内蒙古火龙沟铅锌矿床成矿岩体年代学、地球化学及其地质意义

内蒙古火龙沟铅锌矿床是近期勘查发现、预期可达中型规模以上的铅锌矿床之一,笔者对该矿区的侵入岩——正长花岗岩进行了LA-MC-ICP-MS锆石U_Pb定年和主量、微量元素分析,锆石U_Pb定年结果为(224.0±2.5)Ma,表明,该岩体侵位于晚三叠世。岩石地球化学研究结果显示火龙沟正长花岗岩体具有明显富Si O2和ALK、贫Mg O和TFe的特点,A/NK-A/CNK图解显示正长花岗岩属于准铝质花岗岩。微量元素蛛网图显示富集大离子亲石元素Rb、Th、U、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti。稀土元素配分模式表现出富集LREE,亏损HREE的右倾型,LREE/HREE=8.04~10.40,具有明显Eu的负异常。花岗岩锆饱和温度计算结果表明该花岗岩岩浆形成温度为820℃,属于高温花岗岩,以上地球化学特征和高温的特点表明该花岗岩为A型花岗岩。结合区域构造演化历史,笔者认为该花岗岩体形成于古亚洲洋闭合后的造山后垮塌岩石圈伸展构造环境。     

阿尔泰小土尔根铜矿区岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地质意义

小土尔根是近年来阿尔泰诺尔特盆地发现的首例斑岩铜矿床,其成岩成矿年代学的研究可以对矿床模型构建、区域成矿规律的总结提供制约。矿区侵入岩发育,矿化受花岗闪长斑岩控制,少部分赋存在地层中。文章利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年法对矿区岩体进行了成岩年代学研究。含矿花岗闪长斑岩、黑云二长花岗岩和花岗斑岩中锆石的206Pb/238U年龄的加权平均值分别为(401.0±2.9)Ma、(398.1±2.2)Ma和(400.5±2.0)Ma,为早泥盆世同一岩浆侵入活动形成的不同侵入岩。侵入岩年龄结合凝灰岩年龄,将矿区地层划归早泥盆世诺尔特组。含矿花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄限定小土尔根斑岩铜矿床成矿时代略晚于401 Ma,即矿床形成于早泥盆世。     

应用激光拉曼光谱研究锆石LA-ICP-MSU-Pb定年中的α通量基体效应

α通量基体效应是由标准锆石与样品锆石之间的晶体损伤(以α通量表示)不同引起的激光剥蚀速率和坑下分馏行为的差异,已被证实是导致锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果存在系统偏倚的重要原因。α通量越高,剥蚀速率越快,坑下分馏越明显,然而α通量基体效应的校正尚未引起足够的重视。本文采用激光拉曼光谱和LA-ICP-MS对八达岭花岗杂岩样品进行研究,结果表明:实际α通量(D_α~P)≤0.75×1018g-1的锆石样品,蜕晶化程度较弱,其定年结果存在的α通量基体效应可以忽略;D_α~P0.75×1018g~(-1)的锆石样品,蜕晶化程度较高,其定年结果受α通量基体效应的影响明显,依据年龄差-D_α~P经验方程如y=347.8×exp(0.260×10~(-15)x)进行校正可获得准确的年龄结果。本研究认为:采用激光拉曼光谱和半高宽(FWHM)-D_α~P校准曲线获得目标锆石D_α~P,利用年龄差-D_α~P经验方程估计LA-ICP-MS系统偏倚,是校正α通量基体效应的可行途径。     

粤北下庄矿田太平庵地区闪长玢岩的发现及其年代学特征

粤北下庄矿田是我国南方重要的花岗岩型铀矿产地,矿田内部基性岩脉与铀矿成矿具有密切关系,侵位于产铀岩体-下庄岩体。野外地质接触关系表明,下庄岩体侵位较早,晚期NNE向岩脉在下庄岩体内部侵位,两者呈侵入接触关系。通过对太平庵地区岩脉的野外地质特征和岩石薄片镜下特征,认为岩脉多具杏仁构造,为斑状结构,斑晶主要为角闪石和斜长石,定名为闪长玢岩。本次研究团队通过锆石U-Pb年代学测试表明下庄岩体侵位时间为245Ma,矿田内部近EW向分布的五组辉绿岩脉侵位时间为193±4Ma(王连训等,2011),本人结合NNE向岩脉的锆石CL图像、U-Pb年龄分析了岩脉的年代学特征,认为样品的206Pb/238U年龄介于231～253 Ma之间(MSWD=0.77),加权平均结果为242±2Ma (MSWD=8.9),代表了太平庵地区NNE向中性岩脉闪长玢岩的侵位结晶年龄。     

华北克拉通乌拉山地区早前寒武纪岩浆作用和变质作用——锆石SHRIMP U-Pb定年及岩石地球化学研究

乌拉山地区位于大青山地区西侧,变泥砂质岩石大范围出露,并有一定数量变质岩浆侵入岩存在。本文对6个变质岩浆侵入岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年。片麻状闪长岩、片麻状英云闪长岩、片麻状花岗闪长岩和片麻状紫苏花岗岩等4个样品的锆石U-Pb数据点沿谐和线分散分布,n(~(207)Pb)/n(~(206)Pb)年龄从约2.5Ga到约1.8 Ga。变质辉长岩和眼球状石英二长岩锆石U-Pb数据点在谐和线上较集中分布,n(~(207)Pb)/n(~(206)Pb)年龄从约2.0Ga到约1.8 Ga。n(~(207)Pb)/n(~(206)Pb)年龄越小的锆石域通常显示越强烈的重结晶。结合已有研究和地球化学资料,可得出如下结论。(1)乌拉山地区存在新太古代晚期(约2.5 Ga)和古元古代中晚期(约2.0 Ga)岩浆侵入岩,后者形成于伸展构造环境。(2)乌拉山地区遭受新太古代晚期一古元古代早期和古元古代晚期两期构造热事件叠加改造。(3)乌拉山地区部分变泥砂质岩石形成于新太古代晚期,大青山地区原认为形成于古元古代早期的"大青山表壳岩"很可能也形成于新太古代晚期。(4)乌拉山地区和大青山具有类似或相同的早前寒武纪地质演化历史。     

华北克拉通西部鄂尔多斯地块长城系碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年及意义

自1.85 Ga西部陆块与东部陆块沿中部造山带碰撞拼合形成统一的华北克拉通之后,中—新元古代克拉通经历了广泛的陆内拉伸,形成了熊耳裂陷槽、燕辽裂陷槽、渣尔泰—白云鄂博—化德裂陷槽及东缘裂谷系。前人根据钻井资料及区域地层对比认为鄂尔多斯地块变质基底之上沉积了中元古代长城系—蓟县系。其中,长城系下部主要为石英岩夹板岩,上部为粉砂质板岩、硅质板岩及含燧石条带白云质灰岩与石英砂岩;蓟县系以白云岩为主,夹少量砂岩、页岩。本文对采自鄂尔多斯地块6口钻井中的长城系进行了碎屑锆石年代学研究。结果表明,鄂尔多斯地块长城系浅变质沉积岩的碎屑锆石年龄组成了1.60 Ga、1.85 Ga、1.95 Ga、2.35 Ga和2.50 Ga等峰值。与华北克拉通内部中—新元古代沉积岩碎屑锆石年龄峰值对比结果表明,长城系沉积岩的碎屑物质来自华北克拉通内部。结合区域钻井资料及前人研究成果,推断中元古代鄂尔多斯地块北缘及东缘为隆起剥蚀区,西南部为沉积区,其西南缘为被动大陆边缘,与北秦岭地体之间被宽坪洋分隔。     

大兴安岭北段东坡中北部小莫尔可地区 中生代火山岩成因及其地质意义

大兴安岭地区是一个经历了古亚洲洋、蒙古-鄂霍茨克洋闭合和环太平洋构造体系叠加复合构造区,以其发育规模巨大、结构复杂的陆相火山岩带和花岗岩带以及有色、贵金属矿床备受国内外地质学家广泛关注和研究(Wu, et al.,2006;白令安,2013;Sun J G,2013;Xu,et al.,2013;苟军,2013)。目前,虽然该区在中生代陆相火山岩的成因、形成的构造背景已取得了较大进展;但是,由于大兴安岭地区火山作用复杂,自然地理、交通条件较差,尚有大面积空白区未开展过系统的1：50000区域地质矿产调查和科研工作;近期我们课题组在开展大兴安岭东坡花岗岩带北部1：50000小鄂尔贝尔汗（M51E012016）和小莫尔可（M51E011016）幅区域地质矿产调查过程中,将地质矿产调查与科研相结合,对侵入喷发在花岗岩岩体之间陆相火山岩进行了岩石地层厘定和岩相学、元素地球化学、年代学以及Hf同位素研究,以期为整体揭示大兴安岭火山岩的源区性质及其演化规律提供科学依据,并从成矿元素地球化学角度来约束成矿物质来源,并结合区域成矿作用探讨区域找矿意义。     

上扬子会泽地区早三叠世飞仙关组砂岩物源特征:来自重矿物铬尖晶石和碎屑锆石的限定

上扬子会泽地区早三叠世飞仙关组主要为河流相的紫红色砂岩,物源主要来自于西部和西北部。碎屑重矿物组合表明物源主要来自于岩浆岩,且重矿物中发现大量碎屑铬尖晶石和锆石。本文运用电子探针微区成分分析和碎屑锆石U-Pb测年方法,对上扬子早三叠世飞仙关组砂岩中铬尖晶石和碎屑锆石进行分析。铬尖晶石电子探针化学成分分析显示,其具有高铬、低Fe~(3+)和高TiO_2含量的特征,源岩分析指示这些铬尖晶石来源于与洋岛/板内、岛弧以及大火成岩省相关的火成岩。同时,碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄测定表明,飞仙关组的物源主要来自于248~272Ma和715~997Ma的岩浆岩。铬尖晶石和碎屑锆石综合分析表明,248~272Ma的物源岩石具有大火成岩省玄武岩特征,主要为峨眉山玄武岩及同期基性侵入岩;715~997M的物源为洋岛/板内玄武岩类,主要为研究区周缘与新元古代苏雄组及其同期的岩浆岩;铬尖晶石指示的岛弧性质物源则可能源自1000~1100Ma的岩浆岩。同时,碎屑锆石还指示古元古代和早寒武世发育岩浆作用,且存在古老的新太古代结晶基底。这些资料为上扬子地区构造演化提供了沉积学的证据。     

全球冥古宙的研究进展和存在问题

冥古宙是地球上最老的一个地质历史时期,由于缺少可靠的岩石记录一直没有得到国际地学界的重视和承认,到2004年才在建议的国际地层表中使用了冥古宙这一术语,定义从地球形成到出现地球最老岩石这段地球历史。但冥古宙与太古宙没有明确的地质界线,一些研究者提出了不同的年代界线(3.85Ga,4.0Ga,4.03Ga),目前还存在较大分歧。目前已知残存的冥古宙岩石只有两处,一处是加拿大的阿卡斯塔片麻岩(Acasta gneiss)中两个英云闪长岩和一个变质花岗闪长岩。前者锆石U-Pb年龄为4002±4Ma和4012±6Ma,后者为4031±1Ma。另一处是东南极索尼山(Mount Sones)的麻粒岩相英云闪长质片麻岩,已获得U-Pb年龄为3927±10Ma。世界上最老的表壳岩(≥3870Ma)出露在格陵兰。冥古宙年代久远,地球形成最初的600~700Ma的初始岩石经历了陨石撞击、地壳再循环、重熔等改造,甚至再循环到地幔,几乎已经消失殆尽。目前主要以年轻岩石中的碎屑锆石或继承锆石作为桥梁,来追索这些古老锆石原来母岩的类型、特征及成因。3800Ma的碎屑锆石已在全球十多个地区发现,而以西澳伊尔岗克拉通的杰克山最多最全,从3800Ma到4404Ma都有,在3840Ma,3900~3920Ma,4000~4200Ma,4260~4300Ma和4404Ma显示峰值,其中以3900~4200Ma最为发育,4404Ma是目前世界公认的最老碎屑锆石。此外在北美克拉通、南非克拉通、华北克拉通等古老克拉通以及一些年轻造山带中都发现有冥古宙的碎屑锆石,这些锆石是追索冥古宙地质事件的重要桥梁。通过对冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多值得重视和进一步研究的课题和内容。包括早期地壳的性质,一些锆石具有与太古宙之后岩浆锆石特征相似的环带结构,因此这些碎屑锆石的母岩大部分被认为相当花岗质,来自老地壳的重熔。冥古宙碎屑锆石的Hf同位素等综合分析表明这些碎屑锆石来源于中性熔岩的结晶,或许表明早期地壳具有中性成分特征。冥古宙锆石的成因也是一个重要的课题,根据锆石中钛的含量、锆石Ti饱和温度计计算的温度以及锆石的一些结构特征,有的研究者提出冥古宙相当一部分碎屑锆石是陨石撞击导致的岩石熔融结晶产生的,是追溯地球早期撞击事件的重要手段。在4300Ma的碎屑锆石中包裹有金刚石和石墨晶体,前者表明锆石的母岩曾处于高压条件,而后者石墨的碳同位素接近有机碳,有人认为可能为生命起源的迹象。多个地区的碎屑锆石的边部Th/U比值低,U-Pb年龄为4000Ma左右,属于变质作用的产物,表明当时地壳已具有一定厚度。冥古宙碎屑锆石的研究提出了很多重要的问题,但是由于资料有限,有些认识还存在矛盾,还需要获得更多实际资料,才能对冥古宙的地质事件过程取得更可靠的科学认识。因此今后应加强可能赋存古老碎屑锆石地区的寻找,并发现更多古老碎屑锆石。对现有的古老碎屑锆石加强综合研究以及各地区的对比研究。     

北淮阳构造带的属性及其对板块缝合线位置的启示

北淮阳构造带为一条沿大别造山带北麓展布的狭长构造带,是华北板块与扬子板块碰撞造山的产物,其物源组成、构造属性等研究内容是揭示南北板块在中国东部的大地构造单元格局以及时空演化的关键信息。结合构造变形、岩石学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学等方法对北淮阳前中生代岩石地层单元苏家河群/卢镇关群和信阳群/佛子岭群进行对比分析,就其构造属性形成这样的基本认识:北淮阳构造带是杨子板块向华北板块俯冲-碰撞的结合带,其物质组成具有双源性-主体部分来源于杨子板块,由代表了杨子板块北缘基底的晚元古代苏家河群(784±19Ma)/卢镇关群(756±12Ma)和杨子板块被动陆缘复理石沉积建造-中泥盆世至晚泥盆世早期的信阳群南湾组组成,后者相当于商丹缝合带以南的刘岭群;信阳群龟山组亲缘于华北板块并构成华北板块南缘的弧前楔形沉积体,是沿商丹缝合带分布的桃花铺弧前楔形沉积体的东延。佛子岭群总体可与信阳群相连,全岩成分显示,佛子岭群沉积构造环境既有活动大陆边缘,又有被动大陆边缘。由于中生代以来多期构造变形叠加(至少三期),佛子岭群岩石地层单元的叠置关系被改造或重置,使其缺少"构造解体"的证据,而无法在构造单元上细分。对于两大板块之间的缝合带位置,笔者认为:商丹缝合带进入北淮阳构造带后,应沿着北淮阳的北界,与龟山-梅山-六安-磨墩水库一线延伸的断裂带相连。