中国北方中生代富碱侵入岩钕、锶、铅同位素特征及其意义

本文根据作者近些年来对中国北方中生代富碱侵入岩钕、锶、铅同位素研究并结合前人工作得出 :在华北地台区富碱侵入岩的εNd(t)均为负值 ;而兴蒙地槽区的εNd(t)则全为正值εNd(t) εSr(t)图解上 ,前者投影点主要落在了富集地幔演化趋势线附近 ,而后者投影点主要落在了亏损地幔演化线附近。在地球不同区域铅模式图上 ,地台区钾长石铅投影点大部落在了地幔演化线附近 ,而地槽区的则落在了地幔与造山带演化线之间。以上事实说明华北地台区富碱侵入岩的物质来源与富集地幔关系密切 ,而地槽区的则与亏损地幔关系密切。同时也揭示出中生代华北地台区上地幔具有富集性 ,而兴蒙地槽区上地幔则具亏损性。     

华北克拉通火成碳酸岩时空分布和锶钕同位素特征及其地质意义

已有的研究得出：华北克拉通火成碳酸岩在时间上主要形成于古元代末—中元古代初、早中生代和晚中生代3个时段,反映了华北克拉通演化历史上3个拉张阶段。在空间上,前两个拉张阶段形成的火成碳酸岩分布在华北克拉通的北缘和南缘;后一个拉张阶段形成的火成碳酸岩分布在克拉通的中部和东部。华北克拉通火成碳酸岩的钕同位素主要特征是εNd(t )全为负值,而且随时间由老到新负值趋于降低。在εNd(t )-I Sr图解上,其投影点都落到了第3和第4象限,除莱芜—淄博地区火成碳酸岩外,其它都在富集地幔演化线附近,而且从老到新富集程度越来越高。推测华北克拉通火成碳酸岩形成的深部动力学机制可能是：在热地幔柱活动或周边板块向华北板块俯冲之后华北克拉通构造环境转变为伸展拉张环境,因压力减小而引起地幔部分熔融形成的碱性基性—超基性岩浆或碱性中性岩浆沿区域深断裂上侵,又经分异作用冷凝结晶形成杂岩体,火成碳酸岩是这些碱性岩浆演化晚阶段的主要产物。部分火成碳酸岩可能是从上地幔低程度部分熔融形成的碳酸岩浆直接上侵冷凝结晶而成。     

河北矾山钾质碱性超镁铁岩-正长岩杂岩体的锆石SHRIMP U-Pb年龄

作为华北陆块北缘的碱性岩体之一,河北矾山钾质碱性超镁铁岩-正长岩杂岩体赋存着中国最大的内生磁铁矿-磷灰石矿床。关于其形成时代,已经发表的K-Ar、Rb-Sr和Sm-Nd法定年结果差别较大,因此需要采用更精确的定年方法限定岩体的形成时代。通过对矾山杂岩体的辉石正长岩样品进行SHRIMP锆石U-Pb定年,得到了218±2Ma的结果。由于定年样品取自构成矾山杂岩体主体、形成最晚的第三岩相带,这个年龄限定矾山杂岩体形成于晚三叠世。现有的锆石U-Pb年代学资料表明,晚三叠世侵入岩在华北陆块北缘、东缘、南缘普遍存在,成为中国东部晚三叠世构造-岩浆活动的显著特征之一。     

天津蓟县孙各庄碱性杂岩体年代学和岩石地球化学特征

通过对天津蓟县孙各庄碱性杂岩体开展系统的主量、稀土和微量元素岩石地球化学研究和高精度的锆石SHRIMP U-Pb测年研究,厘定岩体的形成时代,全面认识该区碱性岩浆活动的性质、物质来源和构造背景,并探讨其重要的地质意义。研究表明:孙各庄碱性杂岩体中正长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为(225.6±1.1)Ma,形成于晚三叠世,为印支期碱性岩浆活动的产物。岩体主要岩石类型为碱性正长岩和正长辉石岩:前者高Al,富碱,贫Ca、Mg和Fe,为铝过饱和岩石;后者富碱,高Ca、Mg、Fe;均属于碱性-强碱性岩石,且相对富K。稀土元素总量高,轻、重稀土元素分馏明显,具极微弱的负Eu异常。微量元素富集大离子亲石元素Sr、Ba和轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm,相对亏损高场强元素Nb、Ta、Hf和Th,正长辉石岩富集过渡族元素Cr、Ni和Co。由此表明:孙各庄碱性杂岩体形成于由挤压向伸展转变的引张型后碰撞构造环境,其岩浆物质来源与富集地幔相关,进而推测华北克拉通北缘早中生代岩石圈地幔具富集性。综合对比研究结果显示,华北克拉通北缘早中生代碱性岩浆活动的时间为238～220Ma。华北克拉通早中生代大规模的碱性岩浆活动可能与华北克拉通的破坏特别是岩石圈减薄具有相同的深部地球动力学背景。可以认为:华北克拉通北缘印支期碱性岩体的侵位时代238～220Ma可能代表华北克拉通岩石圈伸展减薄的起始时间,而且,岩石圈伸展减薄是从华北克拉通北缘西部开始的。     

燕辽-阴山三叠纪碱性侵入岩年代学和Sr,Nd, Pb同位素特征及意义

燕辽－阴山地区 １５个碱性岩体同位素年龄的变化范围为 １９０～２６８ Ｍａ,其中 １０ 个年龄在 ２０８～２５０ Ｍａ之间,指示出它们主要形成于三叠纪． ε_（Ｎｄ）（ｔ）,ε_（Ｓｒ）（ｔ）和Ｉｓｒ（ｔ）初始值 变化范围分别为－３．２１～１７．１９, １１．７～７１．５和 ０．７０５ ０～０．７０９ ３,平均值依次是－７．０９, ３６．６３和 ０．７０６ ８,反映出它们的富集性质．在ε_（Ｎｄ）（ｔ）－ ε_（Ｓｒ）（ｔ）相关图中,这些岩石的投影点 均落在富集地幔演化趋势线内及其附近,并具有地幔铅的同位素组成,表明它们与富 集地幔储库物质关系密切．     

阿拉善断块富碱侵入岩岩石地球化学和Nd、Sr、Pb同位素特征及其意义

阿拉善断块富碱侵入岩具有硅过饱和(出现石英,w(SiO2)=62.01%~67.28%)、准铝(w(Al2O3)=12.20%~16.83%)、富碱(w(Na2O) +w(K2O) = 11. 14% ~ 14. 18%,里特曼指数σ= 6. 40 ~ 8. 65)、富钾(w(K2O)/w(Na2O)=1.01~1.79)和低铁、镁的特征。总稀土较高,稀土配分曲线呈陡右倾模式。微量元素强烈富集LILE和LREE,相对亏损Nb、Ta、Ti 和P。上述特征以及低钕(ε(Nd,t) = - 7. 3 ~ - 9. 4)高锶(ε(Sr,t)=+53.9~+99.9)的同位素特征反映物质来源主要与富集型上地幔有关,但受到不同程度壳源物质的混染作用。Nd、Sr、Pb联合示踪表明阿拉善断块富碱侵入岩与华北断块北缘印支期富碱侵入岩带具有相似性,但不同于塔里木北缘富碱侵入岩。结合时空分布、同位素组成以及所处的构造动力学体系等因素将阿拉善断块富碱侵入岩和燕辽—阴山印支期富碱性侵入岩带划归为同一印支期富碱性侵入岩带。指出至少到晚古生代—印支期时阿拉善断块已经与华北断块构成了一个整体。     

华北北部在古亚洲域与古太平洋域构造叠加过程中的地质作用

华北北部处于古亚洲域与古太平洋域构造叠加部位,晚古生代末-中生代初正处在2个构造域叠加的重要时期.将通过地表和深部地质作用的耦合来论证这一时期处于岩石圈调整、热界面抬升、地壳伸展的初始阶段.在此基础上对印支运动提出新的认识.     

华北克拉通北部古-中元古代富碱侵入岩的Nd、Sr、Pb同位素地球化学：岩石圈地幔富集的证据

华北克拉通北部古-中元古代富碱侵入岩主要分布在燕辽三叉裂堑系和辽吉拗拉谷中及附近,为一套高碱高钾的基性-中性岩,以正长岩类为主。本文通过开展系统的 Nd、Sr、Pb 同位素研究,发现所有岩体岩石均以高负ε_(Nd)(t)为特征,ε_(Nd)(t)=-3.4～-7.5,平均值为～4.8,这与研究区古-中元古代基性-超基性岩石的 Nd 同位素特征(ε_(Nd)(t)=-4～-8) 一致,与燕辽裂堑系发育的偏碱性火山岩 Nd 同位素特征(ε_(Nd)(t)=-4.3～-8.9)也比较相似,表明它们的物质来源相似,都与富集地幔有关。Sr 同位素初始比值(~(87)St/~(86)Sr)_i比较低,主要变化在0.7028～0.7053之间,平均值为0.7041。钾长石铅同位素组成普遍较低,~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)pb/~(204)Pb、~(208)Pb/~(204)Pb 比值变化范围(梁屯-矿洞沟岩体除外)分别为14.500～15.70l、14.887～15.150和34.178～36.537,平均值分别为14.968、14.984和35.057。在ε_(Nd)(t)-ε_(Sr)(t)图解上,所有岩体的投影点均在地幔演化趋势线附近,比较接近 EMI 型富集地幔端员,暗示它们的物质来源与 EMI 型富集地幔有关;钾长石 Pb 同位素模式图也说明这些岩体物质来源与地幔和下地壳有关。通过两端员混合模拟,揭示了岩浆演化过程中存在少量的下地壳物质混染,平均约14%左右。从2.5Ga 左右开始华北克拉通岩石圈地幔的亏损程度逐渐变小,在2.2Ga 左右局部呈现富集性特征,1.85Ga时整个岩石圈地幔已经完全转变为富集性,之后富集程度越来越高。推测早期俯冲携带的壳源物质以及后期地幔流体的交代作用可能是岩石圈地幔逐渐转变为富集性的原因。     

构造体制转折是岩石圈尺度的行为

试将华北中生代的构造-岩浆演化划分为3个阶段：早中生代岩石圈结构的深部调整和底侵作用；中晚侏罗世的断块差异隆升和火山喷发；早白垩世的地壳伸展和岩石圈减薄。据此说明构造体制转折是一个渐变的过程，其动力来源应与岩石圈地幔乃至软流圈的运动相联系。因此，转折的过程应从深部开始，不同深度的响应必然有一个滞后效应。构造体制转折的标志也应是多方面的，其构造格局的转化是首位的，而且应从全球角度探讨它们的背景。