阿尔金断裂系的组成及相关中新生代含油气盆地的成因特征

阿尔金构造带是多次俯冲—碰撞而形成的塔里木板块东南边缘,构造带内的走滑活动始于奥陶纪中晚期,中新生代强烈活动,并将北部不同构造单元的一些地质体拖曳到断裂带中,形成北山与敦煌构造楔。北山—阿拉善及断裂两侧的其他地质体受到走滑拉分作用的强烈改造,形成许多中新生代含油气盆地,共同构成我国中西部一条巨型走滑断裂系。     

柴北缘绿梁山地区早古生代弧后盆地型蛇绿岩的年代学、地球化学及大地构造意义

岩石学、地球化学、年代学及Lu-Hf同位素综合研究表明在柴北缘西段绿梁山大平沟地区出露一套弧后盆地型蛇绿岩,岩石类型主要包括变质橄榄岩、变火山岩、变辉长岩及斜长花岗岩。其中变火山岩具有LREE亏损,类似N-MORB的稀土配分模式,同时又具有富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素的岛弧火山岩的地球化学特征,应形成在弧后盆地环境。斜长花岗岩为低钾准铝质花岗岩,具有LREE略微富集,HREE平坦的稀土配分型式,显示强烈Eu正异常,其εHf(t)值介于13.7～15.3之间,为变辉长岩部分熔融的产物,熔融温压条件可能为P=0.8～0.9GPa和T=～800℃。年代学研究结果表明变辉长岩的形成时代为535±2Ma,斜长花岗岩的形成时代为493±3Ma,指示本地区弧后盆地拉张时限至少介于493～535Ma之间,而柴北缘地区古大洋俯冲消减作用应早于535Ma。     

塔里木盆地东北部新元古代花岗质岩浆活动及地质意义

库车坳陷东部侵入于元古宇基底变质岩中的黑云母二长花岗岩属于高钾钙碱性岩系,岩石具有富硅(SiO2=75.77%～77.79%)、高碱(Na2O+K2O=6.90%～7.95%)、富钾(K2O/Na2O=1.21～1.98)、低TiO2(0.06%～0.13%,平均0.08%)和准铝质(铝饱和指数A/CNK=0.92～1.15,平均1.07)的特点.岩石明显富集Rb、Th、K、Nd、Hf、Zr、Tb、Y和Yb,亏损Ba、U、Nb、Ta、Sr、P、Sm、Ti等元素,具有明显的负Eu异常(δEu=0.06～0.11,平均0.10).地球化学特征表明该花岗岩起源于中-下地壳的部分熔融.对花岗岩进行的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素地质年代学研究,获得了646.5±3.9 Ma的206Pb/238U加权平均年龄,说明花岗岩形成于早震旦世,而不是以前认为的石炭纪.结合区域地质资料分析认为,这次岩浆事件是塔里木地块基底在Rodinia超大陆裂解过程中的产物.     

北阿尔金构造带红柳沟钾长花岗岩地球化学特征、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素组成

出露于阿尔金构造带北缘红柳沟-拉配泉混杂岩带西段的红柳沟钾长花岗岩, SiO2>69.0%, Al2O3>13.0%,(K2O+Na2O)>7.0%, K2O/Na2O>1, A/CNK介于1.04~1.08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、Sr、P、Ti等高场强元素(HFSE);∑REE偏低(128.47×10-6~150.67×10-6), Eu负异常中等(δEu=0.59~0.67), LREE相对富集, 轻重稀土元素分馏明显, 其Nb/Ta、Zr/Hf比值接近上地壳, 锆石具有负的εHf(t)值(-7.13~-5.12),两阶段Hf模式年龄(TDM2)变化范围为1786~1912Ma, 反映其源区物质主要来源于古老地壳。源岩判别图解和Al2O3/TiO2<100指示其为中上地壳变质砂屑质沉积岩部分熔融的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为500.3Ma±1.2Ma, 结合锆石CL图像具有岩浆环带特征和Th/U>0.4, 推断该年龄为花岗岩的形成年龄。综合区域地质背景, 认为该岩石形成于与洋壳俯冲作用有关的陆缘火山弧环境。     

祁漫塔格印支期铝质A型花岗岩的确定及初步研究

祁漫塔格小红山印支期钾长花岗岩的岩石化学成分为过铝质(A/NKC介于1.03～1.06之间),高硅(SiO2>76%),偏碱性(ALK=7.77%～8.22%),K2O>Na2O,FeOT/MgO比值高(9.4～21.7),CaO、MgO、TiO2和P2O5含量低(分别为<0.78%,≤0.14%,≤0.1%和≤0.02%)。岩石富Rb、Th、U、Y、Zr、Nb和Hf,贫Sr、Ba、Eu、Cr和Ni,Ga/Al比值高,明显不同于I型和S型花岗岩,显示了铝质A型花岗岩的特征,形成于造山后的伸展环境。该A型花岗岩的确定证明了祁漫塔格地区晚三叠世之前碰撞造山作用的存在,以及祁漫塔格与东昆仑造山带的亲缘性。     

塔里木盆地西北缘早二叠世后碰撞花岗质岩浆活动及其构造意义

塔里木地块西北缘的阔什布拉克钾长花岗岩富碱（Na2O+K2O平均836％>8％）,富钾（K2O/Na2O=127～147）,准铝质（A/CNK=082～088）,属于高钾钙碱性系列岩浆岩。岩石的稀土含量较高（ΣREE=26390×10-6～44575×10-6）,富集Th、U、Ta、Nb、Hf和Y等高场强元素和大离子亲石元素Rb,具有强的负Eu异常（δEu=0003～0019）,富集高不相容元素（Zr＋Nb＋Ce＋Y=368×10-6～531×10-6>350×10-6),高Ga（Ga/Al×10〖CS％0,0,0,0〗〖CS〗000=417～472>26）,显示出A型花岗岩的地球化学特征。岩石Th/U比值（平均为386）、Nb/Ta比值（平均为1275）和Rb Th富集、Ti亏损指示其壳源成因。对花岗岩进行的LA ICP MS微区原位锆石 U Pb 定年结果表明,花岗岩的结晶侵位年龄为2754±28 Ma。综合西南天山与塔里木盆地早二叠世花岗质岩浆活动的特点,认为早二叠世西南天山的后碰撞岩浆活动不仅在西南天山内部引起了强烈的花岗质岩浆活动,而且对塔里木地块西北边缘的花岗质岩浆活动也有显著的影响。阔什布拉克A型花岗岩也说明西南天山地区的碰撞造山作用在2754±28 Ma之前已经趋于结束,以南天山洋盆为代表的古亚洲洋已基本结束了其演化历史。     

南秦岭旬阳盆地东部晚泥盆世岩浆成因钠长岩及其构造意义

南秦岭旬阳盆地的钠长岩此前被认为是热水沉积或热液交代作用的产物。本文对南秦岭旬阳盆地东端黄石板地区侵入于下志留统梅子亚组浅变质岩中的钠长岩体进行了地球化学和锆石U-Pb LA-ICP-MS年代学研究,结果表明钠长岩具有富钠贫钾、铝不饱和、亏损大离子亲石元素K和Rb、高场强元素(Nb、Ta、Th、Hf)显著富集的地球化学特点,主体属于钙碱性系列岩石,反映幔源成因的特征。钠长岩中获得最年轻的锆石U-Pb年龄为364~376Ma,该年龄代表岩体的形成年龄,反映晚泥盆世时南秦岭旬阳盆地处于强烈的伸展构造环境。此项研究结果表明,在旬阳盆地的志留系中,岩浆成因与热水沉积成因的钠长岩可能是共存的。黄石板岩浆成因钠长岩岩体中含有大量前寒武纪和早古生代的捕获锆石,在捕获锆石中测得迄今为止在研究区及其邻区获得的最古老的锆石U-Pb年龄(3291Ma)。这些捕获锆石的测年数据说明,研究区所在的南秦岭地区可能从古太古代开始就与扬子地块具有明显的亲缘性。     

东秦岭松树沟高压变质基性岩石及其退变质作用的PTt演化轨迹

在北秦岭商南松树沟出露的高压变质基性岩石，包括高压基性麻粒岩和石榴单斜辉石岩，遭受了从中压麻粒岩相、高角闪岩相到绿帘角闪岩相的连续的退变质作用的改造。这些岩石形成的温度为８２６℃～８８７℃，压力约为１．４０～１．５８ＧＰａ，其不同退变质阶段的温压条件依次分别是７６５℃～８２５℃和约１．０３～１．１４ＧＰａ、６５０℃～７５０℃和约０．９ＧＰａ以及４００℃～５００℃和约０．５～０．６ＧＰａ。它们共同构成一个早期近等温降压（ＩＴＤ）和晚期降温降压的顺时针ＰＴｔ演化轨迹。结合高压岩石９８３±１４０Ｍａ的退变质年龄和松树沟残存的蛇绿岩片考虑，这些高压岩石的形成和抬升与秦岭造山带中、晚元古宙时期洋壳的俯冲、消减和陆块碰撞伴随的快速构造上升作用有关。     

柴北缘鱼卡含硬柱石假象榴辉岩的发现、P-T-t轨迹及控制硬柱石形成的主要因素

硬柱石是大洋冷俯冲带的代表性矿物之一,富含水和Sr、Pb及稀土等微量元素,其形成和分解对于俯冲带流体活动、壳幔水和微量元素循环、地幔楔交代和熔融及岛弧岩浆作用等具有重要影响.但由于硬柱石对温度和压力的改变非常敏感,在板片折返过程中很容易分解,因此目前全球出露的硬柱石榴辉岩极为稀少.总结了榴辉岩中早期硬柱石存在的识别标志,并据此确定柴北缘超高压带西段鱼卡地区的含蓝晶石榴辉岩和斜黝帘石榴辉岩是峰期硬柱石榴辉岩退变质改造的结果.该发现说明柴北缘成为继大别造山带之后全球第二例出露硬柱石榴辉岩的大陆俯冲型造山带.利用相平衡计算方法恢复了这两种榴辉岩的变质演化过程,其中含蓝晶石榴辉岩的P-T轨迹和峰期变质条件均与区内大陆俯冲型含柯石英多硅白云母榴辉岩相似,而斜黝帘石榴辉岩峰期变质温压则略低.锆石定年获得含蓝晶石榴辉岩和斜黝帘石榴辉岩的变质时代分别为437 Ma和436 Ma,与带内已有超高压榴辉岩相变质时代相同,同时获得含蓝晶石榴辉岩的原岩结晶时代为1 273 Ma.相似的变质P-T轨迹和变质时代表明含蓝晶石榴辉岩与同剖面含柯石英多硅白云母榴辉岩共同经历了大陆深俯冲作用.这一结果表明,硬柱石榴辉岩并非大洋冷俯冲带特有,决定榴辉岩中是否出现硬柱石的主要因素是原岩成分和变质条件.在鱼卡地区,榴辉岩的矿物组合中能否出现硬柱石的最主要控制因素是原岩中的Mg含量,由高Mg#的基性岩变质形成的榴辉岩峰期矿物组合中易出现硬柱石.      

阿尔金江尕勒萨依榴辉岩和围岩锆石LA-ICP-MS微区原位定年及其地质意义

阿尔金江尕勒萨依榴辉岩及其直接围岩——石榴子石黑云母片麻岩锆石的阴极发光图像、微区原位LA-ICP-MS微量元素分析研究表明,榴辉岩锆石内部结构比较均匀,少数颗粒保留斑杂状残核;位于锆石斑杂状残核测点的重稀土相对富集,Th/U比值多大于0.4,为岩浆锆石的特征;位于锆石边部与内部结构均匀颗粒上的测点显示HREE近平坦型或弱亏损型的稀土配分模式,显示了与石榴石平衡共生的变质锆石特征;而石榴子石黑云母片麻岩的锆石具有核-幔-边结构,核部为碎屑锆石,幔部则为与石榴石平衡共生的变质锆石。LA-ICP-MS微区定年获得榴辉岩的变质年龄为(493±4.3)Ma,其原岩形成年龄为(754±9)Ma;石榴子石黑云母片麻岩的变质年龄为(499±27)Ma。榴辉岩的变质年龄滞后于其原岩的形成年龄约250Ma,并且榴辉岩与其直接围岩副片麻岩的变质年龄几乎完全一致,充分表明该超高压榴辉岩的形成是陆壳深俯冲作用的产物。