斯里兰卡地质演化研究的进展与评述:岩石组合、变质演化及其与冈瓦纳大陆的关系

地球表生环境的演变及生命演化过程,与地球构造过程密切相关,新元古代-寒武纪时期的冈瓦纳大陆汇聚过程见证了一系列剧变。东非造山带(ca. 650～620Ma)和Kuunga造山带(ca. 600～500Ma)是冈瓦纳大陆块体汇聚过程中形成的两条主要造山带,二者在斯里兰卡所在的区域十字交叉。因此斯里兰卡地质演化历史的准确梳理,对理解新元古代时期全球构造过程的重要意义不言而喻。斯里兰卡的四个前寒武纪地质体(Wanni、Kadugannawa、Highland和Vijayan杂岩地体)中,中部的Highland杂岩地体最古老(ca. 2000～1800Ma)、变质程度最高(普遍麻粒岩相,局部为超高温麻粒岩相),其余三个地质体主要岩石的形成时代为中元古代晚期-新元古代(ca. 1100～700Ma),岩石记录的变质级别略低于Highland地体,为角闪岩相-麻粒岩相。现有研究表明斯里兰卡几个地质体在新元古代-寒武纪时期(ca. 610～500Ma)的变质作用记录最为显著,并伴随有广泛的陆壳重熔再造。该构造热事件晚于东非造山带的变质时代(ca. 650～620Ma),与Kuunga造山带活动时间(ca. 600～500Ma)吻合度较高,这与前人提出的莫桑比克缝合带(东非造山带)穿过斯里兰卡的认识相矛盾。斯里兰卡的高级变质作用究竟是单次造山作用的结果,还是代表了两期造山事件的叠加效应,目前尚无定论。高温-超高温变质作用是斯里兰卡前寒武纪基底岩系的显著特征,其中超高温麻粒岩具有假蓝宝石+石英、紫苏辉石(Al_2O_3含量可达～13%)+夕线石、尖晶石+石英等的矿物组合,不同研究者给出超高温峰期变质温度在950～1150℃的范围内,峰期变质压力在10～16kbar的范围内,多显示顺时针演化P-T轨迹。斯里兰卡中东部地区的基性麻粒岩,发育由斜方辉石+斜长石、角闪石+斜长石或单斜辉石+斜长石组成的环绕石榴石的蠕虫状后成合晶结构,指示近等温降压的P-T演化样式,以及峰期变质作用之后地体相对快速抬升的演化过程。紫苏花岗岩在斯里兰卡不同地体中都很常见,与所有的高级变质岩(如泥质、基性麻粒岩和钙硅酸盐岩等)密切伴生,是研究斯里兰卡地质演化不可忽视的岩石类型。紫苏花岗岩的原岩成因较为复杂,其最古老部分的形成时代可能为太古宙或古元古代(～1850Ma),但是没有很好的年代学限定。部分紫苏花岗岩原岩时代为ca. 1100～750Ma,具有钙碱性弧岩浆的地球化学特征,并记录ca. 580～500Ma的变质作用,还有一部分紫苏花岗岩时代与区域麻粒岩相变质作用的峰期时代相当,为ca. 580～550Ma。在一些地区的角闪片麻岩中,还可以观察到补丁状分布的初始紫苏花岗岩,其形成时代多被认为晚于峰期麻粒岩相变质时代。斯里兰卡四个前寒武纪地质体在岩石组合、变质级别、地质年代学格架等方面的差异被普遍认同,暗示这些地质体具有不同的演化历史。但是斯里兰卡不同地质体的汇聚过程是否对应于莫桑比克洋的闭合,以及Kuunga造山带如何改造斯里兰卡的基底岩石,目前并不清楚。本文综述了前人发表的研究结果,主要从斯里兰卡不同地质体岩石组合、高温-超高温变质作用(Highland地体)、变质地质年代学及其对冈瓦纳大陆重建的启示等几个方面,对斯里兰卡地质演化研究进行归纳和小结。在此基础上提出,在斯里兰卡基底构造框架、新元古代晚期-寒武纪高温-超高温变质作用、紫苏花岗岩成因、地质演化的年代学格架、斯里兰卡在冈瓦纳大陆重建中的位置和作用、下地壳热状态和热源机制等诸多方面,还存在问题和争议,是值得未来开展深入研究的方向。     

满洲里南部中生代花岗岩的锆石U--Pb年龄及Hf同位素特征

满洲里南部地区花岗岩主要由碱长花岗岩、正长花岗岩、二长花岗岩及花岗斑岩组成。采用LA--ICP--MS技术,对满洲里南部花岗岩进行的锆石U--Pb年龄测定表明,该区中生代花岗岩浆活动分为3期:中—晚三叠世(208~239 Ma)、早侏罗世(179~185 Ma)和晚侏罗世—早白垩世(137~151 Ma),与整个大兴安岭中生代花岗岩的年代学格架基本一致,与东部的张广才岭—小兴安岭地区中生代岩浆活动时代也可以对比。锆石LA--MC--ICP--MS Hf同位素研究显示,本区中生代花岗岩的锆石εHf(t)多数为+0.7~+9.5,二阶段模式年龄为0.6~1.2 Ga,表明花岗岩浆主要源于中—新元古代增生的地壳物质。结合额尔古纳地块其他花岗岩的锆石Hf同位素资料,认为额尔古纳地块在中—新元古代时期曾发生一次重要的地壳增生事件,与兴安地块的地壳增生时间为新元古代—显生宙的特点不同。     

激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱准确测定锆石中钛的含量

外标物质及内标元素的选择是激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)准确测定元素含量的关键因素之一。文章选用玻璃标准参考物质NIST 610、GSE-1G、BHVO-2G、BCR-2G、ATHO-G、KL2-G和T1-G作为外标,Si或Zr作为内标,对锆石M257中的Ti进行LA-ICP-MS微区原位测定。结果显示,选择Si或Zr作内标,采用BCR-2G、ATHO-G、KL2-G和T1-G作外标时,Ti含量测定值与参考值之间差异均较大,因此它们不适合作外标物质。采用BHVO-2G作外标和Si作内标,NIST 610作外标和Zr作内标,Ti含量测定值与参考值之间的差异均小于4%,因此BHVO-2G和NIST 610可有条件地作为外标物质。选择Si还是Zr作内标,GSE-1G作外标时,Ti含量的测定值与参考值之间的差异均小于3%,说明GSE-1G是较为合适的外标物质。选用GSE-1G作为外标,Si作内标,对5个标准锆石中的Ti含量进行了测定,结果显示,Ti元素在锆石91500中分布不均匀,而在锆石GJ-1、M257、PENGLAI和MUDTANK中分布均匀。在Ti元素分布均匀的GJ-1、M257、PENGLAI和MUDTANK等4个锆石中,由于Ti的含量均小于5μg/g,不适合作为锆石中Ti元素测定用的外标物质,但可作为测定时的质量监控样品。     

辽西医巫闾山晚侏罗世伸展事件的时限来自同构造岩脉的年代学证据

位于燕山构造带东端的医巫闾山变质核杂岩经历了两次地壳伸展活动,早期在NNE-SSW拉伸背景下形成了现今围 绕医巫闾山岩体周缘分布的拆离韧性剪切带与相应的变质核杂岩,晚期隆升过程中由于拉伸方向转变又叠加发育了瓦子峪 伸展韧性剪切带。早期伸展变形中,围绕在拆离韧性剪切带及变形下盘中侵入了大量不同变形样式的同构造花岗岩脉。通 过对不同阶段侵入的岩脉进行LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年,显示该核杂岩的活动时间为157~149 Ma。医巫闾山地区晚侏罗 世伸展活动的确定,暗示华北克拉通北部可能从晚侏罗世已经开始发生破坏,到早白垩世达峰期并遍及整个华北克拉通东部。     

新疆黄山镁铁-超镁铁岩带锆石Hf同位素特征及源区性质探讨

黄山东、香山及土墩岩体均为多阶段侵入的杂岩体,岩体与围岩为侵入接触关系,显示热侵位特征。岩石组成单元主要为超镁铁质橄榄岩和镁铁质辉长岩。岩石化学组成以拉斑玄武岩系列为主,存在部分钙碱性系列和碱性系列。稀土元素具平坦的分配型式或轻稀土略富集的分配型式。锆石Hf同位素指示岩石来源于亏损型地幔源区。黄山东、香山及土墩镁铁-超镁铁岩不是俯冲洋壳的残余或者岛弧环境的阿拉斯加型岩体,而是来源于亏损型地幔源区的岩浆底侵形成。     

湘西渣滓溪钨锑矿床白钨矿中稀土元素的不均匀分布及其地质意义

位于湘西雪峰山中段的渣滓溪钨锑矿床是我国典型的脉状充填型锑矿床。本文利用高精度的LA-ICP-MS对该矿床中白钨矿的稀土元素进行了原位分析。研究表明,渣滓溪白钨矿中的稀土元素分布存在强烈的不均一性:不同白钨矿颗粒、甚至同一颗粒不同部位,其稀土元素含量和配分模式,均可相差很大。该矿床白钨矿中的稀土元素配分模式大体可分为MREE富集型、MREE亏损型和REE平坦型三种;这三种配分模式既可独立存在、也可分布于同一薄片中,甚至于同一矿物颗粒中。上述3种REE配分模式在同一白钨矿颗粒中的存在,可能揭示了成矿热液体系一个完整的动力学演化过程:早期热液中MREE优先进入白钨矿晶体;这种富MREE白钨矿的沉淀,会明显改变成矿流体中的稀土元素组成,形成一种贫MREE的流体;这种经演化而贫MREE的流体导致晚期沉淀的白钨矿MREE亏损,而LREE和HREE相对富集。本研究表明,传统利用块样分析稀土元素的做法需谨慎小心,以免得到一些错误的信息和结论。     

西藏恰功铁矿二长花岗斑岩锆石的U-Pb年代学与地球化学特征及意义

恰功矽卡岩型Fe(Cu)-PbZn(Ag)矿床的形成与二长花岗斑岩关系密切。该矿床与查藏措、斯弄多、加多捕勒、青都、那扎等矿床已初步在冈底斯中段勾勒出1条矽卡岩成矿带,但目前对这些矿床的研究还较少。本文对发育于西藏恰功矿区南部的2种斑岩的锆石采用CL和LA-ICP-MS进行了成因矿物学和微区微量元素及U-Pb年代学研究,获得石英斑岩的侵位时代为66.83±0.72Ma (MSWD=2.4,n=9),与成矿关系最为密切的二长花岗斑岩侵位时代为67.42±0.80Ma (MSWD=3.8,n=15)。2种斑岩锆石的U/Yb-Hf及U/Yb-Y在微量元素图解中均显示结晶于陆壳环境。二长花岗斑岩中锆石的矿物结构和Zr/Hf、Th/U、Nb/Ta、Nd/Yb值等微量元素特征和根据Ti含量估算的T_Tiz显示,其是源于上地幔基性岩浆脉动上涌过程中同化、混合地壳物质后形成的岩浆熔体,伴随围岩压力降低在上侵过程中结晶、分异,最终于近地表冷却形成的。这些结果暗示恰功矿床的形成与印亚陆陆初始碰撞时回卷的新特提斯洋壳撕裂诱发的壳幔混源岩浆活动有关,代表了一种尚未充分认识的陆陆初始碰撞阶段壳幔混源岩浆活动有关的成矿作用。在冈底斯中段中北部针对该时代矿床的勘查工作有一定的找矿潜力。     

鲁东昆嵛山地区宫家辉长闪长岩成因：岩石地球化学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素制约

宫家辉长闪长岩是鲁东昆嵛山地区出露面积最大的基性侵入体.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明,其侵位于113±2 Ma.高MgO含量（Mg^#高达56）,Hf同位素组成位于华北克拉通地壳演化线之上,说明其地幔来源的特征.在地球化学特征上,富集K、Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素;Isr为0.70745～0.70812,εNd为-15.9～-12.0,Sr、Nd和Pb同位素组成[（^206Pb/^204Pb）i=17.108～17.239]与胶东基性脉岩和胶莱盆地青山组火山岩相似;锆石Hf同位素组成比较均一,εHf（t）平均值为-16.7,这些特征都暗示其来源于富集的华北岩石圈地幔.地球化学研究表明宫家辉长闪长岩经历了分离结晶作用,是胶东乃至中国东部岩石圈减薄的产物.     

扬子克拉通南华纪碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素对华南新元古代岩浆事件的指示

对采自宜昌三峡地区南华纪沉积岩中碎屑锆石进行了U-Pb定年,新元古代锆石U-Pb年龄在833Ma、785Ma出现高峰,说明此时期有两期大规模岩浆活动.结合前人的Hf同位素结果,新元古代锆石U-Pb年龄与ε_Hf(t)值关系图表明: 910~890Ma之间锆石ε_Hf(t)值表现为高正值(≈10,接近亏损地幔演化值),890~840Ma锆石ε_Hf(t)值明显降低,并有负值出现,另外在890Ma处有年龄峰出现.笔者认为扬子和华夏板块的拼合可能在890Ma发生了由俯冲到陆-陆或陆-弧的碰撞,之前的高ε_Hf(t)值由洋壳俯冲造成,之后碰撞作用陆壳物质熔融造成了ε_Hf(t)值的降低; 840~800Ma的锆石ε_Hf(t)值有正也有负,800~780Ma的锆石ε_Hf(t)值小于0,780~750Ma的锆石ε_Hf(t)值大于0.这些数据与830~795Ma、780~745Ma两期地幔柱事件吻合.