嫩江科洛地区晚侏罗世深熔花岗岩对嫩江-黑河构造带的响应

通过对嫩江-黑河构造带内的岩石建造研究,在嫩江科洛地区识别出一套深熔花岗岩体,岩石宏观上为一套具非典型花岗岩结构的深熔型侵入岩,具交代结构、斑杂状构造和眼球状构造。对深熔花岗岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测试,获得了3组不谐和的U-Pb年龄: 390 Ma、157~163 Ma和113 Ma。其中,113 Ma年龄代表了岩石遭受后期变质热事件年龄; 157~163 Ma的年龄代表了原岩结晶年龄。综合分析深熔花岗岩成因,认为其主要与嫩江-黑河断裂深部韧性剪切热效应作用下发生的深熔有关,深熔花岗岩的划分和厘定为深入研究嫩江-黑河断裂带在中生代的活动提供了新的素材。     

吉林永吉县头道沟地区镁铁—超镁铁质岩U-Pb年代学研究及地质意义

吉林省永吉县头道沟地区出露许多与头道沟岩组相伴产出的镁铁—超镁铁质岩,鉴于其处于长春-延吉构造带附近而受到业内关注,但由于缺少高精度年代学资料,制约了对区域大地构造的深入研究。本文采用锆石U-Pb(LA-ICP-MS)方法,对镁铁—超镁铁质岩进行了年代学研究。变质辉绿岩年龄为270±5 Ma,变质橄榄岩中捕获锆石最小年龄为297 Ma,考虑岩石组合及二者紧密相伴产出,认为二者均形成于中二叠世。镁铁—超镁铁质岩中捕获的锆石记录了华北克拉通及其北缘多次重要的构造热事件。其中,变辉绿岩中获得446±6 Ma的年龄与变质橄榄岩中获得的不一致线下交点434±240 Ma年龄共同对应了华北克拉通北缘早古生代的重要构造岩浆热事件;大量的1.8~2.4Ga年龄对应古元古代辽吉造山带热事件;1377 Ma、1542 Ma与蓟县系建造时代对应;869~997 Ma与青白口系建造时代对应;在变质辉绿岩中还存在众多3.0~3.2Ga锆石年龄。分析上述年龄结构及龙岗陆块北缘古生代地质体分布特征,推测研究区深部可能存在古老的变质基底,同时也表明研究区出露的镁铁—超镁铁质岩形成于陆内构造环境,而非蛇绿岩的组成成分,这对深化区域大地构造研究具有重要意义。     

Apatite-hosted melt inclusions from the Panzhihua gabbroic-layered intrusion associated with a giant Fe–Ti oxide deposit in SW China: insights for magma unmixing within a crystal mush

The ～?2-km-thick Panzhihua gabbroic-layered intrusion in SW China is unusual because it hosts a giant Fe–Ti oxide deposit in its lower zone. The deposit consists of laterally extensive net-textured and massive Fe–Ti oxide ore layers, the thickest of which is ～?60 m. To examine the magmatic processes that resulted in the Fe enrichment of parental high-Ti basaltic magma and the formation of thick, Fe–Ti oxide ore layers, we carried out a detailed study of melt inclusions in apatite from a ～?500-m-thick profile of apatite-bearing leucogabbro in the middle zone of the intrusion. The apatite-hosted melt inclusions are light to dark brown in color and appear as polygonal, rounded, oval and negative crystal shapes, which range from ～?5 to ～?50 µm in width and from ～?5 to ～?100 µm in length. They have highly variable compositions and show a large and continuous range of SiO₂ and FeO_t with contrasting end-members; one end-member being Fe-rich and Si-poor (40.2 wt% FeO_t and 17.7 wt% SiO₂) and the other being Si-rich and Fe-poor (74.0 wt% SiO₂ and 1.20 wt% FeO_t). This range in composition may be attributed to entrapment of the melt inclusions over a range of temperature and may reflect the presence of µm-scale and immiscible Fe-rich and Si-rich components in different proportions. Simulating results for the motion of Si-rich droplets within a crystal mush indicate that Si-rich droplets would be separated from Fe-rich melt and migrate upward due to density differences in the interstitial liquid when the magma unmixed. Migration of the Si-rich, immiscible liquid component from the interstitial liquid caused the remaining Fe-rich melt in the lower part to react with plagioclase primocrysts (An_59–60), as evidenced by fine-grained lamellar intergrowth of An-rich plagioclase (An_79–84)?+?clinopyroxene in the oxide gabbro of the lower zone. Therefore, magma unmixing within a crystal mush, combined with gravitationally driven loss of the Si-rich component, resulted in the formation of Fe-rich, melagabbro and major Fe–Ti oxide ores in the lower part and Si-rich, leucogabbro in the upper part of the intrusion.     

Zircon U–Pb–Hf isotopes and geochemistry analyses of the Huyu igneous rocks in northwestern Beijing,China: possible new evidence for the initial destruction of the North China Craton

The timing and extent of cratonic destruction are crucial to understanding the crustal evolution of the North China Craton (NCC). Zircon U–Pb–Hf isotope data and the whole-rock major and trace element characteristics of the Huyu igneous rocks in northwestern Beijing, China, provide possible new evidence for the initial destruction of the NCC. The igneous rocks occur as several sills and dikes, including lamprophyre, monzonite porphyry, and aplite. The lamprophyres have high Mg^# and K₂O contents. The monzonite porphyries have high Mg^#, high K₂O contents, and negative ε_Hf(t) values with zircon U–Pb ages of 225.5–227.7 Ma. These two types of rocks are both enriched in large ion lithosphere elements (LILEs) and light rare earth elements (LREEs) but are depleted in high field strength elements (HFSEs) and high rare earth elements (HREEs) and have almost no Eu anomalies and relatively high total rare earth element (ΣREE) contents. In contrast, the aplites exhibit high silica and K₂O contents, low MgO contents, and more negative ε_Hf(t) values with a zircon U–Pb age of 206.2 Ma. The aplites are also enriched in LILEs and LREEs but are depleted in HFSEs and HREEs, with strongly negative Eu, Ti, P, La, Ce, and Sr anomalies and relatively low ΣREE contents. These results indicate that the lamprophyres and monzonite porphyries represent a continuous cogenetic magma evolution series after melt derived from an enriched metasomatized lithospheric mantle experienced crust assimilation and fractional crystallization. The aplites were produced by the fractional crystallization of low-Mg parental magma derived from melting of the ancient Archaean crust. The occurrence of the Huyu intrusive rocks with many other plutons of similar ages on the northern margin of the NCC suggests that the northern NCC entered an intraplate extensional tectonic environment in the Late Triassic.     

安徽省凤阳江山金矿床赋矿地层和相关岩浆岩锆石年代学研究及其意义

安徽省北部蚌埠隆起区被认为是山东胶东招远金成矿带以西的延伸部分,但蚌埠隆起区内之前一直未发现成规模的金矿床。江山金矿床是最近新发现的中型金矿床,区内成矿作用的时代、赋矿地层的归属仍缺乏系统的年代学证据。文章对蚌埠隆起区内江山金矿床的赋矿地层和相关岩浆岩开展系统的年代学研究,明确了赋矿地层时代归属,并限定了成矿时代的上限和下限。矿床赋矿围岩浅粒岩的结晶年龄为(2496±19)Ma,变质年龄为(2452±47)Ma;斜长角闪岩的变质年龄为(1824±11)Ma,对比区域地层岩性和时代,确定矿床的赋矿围岩为新太古代五河群西堌堆组,而非过去认为的庄子里组。矿床中穿切矿体的脉岩花岗闪长斑岩的结晶年龄为(121.2±1.4)Ma,代表成矿时代的下限;赋矿岩体巨斑花岗斑岩的结晶年龄为(128.3±1.7)Ma,代表了成矿时代的上限。通过与胶东金成矿带的对比,认为蚌埠隆起区与胶东地区的前寒武纪变质基底演化历史相似,江山金矿床的成矿作用类型属于胶东焦家式金矿,在此基础上,推测蚌埠隆起区西芦山岩体和淮光岩体有较大的成矿潜力。     

基于主成分分析的青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量评价

土壤质量评价是提高对土壤质量理解的关键环节。为了了解青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的基本情况,在青藏高原腹地西大滩至安多地区,根据不同海拔梯度和植被盖度共采集了154个土壤样品。通过主成分分析（PCA）法确定了影响青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量的最小数据集（MDS）：全氮、全磷、全钾。根据影响土壤质量的最小数据集对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量进行评价,得出了不同海拔、不同植被盖度下的土壤质量指数（SQI）。通过对不同海拔、不同植被盖度的土壤质量指数进行对比研究表明：随着海拔的升高,SQI呈增加的趋势,即海拔4 300～4 600 m（0.270±0.043） < 海拔4 600～4 900 m（0.326±0.061） < 海拔4 900～5 200 m（0.410±0.075）;随着植被盖度的增加,SQI也呈现增加的变化趋势,即植被盖度小于50%（0.262～0.265） < 植被盖度大于50%（0.336～0.344）。在分别考虑了有机质、盐分、土壤水分对土壤质量的影响下得出的土壤质量指数值与基于最小数据集得到的土壤质量指数相一致,说明基于主成分分析的最小数据集可以对青藏高原多年冻土区高寒草地土壤质量做出较准确的评价。     

西藏西北部浅变质石英砂岩岩石学特征及其构造意义

羌塘盆地中央隆起带主要由浅变质石英砂岩组成,由于化石匮乏、变形强烈,长期以来对这套浅变质石英砂岩成因的争议颇大,导致了对藏西北地区前中生代构造演化的认识长期模糊不清,其中,何处才是冈瓦纳大陆北界就是一个长期争论的议题。在西藏西北部,近东西走向的布尔嘎错断裂带将北部的查多岗日地块与南部的南羌塘地块分隔开,浅变质石英砂岩广泛出露于这两地块之内。沿近东西走向布尔嘎错断裂带断续产出的冈玛错蓝片岩、蛇绿岩等岩片大体呈南北向逆冲于浅变质石英砂岩之上,因此早期曾认为布尔嘎错断裂带是冈瓦纳大陆之北界。本文的调查与研究发现查多岗日和南羌塘地块内浅变质石英砂岩岩相学特征完全相同,均主要由石英组成,遭受了绿片岩相的变质作用,形成了钠长石+绿泥石+白云母组合,充填于早期石英颗粒之间,钠长石交代钾长石。这两地的浅变质石英砂岩均被未变质钙质胶结的钾长石石英砂岩平行不整合覆盖。碎屑锆石的阴极发光分析与U-Pb定年结果进一步证实了查多岗日与南羌塘地块内浅变质石英砂岩内的锆石来源完全相同。这些证据充分反映了查多岗日与南羌塘地块早期构造演化过程相似,源自同一大陆。碎屑锆石定年结果进一步表明浅变质石英砂岩的最大沉积年龄为520±8Ma,该岩石再被约480Ma的花岗岩脉侵入,因此其很可能形成于晚寒武世,而不整合面之上沉积岩的最大沉积年龄为460±8Ma,表明该不整合面上、下沉积岩之间存在明显的沉积间断,证实了该平行不整合面形成于奥陶纪。不整合面之下的浅变质石英砂岩因此与杨耀等(2014)报道的荣玛组相同,不整合面之上未变质长石石英砂岩则属于中上奥陶统塔石山组。查多岗日地块因此是西藏境内最北端的冈瓦纳大陆的碎块。在西藏西北部,冈瓦纳大陆北界为龙木错-帮达错-(83°40'E、35°N)-红脊山-荣玛乡。布尔嘎错断裂带不是冈瓦纳大陆之北界。     

新特提斯洋俯冲起始的地质记录:土耳其南部蛇绿岩和变质底板

在现行板块构造理论的框架下,板块的初始俯冲是岩浆活动和构造运动发生转变的重要过程,亦是理解板块运动的关键节点。在俯冲起始过程中,主要存在四个方面的地质记录,分别为一系列地球化学成分多样的岩浆活动、SSZ型蛇绿岩、变质底板和玻安岩及其对应的铬铁矿床。特提斯造山带作为公认的研究板块构造理论尤其是初始俯冲的关键场所,一直备受地学界的重视。而土耳其南部构造带作为特提斯造山带的重要组成部分,亦是确定亚欧板块和阿拉伯板块之间缝合线存在的重要标志。该南部构造带是研究新特提斯洋俯冲起始的理想场所,上述关于俯冲初始的四个地质记录均保存良好,且有如下方面的重要特点:1)不同地区的镁铁质岩石甚至同一地区的镁铁质岩石具有不同的地球化学特征,从似洋中脊玄武岩,到过渡型岩石类型和玻安质岩石均有发育; 2)大部分蛇绿岩具有完整的序列,各单元及变质底板岩石中普遍发育侵入的基性岩脉,产状多变,是多期岩浆事件的产物; 3)蛇绿岩下部通常发育一套角闪岩相变质底板,且其年龄与蛇绿岩的形成年龄基本一致; 4)蛇绿岩中普遍发育铬铁矿床,以高Cr型为主,部分蛇绿岩中还赋存高Al-高Cr的过渡型铬铁矿,均被认为是幔源岩浆与地幔橄榄岩反应的产物。因而,这些地质体完整记录了新特提斯洋形成-俯冲-消减的演化过程。     

高密度电法在草炭土分布特征调查中的应用

为了更好的研究草炭土湿地基本信息,获取草炭土分布特征,选择吉林省东部沼泽草炭土湿地为研究对象,运用高密度电阻率法,对比不同装置下探测结果的差异,再与已知的探槽资料做对比,得出温纳—施伦贝格装置为最可靠、最合理的探测装置。再将该装置运用到其他草炭土地区,得出对草炭土湿地的探测为浅层地质问题,草炭土的视电阻率为50~300Ω·m,深度为1.2~3.9 m,在反演图像中表现为低阻体部分,各地层间层状结构明显,电性界限分明。     

土壤入渗对阜新市北部浅层地下水总硬度影响的淋滤实验

本次室内土柱淋滤实验通过改变Na~+、H~+、NH_4~+浓度来模拟现实生活中不同浓度的生活污水、酸雨及农业施肥灌溉对浅层地下水总硬度的影响过程。实验结果表明淋滤液浓度越高,所对应的淋出液的总硬度峰值就越高。相同浓度的Na~+、H~+、NH_4~+进行土柱淋滤实验时,NH_4~+所对应的淋出液总硬度的峰值最大,H~+次之,Na~+最小且NH_4~+所对应的整个实验用时最短,在相同浓度单一离子作用下NH_4~+对浅层地下水硬度的影响更加明显。