中国花岗岩类化学元素丰度及特征

在全国范围内 750个有代表性的大中花岗岩类岩体上,采集了 6 080件样品,组合成 768件组合样.所有样品完全采用无污染加工方案进行加工和制备.选用了以电感耦合等离子体质谱 (ICP-MS)、仪器中子活化和 X射线荧光光谱为主的多种先进的分析方法对这些花岗岩类样品进行了分析测试,实测元素近 70种.使用国家一级地球化学标准物质和重复测试样品进行质量监控,确保了分析数据的准确性和可靠性.依据这些实测分析数据,计算并提出了中国花岗岩类和不同构造单元、不同时代花岗岩类的近 70种化学元素或成分的丰度,探讨了中国花岗岩类和不同构造单元、不同时代花岗岩类元素丰度的特征.     

中国不同岩石类型花岗岩类元素丰度及特征

依据采自全国范围内约750个有代表性的大、中型花岗岩类岩体上的768件组合样的实测分析数据,这里计算并提出了碱长花岗岩、正长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩、石英二长闪长岩等中国不同岩石类型的花岗岩类岩石近七十种化学元素或成份的丰度,探讨了中国不同花岗岩类岩石的岩石化学特征和微量元素丰度的特征。     

中国不同构造单元花岗岩类元素丰度及特征

:依据采自全国范围内750个有代表性的大中型花岗岩类岩体上的767件组合样的实测分析数据,本文计算并提出了天山-兴安造山系、中朝准地台、昆仑-祁连-秦岭造山系、滇藏造山系、扬子准地台、华南-右江造山带、喜马拉雅造山带等中国七大构造单元花岗岩类和不同构造单元碱长花岗岩、正长花岗岩、二长花岗岩中SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、K2O、H2O 、CO2、TFe2O3、Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Cd、Cl、Co、Cr、Cs、Cu、F、Ga、Ge、Hf、Hg、Li、Mn、Mo、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Ta、Th、Ti、Tl、U、V、W、Zn、Zr、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu和Y等近70种化学元素和成分的丰度,探讨了不同构造单元花岗岩类岩石的岩石化学特征和微量元素丰度的特征及其区域分布。     

塔里木盆地西缘航磁区域场特征与构造单元划分

文章以新疆塔里木盆地西缘高精度航磁测量的成果资料作为基础数据,对塔里木盆地西缘区域磁场特征与大地构造单元的关系进行了研究。依据航磁资料,划出3条深断裂(即磁场区分界线),分析了深断裂在航磁、地质资料上反映的特征,其中F_1断裂和F_2断裂与地质上划定的断裂基本吻合,F_3断裂部分吻合,对其空间位置提出了新的认识。将研究区划分为4个特征各异的磁场区,并进一步划分了二级磁场区,从磁场特征、地层分布、大地构造位置、基底性质、区域场成因等方面进行了阐述。     

山东省临沂凸起东北缘重力场特征及大地构造单元边界讨论

临沂凸起东北缘位于鲁西地块东端,东侧紧邻沂沭大断裂,NE向鄌郚—葛沟断裂与NW向蒙山断裂控制了研究区内主要构造格架。受新生界覆盖影响,区内主要构造单元边界几乎处于隐伏状态,蒙山断裂东端走向变化及临沂凸起北界角度不整合界线的展布均有待深入研究。本文利用最新1:5万高精度重力资料,基于重力场定性分析及多元化重力位场转换解释,同时结合山东省大地构造单元划分方案,对区内构造单元边界位置及其交切关系进行了重点研究和讨论。分析认为:蒙山凸起、平邑凹陷交界的蒙山断裂在半程镇以东由NW走向转为近EW走向,并明显切割NE向鄌郚—葛沟断裂,且向东再次呈现NW向转折趋势;临沂凸起、平邑凹陷交界的角度不整合界线既非向北终止于蒙山断裂,也非向南转折,而是向东延伸至鄌郚—葛沟断裂,该不整合界线也控制了平邑凹陷南界,使其NW向条带状重力异常向东转折,在区内呈现出“靴形”重力低值异常特征。本研究基于高精度重力边界识别,精细厘定了临沂凸起东北缘地段的断裂体系及构造区划,为该区基础地质研究工作提供了高精度重力数据支撑,同时为下步矿产地质调查工作奠定了良好的基础。     

中国航磁大地构造单元划分

本文以我国截止到2011年基本覆盖陆域及部分海域的航磁数据编制的全国航磁系列图为基础,以航磁反映的区域磁场和磁性基底起伏特征为依据,汲取主流大地构造观的划分理念,以板块构造理论及大陆动力学思想为指导,以磁场反映的构造特征为切入点,结合重力、遥感、地质资料对中国陆域构造单元进行划分。大地构造单元划分4个级别:一级构造单元为陆块区和造山系,共划分出8个;二级构造单元为陆块、弧盆系和地块,共划分出32个;三级构造单元为盆地、坳陷带(区)和隆起带(区),共划分出85个;四级构造单元为隆起和坳陷,共划分出332个。本划分方案旨在为油气地质构造背景研究及油气勘探提供一份地球物理资料。文中重点讨论了一、二级构造单元界线厘定的磁场依据及与前人划分存在的不同之处,而三、四级构造单元完全依据磁场及磁性基底起伏情况进行划分,并在盆地和坳陷区给出了深度信息,这为油气勘探者提供了必要的技术支撑。同时,借助丰富的航磁信息提示出一些地质构造方面难解现象,供同行专家参考与讨论。     

黑龙江省大地构造单元划分及特征

以板块理论为指导，对黑龙江省区域大地构造单元进行了划分，提出黑龙江省属古亚洲构造域，由亲西伯利亚陆块群和古中华陆块群两大板块的增生带组成。额尔齐斯-佐伦-黑河缝合线为两大板块的分界线，并进一步划分为4块3带，即额尔古纳地块、大兴安岭造山带；小兴安岭-松嫩地块、伊春-张广才岭造山带；布列亚-佳木斯-兴凯地块、扎兰屯地块和完达山造山带。在黑龙江省区域地质志的基础上，对Ⅰ、Ⅱ级大地构造单元的归属做了较大调整，对Ⅲ、Ⅳ级构造单元部分做了修正。     

北京云蒙山地区侵入岩体SHRIMP锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

位于华北克拉通北缘的云蒙山地区花岗岩类研究对认识该区域由挤压到拉张的构造背景转换的时间和机制有重要意义。本文在对云蒙山地区长园岩体、官山岩体和云蒙山岩体的岩相学特征及其与周围岩体的关系研究基础上,对这些花岗岩体进行了SHRIMP锆石U-Pb测年和主微量元素分析。结合前人研究结果,认为云蒙山地区在晚侏罗世—早白垩世期间主要有162~151 Ma和151~141 Ma两期岩浆活动,从早到晚岩浆酸性逐渐增加,反映岩浆源区从幔源物质到壳源物质的转变,随着晚侏罗世—早白垩世时期的挤压作用,地壳逐渐增厚,后期形成的岩浆更加具有壳源特征,甚至出现了中等分异的花岗岩。通过限定相关岩浆活动的时间,得出云蒙山地区从挤压到拉张的转换时间为141~129 Ma,本文研究的花岗岩类形成的构造背景是强挤压陆内造山环境,表明岩浆侵位于该区岩石圈大规模减薄之前。伴随中酸性岩浆上移侵位,残留相的密度越来越大,具备了后期下地壳发生拆沉的一些条件。     

宁芜盆地花岗岩类的锆石U-Pb年龄、同位素特征及其意义

宁芜盆地中花岗岩类侵入体出露零星,以石英二长岩和花岗岩为主,研究程度薄弱.本文对盆地内主要的5个花岗岩类侵入体牛迹山岩体、霍里岩体、姑山岩体(姑山铁矿床钻孔中)、小石山岩体和娘娘山岩体进行了年代学、锆石Lu-Hf同位素、Nd-Sr同位索分析研究.这5个花岗岩类侵入体的LA-ICPMS锆石U-Pb年龄依次为128.0±1...     

中缅毗邻区金腊Pb-Zn-Ag多金属矿田花岗岩锆石U-Pb定年与地球化学特征

位于中缅毗邻区的金腊铅锌银多金属矿田大地构造上处于保山—掸泰地块东缘,勐统—耿马—西盟元古宙—古生代被动大陆边缘活动带南段。与矿化有关的花岗岩(简称金腊花岗岩)包括老厂似斑状角闪二长花岗岩、勐林山似斑状黑云二长花岗岩和南腊碱长花岗斑岩。文中系统研究了上述岩石的主量元素、稀土元素、微量元素、成矿元素和锆石U-Pb同位素年龄等特征,从构造岩浆演化的角度,探讨上述岩体之间内在联系、成因演化以及与成矿的关系:(1)在金腊花岗岩三种岩石类型中,老厂似斑状角闪二长花岗岩和勐林山似斑状黑云二长花岗岩的锆石同位素U-Pb年龄皆为(45±1)Ma,形成于岩浆结晶分异早期阶段的深成环境,而南腊碱长花岗斑岩的锆石同位素U-Pb年龄为(43.41±0.78)Ma,形成于岩浆结晶分异晚期阶段的浅成环境。(2)主量元素和微量元素(稀土元素和某些微量元素(Zr/Hf、Nb/Ta、Rb/Sr、Rb/Ba、K/Rb、(Rb/Yb)N、Sr*、K*和Zr*)),结合U-Pb同位素定年研究表明,本区花岗岩形成于喜马拉雅同碰撞造山成矿作用末期局部拉张构造环境,并分别代表了构造岩浆演化过程中不同演化阶段岩浆分异结晶的产物。(3)上述三类花岗岩样品皆位于S型花岗岩区,但从老厂似斑状角闪二长花岗岩,勐林山似斑状黑云二长花岗岩,到南腊碱长花岗斑岩,样品分布逐渐远离"I"型花岗岩和"S"型花岗岩的分界线,这表明自老厂似斑状角闪二长花岗岩至勐林山似斑状黑云二长花岗岩,到南腊碱长花岗斑岩幔源组分逐渐减少。(4)相对中国花岗岩,南腊碱长花岗斑岩不仅更富集W、Cu、Bi、Sb、Mo、Sn、Ag、Pb和Au等成矿元素,而且还强烈富集F、B和As等矿化剂元素,因此,碱长花岗斑岩是最有成矿远景的岩体。     

黄沙坪矿区花岗岩的硫同位素特征及地质意义

黄沙坪矿床是湘南地区最大的铅锌多金属矿床.矿区内发育的花岗岩出露面积最大仅为0.6 km2,却导致铅、锌等金属巨量堆积,因此明确其成矿物质来源是理解矿床成因的关键.为探究矿床内硫的来源,本次研究在已有工作的基础上,对黄沙坪矿区石英斑岩和花岗斑岩进行了系统的全岩硫同位素分析,并与已有硫化物硫同位素数据进行了对比研究.结果显示,矿区石英斑岩和花岗斑岩的δ34 S范围分别为+4.1‰～+7.5‰和+4.9‰～+11.4‰,与典型的S型花岗岩硫同位素组成基本一致,而明显低于区内矿石δ34S值(+2.3‰～+17.5‰).综合上述,我们认为矿区岩浆硫的同位素组成应接近或略低于花岗质岩石全岩硫同位素组成,成矿物质硫除部分来自岩浆外,很大程度上有地层或膏盐层硫的加入,这可能是黄沙坪成为区域上最大铅锌多金属矿床的重要原因.     

东秦岭陡岭杂岩花岗岩的Sr-Nd-Pb同位素特征及其地质意义

东秦岭陡岭杂岩中甘沟、三坪沟和封子山等花岗岩体SiO2含量变化大,低碱、高钠,富集LREE和LILE,贫HFSE,亏损Nb、Sr、P和Ti,具准铝质钙碱性I型花岗岩的特征。吐雾山岩体富Si、碱,高Al,贫Ca、Mg,稀土元素总量高,Eu负异常强,富集Rb、Th、U和Pb,明显亏损Sr、P和Ti,显示了A2型花岗岩的地球化学特征。2类花岗岩体Nd-Pb同位素组成基本一致,指示源自相同的物质源区,地球化学特征的差异主要为岩浆分异演化途径不同所致。它们的Pb同位素组成明显不同于北秦岭基底岩系及同时代花岗岩的高放射性成因Pb,与南秦岭和扬子地块基底岩系低放射成因Pb同位素组成类似,表明这次花岗岩浆活动是新元古代中期扬子地块统一陆块形成过程中岩浆活动在秦岭地区的反映,与北秦岭构造带无任何成因联系。     

东秦岭陡岭杂岩花岗岩的Sr-Nd-Pb同位素特征及其地质意义

东秦岭陡岭杂岩中甘沟、三坪沟和封子山等花岗岩体SiO2含量变化大,低碱、高钠,富集LREE和LILE,贫HFSE,亏损Nb、Sr、P和Ti,具准铝质钙碱性I型花岗岩的特征。吐雾山岩体富Si、碱,高Al,贫Ca、Mg,稀土元素总量高,Eu负异常强,富集Rb、Th、U和Pb,明显亏损Sr、P和Ti,显示了A2型花岗岩的地球化学特征。2类花岗岩体Nd-Pb同位素组成基本一致,指示源自相同的物质源区,地球化学特征的差异主要为岩浆分异演化途径不同所致。它们的Pb同位素组成明显不同于北秦岭基底岩系及同时代花岗岩的高放射性成因Pb,与南秦岭和扬子地块基底岩系低放射成因Pb同位素组成类似,表明这次花岗岩浆活动是新元古代中期扬子地块统一陆块形成过程中岩浆活动在秦岭地区的反映,与北秦岭构造带无任何成因联系。     

东秦岭陡岭杂岩花岗岩的Sr—Nd—Pb同位素特征及其地质意义

东秦岭陡岭杂岩中甘沟、三坪沟和封子山等花岗岩体SiO2含量变化大,低碱、高钠,富集LREE和LILE,贫HFSE,亏损Nb、Sr、P和Ti,具准铝质钙碱性Ⅰ型花岗岩的特征。吐雾山岩体富Si、碱,高Al,贫Ca、Mg,稀土元素总量高,Eu负异常强,富集Rb、Th、U和Pb,明显亏损Sr、P和Ti,显示了A2型花岗岩的地球化学特征。2类花岗岩体Nd-Pb同位素组成基本一致,指示源自相同的物质源区,地球化学特征的差异主要为岩浆分异演化途径不同所致。它们的Pb同位素组成明显不同于北秦岭基底岩系及同时代花岗岩的高放射性成因Pb,与南秦岭和扬子地块基底岩系低放射成因Pb同位素组成类似,表明这次花岗岩浆活动是新元古代中期扬子地块统一陆块形成过程中岩浆活动在秦岭地区的反映,与北秦岭构造带无任何成因联系。     

华南东段加里东期花岗岩类形成构造背景探讨

根据近年对区域地质调查取得的认识和前人的研究成果,研究了华南东段加里东期花岗岩类的地质产状、分布规律、形成时代以及Nd、Sr同位素特征;结合研究区超镁铁质-镁铁质岩及火山岩的形成时代、震旦纪—奥陶纪的沉积环境、加里东期构造事件的构造变形特征,对加里东期花岗岩类的形成背景进行了探讨。结果表明,加里东期花岗岩类形成于410～460Ma,大部分岩体属于S型花岗岩,岩浆来源于地壳物质的部分熔融;极少数为I型花岗岩,有幔源物质参与。研究区在早古生代不存在与俯冲有关的弧火山岩,也不存在大面积的早古生代I型花岗岩,震旦纪—奥陶纪地层主要形成于浅海环境。研究提出,加里东期花岗岩类主体形成于板内构造环境。     

华北克拉通北缘中段古元古代强过铝质花岗岩地球化学特征及其构造意义

华北克拉通北缘中段沿集宁—凉城—千里山一线分布着大量的强过铝质花岗岩。与一般强过铝质花岗岩相比,其SiO,含量、A120卵i02比值（小于100）、Rb／Sr比值和Rb／Ba比值低,但CaO／Na2O比值高（大于0．3）。稀土元素复杂,正Eu异常、负Eu异常、Eu异常不明显均发育,大致可以分成2种类型：第一类具有中等程度轻稀土富集、重稀土平缓;第二类轻稀土特征与第一类一致,但其重稀土变化大。稀土元素特征不一致主要是由于其源岩不同。LILE（K、Rb、Ba）相对富集,HSFE（Nb、Ti、P）亏损,这种地球化学特征暗示该区强过铝质花岗岩的源区成分为杂砂岩,熔融温度较高,来源较深,其构造环境与澳大利亚拉克伦造山带—致,属高温型碰撞带,应为华北克拉通西部陆块和东北陆块古元古代碰撞峰期后岩石圈伸展的产物。     

Spatial-temporal relationships of late Mesozoic granitoids in Zhejiang Province,Southeast China: constraints on tectonic evolution

ABSTRACT

Late Mesozoic granitoids in South China are generally considered to have been generated under the Palaeo–Pacific tectonic regime, however, the precise subduction mechanism remains controversial. Detailed zircon U–Pb geochronological, major and trace element, and Sr–Nd–Hf isotopic data are used to document the spatiotemporal distribution of the granitoids in Zhejiang Province. Three periods of late Mesozoic magmatism, including stage 1 (170–145 Ma), stage 2 (145–125 Ma), and stage 3 (125–90 Ma), can be distinguished based on systematic zircon U–Pb ages that become progressively younger towards the SE. Stage 1 granitic rocks are predominantly I-type granitoids, but minor S- or A-type rocks also occur. Sr–Nd–Hf isotopic data suggest that these granitoids were generated from hybrid magmas that resulted from mixing between depleted mantle-derived and ancient crust-derived magmas that formed in an active continental margin environment related to the low-angle subduction of the Palaeo–Pacific plate beneath Southeast China mainland. Stage 2 granitic rocks along the Jiangshan–Shaoxing Fault are predominantly I- and A-type granitoids with high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, low ε_Nd(t), ε_Hf(t) values and Mesoproterozoic Nd–Hf model ages. These results suggest that stage 2 granitoids were derived from mixing between enriched mantle-derived mafic magmas and ancient crust-derived magmas in an extensional back-arc setting related to rollback of the Palaeo–Pacific slab. Stage 3 granitic rocks along the Lishui–Yuyao Fault comprise mainly A- and I-type granitoids with high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios, and low ε_Nd(t) and ε_Hf(t) values, again suggesting mixing of enriched mantle-derived mafic magmas with more ancient crustal magmas in an extensional back-arc setting, related in this case to the continued rollback the Palaeo–Pacific plate and the outboard retreat of its subduction zone.     

中国岩石圈构造单元

笔者根据地壳表层构造与深部构造相结合原则,提出岩石圈构造单元划分应遵循的6条原则。根据地质和地球化学,特别是地球物理场所显示的特征,以贺兰山—川滇南北构造带为界,初步把中国大陆及邻近海域划分为中亚岩石圈构造域和东亚岩石圈构造域2个一级岩石圈构造单元,并进一步划分出6个二级构造单元:西域岩石圈块体、青藏岩石圈块体、松辽岩石圈块体、华北岩石圈块体、华南岩石圈块体、南海岩石圈块体,分别阐述了它们的地质、地球物理、地球化学主要特征。最后,就岩石圈构造单元划分的几个问题进行了探讨,提出一些看法。     

Abundances of chemical elements in the Earth’s crust

The evaluation of the abundances of chemical elements in the Earth’s crust is a pivotal geochemical problem. Its first solutions in the early 20th century formed the empirical groundwork for geochemistry and justified concepts about the unity of the material of the Universe, the genesis of the chemical elements, and the geochemical differentiation of the Earth. The accumulation of newly obtained data called for the revision of this problem, and a series of papers by A.P. Vinogradov, which were published in Geokhimiya in 1956–1962, presented reevaluated contents of elements in the continental crust. In these papers, A.P. Vinogradov relied on the classic idea of the geochemical balance of the sedimentary process. These generalizations provided the foundation for the quantitative characterization of the geochemical background of the biosphere and allowed Vinogradov to formulate the principles of the melting and degassing of material in the outer Earth’s shells during the geologic history, a concept that became universally acknowledged in modern geochemistry and geology. The composition of the Earth’s crust can also be evaluated based not on the principle of geochemical balance in the sedimentary process but on data on the actual abundances of major magmatic, metamorphic, and sedimentary rock types. The possibility of this solution was provided after the extensive research of A.B. Ronov, who managed to develop a quantitative model for the structure of the Earth’s sedimentary shell. Based on these data, A.B. Ronov, A.A. Yaroshevsky, and A.A. Migdisov published a series of papers in Geokhimiya in 1967–1985 that presented a model for the chemical structure of the Earth’s crust with regard for the material composing not only the upper part of the continental crust but also its deep-seated granulite-basite layer and the oceanic crust. The quantitative estimates thus obtained led the authors to important conclusions: first, it was demonstrated that the estimated abundances of elements in the granite-metamorphic layer of the continental crust presented in the classic works by A.P. Vinogradov are confirmed by independent materials, which are based on data on the actual abundance of rocks. Second, incredible as it was, the principle of geochemical balance in the sedimentary process in application to Ca and carbonates appeared to be invalid. This problem remains unsettled as of yet and awaits its resolution.     

华北克拉通新太古代末期的克拉通化: 冀东昌黎碱性花岗质岩石的岩石学、锆石年代学和元素地球化学

冀东地区是华北克拉通早前寒武纪地质研究的经典地区, 赋存有丰富的地球早期地壳演化和太古宙板块构造信息。本文对出露于冀东昌黎地区的一套新太古代碱性花岗质岩石进行了系统的研究。其主要矿物组成为碱性长石、石英和霓辉石, 以及榍石、磷灰石等副矿物, 偶见紫苏辉石。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年显示其成岩年龄为2531~2518Ma。该套碱性花岗质岩石具有高SiO₂(70.2%~73.0%)、K₂O+Na₂O(10.1%~11.0%)、Sr/Y值(44.3~103.5), 低CaO(0.48%~0.94%)、MgO(0.14%~0.33%)、Cr (4.96×10^-6~10.9×10^-6)、Ni(2.46×10^-6~4.62×10^-6)的特征, 稀土元素配分模式与冀东-辽西地区闪长质及二长-正长花岗质岩石相似, 同时显示Eu的正异常(Eu/Eu^*=1.02~1.49)以及岩浆分异的稀土元素分布特征。根据以上元素地球化学特征以及微量元素的模拟计算, 本文认为这套岩石来自增厚镁铁质下地壳的部分熔融, 并经历了以磷灰石为主同时包括榍石、褐帘石等副矿物的分离结晶。结合前人对区域内同时代变质表壳岩岩石地球化学以及变质作用的研究, 认为增厚下地壳的部分熔融与岩石圈地幔镁铁质岩浆的底垫和侵入有关。陆块发生碰撞后, 岩石圈包括下地壳不断增厚, 岩石圈地幔下部沉入软流圈, 引起了软流圈的上涌以及残余岩石圈地幔的部分熔融。昌黎碱性花岗质岩石形成于新太古代末期碰撞后的拉张环境, 暗示了华北克拉通新太古代末期的克拉通化。