西天山托云盆地及周边中新生代岩浆活动的岩石学、地球化学与年代学研究

天山西南部白垩纪-老第三纪发育的托云盆地及其周边出露的岩浆岩是一套完整的碱性岩浆岩系列，包含了苦橄质玄武岩、玄武岩、碧玄岩、碱玄岩（橄榄玄武岩、黑云母辉长二长岩、辉长辉绿岩、辉石橄榄岩）和响岩等多种岩石类型。野外工作显示有火山喷出岩和侵入岩两种不同的产状。年代学结果指示岩浆岩形成于120-50Ma间，为晚白垩世-老第三纪盆地形成演化阶段岩浆活动的产物。分离结晶作用是岩浆演化和岩浆系列形成最主要的因素，托云岩浆岩大致经历了结晶分异过程的两个阶段：早期苦橄质岩浆中橄榄石、尖晶石的结晶分离，表现为MgO和微量元素Cr含量随SiO2含量增加大幅度的降低；晚期主要是单斜辉石、斜长石和钛铁矿等矿物的结晶分异，以CaO、FeO、TiO2等随SiO2含量增加大幅度的降低为特点。苦橄质岩石的出现指示了地幔较高温熔融事件的存在，进而为托云盆地地幔柱的存在提供了有力的证据。无论如何，碱性岩浆的活动表明托云盆地形成的大地构造背景是大陆主动裂谷环境，对应的深部背景为区域性的地幔柱构造。首次发现的响岩是结晶分异作用的最终产物。响岩较极端地指示了岩浆结晶分离过程对岩浆演化的巨大影响。托云岩浆岩的同位素特征指示其源区是一个接近于PREMA地幔，但微量元素特征显示其受地壳流体交代改造的特点。岩浆岩的Nd同位素TDM集中在250～600Ma之间，反映了一个古生代时期形成的新生岩石圈地幔，与新疆北部地区的晚古生代新生岩石圈地幔的事实相符。     

内蒙古集宁新生代玄武岩的K-Ar年代学和地球化学及其深部动力学意义

对内蒙古集宁地区四个新生代玄武岩剖面进行了K-Ar年代学及岩石地球化学的系统研究。K-Ar定年结果显示，集宁玄武岩的主要喷发期在晚渐新世至中新世，可分为三个喷发旋退：～33Ma、22．8～22．1Ma和12．2～9．4Ma。玄武岩由拉斑玄武岩和碱性玄武岩组成。SiO2和MgO含量变化范围分别为46．4～52．3wt％和5．1～7．8wt％，微量元素特征总体上与OIB相似。集宁的三个喷发旋迴有一个共同的特点，即在每一旋迴底部，先出现的均为拉斑玄武岩，向上变为碱性玄武岩。从第一至第三旋迴，碱性玄武岩Yb含量逐渐增加，La／Yb比值逐渐减小，暗示集宁地区在这一时期曾发生过岩石圈减薄。由于集宁碱性玄武岩的地球化学特征从早期至晚期逐渐接近拉斑玄武岩，且两者的Nd、Sr同位素特征相似，因此，该区岩石圈的减薄可能是软流圈热物质上涌，对岩石圈产生底蚀作用的结果。拉斑玄武岩的存在可能代表了岩石圈减薄在地表的显示，是被底蚀的岩石圈与少量上涌软流圈的熔融物质混合的产物。通过对比集宁、汉诺坝、赤峰、阿巴嘎、大同等地新生代玄武岩的K-Ar年龄和岩性分布特征，推测这一区域的岩石圈减薄在时间、空间及减薄强度上均存在不均一性。     

河北平泉光头山碱性花岗岩的时代、Nd-Sr同位素特征及其对华北早中生代壳幔相互作用的意义

光头山碱性花岗岩产出在华北北部的前寒武纪基底变质岩系之中,造岩矿物组合为石英 碱性长石 纳铁闪石 霓辉石 钠铁非石±星叶石,副矿物有锆石、钛铁矿、硅钛铈铁矿等。晚期的伟晶岩囊状体由颗粒粗大的石英、碱性长石和纳铁闪石等组成,全岩Rb-Sr等时线年龄为T=200±16Ma,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.705±0.008,MSWD=11.2,代表冷却年龄,单颗粒锆石U-Pb谐和年龄为220±1Ma,代表岩体侵位时代。光头山碱性花岗岩以A/CNK<1和A/NK<1,Al_2O_3、MgO、CaO和Ba、Sr含量低,全碱含量、MnO和Rb、Ga等含量高,负Eu异常特别显著等为特征。矿物学和地球化学完全符合A型花岗岩的特征。光头山碱性花岗岩是华北地区早中生代后造山环境下岩浆活动的产物。光头山碱性花岗岩的ε_(Nd)(T=220Ma)平均值为-8.9,明显高于华北前寒武纪下地壳岩石的范围,而冀北地区前寒武纪高压麻粒岩地体虽具有大陆地幔的特征,但未经历过部分重熔,表明至少前寒武纪下地壳不可能是岩浆主要的或唯一的来源同样,现今华北下地壳由于时代较新,也不可能成为岩浆的源岩,对比时代相近的超镁铁岩和煌斑岩的Nd同位素特征,推测最可能的源区是1.8～1.9Ga形成的富集的岩石圈地幔。光头山碱性花岗岩和华北北缘早中生代侵入岩带规模很大,以富集地慢来源的岩浆为主,反映了当时的岩浆活动已经具有相当的规模和强度,如果130Ma前后中国东部大规模岩浆活动之时,是岩石圈减薄已经达到最大程度之际,那么,此前一定时间段内的幔源岩浆活动都有可能与岩石圈减薄从开始到鼎盛的过程有关,所以,华北北缘早中生代岩浆活动可能是华北中生代岩石圈减薄过程早期阶段的产物。与岩石圈减薄过程有关的早中生代岩浆活动还在中国东北地区东部和阿拉善北部形成了后造山A型花岗岩。与岩石圈减薄过程相关的早中生代侵入岩在一定范围内的带状分布,表明当时岩石圈减薄过程可能并没有涉及到整个中国东部地区只有到了侏罗纪-白垩纪,岩石圈减薄过程才在更大的区域内广泛发生。所以说,中国东部中新生代岩石圈减薄过程是在时间上从早中生代就已经开始、在空间上从华北北缘-中国东北地区东部开始向外逐渐扩展的一个深部过程。这个深部过程对应的地表表现是,先在华北北缘和中国东北东部地区形成规模很大的早中生代侵入岩带。而后,当岩石圈减薄过程扩展到整个中国东部时,岩浆活动才达到鼎盛时期,这可能就是中国东部侏罗纪-白垩纪大规模岩浆活动的深部原因所在。而以富集地幔源区为主的岩浆活动还导致了华北北缘地壳垂向生长。     

钛闪石的高压结构及其地质意义

利用同步辐射EDXD方法和DAc高压技术对采于新疆天山碱性玄武岩地幔捕虏体中的钛闪石进行了原位高压(达25．4GPa)结构研究：在室温下，随着压力的增加，钛闪石的轴长a、b、c被逐渐压缩；当压力为18、9GPa时，钛闪石可能由于“脱水”而导致结构发生相变，此相变应属于可逆的二级相变。结合钛闪石的地质产状，我们认为，钛闪石在上地幔一定深度范围内可以保持稳定，是上地幔中重要的含水矿物相之一，其被携带到地表是一个非常快速的过程，本文的结果对某些含钛矿物的高压行为研究提供了一定的参考。     

新疆克拉玛依中基性岩墙群的地质地球化学和K-Ar年代学

新疆克拉玛依中基性岩墙群出现在后碰撞花岗岩(锆石U-Pb年龄约为300～320Ma)及其下石炭统火山岩-硅质岩围岩之中,空间分布受区域构造裂隙控制,总体走向以280°～300°为主,K-Ar表观年龄为241.3～271.5Ma。岩墙群属于亚碱性系列,根据岩性和Mg#的不同,可分为辉绿岩岩墙、高Mg#闪长玢岩岩墙和低Mg#(石英)闪长玢岩岩墙等三组。主元素、稀土元素和其他微量元素等资料表明,形成岩墙群的岩浆起源于亏损地幔,由部分熔融作用形成的原始玄武质岩浆在侵位过程中发生了分离结晶作用,但同时还受到同化混染作用的影响,致使克拉玛依岩墙群具有较典型的AFC过程的成因特征。克拉玛依岩墙群形成于新疆北部后碰撞伸展构造环境,是幔源岩浆活动的产物,因而可以作为地壳垂向生长的标志之一。     

大兴安岭北部兴隆地区寒武纪侵入岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其构造意义

大兴安岭北部兴隆地区位于新林-喜桂图缝合带北部,额尔古纳地块南缘,在大地构造上属于兴蒙造山带北段.然而,由于资料有限,前人对该区寒武纪侵入岩的构造产出环境仍存有争议,从而制约了人们对于新林-喜桂图洋早期构造演化的正确认识.选取兴隆地区出露的寒武纪内河岩体为研究对象,通过岩相学、锆石U-Pb年代学及地球化学研究,以期限定其形成时限,探讨其岩石成因和构造背景,进而为解决上述问题提供新的证据.内河岩体中石英二长岩及侵入其中的辉石闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为508±3 Ma和507±5 Ma,证明其形成时代均为中寒武世.石英二长岩和辉石闪长岩样品为高钾钙碱性和钙碱性系列,同时表现出轻稀土元素富集和不同程度的亏损Nb、Ta和Ti.两组样品的Nb/Ta平均值分别为22.41和17.12,较高于原始地幔平均值,MgO的含量（< 8%）和Mg#（42~70）值较低.上述地球化学特征为典型俯冲带岩石的特征,暗示内河岩体为经历了俯冲板片析出流体交代作用的原始地幔部分熔融的产物.结合区域已有近同时代侵入岩、蛇绿混杂岩和蓝片岩资料,推测内河岩体可能形成于活动大陆边缘构造环境,为寒武纪期间新林-喜桂图洋向北俯冲的弧岩浆作用的产物.研究结果为兴蒙造山带北段在寒武纪期间仍处于俯冲构造环境提供了重要依据.      

西准噶尔谢米斯台山西北段中志留世火山岩地球化学与Sr-Nd-Os同位素特征及其地质意义

西准噶尔谢米斯台山火山岩近期报道形成于志留纪而非之前认为的中泥盆世,但有关中志留世火山岩特征及构造意义研究较弱。本文对西准噶尔谢米斯台山西北段乌兰浩特中志留世玄武岩、玄武安山岩样品进行了系统的地球化学主量、微量元素与Sr-Nd-Os同位素特征分析。火山岩样品表现出高MgO(5.15%~7.81%)、镁值(56.0~60.7)和低CaO(4.56%~5.09%)、FeOT/MgO(1.15~1.40)的特征,属于高镁火山岩类。玄武岩的εNd(t)值为+2.65,87Sr/86Sr和~(187)Os/~(188)Os初始比值分别为0.70439和0.4901。略显富集的同位素比值与高Th/Yb值(2.2~2.7)、低Ba/La值(17.4~33.4)表明其可能是受洋底沉积物熔体交代地幔部分熔融的产物,并遭受了一定程度地壳混染。火山岩样品为钙碱性,具有轻稀土和大离子亲石元素富集、Nb和Ta亏损等弧岩浆特征,推测乌兰浩特中志留世火山岩形成于与准噶尔洋板片由南向北俯冲有关的弧后环境。     

内蒙古二连浩特东北部花岗岩的年代学、地球化学特征及构造意义

在靠近中蒙边界的内蒙古二连浩特市东北部,出露一系列花岗岩岩体。本文对其中的赛音乌苏、雅果敖包、干次呼都格和哈拉图庙等4个岩体进行了锆石U-Pb定年、全岩主微量元素和Sr-Nd同位素分析。哈拉图庙正长花岗岩体侵入于中泥盆统,具有A型花岗岩的特征,其A/CNK值在0.98~1.04之间,显示铝质到弱过铝质特征,LAICP-MS锆石~(206)Pb/~(238)U年龄的加权平均值为317.5±2.8 Ma,相当于晚石炭世。赛音乌苏、雅果敖包和干次呼都格岩体均侵入于石炭系中,它们的年龄集中在270.1±2.7 Ma到273.8±1.6 Ma之间,相当于早二叠世。其中赛音乌苏岩体岩性变化较大,包括黑云二长花岗岩、花岗闪长岩和正长花岗岩,干次呼都格岩体为黑云二长花岗岩,它们具有I-A型过渡的花岗岩地球化学特征。这些花岗岩的εNd(t)值介于+3.2~+5.8之间,I_(Sr)值在0.703 58~0.709 92之间。Sr-Nd同位素特征表明这些花岗质岩石属于新生地壳物质,指示了地壳的生长。结合区域地质资料,研究区在晚石炭世到早二叠世之间很可能处于伸展的构造背景。     

后碰撞幔源岩浆活动、底垫作用及准噶尔盆地基底的性质

准噶尔盆地周边地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩类、基性_超基性杂岩和火山岩 .它们普遍具有正的εNd(t)值 ,表明岩浆起源于亏损地幔 ,并不同程度地受到地壳物质的混染 .幔源岩浆及其分异产物在上地壳侵位只是深部地质过程的浅部反映 ,大量的幔源岩浆很可能在壳幔界面附近和下地壳中发生底垫作用 ,成为准噶尔盆地基底的组成部分 .如果准噶尔盆地的基底是残留洋壳 ,除非发生高度部分熔融 ,否则不可能产生基性_超基性杂岩 .即使准噶尔盆地具有老陆壳基底 ,也会因为幔源岩浆底垫作用而受到强烈改造 .这种解释可以与地球物理资料相容 .     

黑龙江省东部双鸭山二长辉长岩的年代学、矿物学、结晶过程及其地质意义

双鸭山二长辉长岩侵位于中国黑龙江省双鸭山市东北部的下白垩统含煤地层内。岩相学证据表明,双鸭山二长辉长岩中的橄榄石、斜长石、单斜辉石和钛铁矿依次是岩浆早期结晶的矿物,而黑云母及少量细小的斜方辉石是演化的岩浆分别与早期结晶的钛铁矿、橄榄石反应的产物,最后的残余岩浆结晶形成了他形的钾长石,包裹其它矿物形成嵌晶结构。根据双鸭山二长辉长岩全岩成分做结晶过程的热力学模拟计算,估计的结晶过程与岩相学研究基本一致。黑云母K-Ar法和SHRIMP锆石U-Pb法的年龄测定结果一致表明,双鸭山二长辉长岩的侵位时代为98Ma,即晚白垩世早期。这一时期,中国东北地区东部、俄罗斯远东兴安岭-鄂霍茨克一带、和日本西南部可能都是当时欧亚大陆东部活动大陆边缘的组成部分,因而晚白垩世早期俯冲相关的岩浆活动在中国东北地区东部可能也是大量存在的。