地球内部物质、能量交换与资源和灾害

通过对凤凰山岩体接触带的变质与变形特征、显微构造及变形缩短量的计算 ,分析了凤凰山岩体侵位与接触带变形及区域变形的关系。通过接触带变质矿物变形特征的研究 ,揭示了热变质作用与侵位变形的同时性 ;接触带构造变形研究表明 ,岩体周围发育的流变褶皱、韧性剪切带、压溶缝合线等与岩体左旋上升与汽球膨胀侵位有关 ;围岩缩短量的计算结果表明 ,岩体侵位过程造成强烈的围岩缩短是一种强力侵位机制。研究表明 ,凤凰山岩体侵位是在区域NNE向水平左旋剪切应力场作用下完成的。岩体接触带变形是NNE向水平左旋剪切应力与横向推挤的侵位应力联合作用下形成的。     

Thermochronology for the Granitic Pluton Related to Lead-Zinc Mineralization in Tsushima, Japan

Abstract: K–Ar datings and oxygen isotope analyses revealed a cooling history of the Uchiyama granitic pluton, which is genetically related to the Pb-Zn deposits (Taishu mine) in the Tsushima Islands, Japan. The pluton intrudes into the Paleogene Taishu Group to form the biotite-hornfels zone, while the Taishu vein-type Pb–Zn deposits occur in fissures developed in the non-hornfels zone about 1 to 3 km westward from the contact. Amphibole and biotite K-Ar ages of the pluton have a wide range from 19 to 13 Ma. Oxygen isotopes of the biotite and coexisting quartz grains indicate that isotopic exchange reactions have occurred under subsolidus conditions, and that the K-Ar ages are affected by various cooling rates in the pluton. The mineralization age of the Taishu ore deposits is obtained for the first time to be 15.40.8 Ma by a K-Ar age of 2 M ₁–muscovite in a calcite–quartz–muscovite–chlorite veinlet of the Shintomi orebody. Whole rock K-Ar ages of biotite-hornfels near the pluton represent similar ages to the ore deposits. Using blocking temperature calculated from reported diffusivity for argon, the pluton was cooled from 560 to 350C in the period of 17 to 14 Ma. The vein formation took place after the time when temperature in wall rocks of the pluton had dropped below the brittle-plastic transition (about 400C). These results imply that the cooling of the pluton has caused injection of magmatic fluids into meteoric hydrothermal systems, and the Pb-Zn mineralization has occurred due to this mixing at the age of about 15 Ma.     

胶东西北部北截岩体岩石成因:锆石U-Pb年龄、岩石地球化学与Sr-Nd-Pb同位素制约

胶东半岛西北部是我国最重要的金矿集区,95%以上的金资源储量赋存于晚侏罗世玲珑型和早白垩世郭家岭型花岗岩中。然而,对郭家岭型花岗岩形成的大地构造背景及其与金成矿的关系,尤其是岩石成因仍存有争议。本文通过对归属于郭家岭型花岗岩的北截岩体开展详细的岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Pb地球化学研究,识别出细粒花岗闪长岩、含斑细粒花岗闪长岩、斑状中粒花岗闪长岩、斑状粗粒花岗闪长岩和花岗伟晶岩脉5种侵入岩类型,它们具有相似的地球化学特征和同位素组成,呈连续演化关系,为同一期岩浆活动的产物。电子探针分析显示,样品中的黑云母具有富FeO~T、MgO、高Al_2O3低TiO_2的特点,为岩浆成因的富铁黑云母,Mg和Al元素的负相关性表明结晶过程中二者可能发生了置换。岩石地球化学研究表明,花岗闪长岩具有高的全碱(K_2O+Na_20=6.92%～9.31%)、Ba(518×10~(-6)～3330×10~(-6))、Sr(305×10~(-6)～1371×10~(-6)),低的Al_2O_3(14.41%～15.82%)、MgO(0.19%～0.77%)、Rb(39.3×10~(-6)～105×10~(-6))、Y(1.2×10~(-6)～6.05×10~(-6))、Yb(0.08×10~(-6)～0.40×10~(-6))含量特征,轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)相对亏损(LREE/HREE=13.13-21.40),轻、重稀土元素分馏明显[(La/Yb) N=18.39～45.76],Rb、Sr、Ba、Pb等大离子亲石元素(LILE)富集,Nd、Ta、Zr、Hf等高场强元素(HFSE)明显亏损,具有高Ba-Sr花岗岩的地球化学特征。锆石LA-ICP-MS定年结果表明,斑状粗粒花岗闪长岩形成于131.53±0.86Ma,花岗伟晶岩脉形成于127.4±1.3Ma,说明其形成于早白垩世早期,伟晶岩脉应该是本次岩浆活动后期的产物。Sr-Nd同位素分析表明,初始~(87)Sr/~(86)Sr(I_(Sr))和ε_(Nd)(t)分别为0.710658-0.711568和-18.53～-11.17,二阶段亏损地幔模式年龄(t_(DM2))为2107-2425Ma,与胶东群变质岩年龄一致,指示了其原始岩浆有部分熔融的胶东群参与;Pb同位素分析表明,初始~(206)Pb/~(204)Pb和初始~(208)Pb/~(204)Pb分别为17.047～17.945和37.744～38.389,说明有大量的下地壳物质参与成岩。上述数据分析表明,北截岩体是基底岩石胶东群变质岩部分熔融形成的下地壳酸性岩浆与幔源基性岩浆混合作用的结果,太平洋板块向欧亚板块俯冲构造背景下的软流圈物质上涌和下地壳的部分熔融可能是形成这套花岗岩的机制,是板块俯冲产生的欧亚板块边缘火山弧的组成部分;在区域金成矿方面,其为金成矿提供了有利的赋存空间,而应该不是成矿流体来源或热动力条件。     

西秦岭三叠纪酸性侵入岩中高An值斜长石的成因及其地质意义

研究I型花岗岩中再循环晶的成分和结构特征，对揭示岩浆系统的形成和演化历史以及壳源和幔源岩浆的相互作用具有重要的意义。本文以西秦岭北西段三叠纪过马营复式岩体内的不同造岩矿物为主要研究对象，通过对具有不同结构特征的斜长石"粗晶"和黑云母展开电子探针（EMPA）、LA-ICP-MS微量元素面扫描、原位Sr同位素分析，来探讨含高An斜长石的成因，示踪不同岩浆房端员的属性，约束岩浆演化过程并建立多级岩浆房模型。过马营复式岩体的岩性分为偏铝质花岗岩类和过铝质花岗闪长岩类，两类岩性中均存在An值呈突变的筛状结构斜长石，即高An（72~85）区与低An（20~55）区在同一颗粒中并存，其对应主、微量元素也存在截然变化。与低An区相比，高An区具有高Fe、Mg，高Ba的特征。高钙区斜长石可进一步分为两类，第1类高钙区斜长石（An₈₀-₈₅），和第2类高钙区斜长石（An₇₂-₇₈）。第1类高钙区比第2类高钙斜长石区具有更高的Ca、Al、Fe、Mg、Ba含量。本研究中斜长石晶体存在核_高An-边_低An与核_低An-幔_高An-边_低An两种不同类型的环带结构，表明其各自的生长过程有所不同。高An区与低An区之间An值跳跃式的变化与对应主、微量元素Fe、Mg、Sr、Ba含量特征均指示斜长石成分差异并非晶内扩散、动力学作用以及物理条件的变化造成的，更可能形成于开放的岩浆系统。本文认为斜长石粗晶为再循环晶，其内部的高An区形成于深部富H₂O玄武质岩浆，低An区形成于浅部酸性岩浆房（偏铝质与过铝质）。两种不同高钙区斜长石及其对应的主、微量元素差异指示它们很可能结晶于两批次不同的玄武质岩浆，其中第1类高钙区斜长石的母岩浆相对更富Fe、Mg、Ba。两种玄武质岩浆携带高An斜长石沿岩浆通道向上运移，上升过程熔蚀先前结晶的高An斜长石，将其带入浅部酸性岩浆房后与内部花岗质/花岗闪长质岩浆发生混合。混合之后的岩浆沿高An斜长石残晶边部继续结晶生长，同时高温玄武质岩浆的注入导致浅部岩浆房已结晶的低An斜长石被熔蚀形成筛状结构，随后玄武质岩浆、混合后岩浆依次沿其边部继续生长。我们认为两批次的玄武质岩浆体积较小并未对浅部酸性岩浆房成分造成大的影响。     

Temperature,fluid content and rheology of localized ductile shear zones in subsolidus cooling plutons

Temperature and fluid content are critical parameters that control rock rheology and strain localization in the continental crust. Here, we determine by thermodynamic modelling the of localized ductile shearing during cooling of three different granitoid plutons: the Rieserferner and the Adamello plutons in the Italian Alps, and the Lake Edison pluton in the Sierra Nevada—USA. Shear zones exploited precursor joints, associated veins and alteration zones. and P−T phase diagram sections were computed with Perple_X in the system MnO−Na₂O−CaO −K₂O−FeO−MgO−Al₂O₃−SiO₂−H₂O−Fe₂O₃. The phase diagram sections show that the nucleation of the brittle precursors (joints, veins) occurred at T» 450°C at fluid-saturated conditions. Localized ductile shearing likely occurred at temperature ranging between 420 and 460°C evolving from initially fluid-saturated to fluid-undersaturated conditions in a closed system. In this temperature range, granitoid rocks are potentially subject to a series of retrograde metamorphic reactions replacing the load-bearing feldspars with weaker phyllosilicates. Metamorphic reactions occurred in spatial association with the precursory structures, leading to localized shearing. Decreasing temperature and fluid-undersaturated conditions likely hampered progressive strain accommodation in shear zones by slowing down metamorphic reactions, thermally activated dislocation creep processes, fluid-mediated deformation mechanisms and weakening mechanisms. Polyphase granitoid ultramylonite and mylonitic quartz veins have been affected differently by the fluid-undersaturated conditions of the system, as consequence of different dominant deformation mechanisms and syn-kinematic paragenesis during localized shearing. Localized ductile shearing in cooling plutons effectively occurs in a limited temperature range (420–460°C) in which the strain accommodation capacity of the shear zone is controlled by the negative feedback between the cooling rate, the kinetics of metamorphic reactions and deformation mechanisms, and the consumption of the limited amount of available fluids.     

红山含黄玉花岗岩的形成时代及其成矿能力分析

对闽西南红山含黄玉花岗岩进行了LAM-ICPMS锆石U-Pb定年以及地球化学对比研究。地球化学分析显示红山花岗岩具有富F和高演化的地球化学特征,富含稀有和有色金属成矿元素,如Sn含量为(15·3~54·0)×10-6,W含量(3·04~14·9)×10-6,Nb含量为(22·5~36·7)×10-6,Ta含量为(3·37~7·31)×10-6,U、Th含量分别(6~30)×10-6和(12·1~36·4)×10-6。与含矿花岗岩的对比研究表明红山花岗岩很可能存在与之有成因联系的Sn、U矿床。地球化学填图显示了元素在空间上的分带变化,指出与红山花岗岩有关的成矿作用最可能发生在岩体的东南端,即116°8′E~116°10′E和25°29′N~25°32′N的区域。锆石U-Pb定年结果表明红山花岗岩形成于印支期(~226Ma),因此,其在形成时代、地质产状和成矿作用上不同于华南大多数形成于燕山晚期的含黄玉花岗质岩石。南岭基底变质岩富含W、Sn、Nb、Ta等成矿元素,它们是华南(特别是南岭地区)含矿花岗岩中成矿元素富集的最主要物质来源。     

江西宁都黄石地区花岗岩区韧性剪切带基本特征

本文介绍了宁都黄石地区加里东期花岗岩体中的韧性剪切带特征。着重描述了韧性剪切带的分带特征和显微构造特征,并就其定位机制及其与区域构造的关系作了讨论。     

张广才岭新华屯岩体的形成时代与成因研究

全岩－矿物的锶同位素研究结果表明,出露在张广才岭花岗岩带上的新华屯岩体属中侏罗世晚期的产物,其同位素年龄为１６０～１６５Ｍａ,表明该晶洞花岗岩体不属于印支期。地球化学研究结果显示,该岩体属于长英质“Ｉ”分异型,并在岩体就位和岩浆结晶过程中存在少量地壳物质的混染,但控制岩体成分变化的主要因素仍是矿物的结晶分异作用。年轻的钕同位素模式年龄表明该区存在新元古—显生宙的地壳增生。     

湘南骑田岭岩体菜岭超单元花岗岩侵位年龄和物质来源研究

湘南骑田岭岩体菜岭超单元花岗岩以角闪石黑云母二长花岗岩为主,其全岩Rb-Sr等时线年龄为159±1.2Ma,单颗粒锆石熔融法U-Pb年龄为161±2Ma,Sr同位素初始比值偏低(0.70854),Nd同位素初始比值偏高(-5.4～-5.8),Nd模式年龄偏低(0.94～1.49Ga)。在岩石化学和微量元素方面,属钙碱系列,准铝,富含K、Rb等大离子亲石元素和Th、REE、Nb等高场强元素。常见较多具有岩浆混合特征的微花岗岩类暗色包体。这些同位素、岩石学和微量元素特征,总体上反映了菜岭超单元花岗岩的成岩组成中有明显的地幔物质的参与。该花岗岩可能是在燕山早期华南地壳开始拉张减薄的构造背景下定位的,壳幔相互作用对本区大陆地壳物质的重熔和花岗岩浆的形成和演化起了重要的作用。