秦岭造山带早古生代蛇绿岩的多阶段演化: 从岛弧到弧间盆地

秦岭商-丹缝合带是分隔北秦岭早古生代造山带和南秦岭晚古生代造山带的地质界线,其中的丹凤蛇绿岩被认为代表了秦岭地区早古生代的洋壳残片。迄今,前人已经提出多种模式来解释丹凤蛇绿岩成因和构造背景(如:岛弧、洋岛和成熟的大洋等)。然而,这些单一的构造演化模式却很难解释两个基本事实:(1)不同类型镁铁质岩(如N-MORB、E-MORB和IAT等)的穿时性分布;(2)几乎所有的早古生代镁铁质岩都显示出多种构造环境的叠加。对陕西太白鹦鸽嘴地区一条具有较完整层序的蛇绿岩剖面研究发现,剖面中存在HTI型(TiO2:1.21%～1.56%)和LTI(TiO2:0.09%～0.35%)两种类型的镁铁质岩(包括玄武岩和辉长岩),HTI型镁铁质岩具有LREE亏损,没有Nb、Ta负异常等的E-MORB特征;LTI具有LREE富集,Nb、Ta负异常的IAT特征。地球化学显示二者的源区均为北秦岭岩石圈地幔楔。本文获得鹦哥嘴蛇绿岩两个LTI型辉长岩锆石U-Pb年龄分别为523.8±1.3Ma和474.3±1.4Ma。认为秦岭早古生代蛇绿岩应是SSZ环境下多阶段演化的结果:第一阶段:约524Ma,秦岭洋盆向北俯冲开始。俯冲板片的脱水作用使熔融温度降低,形成的流体交代地幔楔,在北秦岭南缘产生了一个不成熟的岛弧;第二阶段:先存岛弧裂开阶段,约524～474Ma。秦岭洋壳的持续俯冲,在先形成的岛弧上拉张出了弧间盆地,形成了主要由轻稀土亏损、高Ti拉斑玄武岩和辉长岩组成的E-MORB型岩石组合;第三阶段:弧前盆地闭合阶段,474Ma之后。在这个阶段新生的弧间盆地闭合,俯冲洋壳携带的深海沉积物与北秦岭岩石圈地幔楔相互作用形成了北秦岭李子园的玻安岩。秦岭早古生代蛇绿岩的多阶段成因是典型特提斯构造域演化特征在秦岭地区的重现。     

西天山那拉提地区古生代花岗岩的年代学和锆石Hf同位素研究

西天山那拉提地区发育强烈的古生代花岗岩浆活动,依据野外地质特征和形成时代,将该区花岗岩分为早古生代—晚泥盆世花岗岩和石炭纪花岗岩两类。前者变形较强,发育弱的片麻理构造,岩石类型主体为闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩,LA-ICPMS锆石U-Pb定年揭示其形成时代为366～485Ma,εHf(t)和t2DM的研究揭示花岗岩主要有3种来源:一是t2DM介于1.2～1.6Ga的中元古代地壳源区;二是t2DM介于0.7～1.6Ga的中新元古代地壳混合源区;三是t2DM与岩石形成年龄接近或略大的以亏损地幔新生地壳为主的地壳源区。后者变形很弱,LA-ICPMS锆石U-Pb定年揭示其形成时代为320～352Ma。晚泥盆世—石炭纪花岗岩主要源区亦有3种:一是t2DM介于1.0～1.7Ga的中新元古代混合源区;二是t2DM约为0.4Ga左右的早古生代新生地壳源区;三是早石炭世早期与岩浆形成年龄一致的亏损地幔和古老地壳混合源区。那拉提早石炭世花岗闪长岩当εHf(t)为最高的正值时(14.21),其t2DM与岩石形成年龄一致,表明在349Ma时存在一次地幔物质的加入。综合西天山地区区域地质演化和花岗岩的野外地质特征、时代格架、锆石Hf同位素揭示的源区特征,认为那拉提地区现划分的古元古代地层中存在0.7～0.8Ga、1.6～1.8Ga中新元古代增生地壳。石炭纪花岗岩为碰撞后大陆伸展作用的产物,早石炭世大规模地幔物质的加入代表了大陆伸展作用的强烈发育期。     

北秦岭武关岩体LA-ICPMS锆石U-Pb定年及岩石成因研究

武关岩体位于北秦岭武关镇,侵入于丹凤岩群之中,主要岩石类型为闪长岩和花岗闪长岩,属低钾拉斑-中钾钙碱性系列。微量元素地球化学特征为富集大离子亲石元素而亏损高场强元素、具有较高的LILE/HFSE比值,且显示出有俯冲沉积物的地球化学信息,因而其形成与大洋俯冲消减作用有关。稀土元素球粒陨石标准化分配型式为LREE富集、HREE平坦的右倾型且无明显的Eu负异常。此外,其明显富铝、富钠,有较高的Sr/Yb比值和CaO/Na2O比值,因而极有可能为角闪石作为主要残余条件下玄武质岩石部分熔融的产物。在假定有角闪石为稳定残留的中下地壳压力条件下,通过对稀土元素的模拟计算表明:以丹凤岩群中形成于岛弧环境下的斜长角闪岩为源岩在部分熔融程度为30%～40%,残余矿物相以角闪石为主并伴有少量的斜长石和单斜辉石(石榴子石极有可能无残余)的条件下,可以形成该类岩体。经锆石阴极发光(CL)研究及LA-ICPMS同位素测年技术分析后可知,武关岩体的锆石U-Pb同位素年龄为438.6±2.2Ma。该年龄晚于商丹洋的俯冲消减阶段,但仍明显保留有俯冲消减环境所具有的地球化学特征,因而其可能继承有俯冲消减源区的地球化学特征。以岛弧成因的斜长角闪岩为源岩进行的稀土元素部分熔融模拟计算,可以证明武关岩体为北秦岭加里东造山期中下地壳源区岩石在碰撞造山过程中由"滞后的消减源区"部分熔融的产物。     

新疆阿尔泰南缘康布铁堡组的重新厘定

区域地质及野外地质剖面研究表明, 新疆阿尔泰南缘康布铁堡组的东、中、西3段岩石组合和变质变形及含矿性等方面存在显著差异, 有必要对其重新划分厘定。分布于西段克兰及麦兹盆地的康布铁堡组(D₁k), 通过古生物化石及年代学资料确定其时代为早泥盆世, 实测地质剖面显示为一套浅变质酸性火山岩及火山碎屑岩夹正常碎屑岩, 自下而上可划分为4个岩性段: 笫1岩性段(D₁k^a)以云母片岩为主; 第2岩性段(D₁k^b)为钙质片岩、钙质砂岩、变凝灰质砂岩; 笫3岩性段(D₁k^c)主要为变酸性流纹岩、凝灰岩; 第4岩性段(D₁k^d)以变流纹岩、流纹质火山碎屑岩为主。而分布于东段青河地区、中段(南部)富蕴地区的康布铁堡组, 实为一套混合岩化变质岩系, 其时代缺少年代学资料限制, 应从康布铁堡组中解体出去, 依据进一步变质作用及年代学资料重新划分、命名。     

扬子地块北缘西乡群孙家河组火山岩形成时代及元素地球化学研究

西乡群孙家河组为一套低绿片岩相浅变质火山-沉积岩系,主要由基性-中基性-酸性火山岩和凝灰岩、沉凝灰岩、泥岩、硅质岩组成,火山岩岩石类型包括玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩.LA-ICPMS锆石U-Pb定年揭示流纹岩形成时代为832.9±4.9Ma,辉石玄武岩的形成时代为845.0±17Ma,两者在误差范围内一致,属新元古代同期岩浆作用产物.元素地球化学研究表明,孙家河组玄武岩属拉斑玄武岩系列,具有受地壳混染的板内玄武岩的地球化学特点.玄武岩-安山岩-英安岩主量元素成分投点呈规律性变化、REE球粒陨石标准化及微量元素原始地幔标准化分配型式具有一致性并相互重叠,不相容元素Th和相容元素Cr相关模拟图中沿分离结晶线分布,证明玄武岩-安山岩-英安岩为同一基性岩浆分离结晶的产物.REE和微量元素分配型式以及微量元素比值对的显著差异,暗示流纹岩与玄武岩-安山岩-英安岩来源于不同源区.Sr-Nd同位素研究表明,玄武岩-安山岩-英安岩样品的ε_(Nd)(t)值均大于0以及在ε_(Nd)(t)-(~(87)Sr/~(86)Sr)_t图解中位于OIB成分区,表明其源区应为与洋岛玄武岩类似的地幔源区;流纹岩样品具有可与基性熔岩相比拟的ε_(Nd)(t)值,暗示流纹岩最有可能是初生玄武质地壳部分熔融而成.本文所研究的原划孙家河组火山岩系列的形成时代、构造环境的确定以及扬子陆块乃至世界上同一时间内普遍发育大陆裂谷岩浆岩组合的地质事实,说明原划孙家河组以及西乡群中的确存在新元古代的组成部分,它们应是新元古代大陆裂谷的产物,它和扬子地块820M8后造山裂解环境花岗岩均是新元古代晚期Rodinia超大陆裂解作用的岩浆响应.     

新疆东准噶尔阿尔曼太蛇绿岩中玄武岩地球化学特征及其地质意义

阿尔曼太蛇绿岩带位于新疆东准噶尔地区,蛇绿岩中变质橄榄岩、堆晶岩、基性火山岩较发育,层序组合虽受构造破坏,但从总体来看仍是一套组合比较完整的蛇绿岩,岩石变形变质强烈,普遍发生绿泥石化、绿帘石化。蛇绿岩中基性熔岩可分为3种类型,即洋岛玄武岩(OIB)、洋中脊玄武岩(MORB)和岛弧玄武岩(IAT)。其中洋岛玄武岩不属于蛇绿岩成分,是后期卷入蛇绿岩带随其他组分一同构造就位而成;基性熔岩主量和微量元素特征揭示岩浆源于亏损的地幔源区,且存在消减组分加入的交代作用,表明其成因与俯冲作用有关。结合岩石地球化学特征和构造环境判别图解,基性熔岩显示出IAT和MORB兼具并呈现过渡的特点,推断该蛇绿岩的形成与岛弧相关,其形成可能介于洋脊到海沟之间的偏海沟区域。     

北秦岭鹦鸽咀发现火山杂岩带

北秦岭鹦鸽咀—眉县红河地区位于秦岭造山带商丹构造带太白岩体北缘 ,该地区火山杂岩带的发现和厘定是陕西省地质调查院区调所宝鸡项目组 1∶2 5万宝鸡市幅区域地质调查(修测 )一项阶段性成果。鹦鸽咀火山杂岩带 :出露太白岩体北缘的太白县石沟、沙沟峡、白云峡、三岔峡 ,向东到眉县营头蒿坪寺、红河地段 ,呈宽约 50 0～ 30 0 0ｍ ,长约 2 5ｋｍ带状产出 ,火山杂岩带南与太白岩体五里峡超单元片麻眼球状中粗粒黑云二长花岗岩、片麻状条带状中细粒黑云二长花岗岩接触 ,其边界呈混合岩化 ,钾化或糜棱岩带 ,局部具边缘混合岩化渐变过渡关系。北…     

东昆仑祁漫塔格山南缘黑山蛇绿岩的发现及其特征

在新疆阿牙克库木湖幅1：25万区域地质调查中，于东昆仑祁漫塔格山南缘黑山新发现的蛇绿岩主要由堆晶杂岩和大洋拉斑玄武岩残片组成。其具有构造变形弱，蛇绿岩保留厚度较小的特点。拉斑玄武岩具低钾、低钛、富镁，轻、重稀土分馏不明显，大离子亲石元素正常—弱富集、高场强元素弱—强烈富集的特征。综合研究得出黑山蛇绿岩形成于南华—奥陶纪，构造就位于志留纪—早中泥盆世。     

宝鸡地区地质灾害发育特征浅析

宝鸡地区危险性地质灾害易发区集中分布在渭河盆地高阶地及其周边，宝成线、宝天线、宝中线以及主要公路沿线和人口密集区。本文以宝鸡市区为重点，兼对周边地区的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害类型、发育特征及成因给予初步总结，并提出地质灾害风险预测、防范和防治的初步意见。     

新疆奇台县黄羊山岩浆热液型石墨矿床含矿岩体年代学与地球化学特征

黄羊山石墨矿床位于新疆东准噶尔卡拉麦里造山带,是近年来我国发现并初步探明的一个超大型岩浆热液型石墨矿床。石墨矿体主要赋存于黄羊山碱性花岗岩体内,矿石具独特的球状构造,其成因机制还不清楚。本文对该矿床含石墨碱性花岗岩进行了详细的岩石学、年代学及地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明:(1)号和(2)号石墨矿体含石墨碱性花岗岩的年龄分别为303.6±4.0Ma和304.6±3.7Ma,其成岩成矿时代均为晚石炭世晚期。岩石地球化学研究表明,含石墨碱性花岗岩具有高硅(SiO_2=74.26%~79.07%)、富碱(K_2O+Na_2O=8.69%~8.92%)、贫钙(CaO=0.11%~0.90%)、低钛(TiO_2=0.07%~0.25%)等特征,均属高钾钙碱性过铝质花岗岩。岩石富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素及Nb、Zr、Hf等高场强元素,强烈亏损Ba、Sr、P、Ti等元素,稀土元素配分曲线呈右倾"V"字形,具明显的负Eu异常,与A型花岗岩特征一致。依据微量元素比值及相关判别图,含石墨花岗岩在成因类型上属于A2型花岗岩,形成于后碰撞构造环境,可能为壳幔混合岩浆沿卡拉麦里深大断裂上升侵位过程中同化混染石炭纪含碳地层,形成具球状构造特征的岩浆热液型石墨矿床。