阿尔金山东端余石山铌钽矿区霓辉正长岩的LA-ICP-MS定年及对成矿时代的制约

余石山铌钽矿床是近年来发现的一大型矿床,位于阿尔金造山带之红柳沟-拉配泉蛇绿构造混杂岩带、祁连造山带、欧龙布鲁克微陆块的结合部位。对矿区进行成矿背景研究时发现,矿区赋矿地层主要为长城系熬油沟组,岩性组合为变质火山岩及大理岩,穿插有霓辉正长岩体,其中发育细粒烧绿石与霓辉石等富铌钽矿物。并对霓辉正长岩进行锆石LA-ICP-MS年代学测定,结果表明霓辉石正长岩成岩年龄为(776.8±2.5)Ma,成矿与成岩年龄相近或稍晚,表明该霓辉正长岩和铌钽矿床可能形成于南华纪Rodinia超大陆裂解时所产生的大陆边缘裂谷构造环境。     

青藏高原西北缘红其拉莆岩体的岩石成因、时代及其构造意义

青藏高原西北缘的南羌塘地块(班公湖-怒江结合带西段北侧)中发育着规模巨大的白垩纪花岗岩带,红其拉甫岩体是该花岗岩带中典型岩体之一,主要由花岗闪长岩和少量闪长岩组成。结合锆石阴极发光(CL)图像和Th、U、REE元素特征,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,测得岩体年龄为107.2±0.9Ma,属于早白垩世晚期。地球化学特征显示,岩体偏中性,富Al、Ca和K,稀土元素含量低,轻重稀土分馏明显,中等或弱的负铕异常,富集大离子亲石元素(Rb、Th、K和LREE),亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti和HREE),属于高钾钙碱性准铝质—弱过铝质I型花岗岩。在岩浆演化过程中,部分熔融与结晶分异作用均起重要作用,并发生了以斜长石、磷灰石和钛铁矿为主的分离结晶作用。岩体的CaO、CaO/Na2O值较高,Nb、Ta亏损、Mg#值较小、相对富钾以及Sr同位素等特征说明岩体源岩应来自下地壳角闪岩相的变玄武岩。根据岩体较低的Y、HREE含量和较高的Al2O3、Sr、Sr/Y比值,发育石英与碱性长石的交生结构,以及SiO2对Mg#和Al2O3图解,推测岩浆源区压力>1.5GPa(地壳厚度至少50km),通过对锆石饱和温度的计算和锆石结构、U-Pb同位素分析,得出岩体初始岩浆温度>788℃,这与高Sr低Yb型花岗岩(埃达克岩)的形成温压条件一致,残留相应为石榴子石+角闪石+金红石(无斜长石)。综合区域地质资料分析,该岩体应是与班公湖-怒江洋闭合有关的冈底斯地块与羌塘地块之间的碰撞造山,导致地壳加厚的产物,表明班公湖-怒江洋西部与中东部的闭合时限可能具有一致性。     

西昆仑塔什库尔干苦子干碱性杂岩体的成因及其构造意义

苦子干碱性杂岩体是塔什库尔干新生代碱性岩带的主要组成之一,主要由霓辉正长岩、石英霓辉正长岩和碱性花岗岩组成。霓辉正长岩、石英霓辉正长岩和碱性花岗岩的SiO2含量差别较大,分别为50．26％～54．11％、59．74％～60．43oA、69．59％～72．13％;霓辉正长岩与石英霓辉正长岩的里特曼指数相近,分别为7．83～10．97、8．51～9．05,明显不同于碱性花岗岩（2．49～3．71）。这3种碱性岩石都表现出富集轻稀土,以及K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素（LILE）,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFSE）的特征。其中异常高的Sr、Ba和∑REE含量暗示可能还有富集地幔物质的加入。利用原位锆石LA—ICP—MS同位素测试方法,获得石英霓辉正长岩和碱性花岗岩的锆石U—Pb年龄分别为10．9±0．1Ma和11．9土0．4Ma,代表了岩石的结晶年龄;石英霓辉正长岩锆石εHf（t）值为-9．78～3．24,碱性花岗岩中锆石εHf（t）值为-13．54～5．78,均显示岩浆源区具有壳幔混合的特点。依据这些资料,并结合区域地质研究的综合分析,笔者初步提出西昆仑塔什库尔干苦子干碱性杂岩体的形成是由于青藏高原在～25Ma期间主体拆沉作用发生后,造成软流圈物质向北逃逸,并受到北面塔里木克拉通岩石圈山根阻挡而上涌,进而发生壳幔混合作用的产物。因此,该杂岩体是青藏高原大规模拆沉后浆活动的远程效应,且标志着研究区在～11Ma期间已处于伸展构造背景。     

南阿尔金木纳布拉克地区高压泥质麻粒岩的确定及其地质意义

南阿尔金木纳布拉克地区出露一套典型的高压泥质麻粒岩,其峰期特征矿物组合为Grt+ Ky+ Kfs+Qz+Ilm.根据矿物内部一致性热力学数据和Thermocalc3.33程序计算,确定其峰期变质温压条件为T＞850℃和P＞11kbar.结合岩相学研究和P-T视剖面图计算,可识别出该岩石经历了3个阶段的变质演化,构成了一个早期降温降压,后期近等压降温的顺时针型的退变质P-T演化轨迹.该岩石锆石阴极发光图像显示其内部具有明显的核-边结构,核部为残留的原岩碎屑锆石,边部则表现为面状生长的变质锆石的特征.微区原位LA-ICP-MS微量元素分析和锆石U-Pb定年表明,该岩石原岩的形成时代上限值约为579Ma,变质年龄为486±5Ma.该麻粒岩与南阿尔金淡水泉地区的高压麻粒岩具有相似变质演化轨迹和一致的峰期变质年龄,亦与南阿尔金其它超高压岩石的峰期变质年龄一致,表明它们都是南阿尔金陆壳深俯冲作用引发的高压-超高压变质事件的产物,它们共同构成南阿尔金高压-超高压变质带.同时代的UHP榴辉岩和高压麻粒岩共存的现象,可以很好地利用“俯冲隧道模型”来解释,即可能是由于陆壳在深俯冲过程中不同深度不同热状态下发生拆离作用后折返引起的.另外,该麻粒岩的原岩形成时代(约为579Ma),可能为新元古代晚期,与南阿尔金高压-超高压岩石的原岩形成时代基本一致或稍晚,因此不应再作为岩石地层单元划归为“长城系”,而应归属为南阿尔金高压-超高压变质岩带的一部分.     

南秦岭勉略构造带高压基性麻粒岩变质作用及其锆石U-Pb年龄

勉县-略阳地区是勉略蛇绿构造混杂岩带的代表区段,本文在勉县北部徐家坪地区确定了主要矿物为Grt+Cpx+Pl和具有典型"白眼圈"反应结构的两类高压基性麻粒岩,分别对其进行细致的岩相学研究,并利用THERMOCALC3.33程序进行P-T视剖面图计算。一类高压基性麻粒岩的峰期矿物组合为Grt1+Cpx+Pl1+Qz,对应温压条件为T=800～860℃,P=12.4～14.6kbar,晚期退变质矿物组合为Grt2+Hbl+Pl2+Qz。另一类是具有典型"白眼圈"反应结构的高压基性麻粒岩,"白眼圈"结构中斜长石为富Na的钠-更长石,以此推断该高压基性麻粒岩早期矿物组合中含绿辉石,因此其变质峰期矿物组合可能为Grt1+Omp(?)+Qz或Grt1+Cpx(?)+Pl+Qz,对应温压条件分别为T=775～900℃,P>19.2kbar和T=750～850℃,P=16.5～19.8kbar;该岩石后期经历了以矿物组合Grt2+Opx+Hbl1+Pl1+Qz为代表的麻粒岩相及以Grt3+Hbl2+Pl2+Qz为代表的角闪岩相两期退变质作用。造成这两种高压基性麻粒岩峰期变质矿物组合及其温压条件存在差异的原因可能是岩石原始成分的不同。对高压基性麻粒岩及其中的浅色脉体分别进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析,得到高压基性麻粒岩214±11Ma的变质年龄及脉体215±5Ma的结晶时代,并结合锆石微量元素特征分析,认为214±11Ma的年龄值代表该高压基性麻粒岩角闪岩相的退变质时代,同时获得该高压基性麻粒岩原岩形成时代可能为477Ma。综合两件高压基性麻粒岩的P-T演化轨迹及变质时代,建立高压基性麻粒岩的P-T-t演化轨迹,据此反映秦岭造山带在印支期沿勉略构造带发生俯冲-碰撞造山过程。     

西昆仑大同西岩体成因：矿物学、地球化学和锆石U-Pb年代学制约

大同西岩体出露于西昆仑造山带西段,主要岩性为高钾钙碱性的石英闪长岩和石英二长岩-二长花岗岩。石英闪长岩中普遍发育椭球形或卵形暗色镁铁质包体,包体岩性主要为闪长岩,石英闪长岩的SiO₂的含量为56.6%~65.3%,Mg^#为0.45~0.46,包体SiO₂的含量为52.9%左右,Mg^#为0.48。相对于石英闪长岩,石英二长岩-二长花岗岩具有较高SiO₂的含量(SiO₂=65.0%~73.3%)和较低Mg^# (Mg^#=0.36~0.44)。微量元素分析数据表明,石英闪长岩与暗色包体的REE球粒陨石标准化图呈右倾型,Eu负异常不明显,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素。石英二长岩-二长花岗岩具有明显的Eu负异常,强烈亏损Nb-Ta、Ti等元素。温压计算显示石英闪长岩为相对低温(638~768℃)的中-深成岩体(平均深度为8.8km),石英二长岩-二长花岗岩具有相对高的结晶温度(752~771℃)。锆石U-Pb年代学研究表明,石英二长岩形成年龄为470±1.2Ma,略晚于前人报道的石英闪长岩侵位年龄。石英二长岩-二长花岗岩与石英闪长岩来源于不同的岩浆,二者之间不存在分异关系。结合区域构造演化历史,早期的石英闪长岩为大洋板片俯冲过程中地幔楔部分熔融岩浆的分异产物,晚期的石英二长岩-花岗岩则来源于碰撞后伸展阶段由于软流圈地幔物质上涌加热导致变泥质岩石熔融的结果。大同西复式岩体的成因指示了西昆仑造山带在早奥陶纪经历了由俯冲向碰撞后伸展的构造体制转换。     

西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合的锆石U-Pb年代学证据

尽管岩相学标志是识别岩浆混合的最直接、最重要的证据,但其寄主岩石、幔源包体及基性岩墙群的精确同位素定年则是对岩浆混合证据的重要补充。夏尔莆岩体由寄主岩石、微细粒镁铁质包体和中基性岩墙群组成,高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明三者的年龄分别为297.6±2.5Ma、298.2±8.0Ma、298.9±5.0Ma,在误差范围内一致,说明三者是同一岩浆事件的产物,为夏尔莆岩体岩浆混合成因提供了年代学证据。夏尔莆岩体的岩浆混合成因的确立证实了早二叠世西准噶尔地壳深部发生过强烈的壳幔岩浆混合作用,并导致了该地区一次重要的地壳垂向生长事件,而岩体中大量的微细粒镁铁质包体和中基性墙群正是这次生长事件的物质记录者。     

阿尔金南缘塔特勒克布拉克复式花岗质岩体东段片麻状花岗岩的地球化学特征、锆石U-Pb定年及其地质意义

出露于阿尔金构造带南缘北部塔特勒克布拉克复式花岗质岩体东段的片麻状花岗岩, SiO₂为71.88%~73.92%, Al₂O₃为13.39%~14.14%, K₂O+Na₂O为8.18%~8.85%, K₂O/Na₂O=1.54~2.33, A/CNK介于1.02~1.09之间, 属高钾钙碱性系列的弱过铝质岩石。该岩石富集大离子亲石元素(LILE), 亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素(HFSE); ∑REE较高且变化范围大(∑REE=98.57×10^-6~579.1×10^-6, 平均338.8×10^-6), 具有明显的负Eu异常(δEu=0.22~0.71, 平均0.34), LREE相对富集, 轻重稀土分馏明显。Nb/Ta=11.78~15.83、Zr/Hf=34.94~36.82及Th/U=8.4~12.7, 结合源岩判别图解, 推断其源区物质主要来源于上地壳的变泥砂质沉积岩类。微量元素及稀土元素特征暗示原岩部分熔融残留相的矿物组合可能为石榴石+斜长石+金红石, 全岩Zr饱和温度计计算结果显示部分熔融温度>800℃, 推断该岩石形成于麻粒岩相条件下云母和角闪石脱水诱发的部分熔融。该岩石LA-ICP-MS锆石U-Pb原位定年结果为: 761±54Ma(上交点年龄), 451±1.7Ma(核部)和411.3±1.8Ma(边部), 锆石核部Th/U平均为0.64, 边部Th/U平均为0.05。结合区内超高压榴辉岩的原岩形成时代、峰期变质与退变质时代分别为约750Ma、500Ma与450Ma的研究资料(Liu et al., 2012)综合分析, 塔特勒克布拉克片麻状花岗岩的原岩时代为782.3±6.9Ma, 可能与罗迪尼亚超大陆裂解事件有关; 花岗岩结晶年龄为451±1.7Ma, 形成于俯冲碰撞造山后抬升阶段, 对应于区内深俯冲陆壳的折返时代, 此时超高压变质岩石发生了麻粒岩相的退变质作用, 随后411.3±1.8Ma又受到另一期地质事件的改造。     

新疆塔什库尔干塔阿西一带火山岩成因及地质意义

通过岩石学、地球化学和同位素年代学研究, 从原划"布伦阔勒岩群"中识别出一套"双峰式"火山岩, 英安岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄结果显示该套岩石形成年龄为521.3±3.3 Ma, 为早寒武世产物. 在岩石类型上, 玄武岩和英安岩属于低钾岩石系列, 玄武岩相对富集Rb、Ba、K、LREE, 而亏损Nb-Ta、Th, 源于受早期俯冲洋/陆壳流体交代的亏损地幔熔融源区. 英安岩表现出富集LILE、Th, 亏损Nb-Ta、Sr和Ti.两类岩石表现出不同的稀土元素配分模式和微量元素特征, 并缺乏分异演化的趋势, 反映二者的成因存在差别. 结合其地球化学特征和实验岩石学资料, 认为英安岩为玄武岩底侵提供热, 基性下地壳在相对低压条件下部分熔融形成的. 这套"双峰式"火山岩组合证实区域上早古生代存在一次大陆拉张环境下的构造-岩浆事件. 结合区域上研究资料, 古元古代布伦阔勒岩群至少包含以下3个组成部分: (1)古元古代布伦阔勒岩群; (2)印支期高压变质岩体; (3)早古生代火山-沉积岩组合.      

东天山新元古代—古生代大地构造格架与演化新认识

基于基础地质调查获得的新资料,对涉及东天山新元古代-古生代大地构造演化格局存在争议或认识模糊的准噶尔-吐哈地块、北天山洋盆和康古尔洋盆的属性及相互时空关联进行了重新界定。提出准噶尔-吐哈地块为相对刚性的、深部为0.8~0.55 Ga新生地壳但表层存在>1.0 Ga古老陆壳残片的具有大洋高原性质的统一块体,北界范围随着北部边缘的裂拚演化过程而随时间发生变化。基于对吐哈地块与中天山之间新发现的大草滩蛇绿岩以及其他蛇绿混杂岩带的系统梳理,提出古生代两阶段不同性质的洋盆演化模型。具有显著不同板块分隔意义的北天山洋盆主要出现于寒武-中泥盆世,代表长期分隔准噶尔-吐哈地块与中天山-塔里木板块的主大洋,而康古尔古洋盆是石炭纪-早二叠世早期叠加在已经缝合的北天山洋盆的古大陆边缘体系之上重新打开的持续时间较短的有限小洋盆。结合近年来其他相关研究新成果,重新构建了东天山地区新元古代-古生代构造演化模型。