铜陵地区朝山矽卡岩型金矿床及含矿岩体的成因:40 Ar/39 Ar年龄、元素地球化学及多元同位素证据

位于铜陵地区狮子山矿田的朝山金矿是长江中下游成矿带少有的矽卡岩型独立金矿床,成矿与白芒山辉石闪长岩有关,绝大多数金矿体产于白芒山辉石闪长岩与中三叠统南陵湖组灰岩的接触带上.辉石闪长岩中三个角闪石单矿物样品的40Ar/39Ar激光阶段加热分析给出了很好的坪年龄,年龄值介于139.7±0.3～138.3±0.6Ma(2σ),代表白芒山岩体冷却到500～550℃(氩同位素在角闪石中的封闭温度)的年龄.根据角闪石40Ar/39Ar年龄和前人获得的SHRIMP锆石U-Pb年龄(142.9Ma)以及Ar同位素和U-Pb体系在角闪石和锆石中的封闭温度,计算出白芒山岩体冷却速率大约为100℃/Ma.由于氢同位素在角闪石中的封闭温度与朝山金矿的成矿温度非常接近,因此,上述40Ar/39Ar年龄可以代表朝山金矿的成矿年龄.白芒山辉石闪长岩具有富碱、高钠、准铝质、富集轻稀土元素和大离子亲石元素、亏损重稀土元素和高场强元素的地球化学特点,其Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)I=0.706598～0.707460,εNd(t)=-7.78～-8.12)与铜陵及邻区同时代或稍晚时候的辉长岩和玄武岩非常相似.以上地球化学和Sr-Nd同位素特征暗示白芒山辉石闪长岩起源于富集岩石圈地幔的部分熔融,并经历了一定程度的分离结晶和地壳混染作用.矿石矿物的硫同位素组成(δ34S= 6.2‰～ 9.3‰)呈偏离零值的塔式分布,富集34S,可能是岩浆硫与中石炭统和/或中三叠统膏盐层混合的产物.矿石中脉石矿物方解石的C-O同位素与矿区三叠系海相碳酸盐明显不同,而与地幔原始碳酸岩相似,反映成矿流体中碳(主要是CO2的形式)的来源以深源为主,与含矿岩体成因研究得出的认识一致.对区域成岩成矿年代学及岩浆活动与成矿作用特点的分析认为,朝山金矿形成于岩石圈伸展的构造背景;强烈的岩石圈伸展及玄武质岩浆底侵为铜陵矿地区大规模岩浆活动及成矿作用提供了必要的动力学环境,也为成矿作用带来了丰富的热能、流体及金属成矿元素.     

周口店岩体热动力构造及定位机制研究

周口店岩体是一个具有两次侵入活动的复式岩株。根据与侵入体协调一致的围岩构造、岩体的流动构造、捕虏体应变测量、岩体西北缘强变形带特征及小型韧性剪切带研究,表明周口店岩体是一个典型的斜向底辟侵入、类热气球膨胀模式的岩体。岩体西北缘强变形区的“片麻状构造”是岩桨脉动形成的挤压片理(S),不是原生流动构造;岩体西北部小型韧性剪切带的剪切片理(C)晚于挤压片理(S)。它们都是岩桨脉动底辟侵入的产物。这一结论由韧性剪切带中石英组构分析得到验证。     

火山喷发机制、气候效应及火山地球工程

火山是地球内部与表层系统连接的纽带,是地球充满生机活力的体现.减轻大型火山喷发对全球气候和环境的影响是地球科学的重大研究主题.提出探索岩浆储库的累积组装和演变规律,研究火山喷发的触发机制,聚焦地球内、外层圈的相互作用,认识火山活动与全球气候和表层环境变化的互馈关系,构建火山地球工程的理论体系和技术框架,是减轻火山灾害对全人类不利影响的关键.其中,基于岩浆动力学和火山学的岩浆通道系统研究,将会为火山活动的预测和监测提供新的理论依据.火山活动的影响是全球性的.所以,我们要抢占先机,在深化火山喷发机制理论研究和构建减轻火山灾害影响的工程技术体系等方面有所作为.      

东昆仑造山带索拉沟地区三叠纪赞岐质闪长岩的成因机制及其对古特提斯造山作用的启示

具有特殊成因机制的赞岐岩是探究深部岩浆动力学过程与区域构造演化的重要岩石探针之一.以东昆仑索拉沟地区赞岐质闪长岩为研究对象,开展系统的岩石学、年代学、元素地球化学和Lu-Hf同位素分析,厘定其岩石成因,揭示其对古特提斯造山作用的启示.锆石U-Pb年代学分析表明,索拉沟闪长岩形成于中三叠世（~243 Ma）.岩石具有较低含量的SiO₂（50.26%~57.40%）,较高的全碱成分（Na₂O+K₂O=3.5%~6.3%）、MgO（6.0%~7.1%）和Mg#值（50.1~60.9）,属于高镁钙碱性准铝质岩石.索拉沟闪长岩具有较高的Sr（622×10-6~1 041×10-6）、Cr（30×10-6~161×10-6）和Ni（19×10-6~79×10-6）以及中等的Y（7.6×10-6~24.3×10-6）和Yb（0.62~1.87）含量,与典型的高镁安山质赞歧岩成分类似.岩石富集轻稀土和大离子亲石元素（如Rb、K和Pb）,亏损高场强元素（如Ta、Nb和Zr）,具有弧岩浆岩的化学属性.Lu-Hf同位素研究揭示,索拉沟闪长岩起源于富集岩石圈地幔（ε_Hf（t）=-2.4~-0.4,T_DM=0.89~0.99 Ga）.岩石成因分析表明,东昆仑索拉沟中三叠世赞岐质高镁闪长岩形成于陆缘弧背景,岩浆起源于富集岩石圈地幔,且岩浆经历了以角闪石和黑云母为主的分离结晶作用.中三叠世是东昆仑造山带古特提斯洋壳俯冲和地体碰撞的构造转换阶段,索拉沟赞岐质高镁闪长岩可能是俯冲作用结束时板片断离的岩浆响应.      

华北克拉通东南缘皖北地区发现~1.82 Ga斜长角闪岩

正1研究目的(Objective)华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一,位于其东南缘的皖北地区早前寒武纪地质体主要由太古宙—古元古代的变质岩系(霍邱岩群、五河岩群)和古元古代变质侵入体组成;但因被青白口纪以来的沉积盖层所掩盖,地表露头少见,仅在蚌埠—凤阳—五河等地零星出露。近年来,较多研究认为皖北地区应为古元古代胶—辽—吉活动带的南延部分,具有与胶—辽—吉活动带相同的构造背景。本文报道了皖北地区新发现的古元古代斜长角闪岩,为华北克拉通东南缘的构造演化研究提供了依据。     

华北克拉通南缘蓝田和牧护关花岗岩体：LA-ICPMS锆石U-Pb年龄及其构造意义

蓝田和牧护关花岗岩体位于华北克拉通南缘、东秦岭西北端,同时地处大兴安岭-太行山重力梯度带西侧,准确限定其侵位时代对于正确理解华北克拉通岩石圈减薄的时空分布特征及东、西秦岭中生代岩浆作用的时空分布均具有重要意义。蓝田岩体主要由巨斑状二长花岗岩和中细粒二长花岗岩组成,牧护关岩体主要由花岗闪长岩、二长花岗岩和富黑云母花岗岩组成。对其中主体岩性的锆石LA—ICPMSU—Pb定年结果表明,蓝田和牧护关岩体的侵位时代分别为（154±1）Ma和（151±2）Ma,说明它们是燕山期（晚侏罗世-早白垩世）岩浆活动的产物。蓝田-牧护关岩体以西的西秦岭广大地区印支期岩浆岩分布广泛,但迄今为止尚未发现燕山期岩浆活动的证据,相反在蓝田一牧护关岩体以东的华北克拉通南缘和东秦岭地区,燕山期侵入岩十分发育。秦岭造山带中生代花岗岩类侵位时代的系统差异表明,东秦岭和西秦岭自晚侏罗世以后受不同的构造背景控制。一般认为,西秦岭印支期岩浆岩与扬子和华北板块的碰撞拼合有关,而东秦岭燕山期岩浆岩则与华北克拉通岩石圈减薄或太平洋板块向欧亚大陆的俯冲有关。因此,蓝田和牧护关岩体可能代表了滨太平洋构造一岩浆域和华北克拉通岩石圈减薄的西界。     

复合造山作用和中国中央造山带的科学问题

在全球大陆范围内,广泛分布的造山带纪录了板块汇聚的历史和碰撞造山的过程,因此,造山带的研究一直是地球科学经久不衰的重要领域。研究表明,世界上许多造山带是长期活动(300Ma)的复合造山带,活动域的宽度可超过1000km,并具有造山前的热结构,是大陆生长的最好见证。近10年来,全球造山带的研究已摆脱传统地质学和经典板块观念的束缚,面临一个新的起点,即由单一造山带向复合造山带研究转轨,由造山类型、造山作用向造山动力学研究聚焦。复合造山带长期活动的原因、大陆增生机制、造山带的流变学结构和造山热对造山作用的控制等已成为当前大陆复合造山带研究的关键科学问题,复合造山动力学已成为当今地球科学前沿——大陆动力学研究的重要内容。中国中央造山带位于北中国板块与南中国板块之间,是中国大陆上一条十分醒目而又极其重要的巨型(长5000km)构造带。中央造山带是经历了大致600Ma的活动历史,泥盆纪和三叠纪的两次碰撞造山以及白垩纪以来的陆内造山过程而构筑成的典型"复合造山带"。在全球复合造山带中,中国中央巨型造山带具有结构复杂性、活动长期性和非原地型,造山过程多期性以及造山带拼贴与大陆增生方式特殊性的特点,特别是世界最大规模的中央超高压变质带及其两期超高压变质作用的发现,揭示了中央造山带的形成还经历了板块汇聚边界洋壳/陆壳深俯冲至100km以上的地幔深处的两次壮观地质事件,使中央造山带成为全球造山带中最为精彩和不可多得的典型,与青藏高原一样,被国内外地学家们誉为当今中国地学研究的"瑰宝"。中国中央巨型复合造山带可以作为研究复合造山过程与复合造山动力学的重大地学问题的范例,重要的核心科学问题是:中国中央巨型复合造山带的早古生代和三叠纪陆块汇聚、碰撞造山过程以及中新生代陆内造山与周缘盆地互馈;两期高压-超高压变质带的时空关系、形成条件和洋壳/陆壳的俯冲-深俯冲与折返动力学机制;揭示和探讨中国中央复合造山带的长期活动性,造山作用的多期性和叠置性,造山热结构以及复合造山过程;洋壳/陆壳深俯冲、复合造山与大陆增生理论的创新。此外,中央复合造山带的研究对于金属矿产资源的开拓、周缘中新生代盆地含油气资源的战略前景以及现今南北中国的气候、环境、人文、地理、生态和灾害的制约提供新的科学依据与动力学背景。     

西藏冈底斯带中段以东得明顶地区晚白垩世花岗岩类锆石U-Pb年代学和地球化学证据

得明顶地区花岗岩位于西藏冈底斯火山岩浆弧中段以东,主要岩石类型有:石英闪长岩、石英二长闪长岩、英云闪长岩、黑云花岗闪长岩、斑状黑云二长花岗岩,岩石具钙碱性特征,w(SiO2)在57.19%～71.78%之间,K2O/Na2O=0.39～0.98,相对富钠,A/CNK=0.80～1.02,Al2O3变化于13.64%～18.74%之间,为准铝质岩石,花岗岩体稀土元素总量ΣREE变化于94.69×10-6～227.28×10-6之间;轻稀土元素富集,负Eu异常由不明显到明显,富K,Rb,Ba,Th等大离子亲石元素和亏损Nb,Y,Yb等高场强元素为特征。岩石学和岩石地球化学研究表明,该时期的花岗岩有由中性向酸性演化的规律,为同源岩浆,具俯冲I型花岗岩的特点,形成于板块俯冲下的岛弧环境。冈底斯岩带中东段雪拉岩体花岗闪长岩锆石的SHRIMPU-Pb年龄为70.4Ma±2.2Ma,表明冈底斯岩浆弧带在白垩世从早到晚岩浆均在剧烈地活动,是新特提斯洋向北俯冲作用的产物。     

鄂东南铜山口铜(钼)矿床黑云母矿物化学特征及其对岩石成因与成矿的指示

在鄂东南铜山口铜(钼)矿床存在着3种产状的黑云母,分别是赋存于花岗闪长斑岩矿物颗粒间的黑云母、钾长石斑晶内的黑云母以及蚀变带内的黑云母。本文运用电子探针(EMPA)和激光剥蚀-等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术,对这3种不同产状的黑云母进行了原位成分分析。结果表明,3种产状的黑云母Ti的含量介于0.38～0.45之间,且Mg/(Mg+Fe)介于0.53～0.72之间,类似于岩浆成因黑云母的成分特征。3种产状的黑云母MgO和FeOT值差别较大,但Al2O3、TiO2、SiO2、Na2O和K2O值差别不明显。作为花岗闪长斑岩质熔体中Rb、Ba、Nb、Ta等不相容元素及Sc、V、Co、Ni、Cr等相容元素的主要载体,黑云母的U、Th、Pb、Sr、Zr、Hf、Y等元素含量显著低于主岩,而且高场强元素Nb、Ta受后期岩浆热液作用的影响较弱。黑云母并不是影响全岩稀土特征的主要矿物相。铜山口花岗闪长斑岩的形成与幔源岩浆作用关系密切,并可能与板块俯冲作用相关。黑云母含Cu量的高低并不是衡量侵入体是否成矿的有效指标,但体系中高的氧逸度(logfO2NiNiO+1),有利于斑岩铜矿的形成。与Cu成矿有关的黑云母具有高镁低铁的特征,与Sn成矿有关的黑云母则具有高铁低镁的特征。