秦岭造山带泥盆系形成构造环境：来自碎屑岩组成和地球化学方面的约束

秦岭造山带中分布于商丹和勉略缝合带之间的泥盆系,发育有众多Au、Ag和Pb-Zn矿床,长期以来备受关注。对于泥盆系物源和形成环境认识始终存在不同认识。砂岩碎屑组成、碎屑重矿物、地球化学成分、砾岩组成以及古水流研究表明,北秦岭是秦岭泥盆系的主要物源区,盆地基底隆起也是泥盆系重要物源区。砂岩碎屑组成、碎屑重矿物和砾岩组成表明,泥盆系物源区曾出露有岛弧火山岩、花岗岩、变质岩及少量沉积岩、超镁铁岩。砂岩地球化学成分和砂岩碎屑模式研究表明,秦岭造山带中泥盆系主要形成于活动大陆边缘,其碎屑沉积物来自多种构造环境中的岩石单元。     

北秦岭两河口岩体的地球化学特征及其成因

北秦岭西段新元古代两河口岩体,岩性为眼球状片麻状二长花岗岩,含少量黑云母、角闪石及榍石,属钾质钙碱性花岗岩类;主量元素SiO_2=68.48%～72.45%,K_2O/Na_2O=1.35～2.07,为钾质;在K_2O-SiO_2关系图上投入高钾钙碱性区;A/CNK介于1.03～1.31,总体为钾质钙碱性弱过铝质花岗岩。岩石富集LILE元素(K、Th、Rb、Ba等),亏损HFSE元素(Ta、Nb、Y、Yb等);稀土元素总量较高(∑REE=126.82×10~(-6)～267.359×10~(-6)),轻重稀土强烈分馏(∑LREE/∑HREE= 5.447～8.894),稀土元素分配模式为轻稀土富集型,具中等程度Eu负异常(δEu=0.417～0.621)。微量、稀土元素分配模式与北秦岭东部的碰撞型德河岩体、寨根岩体及牛角山岩体一致。Pb-Sr-Nd同位素组成具低的ε_(Nd)=-3.9180～-6.0064、较高的~(87)Sr/~(86)Sr(t)=0.70760～0.71675、富放射性成因Pb同位素组成,模式年龄t_(DM)=1849.73～2022.79Ma,指示两河口岩体源岩特征与秦岭岩群、马衔山群相近,岩浆源区为下地壳成因。结合区域资料,认为两河口岩体形成于同碰撞末期—后碰撞初期的构造转换时期;这一认识细化了北秦岭新元古代碰撞造山过程;其所确立的汇聚碰撞时间与我国晋宁运动时限一致;为研究中国古陆块在新元古代时期汇聚时限、过程、方式及Rodinia超大陆事件在秦岭地区的响应提供了重要证据。     

秦祁结合部位王家岔石英闪长岩体锆石LA-ICPMS定年及地质意义

出露于秦岭、祁连造山带结合部位的王家岔石英闪长岩体,侵入于变质基底陇山岩群之中。岩石学、岩石化学、地球化学特征显示石英闪长岩侵入体具有俯冲花岗岩特征。利用LA-ICPMS（激光剥蚀等离子体质谱）测年技术,对石英闪长岩进行单颗粒锆石微区U-Pb同位素测定,获得加权平均年龄为（454.7±1.7） Ma,代表了岩石的形成年龄。这一新的成果资料,对研究秦祁结合部位早古生代构造演化、造山过程及秦、祁造山带的关系具有重要意义。     

博格达造山带东段萨尔乔克地区早石炭世双峰式

博格达造山带东段萨尔乔克地区出露大量早石炭世晚期双峰式火山岩组合,其岩石类型主要有亚碱性玄武岩、英安岩和流纹岩,主体属拉斑系列。玄武岩w(SiO2)为48.69%~52.09%,w(TiO2)(1.16%~1.34%)略高于N型大洋中脊玄武岩,w(Al2O3)高(17.44%~20.86%)、w(MgO)低(3.05%~4.98%)、富钠贫钾(Na2O/K2O=1.82~3.04),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用;玄武岩具有近于平坦的稀土元素配分模式,Eu异常不明显(δEu=0.87~1.06),相对富集Rb、Ba、P,亏损Nb、Ta、Th等不相容元素。火山岩地球化学特征表明研究区玄武质岩浆来自于亏损石榴石地幔橄榄岩在一定深度(约75km深度)情况下发生10%~20%的部分熔融,且受到一定程度的地壳物质混染,显示了板内玄武岩的地球化学特征,形成于陆内裂谷环境。中酸性火山岩具有较高的w(SiO2)(70.29%~75.46%)和全碱[w(Na2O+K2O)=5.13%~9.90%],以及较低的w(TiO2)(0.25%~0.30%)、w(Al2O3)(12.85%~15.88%)和w(MgO)(0.36%~1.01%);显示右倾负斜率稀土元素配分模式,铕负异常明显(δEu为0.36~0.86,平均为0.64),富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,指示中酸性火山岩起源于地壳物质的部分熔融,源区有斜长石残留。萨尔乔克地区双峰式火山岩的地球化学特征表明该套火山岩应形成于大陆裂谷环境,同时获得中酸性火山岩中锆石的U-Pb年龄为(320.3±1.1)Ma,表明该套火山岩形成于早石炭世末期。结合进一步的地壳w(Rb)-w(Sr)和Zr/Y-w(Zr)判别图解,表明早石炭世早期开始的博格达初始裂谷在早石炭世晚期进一步快速拉张,发展到成熟阶段。这一发现进一步证实了博格达造山带在石炭纪处于大陆裂谷演化的观点,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。     

西准噶尔宝贝岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学与地球化学

宝贝岩体位于新疆西准噶尔南部的晚古生代达尔布特中酸性岩浆岩带中,其主要岩性为花岗斑岩。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,结合锆石阴极发光图像（CL）和U、Th元素特征,获得宝贝岩体的年龄为297±10 Ma （MSWD = 14）,时代属晚石炭世晚期。花岗斑岩为典型的斑状结构,斑晶以斜长石、条纹长石和石英为主;岩石中SiO₂含量为74.59%～76.26%、全碱变化于8.13%～8.63%;铝饱和指数A/CNK为1.00～1.02,属弱过铝质;岩石轻稀土富集且轻重稀土元素分馏明显,（La/Yb）_N为1.54～3.05,负Eu异常（δEu为0.25～0.53）;富集Rb、Th、U、K和LREE等大离子亲石元素,而贫Ba、Nb、Sr、P、Ti等元素,属高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩系列。根据岩体的成因类型并结合区域构造环境演化,分析认为西准噶尔不仅在晚石炭世早期存在与俯冲作用相关的岛弧花岗岩,在晚石炭世晚期-早二叠纪早期也存在持续俯冲作用,在此环境下形成了与俯冲作用相关的岛弧型宝贝花岗斑岩。     

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限——来自卡拉麦里地区石炭纪碎屑锆石U-Pb年代学的约束

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限对中亚造山带古生代构造格局及演化研究具有重要意义。东准噶尔卡拉麦里断裂带南缘广泛出露石炭纪陆相粗碎屑岩系,沉积相分析表明其形成于扇三角洲沉积环境。依据区域地层对比、岩石组合特征及地层接触关系,将其重新厘定为山梁砾石组。选择西段滴水泉和东段双井子2个地区的山梁砾石组剖面进行地层对比,并在2个剖面底部采集粗砂岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,获得最年轻的碎屑锆石年龄分别为349±4Ma和355±3Ma,代表山梁砾石组沉积时代晚于349Ma,应为早石炭世早期。碎屑锆石年龄分布特征及砾石成分表明,其物源主要来自断裂带北侧的泥盆纪火山岩。在分析前人资料的基础上,认为山梁砾石组碎屑岩系是卡拉麦里造山带强烈隆升造山过程的沉积学响应,形成于前陆盆地,限定了准噶尔古生代洋盆闭合时限在早石炭世早期之前。     

北祁连清水沟-白柳沟Fe-S和Pb-Zn-Cu型块状硫化物矿床形成环境探讨

青海祁连县清水沟—白柳沟新元古代寒武纪大陆裂谷双峰式海相火山岩中产有Fe-S和Pb-Zn-Cu型块状硫化物矿床.这两类矿床除受所在火山岩陆壳幔源区的部分熔融程度和火山作用旋回性不同影响外,主要受产生构造位置和火山岩浆源区物性条件所控制.其中产Fe-S型矿床的石头沟-香子沟穹窿火山作用,相对形成于近裂谷扩张中心的深海环境,以低K2O钙碱性的拉斑玄武质或英安质下地壳为物源区环境;郭米寺-白柳沟穹窿的Pb-Zn-Cu型火山作用形成于远离扩张中心的陆缘弧环境,源区为一种由地幔源和壳源共同构成的混合源.在矿床成因类型方面,前者近似塞浦路斯的铜黄铁矿,后者为较典型的日本黑矿型.     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造环境

西天山乌孙山地区大哈拉军山组由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩组成,安山岩和流纹岩分布最广。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,火山活动喷发的安山岩与安山质晶屑凝灰熔岩分别形成于353.9Ma±6.5Ma和356.3Ma±4.4Ma,属于早石炭世早期。通过区域对比,西天山大哈拉军山组的火山岩浆作用显示从伊犁中天山板块南北缘向伊犁盆地内部逐渐变年轻的特点,且火山岩喷发时代差别不大(约40Ma)。岩石地球化学研究表明,火山岩属钙碱性系列,富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素。中性火山岩富集大离子亲石元素(如Cs、Rb、Th、U),而相对亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示出岛弧火山岩的特征;酸性火山岩相对富集Rb、Th、U、Ta等元素,具有明显的Ba、Sr、P、Eu、Ti等元素的负异常。综合伊犁-中天山板块南缘的构造演化特征,认为大哈拉军山组形成于活动大陆边缘环境,产在板块俯冲-碰撞的最后阶段。     

阿尔泰地区玛因鄂博蛇绿岩的地质特征及其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

新疆富蕴县西部出露一套变质基性火山岩,主要岩性为斜长角闪岩,呈透镜状分布,是古生代增生混杂岩带的组成部分。地球化学特征表明,其具有典型的大洋拉斑玄武岩(N-MORB型玄武岩)的地球化学特点。运用LA-ICP-MS方法,对斜长角闪岩中的锆石进行了U-Th-Pb同位素分析。测年结果显示,斜长角闪岩的形成时代为437Ma±12Ma,为早志留世。对玛因鄂博蛇绿岩的研究为进一步探讨斋桑-额尔齐斯蛇绿构造岩带、建立该区古生代构造格架、讨论其地质演化史提供了新的资料依据。     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩LA—ICP—MS锆石U—Pb年龄及其构造环境

西天山乌孙山地区大哈拉军山组由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩组成,安山岩和流纹岩分布最广。LA—IcP—Ms锆石U-Pb定年结果表明,火山活动喷发的安山岩与安山质晶屑凝灰熔岩分别形成于353．9Ma_6．5Ma和3563Ma±4．4Ma．属于早石炭世早期。通过区域对比,西天山大哈拉军山组的火山岩浆作用显示从伊犁中天山板块南北缘向伊犁盆地内部逐渐变年轻的特点,且火山岩喷发时代差别不大（约40Ma）。岩石地球化学研究表明,火山岩属钙碱性系列,富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素。中性火山岩富集大离子亲石元素（如Cs、Rb、Th、U）,而相对亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示出岛弧火山岩的特征;酸性火山岩相对富集Rb、Th、u、Ta等元素,具有明显的Ba、sr、P、Eu、Ti等元素的负异常。综合伊犁一中天山板块南缘的构造演化特征,认为大哈拉军山组形成于活动大陆边缘环境,产在板块俯冲一碰撞的最后阶段。