造山带岩浆作用的强度和旋回性:以东昆仑古特提斯花岗岩类岩基为例

大陆造山带的重要特征之一是常常发育强烈的岩浆活动。如何刻画造山带古岩浆作用的强度?岩浆从深部添加到中上地壳的速率有多大?岩浆活动强弱的变化规律如何?这些都是近年来国际上有关岩浆动力学的新的研究主题。位于青藏高原北部的东昆仑造山带岩浆活动强烈,尤其发育与古特提斯构造演化相关的晚二叠世-晚三叠世岩浆活动(年龄主要介于270~200Ma之间)。发育于东昆仑东段的香日德复式花岗岩类岩基,主要由早、中、晚三叠世的石英闪长岩、二长花岗岩和花岗闪长岩等多种岩性单元构成,岩石类型多,时间跨度大(258~218Ma),是造山带岩浆活动的缩影。本文以香日德岩基为例,在深入的野外地质、岩石学和年代学研究基础上,结合各岩性单元的出露面积、U-Pb锆石年龄和假定的岩体厚度,对岩浆的体积添加速率(岩浆通量)进行了估算,发现从早到晚,该岩基的岩浆体积添加速率存在着旋回性的变化特征。其中,早三叠世石英闪长岩的岩浆体积添加速率最低,而晚三叠世花岗闪长岩的岩浆体积添加速率则最高,中三叠世介于其间。以2.5km的岩体厚度计算得到的岩浆体积添加速率分别是,早三叠世峰期的添加速率约33km~3/m.y.,中三叠世峰期添加速率约50km~3/m.y.,而晚三叠世的峰期添加速率达到了99km~3/m.y.。研究表明,从230Ma开始,东昆仑地区晚三叠世时期Hf同位素初始比值显著增大,并出现了大规模的铁多金属成矿作用。因此,晚三叠世时期该区强烈的Fe多金属成矿大爆发是在亏损地幔岩浆底侵影响下,发生大规模的花岗岩类岩浆活动和壳幔岩浆活动的结果。     

地图导航生活 创意引领未来

1月18日,国家测绘地理信息局在苏州组织召开地图创意文化座谈会。国家局副局长李朋德出席会议并做主题报告。报告阐述了地图文化的内涵、作用,以及地图文化与创意的八点思考,给人深刻的启示。本刊特将报告予以摘编,以飨读者。     

海南洋壳型高温榴辉岩:基本特征及待解问题

榴辉岩常产于汇聚板块的边界,是鉴别古板块缝合带的重要标志之一。最近,这种特征的变质岩石在海南岛北部被第四系严重覆盖的木栏头地区被发现,其基本特征总结如下:(1)榴辉岩孤立地出露于潮滩鼻潮间-潮下带,主体露岩区域分布的总面积约1.8km~2,由片麻理构成的优势构造走向为北东至近东西;(2)榴辉岩经历了顺时针变质演化,从绿帘角闪岩相(620～680℃、0.87～1.11GPa)、榴辉岩相/榴辉岩-高压麻粒岩过渡相(820～860℃、1.70～1.82GPa)、角闪岩相(700～730℃、0.71～0.85GPa)到绿片岩相;(3)榴辉岩的主体(占分析样品总数的65%)具有正常洋中脊玄武岩(N-MORB)属性,少数具有富集洋中脊玄武岩(E-MORB)和火山弧玄武岩(VAB)属性,初始Sr-Nd同位素成分表明他们来自于亏损的软流圈地幔;(4)榴辉岩原岩形成于355Ma之前,进变质和峰期-退变质的时代分别约为340～330Ma和310～300Ma,冷却至金红石U-Pb体系封闭温度的时代为292±6Ma。所以,海南榴辉岩主要是大洋(少数岛弧)玄武岩在石炭纪经高温高压变质作用的产物。由这种特殊的洋壳型高温榴辉岩自身及其引申出的科学问题包括:(1)海南榴辉岩是单体榴辉岩还是榴辉岩集合体?如果是单体,那将是国内出露规模最大的榴辉岩体;(2)海南榴辉岩到底是榴辉岩相岩石还是榴辉岩-高压麻粒岩过渡相岩石?榴辉岩相峰期变质的压力到底有多高?遍布的深熔作用是发生在温压峰期还是在减压过程中的温度峰期?(3)原岩形成于洋盆还是弧后盆地?其与同时代的金沙江-哀牢山-马江洋和邦溪-晨星弧后盆地具有怎样的联系?(4)榴辉岩起因于大洋热俯冲/增生还是大陆俯冲/碰撞环境?以其为代表的古板块缝合带(可称木栏头或潮滩鼻缝合带)向哪里延伸?(5)东、西古特提斯构造域的早期演化有无相似之处?海南陆块或其北部或西部地体是否在石炭纪就已与华南陆块碰撞对接在一起?显然,海南榴辉岩对重构全球古特提斯构造带的早期演化具有重要的科学意义,值得进一步深入研究。     

藏南特提斯喜马拉雅晚二叠世酸性岩浆作用及其构造意义

A型花岗岩的岩石成因对于评估伸展构造背景下的岩浆作用极为关键。我们对藏南特提斯喜马拉雅带内的哲古错花岗闪长岩进行了锆石U-Pb定年、全岩地球化学和同位素（Sr和Nd）组成分析测试。结果表明,该花岗闪长岩形成于260.3±2.8Ma,并且被一约146Ma的闪长岩侵入。该花岗闪长岩属于高K钙碱性、偏铝质系列,其A/CNK和A/NK分别为0.74~0.76和1.87~2.72,富集轻稀土元素（LREE）,亏损重稀土元素（HREE）,有明显的Nb、Ta和Ti的负异常,Zr和Hf正异常,ε_Nd（t）值为+1.1~+2.3;岩相学也显示出碱性花岗岩特征。以上所有特征揭示了该花岗闪长岩和A2型花岗岩相似,但其与典型的弧岩浆岩不同,而是与伸展构造背景下形成的岩浆岩类似。哲古错花岗闪长岩的源区是为经亏损地幔物质改造过的沉积岩或变沉积岩,基于本研究数据及已有数据表明,本研究中的晚二叠世酸性岩浆作用是一次与冈瓦纳大陆北缘裂解和新特提斯洋开启有关的岩浆活动。     

班公湖-怒江结合带东段早石炭世洋壳残片及其古特提斯意义

班公湖-怒江结合带东段是破译班公湖-怒江特提斯洋早期演化的重要窗口。在对八宿县怒江大桥-邦达地区嘉玉桥岩群详细野外观察基础上,对赋存其中的玄武岩岩块及其围岩进行了锆石U-Pb定年,并对玄武岩进行了全岩地球化学研究。嘉玉桥岩群具有构造混杂岩的特征,基质主要为板岩、千枚状板岩、薄层状结晶灰岩,岩块主要为玄武岩、结晶灰岩、大理岩。玄武岩岩块锆石的外部形态、内部结构及均一的年龄结果显示其为基性岩浆结晶锆石。基性锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄的加权平均值为338±2Ma,代表玄武岩形成时代。玄武岩的围岩中碎屑锆石U-Pb年龄范围为3157~500Ma,最年轻一组年龄为513~500Ma,限定其原始沉积时代不早于该年龄范围。玄武岩轻稀土元素亏损,高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf无异常,ε_Nd（t）值为+7.4~+8.5,这些地球化学特征与N-MORB型玄武岩一致。受海水蚀变影响,Rb、Ba、U、Sr元素和⁸⁷Sr/⁸⁶Sr （i）同位素有不同程度的富集。玄武岩岩块是由亏损地幔中尖晶石相二辉橄榄岩部分熔融形成,代表洋壳残片。八宿县怒江大桥-邦达地区嘉玉桥岩群是一套俯冲增生杂岩,其基质岩石和岩块主要形成于早石炭世,构造就位时间有待进一步限定。班公湖-怒江结合带存在较多前侏罗纪的化石和同位素年龄信息,本研究揭示班公湖-怒江洋在338±2Ma已经具有成熟的洋壳,指示班公湖-怒江特提斯洋打开时间应早于早石炭世（338±2Ma）。     

高黎贡东南缘龙陵-瑞丽俯冲增生杂岩带与中特提斯洋演化

龙陵-瑞丽增生杂岩带的构造属性对确定高黎贡构造带作为腾冲-保山地块的边界及班怒带南向延伸十分关键。本文在地质填图的基础上,通过岩石学、矿物学、岩石地球化学、同位素年代学和同位素示踪等方法,查明混杂岩带主要由蛇纹石化橄榄岩、玄武岩/辉长岩、硅质岩、碳酸盐岩、含放射虫层状硅质岩和锰结核的深海沉积岩等岩块呈规模不等的团块状、透镜状分布于浊积岩基质中,具有典型的俯冲增生杂岩岩石组合特征。蛇纹石化橄榄岩原岩由方辉橄榄岩和少量纯橄岩组成,具有轻稀土轻微富集、Mg^#值高（88~92）,铬尖晶石Cr^#、Mg^#值分别在60~70和20~26区间,橄榄石Fo值为90~95。在铬尖晶石Cr^#-Mg^#指数图解和橄榄石Mg^#-铬尖晶石Cr^#图解上样品都落在弧前SSZ型橄榄岩区,说明研究区内的地幔橄榄岩是经历了高度部分熔融（>30%）和熔体抽离后的残留相,形成于弧前构造背景。玄武岩和辉长岩地球化学特征类似,具有富钛（TiO₂>2.26%）、高Mg^#值特征（49~57）,其稀土配分模式和微量元素蛛网图、构造环境判别图解、ε_Nd（t）值（+2.2~+5.1）、以及岩石中含少量富钛角闪石和黑云母等,表明它们属于洋岛/海山型基性岩类,其岩浆来源于富集地幔。橄榄岩中脉状辉石岩锆石U-Pb年龄为183~185Ma,浊积岩中杂砂岩最小碎屑锆石U-Pb年龄为212~241Ma。此外,增生杂岩带中存在含早白垩世流纹岩/凝灰岩夹层的弧前/弧间沉积,并被晚白垩世陆相沉积岩不整合覆盖,这些特点说明俯冲增生杂岩带形成于晚三叠-早白垩世。研究区内混杂岩带的构造属性和时代与班怒带（拉萨-南羌塘地块间）和缅甸境内密支那蛇绿混杂岩带完全一致,是中特提斯洋演化的产物。中生代,高黎贡东南缘混杂岩带北连班怒带、南东连密支那蛇绿混杂岩带,随后,在新生代印度板块向北俯冲过程中,密支那蛇绿混杂岩带被Sagaing断裂带分支——八莫断裂带右行走滑位移到现今位置。     

豆乍山地区产铀与非产铀岩体黑云母成分及赋存副矿物特征

豆乍山岩体和香草坪岩体成岩时代相近,空间关系密切,为苗儿山中段豆乍山地区产铀与非产铀岩体。文章选择豆乍山和香草坪新鲜花岗岩中黑云母为研究对象,结合诸广、贵东地区产铀与非产铀岩体中黑云母的电子探针数据开展综合分析,并在此基础上进行了黑云母中包裹副矿物种类的对比研究。结果表明:产铀岩体黑云母基本以铁叶云母为主,非产铀岩体黑云母为铁质黑云母,且前者具有相对富铝、铁、锰,贫镁、钛特征;产铀豆乍山岩体黑云母中副矿物为锆石-磷钇矿-独居石-钛铁矿-金红石-方钍石-晶质铀矿,非产铀香草坪岩体黑云母中副矿物为锆石-磷灰石-褐帘石-独居石,缺少钍石和晶质铀矿。不同亚种黑云母具有不同的成岩成矿环境,与各矿化类型往往具有直接对应关系,铁叶云母的出现有可能可以作为产铀与非产铀岩体(铀成矿潜力)的间接判别标志,对于后期找矿具有较大指导意义。     

库车盆地早始新世成盐期卤水温度及其意义

古气候和古卤水温度条件与盐湖成钾有着密切的联系,定量化重建库车盆地早始新世成盐期古卤水温度演化特征对评价盆地成钾潜力具有重要的科学意义.因此,首次以库车盆地西部QL1井下始新统石盐岩为研究对象,在详细的岩相学研究的基础上,开展石盐原生流体包裹体均一温度的定量分析工作.分析结果显示,来自钻孔不同深度的6个样品共有135个均一温度数据,介于21.2~57.8℃,平均值为31.8℃,剖面垂向上自底向顶整体上呈现一个稍微升温的趋势.本研究测定的温度范围、平均温度以及最高温度特征均与同时期特提斯海水温度数据吻合,进一步说明温度数据的可靠性和合理性.另外,高温条件有利于水体发生强烈的蒸发浓缩作用,这点与库车盆地始新世初期沉积的巨厚蒸发岩系和钾盐矿物相符.      

海南岛西北部早古生代安山岩的识别及其大地构造意义

为阐明海南岛西北部早古生代构造演化特征,对海南岛西北部邦溪-晨星地区出露的安山岩展开了详细的岩相学和锆石U-Pb年代学分析.安山岩的主要矿物组成为斜长石、角闪石、黑云母和玻璃质.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,两个代表性的安山岩样品给出了452±8 Ma和453±8 Ma的形成年龄,暗示海南岛西北部存在早古生代火山作用.这些安山岩的形成时代与冈瓦纳大陆北缘各微陆块记录的早古生代岩浆活动信息相似,在时空上与金沙江-点苍山-哀牢山构造带和印支地块分布的早古生代岩浆岩具有耦合性.综合研究认为,点苍山-哀牢山、Truong Son、Tam Ky-Phuoc Son、Kontum和海南岛等地区可能发育原特提斯洋的支洋盆.      

西藏东南缘早二叠世长英质凝灰岩锆石U-b年龄和Hf同位素特征

西藏东南缘记录的唐加-松多古特提斯增生杂岩带对认识古特提斯洋晚古生代的构造演化提供了新的证据.针对该杂岩带中新发现的长英质凝灰岩开展了全岩主、微量元素,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和锆石Hf同位素组成的研究.结果显示冲尼凝灰岩喷发于278~275 Ma,具有较高的SiO₂含量（63.47%~72.65%）、Al₂O₃含量（14.53%~21.31%）,较低的K₂O含量（1.30%~2.51%）和TiO₂含量（0.50%~1.17%）,MgO含量较低,介于0.92%~2.00%,Mg#范围在19.9~34.2（均低于40）.富集大离子亲石元素（LILE）、亏损高场强元素（HFSE）.锆石具有较高的ε_Hf（t）值（+10.2~+14.4）和相对年轻的地壳模式年龄T_DMc=351~621 Ma,认为冲尼凝灰岩是唐加-松多古特提斯洋向北俯冲背景下的新生地壳部分熔融的产物,洋盆俯冲消减的开始时代不晚于早二叠世,并且在早二叠世拉萨地体东南缘存在新生地壳生长事件.