大兴安岭南段海西期花岗岩类锆石U-Pb年龄、元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学:岩石成因及构造意义

大兴安岭南段位于华北板块与西伯利亚板块之间的缝合-造山带(中亚造山带)的东段,该区广泛分布有海西期花岗岩类。已有的年代学研究表明这些花岗岩类的侵位时代集中于320~240Ma,但对该区海西期花岗岩类岩石成因及成岩背景研究的一些关键问题的看法仍不一致且存在争论。本文选取大兴安岭南段拜仁达坝等10个典型地区的海西期花岗岩类为研究对象,对其进行系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究,以探讨岩浆作用的时间、岩石成因以及构造意义。锆石U-Pb定年表明,这些花岗岩类的侵位时间为323~240Ma。据地球化学特征,该区花岗岩类可分为两类:Ⅰ类花岗岩的SiO_262.00%,Al_2O_315.00%,MgO含量较低(均2.40%);其具有较高的Sr含量(最高达700×10~(-6))、低的Y和Yb含量(分别为≤18.1×10~(-6)和1.70×10~(-6))和较高的Sr/Y比值(均20),LREE相对HREE强烈富集,显示弱的Eu异常,与经典的埃达克岩的特征相似;Ⅱ类花岗岩的SiO_257.00%,MgO和Al2O3含量范围较大(分别为0.25%~4.12%和10.55%~16.58%),绝大多数样品显示高钾钙碱性特征,Sr含量相对较低(12.2×10~(-6)~334×10~(-6)),Y和Yb含量相对较高(分别为14.1×10~(-6)~40.1×10~(-6)和1.27×10~(-6)~4.58×10~(-6)),Eu异常明显,相对富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素,可归为弧岩浆岩。Sr-Nd-Pb同位素结果表明,弧岩浆岩可能来源于交代(富集)地幔楔,而埃达克岩则来源于下地壳的熔融。综合前人研究认为,在晚泥盆世-中二叠世古亚洲洋洋内俯冲作用形成了区域上广泛发育的弧岩浆岩(弧下加厚地壳熔融形成~320Ma埃达克岩);晚二叠世-早三叠世,华北板块与西伯利亚板块碰撞缝合;之后至早-中三叠世,大量后碰撞花岗岩侵位,同时下地壳拆沉并熔融形成了本区250~240Ma埃达克岩。中亚造山带东段(至少大兴安岭地区)海西期造山及岩浆作用可能开始于晚泥盆世,结束于中三叠世,时间持续约140Myr,其造山作用显示独特性。     

太行山北段王安镇杂岩体岩石学、年代学、地球化学特征及地质意义

王安镇杂岩体主要由花岗闪长岩、二长花岗岩、花岗岩、石英闪长岩、二长闪长岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示,花岗闪长岩和石英闪长岩分别形成于129±2.7Ma和128.3±1.9Ma,说明该杂岩体形成于早白垩世。王安镇杂岩体具有高Sr/Y比值(3.63~83.5),和高Sr(373×10-6~821×10-6),及低Y(7.36×10-6~22.21×10-6)、Yb(0.95×10-6~1.27×10-6)含量的地球化学特征,这与埃达克岩相似。该杂岩体具有相对低的87Sr/86Sr初始比值(0.706538~0.709484)和明显偏低的εNd(128Ma)值(-18.4~-12.8)。结合太行山中生代中-基性侵入岩中地幔包体已有的研究成果,认为具有高Sr/Y特征的王安镇杂岩体是在下地壳发生大规模拆沉的基础上,随着软流圈上涌其所携带的热促使加厚基性下地壳发生部分熔融,之后熔融岩浆在上升的过程中发生了角闪石的结晶分异和岩浆混合作用形成。     

新疆西天山莫斯早特石英钠长斑岩铜矿床——一个与埃达克质岩石有关的铜矿实例

与埃达克岩石有关,在环太平洋地区发现了大型、超大型斑岩型铜矿床.本文提供了一个产于中亚成矿域新疆西天山的莫斯早特铜矿床研究的实例.含矿岩体为石英钠长斑岩,岩体主量、微量元素地球化学特点与埃达克质岩石一致富Na、Al;高Sr,低Y;Sr/Y＞40,亏损HREE;La/Yb＞20;Eu为正异常(δEu/Eu*为～1.27).全岩40Ar/39Ar年龄268±5Ma,Rb-Sr年龄248±12Ma,K-Ar年龄254.5Ma,属中晚二叠世.矿体呈脉状、网脉状;围岩蚀变为绿帘石化、青盘岩化和黄铁矿化.铜品位1%～5%,主要工业矿物为辉铜矿、斑铜矿.矿石富含Ag(5.35～240μg/g)、Pb(0.01%～0.16%)、Zn(0.26%～2.40%)、Au(0.02～0.16μg/g).矿石矿物S同位素δ34S为-6.0‰～5.81‰,平均-0.28‰;辉铜矿、斑铜矿和孔雀石的207Pb/204Pb为15.46～15.77,206Pb/204Pb为18.01～18.42,属造山带与地幔Pb之间;矿石矿物包裹体的818O-2.54‰～-8.11‰,δDH2O-68.9‰～-98.8‰,属岩浆水与大气降水之混合.矿石矿物的(87Sr/86Sr)i为0.70596,(143Nd/146 Nd)i为0.512403,εNd(t)为+1.5,其Sr-Nd同位素组成及同位素年龄与合矿埃达克质石英钠长斑岩一致.含矿埃达克质石英钠长斑岩形成于后碰撞阶段,属由碰撞、挤压向伸展、拉张转变的构造动力学格架转折期.埃达克岩浆的较高温度、压力、富挥发分、较高氧逸度和岩浆快速上升,可能是其成矿的重要控制因素.     

燕山造山带中段中晚侏罗世中酸性火山岩的成因及其意义

燕山造山带中段(冀北下板城)中晚侏罗世髫髻山组火山岩主要由粗安岩和粗面岩组成。火山岩具有高的SiO_2(>55％)、Al_2O_3(15.70％～17.55％)、Na_2O(3.79％～5.42％)、Na_2O K_2O(5.99％～9.38％)、CaO(2.31％～6.48％)和低的MgO(≤4.01％,Mg~#≤0.50),高Sr(428～816μg/g)及Na_2O/K_20比值(一般1.11～1.88),轻稀土元素富集,Sr/Y和Rb/Sr比值低。其中,粗安岩相对亏损重稀土元素(Yb_N<8.5,Y<19μg/g),Y/Yb(12.62～15.06)和(Ho/Yb)_N(1.23～1.50)比值较高,Eu负异常不明显(Eu/Eu~*=0.90～0.95),具有埃达克岩地球化学特征。我们认为髫髻山组粗安岩起源于大陆下地壳玄武质岩石的部分熔融,粗面岩为粗安岩浆结晶分异的产物。     

Early Cretaceous adakitic rocks in the Anqing region,southeastern China: constraints on petrogenesis and metallogenic significance

ABSTRACT

The Anqing region in Lower Yangtze River metallogenic belt is one of the important Cu polymetal producers in China. The origin of Cu polymetallic deposits in the region is closely related to Early Cretaceous adakitic intrusions. To constrain the petrogenetic and metallogenic significance of the adakitic rocks, a detailed geochronological, geochemical, and Sr–Nd–Pb–Hf isotopic study was performed. The Anqing adakitic rocks (SiO₂ = 57.4–64.2 wt.%) consist mainly of quartz monzodiorite, formed at 138.2 ± 1.7 Ma (Mean Standard Weighted Deviation (MSWD) = 0.61). They have high MgO, Al₂O₃, Sr, and low Rb, Y, Yb contents, together with high Sr/Y (50.5–222) and La/Yb (31.9–46.9) ratios. They also show negative whole-rock ε_Nd(t) (?9.8 to ?8.5) and zircon ε_Hf(t) (?10.0 to ?5.4), and high oxygen fugacity (mainly ?17.0 to ?8.01) values and radiogenic Pb isotopic compositions with (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_i = 17.692–17.884, (²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)_i = 15.413–15.511, and (²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb)_i = 37.611–37.943. Coupled with negative Nb–Ta anomalies, low K₂O/Na₂O ratios (0.39–0.62), and high Mg# values (0.44–0.71), these data suggest the adakitic rocks and associated large-scale Cu–Au mineralization of the Anqing region resulted from partial melting of the high oxidized subducted oceanic crust. Addition of mantle-derived magmas and assimilation of crustal materials during emplacement are also possible.     

滇西北普朗斑岩铜矿与成矿有关的花岗岩与全球埃达克岩的对比:大数据研究的初步结果

云南格咱岛弧是西南三江构造-岩浆岩带中义敦岛弧的重要组成部分,位于义敦岛弧带的南端,是中国西部地区一个重要的铜铅锌多金属成矿带和印支期斑岩铜矿带,其中普朗斑岩型铜矿是印支期斑岩铜矿的典型代表。本文在前人研究基础上,采用大数据分析技术,对普朗斑岩铜矿与成矿有关的花岗岩与全球埃达克岩进行了对比研究,得到506个元素组合,获得交叠率比值127765个。结果表明,普朗斑岩与全球埃达克岩的地球化学数据基本上重叠,具有与全球埃达克岩类似的特征;但Cu、Mo、Pb、Zn成矿元素明显超出全球埃达克岩的分布范围,REE和Ga与主元素的比值虽然在全球埃达克岩范围内,却显示了位于全球埃达克岩某个端元的现象。另外,与斑岩铜矿有关的埃达克岩分布于全球埃达克岩范围的局部,数据部分或大部分逸出了全球埃达克岩分布的范围,具有低Sr/Cu、Ta/Cu、Al/Mo、Mn/Zn、Mn/Cu、Mn/Mo以及Hf、K、Ti、P、Co、Th、Ca/Cu比值的特征,数据点偏离全球埃达克岩范围越远,蚀变与矿化作用越强烈,与铜钼成矿关系越密切。本文地球化学数据挖掘结果可以作为找矿标志来使用,这为普朗铜矿床深部及外围的地质找矿提供了新的科学依据。     

跳出南海看南海——新特提斯洋闭合与南海的形成演化

本文总结了笔者参与基金委重大研究计划"南海深海过程演变"的研究成果。我们发现南海和青藏高原都是新特提斯洋闭合的产物,而非前人所说的南海是由青藏高原碰撞导致的中南半岛逃逸所形成。与青藏高原碰撞隆升机制不同,南海是新特提斯闭合后期弧后拉张的结果。新特提斯洋位于北边的欧亚大陆与南面的非洲、印度和澳大利亚板块之间,呈东宽西窄的喇叭型。在西部,新特提斯洋向北的俯冲可能在侏罗纪就开始了,局部形成了弧后盆。约130Ma前,由于凯尔盖朗等大火成岩省的喷发,新特提斯洋脊也开始向北漂移。由于新特提斯洋东部宽度较大,弧后拉张明显,形成了古南海。新特提斯洋闭合过程中一个重大事件是洋脊俯冲:从菲律宾经福建及两广到青藏高原,均有100Ma左右的埃达克岩产出,是洋脊俯冲的产物。其中,菲律宾、福建、广东埃达克岩形成了斑岩铜金矿床;而在青藏高原,埃达克岩虽有矿化,但没有形成大规模的斑岩铜金矿床。同时期,华南出现了一次短暂的大规模挤压事件,与洋脊俯冲契合。这次挤压事件可能导致了古南海闭合的开始。与此同时,青藏高原冈底斯出现高温岩石——埃达克质紫苏花岗岩;其北面有～110Ma短时间内发生的大规模花岗岩事件。考虑到板块重建的结果,这些埃达克岩和华南短时间挤压事件的时空分布显示新特提斯洋脊在约100～110Ma,近似平行于俯冲带俯冲到了欧亚大陆之下;其前片下沉,扰动软流圈,形成大规模岩浆活动;后片则缓慢后撤,于～80Ma形成了A-型花岗岩。这些A-型花岗岩多属于A2型,受到了还原性板块俯冲的影响而普遍含锡,形成了全球60%的锡矿。俯冲板片的后撤,导致了拉张,可以合理解释南海北缘的"神狐运动"。随着俯冲板片后撤,俯冲角度加大,形成新的弧后拉张,于～33Ma出现洋壳,形成了南海。青藏高原碰撞引起的物质向东、南、北等各方向逃逸,对东亚大陆的构造格局也产生了重要的影响,但是并非南海拉张的主要控制因素。到～23Ma时,东经九十度海岭的俯冲阻挡了青藏高原下方地幔物质向东南方向逃逸,改变了东亚构造格局。同时,由于该海岭俯冲产生的向北东方向的挤压,造成印支半岛向西南挠曲,导致南海洋脊产生向南的跃迁。     

滇西剑川始新世富碱岩浆岩锆石U-Pb年代学与Sr-Nd-Hf同位素地球化学及其对岩石成因的制约

滇西剑川富碱岩浆岩位于青藏高原东南缘的三江南段,是金沙江-红河富碱岩浆岩带的重要组成部分。剑川富碱岩浆岩包括花岗岩和正长岩两类岩石,前者主要有花岗斑岩和石英二长斑岩,后者主要是正长斑岩和粗面岩。本文对剑川富碱岩浆岩进行了主微量元素、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素特征研究。锆石U-Pb测年结果显示,剑川花岗岩结晶年龄为35. 1～36. 1Ma,正长岩结晶年龄为35. 7～35. 8Ma,均形成于始新世。花岗斑岩和石英二长斑岩的SiO_2含量为67. 92%～69. 93%,K_2O/Na_2O比值介于0. 86～1. 22,具有高钾钙碱性特征;正长斑岩和粗面岩的SiO_2含量为53. 94%～63. 51%,K_2O/Na_2O比值介于1. 30～2. 68,属于钾玄质岩石系列。两类岩石都富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),相对亏损高场强元素(HFSE)。其中,花岗斑岩和石英二长斑岩有着较高的Sr、Sr/Y、La/Yb值和低的Y、Yb含量,具有埃达克质岩浆属性。结合Sr-Nd-Hf同位素研究认为,滇西剑川地区花岗岩起源于增厚的镁铁质新生下地壳部分熔融,正长岩是由交代富集的岩石圈地幔熔融产生的基性岩浆演化而来的产物。滇西剑川新生代富碱岩浆活动是对印度与欧亚板块晚碰撞阶段,岩石圈地幔发生对流减薄和软流圈物质上涌过程的响应。     

新疆西准噶尔萨吾尔地区早石炭世埃达克岩地球化学特征、岩石成因及其意义

新疆西准噶尔萨吾尔地区阿克塔木组(新建)为一套中性火山熔岩、火山碎屑岩夹少量酸性火山熔岩建造。流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为337.9±0.77Ma,属早石炭世。安山岩地球化学特征表现为高Si O2(53.42%～64.74%)、A12O3(16.05%～19.23%),富Na2O(4.05%～8.13%)贫K2O(0.36%～3.65%),富Sr(448.1×10-6～1507×10-6),低Yb(0.94×10-6～1.79×10-6)、Y(8.48×10-6～16.92×10-6),高Sr/Y比值(36.6～89.0),富集LREE,亏损HREE,弱Eu正异常,明显的Nb、Ta、Ti负异常,具有典型的埃达克岩特征,为玄武质洋壳在石榴角闪岩相高度部分熔融的产物。阿克塔木组火山岩形成于与洋内俯冲有关的岛弧环境,为早石炭世额尔齐斯-斋桑洋南向俯冲的岩浆记录。俯冲板片边缘受到来自板片窗的高温软流圈物质加热,部分熔融形成的埃达克质熔体与地幔橄榄岩发生熔体-岩石反应,从而形成埃达克岩+富Nb玄武岩组合,同时发生与之相关的Cu-Au成矿作用。阿克塔木组早石炭世埃达克岩的发现,为西准噶尔地区晚古生代岩浆活动、构造演化和金属成矿等研究提供了可靠的依据。     

Compositional characteristics and geodynamic significance of late Miocene volcanic rocks associated with the Chah Zard epithermal gold–silver deposit,southwest Yazd,Iran

Whole‐rock geochemical and Sr–Nd isotopic data are presented for late Miocene volcanic rocks associated with the Chah Zard epithermal Au–Ag deposit in the Urumieh‐Dokhtar Magmatic Arc (UDMA), Iran, to investigate the magma source, petrogenesis and the geodynamic evolution of the study area. The Chah Zard andesitic to rhyolitic volcanic rocks are characterized by significant Large Ion Lithophile Element (LILE) and Light Rare Earth Element (LREE) enrichment coupled with High Field Strength Element (HFSE) depletion. Our geochemical data indicate an adakitic‐like signature for the volcanic rocks (e.g. SiO₂ > 62 wt%, Al₂O₃ > 15 wt%, MgO < 1.5 wt%, Sr/Y > 70, La/Yb > 35, Yb < 1 ppm, and Y < 18 ppm, and no significant Eu anomalies), distinguishing them from the other volcanic rocks of the UDMA. The Chah Zard volcanic rocks have similar Sr and Nd isotopic compositions; the ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(i) ratios range from 0.704 902 to 0.705 093 and the ε_Nd(i) values are from +2.33 to +2.70. However, the rhyolite porphyry represents the final stage of magmatism in the area and has a relatively high ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio (0.705 811). Our data suggest that the andesitic magmas are from a heterogeneous source and likely to result from partial melting of a metasomatized mantle wedge associated with a mixture of subducted oceanic crust and sediment. These melts subsequently underwent fractional crystallization along with minor amounts of crustal assimilation. Our study is consistent with the model that the volcanic host rocks to epithermal gold mineralization in the UDMA are genetically related to late Miocene Neo‐Tethyan slab break‐off beneath Central Iran.