Petrogenesis of Late Ordovician intrusive rocks in the West Kunlun orogenic belt: Constraints on the subduction process of the Proto-Tethys OceanSCIEI北大核心CSCD

西昆仑造山带发育有大量的早古生代岩浆岩,它们的形成与原特提斯洋俯冲-碰撞密切相关,然而,对于这些岩浆岩的岩石成因和形成的构造背景仍然存在较大的争议。本文对西昆仑造山带早古生代阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩岩体开展了详细的矿物学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf-O同位素研究,以探讨这些侵入岩的岩浆源区与成因,揭示原特提斯洋在这一时期的构造演化过程。这两个岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为456±2Ma和452±2Ma,指示它们形成于晚奥陶世。阿喀孜二长岩具有富碱(K_(2)O+Na_(2)O=10.5%~11.8%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=1.20~1.44)特征,相对低MgO(0.89%~0.97%)、TiO_(2)(0.42%~0.45%)含量,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,且具有较高的全岩锆饱和温度(T_(Zr)=814~862℃),属于钾质碱性岩石。该岩体具有较高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)值(0.72057~0.72186),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.1~-4.5)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.6~-3.4),以及较高的锆石δ^(18) O值(5.39‰~7.94‰),表明其源区可能为伸展环境下古老基性下地壳部分熔融。赛图拉石英闪长岩SiO_(2)含量为56.8%~58.6%,全碱(Na_(2)O+K_(2)O)含量为5.75%~6.39%,具有较低的铝饱和指数(A/CNK=0.85~0.89),相对高的MgO含量(2.93%~3.41%)以及Mg^(#)值(~45),为高钾钙碱性系列岩石。它们富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th)和亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),且具有微弱的Eu异常(δEu=0.72~0.77),类似于俯冲带岩浆岩地球化学特征。这些石英闪长岩具有相对高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值(0.71317~0.71322),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.6~-5.1)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.8~-2.9),与同时期来源于富集地幔的基性岩同位素特征相似,表明赛图拉石英闪长岩岩浆可能是由俯冲板片流体交代的富集地幔楔部分熔融形成,并在岩浆演化的过程中经历了橄榄石、辉石、角闪石、磷灰石和Fe-Ti氧化物等矿物的分离结晶作用。结合同位素和数字模拟计算(Rhyolite-MELTS)结果表明,赛图拉石英闪长岩可能由塔里木克拉通南缘玄武质岩浆的分离结晶而成。综合前人研究,本文提出晚奥陶世阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩形成于原特提斯洋向北俯冲相关的活动大陆边缘环境,该时期原特提斯洋板片回撤,诱发软流圈地幔的上涌,从而产生了大量的弧岩浆岩。     

大同盆地形成机制的构造研究

大同盆地为位于华北地块中部的新生代断陷盆地,自中新世晚期以来经历了持续的强烈伸展作用。基于边界断裂滑动的运动学及动力学分析,结合对本区新生界沉积地层与玄武岩资料的总结归纳以及对区域动力学背景的讨论,本文提出了大同盆地的形成机制:自10~8 Ma以来,鄂尔多斯地块东北缘形成NW向伸展的构造应力场,其中σ1垂直,σ2、σ3水平,σ2的方位角为60°,σ3方位角为150°,此构造应力场控制边界断裂的运动,形成NE向大同断陷盆地。盆地的形成对应岩石圈减薄深部过程,可能受到了印度——欧亚板块碰撞、太平洋——欧亚板块碰撞板缘动力作用的影响。本文将岩石圈浅部构造应力场与深部地幔活动结合起来综合分析大同盆地的形成机制,并提出了一些新的认识:控制大同盆地形成的正断型构造应力场不同于华北区域性走滑型构造应力场;首次测得了与地幔活动相关的大同火山群大峪口玄武岩K-Ar年龄为0.68±0.13Ma;大同盆地具有板内狭窄型裂谷的构造特征。本文为建立鄂尔多斯地块东缘山西地堑系的运动学和动力学模型提供新的依据。     

湖南道县虎子岩碱性玄武岩及其基性捕虏体成因和地质意义

本文在湖南道县虎子岩地区采集了碱性玄武岩、橄榄辉长岩和基性麻粒岩捕虏体。碱性玄武岩的斑晶为橄榄石(10%~15%),岩石K2O含量为2.88%~3.51%,Mg#值为80,具有洋岛玄武岩的微量元素特征,岩石具有富集的氧同位素组成(7.8‰~11.0‰),可能是其上升到地表后由碳酸盐岩组分的加入及后期风化蚀变作用造成的,其相对均一且为负的εNd(t)值和靠近EMⅡ地幔端员的特点,指示了该玄武岩是拉张构造环境下富集地幔部分熔融的产物。橄榄辉长岩具有弱富集的LREE(La/Yb)N=2.5~3.0)、弱的Eu正异常(δEu=1.03~1.06),其Sr-Nd同位素组成更靠近EMⅡ地幔端员,87Sr/86Sr比值、εNd(t)值及Nd模式年龄均高于碱性玄武岩,说明橄榄辉长岩是先形成的上述玄武岩浆在未到达地表之前局部发生结晶作用后形成的。基性麻粒岩捕虏体具较强的正Eu异常(δEu=1.42~4.41),其重稀土元素含量出现明显的分组特征,强烈亏损U、Th和Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素,同时Sr-Nd同位素组成显示其具有壳幔混合的特征。本文结合已有研究结果,探讨了岩浆起源和演化,以及与古太平洋板片俯冲有关的构造环境转换。     

东秦岭磨沟碱性岩体年代学、地球化学及岩石成因

河南嵩县磨沟碱性岩体位于华北陆块南缘,其主体岩性为霓辉正长岩,局部出露正长岩和少量似斑状(霓辉)正长岩,发育岩浆暗色包体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,霓辉正长岩和正长岩成岩年龄分别为210.4±2.0Ma(MSWD=0.39)和237.6±2.9Ma(MSWD=0.95),结合前人研究成果,认为该岩体是中三叠世和晚三叠世两期岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示,霓辉正长岩的σ值为8.93~11.08,K2O含量为10.70%~13.76%,K2O/Na2O值为3.87~10.35,属于过碱性岩石系列的钾质碱性岩;在微量元素组成上,富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有弱或不明显的负铕异常。在同位素组成上,霓辉正长岩具有偏高的、变化范围很大的(87Sr/86Sr)i值和显著偏低的εNd(t)值;锆石的εHf(t)值变化于-21.6~-4.5之间,两阶段Hf模式年龄为1 555~2 629 Ma。磨沟岩体是由含金云母的富集地幔部分熔融产生的幔源岩浆与壳源岩浆混合并经一定程度的分异演化形成的,岩石中高含量的K来源于这种含金云母的富集地幔。磨沟岩体早期岩浆活动发生于秦岭造山带主碰撞峰期的局部伸展环境,晚期岩浆活动则发生于后碰撞伸展环境。     

高山地区地形对重力测量的影响分析

针对高山地区地形改正研究的不足,文章以青藏高原为实例,利用快速傅里叶变换详细讨论了高山地区地形改正中质量柱模型与质量线模型对重力测量的影响。研究结果表明:青藏高原地区,地形对重力测量的影响达到毫伽量级;采用快速傅里叶变换计算地形改正时,其最佳计算阶数应为二阶;高山地区,采用质量柱模型与质量线模型进行地形改正的差异为0.1mGal量级。     

西准噶尔蛇绿混杂岩中洋岛玄武岩研究新进展

洋岛玄武岩(OIB)起源研究是当代固体地球岩石学及地球化学最基本问题之一,通常被认为源于地幔柱。西准噶尔位于中亚造山带的西南缘,该地区发育多条蛇绿混杂岩带,主要包括唐巴勒、玛依勒、达尔布特及克拉玛依蛇绿混杂岩带,它们组成相似,主要为蛇纹岩、蛇纹石化方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、纯橄岩、铬铁矿、辉石岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩(拉斑质和碱性)、硅质岩及斜长花岗岩。随着研究的不断深入,在西准噶尔蛇绿混杂岩带中不断有不同时代OIB被识别。这些玄武岩属于碱性玄武岩系列,具有高TiO2和FeOt,低MgO,强烈富集轻稀土元素特征,没有明显Nb、Ta负异常,与日喀则及夏威夷洋岛玄武岩地球化学特征极为相似,可能形成于大洋板内的海山或洋底高原,认为其成因与地幔柱相关,表明在西准噶尔(洋)的演化过程中,不仅是洋内俯冲系统,还伴有地幔柱活动。结合前人研究,认为中亚造山带可能是洋内俯冲+地幔柱复合的演化模型。同时,对中亚造山带中的OIB及OIB型玄武岩形成时代进行系统总结发现,它们不仅时代宽度大,并且具有连续发育的特点。对正确认识地幔柱活动在显生宙中亚造山带地壳增生过程中的贡献提供新的资料和证据。     

冀东孤山子超基性岩体矿物岩石地球化学及Sr-Nd-Pb同位素特征

孤山子超基性岩体位于华北克拉通北缘,主要由角闪石岩、辉长岩及辉石岩组成。本文通过角闪石、辉石、尖晶石的探针分析,角闪石岩、辉长岩的岩石地球化学及Sr-Nd-Pb同位素测试分析,研究孤山子超基性岩体地质地球化学特征,探讨其形成的构造环境。电子探针结果表明,角闪石属韭闪石亚族,具幔源特性;辉石属透辉石亚族,具弧堆晶岩特点;尖晶石属富Al尖晶石亚族,大量存在于辉石岩中。岩石地球化学及Sr-Nd同位素特征显示,孤山子超基性岩原岩浆几乎不受壳源物质的影响。低Mg#(0.44~0.55)及较高LREE/HREE(6.54~8.34),表明原岩浆分异程度较高。同时,全岩富集LREE、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损HREE、Cr、Ni、Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,Sr、Nd同位素比值小,(87Sr/86Sr)ⅰ=0.70398~0.70430,εNd(t)=-1.60~-2.72,指示源岩为富集型地幔。孤山子超基性岩在晚古生代侵位于陆弧以南的沉积盆地中,地球化学特征介于弧堆晶岩和大陆裂谷岩浆岩之间。结合其大地构造背景及地球化学特征来看,孤山子超基性岩体应形成于陆缘弧后方局部伸展环境。     

湖南省大型矿床成矿大地构造背景——以湘西北、湘南为例

湘西北层控型Pb、Zn矿床产于被动陆缘Z—O陆架碳酸盐岩台地向浅滩过渡的藻礁灰岩中。同位素及成矿流体(硅化岩)组成特征与海底热水成矿类似。蒸发岩提供卤水在地幔热与深断裂组成的海底热对流系统中,被加热的卤水萃取壳源及幔源Pb,在还原条件下,似热泉沿海床裂隙上升,充填在多孔的藻礁灰岩中。湘南地幔热柱型矿床形成于J—K裂谷阶段,源于富集地幔的软流圈上拱出现的富HACONS、LILE及成矿元素的炽热地幔流体沿深断裂进入地壳,使其升温熔融形成富集上述元素的幔源、壳源及壳幔混源型岩浆,形成与火山有关的碱性、钙碱性为主的岩浆杂岩。定位于浅层冲断推覆构造空间,成矿岩体为侵入岩。