松潘-甘孜地区三叠系碎屑沉积岩地球化学特征及其锆石年龄研究

松潘—甘孜地块地处中国西南部,是中国大陆构造中重要的基本构造单元,三叠系碎屑沉积岩广泛分布,本文对松潘—甘孜地块的三叠系碎屑沉积岩4个样品的稀土元素及锆石U_Pb地球化学特征进行了系统研究。4个样品的稀土元素分布型式特征非常接近,这表明松潘—甘孜地区的三叠系碎屑沉积岩具有相同的来源。明显的轻、重元素分馏和铕异常则表明碎屑岩源区地壳内有较的深熔作用。锆石Th/U比和阴极发光表明它们基本上来自岩浆岩物源区。SHRI MP结果显示206Pb/238U年龄集中在200~1000Ma和1600~2400Ma,其中1600~2400Ma的锆石年龄记录了扬子克拉通基底的形成事件;200~1000Ma的锆石年龄反映了青白口纪及东吴运动期间扬子克拉通强烈的岩浆活动。此外,中三叠世末期秦岭造山带全面隆升成山,也阻断了华北克拉通为该区提供碎屑沉积岩的可能,因此,松潘—甘孜地区的三叠系碎屑沉积岩来源于杨子克拉通。     

新疆哈密香山西铜镍-钛铁矿床系同源岩浆分异演化产物——矿相学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学证据

香山西岩体是东天山地区发现的唯一的一个铜镍-钛铁复合型含矿岩体,前人对香山西铜镍-钛铁矿床成因认识一直存在争议。本次通过矿相学研究结合电子探针分析,在香山西铜镍矿石中发现了铜镍硫化物与钛铁氧化物共生的现象,并首次测定了香山西钛铁辉长岩的SIMS锆石U-Pb年龄为278.6±1.8Ma(MSWD=1.2),与前人测得香山中岩体角闪辉长岩的锆石U-Pb年龄基本一致,证实了香山西铜镍矿与钛铁矿为共生关系,两者空间上渐变过渡。岩石地球化学研究表明,香山岩体(包括钛铁辉长岩)为同源岩浆经结晶分异作用形成的一套镁铁-超镁铁质岩体,具有拉斑玄武质岩浆分异演化趋势,并且经历了与地壳物质的混染。与中段和东段岩石相比,香山西辉长岩类具有相对高的REE、SiO₂(平均48.99%)、K₂O+Na₂O(平均3.43%)、TiO₂(平均1.26%)和明显低的Mg^#值(平均62.4),表现出分异演化程度高于中段和东段。经反演得出香山岩体原始岩浆含MgO约10%,FeO约9%,TiO₂约1.14%,与同一成矿带内其它含铜镍矿岩体原始岩浆成份相近,应为 普通的拉斑玄武质岩浆。因此,香山西钛铁矿床的形成机制可能是由普通的拉斑玄武质岩浆,经历了较高程度的分异演化导致钛铁氧化物在残余岩浆中逐步富集,岩浆在上升侵位过程中与地壳物质的混染,不仅促使了岩浆中硫化物的饱和,同时提高了岩浆体系的氧逸度,进而促使了钛铁氧化物结晶沉淀。对香山西钛铁矿床成因研究的启示意义在于,除我国攀西地区高钛的玄武质岩浆外,普通的拉斑玄武质岩浆,在有利的分异演化条件下(如初始低氧逸度、相对高度的分异演化、后期与地壳物质混染)也有可能形成大型钛铁矿床。     

新疆北山地区旋窝岭镁铁-超镁铁岩体的年代学、岩石矿物学和地球化学研究

新疆北山地区的旋窝岭岩体侵位于下石炭统红柳园组变质砂岩中,辉长岩的锆石SIMSU-Pb定年结果为260.7±2.0Ma,晚于区域上其它岩体的成岩年龄。该岩体由橄榄岩、橄长岩、橄榄辉长岩和辉长岩组成,岩石较新鲜,具有典型的包橄结构和辉长结构,各岩性中均可见斜长石,而斜方辉石仅在辉长岩中出现。橄榄石的Fo值在80～85之间,NiO含量介于0.1%～0.2%之间;单斜辉石主要为普通辉石和透辉石,斜方辉石为古铜辉石。这些镁铁质矿物和斜长石成分与全岩的地球化学特征具有很好的相关性,说明该岩体母岩浆的演化过程主要受控于结晶分异作用。全岩的MgO含量在9.5%～21.8%之间,具有平坦的稀土配分型式和正Eu异常以及微量元素Nb、Zr、Hf的负异常等。因此,旋窝岭岩体可能是在北山裂谷形成过程中由于岩石圈地幔高程度部分熔融形成的高镁玄武质岩浆分异演化的产物,具有一定的铜镍硫化物矿床的成矿潜力。     

壳源碳酸岩特征、成因及意义

自1999年Lentz David R.重新提出碳酸岩壳源成因以来,已有越来越多壳源成因碳酸岩实例的报道。本文对近二十年来发现的壳源成因碳酸岩的时空分布、产出特征、岩石矿物学特点、地球化学特征以及成因机制进行了总结,对该类碳酸岩成因研究的意义和研究方向进行了展望。壳源碳酸岩在空间上均分布于造山带内部,并以克拉通边缘的造山带为主,在特提斯造山带和中亚造山带中分布最为集中;时代上从元古代到新生代均有发育,不同时代的岩体在地球化学组成上有所差异;其围岩多为经历过高级变质的花岗片麻岩和大理岩组成的混合岩;成分上多为钙质,微量元素具较弱的轻重稀土分异,显著的Eu、Nb、Ta、Zr和Hf负异常及Pb和Sr正异常,Sr-Nd同位素组成介于球粒陨石和大陆地壳演化线之间,C-O同位素介于原生碳酸岩浆与沉积碳酸盐岩之间。这些特征在一定程度上异于克拉通内的碳酸岩,而多与造山带内的碳酸岩相似。实验岩石学工作揭示方解石和白云石在地壳深度、温度低至650℃以及有足够多水参与的情况下可发生部分熔融而形成碳酸盐岩浆,而高级区域变质作用过程中释放的变质流体或热液卤水有助于碳酸盐矿物的部分熔融。这种方式形成的碳酸岩在矿物组合及某些地球化学特征方面与其母岩大理岩、灰岩或白云岩具有相似性。因此,鉴于壳源碳酸岩规模较小且多与其母岩共存,厘定是否发生过部分熔融尚存在一定难度,其成因机制亦存在较多争议。壳源碳酸岩浆的成因机制包括中酸性侵入体引起碳酸盐岩熔融、基性岩浆高温热流引起碳酸盐岩熔融、强烈区域变质作用造成碳酸盐岩部分熔融和大理岩深熔作用。壳源成因碳酸岩的发现对以往碳酸岩成因上的疑惑给出了合理解释,亦对主流的碳酸岩幔源成因观点提出了挑战;对碳酸岩用于反演地幔演化、深部碳循环乃至板块俯冲提出了质疑,亦为探索造山过程、变质作用、地壳深熔作用及碳酸岩成矿多样性提供了重要的研究窗口。

     

塔里木北缘与碱性岩有关的稀有—稀土矿床成矿作用研究

塔里木克拉通北缘是我国重要的稀有—稀土金属成矿带,近年来稀有—稀土矿床勘查工作不断取得重大进展,相继勘查和发现了瓦吉里塔格、波孜果儿、依兰里克、阔格塔格、且干布拉克和上户等多个稀有—稀土矿床,使该地区成为我国重要的大型稀有—稀土矿床后备基地。这些稀有—稀土矿床普遍赋存于碱性岩或碱性碳酸岩中,规模多数达到大中型,品位较高。然而,对该区的稀有—稀土矿床的研究程度普遍很低,成矿环境和成矿规律认识不清,缺乏综合性的总体研究。文章在已有的研究成果基础上,结合笔者研究小组近3年的大量野外调研和室内的综合研究,综述了塔里木克拉通北缘主要稀有—稀土矿床的地质特征、分布规律和矿化类型。根据碱性岩形成的不同构造环境将与碱性岩有关的稀有—稀土矿床划分为3种构造类型,即活动陆缘型、板边型和板内型;根据矿化类型将该区矿床进一步划分为与超基性—碱性杂岩有关的稀土矿床、碱性正长岩型稀土—铌-钽-锆矿床、碱性花岗岩型稀土—铌-钽-锆矿床和碱性伟晶岩型稀土—铌-钽-锆矿床4个亚类。在对典型矿床研究的基础之上,初步讨论了研究区碱性岩有关的稀有—稀土矿床的成矿动力学背景、地球化学特征和成矿动力学过程,认为该碱性岩带形成于造山拉张性的构造环境。     

塔里木北缘与碱性岩有关的稀有—稀土矿床成矿作用研究

塔里木克拉通北缘是我国重要的稀有—稀土金属成矿带,近年来稀有—稀土矿床勘查工作不断取得重大进展,相继勘查和发现了瓦吉里塔格、波孜果儿、依兰里克、阔格塔格、且干布拉克和上户等多个稀有—稀土矿床,使该地区成为我国重要的大型稀有—稀土矿床后备基地。这些稀有—稀土矿床普遍赋存于碱性岩或碱性碳酸岩中,规模多数达到大中型,品位较高。然而,对该区的稀有—稀土矿床的研究程度普遍很低,成矿环境和成矿规律认识不清,缺乏综合性的总体研究。文章在已有的研究成果基础上,结合笔者研究小组近3年的大量野外调研和室内的综合研究,综述了塔里木克拉通北缘主要稀有—稀土矿床的地质特征、分布规律和矿化类型。根据碱性岩形成的不同构造环境将与碱性岩有关的稀有—稀土矿床划分为3种构造类型,即活动陆缘型、板边型和板内型;根据矿化类型将该区矿床进一步划分为与超基性—碱性杂岩有关的稀土矿床、碱性正长岩型稀土—铌-钽-锆矿床、碱性花岗岩型稀土—铌-钽-锆矿床和碱性伟晶岩型稀土—铌-钽-锆矿床4个亚类。在对典型矿床研究的基础之上,初步讨论了研究区碱性岩有关的稀有—稀土矿床的成矿动力学背景、地球化学特征和成矿动力学过程,认为该碱性岩带形成于造山拉张性的构造环境。     

松潘-甘孜地块三叠系砂岩的地球化学特征及其意义

松潘-甘孜地块位居中国西南部,北邻华北地块,西与青藏高原毗邻,东南缘与扬子地块相连.该区出露的巨厚层砂岩SiO2含量变化范围大为48.64%～71.77%,稳定元素（Al2O3,Fe2O3,MnO）与不稳定元素（MgO,K2O,Na2O）基本持平,CIW值较低;La/Co值集中于3.0～4.5,Th/Co集中于1.0～1.5,La/Th值集中于2.7～3.1,Th/U值均大于4.0,轻稀土元素含量大于重稀土元素含量,具Eu负异常,稀土元素分布形态与上地壳一致;锆石的U-Pb年龄集中分布于1500～1900Ma、700～900Ma、200～400Ma,与扬子地块、南秦岭的岩浆活动相一致.分析表明松潘-甘孜地块具有稳定的物源区,主要以扬子地块为主;其碎屑母岩应主要源自上地壳,以长英质成分为主.松潘-甘孜地块在三叠纪时期处于大陆岛弧环境,周边地区基本处于稳定状态,没有大规模构造运动和岩浆活动,扬子地块向华北地块的俯冲明显减弱或可能已经停止,秦岭造山运动基本已经完成.     

MC-ICP-MS锂同位素溶液分析技术与应用

Li同位素是一种新兴的非传统稳定同位素示踪工具,在地质学、地球化学研究中具有广阔的应用前景.目前,Li同位素溶液分析技术主要采用热电离质谱仪(TIMS)和多接收电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS),与TIMS相比,MC-ICP-MS具有分析精度高、样品量少、测试速度快等诸多优点.本研究团队近年来建立了MC-ICP...     

中天山地块科马提质超镁铁岩体的发现：新疆峡东岩体

新疆和甘肃交界处的峡东岩体是以纯橄岩为主的超镁铁质杂岩体,经过全岩主量元素分析和橄榄石的探针分析,发现纯橄岩具有很高的MgO含量(36%~39%),橄榄石的镁值（Fo值）在90~96之间。通过反演原始岩浆成分的方法得到原始岩浆中MgO=28%、FeO=9%,属于科马提质岩浆。通过模拟初始岩浆的结晶分异过程,峡东岩体是科马提质岩浆发生高程度结晶分异的产物。利用MELTS软件计算原始岩浆的演化过程,得到初始岩浆的液态温度为1703℃,在1649℃和1555℃时分别开始结晶铬尖晶石和橄榄石,在1093℃开始结晶单斜辉石,这一结晶顺序与峡东岩体的矿物组合是一致的,也说明峡东岩体是科马提质岩浆高度结晶分异的产物。通过计算得到初始岩浆为原始地幔发生24%的高度部分熔融形成,如此高程度的部分熔融是否与地幔柱有关还有待进一步研究。鉴于橄榄石中的Ni含量未发现有与硫化物发生交换反应的证据,因此对于其铜镍硫化物成矿条件是不利因素,其他控制硫化物熔离的因素还需要进一步探讨,但铬尖晶石充分结晶分异为发育铬铁矿矿化提供了有利的条件。     

京北云蒙山变质核杂岩南东侧剥离断层带的构造热演化

以云蒙山变质核杂岩东侧的河防口低角度正断层为研究对象,通过矿物(黑云母)的变形特征和形成环境分析,获得了该断层带上的构造热演化环境:温度为780-860℃,压力约为7.3×108-8．6×108Pa。提出云蒙山变质核杂岩的成因机制是,在区域伸展背景下,处于半固结状态的云蒙山花岗岩在东南侧卷入河防口-水峪伸展型韧性剪切带,使花岗岩发生中高温条件的韧性变形;之后,该韧性剪切带在隆升过程中不断向浅层次过渡,形成了一些浅层次的脆性伸展变形构造。