云南个旧杂岩体年代学与地球化学:岩石成因和幔源岩浆对锡成矿贡献

锡矿往往与长英质岩浆岩伴生,然而锡矿形成的热能源区尚不清楚,其可能与地幔物质相关。我国云南锡矿带中出露的中-酸性岩石及碱性岩杂岩体为研究锡矿及其周围岩浆成因提供了良好的物质条件。本文报道了云南个旧地区代表性的花岗岩、辉长-闪长岩和碱性岩类新的全岩地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素数据。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明上述岩石分别形成于81.43±0.46Ma(82.89±0.58M)、81.35±0.22Ma和80.35±0.72Ma,指示它们为晚白垩世近同期岩浆活动的产物。其中闪长岩、碱性岩和花岗岩中锆石的Hf同位素组成不均一,ε_(Hf)(t)分别为-4.2~+0.8、-7.5~-1.9和-8.4~+0.4。尽管这些岩体的侵入时代一致,但它们的地球化学特征和同位素特征存在差异,表明这三类火成岩来自不同的岩浆源区,三者不是同一母岩浆相互演化的关系。个旧杂岩体中花岗岩为弱过铝质岩石,SiO_2与P_2O_5含量呈负相关的关系,排除S型花岗岩的可能。亏损Zr、Nb、Sr、Eu等大离子亲石元素的特征可能为锆石、磷灰石、长石类造岩矿物分离结晶作用的结果;Zr、Nb、Ce和Y总量较低,低的FeOT/MgO比值和低的锆石饱和温度表明,指示出个旧地区的花岗岩应为高分异I型花岗质岩石而非A型花岗岩。个旧地区形成于晚白垩世时期的中基性、碱性岩石可能为不同的幔源岩浆近同时侵入的产物,底侵的幔源熔体带来热量诱发中、下地壳岩石发生部分熔融形成含矿的花岗岩,幔源岩浆对于成矿至少在能量也可能在成矿物质上有重要的贡献。     

阿尔卑斯超镁铁岩的演化及上地幔的局部熔融

西藏新疆超镁铁岩是上地幔局部熔融的产物。超镁铁岩在矿物成分上的演化表现为两个平行的演化系列:一是随各亚类岩石的递变,硅酸盐矿物的100Mg,(Mg+Fe~(2+))值递增,即硅酸盐矿物向富镁方向演化;二是副矿物铬尖晶石的100Cr/(Cr+Al)值相应递增,向富铬方向演化;上述演化趋势与岩浆分异演化趋势相反。在组构上则由原粒结构向熔融残余、后成合晶,碎斑结构,然后递变为等粒镶嵌;板状镶嵌结构。二辉橄榄岩的熔融实验资料清楚表明、阿尔卑斯超镁铁岩的演化乃是地幔岩熔融的结果。各亚类岩石代表了不同程度的局部熔融,岩体所显示的上部偏基性,下部偏酸性的垂直分带实属地幔岩的熔融分带。     

西藏拉萨地体南缘汤白地区始新世辉绿岩脉——新特提斯洋壳断离的证据

拉萨地体南缘汤白地区广泛分布新生代的辉绿岩脉。为探讨该辉绿岩脉形成时代、岩石成因和地质意义,对其开展了详细的岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示辉绿岩脉的结晶年龄为(54±1)Ma,表明其形成于早始新世。微量元素地球化学特征显示富集大离子亲石元素(LILEs:如Rb、Sr和Ba),亏损高场强元素(HFSEs:如Nb、Ta和Ti)。与典型的弧岩浆岩、区域上叶巴组和桑日岩群中的玄武岩相比具有较高的Nb、TiO_2和Zr含量,在微量元素构造环境判别图解中显示出板内玄武岩地球化学属性。微量元素地球化学特征结合锆石Hf同位素表明岩浆源区除被俯冲板片释放的流体交代的岩石圈富集地幔外,还有软流圈亏损地幔物质加入。汤白辉绿岩脉侵入年龄与区域上林子宗群火山活动峰期接近(52 Ma)。同时结合岩石成因及构造背景,作者认为汤白辉绿岩脉是54～52 Ma新特提斯洋壳断离诱发岩浆作用的产物。根据最新大陆碰撞及板片断离的三维数值模型,暗示了印度板块与欧亚大陆碰撞的起始时间为65 Ma或者更早。     

赣西北基性岩脉的地质地球化学特征及其意义

对赣西北三个地区基性岩脉的地质地球化学特征进行了研究，并初步讨论了基性脉岩的成岩方式和源区性质。基性岩脉包括闪斜煌斑岩，辉绿岩和橄榄录玢岩。微量元素相对富集大离子亲石元素，而亏损高场强元素，具有Nb,Ta和Ti异常。武山煌班岩稀土元素总量高，明显富集轻;益口辉绿岩稀土元素总量低，略微富集轻稀土元素，上高橄榄辉绿玢岩介于两者之间，三者都无明显的铕异常，结合基性脉岩的地球化学分析可知，三者的岩石化学变化受到部分熔融和分离结晶所控制，武山煌斑岩和上高橄榄辉绿玢岩明显发生分离结晶作用，而隘口辉绿岩主要受部分熔融作用影响。其源区可能为与俯冲流体有关的富集地幔，有待于进一步研究。     

闽东南基性岩脉成因及动力学背景研究：Sr-Nd同位素、元素地球化学

闽东南的海边斜闪煌斑岩脉和赤湖辉长岩脉分别形成于晚白垩世和古新世,为高钾钙碱性和钙碱性系列岩石,具有高Al、Na_2O>K_2O的特征;岩浆演化过程中可能经历了以橄榄石、单斜辉石为主的结晶分异作用。海边和赤湖基性岩脉具有相对富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高强场元素特征,不相容元素蛛网图显示出大陆边缘弧的地球化学特征,以Nb、Ta、Ti负异常为特征;海边和赤湖明显富集轻稀土元素,(La/Yb)_N分别为5.0～10.9和11.2～12.0。具有高Sr同位素初始值和低ε_(Nd)(t)值,海边的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i:0.70577～0.707574,ε_(Nd)(t):-8.1～-1.8,赤湖的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i:0.70547～0.70552,ε_(Nd)(t):-0.2～0.6。根据Sr、Nd同位素、微量元素研究及野外地质观察,本区基性岩脉的岩浆在上升侵位过程中未发生地壳物质混染。通过Sr、Nd同位素和微量元素等研究,认为地幔源区的演化与古太平洋板块俯冲密切相关,俯冲流体交代地幔楔、消减洋壳携带的海洋与陆源沉积物参与地幔源区的混合,形成本区基性岩脉的富集地幔源区,大离子亲石元素和轻稀土元素特别富集是俯冲流体与沉积物共同参与源区演化的结果。海边和赤湖基性岩脉形成的构造背景属于活动大陆边缘弧,构造性质应为活动陆缘拉张带(或裂谷带)。晚白垩世和古新世,闽东南发生了地壳拉张事件,与中国东南部晚白垩世以来的地壳拉张期次是一致。     

沂水杂岩中超镁铁质岩的岩石地球化学特征

主要以捕虏体形式存在于沂水岩浆杂岩和变质杂岩中的超镁铁质岩石不发育鬣刺结构,岩石化学组成以高MgO和低SiO2、TiO2、K2O含量为主要特征。按岩石中是否含有橄榄石大致可以分为橄榄辉石岩和尖晶角闪二辉石岩两种,前者以强烈发育蛇纹石化为特征,矿物组合以单斜(透)辉石+橄榄石为主(偶见斜方辉石),蚀变矿物组合为蛇纹石±铬铁矿+磁铁矿±角闪石±尖晶石等;后者以局部发育滑石化为特征,矿物组合以斜方(古铜)辉石+单斜(透)辉石+尖晶石为主,其次是角闪石+磁铁矿±滑石等。岩石总体以稀土元素总量(∑REE)相对较低、LREE/HREE=1.64~4.40为特征,稀土元素的球粒陨石标准化配分图解显示所有样品均具Eu和Ce的负异常,除3个橄榄辉石岩样品外,多数样品无明显的轻稀土元素、轻重稀土元素和重稀土元素分异。岩石的微量元素组成以不相容元素Rb、Ba、U、Nb、Sr、Zr等具有明显不同的异常为特征:Ba、Nb呈现负异常,而Rb、U呈现正异常,Sr部分呈正异常,Zr和Ti负异常出现在橄榄辉石岩中,其他样品无Zr异常。样品YS0631的SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示其变质锆石年龄值为2 560~2 605 Ma;另有一颗结晶锆石的年龄值为2 719 Ma,εHf(t)值为8.2,亏损地幔模式年龄为2 680 Ma。综上所述,该超镁铁质岩石源于地幔,形成于新太古代早期,随后遭受深熔及岩浆作用影响,经历了变质作用的改造。