天山石炭-二叠纪后碰撞花岗岩的Nd、Sr、Pb同位素源区示踪

天山造山带不仅是中亚巨型造山带的组成部分，也是我国西部晚古生代岩浆活动的集中区，蕴含着丰富的古亚洲洋演化的复合地质信息。笔者以探索天山晚古生代花岗岩浆活动的物质来源为目标，采用Sr、Nd、Pb同位素地球化学方法，对该区不同构造单元中具有代表性的花岗岩体进行了全面系统的研究，发现天山不同构造单元中花岗岩Sr、Nd、Pb同位素特征具有明显差异。在与其围岩的同位素特征进行对比研究的基础上，提出了产于不同构造单元石炭-二叠纪花岗岩的可能源区。觉罗塔格石炭-二叠纪裂谷带的晚古生代花岗岩，具有最高的εNd(t)值和最低的(^87Sr／^86Sr)t值，如，以康古尔石英闪长岩为代表的二叠纪花岗岩的源岩可能是早期泥盆纪大南湖岛弧火山岩(新生地壳)；博格达地区的晚石炭-二叠纪花岗岩是早期基性火山岩，亦可能是底侵基性岩部分熔融的产物。中新元古代基底晚石炭-二叠纪裂谷带中花岗岩的源岩亦为同期基性火山岩，但在岩浆演化过程中受到古老基底地壳的混染，导致其εNd(t)值低于石炭-二叠纪裂谷带中花岗岩，而(^87Sr／^86Sr)t高于石炭-二叠纪裂谷带花岗岩。南天山东段和前寒武系微地块及其边缘中的晚古生代(含个别早古生代花岗岩)花岗岩分别是类似于库米什斜长角闪岩的古老地壳和西天山元古代古老地壳部分熔融的产物，因此它们均具有负的εNd(t)值和异常高的(^87Sr／^86Sr)t值。上述认识对于了解天山晚古生代区域岩石圈演化及深部过程具有重要意义。     

北祁连早古生代花岗质岩浆作用及构造演化

北祁连山中段花岗岩锆石SHRIMP定年结果表明,柯柯里岩体的斜长花岗岩和石英闪长岩的年龄分别为512Ma和501 Ma,野马咀和金佛寺花岗岩的年龄分别为508Ma和424Ma。结合区内其它花岗岩体的定年资料,根据花岗岩的岩石地球化学特征及岩体产出的构造位置、区域地质资料等,我们认为,早古生代北祁连洋板块向南俯冲,至少引发了两期花岗质岩浆作用,第一次岩浆作用形成柯柯里斜长花岗岩(512Ma)、野马咀花岗岩(508Ma)和柯柯里石英闪长岩(501 Ma),第二次花岗质岩浆作用形成牛心山花岗岩(477Ma)。由于往南俯冲的板块受到柴达木板块向北俯冲的影响,俯冲受阻,继而俯冲极性发生变化,转向北俯冲,形成了民乐窑沟(463Ma)等花岗岩侵入体。大约440Ma之后,洋盆闭合,柴达木陆块和阿拉善陆块对接碰撞,形成北祁连造山带。由于造山带根部岩石圈发生折沉作用,造山带上不同的块体伸展、滑塌,形成一系列碰撞后花岗岩如金佛寺花岗岩(424Ma)及牛心山岩体的石英闪长岩(435Ma)等。     

新疆若羌县长沙沟基性-超基性杂岩带找矿潜力分析

新疆若羌县长沙沟一带的基性-超基性岩位于阿尔金陆缘地块和祁漫塔格早古生代岛弧带结合部位,沿阿尔金断裂带状展布,为镁铁质-超镁铁质岩带。岩石主要由橄榄岩、辉橄岩和辉石岩和辉长岩等组成;上部镁铁质岩主要由辉长岩(部分为橄榄辉长岩和辉石岩)组成,下部辉橄岩、橄榄岩、辉石岩相互过渡(且成堆晶结构)。1∶20万、1∶5万化探资料显示,沿基性-超基性杂岩带有Cu、N i、Co、C r、W等异常,异常重现性较好,特别是Cu、N i、Co、C r元素套合较好,极值较大,浓集中心显著;1∶5万地面高精度磁测显示区内有较好的磁异常8处,异常规模较大,并与基性-超基性岩体吻合。对部分高磁异常区激电中梯剖面扫面,发现高激电异常,极化率在3%左右,最高达17.8%。经野外初步检查,发现了大量的铜镍矿化和磁铁矿化体,并圈出了阿克萨依镍矿和长清磁铁矿,表明长沙沟基性-超基性杂岩带具有较好的铜、镍、铁找矿潜力。     

白银矿田含矿围岩蚀变特征及其意义

对北祁连加里东褶皱带中白银矿田成矿蚀变岩的研究表明,蚀变岩筒具有明显的分带性：中心部位是绿泥石化带,汉发泥石＋石英＋黄铁矿组合为特征;其外是绢云母硅化带,以绢云母＋石英＋黄铁矿组合为特征,最外则是蚀变带或弱蚀变带。岩石化学上,随着蚀变作用增强,ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、ＦｅＯ增加,而Ｎａ２Ｏ降低;白银矿田成矿系列中Ｃｕ－Ｚｎ型到Ｃｕ－Ｐｂ－Ｚｎ型、Ｐｂ－Ｚｎ－Ｃｕ型矿床,绿泥石中ＭｇＯ、Ｓｉ２Ｏ和降低趋势。     

东天山石炭纪企鹅山群火山岩岩石成因

土屋矿区南北大沟企鹅山群火山岩的岩石地球化学研究表明:东天山企鹅山群火山岩主要为拉斑系列,少量为钙碱系列;岩石类型为玄武岩、玄武安山岩、英安岩和流纹岩。稀土、微量元素和Sr、Nd同位素特点揭示:该火山岩系形成于大陆裂谷环境;其源区主要为软流圈地幔,同时有岩石圈地幔源组分卷入,酸性岩浆是玄武质岩浆结晶分异的产物。     

扬子地块北缘西乡群孙家河组火山岩形成时代及元素地球化学研究

西乡群孙家河组为一套低绿片岩相浅变质火山-沉积岩系,主要由基性-中基性-酸性火山岩和凝灰岩、沉凝灰岩、泥岩、硅质岩组成,火山岩岩石类型包括玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩.LA-ICPMS锆石U-Pb定年揭示流纹岩形成时代为832.9±4.9 Ma,辉石玄武岩的形成时代为845.0±17 Ma,两者在误差范围内一致,属新元古代同期岩浆作用产物.     

利用地球化学方法判别大陆玄武岩和岛弧玄武岩

大陆地壳或岩石圈的混染作用可以给出似消减带信号,并导致将受到混染的大陆玄武岩误判为岛弧玄武岩。没有受到混染的软流圈(或地幔柱)源大陆玄武质岩石通常是以(Th/Nb)N<1、Nb/La≥1、低87Sr/86Sr(t)比值、高εNd(t)值及La/Nb和La/Ba比值与洋岛玄武岩相似并以具有缺乏Nb、Ta、Ti负异常的“隆起”状多元素地幔标准化分配型式为特征。当在所研究的火山岩系中发现有未受到混染的软流圈(或地幔柱)源玄武质岩石存在,基本上就可以排除它们有属于岛弧或活动大陆边缘火山岩系的可能。对于那些具有消减带信号的基性熔岩,可以根据Zr含量和Zr/Y比值,或利用Zr/Y-Zr图解,判断它们是否真正是岛弧或活动大陆边缘玄武岩。     

扬子地块北缘西乡群孙家河组火山岩形成时代及元素地球化学研究

西乡群孙家河组为一套低绿片岩相浅变质火山-沉积岩系,主要由基性-中基性-酸性火山岩和凝灰岩、沉凝灰岩、泥岩、硅质岩组成,火山岩岩石类型包括玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩.LA-ICPMS锆石U-Pb定年揭示流纹岩形成时代为832.9±4.9Ma,辉石玄武岩的形成时代为845.0±17Ma,两者在误差范围内一致,属新元古代同期岩浆作用产物.元素地球化学研究表明,孙家河组玄武岩属拉斑玄武岩系列,具有受地壳混染的板内玄武岩的地球化学特点.玄武岩-安山岩-英安岩主量元素成分投点呈规律性变化、REE球粒陨石标准化及微量元素原始地幔标准化分配型式具有一致性并相互重叠,不相容元素Th和相容元素Cr相关模拟图中沿分离结晶线分布,证明玄武岩-安山岩-英安岩为同一基性岩浆分离结晶的产物.REE和微量元素分配型式以及微量元素比值对的显著差异,暗示流纹岩与玄武岩-安山岩-英安岩来源于不同源区.Sr-Nd同位素研究表明,玄武岩-安山岩-英安岩样品的ε_(Nd)(t)值均大于0以及在ε_(Nd)(t)-(~(87)Sr/~(86)Sr)_t图解中位于OIB成分区,表明其源区应为与洋岛玄武岩类似的地幔源区;流纹岩样品具有可与基性熔岩相比拟的ε_(Nd)(t)值,暗示流纹岩最有可能是初生玄武质地壳部分熔融而成.本文所研究的原划孙家河组火山岩系列的形成时代、构造环境的确定以及扬子陆块乃至世界上同一时间内普遍发育大陆裂谷岩浆岩组合的地质事实,说明原划孙家河组以及西乡群中的确存在新元古代的组成部分,它们应是新元古代大陆裂谷的产物,它和扬子地块820M8后造山裂解环境花岗岩均是新元古代晚期Rodinia超大陆裂解作用的岩浆响应.     

天山石炭-二叠纪后碰撞花岗质岩石地球化学研究

在对前人研究资料综合的基础上，重点对天山造山带不同构造单元中石炭-二叠纪后碰撞花岗岩地球化学特征进行了对比研究，认为天山石炭-二叠纪后碰撞花岗质岩石属高钾钙碱一钾玄岩系列，以钙碱系花岗质岩石类型为主。其中，发育在裂谷带中的石炭-二叠纪花岗质岩石较发育在古微地块中或其边缘的花岗质岩石富MgO、TiO2、Na2O，贫K2O、Nb、Th，两者具有不同的源区。裂谷带中的花岗质岩石多与火山岩同源，由含不同程度壳源组分的壳幔混合源岩浆形成，而古微地块花岗质岩石主要来自壳源。处于同一类构造位置但不同地区的花岗质岩石化学成分也不相同，如天山西端伊犁地块南缘的托木尔峰花岗质岩石较天山中东段南部的库鲁克塔格花岗质岩石富Fe、Mg、K、Nb、Sr，而贫Zr、Ba，它们均是壳源成因，反映了天山东、西地壳基底组分的不同。石炭-二叠纪裂谷带中的花岗质岩石在天山东、西段也有差别，东段的觉罗塔格和博格达花岗质岩石较天山西段伊犁裂谷中的花岗质岩石明显地富Nb、Th而贫Sr、Ba，反映出东、西天山石炭-二叠世花岗岩源区不同。花岗质岩石的正εNd值并不是来源于与基性、超基性岩浆活动有关的幔源组分，而是来自于幔源火山岩浆活动。     

阿尔金南缘鱼目泉岩浆混合花岗岩LA-ICP-MS测年与构造意义

阿尔金南缘鱼目泉花岗质岩体中含有大量暗色闪长质包体,岩相学及地球化学特征研究表明该岩体是由同期的幔源基性岩浆和酸性岩浆在近于液相(或"晶粥状")状态下发生不均匀混合作用的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果显示其形成年龄(496.9±1.9Ma)与南阿尔金山大陆深俯冲超高压变质岩的峰期变质年龄(504～487Ma)相一致,且在地球化学特征上具有高Al2O3(平均15.88%),较高的K2O/Na2O值(平均1.26),高Sr(平均446×10-6),高(La/Yb)N值(平均24.04)和Sr/Y值(平均40),极低的Y(平均14.0×10-6)及Yb含量(平均1.5×10-6),类似于加厚地壳背景下形成的高Sr、低Y及Yb型花岗岩,反映出约500Ma时的南阿尔金造山带总体上处于地壳相互叠覆增厚的陆-陆碰撞造山作用阶段。分析认为,约500Ma时,南阿尔金山地区伴随着增厚地壳发生熔融作用产生大规模酸性岩浆活动的同时,还存在幔源基性岩浆的底侵,其原因可能与同时期大陆深俯冲作用所诱发的深部热地幔上升有关。