新疆北部阿尔泰南缘晚古生代高钾高硅熔结凝灰岩的地球化学、岩浆成因及构造背景

新疆北部阿尔泰南缘分布着一条晚古生代的火山岩带。通过岩石学和地球化学的研究,我们从克朗和麦兹火山-沉积盆地的下泥盆统康布铁堡组地层的火山岩中,厘定出一种高钾高硅熔结凝灰岩(Ignimbrite),前人称之为钾质流纹岩。高钾高硅熔结凝灰岩主要由钾长石(微斜长石)、石英和黑云母,以及少量白云母组成。其岩石化学成分的特征为过铝质的(A/CNK=1.01～1.36)、高硅(SiO_2=69%～80%)、高钾(K_2O=5%～11%)、高钾钠比值,并富集大离子亲石元素(Rb,Ba,K,La),亏损高场强元素(Nb,Ta,Ti,P)和低的 Nb/Y 比值,以及富 LREE 和亏损 Eu 的 REE 分布模式。以上这些特征体现它们继承了形成硅质岩浆的大陆地壳源区特点。微量元素的构造环境判别图解显示,本区高钾高硅熔结凝灰岩形成于活动大陆边缘的岛弧构造环境。综合岩石学和地球化学研究的结果,作者提出高钾高硅熔结凝灰岩岩浆的二阶段成因模型:1)地幔楔二辉橄榄岩部分熔融产生的大体积玄武岩岩浆侵入导致其上部地壳发生部分熔融形成了高硅的熔结凝灰岩岩浆;2)高硅岩浆经富钠斜长石的分离结晶作用最终形成高钾高硅的熔结凝灰岩浆。     

中国阿尔泰北部山区早泥盆世花岗岩的年龄、成因及构造意义

对阿尔泰北部山区喀纳斯及琼库尔花岗岩体进行锆石 LA-ICPMS U—Pb 定年分别获得398±5Ma(MSWD=2.3)和399±4Ma(MSWD=1.2)的生成年龄,确定其形成于早泥盆世。结合近期研究成果,进一步表明,阿尔泰造山带花岗岩主要形成于早—中古生代,峰期在400Ma 左右。这两个花岗岩同阿尔泰其它400Ma 左右的花岗岩具有相同或相似的野外产状、岩石学、地球化学特征和同位素组成,如高硅、富钾、铝,轻稀土富集,具有 Eu 负异常,富集大离子亲石元素(Rh、Ba、K),具有明显的 Nb、Ta、Sr、P、Ti 负异常,具有负的ε_(Nd)(t)值(-1.5～-0.1)和相对于区内其它花岗岩较老的 Nd 同位素模式年龄 t_(DM)(1.15～1.35Ga),表明这些花岗岩具有钙碱性-高钾钙碱性特征,其物源源除了地幔物质的贡献,可能有更多地壳物质的加入。推断这些花岗岩可能是在洋壳俯冲过程中,可能是熔自深部地壳(可能是弧物质)的岩浆与来源于亏损地幔的镁铁质岩浆发生混合形成的。结合区域地质背景分析,显示喀纳斯、琼库尔岩体形成于陆弧环境,与其它同期花岗岩一起揭示了阿尔泰造山带最为强烈的一次俯冲、裂解和拼合事件。为我们已经提出的构造演化模式提供了新的证据。     

新疆额尔齐斯河源花岗岩景观与成因浅析

笔者在开展新疆富蕴可可托海国家地质公园地质遗迹景观调查评价、规划时,发观沿额尔齐斯河源分布的花岗岩地貌,较黄山、华山、泰山等地的花岗岩地貌奇特,可谓独树一帜。通过调查,弄清其形态是受变质花岗岩内部平行山坡面的层节理制约。花岗岩主要沿平行坡面的层节理,不断地拆离崩解垮塌,并使山体山峰的表面形态既圆润平滑,又十分陡峭,从而造就了千姿百态的额河源花岗岩景观,为此,命名为“阿尔泰地貌”。     

新疆阿尔泰高级变质带中淡色花岗质脉体的特征及成因模拟

在新疆阿尔泰地区的高级变质带中广泛发育着一系列规模不等的透镜状和条带状的浅色脉体,主要有含Al2SiO5的淡色花岗岩脉、白云母斜长花岗岩脉和白云母二长花岗岩脉。主量元素分析表明这3类脉体的A/CNK=1.1~2.14,属于S型花岗岩。从白云母二长花岗岩脉→白云母斜长花岗岩脉→含Al2SiO5的淡色花岗岩脉,SiO2的含量增高,Al2O3、Na2O、K2O的含量降低。在NKFMASH体系中的pT视剖面图上进行相平衡分析和熔体成分计算表明,含Al2SiO5的浅色花岗岩脉和白云母斜长花岗岩脉的熔体形成与蓝晶石型变质带的抬升降压过程有关,其熔融温度没有超过白云母脱水熔融反应,并且含Al2SiO5的淡色花岗岩脉不是由生成的熔体直接结晶形成的,而需要经历一定的碱性组分随流体迁移丢失;白云母二长花岗岩脉的熔体形成主要以增温为主,并与白云母脱水熔融反应有关。十字石的脱水熔融反应对熔体形成有明显贡献。     

新疆阿尔泰造山带低压变质作用相平衡研究

通过对阿尔泰造山带低压型变质序列中典型泥质岩石进行详细的岩相学及相平衡研究,获得黑云母带变质作用的温度为445～550℃和压力为0.2～0.6 GPa;石榴石带为480～566℃、0.54±0.22 GPa;十字石带601±20℃、0.8±0.25GPa;十字石-红柱石带540±20℃、0.32±0.05 GPa,而632.4℃、0.785 GPa这个值不是红柱石的稳定范围,这可能是其早期中压变质作用条件;矽线石带为640℃、0.43 GPa左右,由于石榴石中有蓝晶石包体,因此其早期也可能经历中压条件的变质;堇青石-矽线石带740～800℃、0.4～0.7 GPa。阿尔泰造山带低压变质序列不是一个正常的变质序列,其野外变质梯度呈现“Z”字型特征。阿尔泰造山带低压变质作用可能形成于早期中压变质岩的挤压抬升和以此相关的大量花岗岩侵入的构造环境中。     

富蕴地区阿尔泰造山带有限应变测量和应变恢复

本文采用褶皱等倾线法，砾石三维应变和S－C夹角等应变测量方法，对富蕴地区阿尔泰造山带一个50km的剖面进行了系统的有限应变测算，得出其顺层缩短和剪应变剖面图，测量结果表明，该剖面褶皱压扁的顺层缩短最高达78％，断层处的剪应变（γ）最大可达8左右，三维应变分析和Finn图解表明该区应变主要为平面应变，断层活动为简单剪切，利用分段积分和正态曲线恢复方法对剖面的缩短和剪切进行应变恢复，结果表明该剖面由原宽为267.2km的原始剖面经缩短和剪切而形成。     

阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉中的铪质锆石

利用电子探针技术研究了阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉中铪质锆石的成分特征。结果表明：细粒花岗岩和正岩浆阶段结构带(Ⅳ带)的锆石相对贫Hf，(HfO2)=3．06％-13．33％，主要属于普通锆石；岩浆-热液过渡阶段结构带(V带和Ⅶ带)锆石相对富}Hf，w(HfO2)=9．06％-35．21％，主要属于铪质锆石，少量具有普通锆石特征；同时本区发现的铪质锆石中HfO2最高含量是目前伟晶岩已报道铪质锆石中HfO2的最高含量。成分特征还显示，边部细粒花岗岩和正岩浆阶段锆石成分变化非常局限，岩浆-热液过渡阶段锆石成分变化巨大。认为锆石中HfO2含量从正岩浆阶段结构带到岩浆-热液过渡结构带的高度富集是挥发份从岩浆中分离出来独立成相的结果，而岩浆-热液过渡结构带锆石中HfO2含量在带内的巨大变化可能与热液流体的富集有关。     

阿尔泰造山带南缘镁铁质岩体的地球化学特征及铜镍硫化物型矿床找矿前景

对阿尔泰造山带南缘锡泊渡、阿拉托别和托斯巴斯陶等镁铁质岩体的主量元素和微量元素地球化学特征进行研究，并与喀拉通克岩体进行了对比。结果表明，这些岩体的形成过程与喀拉通克岩体不同，进而评价了这些岩体的找矿前景，提出锡泊渡北岩体具有较好的成矿条件，其他几个岩体成矿条件不十分理想。     

新疆阿尔泰诺尔特地区金矿的成矿规律

阿尔泰诺尔特地区金矿主要赋存于石炭系,赋矿岩石主要是火山-沉积岩系,矿石有蚀变岩型和石英脉型两种:前者Au元素与凡、sb元素关系密切,含金矿物主要为毒砂;后者与Ag、Fe元素关系密切。金矿石的稀土元素特征、硫铅同位素与围岩一致,氢氧同位素组成显示成矿流体属于混合水,其中大气降水占很大比重。包痰体测温和成分分析表明,成矿流体属于低盐度,成矿温度为低温,结合冰长石的发现,本区金矿床属浅成低温热液矿床是明显的。同位萦年龄测定表明,金矿的主成矿期为燕山期。     

阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉中铌铁矿族矿物环带构造及其岩石学意义

本文利用电子探针和背散射电子成像技术系统地研究了新疆阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉各结构带中的铝铁矿族矿物。研究表明,本区伟晶岩脉中铌铁矿族矿物主要为铌锰矿-钽锰矿。成分特征显示从岩脉边部带到核部,Ta/(Nb Ta)比值呈近垂向演化,但Mn/(Fe Mn)比值没有明显变化。另一方面,铌铁矿族矿物在早期正岩浆阶段(Ⅰ-Ⅳ带)的成分变化非常局限,而在晚期的岩浆-热液过渡阶段(Ⅴ-Ⅶ带)的成分变化非常大。背散射电子成像技术观察还表明本区铌铁矿族矿物在正岩浆阶段没有环带构造特征,而在岩浆-热液过渡阶段有明显的环带构造特征,而且随着伟晶岩固结过程的进行,环带构造主要沿着渐变环带构造→韵律环带构造→交代构造的趋势变化。研究认为,本区铌铁矿族矿物在不同结构带的成分变化和在单颗粒中的环带构造是热液流体参与铌铁矿族矿物结晶的反应,环带构造的类型主要是由热液流体参与结晶的程度所控制。