华北太行晚中生代煌斑岩地球化学特征及成因探讨

华北克拉通太行山地区煌斑岩脉广泛发育。这些煌斑岩高度富集大离子亲石元素(如Rb、Sr、Ba和K)和轻稀土元素，具有高度分异的REE模式，在化学成分和Nd—Sr同位素组成上亦显示出规律性的变化。其特征表明：太行山地区的晚中生代煌斑岩来源于同一个岩浆源区，而且煌斑岩浆在上升过程中曾经遭受过下地壳的混染。此外，最原始的煌斑岩样品具有低SiO2、高MgO以及高度富集同位素[εNd(120Ma)＝-8．3，Ist＝0．7052]的特征，表明形成煌斑岩的母岩浆来自富集地幔，是富集地幔部分熔融的产物；富集地幔可能是下部软流圈释放的富挥发分、低密度的熔体与上部的岩石圈发生了交代反应而形成的。     

辽宁青城子铅锌多金属矿田晚三叠世岩浆岩年代学、地球化学及地质意义

辽宁青城子铅锌矿田产出在辽东裂谷凹陷带,是中国北方重要的铅锌金银多金属矿田。研究表明,矿区内发育的以双顶沟黑云母二长花岗岩和新岭花岗岩为代表的晚三叠世花岗质岩浆事件,应与本区的矿化作用密切相关。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示双顶沟岩体侵位时间为224.2±1.2Ma。双顶沟岩体岩石化学组成呈现 SiO₂ 69.07%~71.31%,K₂O 3.53%~5.22%, Na₂O 3.87%~4.14%,属于钙碱性岩石系列。Al₂O₃为12.46%~14.48%,A/CNK<1,具有准铝质特征。微量元素数据显示稀土总量较高,轻重稀土元素之间强烈分馏, , Eu负异常不明显(δEu=0.68~0.97)。富集大离子亲石元素Rb、Th、K、Pb等,而亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti等。具有高Sr,Ba含量,低的Y,Yb含量特征,属于具有类似埃达克质亲和性的I型花岗岩,具有高Nb/Ta(18.4~21.2),上述岩石地球化学特征,表明其岩浆源区残留固相矿物组合中包含可观的石榴子石和金红石,可能起源于加厚下地壳的部分熔融,并可能存在与幔源基性岩浆混合作用。推测扬子和华北板块深俯冲过程中板片断离可能是诱发与成矿有关岩浆的地球动力学原因。     

华北克拉通的形成以及早期板块构造

地球上最早的地壳岩石是高钠的花岗质(TTG)岩石,但是否有更老的洋壳存在过、以及陆壳是怎样形成的,涉及到地球动力学几乎所有的问题。其中板块构造是在什么时候开始的,就是个延续了数十年热度不减的前沿科学问题。流行的说法是板块构造始于新元古代,也有一些学者认为在新太古代就已经开始,或者认为自从地球上有了水的记录,就开始有板块构造。在众多的判别板块构造的标志中,蛇绿岩残片和古老的高压变质岩无疑是两个最具影响力的问题。前者可以确定有远古的古老洋壳存在过并成为缝合带中的残片,后者可以指示曾有地表的岩石单元被俯冲到深部,是俯冲、消减与碰撞的岩石学证据。本文在讨论和比较了太古宙绿岩带与蛇绿岩,以及早前寒武纪高温高压(HTHP)麻粒岩/高温—超高温(HT-UHT)麻粒岩与造山带高压变质带之后,认为尚不能作为板块构造的证据。本文还对华北的新太古代末的稳定大陆形成以及古元古代活动带的裂谷-俯冲-碰撞进行了论述。提出华北克拉通在新太古代末的绿岩带-高级区格局可能标志着热体制下有限的横向活动构造,微陆块被火山-沉积岩系焊接,随后发生变质作用和花岗岩化,完成稳定大陆的克拉通化过程。其构造机制可能是适度规模且多发的地幔柱构造控制下小尺度的横向构造运动的机制。华北克拉通的古元古代活动带有与绿岩带-高级区不同的构造样式,表壳岩带状分布,经受了强烈的变形以及中级变质作用,伴随花岗岩的侵入,虽然没有蛇绿岩和高压变质带,但已表现出板块构造的雏形特征。     

华北克拉通南北缘三叠纪钼矿化类型、特征及地球动力学背景

华北克拉通南北缘是中国最重要的钼成矿带,特别是近年来在南北缘陆续发现了大量的钼矿床,显示了巨大的钼资源前景。其中三叠纪钼矿床的不断发现引人注目。在华北克拉通北缘及邻区三叠纪钼矿床在空间上总体呈EW向展布,矿床产出受区域东西向断裂控制,钼矿床的形成与三叠纪酸性侵入体关系密切,多产于花岗岩体中、斑岩体内外接触带或附近,矿床类型包括斑岩型和石英脉型。在华北克拉通南缘及邻区,三叠纪钼矿床总体上呈NW向展布,受区域NW向断裂控制,钼矿床的形成与晚三叠世酸性侵入体及碳酸盐脉有关,矿床产于斑岩体内及附近,矿床类型包括斑岩型、石英脉型及碳酸盐脉型。成矿年代学研究表明,华北克拉通北缘及邻区三叠纪钼矿主要形成于248~220Ma,而南缘及邻区三叠纪钼矿床主要形成于226~210Ma。其对应的成矿动力学背景为印支期华北板块与西伯利亚板块同碰撞造山过程和扬子板块与华北板块同碰撞造山过程。     

视剖面图温压计研究进展评述

视剖面图温压计是目前定量估算变质温度和压力的主要方法之一。其理论基础为热力学平衡原理与质量守恒定律。利用内恰的热力学数据库和相应的成分-活度模型对特定成分体系进行视剖面图计算,可以正演模拟给定温度和压力条件下的矿物组合、矿物丰度及其成分,与实测岩石对比,可以准确获取岩石的形成温度和压力。在应用视剖面图温压计时,应选择受全岩成分影响小、且受退变质作用影响微弱的矿物成分;对于有成分变化的体系,应结合多种方法恢复有效全岩成分。文中通过视剖面图对KFMASH(K2O-Fe O-Mg O-Al2O3-Si O2-H2O)体系下不同矿物组合内多硅白云母硅含量及其等值线斜率的研究,认为多硅白云母硅含量及其等值线斜率主要由不同矿物组合内多硅白云母参与的契尔马克替换及纯转换端元反应中的主导反应决定,进一步深化了对变质过程中控制矿物成分变化的内部缓冲反应机制的理解,从而也可为选择和应用矿物温压计提供指导。因此,视剖面图方法是目前研究变质岩石形成条件及变质作用精细过程的最佳方法之一。     

华北克拉通北缘中生代花岗岩：从碰撞后到非造山

根据岩石地球化学特征，可以将华北克拉通北缘的中生代花岗岩类划分为钙碱性和高钾钙碱笥花岗岩、强过铝质淡色花岗岩、高锶花岗岩、碱质A型花岗岩和碱性花岗岩五个类型。强过铝质淡色花岗岩起源于泥砂质变沉积岩在地壳加厚和隆升过程中的减压脱水熔融；高锶花岗岩起源于强烈加厚陆壳的下部或壳幔过渡带的中酸性或基性岩石脱水部分熔融；碱质A型花岗岩和碱性花岗岩均为岩石圈伸展背景下的岩浆作用产物，但后者明确指示区域岩石圈已处于板内裂谷状态。在区域地质演化总体框架下，中生代各类型花岗质岩浆活动的时间序列，明确反映出区域地球动力学背景从碰撞后到非造山的演化过程：钙碱性和高钾钙碱性花岗岩＋强过铝质淡色花岗岩＋高锶花岗岩＋碱质A型花岗岩构成碰撞后花岗岩套，而碱性花岗岩＋碱质A型花岗岩则构成板内非造山花岗岩套。区域花岗岩浆活动的演化表明，华北克拉通北缘地区中生代重大构造 转折应发生在160－150Ma之间。在160Ma以前的中生代早中期，区域岩石圈仍处于碰撞后前期的强烈加厚的过程之中，该时期以出现大量的高锶花岗岩和少量过铝质淡色花岗岩为特征；150－110Ma期间为碰撞后晚期的区域岩石圈强烈伸展时期，该时期则以高锶花岗岩侵位事件的急剧减少和碱质A型花岗岩大量出现为特征。在大约110Ma左右，区域岩石圈基本减薄到正常厚度（35－40km），并进入板内非造山的裂谷阶段，此时以出现碱性花岗岩为特征。研究认为，贯穿整个碰撞后阶段的钙碱性和高钾钙碱性花岗岩之所以具有消减带岩浆的地球化学特征，是因为它们继承了碰撞前西伯利亚板块向华北板块消减阶段及同碰撞阶段已经活化的源区（包括富集的地幔楔及下地壳）性质。     

河北大庙斜长岩杂岩体锆石U-Pb年龄及其地质意义

河北承德大庙斜长岩杂岩体是我国唯一的岩体型斜长岩。为了确定杂岩体的形成时代,作者从杂岩体主要组成岩石——苏长岩、纹长二长岩中选取锆石作U-Pb年龄测定,所获得的结晶年龄分别是1693±7 Ma、1715±6 Ma。这些锆石U-Pb年龄数据说明,大庙斜长岩杂岩体的侵位至少持续了约20 Ma。大庙斜长岩杂岩体和密云奥长环斑花岗岩、长城系大红峪组钾质火山岩,以及广泛发育的基性岩墙群一起可能代表华北陆块1750～1650 Ma大陆裂解事件的岩浆作用产物。     

盆地流体中有机组分的成矿效应

盆地流体含有丰富的有机组分。有机质-金属耦合作用是盆地流体金属成矿机制的关键,具有极其重要的意义。有机质的成矿作用主要表现为：1)沉积有机质对盆地流体物理化学特征的制约;2)有机组分对金,属成矿元素在盆地流体中的迁移能力、迁移形式以及沉淀就位机制的制约;3)富有机质的地层作为地球化学还原障和H2S障对于流体中金属沉淀就位的制约;4)沉积有机质的演化对于盆地流体运移的制约(通过油气的阵发性析出和二次孔隙的产生)。     

水热法从钾长石中提取钾、硅、铝的实验研究

通过水热化学反应将钾长石中的钾、硅和铝转变为可溶性组份,具有十分重要的应用价值.本文用单因素实验考察了不同水热反应实验条件对钾长石中钾、硅、铝溶出率的影响,并根据溶出率结果优化了反应条件.单因素实验结果表明:(1)在190℃条件下,随生石灰加入量的逐渐增加,产物中各元素的溶出率有一个先增加后减少的趋势.(2)在相同的生石灰、钾长石比例下,当反应16 h后,产物中各元素的溶出率随反应时间的延长趋于平缓.(3)随反应温度的逐渐增加,产物中各元素的溶出率逐渐增加.     

华北太古宙高压基性麻粒岩的两类PT轨迹及其构造意义:矿物化学和变质作用研究

在华北克拉通桑干构造带中,分布有许多太古宙高压基性麻粒岩,呈大小不等的岩块产于强烈变形的TTG片麻岩、二辉麻粒岩、混合岩和花岗岩中.高压麻粒岩富含石榴石斑晶,斑晶内部钙铝榴石含量明显高于边缘,一般可达25%～28%.许多石榴石含有单斜辉石包体,A12O3含量高达7.4%～11.2%,相应的契尔马克分子比例为12%～18%.这些成分特征指示了早期相对较高的变质压力.石榴石斑晶广泛发育后成合晶反应边,是Pl-Opx-Amp-Mt组合的放射状细粒交生体,邻接的单斜辉石和石榴石斑晶边缘与后成合晶组合近于反应平衡,单斜辉石Al2O3含量小于5%,石榴石边缘的钙铝榴石含量也大大低于核部.这些都显示了压力较低条件下石榴石和单斜辉石的分解.温度压力的计算结果揭示出高压麻粒岩的两类PT轨迹,它们早期的变质作用都表现出较高的压力(1.2～1.45GPa).一部分高压麻粒岩具有顺时针的PT轨迹,并显示升温减压和近等温减压过程.它们很可能形成于晚太古代某种型式的俯冲和碰撞构造过程.另一部分高压麻粒岩具有逆时针的PT轨迹,显示降温降压过程,并且早期变质温度高达1050C.它们很可能来自碰撞之前的岛弧下地壳底部.在碰撞阶段的后期,这些不同成因的高压麻粒岩都被卷入了与碰撞构造直接相关的桑干构造带,经历共同的构造抬升过程.桑干构造带可以认为是构造缝合带.