早古生代古亚洲洋俯冲记录:来自东天山卡拉塔格高镁安山岩的年代学、地球化学证据

吐哈盆地南缘荒草坡群大柳沟组火山岩出露于大草滩断裂以北的彩霞山、土屋铜矿北和卡拉塔格地区。该组火山岩主要为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩组合。LA-ICP MS锆石U-Pb分析获得安山岩和英安岩的年龄分别为434.8±3.8Ma和438.4±4.9Ma,表明大柳沟组火山岩形成于早志留世。安山岩Si O2含量为54.35%~60.70%;Al2O3含量为11.8%~16.3%,Mg O含量为4.94%~8.27%,Ti O2含量为0.38%~0.52%,Na2O和K2O的含量分别为0.50%~3.83%和0.08%~1.26%,铝饱和指数(A/CNK)为0.77~1.37,低ΣREE(43×10-6~70×10-6),为具有亏损源区特征的高镁安山岩。英安岩较安山岩Si O2含量高(63.74%~75.35%),具有相似的Al2O3(12.3%~16.0%%)和Ti O2(0.32%~0.52%)含量;Na2O和K2O含量分别为2.01%~5.53%和0.16%~2.19%,ΣREE含量较安山岩略高(61×10-6~84×10-6),铝饱和指数(A/CNK)为0.77~5.74。安山岩和英安岩均轻重稀土分异明显,具有中等的Eu负异常;富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有明显的Nb-Ta-Ti负异常。相似的岩石地球化学特征表明安山岩和英安岩可能为同源岩浆,英安岩是安山质岩浆经过角闪石等矿物结晶分异作用形成的,安山岩的母岩岩浆很可能来自亏损大洋岩石圈地幔。基于该组岩石组合、地球化学特征和区域地质资料,推测研究区高镁安山岩可能形成于洋内弧环境,这表明东天山吐哈盆地南缘卡拉塔格地区在早古生代已经存在古亚洲洋的俯冲。     

云南建水腊里河超基性岩地质特征及其构造意义

川滇黔等地在二叠世晚期发生峨眉山玄武岩短期内大规模溢流喷发。滇西地区发育的镁铁—超镁铁质岩均被认为是峨眉山大火成岩省的产物,但在滇东地区却一直缺少该类岩石组合的报道。本文在滇东建水地区首次发现了腊里河超基性岩体,通过LA-ICP-MS锆石UPb定年分析表明该超基性岩先期形成年龄为(246±5.2)Ma,为晚二叠-早三叠世的产物,后期中侏罗世晚期(169.6±2.0)Ma(MSWD=3.5)发生岩浆活化。该超基性岩Mg#值平均为78.73,稀土元素表现出略微右倾的平坦型特征,Rb、Sr、Ba、Pb等大离子亲石元素相对富集,高场强元素Zr、Hf相对亏损,Ta异常富集。其地化特征表现出富集型地幔源区特征,与峨眉山玄武岩成因关系密切。晚二叠世建水地区由于地幔柱活动形成地表溢流玄武岩,在深部岩浆房由玄武质岩浆结晶分异作用形成超基性侵入岩,到中侏罗世晚期,伴随着华南地区发生多期次构造运动,先前存在于岩浆房中的超镁铁质岩经过后期热液改造活化,沿着断层裂隙侵入地表。     

右江盆地晚侏罗世钾玄质高镁安山岩的厘定及其构造意义

右江盆地在大地构造上处于特提斯和滨太平洋构造域的结合部位。本文报道了该盆地东部杨屯安山岩的岩相学、年代学和地球化学特征。杨屯安山岩具斑状结构和气孔状构造,斑晶主要为辉石,基质以针状斜长石微晶为主,含少量辉石。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明杨屯安山岩的喷发时代为159.3±2.8Ma,即晚侏罗世。样品的Si O2含量为53.13%~55.71%,具高MgO(6.74%~8.85%)、Mg#值(63~72)、Cr(416×10~(-6)~565×10~(-6))和Ni(207×10~(-6)~246×10~(-6)),低Fe OT/MgO(0.83~1.23)等特征,与典型高镁安山岩的特征相似。所有样品具高K2O(3.39%~4.77%)和K2O/Na2O(1.31~2.33),同时也具钾玄质岩石的地球化学特征。样品强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素,而亏损高场强元素,具较高的Rb/Sr(0.20~0.46)和较低的Ba/Rb(7.17~9.30),富集的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)i=0.70738~0.70739,εNd(t)=-3.6~-3.4)。元素和同位素特征表明杨屯钾玄质高镁安山岩是含金云母的富集岩石圈地幔部分熔融的产物,形成于板内伸展环境而不是岛弧环境。晚侏罗世杨屯钾玄质高镁安山岩的厘定,反映了该时期右江地区处于岩石圈伸展-减薄阶段。     

吉林红旗岭镁铁-超镁铁质岩体地球化学特征及其岩石成因意义

红旗岭铜镍硫化物矿床位于兴-蒙造山带东部。矿区出露30多个镁铁-超镁铁质侵入体,主要由橄榄岩、辉石岩和辉(苏)长岩组成。本文通过对红旗岭含矿镁铁-超镁铁质岩体的主、微量及铂族元素(PGE)的研究,探讨了红旗岭岩体成矿母岩浆性质、PGE亏损的原因以及岩体形成的构造环境。全岩主、微量元素地球化学分析表明,红旗岭岩体具有高MgO(平均28.75%)、低TiO2(平均0.44%),富集轻稀土元素(LREE)、亏损高场强元素(HFSE),极低ΣPGE(平均2.08×10~(-9))和高Cu/Pd(平均2916×10~3)的特征。岩石样品显示相似的微量和PGE配分模式,表明其来源于相同的岩浆源区。根据橄榄石-熔体平衡及质量平衡原理估算出红旗岭母岩浆为高镁玄武质岩浆(MgO=10.74%、FeO=7.78%)。红旗岭母岩浆在早期演化过程中发生硫化物熔离作用导致了红旗岭含矿岩体PGE的极度亏损。结合中亚造山带东段构造演化历史,本文认为红旗岭岩体形成于晚三叠世碰撞后伸展环境,矿床的形成受到了古亚洲洋俯冲结束后板片断离的影响。     

柴北缘西段晚古生代牛鼻子梁高镁闪长岩成因机制及地球动力学过程

牛鼻子梁地区首次发现的高镁闪长岩对于探讨柴北缘地区岩石圈地幔演化历史具有重要意义.为确定该类岩石成因及地球动力学过程,对其开展矿物学、岩石主-微量元素分析、锆石U-Pb定年和Hf同位素分析工作.岩石地球化学特征显示,岩石均为钙碱性岩石,具有富Mg（Mg#=62~72）、Cr、Ni、LREE（LREE/HREE=2.84~4.61）值、低FeOT/MgO（0.70~1.12）比值特征,属于高镁闪长岩;所有样品均表现出富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Th、U、K）和LREE,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P和HREE,与典型的"赞岐岩"地球化学特征一致;锆石U-Pb同位素年代学研究表明岩石形成时代为388 Ma,为中泥盆世岩浆作用的产物.锆石Hf同位素特征显示岩石ε_Hf（t）均为正值（4.4~11.6）,表明岩浆起源于亏损地幔.结合区域构造演化过程认为,牛鼻子梁高镁闪长岩是由早古生代（540~520 Ma）消减带流体交代地幔楔后的富集地幔经历晚古生代（400~388 Ma）岩石圈伸展作用部分熔融的产物.      

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。     

华夏陆块钠质高镁玄武岩地球化学特征及地质意义

赣州盆地位于钦杭(钦州—杭州)结合带南侧华夏陆块西部,由晚白垩世早期红色碎屑沉积岩系组成,其底部夹有一套玄武岩,全岩Si O_2含量为46.50%~48.13%,具有钠质高镁特征(Mg O=15.47%~18.24%,Mg~#=74~77,K_2O/Na_2O=0.22~0.39)。稀土元素配分型式表现出轻稀土富集右倾,没有明显的Eu异常的特点,表明岩浆没有明显的斜长石分离结晶作用;微量元素上富集大离子亲石元素,高场强元素特别是Ta、Nb、Ti亏损不明显,Cr、Ni的含量分别为235×10~(-6)~617×10~(-6)、157×10~(-6)~493×10~(-6),与原生岩浆的Cr、Ni含量接近,Ba/Nb值(13.51~23.18)和La/Nb值(0.82~1.03)表明源区有富集地幔组分;Sr—Nd—Pb—O同位素显示出源区性质具有EMⅡ型富集地幔特征。岩石学和地球化学特征表明,玄武岩具有原生岩浆性质,是富集地幔部分熔融的产物。同时为中生代华夏陆块EMⅡ型岩石圈地幔提供了准确的证据。由赣州盆地晚白垩世构造背景和构造环境判别图解可知,本区玄武岩形成于板内拉张环境,可能与古太平洋俯冲条件的转变有关。     

东天山黄山南镁铁-超镁铁岩体的岩浆演化过程:矿物学、Sr-Nd同位素特征的指示

黄山南镁铁-超镁铁质岩体位于东天山造山带觉罗塔格构造带内,属于土墩-黄山-图拉尔根镁铁-超镁铁质岩带。本文在前人研究的基础上,从橄榄石、辉石矿物学组成和全岩Sr、Nd同位素等方面对黄山南岩体进行了分析研究,并与黄山、黄山东、香山等典型含矿岩体作了对比,旨在进一步查明黄山南岩体的岩浆源区和母岩浆性质及其岩浆演化过程。Sr-Nd同位素特征表明黄山南岩体来自一个弱亏损的地幔源区,相较黄山、黄山东、香山等岩体的源区具有更加富集的特征。黄山南岩体中的橄榄石属于贵橄榄石,斜方辉石主要为古铜辉石,少数为紫苏辉石,单斜辉石主要为顽透辉石、普通辉石和少数的透辉石。单斜辉石和橄榄石的成分特征表明形成黄山南岩体的母岩浆为演化程度较低的拉斑玄武质岩浆,且母岩浆成分具有高Mg、高Ni的特点。计算得到黄山南岩体母岩浆的Fe O~T=13.20%、MgO=16.96%、Ni=377.2×10~(-6),且母岩浆在结晶分异过程中没有经历充分的硫化物熔离作用,这也是造成母岩浆中Ni含量较高以及岩体含矿性较差的主要因素。     

新疆磁海Fe(-Co)矿床:两个系列幔源岩浆复合的热液矿床

新疆东部的磁海是一个以Fe-Co组合为特色的矿床。对磁海矿区镁铁-超镁铁岩的年代学和地质地球化学、矿床共生Co的地质特征、黄铁矿的成分特征等研究发现,磁海矿床是一个同期两个系列(即铜镍系列和钛铁系列)幔源岩浆作用复合的岩浆热液型矿床。铜镍系列主要形成了橄榄辉长岩、橄长岩、辉长岩和角闪辉长岩等深成侵入相,辉长岩锆石U-Pb年龄为(279.1±1.4)Ma;岩石以较高的m/f值(多数>1.5)为特征;同时,岩石具有较高的Cu、Ni、Co含量,并赋存有Cu-Ni-Co矿化体,表明该系列与矿床中Co的来源关系密切。钛铁系列以火山-次火山作用为主,形成了玄武岩-辉绿岩等喷出相和超浅成侵入相,玄武岩的锆石U-Pb年龄为(276.2±2.2)Ma;岩石以较低的m/f值(多数<1.5)为特征;岩石中Cu、Ni含量较低而TiO2含量较高,并赋存了磁海矿床主要的磁铁矿体,表明与矿床中Fe的来源密切相关。磁海矿床矿体和矿石地质特征表明,主要磁铁矿(-Co)矿体的形成受控于热液作用,属于与基性-超基性岩浆有关的热液矿床。对不同类型黄铁矿的产出特征及成分特征研究显示,Co的成矿是在磁铁矿成矿之后,(次)火山热液活动继续对与磁铁矿共生的黄铁矿进行交代,形成了含钴黄铁矿和其他钴矿物。也就是说,矿床中Fe和Co是两种来源两个阶段复合形成的,磁海矿床的Fe-Co复合成矿作用实质上是钛铁系列与铜镍系列岩浆的复合。     

西藏班戈错水菱镁矿藻类成矿实验及其成因分析

目前关于天然水菱镁矿的形成认识主要有蒸发沉积成因和生物成因两类。前人在室内成功制备出水菱镁矿矿物,证实了该矿物的无机成因理论,但是实验结晶条件明显高于西藏班戈错的寒冷气候条件和水化学条件,并且班戈错湖水通过自然蒸发结晶也难以形成水菱镁矿矿物,而这一认识与周边阶地上正在形成水菱镁矿的现象相矛盾。因此,自然蒸发沉积可能不是现阶段班戈错水菱镁矿的主要形成过程,而已有研究表明,藻类具备诱导形成碳酸盐矿物的能力,本文利用西藏班戈错Ⅲ湖湖水及其藻类开展室内模拟实验,并与无藻类的湖水自然结晶结果相对照,探讨藻类生命活动与班戈错水菱镁矿的成因联系。研究发现,藻类不仅能够适应高盐度盐水环境（矿化度117.3 g/L）,并且在其光合作用过程中还能显著提高周围水体pH值（最高可达10.564）,诱导并促进球碳镁石在藻类网状节点处结晶沉淀,该矿物进一步脱水即能够形成水菱镁矿矿物;而人为提高班戈错Ⅲ湖湖水Mg2+浓度也仅能结晶形成三水菱镁矿矿物,无球碳镁石或水菱镁矿结晶析出。因此,西藏班戈错水菱镁矿的形成过程与藻类生物成矿作用密切相关,但是有关球碳镁石向水菱镁矿转变的具体条件以及藻类成矿作用的具体分子机制仍不清楚,有待于进一步研究。