天山石炭-二叠纪大火成岩省裂谷火山作用与地幔柱

中国西北部石炭纪-早二叠世喷发的天山裂谷火山岩系构成了一个大火成岩省。该火山岩系的组成以玄武质熔岩为主，其次有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩。根据岩石学、主元素、微量元素和Sr—Nd—Pb同位素数据，天山玄武岩可分为两个主要岩浆类型：①高Ti／Y（HT）类型，以高Ti／Y（〉500）、高Ce／Y（〉3）和相对低Nb／Zr（〈0．11）、低εNd（t）为特征；②低Ti／Y（LT）类型，以低Ti／Y（〈500）为特征。LT熔岩又可以进一步分为两个亚类：LT1熔岩以低Nb／Zr（〈0．15）和高εNd（t）（＋3．1～＋9．7）为特征；LT2熔岩具有较高的Nb／Zr值（〉0．16）和较低的εNd（t）值（-0．98～-2．91）。元素和同位素数据表明，HT和LT熔岩的化学变异不是由一个共同母岩浆的结晶分异作用所产生。它们极有可能是源于一种似洋岛玄武岩源的幔源（^87St／^86Sr（t）≈0．7045，εNd（t）≈＋4，^206Pb／^204Pb（t）≈18．35．^207Pb／^204Pb（t）≈15．66，^208Pb／^204Pb（t）≈38．25．La／Nb≈0．7），且具有不同的熔融条件和经受了不同的分异和混染。以碱性熔岩为主的HT熔岩是产生于幔源石榴子石稳定区的低度部分熔融，其化学变异受控于单斜辉石（Cpx）[士橄榄石（O1）]分离作用。相反，LT类型的母岩浆则是形成于幔源的尖晶石一石榴子石过渡带：碱性LT2亚类的母岩浆是产生于部分熔融程度较低的条件下；而以拉斑玄武质为主的LT1亚类的母岩浆则是产生于部分熔融条件较高的条件下：它们经受了浅层辉长岩质分离作用，化学变异较大。天山玄武岩可能是产生于地幔柱头。HT和LT岩浆的岩石成因又进一步为地壳和岩石圈地幔的混染作用所复杂化。我们的研究揭示，天山大火成岩省的火山岩中存在空间上的岩石地球化学变化。天山东段的LT1火山岩系的厚度最大．它们记录了玄武岩侵位的主幕，该处可能是地幔柱或地幔熔融异常的中心位置。相反，厚度较小的HT和LT2玄武岩则可能是意味着地幔柱活动影响的减弱。事实上，HT和LT2玄武岩也是该大火成岩省边缘部分的主要岩浆类型。HT和LT2熔岩的地幔熔融程度较低，可能是与地幔柱边部的岩石圈相对较厚和地热较低有关。     

西天山下石炭统大哈拉军山组底部角度不整合特征及其对天山古生代洋陆转换时限的约束

西天山广泛出露下石炭统大哈拉军山组火山-沉积岩系,其与下伏地层(前寒武纪结晶基底或前石炭纪褶皱基底)之间呈广泛的区域性角度不整合接触。通过对这些角度不整合面及大哈拉军山组底部冲洪积相碎屑岩或陆相火山岩特征的研究,认为该不整合面代表了一次强烈的褶皱、隆升造山事件;不整合面之上初始沉积物地层序列是天山石炭纪后碰撞裂谷盆地新一轮沉积旋回的起点。取自大哈拉军山组底部粗碎屑岩中夹层安山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄为359±2.3Ma,这一年龄值不但限定了这一区域性角度不整合的形成时代,而且代表天山后碰撞裂谷盆地的开启时间。因此,天山古生代洋陆转换时限在晚泥盆世-早石炭世之交,随后,天山造山带进入后碰撞裂谷演化阶段。     

亚洲3个大火成岩省(峨眉山、西伯利亚、德干)对比研究

峨眉山(～260Ma)、西伯利亚(～250Ma)和德干(～66Ma)大陆溢流玄武岩是世界上3个重要的大火成岩省。大火成岩省至少具有4个通常被用于识别古地幔柱的标志:(1)先于岩浆作用的地表隆升;(2)与大陆裂谷化和裂解事件相伴;(3)与生物灭绝事件联系密切;(4)地幔柱源玄武岩的化学特征。虽然这3个大火成岩省都是来源于原始地幔柱,但是它们的地球化学特征有本质上的差异,反映其地幔柱曾与不同的上地幔库相互作用。(1)峨眉山和西伯利亚大陆溢流玄武岩的母岩浆,在上升过程中经受了与地球化学上和古老克拉通岩石圈地幔相同的上地幔库(EM1型幔源)的相互作用;(2)而德干大火成岩省没有受到地壳(或岩石圈)混染的原生玄武岩则显示地幔柱和EM2之间的Sr-Nd同位素变化。这种差异有可能制约了3个大火成岩省的成矿潜力。峨眉山和西伯利亚大火成岩省含有世界级岩浆矿床,而德干大火成岩省则不含矿。     

南祁连化隆岩群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

侵入于化隆岩群中的基性-超基性岩中因产有拉水峡、裕龙沟小型铜镍矿床和一大批铜镍矿点,而备受关注。其化隆岩群形成时代的确定直接影响着祁连山地区铜镍矿找矿方向和找矿工作布署。近年来,随着同位素年代测试技术的不断发展,高精度数据出现,对化隆岩群形成时代的认识逐步明朗化。通过高精度的LA-ICP-MS锆石微区原位U-Pb同位素测年,获得青海省化隆县拉水峡铜镍矿区含矿基性-超基性岩体围岩化隆岩群黑云斜长片麻岩的形成时代为(910±7)Ma,代表着化隆岩群形成时代的下限,结合前人研究成果,进一步确定化隆岩群的形成时代为新元古代。并认为该区有与金川铜镍矿相似的成矿地质背景,含矿基性-超基性岩均为Rodinia超大陆裂解的产物,具有良好的找矿前景。     

北天山巴音沟蛇绿岩斜长花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及蛇绿岩成因研究

巴音沟蛇绿岩侵位于辉长岩中的斜长花岗岩亏损LREE和不相容元素,(Ce/Yb)_N=0．67～0．88．(Gd/Yb)_N= 0．63～0．73,ε_Nd(t)=8．36～8．52,~87Sr/~86Sr(t)=0．70365～0．70408,为亏损地幔来源花岗岩,是蛇绿岩的组成部分。斜长花岗岩的精细SHRIMP锆石U-Pb年龄为324．8±7．1Ma,表明巴音沟蛇绿岩形成于早石炭世晚期。巴音沟蛇绿岩中辉长岩、辉绿宕、基性熔岩REE球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化分配型式呈平坦型分布,(Ce/Yb)_N=0．63～1．36,(Gd/ Yb)_N=1．02～1．41,近似于N-MORB分配型式。~87Sr/~86Sr比值变化于0．70306～0．70439,ε_Nd(t)=4．63～8．69,表明其岩浆主体来源于N-MORB,但在形成过程中有OIB组分的加入。结合天山石炭纪区域火山岩的研究,认为巴音沟蛇绿岩形成于大陆裂谷向大洋裂谷转化的构造环境,它是天山造山带晚古生代“红海型”洋盆的地质记录。     

新疆柯坪库木如吾祖克地区二叠纪火山岩

新疆柯坪库木如吾祖克地区二叠纪火山岩产于柯坪微地块中,为陆相火山岩,主要由基性熔岩 (辉石玄武岩 )和酸性凝灰岩组成,具双峰式火山岩系组合特征。火山岩为 3个火山喷发旋回的产物,从下至上基性熔岩主元素成分成规律性变化,表明基性熔岩为同源岩浆分异演化的产物。基性熔岩具有大陆火山岩性质,形成于大陆拉张环境。该二叠纪火山岩为天山造山带石炭—二叠纪大规模裂谷作用在柯坪古老微地块上的反映。     

哈萨克斯坦乌拉尔肯皮赛铬铁矿资源基地地质背景、成矿特征及矿床成因

铬铁矿是中国极为短缺的战略性矿产，哈萨克斯坦乌拉尔肯皮赛铬铁矿资源基地是全球最大的豆荚状铬铁矿产地。笔者系统总结了肯皮赛铬铁矿资源基地的地质背景、蛇绿岩特征及成矿类型，并对基地的开发现状进行了梳理。肯皮赛铬铁矿资源基地位于乌拉尔造山带南部，伴随寒武纪—三叠纪古乌拉尔洋形成演化，大量蛇绿岩地体残存于乌拉尔造山带内，形成一系列豆荚状铬铁矿床。肯皮赛地块出露完整的蛇绿岩层序，地幔橄榄岩以方辉橄榄岩和纯橄岩为主，发育高铝型和高铬型两类富铬铁矿。其中，高铝型铬铁矿形成于早泥盆世（或更早）MOR环境下；而高铬型铬铁矿形成于晚泥盆世洋内俯冲环境下（SSZ），是俯冲带流体与残留地幔橄榄岩交代反应后形成的熔体与围岩（地幔橄榄岩）发生熔岩反应的产物。肯皮赛铬铁矿资源基地铬铁矿探明储量约3亿t，年产铬铁矿和铬铁合金约700万t和169万t，主要用于出口。中国应不断加强与哈萨克斯坦的铬铁矿资源潜力调查、勘查开发及产能合作。