Lower crustal melting and the role of open-system processes in the genesis of syn-orogenic quartz diorite–granite–leucogranite associations: constraints from Sr–Nd–O isotopes from the Bandombaai Complex, Namibia

The Bandombaai Complex (southern Kaoko Belt, Namibia) consists of three main intrusive rock types including metaluminous hornblende- and sphene-bearing quartz diorites, allanite-bearing granodiorites and granites, and peraluminous garnet- and muscovite-bearing leucogranites. Intrusion of the quartz diorites is constrained by a U–Pb zircon age of 540±3 Ma.

Quartz diorites, granodiorites and granites display heterogeneous initial Nd- and O isotope compositions (_{Nd (540 Ma)}=−6.3 to −19.8; δ¹⁸O=9.0–11.6‰) but rather low and uniform initial Sr isotope compositions (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_initial=0.70794–0.70982). Two leucogranites and one aplite have higher initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.70828–0.71559), but similar initial _Nd (−11.9 to −15.8) and oxygen isotope values (10.5–12.9‰). The geochemical and isotopic characteristics of the Bandombaai Complex are distinct from other granitoids of the Kaoko Belt and the Central Zone of the Damara orogen. Our study suggests that the quartz diorites of the Bandombaai Complex are generated by melting of heterogeneous mafic lower crust. Based on a comparison with results from amphibolite-dehydration melting experiments, a lower crustal garnet- and amphibole-bearing metabasalt, probably enriched in K₂O, is a likely source rock for the quartz diorites. The granodiorites/granites show low Rb/Sr (<0.6) ratios and are probably generated by partial melting of meta-igneous (intermediate) lower crustal sources by amphibole-dehydration melting. Most of the leucogranites display higher Rb/Sr ratios (>1) and are most likely generated by biotite-dehydration melting of heterogeneous felsic lower crust. All segments of the lower crust underwent partial melting during the Pan-African orogeny at a time (540 Ma) when the middle crust of the central Damara orogen also underwent high T, medium P regional metamorphism and melting. Geochemical and isotope data from the Bandombaai Complex suggest that the Pan-African orogeny in this part of the orogen was not a major crust-forming episode. Instead, even the most primitive rock types of the region, the quartz diorites, represent recycled lower crustal material.     

答“对秦岭奥长环斑花岗岩质疑”

环斑花岗岩是一种特殊结构的花岗岩类，并且多数产在元古宙克拉通中。笔者曾报道了在秦岭造山带中发育有印支期具有环斑结构的花岗质岩石。“对秦岭奥长环斑花岗岩质疑”一文认为它们不是环斑花岗岩，并引用Ramo的图表来说明自己的观点。本文将从以下几方面进行讨论：秦岭环斑花岗岩的研究历史；环斑花岗岩的定义；世界上环斑花岗岩的成因类型；秦岭环斑花岗岩的副矿物及铁镁含量和环斑钾长石特征；秦岭环斑花岗岩与基性岩共存等。本文还论证了秦岭环斑花岗岩不同于元古宙非造山环斑花岗岩，而是一种造山型的环斑花岗岩，其形成于后造山环境，是挤压（造山）向拉张（稳定）转折时期的产物。最后对研究秦岭环斑花岗岩的几个理论问题进行了探讨。     

中国东北地区的构造格局与演化:从500Ma到180Ma

中国东北变质基底为由含矽线石榴片麻岩、角闪斜长片麻岩、石墨大理岩和各种长英质片麻岩组成的孔兹岩系。采自额尔古纳、兴安、佳木斯和兴凯地块的矽线石榴片麻岩样品的锆石U-Pb测年均指示高级变质发生在500Ma左右。来自松辽地块古生代沉积物碎屑锆石的证据也表明约500Ma构造岩浆事件的存在。跨越整个中国东北不同地块的泛非期高级变质岩形成了超过1 300km北西向展布的晚泛非期"中国东北孔兹岩带",以顺时针p/T轨迹的孔兹岩带与同期岩浆杂岩共同构成了一巨型的约500Ma前后的造山带,笔者这里命名为"中国东北早古生代造山带"。这证明了中国东北各地块在500Ma之前已经拼合,并与西伯利亚克拉通具有构造亲缘性,曾是晚泛非期(500 Ma)西伯利亚南缘Sayang-Baikal造山带的组成部分。450Ma之后,已经拼合的中国东北地块群从西伯利亚裂解,向南朝现今的中国东北漂移;230Ma前后,东北地块群沿索伦—西拉沐伦—长春缝合带与华北板块碰撞;210～180 Ma,由于太平洋板块的俯冲导致佳木斯地块与西部松辽地块最终拼贴,沿佳木斯—兴凯地块西缘和南缘形成一弧形高压带(包括佳木斯—兴凯地块西缘黑龙江蓝片岩带和佳木斯—兴凯地块南缘长春—延吉带),这里简称"吉林—黑龙江高压变质带",之后东北地区进入了环太平洋构造域演化阶段并持续至今。     

华北克拉通南缘后大陆碰撞背景下的岩石圈演化及金、钼成矿规律探讨

通过对华北克拉通南缘大量的岩浆岩和矿床研究表明,矿床的形成与燕山期岩浆岩具有非常密切的关系,豫西矿集区是华北克拉通南缘岩石圈剧烈演化的结果。岩石圈的这种剧烈演化是在两件重大地质事件的共同作用下进行的:一方面,扬子板块与华北板块在印支期拼合,并发生了广泛的陆-陆碰撞造山活动,此后,克拉通边缘转入了后造山演化阶段;另一方面,燕山晚期的J-K之交,太平洋板块向欧亚板块俯冲,导致地幔大规模活动。中国东部大规模的地壳减薄和壳幔作用,使本来就处于造山后演化阶段的华北陆块南缘发生了广泛的岩浆活动。正因为这两大地质作用叠加效应,区域岩浆演化剧烈而复杂,大批重融花岗岩的地球化学特征往往既显示造山带的特点,又具有大规模壳幔作用的特征。这两大地质作用为豫西矿集区的形成提供了良好的成矿地质背景,大量的研究表明,各种矿床与燕山期岩浆岩在形成时间上高度吻合,空间上密切相关,同位素指标极为相近,显示它们在成因上的密切关系。岩浆一方面作为深部赋矿流体的上升通道,另一方面提供持续的高温环境,保证了元素迁移和成矿作用的进行。因此,华北克拉通南缘后大陆碰撞背景下的壳幔演化、大规模岩浆活动是豫西矿集区形成的决定性因素。     

喜马拉雅造山带中段北坡构造地貌初步研究

研究区位于喜马拉雅造山带中段北坡, 构造地貌丰富、典型.本文在野外调查的基础上, 将区内构造地貌分为断裂构造地貌、花岗岩构造地貌、夷平面构造地貌、冰川构造地貌、水系及阶地构造地貌和土林构造地貌等类型, 并对这些构造地貌特征进行初步分析描述, 为喜马拉雅造山带的构造隆升研究提供了地表构造地貌上的有力信息.      

江南造山带西南段梵净山地区镁铁质-超镁铁质岩:形成时代、地球化学特征与构造环境

梵净山地区位于江南造山带的西南缘,这里新元古代的镁铁质-超镁铁质岩浆岩广泛发育,岩性包括枕状熔岩、超镁铁质-镁铁质岩床群以及浅成侵入的辉长岩,成分属拉斑玄武岩系列。其中枕状熔岩以富集轻稀土元素和Rb、Ba、Th、U等强不相容元素,亏损高场强元素Nb和Ta,低的εNd(t)值为特征,明显不同于洋脊玄武岩,推测其成因可能与富集型地幔的部分熔融有关,形成于与俯冲有关的弧后小洋盆环境。超镁铁质-镁铁质岩床群主要由辉绿岩和碳酸辉橄岩组成,其中超镁铁质岩床群中出现大量的原生碳酸盐矿物,指示它们形成于拉张(甚至裂谷)的构造环境。辉长岩可能是区内最晚形成的岩浆岩,其SHRIMP锆石U-Pb年龄为821±4Ma。由枕状熔岩经超镁铁质-镁铁质岩床群到辉长岩,高场强元素Nb和Ta的亏损程度减弱、轻稀土元素的富集程度降低、εNd(t)值由负值变为正值,指示随时间的由早到晚,来自亏损地幔的物质不断增加。推测梵净山地区新元古代岩浆作用的顺序大致为:枕状熔岩(～840Ma)→白云母花岗岩(～838Ma)→碳酸超镁铁质岩床群→镁铁质岩床群→辉长岩(～821Ma),构造环境由俯冲-碰撞到拉张-裂谷。     

阿尔金碰撞造山带西段的构造特征

根据阿尔金山西段前早古生代变质岩的岩石组成、沉积建造、变形变质作用改造历史、岩石地球化学特征等研究,将阿尔金碰撞造山带西段划分为3个构造单元:北阿尔金地块、中阿尔金地块(包括英格里克构造-蛇绿混杂岩带、肖鲁克·布拉克高压变质岩带和塔什萨依玉石矿高绿片岩相-低角闪岩相变质岩带)和南阿尔金地块(包括南阿尔金中-新元古界隆起带和阿尔金南缘复合构造-蛇绿混杂岩带).提出该碰撞造山带经历了前长城纪古陆核形成阶段、长城纪-青白口纪不同基底联合阶段和早古生代洋陆转换阶段3个阶段的构造演化.     

苏皖地块构造演化、苏鲁造山带形成及其耦合的盆地发育

郯庐断裂带一度是古特提斯洋域中的转换断层,其东的苏皖地块和胶辽克拉通分别是曾经独立于扬子克拉通和华北克拉通之外的构造单元。苏皖地块原属中朝构造域,因中元古代时苏鲁洋的张开而向南漂移,震旦纪起归入华南构造域。受北东东-近东西向的江南断裂和江绍断裂右行走滑活动控制,苏皖地块及怀玉地块在石炭纪末-三叠纪时脱离华南构造域,成为古特提斯洋域中的中间地块。中国东部地区东亚燕山期山系的形成受两个地球动力学系统制约:一是苏鲁洋的消减及闭合后苏皖地块与胶辽克拉通的碰撞,二是江南断裂和江绍断裂的先剪后压,苏皖地块与拼合了的扬子-华北克拉通间发生斜向会聚和剪切造山,怀玉地块仰冲超叠在苏皖地块上。分5个阶段(印支期消减,早-中侏罗世斜向会聚,晚侏罗-早白垩世消减,早白垩世碰撞和燕山造山带坍塌)叙述了中生代造山作用的表现和特点,探讨了与各阶段造山作用耦合的盆地类型和时空分布。因燕山造山带的坍塌而燕山运动构建的“盆”“山”关系解脱,中国东部第三纪的伸展盆地直接叠加在燕山造山带的坍塌裂谷上。     

大别山北部蛇绿岩的地球化学制约

常量元素,微量元素,稀土元素,Ｎｄ同位素及氧同位素地球化学特征表明,太别山北部变质镁铁－超镁铁质岩带中存在变质的蛇绿岩,它主要由变质橄榄岩,辉长岩（－辉绿岩？）和基性熔岩三部分组成,其中,变质的基性熔岩的亏损地幔模式年龄ｔＤＭ／Ｍａ＝１０３６．８～１２９３．８,εＮｄ（ｔ）＝７．２～７．７,表明它可能代表１０００Ｍａ左右形成于中等扩张速率（２ｃｍ／ａｄ左右）洋盆条件下的洋壳残片。     

大别山东段榴辉岩的成分特征及其成因意义

大别山东段北部和南部榴辉岩的矿物组成和形成的温压条件有明显差异。北部榴辉岩有两种产状:一种产于超基性岩体内,另一种产于片麻岩內;它们均为石榴石-透辉石组合,不含石英,形成温度为600—740℃。南部榴辉岩均产于大别群片麻岩或大理岩中,为石榴石-绿辉石组合,含石英,形成温度为650—800℃。这些差异反映了它们形成环境不同,前者可能是俯冲洋壳在较深部位变质而成,后者可能与俯冲陆壳有关。