山东荣成高钙石榴辉石岩的地球化学特征及其成因

在苏鲁超高压变质带荣成蓝晶石榴辉岩中, 发现一具有特殊结构和地球化学特征的石榴辉石岩.该石榴辉石岩以包裹体的形式赋存于强烈退变的蓝晶石榴辉岩中.岩相学观测表明该岩石的主要结构为石榴石呈薄带、项链状相互连接的网状结构, 分割由辉石和石榴石、钛铁氧化物等出溶片晶组成的区域.全岩地球化学分析表明, 和邻近的蓝晶石榴辉岩相比, 该岩石具有(1) 相对低的SiO₂ (42.5%~43.1%), 异常高的CaO (21.4%~21.9%)和CaO/Al₂O₃比值(1.46~1.64); (2) 较高的TiO₂ (1.77%~1.89%)、V (359~419μg/g)、Nb (~8μg/g)、Y (17.7~23.1μg/g)和Zr (~150μg/g); (3) LREE富集和微弱的Eu负异常; (4) 较低的Cr、Ni和Co.上述地球化学特征表明荣成辉石岩的原岩形成于经过橄榄石分离结晶作用的超基性岩浆或经历了Na和K亏损过程的高钙基性岩浆.这2种过程都要求较高的温压条件, 压力 > 15×105kPa, 温度 > 1300 ℃, 这和荣成辉石岩的原岩的初始稳定条件的温压估算相一致.该研究结果表明在苏鲁超高压变质带中, 一些超高压变质岩的母岩形成于高温部分熔融或岩浆演化作用, 明显不同于大多数榴辉岩或片麻岩的原岩形成环境.      

辽南中生代造山期缩短滑脱与晚造山伸展拆离构造

该区的构造格局主要由早期近东西向紧闭的褶皱带和晚期北北东向构造组成。早期的南北向缩短构造以龙王庙平卧褶皱和大小长山岛的直立紧闭褶皱为代表,分别具有扇状间隔性压溶劈理和透入性轴面片理,褶面倒向以北为主。北北东向构造切割近东西向构造,表层表现为北西西向薄皮逆冲推覆构造,浅层构造具有扇状压溶劈理的紧闭褶皱,深层表现为基底与盖层间的拆离断层及其下的韧性剪切带。早期的研究者将该断层作为辽南推覆构造底部的滑脱面,现今则压倒性地采用变质核杂岩的构造理念。根据相关剪切带早期面内褶皱发育,晚期伸展褶劈理发育,通过运动学涡度和应力状态分析,论证早期滑脱-推覆到晚期伸展拆离的演化过程。野外观测证明,辽南基底变质岩西侧的金州断层为一伸展拆离断层,它切割东侧的董家沟断层,前者平行于下伏糜棱岩中的同向伸展褶劈理,后者平行下伏糜棱岩的糜棱面理。金州拆离断层的形成及其东侧的隆起标志着辽南构造体制从缩短到伸展的转折。根据相关的年代学研究,这一构造体制转化发生在早白垩世(约120～107 Ma)。该区最新的构造事件是北东-南西向的缩短,相关的北北东向的右行走滑断层与晚白垩世以来的郯庐断层活动方式一致。     

新疆东准噶尔琼河坝地区绿石沟早石炭世岩体中基性岩墙群成因及其构造动力学背景

基性岩墙群对探讨岩石圈伸展过程、时空演化及深部动力学等方面具有重要意义。为了厘定东准噶尔琼河坝地区岩墙群的形成时代、源区地幔性质、成岩构造背景、岩石成因及其与区域上的其他岩浆作用的成因关系,揭示东准噶尔古生代的地球动力学背景,对侵入到绿石沟岩体花岗岩中的暗色岩墙群进行了遥感卫星影像解译,并从野外地质、岩石学、矿物学、年代学、锆石Hf-O同位素和地球化学等方面进行了系统研究。绿石沟岩体中岩墙存在闪长玢岩和辉绿玢岩岩墙的岩石组合,它们的锆石LA-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年结果表明,闪长玢岩、辉绿玢岩岩墙形成时代分别为346±1 Ma和～332 Ma。辉绿玢岩岩墙的锆石εHf(t)值为+10. 2～+15. 4,对应的二阶段Hf模式年龄为0. 35～0. 67 Ga,其锆石δ18O值主要变化范围为5. 00‰～6. 41‰。这些同位素特征表明其具有亏损地幔源区的物质组成。矿物学研究表明,辉绿玢岩岩墙中的角闪石为浅闪石、铁浅闪石,其结晶温度范围为896～984℃,压力为41～88 MPa,对应结晶深度约1. 54～3. 31 km;辉石为透辉石,辉石-熔体平衡时的岩浆温度为1 092～1 099℃,压力为500～630 MPa,推测形成辉绿玢岩辉石岩浆房的存储深度为16. 5～20. 8 km。东准噶尔琼河坝地区大量中基性岩墙构成的岩墙群可作为区域伸展构造的重要标志,结合前人对该区构造背景认识,认为琼河坝地区在早石炭世时可能处于后碰撞伸展拉张环境,这为探讨东准噶尔乃至中亚造山带西段的古生代的地球动力学环境演变提供了新依据。     

西藏南部冈底斯南缘松卡晚白垩世埃达克质高镁闪长岩地球化学特征及其成因

松卡岩体地处藏南冈底斯岩基南缘的东段,主要由闪长岩和花岗岩脉组成,为详细研究与大洋俯冲有关的岩浆过程提供了良好的记录。锆石U-Pb地质年代学研究表明松卡岩体闪长岩的形成年龄为97Ma,具有高Sr、低Y和高Sr/Y比的特点,显示出埃达克质岩石的特征,同时具有高MgO含量和高Mg~#值,以及较低的~(87)Sr/~(86)Sr(t)(～0.7042)和较高的ε_(Nd)(t)(+4.6～+8.8),是俯冲新特提斯洋壳和少量海洋沉积物部分熔融并随后与上覆地幔楔发生相互作用形成的。与91Ma松卡埃达克质岩石相比,97Ma松卡埃达克质闪长岩具有更多地幔物质参与。松卡花岗岩脉的锆石U-Pb年龄为93Ma,同样具有较低的~(87)Sr/~(86)Sr(t)(0.7046)值和较高的ε_(Nd)(t)(+7.5～+7.8)值,可能是具有亏损地幔特征的中基性岩浆经过分离结晶作用演化而来。上述数据表明,在100～90Ma期间,较年轻的俯冲新特提斯板片可能发生过部分熔融,板片部分熔融熔体与上覆地幔楔的相互作用是形成高镁闪长岩(安山岩)的重要机制之一。     

中亚成矿域Erdenet斑岩型铜钼矿床和Oyu Tolgoi斑岩型铜金矿床对比

中亚成矿域位于北侧西伯利亚克拉通、南侧华北—塔里木克拉通及西侧东欧克拉通之间,与环太平洋成矿域和特提斯成矿域并称为全球三大成矿域,发育有一系列大型—超大型斑岩型铜金、斑岩型铜(金、钼)及斑岩型铜钼矿床.对比研究了中亚成矿域两个典型斑岩型矿床——Er-denet斑岩型铜钼矿床与Oyu Tolgoi斑岩型铜金矿床的矿床地质...     

“壳-幔”混合成因高Ba-Sr花岗质岩浆演化——以华北克拉通中部带老山和狐偃山岩体为例

锆石U-Pb年龄显示华北克拉通中部带西缘老山杂岩体和狐偃山正长岩形成时间接近(128.7～125.4Ma),代表华北克拉通中部带早白垩世岩浆活动。系统的地球化学研究显示两岩体具有如下特征:(1)SiO_2含量中等(57.3%～69.8%),高K_2O(3.0%～8.2%)和Na_2O(4.3%～6.4%)含量,低MgO(0.2%～1.4%)、CaO、TiO_2和P_2O_5含量;(2)富集大离子亲石元素(Ba、Sr、K)和LREEs,亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf)和HREEs。全岩地球化学特征(如高Ba、Sr含量和K/Rb比值,低Rb、Y含量)与高Ba-Sr花岗岩相符;(3)根据主量元素,相容元素(Cr、Co、Ni、V)和微量元素(Ba、Sr)特征,研究样品可分为2组:组1具有高Ba特征,Sr(~(87)Sr/~(86)Sr(t)=0.7049～0.7053)和Nd(ε_(Nd)(t)=-11.5～-9.7)同位素组成均一,经历了以黑云母为主的分离结晶作用;组2具有低Ba特征,Sr(~(87)Sr/~(86)Sr(t)=0.7051～0.7070)和Nd(ε_(Nd)(t)=-18.7～-14.8)同位素组成更加富集且分散,经历了角闪石,斜长石及磷灰石、磁铁矿和榍石等矿物分离结晶。2组样品不同的源区组分和分离结晶组合会显著改变岩浆中特征微量元素(Ba、Sr、Rb)含量和比值(Sr/Y、Nb/Ta、Dy/Yb)。本文研究表明华北克拉通中部带岩石圈地幔富集机制主要与元古代东、西陆块向中部带碰撞拼合时俯冲板块派生流体交代作用有关,该区中生代破坏机制为古太平洋板块俯冲所引起的碰撞后伸展背景下富集岩石圈地幔减压熔融、底侵至下地壳并引起"壳-幔"岩浆相互作用所形成的大规模深部岩浆抽取。     

藏南昂仁县桑桑地区林子宗群火山岩的形成时代和地球化学特征

桑桑地区林子宗群火山岩Sr、Nd同位素地球化学特征和SHRIMP锆石U-Pb地质年代学数据表明：①林子宗火山岩以高钾流纹岩为主,属于高钾钙碱性系列岩石,形成于49.8Ma±0.92 Ma,属于帕那组火山岩地层;②林子宗火山岩稀土元素配分模式较为一致,相对于HREE,强烈富集LREE;③林子宗火山岩具有相对低的初始Sr同位素值（87Sr/86Sr（i）=0.70488～0.70569）和较高的初始Nd值（εNd（i）=-1.38～-1.58）;④总体上富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,与岛弧型火山岩的地球化学特征类似。桑桑地区林子宗火山岩在形成过程中明显受到角闪石和斜长石分离结晶作用的影响。可能是俯冲的新特提斯洋板片断离或变陡,进而导致经历过俯冲交代作用的富集岩石圈地幔甚至局部下地壳发生部分熔融,形成的初始岩浆发生混合作用,并在近封闭条件下发生高度分离结晶作用的产物。结合已有的结果,认为冈底斯带南带普遍经历了50Ma左右的岩浆作用。     

剪切带中变斑晶的生长及包裹体痕迹的演化

韧性剪切带中，由于变形分解作用的存在，岩石发生递进变形过程中，产于共轴或非共轴递进缩短带内的变斑晶不发生旋转，而变斑晶内的包裹体痕迹是递进变形过程中遗留在变斑晶内的变形变质痕迹。利用未旋转斑晶中的包裹体痕迹可以确定早期面理的取向，寻找构造演化的时间标志，确定变形变质的关系及其演化史。对北祁连托勒牧场大型走滑韧性剪切带中石榴石、黑云母等变斑晶及包裹体痕迹的研究，揭示了变斑晶的生长和包、裹体痕迹与褶劈理的演化有着重要联系以及剪切变形过程中变形变质演化史、应变速率的变化。递进变形相应地发生递增变质，但两者存在着一定的差异性。     

喜马拉雅造山带纳木那尼穹隆古元古代岩石单元深熔作用

纳木那尼穹窿位于特提斯喜马拉雅带西段,属变质杂岩体,由黑云母片麻岩、花岗片麻岩、糜棱岩、混合岩、变杂砂岩、角闪岩、大理岩及后期侵位的电气石花岗岩和二云母花岗岩组成。本次研究对穹隆核部出露的混合岩、花岗片麻岩、电气石花岗岩及边缘出露的二云母花岗岩和黑云母片麻岩进行了岩相学、锆石U-Pb定年及地球化学研究,结果表明:(1)混合岩(T0768-4A-4C)锆石~(206)Pb/~(238)U谐和图上交点年龄为1873±28Ma,~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为1877±21Ma。混合岩Sr同位素比值(1.25018~1.44452)和ε_(Nd)(t)值(-28.8~-28.5)指示其具其有低喜马拉雅岩石单元的地球化学属性;(2)花岗片麻岩锆石核部~(206)Pb/~(238)U谐和图上交点年龄为1878±9Ma,下交点年龄为10.9±0.5Ma。个别震荡环带边记录有13.1±0.3Ma的年龄数据,表明古元古代花岗片麻岩可能经历了~10Ma左右的熔融事件;(3)侵位于古元古代混合岩和花岗片麻岩之中的电气石花岗岩(T0768-LG)具有与深熔事件相一致的年龄,其~(206)Pb/~(238)U谐和年龄为9.0±0.2Ma;(4)穹隆核部电气石花岗岩ε_(Nd)(t)值集中在(-18.9~-16.1),显著低于穹隆边缘的二云母花岗岩(ε_(Nd)(t)=-14.4~-10.3),指示电气石花岗岩部分熔融源区有更多成熟地壳物质的加入;(5)个别电气石花岗岩ε_(Nd)(t)值为-12.6,可能是岩浆上升过程中受到变泥质岩的混染所致。本次在纳木那尼穹隆的研究结果支持19~13Ma左右喜马拉雅造山带发生构造转换的模型(Zhang et al.,2012),并表明这种构造转化可能进一步引发了淡色花岗岩部分熔融源区的变化。南北伸展阶段为深度相对较浅的高喜马拉雅变泥质岩和杂砂岩等发生部分熔融,形成穹隆边缘的二云母花岗岩(~16Ma);进入东西向伸展阶段后,深熔作用导致深部主中央逆冲断层(MCT)附近的古元古代岩石单元和变泥质岩混合源区发生部分熔融,岩浆沿着南北向断裂带上升,形成电气石花岗岩体(~9Ma)。     

花岗岩与大地构造

花岗岩(广义)是地球有别于其它星球及地球上大陆地壳有别于大洋地壳的物质标志,是大陆上分布最广的岩石之一。在已有研究基础上,本文系统阐述了花岗岩大地构造的内涵、研究思路、研究内容和发展方向。花岗岩大地构造将花岗岩视为一种构造标志体、地质体,是从花岗岩角度,探索解决大地构造问题,其研究内容可概括为物理特性(构造)、物质组成(岩石地化)和年代学三大方面,具体研究内容包括:(1)巨量花岗岩浆侵位的物理特性变化及其构造意义,包括岩浆上升迁移、汇聚定位及岩体(带)形成/构建过程;(2)花岗岩体变形改造及其构造意义;(3)花岗岩物源与大陆生长及深部结构,以新老物质组成,划分造山带类型;(4)巨型花岗岩带发育过程与大陆聚散,探索超大陆和中小板块聚散的岩浆响应。花岗岩大地构造丰富了大地构造研究内容,也有助深化花岗岩体(带)形成、发育过程和构造背景的认识。它的提出是当今地球科学学科交叉、融合发展的必要。