胶东文登长山南花岗闪长岩体的岩浆混合成因：闪长质包体及寄主岩石的地球化学、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素证据

胶东昆嵛山杂岩文登长山南花岗闪长岩体中广泛分布具有火成结构的闪长质包体,这些包体主要为椭圆形或纺锤形,定向排列,大小不等(几cm至几m),颜色较寄主岩深,粒度较细。包体具有与寄主岩石相似的矿物组合,但铁镁质矿物及斜长石含量明显比寄主岩石高,而石英和钾长石含量低于寄主岩石;镜下包体具有明显的不平衡反应结构,广泛发育针状磷灰石。在地球化学特征上,包体和寄主岩石部富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,并具有相近的Sr、Nd同位素组成,ISr为0．70784-0．70818,εNd为-15．0--15．5。然而,包体和寄主岩石的主量元素在相关图上呈明显的线性关系, 并且岩石学和锆石Hf同位素特征也明显表明文登长山南岩体在成岩过程中发生了镁铁质岩浆和长英质岩浆的混合作用。在岩浆混合作用过程中,全岩Sr、Nd同位素和晚期生成的矿物组成比较快速地达到了均一化,而主量元素和高温矿物锆石Hf同位素组成则残留了原始岩浆的部分特征。研究表明,锆石Hf同位素在岩浆混合作用过程中不容易达到同位素平衡,其同位素组成比全岩Sr、Nd同位素更能有效地示踪混合岩浆的源区特征和岩浆混合过程。     

内蒙赤峰地区若干主干断裂带的构造热年代学

黑里河-宋三家和西拉木仑近东西向断裂的宏观和显微组构特征均指示了右行走滑剪切；小城子-八里罕北北东向断裂显示了平面上的左行剪切和剖面上的正断式剪切。根据断裂糜棱岩中长石残斑与韧性基质在粒径上的显著差异，采用逐级破碎、逐级分选的方法，逐次剔除长石残斑。从细粒韧性基质中分选出钾长石、斜长石和黑云母，进行糜棱岩矿物内部Rb—Sr等时线定年和单颗粒黑云母的激光熔化^40Ar／^39Ar定年。定年结果显示，糜棱岩化促进了手标本尺度上的同位素均一化，造成了原岩同位素时钟的重置。定年结果表明，黑里河-宋三家断裂变形的年龄为232Ma；西拉木仑断裂右行挤压走滑的年龄为165Ma。蒙古古生代岩浆弧与华北地块北缘的碰撞拼贴，以及华北-蒙古联合地块与西伯利亚板块的碰撞拼贴的远程效应。导致了上述2期变形。小城子-八里罕断裂的左行和正断式剪切的年龄介于127～117Ma，与喀喇沁核杂岩的快速隆升时期相同。壳-幔隆升促进了中下地壳的韧性化和拆离，导致了北北东向断裂的左行和正断式剪切。     

鹤壁新生代玄武岩源区及成因: 地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据

大陆碱性玄武岩是研究大陆地幔、软流圈和岩石圈、壳幔相互作用的窗口。鹤壁碱性玄武岩为华北中部新生代玄武岩重要组成部分,其源区和成因对了解新生代期间华北克拉通中部岩石圈地幔改造提供了重要依据。鹤壁新生代玄武岩主要为碱性玄武岩,贫硅(SiO₂=45.0%~47.8%)富镁(MgO=7.3%~8.5%)和全碱(Na₂O+K₂O=4.6%~6.3%),富集轻稀土元素,轻、重稀土元素强烈分馏,无明显Eu异常。富集大离子亲石元素(LILEs)和高场强元素(HFSEs)。在原始地幔标准化蛛网图上,具有明显的Nb、Ta正异常,其中Nb/U=35~48、La/Nb=0.4~0.7、Ba/Nb=3.6~11。 全岩的Sr、Nd、Hf同位素比值分别为⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_i=0.7036~0.7044,ε_Nd(t)=+0.4~+5.4, ε_Hf(t)=+5.0~+9.7,显示鹤壁新生代玄武岩具有洋岛玄武岩(OIB)的地球化学特征和同位素组成。岩相学特征和地球化学特征表明鹤壁新生代玄武岩是软流圈地幔(>80km)小程度部分熔融形成的熔体与富集的岩石圈地幔相互作用后的结果,地壳物质混染和结晶分离作用不显著。     

地质样品Sr同位素激光原位等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)测定

Sr同位素在研究岩浆演化及其源区具有重要的示踪作用.MC-ICP-MS的出现为具有高Sr含量地质样品的激光原位Sr同位素测定变成了现实.本文利用Netpune MC-ICP-MS和193nm准分子激光联机,通过滨珊瑚、斜长石、磷灰石和钙钛矿等系列实验,建立了激光原位Sr同位素测定方法.实验结果表明,激光Sr同位素测定中Kr、Rb和稀土元素二价离子的干扰能够有效扣除,而钙聚合物的干扰在Neptune型MC-ICP-MS并不显著.不同激光参数的实验表明,大激光束斑产生更高信号强度,因而Sr同位素精度更高,同一激光束斑大小,激光脉冲频率对Sr同位素精度无明显影响.     

冀北张-宣地区后城组、张家口组火山岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素

冀北张家口-宣化地区(张-宣地区)分布着中生代后城组和张家口组火山岩.锆石的LA-ICPMS U-Pb年龄和LA-MC-ICPMS Hf同位素分析结果表明, 后城组英安岩的结晶年龄为(130±1)Ma, 为早白垩世, 而不是前人所认为的晚侏罗世.张家口组流纹岩的结晶年龄为(126±1)Ma, 也为早白垩世.后城组英安岩中锆石Hf同位素组成为ε_Hf(t)=-18.8~-25.5, Hf平均地壳模式年龄为T_DMC=2.78~2.37 Ga, 平均2.54 Ga, 与冀北分布的基底岩石Nd、Hf模式年龄相同, 考虑到华北克拉通东部地壳生长的主要时期为晚太古代, 我们初步认为后城组粗安岩可能主要来源于晚太古代地壳物质的重熔作用; 而张家口组流纹岩中锆石Hf同位素组成为ε_Hf(t)=-15.1~-18.5, Hf平均地壳模式年龄为T_DMC=2.34~2.13 Ga, 明显比后城组火山岩年轻.张家口火山岩来源于太古代的地壳物质和部分幔源物质混合.这些年代学数据和锆石Hf同位素表明张-宣地区大面积的后城组和张家口组火山岩是华北克拉通东部晚中生代岩石圈强烈减薄作用的结果.      

地壳硅质岩浆演化的动力学机制SCIEI北大核心CSCD

硅质岩浆的成因及演化机制研究是认识大陆地壳成分结构演化机制的关键途径。地壳硅质岩浆储库的基本性质及其演化的动力学过程是制约硅质岩浆演化及其多样性的根本原因,也是受到广泛关注的前沿和热点问题。本文总结了硅质岩浆储库的基本性质及其演化机制研究的相关进展,重点探讨了岩浆体系演化的动力学机制,即其物质成分及温度压力条件的动态演化过程,亦即岩浆储库在补给驱动下的存留、活化、分异、喷发过程。经由累积生长的方式形于地壳浅部的硅质岩浆储库以晶粥为主要赋存形式,具有较低的温度压力范围和高硅高结晶度高粘度的特征。岩浆储库的基本性质导致其自身不具有持续演化的能力,只有在基性岩浆补给的驱动下才能长时间存留分异或快速活化喷发。基性岩浆的补给及其携带的热及流体/挥发份深刻地改变了岩浆储库的物质成分及物理条件,是导致硅质岩浆分异演化或喷发的根本原因。本文还结合研究进展探讨了东南沿海地区中生代火山-侵入岩的成因演化机制及相关问题。     

辽东半岛中生代花岗质岩浆作用的年代学格架

辽东半岛是我国东部中生代花岗质岩石较为发育的地区。传统观点认为,该区花岗岩以三叠-早中侏罗世（印支-早燕山期）为主。采用SHRIMP、TIMS和LA—ICPMS三种方法,对60余个样品中的锆石进行了U—Pb同位素年代学测定。根据这些资料,目前可以将该区中生代花岗质岩浆作用划分为3个阶段：三叠纪（233～212Ma）、侏罗纪（180～156Ma）和早白垩世（131～117Ma）。与以前认识不同的是,区内的花岗质岩石以早白垩世为主。对比华北地台其它地区中生代岩浆作用的年代学格架发现,三叠纪一侏罗纪花岗岩主要出现在华北东部,而早白垩世花岗岩在全区均较发育,这一分布特征为探讨华北中生代地质演化提供了重要信息。     

河西走廊晚泥盆世地层中冥古宙碎屑锆石的发现

河西走廊地区晚泥盆统中宁组地层中,利用LA-ICP-MS法测年获得了3.9Ga和4.0Ga两颗碎屑锆石,其Th/U依次为1.01和0.58,均为岩浆锆石。两颗锆石稀土元素呈轻稀土(LREE)亏损、重稀土(HREE)富集,均具有Ce正异常,其中4.0Ga锆石具有Eu负异常,3.9Ga锆石无Eu负异常。利用锆石中⁴⁹Ti的含量计算原岩岩浆温度分别为792±36℃(3.9Ga)和967±45℃(4.0Ga)。3.9Ga锆石获得原位Hf同位素结果,¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf_i=0.280169,ε_Hf(t)=-3.6,t_DM=4139Ma, t_DM^C=4319Ma。这两颗>3.9Ga碎屑锆石为西北地区首次发现,其微量元素特征说明在冥古宙时地球上可能存在地壳;结合前人古生物和古地磁研究结果,说明河西走廊在晚泥盆世时同澳大利亚西北部可能具有亲缘性。     

记载了早中生代壳幔演化的赤峰-凌源地质走廊

本文从内蒙赤峰至辽西凌源南北近200km的地质走廊中,选择早中生代(237～206 Ma)形成不同深度、不同产状的8种火成岩作为研究对象,探讨早中生代华北克拉通北缘的地质演化.这8种岩石包括:火山岩、岩墙群和闪长岩、碱性花岗岩、碱性杂岩、镁铁质麻粒岩、堆晶岩及其捕获的地幔岩包体.研究表明,在底侵作用的背景下,华北早中生代发生了强烈的壳幔相互作用和岩石圈地幔富集过程,伴随早中生代大陆地壳的增生和深部结构的调整,地表相应出现快速的差异抬升和剥蚀.     

岩浆储库的活化：以浙江西部马头石英二长岩为例

东南沿海地区发育大量早白垩世晚期到晚白垩世早期的碱性岩,主要为石英正长岩和石英二长岩。然而,这些岩石的成因一直都存在争议。为了明确这些岩石的成因,本论文选择了浙江西部的马头岩体进行研究,分析了其中石英二长岩全岩主微量元素组成和矿物相特征,并结合锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素、锆石微量元素、磷灰石微量元素和斜长石电子探针等技术对其进行了详细研究。锆石U-Pb定年结果显示,马头岩体形成于100±1Ma,属于早白垩世晚期岩浆活动产物。野外观察发现,马头岩体中发育大量的闪长质暗色包体。马头石英二长岩中的锆石ε_Hf(t)(-10.4～-0.4)变化极大,表明其是由古老陆壳来源的酸性岩浆与地幔来源基性岩浆混合所形成。马头岩体中的锆石结构十分复杂,在CL图像上普遍显示出黑色的核部、白色的幔部以及黑色的边部。最早期的黑色锆石核部具有相对高的Th、U、Hf含量,变化较大的Eu/Eu^*(0.5～0)、Zr/Hf (40～70)和Th/U比值、Ti含量,表明它们结晶自地壳中的演化程度较高的低温且结晶度较高的硅质岩浆储库。白色的幔部锆石具有低的Th、U、Hf含量...