藏南特提斯喜马拉雅带始新世隆子-恰嘎次火山岩区:雅拉香波二云母花岗岩的高位岩浆体系

已有的数据表明,大约在中始新世(44～40Ma),西藏特提斯喜马拉雅带(雅拉香波穹窿地区)经历了一次特别的地壳深熔作用,产生了大量高Sr/Y比值的二云母花岗岩.在雅拉香波穹窿南部的隆子-恰嘎地区,发育一套流纹质次火山岩,以小岩体或岩脉形式侵位于侏罗纪日当组的砂岩和页岩之中.岩相学观察、锆石U-Pb年代学、全岩元素和同住素(Sr、Nd)地球化学数据表明:(1)该次火山岩形成于约43～41Ma,与北部二云母花岗岩体的形成年龄相似;(2)该次火山岩经历了强烈的岩浆演化后期的岩浆-热液作用和钙长石分离结晶作用,导致该套岩浆岩强烈的Eu负异常、明显降低的Sr含量和锆石岩浆增生边的普通Pb和U浓度明显升高;和(3)该套次火山岩和二云母花岗岩属于同一岩浆过程的不同的构造层次,在时间、空间和成岩物质来源上具有一致性,同属于中始新世青藏高原主碰撞时中下地壳部分熔融的产物.     

藏南昂仁县桑桑地区林子宗群火山岩的形成时代和地球化学特征

桑桑地区林子宗群火山岩Sr、Nd同位素地球化学特征和SHRIMP锆石U-Pb地质年代学数据表明：①林子宗火山岩以高钾流纹岩为主,属于高钾钙碱性系列岩石,形成于49.8Ma±0.92 Ma,属于帕那组火山岩地层;②林子宗火山岩稀土元素配分模式较为一致,相对于HREE,强烈富集LREE;③林子宗火山岩具有相对低的初始Sr同位素值（87Sr/86Sr（i）=0.70488～0.70569）和较高的初始Nd值（εNd（i）=-1.38～-1.58）;④总体上富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,与岛弧型火山岩的地球化学特征类似。桑桑地区林子宗火山岩在形成过程中明显受到角闪石和斜长石分离结晶作用的影响。可能是俯冲的新特提斯洋板片断离或变陡,进而导致经历过俯冲交代作用的富集岩石圈地幔甚至局部下地壳发生部分熔融,形成的初始岩浆发生混合作用,并在近封闭条件下发生高度分离结晶作用的产物。结合已有的结果,认为冈底斯带南带普遍经历了50Ma左右的岩浆作用。     

花岗岩、氡气与人类肺癌

氡作为唯一具有放射性的惰性气体,其危害性被医学研究所证实。世界卫生组织研究报告表明,氡气及其放射性子体的吸入是除吸烟因素之外人类肺癌的第一大致病因子,全球不同国家中大概3%到15%的肺癌是由氡气辐射造成的,氡气与吸烟的协同效应还会使得吸烟者患肺癌的几率大增。此外,过量氡气吸入还能破坏人的神经系统,造成白细胞减少,导致血凝增加和高血糖症状。氡是U-238衰变而来,而花岗岩是U主要赋存岩石之一。花岗岩是大陆地壳主要成分,约占地壳体积的22%。花岗岩的成因在地质学界研究较多,但花岗岩与人类肺癌的关联却没有引起地质工作者足够多的关注;医学界对氡的危害了解较多,但对氡的来源和花岗岩的关系却知之甚少。本文致力于阐明花岗岩与氡气形成的内在逻辑关系,并为公众科普氡气及其危害。     

藏南侏罗纪残留洋弧的地球化学特征及其大地构造意义

沿雅鲁藏布江缝合带残留一系列中生代洋弧,厘定这些洋弧的形成时代和地球化学性质对于理解新特提斯洋的消减过程、确定南拉萨地体的组成和限定印度-欧亚板块的碰撞时限等都具有重要的意义。泽当微地体位于雅鲁藏布江缝合带东段,主要由英云闪长岩、花岗闪长岩和角闪岩组成。SHRIMP锆石U-Pb定年结果表明,位于泽当西部的花岗闪长岩(简称泽当花岗闪长岩)形成于157.5±1.4Ma,与东部的英云闪长岩形成时代相近。全岩元素和同位素(Sr和Nd)地球化学分析结果表明泽当花岗闪长岩具有以下地球化学特征:(1)较高的SiO2(64.4%～68.4%)和Al2O3(16.9%～18.4%);(2)较高的Na2O/K2O比值(>2.1),显示富钠的特征;(3)富集LREE,亏损HREE,从Ho到Lu稀土分布样式上翘((Ho/Yb)N=0.69～0.90)和明显的Eu负异常;(4)较低的Y(<7.19×10-6)和Yb(<0.88×10-6),较高的Sr/Y>119.7和La/Yb>22.4,在Sr/Y-Y和La/Yb-Yb图解中,泽当花岗闪长岩都落入埃达克岩区域内;(5)87Sr/86Sr(t)(0.704065～0.704439)值较低,εNd(t)(+5.1～+6.1)值较高,显示其来自亏损地幔的特征;(6)亏损Zr、Hf、Ti和Y等高场强元素,富集大离子亲石元素,显示了岛弧岩浆岩的典型特征。上述数据表明,泽当花岗闪长岩不仅具有明显的岛弧岩浆岩的特征,而且具有显著的埃达克质特征,可能是在来自地幔楔部分熔融体的板底垫托作用下,新生基性下地壳重熔的产物。泽当微地体是一个残留的晚侏罗纪洋弧系统,是中生代新特提斯洋洋内俯冲系统的残留。     

青藏高原拉萨地块早中生代高压变质作用及大地构造意义

在西藏拉萨地块的东部,从松多到加兴,在晚古生代石英岩和碳酸岩地层中分布着一条近东西走向的榴辉岩带。尽管受到不同程度的海水蚀变和后期流体/岩浆渗滤的影响,多数松多榴辉岩保存了类似于N-MORB的微量元素地球化学特征,这也与榴辉岩的Sr-Nd同位素系统特征一致。这些榴辉岩经历了压力约为2.6GPa、温度约为650℃的高压变质作用。石榴石-绿辉石-全岩Sm-Nd等时线给出(239±3.5)Ma的等时线年龄,表明在早中生代,拉萨地块内部至少发生过一期洋壳俯冲事件。以松多榴辉岩为代表的洋壳俯冲事件同时表明带状基墨里大陆的形成有可能是一系列微陆块碰撞拼贴而成。     

喜马拉雅碰撞造山带新生代地壳深熔作用与淡色花岗岩

自从印度-欧亚大陆碰撞以来,伴随着构造演化和温度-压力-成分(P-T-X)的变化,喜马拉雅造山带中下地壳变质岩发生不同类型的部分熔融反应,形成性质各异的过铝质花岗岩。这些花岗岩在形成时代、矿物组成、全岩元素和放射性同位素地球化学特征上都表现出巨大的差异性。始新世构造岩浆作用形成高Sr/Y二云母花岗岩和演化程度较高的淡色花岗岩和淡色花岗玢岩,它们具有相似的Sr-Nd同位素组成,是碰撞早期增厚下地壳部分熔融的产物。渐新世淡色花岗岩主要为演化程度较高的淡色花岗岩,可能指示了喜马拉雅造山带的快速剥露作用起始于渐新世。早中新世以来的淡色花岗岩是喜马拉雅造山带淡色花岗岩的主体,是变泥质岩部分熔融的产物,包含两类部分熔融作用——水致白云母部分熔融作用(A类)和白云母脱水熔融作用(B类)。这两类部分熔融作用形成的花岗质熔体在元素和同位素地球化学特征上都表现出明显的差异性,主要受控于两类部分熔融作用过程中主要造岩矿物和副矿物的溶解行为。这些不同期次的地壳深熔作用都伴随着高分异淡色花岗岩,伴随着关键金属元素(Nb、Ta、Sn、Be等)的富集,是未来矿产勘探的重要靶区。新的观测结果表明:在碰撞造山带中,花岗岩岩石学和地球化学性质的变化是深部地壳物质对构造过程响应的结果,是深入理解碰撞造山带深部地壳物理和化学行为的重要岩石探针。     

西藏南部冈底斯大陆弧早白垩纪弧前伸展作用

在现今活动的俯冲带系统中,俯冲板片的后撤或回卷都可能导致弧前伸展作用,但弧前伸展作用是否局限于浅部构造层次,还是涉及整个岩石圈,是理解岛弧构造演化和地球化学效应的重要课题。在西藏冈底斯岩基南缘,保留着世界上典型的弧前盆地——日喀则弧前盆地。在该盆地的北缘,除了发育中新世闪长玢岩脉外,还发育一系列近东西向展布的辉绿岩脉,形成时代为106.6±0.8Ma(锆石U-Pb年龄)。基性岩脉在岩石学、矿物学和地球化学特征上较均一,具体表现为:(1)富集LREE,亏损HREE,但HREE平直;(2)强烈亏损Rb、Ba、Nb和Ta,微弱亏损Ti,但Zr和Hf不具亏损现象;(3)锆石Hf同位素组成(εHf(t)=+11.7~+15.4)较高;和(4)包含捕获的早侏罗世岩浆锆石。上述数据表明:在日喀则弧前盆地形成过程中,伴随着强烈的早白垩纪弧前伸展作用,诱发较亏损地幔发生部分熔融,形成不同于典型岛弧岩浆岩的基性岩,可能是在新特提斯洋北向俯冲过程中,海沟后撤,在弧前形成强烈的地幔角流的结果。同时,日喀则弧前盆地可能构建于早侏罗纪结晶岩系之上。     

喜马拉雅造山带纳木那尼穹隆古元古代岩石单元深熔作用

纳木那尼穹窿位于特提斯喜马拉雅带西段,属变质杂岩体,由黑云母片麻岩、花岗片麻岩、糜棱岩、混合岩、变杂砂岩、角闪岩、大理岩及后期侵位的电气石花岗岩和二云母花岗岩组成。本次研究对穹隆核部出露的混合岩、花岗片麻岩、电气石花岗岩及边缘出露的二云母花岗岩和黑云母片麻岩进行了岩相学、锆石U-Pb定年及地球化学研究,结果表明:(1)混合岩(T0768-4A-4C)锆石~(206)Pb/~(238)U谐和图上交点年龄为1873±28Ma,~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄为1877±21Ma。混合岩Sr同位素比值(1.25018~1.44452)和ε_(Nd)(t)值(-28.8~-28.5)指示其具其有低喜马拉雅岩石单元的地球化学属性;(2)花岗片麻岩锆石核部~(206)Pb/~(238)U谐和图上交点年龄为1878±9Ma,下交点年龄为10.9±0.5Ma。个别震荡环带边记录有13.1±0.3Ma的年龄数据,表明古元古代花岗片麻岩可能经历了~10Ma左右的熔融事件;(3)侵位于古元古代混合岩和花岗片麻岩之中的电气石花岗岩(T0768-LG)具有与深熔事件相一致的年龄,其~(206)Pb/~(238)U谐和年龄为9.0±0.2Ma;(4)穹隆核部电气石花岗岩ε_(Nd)(t)值集中在(-18.9~-16.1),显著低于穹隆边缘的二云母花岗岩(ε_(Nd)(t)=-14.4~-10.3),指示电气石花岗岩部分熔融源区有更多成熟地壳物质的加入;(5)个别电气石花岗岩ε_(Nd)(t)值为-12.6,可能是岩浆上升过程中受到变泥质岩的混染所致。本次在纳木那尼穹隆的研究结果支持19~13Ma左右喜马拉雅造山带发生构造转换的模型(Zhang et al.,2012),并表明这种构造转化可能进一步引发了淡色花岗岩部分熔融源区的变化。南北伸展阶段为深度相对较浅的高喜马拉雅变泥质岩和杂砂岩等发生部分熔融,形成穹隆边缘的二云母花岗岩(~16Ma);进入东西向伸展阶段后,深熔作用导致深部主中央逆冲断层(MCT)附近的古元古代岩石单元和变泥质岩混合源区发生部分熔融,岩浆沿着南北向断裂带上升,形成电气石花岗岩体(~9Ma)。     

喜马拉雅造山带片麻岩中石榴子石的多期生长

石榴子石是高级变质作用的重要矿物之一,能够保留成分环带和不同变质阶段的矿物或流体包裹体,为示踪寄主岩石经历的变质演化历史提供重要信息。本文对采自雅拉香波片麻岩穹窿内高级变质岩中石榴子石进行了详细的包裹体成分、主量元素环带和微量元素特征的研究,揭示出石榴子石黑云母片麻岩至少记录了五期岩浆或变质热事件。第Ⅰ期石榴子石为来源于源区的岩浆型石榴子石。第Ⅱ期、第Ⅲ期和第Ⅳ期石榴子石为变质型石榴子石,但不同期次变质作用的温压条件和生长介质、矿物组合不同。第Ⅴ期石榴子石为转熔型石榴子石,是黑云母脱水熔融形成,记录了喜马拉雅造山过程早期加厚地壳条件下的深熔作用。喜马拉雅造山带变质岩中石榴子石具有复杂的成因机制和演化历史,在应用石榴子石进行变质作用研究时,需要仔细甄别,否则会得到错误的结论。     

福建河田高分异花岗岩的矿物和全岩地球化学找矿标志研究

我国的华南地区是一个钨、锡、钼、铋、铀、铌钽、铅锌、稀有、稀土多金属成矿区。近年来,高精度年代学数据表明上述矿产集中爆发形成于晚侏罗世的165~150Ma。野外和实验证据表明,花岗岩可以划分为高分异花岗岩、低分异花岗岩和未分异花岗岩。从目前的研究结果来看,钨、锡、铌钽、锂、铍等成矿作用都与高分异花岗岩密切相关。建立与这些矿产有关高分异花岗岩的普适性的矿物学、矿物地球化学和全岩地球化学的指标,有助于判断植被覆盖严重和风化严重地区、数据积累较少的岩体的成矿潜力。位于福建省长汀县境内的河田花岗岩体新鲜露头少,大部分岩体都掩盖在厚厚的风化层下,且植被覆盖严重,但是该岩体中已发现多处锡、钨、铅锌矿(化)点。本研究发现,该岩体的锆石U-Pb年龄、石榴子石和全岩地球化学特征与江西西华山第二期成矿花岗岩具有高度相似性,因此推断河田岩体可能具有成钨锡多金属(超)大型矿的成矿潜力。此外,当花岗岩向高分异阶段不断演化的过程中,某些元素比值(例如Rb/Sr、Zr/Hf和Nb/Ta)可以作为衡量岩浆的结晶分异程度的参数;西华山和河田花岗岩在达到熔体-流体相互作用阶段时,全岩Zr含量和Zr/Hf比值大概在Zr=50×10-6和Zr/Hf=15处发生转折。同时,与不成矿花岗岩中的石榴子石相比,成矿花岗岩中石榴子石的Sn、Y和Yb元素含量明显升高,可达2~10倍,因此,高分异花岗岩的石榴子石的微量元素特征可能是重要的找矿标志之一。