内蒙古大青山地区石榴混合花岗质岩石地球化学特征及成因

内蒙古大青山地区太古宙孔兹岩系在发生麻粒岩相变质作用的同时,榴云片麻岩岩组中的石榴黑云片麻岩在近水平剪切构造变形过程中发生部分熔融,形成了石榴混合花岗质岩石。现有证据表明,它们形成于新太古代晚期,在矿物组成、地球化学特征上,大体继承了石榴黑云片麻岩,而它们的结构和地球化学特征尤其是REE分布型式的变异又反映了其部分熔融和演化。尽管该石榴混合花岗质岩体规模小,但在矿物组成、结构和地球化学特征上显示出明显的不均一性,形成了高K2O低Na2O、CaO,稀土元素总量低,具正Eu异常和低K2O高Na2O、CaO,稀土元素总量高,具负Eu异常的两类石榴混合花岗质岩石。综合研究发现,这两类石榴混合花岗质岩石的形成与部分熔融及随后的流动过程中熔体与残留体的逐渐分离有关,前者残留体、残留矿物相极少,富长英质;而后者残留体和残留矿物相对较多,因而富镁铁质,并且控制REE行为的矿物相如石榴石和独居石、磷灰石、锆石等相对富集,从而造成了两类石榴混合花岗质岩石稀土元素分布型式的差异,与桑干地区成因相似、成熟度较高的古元古代花岗岩具有较大差别。     

华北地块南缘太古宙灰色片麻岩及其成因

华北地块南缘太古宙登封花岗-绿岩地体和太华高级片麻岩地体中的英云闪长-奥氏花岗质和花岗闪长质灰色片麻岩多占据背斜核部或穹窿部位,它们是多期侵入的复合岩体。灰色片麻岩与表壳岩中的拉斑玄武岩构成双峰式岩套,属高Al_2O_3型,随岩浆演化,表现了Na_2O/K_2O,K/Rb比值逐渐降低,Rb/Sr比值升高的地球化学趋势,其LREE富集,HREE亏损U(Ce/Yb)_N=10—25]和Eu呈正异常。经模拟计算,登封灰色片麻岩是由石英榴辉岩约10—35％部分熔融形成,而石英榴辉岩系绿岩带中拉斑玄武岩的转变产物。太华灰色片麻岩可能由富含REE的母岩的部分熔融形成。     

冀东太古代麻粒岩相变质岩中的K/Rb比值

前言铷是一个碱金属,它的离子半径(1.48(?))与钾的离子半径(1.33(?))十分相近,因此它可以取代所有含钾矿物中的钾离子。Shaw(1968)曾经建立了一个有关各类火成岩钾和铷变化的“主要趋势”(MT)(图1),其中K含量的变化范围是0.01—10%,K/Rb比值的相应变化范围是433—195。在一组同源岩浆的花岗质岩石中,铷在残余岩浆中的富集程度要高于钾,因此随岩浆分异作用的进行,K/Rb比值将随钾的增加而减小。但是,在许多前寒武纪的麻粒岩中,随钾的减少K/Rb比值则有急剧的增长(Tarney     

苏格兰和东格陵兰太古宙奥长花岗质与英云闪长质片麻岩的地球化学

英云闪长质—奥长花岗质成分的高Na/K比的片麻岩在苏格兰和东格陵兰太古代高级变质区中占优势。片麻岩的成分从超镁铁质变化到奥长花岗岩,但成分的分布是双模式的,特别是在角闪岩相的片麻岩带中尤是如此。英云闪长质片麻岩的Al_2O_3偏高(平均大于15%),CaO也高,但SiO_2多数低于70％,而以小型奥长花岗岩体和脉体为例外。Ba和Sr的含量高,而Sr甚至在硅质片麻岩中仍居高位。在Y与SiO_2间和TiO_2与SiO_2之间显然存在着负相关。CeN/YN比值随SiO_2而增加,主要是较富硅质片麻岩中重稀土元素大大减低的结果,其比值可以超过100。然而有些奥长花岗质岩石中,稀土总量和Ce/Yb比值是较低的。虽然Eu异常之量与总稀土的含量有关,但许多硅质片麻岩具有显著正Eu异常,而有一些奥长花岗质岩石具不明显的负Eu异常。地球化学有力地表明,假如片麻岩成分范围与分离结晶作用有关,那么角闪石则已是一种主要控制矿物相,整个片麻岩杂岩可以在地壳深部高PH_2O条件下演化而来。然而包含着初源物质的角闪岩,特别是柘榴角闪岩的部分熔融模式,看来是最能解释地球化学特征和野外关系的。片麻杂岩的较深部分在地壳矿物相生成时或稍后,转化为干的麻粒岩相组合,可能相应有变化的流体成分(富CO_2)。驱逐含水流体要伴随着K、Rb、Th和U的丢失,从而增进了片麻岩杂岩的英云闪长质一奥长花岗质的特点。     

稀土元素定量模式简介

火成岩岩石成因研究包括确定岩石性质、源岩的矿物成分和化学成分、源岩熔融过程和岩石形成的物理化学条件,以及同化混染作用、分异作用及流体对岩石的怍用等内容。对这些内容的研究以前多由实验岩石学来承担。近几年来,痕量元素地球化学,包括浠土元素地球化学的进展,使火成岩成因研究工作大大推进了一步。稀土元素定量模式是稀土元素地球     

新疆西准噶尔蛇绿岩区超基性岩的深熔分异成因模式

新疆西准噶尔是我国古生代的蛇绿岩分布地区之一。笔者基于该区超基性岩内地幔岩及其熔融残体与有关岩石、矿物的组构特征、稀土元素地球化学和岩石矿物生成温度、压力条件等,将区内超基性岩划为两个成因类型:①地幔岩及其熔融残体岩石;②衍生岩石。同时提出超基性岩的深熔分异成因模式。     

西秦岭北缘天水地区新元古代花岗质片麻岩地球化学特征及其形成环境

西秦岭北缘新元古代花岗质片麻岩位于天水地区分隔北秦岭造山带和北祁连构造带的新阳-元龙韧性剪切带中。花岗质片麻岩具高Si、高Al的特征,属高钾钙碱性系列,A/CNK在1.104～1.389之间,为硅、铝过饱和类型,属典型的强过铝质S型花岗质岩石。轻、重稀土元素分馏较强,具中等负Eu异常。岩石富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba、Th、U、K、La等）,强烈亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti、Hf等）,明显的Ba、P、Sr负异常,相对富集Zr。该花岗质岩石是一种典型的壳源成因类型,主要为上地壳中以成熟度较低、含泥质成分较高的杂砂岩、岩屑杂砂岩为原岩的古元古界秦岭岩群中含水矿物相脱水部分熔融形成的,可能存在少量的分离结晶作用。该花岗质片麻岩具有同碰撞型花岗岩的特征,可能是北秦岭微地块与相邻地块在新元古代早期发生汇聚的产物,是Rodinia超大陆在西秦岭地区汇聚的响应。     

西秦岭北缘天水地区新元古代花岗质片麻岩 地球化学特征及其形成环境

西秦岭北缘新元古代花岗质片麻岩位于天水地区分隔北秦岭造山带和北祁连构造带的新阳－元龙韧性剪切带中。花岗质片麻岩具高Si、高Al的特征,属高钾钙碱性系列,A/CNK在1.104～1.389之间,为硅、铝过饱和类型,属典型的强过铝质S型花岗质岩石。轻、重稀土元素分馏较强,具中等负Eu异常。岩石富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba、Th、U、K、La等）,强烈亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti、Hf等）,明显的Ba、P、Sr负异常,相对富集Zr。该花岗质岩石是一种典型的壳源成因类型,主要为上地壳中以成熟度较低、含泥质成分较高的杂砂岩、岩屑杂砂岩为原岩的古元古界秦岭岩群中含水矿物相脱水部分熔融形成的,可能存在少量的分离结晶作用。该花岗质片麻岩具有同碰撞型花岗岩的特征,可能是北秦岭微地块与相邻地块在新元古代早期发生汇聚的产物,是Rodinia超大陆在西秦岭地区汇聚的响应。     

马德拉斯麻粒岩的地球化学及结晶作用的温度压力条件

马德拉斯(Madras)麻粒岩的主要元素和痕量元素地球化学研究使用了帕拉瓦拉姆(Pallavaram)地区64个有代表性的样品,这些样品在地球化学上可以分为四种不同的岩类:变火成岩的辉石麻粒岩类,变辉长岩类和紫苏花岗岩类以及变沉积岩的孔达岩类(Khondalites)。变火成岩类岩石在一起显示了明显的富铁拉斑玄武岩趋势,而与苏格兰刘易斯麻粒岩所显示的总的钙碱趋势相对照。辉石麻粒岩类和变辉长岩之间的地球化学差异表明前者可代表原始玄武岩的液体组份,后者则较近似于堆积岩类。紫苏花岗岩类的大部分在成分上相当于石英二长岩,而缺少中性组份,这就突出了变火成岩组合的双模式性,双模式性在其它太古宙地区是一种常见的特征。根据Ba、Rb、Sr亲石元素和轻稀土元素的丰度,紫苏花岗岩质岩类总体上类似于现代安第斯山的同类岩石。然而其中钇的丰度很低,表明重稀土元素的减少虽然可变但很重要,也表明了石榴石或角闪石在其成因方面的影响。和其它麻粒岩地体一样,在某些岩石类型中K/Rb比值随K_2O减少而有增加的趋势,并记载有K/Rb比值为1700。然而,岩石中的K/Rb比值在矿物学方面有明显的依赖性,那些具钾相的岩石有较低的K/Rb比值。虽然如此,甚至富钾长石的紫苏花岗岩的K/Rb比值仍然高于地壳的平均值。在不同的矿物组合中共存辉石和石榴石电子探针分析提供了一致的温度压力数据 (据几种方法),确定变质结晶作用的条件为720—840℃和9—10千巴。长石温度计表明结晶作用的温度约为680℃。这些温度压力条件与其它前寒武纪麻粒岩相地体所记载的情况是很一致的。     

铜陵姚家岭岩体的锆石定年和岩石成因

姚家岭特大型Cu-Pb-Zn多金属矿床的发现,是铜陵地区近年来找矿勘探上的一项重大突破,成矿母岩为姚家岭岩体。然而,目前对该岩体的形成年龄和岩石成因尚无系统研究。本次工作表明岩体的锆石LA-ICPMS定年结果指示其形成年龄为140.7±1.3 Ma,处于长江中下游地区中生代岩浆活动3个阶段中的第一阶段,姚家岭岩体具有富集的Sr-Nd同位素组成和类似大陆岛弧的微量元素特征,和铜陵地区其它中生代侵入岩体是一致的,成岩岩浆由被俯冲板片流体/熔体交代的富集岩石圈地幔和太古代下地壳分别部分熔融产生的岩浆混合形成,并经历了角闪石和榍石等矿物的结晶分异。岩石的形成处在本地区由挤压转为拉张的过渡时期。     

西乡群三郎铺组和大石沟组火山岩U-Pb定年及岩石成因研究

三郎铺组不整合上覆于孙家河组之上,与大石沟组呈连续过渡关系,两者均为一套火山沉积岩系。三郎铺组火山岩主要为玄武岩和流纹岩,大石沟组火山岩包括玄武岩、安山岩、流纹岩。大石沟组流纹岩LA-ICPMS锆石U-Pb定年揭示流纹岩形成时代为803.0±5.3Ma,属新元古代岩浆作用产物。元素地球化学和三郎铺组特有的陆相火山岩结构表明火山岩形成大陆板内伸展环境,属亚碱性火山岩系。三郎铺组玄武岩和流纹岩组成双峰式火山岩套,微量元素比值对模拟结果表明玄武岩浆来源于岩石圈地幔中原始石榴石二辉橄榄岩的部分熔融,部分熔融程度约为7%; 三郎铺组流纹岩浆源岩可能为白勉峡组下部的玄武质岩石,岩浆起源于斜长石稳定的下地壳源区或部分熔融形成的原生岩浆在上升过程中,经历了较为显著的斜长石结晶分异作用过程。大石沟组玄武岩、安山岩和流纹岩具有相同的微量元素比值、ε(t)值和t_DM,为同一母岩浆分离结晶的产物。玄武岩浆起源于原始石榴石二辉橄榄岩约10%的部分熔融,玄武岩浆分离结晶后残余岩浆比例约70%时形成安山岩浆,残余岩浆比例约20%~30%时产生流纹岩浆; 分离结晶的主要矿物包括斜长石和铁钛氧化物。三郎铺组和大石沟组均是新元古代晚期大陆裂谷作用的岩浆响应。     

华北克拉通北缘显生宙含石榴石淡色花岗岩:特征、时代及成因初探

淡色花岗岩是一种特殊的花岗岩类型,其暗色矿物含量低,且多含有白云母、电气石或石榴石等富铝矿物。通常认为,淡色花岗岩是大陆碰撞造山带最具标志性的岩石类型,主要来自于地壳内沉积物的部分熔融,虽然一些最新研究强调它只是岩浆高度分异与演化的产物。显生宙时期,华北克拉通北缘花岗质岩浆作用强烈,然而对于区域存在的少量具有淡色花岗岩特征的岩体却关注较少。本文在对冀东麻地含石榴石白云母二长花岗岩详细研究的基础上,对华北北缘显生宙含石榴石淡色花岗岩的特征、时代进行了总结与对比,并对其成因进行了初步探讨。结果表明,这些岩石具有淡色花岗岩的典型矿物组成与地球化学特征,但已有数据还不足以充分论证其是否由变沉积岩部分熔融形成。与此同时,稀土元素四分组效应与Nb/Ta、Zr/Hf、Y/Ho、K/Rb、Rb/Sr等比值以及CaO、Ba、Sr等元素含量的差异性指示,这些花岗岩经历了不同程度的岩浆分异作用,部分岩石受到了岩浆演化晚期熔-流体相互作用的影响。岩浆分异程度的不同,是导致这些淡色花岗岩具有不同稀有金属成矿潜力的重要因素,高度分异演化有利于成矿元素的富集。由于仅部分淡色花岗岩经历了较高程度的分异,因此岩浆分异可能并非淡色花岗岩形成的必要机制。华北北缘含石榴石淡色花岗岩集中出现在中-晚二叠世、中-晚侏罗世。前者的形成,与古亚洲洋闭合时的碰撞造山有关;后者与东北、华南等中国东部相似岩石同时代产出,形成于古太平洋俯冲的大地构造背景下,其地球动力学内涵值得进一步探讨。     

北大巴山早古生代辉绿岩地球化学特征及其地质意义

对南秦岭北大巴山地区广泛分布的一套基性岩墙群中的辉绿岩进行采样,并进行了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学分析。结果显示,岩石形成年龄为435~433 Ma,为早志留世晚期岩浆活动产物。这些辉绿岩具低硅、高碱、高钛的碱性岩特征。岩石微量及稀土元素具板内玄武岩特征,轻稀土元素相对富集,轻重稀土元素分异明显,富集不相容元素Ba、Nb、Ta,而K、Y、Yb相对亏损;K及Rb的负异常表明岩石源区残留角闪石或金云母,部分熔融模拟结果显示岩石起源于尖晶石角闪石岩高程度部分熔融。综合地球化学特征及前人研究结果,认为北大巴山地区在早古生代处于大规模伸展裂陷背景下,岩石圈的拉张诱发了低熔点的交代岩石圈地幔熔融,进而形成了这条碱性岩浆带。     

峨眉山二滩高钛玄武岩Zr/Hf分异的指示意义

对峨眉山二滩高钛玄武岩高场强元素的研究表明,Zr/Hf比值出现了明显分异,可分为高Zr/Hf组和低Zr/Hf组两组玄武岩。Zr/Hf比值的分异与岩浆结晶分异作用无关,而是由部分熔融和地幔源区的不同所导致,暗示高Zr/Hf组和低Zr/Hf组玄武岩分别具有不同的部分熔融条件和不同的地幔物质组分。     

花岗质微粒交生体的成因及地质意义

在某些塑性变形的花岗质石（主要是同构造花岗岩）中，发现一种不同于糜棱基质的微细粒矿物集合体－－微粒交生体。它充填于大粒级矿物的三结点和接合缝内，含量一般为２－６ｖｏｌ％由微粒石英、钾长石、蠕状石等组成，成分上与花岗质岩浆晚期结晶产物相当。根据其产状、成分、岩相学特征及有关实验资料，认为它是较镪应力作用下岩石所含量熔体残余呈初体等）的结晶产物，可做为岩体同构造侵位或塑性变形岩石部分熔融作用的显微构造     

冀北太古代花岗质片麻岩的成因

冀北是华北克拉通早前寒武纪变质基底的主要出露地区之一。分布于承德-滦平和赤城-张家口地区的新太古代花岗质片麻岩主要由英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩和二长花岗岩(TTGM)组成,构成了低钾、中钾和高钾钙碱性三个岩石化学系列。二长花岗质片麻岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb和Lu-Hf同位素特征揭示其岩浆结晶年龄为2509±10Ma。全岩岩石化学、Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素研究表明:(1)低钾钙碱性系列的岩石形成于拉班玄武质岩石的低度部分熔融;(2)中钾钙碱性系列岩石主要形成于玄武质岩石和杂砂岩的部分熔融,局部存在英云闪长质片麻岩的部分熔融;(3)高钾钙碱性系列的岩石形成于以高钾中酸性火山岩为主要成分的杂砂岩的部分熔融。结合近年来冀北早前寒武纪地质研究成果,这些太古代花岗质片麻岩全岩Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素特征揭示~2.7Ga是本区太古代地壳的主要生长期。在新太古代发生了大规模的火山喷发,火山物质形成后不久发生部分熔融形成花岗质岩浆,接着发生变质、变形作用。这些花岗质片麻岩的形成与南美洲西海岸的构造-岩浆活动特征有类似之处,可能反映了太古代末期冀北地区从活动大陆边缘地壳增生、加厚到弧后伸展转化的动力学背景。     

云南金宝山超镁铁岩原始岩浆成分反演

金宝山岩体赋存有我国最大的铂族元素矿床,位于云南省弥渡县,大地构造位置处于杨子地台西缘南端。岩体是呈似层状(岩席)产出的小型超镁铁岩,侵位于泥盆系金宝山组白云岩、泥灰岩、砂板岩中,由橄榄岩、辉橄岩及微辉岩、辉石岩异离体组成,没有完整的相带分异,缺乏分异堆积特征。但岩体铂族元素成矿以铂钯为特征(Pd/Ir>10),硫化物Ni/Cu比值低(0.5～5),岩石稀土元素富集,配分型式为轻稀土富集型,体现基性岩浆衍生产物的岩石地球化学特点。元素含量的组合变化反映出橄榄石对岩石成分的控制作用,成岩母体可视为橄榄石与熔体两部分组成的混合体系,分析表明岩浆经历了11％的橄榄石结晶和22％左右的斜长石结晶分异,大部分熔体相携带斜长石先期离开岩浆房或被压滤出去,残余熔体携带橄榄石结晶颗粒在构造挤压作用下向上运移侵位成岩。根据岩浆演化过程反演,计算得到金宝山超镁铁岩原始岩浆组成,表明为低钛拉斑玄武岩岩浆,MgO含量为12.93％,其形成可能与裂谷作用早期的地幔热柱作用有关,原始岩浆起源于未亏损地幔的部分熔融。     

华北克拉通北缘尚义地区新太古代TTG成因分析:洋壳玄武岩不同深度下熔融的产物

尚义玄武岩为尚义-赤城新太古代洋壳残片的组成端元,地球化学性质指示其源于富集地幔。根据稀土元素分配特征,尚义玄武岩可被分为TH1型(稀土元素平坦型)和TH2型(稀土元素分异型)。尚义TTG属于中钾偏铝质钙碱性岩类,其Al2O3含量与低铝型TTG相近,同时微量元素Rb、Sr、Y和REE表现出俯冲板片熔融成因的埃达克岩的性质。根据主量元素SiO2、K2O、Na2O、Al2O3和微量元素Rb、Sr、Y、REE等指标判别和微量元素平衡熔融模式计算得出,尚义TTG形成压力遍及低压—高压范围,是洋壳玄武岩(TH1型)在深度压力变化的条件下部分熔融形成的,其中的低铝型TTG形成于低压熔融。     

华北地台北缘鞍山白家坟奥长花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及意义

太古宙TTG岩石的成因及年代学研究是理解前板块构造和板块构造开始及其演化过程的关键,是陆壳增生的重要标志,为太古宙地质体研究的热点和难点之一。对鞍山地区的白家坟岩体进行了地球化学研究和锆石U-Pb测年。数据结果显示,该岩体具有正片麻岩特征,Si、Na含量高,TFeO、MgO、CaO含量低,轻、重稀土元素分异程度低,且具有一定变化。稀土元素总量偏低(12.6×10~(-6)～119.34×10~(-6)),LREE/HREE值为8.98～13.11。微量元素富集K、Rb、Ba,亏损Nb、Ce、Zr、Sm、Ti、Y、Yb;K/Rb平均值为229.37,Rb/Sr平均值为0.58,Ba/Sr平均值为3.28,Y/Nb平均值为3.36。表明该岩体为岩浆作用的产物,也有部分为壳内再循环的产物或受到陆壳物质影响。测得~(207)Pb/~(206)Pb年龄加权平均值为3816±14Ma,锆石具有清晰的振荡环带结构,所有核部锆石分析点的Th/U值在0.05～0.54之间,具有岩浆锆石的特点,代表了白家坟奥长花岗质岩石的结晶时代。3613～3651Ma和3331Ma两组年龄数据代表早太古代的一次岩浆事件及重要的陆壳增生时期的热事件。     

云南保山二叠纪卧牛寺组玄武岩岩石地球化学特征及形成环境

通过对云南保山二叠纪卧牛寺玄武岩(P1w)的地球化学、岩相学及构造环境等的研究,利用电子探针、地球化学等方法进行了岩石样品检测,显示该套玄武岩w(SiO2)为46.14%~54.12%,w(MgO)为1.84%~7.69%,w(K2O+Na2O)为0.38%~9.75%,且w(Na2O)w(K2O),为钠质碱性玄武岩系列;轻稀土元素相对富集重稀土元素相对亏损,LREE/HREE=4.81~7.6,轻重稀土元素分异较为明显,Eu无明显异常(δEu=0.91~1.04),表明其岩浆在演化过程中斜长石分离结晶很弱,所有样品较强富集Pb,强烈亏损K、P、Ti、Rb和Sr,Ba元素丰度有明显波动。综合研究认为,该套玄武岩为富集地幔石榴石橄榄岩10%~30%部分熔融的产物,形成于大陆裂谷边缘拉张环境,岩浆源于富集地幔的部分熔融并沿断裂通道快速运移至地表迅速凝固的过程中,未经历明显分异或与其他物质的相互作用。