Ar—^39Ar定年及其地质意义

据＾４０Ａｒ－＾３９Ａｒ测年，确定安徽沙溪含铜（金）斑岩体为早白垩世岩浆活动产物。Ｓｒ，Ｎｄ同位素数据及岩石化学资料显示，该岩体的成因与邻区侵入岩体存在明显差异，它可能是受郯庐断裂活动所控制。这说明斑岩型铜（金）矿化可能主要沿郯庐断裂带及其分支断裂发育。今后找矿应沿郯庐断裂带及其分支断裂进行。