东天山哈尔里克山区二叠纪高钾钙碱性花岗岩成因及地质意义

本文从岩石学、地球化学和同位素等方面讨论东天山克拉麦里-哈尔里克岛弧东段八大石和小铺东两个岩体的特征和成因。八大石岩体和小铺东岩体主要为二长花岗岩,SiO₂含量分别为61.92%~74.40%和69.17%~74.92%,K₂O+Na₂O的含量分别为6.50%~8.32%和7.74%~8.14%,绝大部分岩石具有高钾钙碱性花岗岩特征;∑REE分别为105×10^-6~210×10^-6和100×10^-6~172×10^-6,(La/Yb)_CN分别为4.1~8.9和9.1~15.3,配分模式右倾,δEu分别为0.40~0.93和0.59~0.80,为中-低负异常;两个岩体均富Rb、Ba等大离子亲石元素和Th、U、Hf、Zr等高场强元素,而贫Ta、Nb、Sr、Ti等。通过LA-ICP-MS分析得到八大石岩体中锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为298±2Ma,表明岩体形成于早二叠纪,计算得到八大石和小铺东岩体的模式年龄t_DM分别为944Ma和648Ma;八大石和小铺东岩体的ε_Nd(t)u分别为+3.06和+4.47,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) _i分别为0.70475和0.70384,表现出高ε_Nd(t)u 低(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) _i。综上所述,认为哈尔里克高钾钙碱性花岗岩可能为碰撞后挤压-伸展转折阶段的产物,主要由来自新生地壳的中钾钙碱性岩浆经过结晶分异作用而成。     

东天山八大石早二叠世二长花岗岩中闪长质包体的特征、锆石定年及其地质意义

东天山八大石黑云母二长花岗岩中广泛发育闪长质包体.闪长质包体与寄主花岗岩在矿物组合上不同,但两者中同类矿物的种属相似.与寄主花岗岩相比,闪长质包体的Fe、Mg、Ti、Ca含量较高,而Na、K、Si的含量较低;富HREE、Sr,贫Ba、Th、Hf、Zr.锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄显示闪长质包体与寄主花岗岩在形成时间上非常接近(分别为301±1 Ma和298±2 Ma),表明两者均形成于早二叠世.闪长质包体和寄主花岗岩具有正的εNd(t)(+4.15和+3.06)、较低的(87Sr/86Sr)i (0.704 12和 0.704 75)和相近的模式年龄tDM(812 Ma和944 Ma),暗示其母岩浆来自新元古代时从亏损地幔分离出来的初生地壳源区.综合岩石学、地球化学和同位素等方面的对比研究,笔者认为八大石闪长质包体属于同源包体,为寄主花岗岩同源母岩浆经结晶分异作用形成的早期产物.     

辽河油田两个斑岩侵入体裂缝特征对比研究

辽河油田东部凹陷中段的黄沙坨和欧利坨子斑岩体相距不到10 km,均侵位于始新统沙河三段下部的碳质泥岩烃源层.地球化学分析表明,两岩体均为粗面斑岩,成分非常一致,很可能在深部相连或来源于同一岩浆房.但两者的储油裂缝系统却迥然不同,欧利坨子岩体发育一套隐爆角砾岩裂缝系统,而黄沙坨岩体则主要发育了火成岩中首次被报道的一套以水平裂缝、波状水平裂缝和剪切裂缝为特征的波状-水平裂缝系统.结合具体地质特征对两类裂缝系统作了对比,并讨论了其形成机制.     

东天山一个多相带高铷氟花岗岩的地球化学及成岩作用

东天山星星峡白石头泉含黄玉花岗岩岩体在露头上显示很好的岩性分带，从下至上依次为：淡色花岗岩(a带)，含天河石花岗岩(b带)，天河石花岗岩(c带)，含黄玉天河石花岗岩(d带)以及黄玉钠长花岗岩(e带)。在岩体中存在众多的天河石伟晶岩脉和透镜体，在岩体围岩中还可见到黄玉钠长石脉。岩体的结晶和固结是由下往上进行的。石英和黄玉是最早从熔体中晶出的矿物相，而天河石是由富含流体的残余熔体填隙结晶或与先存矿物反应而成。从a带到e带总的趋势是：(1)随着石英斑晶粒径渐大和晶形渐好，岩石结构从等粒状变为似斑状；(2)天河石和黄玉富集于最上部的三个带；(3)随着Li和(Al Ti)含量的增加，白色云母成份从a，b，c带的铁叶云母演化到d带的铁锂云母；(4)F、H2O、AJ2O3和Na2O含量增加，而SiO，FeO、KO含量和Fe^2 ／Fe^3 比值降低，且在标准矿物Qz-Ab-Or图解上，成分投影向Ab顶角移动；(5)Co、M、Cr、W、Nb、Zr、U、Th、Y、含量和K／Rb、Zr／Hf比值降低，而F、Li、Rb、Ga、V、Sn含量和Rb／Cs、Ga／Al、LaCN／LuCN比值加大；(6)δ^18O从9．25‰-9．75‰下降到7．32‰；(7)石英熔体包裹体均-法温度从860℃-810℃下降到680℃-660℃。上述岩性和地球化学分带是由于岩浆中较高的F和H：O含量，促进了分离结晶和流体搬运的结果。     

中天山东段澄江期片麻状花岗岩特征和成因——以天湖东岩体为例

本文以天湖东岩体为例,探讨中天山澄江期片麻状花岗岩的特征及其形成机制。岩相学、岩石化学、稀土元素、微量元素和同位素研究表明,天湖东岩体是岛弧钙碱性火山—沉积岩系经原地改造的产物,其Rb-Sr等时线年龄为707.7±4.9Ma。花岗岩形成作用的动力、热力来源可能与向塔里木大陆俯冲的天山岩石圈的拆沉有关。在造山过程晚期-期后的挤压向拉张转变过程中,拆沉导致的底侵和内侵引发了地壳岩石的脱水和熔融,所产生的熔体-流体上升并将较浅层次的变质岩改造为片麻状花岗岩。变质峰期以后形成的韧性剪切带为熔体-流体的运移提供了通道。     

东天山黄山-镜儿泉地区二叠纪地质-成矿-热事件:幔源岩浆内侵及其地壳效应

东天山黄山-镜儿泉地区位于康古尔弧后盆地闭合带东段,该盆地于石炭纪末因弧-陆碰撞而闭合.二叠纪时本区进入碰撞后伸展阶段,并形成了时代相近的、如下一组地质特征:1)20多个镁铁-超镁铁岩体(其中有一部分产有工业铜镍矿床);2)低压高温变质作用和混合岩化;3)形成深度较浅(8～12 km)的韧性剪切带;4)原地改造型片麻状花岗岩;5)块状过铝花岗岩;6)与过铝花岗岩有关的锂铍伟晶岩矿床.此外,黄山-镜儿泉位于一个被推测为巨大镁铁质岩体的区域布伽重力和航磁高值区的边部.该处在人工地震剖面上表现为一个波速为6.99 km/s的高速层,其厚约22 km.这些特征表明,该区在二叠纪时期是一个热穹窿,其面积约5000～8000 km18,而该热穹窿乃由地壳内部的一个幔源岩浆内侵体所引起.正是这个内侵体在黄山谎儿泉地区造成了地壳岩石的低压高温变质作用、混合岩化和部分熔融.在内侵体热量和流体的影响下,韧性剪切得以在壳内较浅层次发生.与内侵有关的变质-超变质作用所释放出的流体和熔体强烈改造韧性剪切和细粒化的地壳岩石,即形成了片麻状花岗岩.部分熔融所产生的过铝花岗岩形成了以锂、铍等稀有金属为特色的伟晶岩矿床.本区存在同时代的钙碱性-高钾钙碱性花岗岩,表明底侵与内侵曾在这里相伴发生.众多的锾铁-超镁铁岩是底侵和内侵岩浆在地壳浅部的显示.侵入岩的年龄数据似乎表明,本区直接来自幔源岩浆的镁铁-超镁铁岩就位最早,与底侵有关的钙碱性-高钾钙碱性花岗岩次之,而作为内侵产物的过铝花岗岩最晚.过铝花岗岩与镁铁-超镁铁岩之间的时差可能代表了从幔源岩浆结晶到由内侵产生的岩浆结晶之间的时差.康古尔断裂是一条超岩石圈断裂,在碰撞后伸展阶段为幔源岩浆提供了良好的上升通道,因此内侵很容易在此地此时发生.与底侵一样,内侵是壳幔相互作用和地壳垂向增生的重要方式,也是花岗岩浆生成的重要机制.区域重力和航磁异常、人工地震中部地壳高速层、时代相近的地表锾铁-超镁铁岩、低压高温变质岩、混合岩、浅层次韧性剪切带、原地改造成因片麻状花岗岩、异地过铝花岗岩和有关的稀有金属矿床,过铝花岗岩中的幔源岩石包体或幔源流体可以用作为内侵体的识辨标志.     

东秦岭花山复式岩基中蒿坪与金山庙花岗岩体岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素组成

蒿坪与金山庙花岗岩体位于华北陆块南缘,是熊耳山地区花山复式岩基的重要组成部分。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示,蒿坪岩体两个样品年龄为128.7±1.0Ma 和129.3±2.4Ma,金山庙岩体一个样品年龄为127.6±1.6Ma,均为早白垩世岩浆作用的产物。蒿坪岩体以发育碱性长石大斑晶为主要特征,主要组成矿物为碱性长石、斜长石、石英、黑云母和少量角闪石等,而金山庙岩体矿物组合则为碱性长石、斜长石、石英和黑云母。化学组成上二岩体均具高硅准铝、富碱高钾及富铁贫镁的特征,轻重稀土元素分馏显著,Eu异常较弱或无明显Eu异常,Eu/Eu^*为0.69~1.26,富集Cs、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、Y等高场强元素,在成因类型上可归为I型花岗岩,其中金山庙岩体经历了更高程度的分离结晶作用(D.I.=96.6~97.3),应属高分异I型花岗岩。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示,蒿坪岩体ε_Hf(t)为-10.2~-13.3,t_DM2为1.8 Ga~2.0 Ga,金山庙岩体ε_Hf(t) 为-13.3~-17.5,t_DM2为2.0~2.2Ga,表明二者的源区很可能是遭受了幔源或新生地壳改造的太华群古老基底物质。根据区域地质和全岩地球化学组成及产出动力地质背景的全面分析,表明蒿坪与金山庙岩体应形成于扬子陆块与华北陆块碰撞造山后的陆内伸展引张环境,是古特提斯构造域向古太平洋构造域转换体制下岩浆作用的产物。在成岩过程中,蒿坪和金山庙岩浆体系释放出大量富挥发组分(如F, Cl)的热液流体(特别是高分异的金山庙岩体),萃取富集了围岩中的成矿物质或是叠加改造了先期(印支期或燕山早期)形成的金矿床,使之运移至构造交汇部位规模性成矿。     

关于东天山花岗岩与陆壳垂向增生的若干认识

东天山海西期主碰撞以后形成的花岗岩可分为三个阶段：挤压．伸展转折阶段（310～285Ma）、碰撞后伸展阶段（285-250Ma）和板内阶段（250-208Ma）。这三个阶段在岩石圈厚度、等温线形态和动力学状态等方面的差异，造成了不同阶段花岗岩岩体形态、岩石组合、岩相学和地球化学等方面的差异。除了底侵以外，幔源岩浆的内侵可以造成地壳不同层次岩石的部分熔融，也是花岗质岩浆生成的重要机制和地壳垂向增生的重要方式。东天山的片麻状花岗岩有一部分是变质交代成因的，这类花岗岩的形成与碰撞后幔源岩浆的底侵和内侵有关。变质峰期后韧性剪切带中构造细粒化的岩石是形成片麻状花岗岩的最有利部位。虽然这类花岗岩多数定位于地壳较深层次，但在内侵热量的影响下也可以定位于较浅层次。康古尔韧性剪切带的形成除了构造动力作用以外，还与地壳垂向增生，尤其是内侵有着密切联系，是构造动力、岩浆活动、变质作用和流体运移等复杂反馈的结果。博格达造山带碰撞前和碰撞后岩浆岩均具有正的εNd（t）值，表明该造山带地幔早在碰撞前就已亏损，而碰撞后的地幔则继承了碰撞前地幔的亏损特征。东天山在印支期有一次重要的地壳垂向增生事件，其岩浆活动和成矿作用与古特提期洋的俯冲和随后的碰撞密切有关，因此是东天山从中亚构造体制向特提斯体制转换的产物。     

板缘向板内环境的过渡—辽河盆地古近纪玄武岩地球化学

产于辽河盆地东部凹陷的古近纪火山岩以碱性橄榄玄武岩和橄榄玄武岩为主. 岩石地球化学分析表明, 玄武岩总体富集高场强元素(HFSE), 相对亏损大离子亲石元素(LILE), 具有较明显的洋岛玄武岩(OIB)特征. 玄武岩具明显的Ba, Sr和Zr正异常, 较高的Ce/Pb, U/Pb和Zr/Hf值显示有洋壳物质的加入. 玄武岩同时具亏损的Sr, Nd, Pb同位素组成, 显示有EMI型富集地幔和亏损地幔(DMM)的加入. 结合华北东部中、新生代以来的构造环境及岩石圈演化特征, 作者认为, 本区玄武岩来源于板内软流圈地幔的上涌, 同时有来自俯冲的大洋岩石圈成分的加入, 并进一步推测华北板块东部从晚中生代板缘环境到晚新生代板内环境的转折发生于古近纪, 与太平洋板块俯冲角度的变陡有关.     

东天山雅满苏北岩体的年代学、地球化学及其构造意义

雅满苏北岩体位于新疆东天山地区的觉罗塔格晚古生代构造带.岩性为钾长花岗岩,主要矿物成分为石英(25％～40％)、条纹长石(40％ ～70％)、斜长石(10％ ～ 25％,An18 ～30)和黑云母(2％～5％).LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,该岩体侵位于中三叠世(227.90±0.47Ma),为印支中期产物.该岩体的主量元素以高硅(SiO2为74.27％～ 75.99％)、富碱(ALK为7.64％ ～8.29％)、高钾(K2O为4.37％ ～4.79％)和准铝质(A/CNK为0.96 ～ 1.00)以及较低的Ti,Ca,Fe和Mg含量为特征,属于高钾钙碱性岩花岗岩.岩体的微量元素总体富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb和Cs等和高场强元素(HFSE)Th、U、Zr和Hf,贫大离子亲石元素Ba、Sr和高场强元素Nb、Ta及Y.稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏明显,轻稀土分异明显,而重稀土分异并不显著,Eu呈现弱负异常(δEu =0.48 ～0.86).来自岩体的锆石原位Hf同位素测定结果表明,εHf(t)值变化于8.60～11.31,加权平均值为9.96±0.53(n =8),二阶段Hf模式年龄(tDM2)变化于538～711Ma.通过该岩体岩相学、地球化学及Hf同位素特征的综合研究以及该区区域构造演化表明,雅满苏北岩体是幔源岩浆底侵带来的大量热能使得新元古代新生的下地壳物质发生部分熔融的产物.结合前人的研究,笔者认为,东天山地区的印支期岩浆活动的动力来源可能与中-晚石炭世天山陆壳整体化进入板内阶段后又受到特提斯构造体制显著影响有关.