胶东文登岩体—二长花岗质岩石地球化学特征及成因探讨

文登岩体的主体位于胶东半岛文登市境内，出露面积约４５０Ｋｍ￣２，该岩体具有多阶段（期）侵位演化特征。早期由细粒二长花岗岩、含斑中粗粒二长花岗岩构成；晚期由斑状中粗粒二长花岗岩、巨斑状中粒二长花岗岩构成。早期岩浆源于上地壳部分熔融；晚期岩浆是早期岩浆发生以斜长石、黑云母为主的矿物相分离结晶作用形成。     

福建平潭岛花岗质岩石成因:来自锆石U-Pb定年、O-Hf同位素及黑云母矿物化学的约束

东南沿海地区发育具有"等同位素组成"特征的晚中生代双峰式火成岩,其成因备受争论。本文选择了福建省平潭岛双峰式杂岩体中的花岗闪长岩、英云闪长岩与花岗岩开展了高精度锆石U-Pb定年、原位O-Hf同位素和黑云母矿物化学方面的研究,以探讨这些花岗质岩石的成因。分析结果显示,花岗闪长岩、英云闪长岩与花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为116.8±1.0Ma、116.3±1.0Ma与117.4±1.0Ma,表明它们均侵位于早白垩世。这三类岩石也有较为相似的锆石O-Hf同位素组成。其中,锆石的δ18O分别变化为4.6%~5.3‰、4.8%~5.3‰及5.0%~5.6‰,与地幔的O同位素值基本一致。锆石的εHf(t)变化范围分别为+2.0^+7.1、+2.8^+6.5及+1.8^+5.6,相应的两阶段模式年龄tDM2分别为741~1046Ma、754~995Ma及815~1058Ma。锆石O-Hf同位素数据反映其熔融源区主要为相对较年轻的地壳物质,来自华夏地块古老基底的贡献较少。另外,黑云母矿物化学暗示这三类岩石具有Ⅰ型花岗岩的特征。但是,黑云母种属在不同岩性间存在差异,其中花岗闪长岩与英云闪长岩中的黑云母为镁质类型,花岗岩中的黑云母为铁质类型。从花岗闪长岩、英云闪长岩到花岗岩,黑云母的结晶温度和岩浆体系的氧逸度均逐渐降低,这与钙碱性岩浆分异演化的趋势基本一致。结合前人研究资料及区域地质演化历程,我们认为平潭岛杂岩体中的花岗质岩石形成于古太平洋俯冲背景,其熔融源区主要为新增生地壳物质。花岗质岩石内部岩性的差别主要是母岩浆经历不同程度分异演化的结果。我们的研究结果暗示壳幔岩浆混合在东南沿海早白垩世长英质岩石形成过程中所具有的作用可能较为有限。     

单颗粒锆石U-Pb法判定的凤凰山花岗岩的年龄

山西早前寒武系分布区的吕梁期凤凰山花岗岩，给出的透明、自形的单颗粒锆石Ｕ．Ｐｂ年龄为１７５８±１４Ｍａ（２ａ），地质解释认为是该岩体的成岩年龄，为研究华北陆台的吕梁运动时限提供了一个翔实的年龄证据。     

斑岩铜矿床成矿流体演化:中甸普朗铜矿床蚀变矿物学与热力学模拟

不同阶段热液蚀变矿物的组成是水岩反应过程和成矿流体演化的地球化学"指纹"。三江特提斯义敦岛弧南缘的普朗超大型斑岩铜矿床形成于晚三叠世甘孜-理塘洋西向俯冲的岛弧环境,但具有不同于典型斑岩铜矿的蚀变-矿化分带特征:即在早期钾硅酸盐化蚀变带内常可见晚期脉状(沿裂隙分布的细脉状)青磐岩化或沿破碎带边部发育的绢英岩化,且主要在青磐岩化蚀变带内发育铜(-钼)矿化。为此,本研究选取普朗矿床含矿石英二长斑岩(QMP)中热液黑云母及绿泥石进行矿物产状、共生组合和世代划分研究,并针对不同产状的绿泥石开展电子探针分析研究,以探讨其形成的物理化学条件,并结合热力学模拟结果反演成矿流体演化轨迹。不同于岩浆黑云母(Bt-1)的锯齿状边缘及内部发育磷灰石包体特征,普朗铜矿热液黑云母(Bt-2)多为片状且解理发育、沿其边缘或裂隙多被绿泥石交代。青磐岩化带内发育有两类产状明显不同的绿泥石,即由黑云母蚀变而成的片状绿泥石(Chl-1)和蠕虫状绿泥石(Chl-2),且后者多与黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿及辉钼矿伴生。电子探针分析结果显示两类绿泥石均为富Mg的三八面体类绿泥石,且具有相似的主量元素组成。石英二长斑岩中Bt-2型黑云母形成温度范围为305-336℃(平均值为321℃),氧逸度位于NNO(Ni-NiO)缓冲线与HM(Fe_2O_3-Fe_3O_4)缓冲线之间。Chl-1和Chl-2型绿泥石形成温度分别为284～347℃(平均值为316℃)和278～328℃之间(平均值为310℃)。Chl-1和Chl-2的Log f_(O_2)分别在-42.7--37.2(平均值-39.8;ΔFMQ=-5.7)和-41.8～-38.4之间(平均值-40.0;ΔFMQ=-5.5),对应的Log f_(S_2)在-14.9～-12.1(平均值-13.5)和-14.5～-12.7之间(平均值-13.6)。不同蚀变阶段矿物组合特征及热力学模拟结果表明,在早期高温的钾硅酸盐化阶段含矿流体具有高氧逸度、中性特征(ΔFMQ=2,pH=7),在中温青磐岩化阶段具有低氧逸度、酸性特征(ΔFMQ=0,pH=4.8),在晚期绢英岩化阶段pH值变化不大而氧逸度略有升高。综合上述矿化-蚀变时空结构和热力学模拟结果,本研究显示普朗铜矿床强烈的蚀变叠加与青磐岩化矿化现象与围岩碳质地层随着大气水沿断裂带渗入到岩浆热液系统中有关。还原性物质伴随着大气水的渗入破坏了原始岩浆热液系统化学平衡,可能是导致普朗铜矿蚀变叠加及在青磐岩化阶段铜等成矿物质大规模聚集的关键原因之一。     

黑云母成分-f_(H_2O)方程的推导及其在福州和鼓山花岗岩体的应用

利用Wones等(1965;1972)提出的黑云母成分和fH_2O、fO_2方程式对福州和鼓山花岗岩体的成岩温度和压力反复进行估算,发现其结果与地质现象不符。因此才考虑对其方程的Δμ°/2.303RT的数值重新进行热力学推导并应用于上述两岩体的估算,计算结果与地质现象较为吻合。     

西秦岭格尔括合花岗闪长斑岩岩石成因:黑云母矿物学特征约束

西秦岭造山带位于松潘-甘孜地体、碧口地体、祁连造山带和东昆仑造山带等多个块体的结合部位,经历了古特斯洋北枝的构造演化,发育了巨量的印支期岩浆活动与显著的金、铜(钼)、铅锌成矿作用,为研究秦岭印支期造山作用与成矿过程提供了可靠物质记录,是理解古特提斯洋北枝构造演化及成矿系统的关键。本文通过对西秦岭南缘格尔括合花岗闪长斑岩进行系统的岩石学、岩相学研究与黑云母成分的电子探针原位分析,厘定了矿物形成的物理化学条件,探讨了岩石成因及形成的构造环境,为解析秦岭造山带印支期造山过程中壳幔演化、构造-岩浆活动提供了矿物尺度的制约。研究表明,格尔括合花岗闪长斑岩中黑云母Fe2+/(Mg+Fe2+)比值介于0.22%~0.34%,并显示贫钙的特征,属于典型的岩浆成因黑云母。黑云母化学成分FeO T与MnO呈现正相关性,FeO T、MnO值与MgO值呈现负相关性,表明其结晶过程中可能发生了Mg2+和Fe2+的置换反应,而Mn则主要以类质同象替代Mg进入黑云母晶格。黑云母Al2O3介于16.15%~14.97%,TiO 2介于2.81%~2.05%,卤族元素(F、Cl)含量介于1.73%~0.84%。黑云母的氧化系数为0.27~0.56,MF值为1.33~1.57,Mg#为0.66~0.78,单位分子中阳离子数AlⅥ为0.08~0.18,以单位分子中Ti和Al阳离子数计算的黑云母结晶温度为629~684℃,结晶压力为131~181MPa,相应的侵位深度为5.0~7.1km。上述特征指示该岩体为壳幔混源成因的I型花岗岩,黑云母结晶于相对高温和高氧逸度的环境,岩浆结晶分异程度高。根据岩浆岩内黑云母成分构造环境判别,结合区域上同时期岩体的地质、地球化学特征,推测格尔括合岩体形成于西秦岭晚三叠世后碰撞伸展构造环境,可能是由底侵的幔源岩浆与广泛部分熔融的下地壳物质混合后上升至浅部岩浆房,并发生结晶分异而形成的具有壳幔混源成因的I型花岗岩。     

江南造山带西段新元古代构造演化——来自湘西怀化辉绿岩中辉石、黑云母成分的启示

关于江南造山带的新元古代构造演化背景素有地幔柱—裂谷模型、岛弧模型及板块—裂谷模型之争,其争论的焦点在于扬子与华夏板块碰撞的具体时间,以及聚合后裂解的动力学环境。本文选取江南造山带西段湘西怀化地区~788 Ma辉绿岩中的单斜辉石和黑云母为研究对象,采用电子探针和激光剥蚀—等离子体质谱仪对其化学成分进行了精确测定,以期进一步约束该地区的成岩构造背景。怀化辉绿岩中的单斜辉石可分为普通辉石和透辉石两种,根据单斜辉石的n(Ca)/ n(Al)值（3.48~7.15）和高w(Ti)/w(Eu)值（>1500）的特征,本文判断江南造山带西段的新元古代地幔可能遭受了硅酸盐熔体和俯冲流体的多重交代作用。单斜辉石温压计的估算结果表明,普通辉石的结晶温度为1080~1112 ℃,结晶压力0.3~0.6 GPa,对应的深度为9.1~20.8 km;而透辉石的结晶温度为1237~1274 ℃,结晶压力1.0~1.32 GPa,对应的深度为31.8~42.6 km。综合单斜辉石和黑云母的微量元素特征（单斜辉石的Al、Ti、Ca、Na等元素和黑云母的Mg、Fe等元素）、岩浆系列和构造环境判别图解,表明该区的亚碱性拉斑玄武质岩浆来自于上地幔顶部与地壳结合的部位,是软流圈地幔部分熔融产生的板内碱性玄武质岩岩浆上升到浅部发生结晶分异作用形成的。结合区域的构造演化特征,本文提出一种三阶段的改进板块—裂谷模型,用以描述江南造山带西部的新元古代构造背景。     

云母分子式计算方案的选择

本文借助主成分分析证明了花岗岩类中黑云母的Fe~(3+)、Fe~(2+)和(OH+F)主要的数量关系不表现为氧羟铁云母置换,还讨论了水不足和水过剩对云母分子式计算结果的影响,进而提出了当处理一批未受明显脱羟基氧化的云母,尤其是当其中包括明显水过剩云母时,宜优先采用O=22计算分子式方案等建议。     

Biotite composition as a tool for the identification of Quaternary tephra beds

Stratigraphically important Quaternary rhyolitic tephra deposits that erupted from the Okataina and Taupo volcanic centers in New Zealand can be geochemically identified using the FeO and MgO contents of their biotite phenocrysts. The FeO/MgO ratio in biotite does not correlate with FeO/MgO in the coexisting glass phase so that tephra beds with similar glass compositions can be discriminated by their different biotite compositions. Some individual tephra deposits display sequential changes in biotite composition that allow separate phases of the eruption to be identified, greatly increasing the potential precision for correlation. In addition, devitrified lavas that are unsuitable for glass analysis can be correlated to coeval tephra deposits by their biotite compositions. Biotite is common in high-K₂O (>4 wt%) tephra beds and is widely dispersed in ash plumes because of its platy form, thus making it important in correlation studies.     

黑云母和锆石化学组分对岩浆结晶条件的约束:以滇西北衙超大型金矿床为例

中酸性岩浆含矿性差异一直是矿床学的研究热点。滇西北衙超大型金多金属矿床(探明金资源量超过370t)内发育成矿二长花岗斑岩体和非成矿黑云母二长花岗斑岩体、煌斑岩体,是研究岩体含矿性差异、富碱岩浆结晶时物理化学条件及其成矿效应的良好选区。本文在详细的岩相学观察基础上,对成矿的二长花岗斑岩、未成矿的黑云母二长花岗斑岩和煌斑岩中黑云母和锆石开展矿物化学分析,厘定了北衙富碱岩浆的结晶条件。北衙成矿二长花岗斑岩体的锆石结晶温度(843℃)稍高于黑云母二长花岗斑岩体的锆石结晶温度(807℃),鉴于金在熔体中溶解度随温度升高而增大,表明在岩浆演化初期二长花岗斑岩体具有更高的金溶解度。同时,利用锆石微量元素组分估算的二长花岗斑岩体的lg(f_(O_2))(-10. 67)高于黑云母二长花岗斑岩体(-15. 00),表明二长花岗斑岩体具有更高的氧逸度。在岩浆演化过程中高氧逸度会抑制金以硫化物形式沉淀,从而增强了二长花岗斑岩体的成矿潜力。除此之外,二长花岗斑岩具有最低的黑云母结晶温度(二长花岗斑岩、黑云母二长花岗斑岩、煌斑岩依次对应644℃、723℃、766℃)和最浅的侵位深度(1. 46～1. 74km、4. 03～5. 02km、2. 53～2. 72km)。高压条件下母岩浆中出溶的流体几乎没有能量形成裂隙,而且也很难发生对金属富集有重要影响的流体不混溶作用。二长花岗斑岩体侵位深度与矽卡岩中石榴石发育的含石盐子晶的三相包裹体的捕获深度(～2km)近似,进一步暗示二长花岗斑岩体侵位后发生流体沸腾作用。因此,岩浆氧逸度和侵位深度的差异可能是黑云母二长花岗斑岩体和煌斑岩体未成矿的原因。