安徽铜陵矿集区石英闪长岩—花岗闪长岩成因的Sr-Nd-Hf-O同位素制约

安徽铜陵矿集区是我国长江中下游构造—岩浆—成矿带中一个重要的铜金多金属成矿区,区内广泛发育晚中生代以石英闪长岩和花岗闪长岩为主的中酸性闪长质侵入岩体,且其与成矿关系密切。关于铜陵矿集区侵入岩的成因,前人已有大量研究成果发表,但仍存有一定争议。本文在广泛收集前人研究资料和成果的基础上,选择区内铜官山石英闪长岩体和新屋里、胡村花岗闪长岩体开展全岩Sr-Nd同位素和锆石原位Hf-O同位素分析,以进一步探讨其成因机制。研究表明,石英闪长岩和花岗闪长岩的结构构造和矿物组成特征相似,全岩主量元素、微量元素和稀土元素组成特征也基本一致,均属高钾钙碱性岩石系列,并具有埃达克质岩石特征。石英闪长岩I_Sr值为0.707 2～0.709 0,ε_Nd（t）值为-13.0～-8.3,锆石ε_Hf（t）值为-23.5～-8.7,δ¹⁸O值为6.5‰～7.4‰;花岗闪长岩ISr值0.707 7～0.709 8,ε_Nd（t）值为-13.6～-8.5,锆石ε_Hf（t）值为-19.0～-7.4,δ¹⁸O值为6.7‰～8.1‰。石英闪长岩和花岗闪长岩Sr-Nd同位素组成特征和锆石Hf-O同位素组成特征亦基本一致,指示它们具有相同的成岩物质来源。结合区域地质背景和构造演化,本文认为,铜陵矿集区石英闪长岩和花岗闪长岩为富集岩石圈地幔岩浆与壳源埃达克质岩浆混合并上升侵位所形成,富集岩石圈地幔岩浆并非起源于古太平洋俯冲洋壳或俯冲洋壳析出流体交代的富集岩石圈地幔,而是新元古代华夏洋俯冲析出流体交代扬子板块岩石圈地幔所形成,壳源埃达克质岩浆为新元古代华夏板块与扬子板块碰撞之后形成的新生地壳熔融而成。铜陵矿集区晚中生代大规模岩浆作用的诱因是大陆板内构造背景下富集岩石圈地幔部分熔融岩浆上涌加热以及受古太平洋板块挤压和地壳加厚再转向拉张应力下的减压熔融。     

贺兰山构造带及邻区中-新生代构造事件:来自不整合面和裂变径迹的约束

贺兰山构造带及邻区的构造属性长期以来存在争议,确定该地区中新生代的构造事件及隆升过程是了解这一重要陆内变形带动力学机制的关键所在。本文采用不整合面分析法和低温热年代学方法,综合分析探讨了贺兰山构造带及邻区中新生代的构造事件及其构造演化过程。通过对该地区的野外地质调查,本次在中-新生代地层中由底到顶识别出6个不同类型的不整合面,它们分别是:(1) T_(2-3)/P平行不整合面;(2) J/AnJ角度不整合面-微角度不整合面;(3) K_1/AnK_1高角度不整合面;(4) E_3q/AnE_3;(5) N_1/AnN_1;(6) Q/An Q。在T_3d~3、J_2y和K_1变形前锋,可见与逆冲-褶皱造山带相关的同构造沉积生长地层,其在形态上表现为超覆、削截,在黄草滩等地局部与倒转背斜相伴生。这些不整合和生长地层是构造活动的直接证据。本次研究对采自该地区的12件样品分别进行了磷灰石、锆石裂变径迹测年及热史模拟分析。结果表明,裂变径迹年龄主要分布在4个区间,对应地质时代分别为中侏罗世-晚侏罗世(168～159Ma)、早白垩世末(139～91Ma)、晚白垩世末(79～66Ma)、始新世(59～50Ma),反映出该地区在这4个时期发生了明显的冷却抬升事件,且这4期构造事件与野外观察到的地质特征有很好的地质响应。同时,热史模拟表明该地区整体上经历了晚侏罗世、早白垩世、晚白垩世末-始新世3期快速隆升事件。综合研究表明,该地区主体逆冲褶皱的时间是从中侏罗世开始,早白垩世末构造运动最强烈,新生代又有所活动。     

藏南冈底斯岩基东段中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩的地球化学特征及成因探讨

藏南冈底斯带广泛发育中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩,对该类型岩石的成因研究可为藏南后碰撞岩浆活动提供良好的记录和约束。通过对冈底斯带东段中酸性岩浆岩进行锆石U-Pb年代学研究表明,该中酸性岩浆岩形成于16～18Ma,为中新世时期;全岩地球化学数据表明岩浆岩具有高SiO_2含量( 64%),高钾富钠,高Sr、低Y和高Sr/Y比,轻稀土富集、重稀土亏损且较平坦的特征,显示出埃达克质岩的地球化学亲缘性;与冈底斯带中段～14Ma埃达克质闪长玢岩脉相比,冈底斯带东段的中新世岩浆岩具有更高的K含量;锆石Hf同位素分析结果表明,中新世中酸性岩浆岩具有正的且变化较大的εHf(t)值(+1. 2～+14. 4);全岩(La/Yb)N值对中新世地壳厚度的估算结果为77～84km,处于壳幔边界处。综合上述数据分析表明,冈底斯带东段中新世中酸性高Sr/Y岩浆岩的成因为拉萨地块加厚下地壳(占主体的新生下地壳+少量古老地壳)的部分熔融,并在源区残留了石榴子石和角闪石,造成熔融的热量来源可能为拉萨地体岩石圈根部拆沉导致的热扰动。     

内蒙古宝音图-霍各乞地区宝音图岩群的时代约束及构造属性

宝音图隆起的构造归属仍然存在争议,有学者认为是兴蒙造山带中的微陆块,也有观点认为是华北克拉通的一部分.作为宝音图隆起的重要组成部分,探究宝音图岩群的形成时代、构造归属是解决这一问题的重要途径.通过对宝音图岩群3件石英岩样品进行锆石U-Pb同位素测试,在一岩组（石英岩和石英片岩岩组）、二岩组（石英岩岩组）、三岩组（片岩岩组）中分别获得较可靠的碎屑锆石最小谐和年龄为1 284 Ma、1 319 Ma、1 395 Ma,代表各岩组的沉积上限.结合侵入宝音图岩群中的变质基性脉岩的锆石U-Pb年龄为895.5±6.8 Ma,将研究区宝音图岩群一-三岩组的沉积时代大致限定在895.5~1 284.0 Ma之间,位于中元古代晚期至新元古代早期;可以和相邻区域大致形成于同一时期的阿拉善地区阿拉善群、白云鄂博地区白云鄂博群上亚群、化德-康保地区化德群上亚群对比.斜长角闪岩地球化学特征反映其形成于大陆边缘裂谷环境,可能为Rodinia超大陆裂解在本区的响应.宝音图岩群与邻区同时代沉积建造的碎屑锆石年龄谱较为相似,其主要峰值反映的地质事件与华北克拉通所经历的主要构造-热事件可以较好对应,说明宝音图岩群的物源来自于华北克拉通,为华北克拉通边缘的沉积.宝音图隆起应当为华北的一部分.      

中天山基底与塔里木克拉通的构造亲缘性

中天山基底与塔里木克拉通的构造亲缘性问题涉及中亚大地构造单元的划分,倍受学术界关注.在诸多学者的研究基础上,特别是塔里木北缘物质成分和年代学成果基础上,通过区域地质调查,对托克逊县干沟与和静县阿拉沟两地的前南华纪地层序列及其岩石组合进行了专门研究,并筛选出4件浅变质砂岩样品做碎屑锆石U-Pb测年研究,获得165组年龄数据.结果表明,发育在中天山地区的前南华纪地层序列、岩石组合、地层接触关系、沉积环境与塔里木北缘的基本一致,可比性好,揭示了二者之间密切的构造亲缘性.其Th/U比值密集分布在0.4～4.0,表明岩浆锆石占绝大多数.锆石U-Pb测年产生了4个年龄峰值,分别为950Ma、1 550Ma、1 920Ma和2 480Ma,表明中天山较好地保存了元古代的4次重大构造-岩浆活动信息.这些年龄峰值在塔里木陆块均有对应岩浆体的发育,也与塔里木周缘的前寒武纪年龄谱吻合,进一步佐证了中天山基底与塔里木克拉通曾经是一个统一块体的认识.结合区域构造分析,认为中天山陆块是在南华纪以来,逐渐从塔里木克拉通拉张裂离出来的;伴随早古生代天山洋的俯冲,一个奥陶纪-志留纪火山弧发育在这个裂离的中天山陆块之上.     

大兴安岭北段中—新生代玄武岩成分变异:对地幔热演化过程意义

近年来,东北地区地幔热演化过程的相关研究相对较少,而揭示东北地区地幔热演化过程的有效手段就是研究东北地区玄武岩的成分变异特征.系统总结并对比了大兴安岭北段早白垩世玄武质岩石和新生代玄武质岩石的化学成分变异,以便揭示研究区中生代晚期-新生代的地幔热演化过程.大兴安岭北段早白垩世玄武岩在化学上属于拉斑玄武岩系列,以亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素为特征,它们的La/Nb和La/Ta比值分别介于1.8~5.6和30~87,暗示岩浆起源于岩石圈地幔;它们的初始87Sr/86Sr值、ε_Nd（t）和ε_Hf（t）值分别介于0.704 5~0.706 9、-1.52~+3.60和+1.74~+7.77,表明岩浆源区属于弱亏损-弱富集的岩石圈地幔;早白垩世玄武质岩石的Sr-Nd-Pb同位素成分指示岩浆源区是由DM和EMⅡ型地幔端元混合而成,并经历了俯冲流体的交代.表明大兴安岭北段早白垩世玄武质岩浆源区为受早期俯冲流体交代的岩石圈地幔.新生代超钾质和钾质玄武岩具有Nb-Ta的弱负异常,87Sr/86Sr值为0.704 7~0.705 7、ε_Nd（t）值为-6.3~-0.8,而地幔捕掳体具有Sr-Nd同位素亏损特征;钠质玄武岩具有Nb-Ta的正异常,较超钾质和钾质玄武岩具有低的87Sr/86Sr（0.703 5~0.704 2）以及高的ε_Nd（t）值（+3.4~+6.6）,类似MORB的同位素组成,这些特征说明大兴安岭北段新生代玄武质岩石起源于软流圈地幔.综上所述,大兴安岭北段早白垩世和新生代玄武质岩石成分的差异不仅指示其岩浆源区从岩石圈地幔转变为软流圈地幔,更为重要的是它揭示了研究区地幔的热演化过程——从早白垩世高的地温梯度到新生代低的地温梯度的转变.这一过程也是岩石圈从中生代晚期到新生代逐渐增厚的过程.结合区域构造演化,可以得出大兴安岭北段早白垩世的玄武质岩浆作用与岩石圈伸展、减薄形成的裂陷作用相关,而新生代玄武质岩浆作用则与陆内裂谷作用相关.      

准噶尔盆地西北缘西山窑组烃类流体作用特征及其铀成矿意义

目前对准噶尔盆地西北缘西山窑组烃类流体的性质、类型、作用特征及机理还未开展过系统研究,从而导致砂岩绿色化成因及其与铀矿化的关系仍不是十分清楚.对西山窑组原生灰色砂岩和绿色蚀变砂岩进行了野外岩心观察、光薄片镜下鉴定、X射线衍射、扫描电镜、化学全分析、流体包裹体以及C、O稳定同位素分析测试.结果表明:绿色蚀变砂岩普遍发育较强的粘土化（主要为蒙脱石化和绿泥石化）、黄铁矿化和碳酸盐化;其高岭石相对含量明显减少,还原容量增高;碳酸盐胶结物δ13C_V-PDB明显偏负,为-12.8‰~-8.6‰,δ18OV-PDB为-11.7‰~-7.7‰;流体包裹体气体成分以CH₄为主,含少量CO₂.绿色蚀变砂岩遭受了偏碱性还原态烃类流体改造,进而掩盖保护了早期形成的古氧化带及古铀矿体,增加了找矿难度;且与近现代含氧含铀水相互作用形成了目前发现的铀矿体.      

东昆仑五龙沟金矿田地质特征与成矿地质体厘定

五龙沟金矿田位于东昆仑造山带中段,矿田内金矿床主要沿岩金沟、萤石沟-红旗沟、三道梁-苦水泉三条NWW向构造破碎带发育。本文通过金矿床地质特征的综合分析,认为金矿床类型属于中—低温热液型,矿化类型为构造破碎带蚀变岩型,金成矿作用的温度为195~319℃,成矿物质具有壳源为主,部分幔源混合特征,成矿流体为岩浆水和大气降水的混合,矿物组合以微细黄铁矿、微细针状毒砂和不可见金为特征。同时通过地质体与矿床的空间关系、地质体与矿床物质成分的相关性、地质体形成时代与矿床形成时代及其时间差的对比研究,确认红旗沟脑片麻状花岗闪长岩体是五龙沟金矿田成矿地质体,也是金元素重要提供者。岩体含有大量被拉长的闪长岩包体,矿物发生明显的韧性变形,具有壳源为主的壳幔同熔作用形成、在定向应力作用下同构造侵位的特点,成岩年龄239~244Ma。壳幔同熔作用过程中幔源物质的加入带来了更多的金元素,定向应力作用下同构造侵位使金元素更容易活化迁移,进入成矿作用过程。金矿床主成矿期为印支早期,成矿年龄237Ma左右;后期被210Ma含浸染状黄铁矿的中酸性杂岩体侵位吞噬破坏。金矿床受成矿地质体和NWW向构造破碎带联合控制,矿化主要发育于距成矿地质体1.0~3.0km范围内的NWW向构造破碎带中;如果在成矿地质体影响范围内,没有NWW向构造破碎带,金矿体就没有赋存空间;而虽有NWW向构造破碎带,但离开成矿地质体的影响范围,金矿化则迅速减弱。进一步找矿方向是红旗沟脑片麻状花岗闪长岩成矿地质体影响范围之内有NWW向偏脆性构造破碎带发育的部位,或者是有隐伏成矿地质体的附近。     

北大别造山后伸展期中-下地壳流动形式数值模拟研究

造山后伸展过程中,深部地壳的变形形式反映深部岩石圈的构造活动方式,是造山后伸展深部动力学研究的主要内容。本次工作以大别造山带造山后伸展变形构造为研究对象,在详细的构造观察和组构分析基础上,以实际变形组构为约束开展数值模拟,系统地研究伸展变形构造在垂向剖面上岩石变形机制的空间分布,进而揭示大别造山带造山后伸展过程中深部地壳的变形形式。野外观察表明,北大别穹隆边缘区域拉伸线理优选方位显著,而到穹隆中部拉伸线理定向性减弱,再到穹隆核部线理定向性有所增强。运动学上,北大别穹隆内呈现了一致的上盘向NW的剪切指向。以此为约束的数值模拟研究表明,大别造山带造山后伸展期中-下地壳流动方式总体上是介于透入性简单剪切形式与纯剪切形式之间的组合形式;垂直剖面上呈现为由上、下边界向中心简单剪切分量显著降低,中-下地壳流变带中部以纯剪切变形为主。我们用造山带加厚地壳的韧性垮塌和深俯冲的太平洋板块"后撤"来解释其动力学来源。     

中天山、伊犁及塔里木地块开始参与Rodinia超大陆聚合过程早于新元古代?

长久以来,中国主要陆块被普遍认为比世界其他陆块开始参与罗迪尼亚超大陆聚合的时间较晚,为新元古代早期。为了探讨此问题,我们选择中国中天山、伊犁及塔里木地块作为主要研究对象,系统分析了新元古代早期(1.0～0.8Ga)的构造变形及岩浆特征。新元古代早期构造变形主要表现为拉伸线理近平行于造山带方向,反映了后造山陆内走滑剪切过程。1.0～0.8Ga的岩浆岩皆为较小规模花岗岩,未见基性包体,矿物组合中基本无角闪石,具有高钾钙碱性和过铝质特征,并含有大量捕获老锆石,说明古老基底或重熔地壳的显著参与。岩石源区主要为重熔基性下地壳,在构造背景判别图上基本落在后造山环境。锆石Ti及全岩Zr温度计算结果显示这些岩体的结晶温度普遍偏高,约800℃。结合已有区域地质资料,我们认为:①在新元古代原塔里木陆块(包括早期中天山、伊犁及塔里木地块)已经位于罗迪尼亚超大陆内部,1.0～0.8Ga变形及岩浆记录皆反映了原塔里木陆块与其它陆块碰撞后的构造事件;②由于超大陆聚合后的热毯效应使得新元古代早期花岗岩结晶温度偏高;③中天山、伊犁及现今塔里木地块最初参与罗迪尼亚超大陆汇聚的时间应早于新元古代(1.0Ga)。