新疆博格达南缘后碰撞期陆内裂谷和水下滑塌构造

本文较为系统地研究了哈密市七角井-车轱辘泉和乌鲁木齐市白杨沟地区晚古生代后碰撞期陆内裂谷和滑塌构造的几何学、岩石学和地球化学特征。研究表明,在博格达山南缘的七角井-车轱辘泉一带,玄武岩和流纹岩彼此互层产出,构成厚度较大的后碰撞期双峰式火山岩系,呈近东西方向平行造山带展布,堆积在早二叠世红色磨拉石之上;在白杨沟一带,后碰撞水下滑塌堆积岩与火山岩共存,构成一个厚1300m的滑塌构造剖面,由水下滑塌堆积岩夹双峰式火山岩带、枕状熔岩-气孔状玄武岩带和硅质、泥砂质岩带所组成。其底部以北东走向的拆离断层和晚石炭世灰岩、砂岩岩层接触。在岩石地球化学特征上,火山岩的SiO2含量在53%-67%之间出现间断,呈现双峰式火山岩的特点。其中,流纹岩SiO2平均71.65%,CaO2.15%,Na2O与K2O含量相近(3.2%-3.7%),含碱量>含钙量,ANKC值>1.1;轻稀土富集、稀土总量高,铕亏损,具明显Eu负异常。与之共生的玄武岩则以富硅贫碱为特征,SiO2平均51.05%,TiO2含量变化较大,轻稀土轻度富集,铕异常不明显,属拉斑系列玄武岩类。其特征和东非阿法尔裂谷的双峰式火山岩相近,反映陆内裂谷环境。对滑塌堆积岩带中的辉绿玢岩作锆石U-Pb测年,获289±5Ma年龄值,相当于二叠纪初期。从晚二迭叠世开始,全区处于相对稳定的剥蚀-堆积环境中,形成了厚度较大的磨拉石,并逐渐演化为三叠纪的准平原化环境。     

大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩中锆石Lu-Hf同位素研究

对大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩进行了锆石Lu-Hf同位素分析,结果为原岩来源提供了制约,表明扬子陆块在Rodinia超大陆裂解时的裂谷岩浆活动中发生了显著的陆壳生长。对这些锆石的不同区域进行的U-Pb和Lu-Hf同位素分析和比较表明,不同成因的锆石在~(206)Pb/~(238)U年龄、初始Hf同位素组成、Th/U及Lu/Hf比值等方面具有明显的差异。与年龄较老的岩浆核部和幔部相比,年轻的变质增生边具有低的Th/U和Lu/Hf比值但高的ε_(Hf)(t)值。不同成因锆石的Th/U和Lu/Hf比值存在着正相关性,表明变质作用对锆石的U-Th-Pb和Lu-Hf同位素体系有着相似的影响。高级变质作用有时能够引起岩浆锆石增生边~(176)Hf/~(177)Hf比值的显著升高,导致变质新生颗粒或增生边类似于新生地壳的高ε_(Hf)(t)值假象。对榴辉岩和片麻岩锆石核部的分析发现,镁铁质和长英质原岩在大约750Ma左右形成一个双峰式火山岩套,另外包含少量的年龄约为2.15Ga的陆壳。初始Hf同位素组成可分成两组:第一组具有正的ε_(Hf)(t)值,为5.9±0.9～12.9±0.7;第二组ε_(Hf)(t)值在零左右,为-4.3±0.5-2.3±0.3。正的ε_(Hf)(t)值与较年轻的模式年龄相对应,负的ε_(Hf)(t)值与古元古代模式年龄相对应。前者表明,在扬子陆块北缘裂谷岩浆作用将亏损地幔物质加入到大陆地壳中,同时在新元古代中期的裂谷构造带中存在同时期的壳-幔相互作用。因此,在扬子陆块北缘新元古代中期裂谷岩浆活动中,既有新生地壳生长和即时再造,也有古老地壳再造。     

大别山地区沙坪沟斑岩型钼矿床蚀变及矿化特征研究

沙坪沟钼矿床是大别山地区新近发现的、世界第二大的斑岩型钼矿床。本文在前期以及前人的工作基础上,通过详细的野外地质观察和系统的岩相学、矿相学以及探针测试分析工作,详细研究了沙坪沟钼矿床的蚀变与矿化特征。结果表明,沙坪沟钼矿床的围岩蚀变类型主要有钾硅酸盐化、青磐岩化和绢英岩化,绢英岩化又可细分为以石英为主和以绢云母为主。矿床中产出16种脉体类型,根据矿床的脉体类型划分了4个成矿阶段:(1)石英-钾长石阶段;(2)石英-硫化物阶段;(3)石英-绢云母阶段;(4)石英-萤石-石膏阶段。蚀变及矿化特征显示,沙坪沟钼矿床的钼矿化开始于石英-钾长石阶段晚期,结束于石英-绢云母阶段早期,石英-硫化物阶段是辉钼矿主要的形成阶段。沙坪沟钼矿床经历了多期次脉动式成矿流体的蚀变与矿化过程,在不同蚀变-矿化阶段中,成矿流体的物化条件和组分的变化是控制各阶段蚀变类型和脉体中矿物组合的主要因素。产于以伸展为主的板内环境的沙坪沟钼矿床与其他构造环境下的斑岩钼矿床在与成矿关系密切的岩石、蚀变分带等方面相似,但由于围岩性质的差异,矿体赋存位置及产状不同;而在矿物种类、矿化产出位置及产状、与矿化关系最为紧密的蚀变类型等方面存在差异。斑岩型钼矿床的构造背景可能控制了其岩浆的形成、演化以及含矿性,而岩浆岩最终定位的深度、围岩等条件也是控制蚀变和矿化特征的重要因素。     

大兴安岭南段晚中生代双峰式火山作用

大兴安岭南段晚中生代克头鄂博组山岩表现出双峰式特征，主要由玄武质安山岩、英安岩和流纹岩组成。基性火山岩属于代钾拉斑系列，轻微富集LREE，Eu异常不明显（Eu/Eu=0.99-1.04)和HREE无明显分馏的特征（Dy/YbcN=1.030-1.089);富集大离子亲石元素（LILE）而亏损高场强元素（HFSE），尤其是强烈亏损Nb,Ta。英安岩和流纹岩为钙碱性系列，在REE配分模式上为LREE富集型，其中英安岩为Eu弱负异常（Eu/Eu=0.81-1.01)，流纹岩的Eu负异常明显（Eu^*/Eu=0.65-0.76)；在微量元素蛛网图上，英安岩类似于基性火山岩，流纹岩除了具LILE富集和HFSE亏损特征外，还显示出Sr,P,Ti等元素的强烈亏损，可能与岩浆演化过程中斜长石、磷灰石的分离结晶作用相关。晚中生代双峰式火山岩分离结晶的结果。流纹岩表现出较高的La/Sm比值和很高的K／P、K／Ti比值，其成因可能与地壳混染作用或与大陆中、下地壳重熔作用有关。结合区域晚中生代盆岭构造格局特征、大兴安岭南段晚中生代双峰式火山岩形成于造山后阶段，是岩石圈快速伸展体制下导致受早期流体交代的岩石圈地幔发生减压部分熔融作用的产物。     

大别山商城石门冲一带中生代逆冲推覆构造

笔者运用1∶5万双柳树幅、白雀园幅区域地质调查成果,阐述商城石门冲一带发育的逆冲推覆构造。大别山商城石门冲一带中生代逆冲推覆作用,使本区发育的中—新元古界龟山岩组、下古生界石门冲岩组、上古生界石炭系及中生界朱集组等,不同程度卷入NE向逆冲推覆系统中,形成一系列构造窗、飞来峰和叠瓦状逆冲断层带。逆冲推覆距离最小约为6 km,形成时代约为中侏罗世—晚侏罗世之间,最晚不超过早白垩世。     

大别山超高压变质岩形成深度的同位素限制

大别山超高压变质岩形成深度是各国地质学家十分关心的问题。它不仅影响对碰撞造山带形成机制和演化过程的认识,而且影响对地球深部状况及地球动力学的研究。该文对大别山超高压变质岩已有同位素资料进行了分析与讨论。大别山榴辉岩的ε_Nd为-6.2~-17,ε_Sr为18~42,且显示明显的Nd同位素的不平衡现象。大别山榴辉岩的氧同位素组成研究表明,这些榴辉岩的原岩在超高压变质前,不同程度地与贫18O的大气降水(或海水)发生过氧同位素交换,且在超高压变质过程中依然保留了这些痕迹。除一个样品外,大别-苏鲁地区的榴辉岩的3He/4He比值都落在0.79×10-7~9.35×10-7范围内,显示陆壳岩石来源He的重要贡献。所有Sr-Nd、O和He同位素研究均表明:超高压变质岩保存着表壳岩石原岩的同位素特征,而未显示变质时受到地幔物质的明显影响。对于超高压变质岩的上述同位素特征,有人认为是由于大别山造山带俯冲和折返的速度太快造成的。由于造山带俯冲和折返的速度太快,表壳岩石原岩变质时来不及与地幔物质发生交换,故没有留下地幔物质参与的痕迹。该研究认为这种解释有些勉强,因为大别造山带俯冲和折返时间至少需要15Ma.在如此长的时间内,在100多公里地幔深处高于700℃的高温下发生超高压变质作用,表壳岩石原岩不可能不与地幔物质发生同位素交换。相反,如果认为大别山超高压变质岩就在地壳内形成,则大别山超高压变质岩同位素的所有特征就很好解释了。      

安徽省金寨县沙坪沟钼矿含矿岩体锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其地质意义

安徽省金寨县沙坪沟斑岩型钼矿位于大别山东段,钼矿化与石英正长斑岩和爆破角砾岩紧密相关.石英正长斑岩和爆破角砾岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为116.1±2.2Ma和112.9±1.2Ma,侵位于早白垩世.两类岩石都显示出高钾、富碱、富铝的特点,属过铝质A型花岗岩,具有较高浓度的大离子亲石元素和相对低含量的高场强元素以及较低的HREE和Y、Yb含量,暗示其源于石榴石作为残留相的较深层次的下地壳物质部分熔融.石英正长斑岩εHf(t)变化于-14.4～-12.4,分布于亏损地幔演化线之下,tDM2变化于1598～1707Ma,指示岩浆源于古老下地壳物质的部分熔融,古老下地壳可能由宽坪群(1.85～1.4Ga)组成;爆破角砾岩εHf(t)为-10.1～-2.7,tDM2为1097～ 1486Ma,指示物源区比斑岩更年轻,可能来自宽坪群与地幔物质的混合.以上表明,从石英正长斑岩到爆破角砾岩,成岩岩浆来源变深,由地壳为主演变为壳幔混合,形成于碰撞造山加厚地壳的减薄过程;在大地构造上,能够作为源区的地层单元皆分布于矿区以北,因此我们认为在中生代碰撞造山过程中,华北大陆板块向南俯冲到大别山之下.     

大别山造山带前陆深地震反射剖面

在大别山南部和扬子地块前陆实施的深地震反射剖面(140 km)揭示出大别山造山带前陆地壳的精细结构。总体北倾的地壳内部结构与向北缓倾的叠瓦状莫霍面反射揭示出扬子陆块向北俯冲的行迹。莫霍面向北插入大别山造山带下与南大别山地壳内南倾反射震相叠置,构成交叉反射图像,刻画出扬子前陆与大别山造山带的碰撞构造面貌。     

大别山西部熊店加里东期榴辉岩——同位素地质年代学的证据

以UP-Pb单颗粒锆石同位素稀释法、角闪石~(40)Ar—~(39)Ar坪年龄和Sm-Nd全岩及矿物等时线相结合的研究方法,系统地研究了大别造山带西部熊店榴辉岩的峰变质年龄,可能的原岩年龄和退变质年龄,建立了这一榴辉岩的构造-变质时间序列,提出了大别地区存在加里东期榴辉岩的确凿证据。     

湖北新春花岗岩类锆石SHRIMP年龄:大别山造山带内弱变质—未变质晋宁期花岗岩类的发现

蕲春花岗质杂岩体包括斑状二长花岗岩和花岗岩两部分,它们之间在化学性质上存在着很大的差异,前者表现为高Al_2O_3(15.73％)、相对高CaO(2.46％)、Na_2O含量明显高于K_2O(Na_2O/K_2O=1.27),尤以强烈亏损重稀土元素和极强的轻、重稀土元素分馏程度[(La/Yb)_N=46.8]为特征而类似于太古宙高Al_2O_3的TTG岩石。而后者则以较低的Al_2O_3含量(14.05％)、贫CaO(0.82％)、K_2O含量明显高于Na_2O(Na_2O/K_2O=0.81)为特征,轻、重稀土元素的分馏程度[(La/Yb)_N=10.89]也较片麻状二长花岗岩中弱得多。两类岩石中锆石的U-PbSHRIMP年龄分别为824.6±17.6 Ma和784±20 Ma,该时代与大别山造山带内花岗片麻岩的原岩形成年龄类似。大别山造山带内弱变质-未变质晋宁期花岗岩的出现表明扬子板块印支期向北俯冲时,该花岗质杂岩处于俯冲板片的后缘,可代表造山带内扬子基底的原地露头。而岩体周围的高压变质杂岩应是折返上来的无根构造岩片,大别山造山带内高压-超高压变质杂岩的出露不是整体性抬升剥蚀的结果。