甘肃北山红石山地区扫子山组构造变形特征及其动力学背景

甘肃北山地区扫子山组形成于早石炭世,是红石山蛇绿构造混杂岩的重要组成部分,记录并保存了红石山古洋盆形成及演化的地质信息,是讨论红石山地区晚古生代古地理环境及洋盆构造属性的重要窗口。详细的野外地质调查发现,该套地层构造变形强烈,原始层理难以辨识,为研究该套地层的沉积环境增添了难度。基于此,在查明扫子山组物质组成的基础上,通过详细的构造解析,厘定其构造序列,并通过剥离后期构造改造,恢复原始沉积层理。结果表明,扫子山组经历了3期构造变形,第1期为北北西—南南东向逆冲兼左行走滑,可能为洋壳向北俯冲的产物;第2期为北北东—南南西向挤压兼右行走滑脆-韧性变形,可能为碰撞阶段的产物;第3期构造变形以北东—南西向左行走滑为主,为次一级的晚期构造变形。变形样式及变质程度表明,扫子山组以中浅层次构造变形为主,地层未发生明显的倒转和缺失,该套地层物质成分及空间分布具有明显的规律性,显示裂谷型盆地向南趋于成熟的火山-沉积特征。结合红石山-蓬勃山断裂以北发育石炭纪—二叠纪弧岩浆岩,揭示了红石山古洋盆向北俯冲的动力学过程,为进一步研究中亚造山带南缘构造演化过程提供地质依据。     

西昆仑慕士塔格岩体的LA ICP MS锆石U Pb定年:对古特提斯碰撞时限的制约

慕士塔格岩体是西昆仑造山带出露面积最大的侵入体,主要由黑云母二长花岗岩、似斑状黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩组成,其中发育大量的暗色微细粒包体和基性岩浆条带。根据锆石的阴极发光图像以及Th、U、REE元素等特征,所测试的锆石均为典型的岩浆结晶锆石,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,测得岩体东西部分的加权平均206Pb/238U年龄分别为229.6±0.8Ma(MSWD=0.44)、232.8±1.5Ma(MSWD=0.21),两者在误差范围内一致,综合获得该岩体年龄为231.4±0.7Ma(MSWD=1.5),属于中三叠世晚期。根据岩石学、锆石内部结构及其REE元素特征,结合前人地球化学资料,该岩体应为壳幔岩浆混合成因。结合区域地质资料,慕士塔格岩体应是从挤压的主碰撞期向伸展后碰撞期转换的产物,表明古特提斯主碰撞作用发生在中三叠世晚期之前,之后开始进入古特提斯后碰撞阶段。     

南阿尔金茫崖碱长花岗岩锆石U-Pb定年及岩石成因研究

茫崖碱长花岗岩出露于南阿尔金俯冲碰撞杂岩带内的茫崖镇柴水沟西侧,该岩石具有高的SiO_2(75.52%～77.58%),低TiO_2(0.16%～0.20%)、Al_2O_3(11.14%～11.86%)、MgO(0.15%～0.23%)、CaO(0.66%～1.45%)含量,高K/Na(1.32～1.56)值,属高钾钙碱性准铝质系列;稀土元素以轻稀土富集,重稀土平坦,高的稀土总量,明显的Eu负异常,稀土配分曲线呈"海鸥"型式特征;微量元素具有Nb、Ti、P等高场强元素亏损,同时具有Rb、Th、U和K等大离子亲石元素富集的特点,显示为典型的A型花岗岩。南阿尔金茫崖碱长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果为(408.7±1.7)Ma,结合花岗岩岩石成因类型研究和区域研究成果,认为茫崖碱长花岗岩是在南阿尔金伸展拉张背景下,由幔源岩浆底侵作用诱发下地壳部分熔融而成。南阿尔金地区沿阿尔金断裂南缘发育424～385Ma的A型花岗岩,是同一构造-岩浆事件的产物,进一步证实该阶段南阿尔金地区处于一个持续伸展的构造背景。     

北山北带黄丘泉地区早泥盆世花岗岩的岩石成因及构造意义

北山造山带在早泥盆世是否存在构造体制转换一直是该地区大地构造演化研究的关键。本文选取北山北带黄丘泉地区的石英二长岩和正长花岗岩进行了岩石学、元素地球化学、锆石U Pb年代学和Hf同位素分析,结果显示,石英二长岩和正长花岗岩的LA ICP MS锆石U Pb年龄的加权平均值分别为4119±22 Ma和4096±17 Ma;全岩样品具有准铝质—弱过铝质、碱性—碱钙性及铁质等地球化学特征;稀土元素总量中等,轻重稀土弱到中等分馏且相对富集轻稀土,石英二长岩具有弱的负Eu异常,正长花岗岩具有明显的负Eu异常;微量元素富集Rb、K、U,亏损Sr、Ta、P、Ti;锆饱和温度计算黄丘泉岩体的结晶温度在828~888℃,平均856℃;以上这些岩石地球化学特征与A型花岗岩一致。锆石εHf（t）值介于-702～442,二阶段模式年龄（tDM2）介于184~112 Ga,平均142 Ga,表明岩浆源区以古老地壳物质为主,但也有新生物质的加入,可能为新生幔源熔体上侵并与壳源熔体发生不同程度岩浆混合的产物。构造环境判别显示石英二长岩为A2型花岗岩,正长花岗岩为A1型花岗岩。结合区域地质资料及前人研究成果,认为黄丘泉地区A型花岗岩均形成于后碰撞伸展环境,A1型花岗岩和A2型花岗岩的共同出现,标志着北山造山带的构造体制于早泥盆世已进入后碰撞伸展环境,并具向板内构造阶段演化的趋势。     

甘肃北山地区芦草沟富闪深成岩的成因

富闪深成岩是一类罕见的岩石类型,角闪石含量很高,矿物组合十分罕见,对岩浆作用和地球动力学过程具有敏感的指示意义。本文对甘肃北山地区首次发现的芦草沟二叠纪富闪深成岩开展野外调查、LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、全岩主量和微量元素地球化学分析,结果表明,岩石的SiO₂含量为45.43%～51.84%, Na₂O含量为2.76%～3.98%, K₂O含量为0.18%～0.59%, Al₂O₃含量为16.59%～20.58%, MgO含量为4.18%～6.34%,显示贫钾富钠的特征;岩石的微量元素组成显示富集大离子亲石元素Rb、Ba、U等,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr和Hf,Eu异常不明显(δEu=0.81～1.46)。锆石U-Pb年龄为286.7±2.5 Ma,即形成于早二叠世。结合区域地质背景,认为芦草沟富闪深成岩是俯冲碰撞环境壳幔相互作用的产物,而中亚造山带大范围发育中晚二叠世花岗岩是碰撞后构造岩浆事件的产物,暗示北山地区的古亚洲洋在中二叠世才完全消亡,进入陆内演化阶段。     

地电提取异常的形成

在总结前人资料的基础上,根据最新的研究成果,以Au为例提出了地电提取异常的形成模式。地下深处的隐伏矿体发生电化学溶解,在多种地质营力作用下,使呈阳离子和阴离子态的金属离子迁移至近地表松散层中,在表生介质中吸附而富集。利用人工电场将土壤中呈活动态的金属离子提取沉积在电极上,这部分离子晕称为地电提取离子异常。地电提取离子晕是活动态的,与下伏矿体有着动态联系,离子晕的成分与隐伏矿体的物质组分相一致,与隐伏矿床在地表的垂直投影相吻合,对寻找深部的隐伏矿床有重要的指示意义。     

甘肃北山地区古硐井群地质特征与时代厘定

北山地区出露大量古硐井群,其地层时代主要依据区域地层对比和上覆、下伏地层中获得的Sm-Nd全岩等时线年龄确定,没有高精度的年龄数据。为了获得并限定古硐井群的时限,采用LA-ICP-MS和SHRIMP测试方法,对北山地区出露大量古硐井群石英岩中的碎屑锆石进行U-Pb同位素年龄测试,获得最年轻的碎屑锆石年龄为1213±24Ma,可以作为古硐井群的下限年龄(中元古代中晚期)。获得3110±6Ma、2786±7Ma等碎屑锆石年龄,暗示甘蒙北山微地块存在古老的地壳残留,表明古硐井群是北山地区的变质基底之一。连续的3个峰值年龄1750Ma、1580Ma和1470Ma,表明古硐井群石英岩的沉积物大部分来自经历过晋宁运动的源区。研究结果为完善北山地区的地层格架提供了有利依据。