Petrogenesis and tectonic implications of early Devonian mafic dike–granite association in the northern West Junggar,NW China

Mafic dike–granite associations are common in extensional tectonic settings and important and pivotal in reconstructing crust–mantle geodynamic processes. We report results of zircon U–Pb and hornblende ⁴⁰Ar-³⁹Ar ages and major-element and trace-element data for mafic dike–granite association from the northern West Junggar, in order to constrain their ages, petrogenesis, and geodynamic process. The mafic dike–granite association was emplaced in the early Devonian. The Xiemisitai monzogranites have high SiO₂ contents and low MgO, Cr, and Ni concentrations, suggesting that they were mainly derived from crustal sources and were probably generated by partial melt of the juvenile mid-lower crust. The mafic dikes have low Mg^# and Cr and Ni abundances, suggesting that they have experienced significant fractional crystallization. The Xiemisitai mafic dikes contain hornblende and biotite and display negative Nb–Ta–Ti anomalies, enrichment of LREEs and LILEs, and depletion of HREEs and HFSEs, consistent with an origin from a lithospheric mantle metasomatized by subducted slab-derived fluids. In addition, the Xiemisitai mafic dikes are plotted within melting trends with little to no garnet (Cpx: Grt = 6:1) in their source. The La/Yb versus Tb/Yb plot also indicates the presence of less than 1% residual garnet in the source region for the Xiemisitai mafic dikes. Therefore, it can be inferred that the Xiemisitai mafic dikes were generated at a correspondingly shallow depth, mostly within the spinel stability field. The Xiemisitai mafic dikes were most probably generated by the partial melting of the metasomatized lithospheric mantle at relatively shallow depths (<80 km). The Xiemisitai mafic dike–granite association could have been triggered by asthenospheric upwelling as a result of the rollback of the subducted Irtysh–Zaysan oceanic lithosphere.     

阳春盆地锡山钨锡矿床钾长花岗岩的矿物学特征及地质意义

锡山钨锡多金属矿是粤西阳春盆地内一个中型石英脉型矿床,成矿岩体岩性为钾长花岗岩,主要矿物组成为钾长石、斜长石、石英、黑云母,副矿物包括锆石、磷灰石、金红石、钛铁矿和铌铁矿等。文章利用电子探针技术对主要矿物的矿物学特征进行了研究,结果表明花岗岩中斜长石为钠长石,钾长石为透长石,黑云母属于铁叶云母。黑云母化学成分显示其w(Ti)介于0.19~0.39,具有低的氧逸度(log f(O2)Ni-Ni O),指示其有利于钨锡矿床的形成且仍具有较好的找矿潜力。结合已有的区域地质资料,文章认为锡山钨锡多金属矿床是岩石圈伸展背景下的产物。     

云南马厂箐铜钼矿成矿岩体的角闪石和黑云母矿物学特征及其意义

马厂箐铜钼矿床位于扬子克拉通西缘,是三江成矿带内典型的大陆碰撞型斑岩铜-钼矿床,其成矿作用与矿区内的斑状花岗岩密切相关。在详细的岩相学观察基础上,对成矿岩体的造岩矿物角闪石和黑云母开展了电子探针成分分析,厘定了斑状花岗岩结晶的温压条件、岩浆氧逸度和含水量等要素,为解析马厂箐富碱侵入岩体的演化和成矿作用提供了矿物学尺度的制约。实验数据显示,岩体内角闪石富镁(w(Mg O)14.1%~16.3%)、富钙(w(Ca O)11.0%~11.6%)、贫钾(w(K2O)0.3%~0.6%)、富钠(Na2O/K2O1.0),属于阳起石和镁角闪石。黑云母Fe2+/(Fe2++Mg)比值较为均一,集中分布在0.35~0.38之间,且显示出富镁(w(Mg O)13.6%~16.2%)、铝(w(Al2O3)12.9%~13.7%),贫钛(w(Ti O2)1.9%~3.0%)、钙(w(Ca O)0.06%)的特征,属镁质黑云母。由角闪石和黑云母阳离子数计算的矿物结晶温度分别为687~770℃和660~713℃,结晶压力为38~82 MPa和55~80 MPa,相应侵位深度为1.3~2.7km和1.8~2.6 km。同时,通过角闪石成分计算岩浆氧逸度为ΔNNO+1.56~+2.41,并且根据岩石地球化学特征及矿物相稳定组合限定岩浆源区具有较高的含水量(w(H2O)10%)。结合矿物组合中角闪石的大量存在,分析可知马厂箐斑状花岗岩具有高氧逸度、富水、侵位浅的特点,符合形成大型-超大型斑岩Cu-Mo矿床岩浆岩的基本特征。因此,继北衙超大型斑岩Au矿取得重大突破后,推测三江成矿带南段扬子克拉通一侧斑岩型Cu-Mo矿床仍有较大的找矿潜力。     

青藏高原北部发现印支运动的新证据——来自同构造花岗细晶岩脉的响应

在青藏高原北部昆仑山口-甘德断裂与巴颜喀拉山中央断裂之间发育延伸超过100 km的呈雁列排列的花岗细晶岩脉带,这些花岗细晶岩脉走向多为北西向(118°),少量呈南北向(2°)。通过对其宏、微观特征分析研究,并结合在这两组花岗细晶岩脉中分别采获的224.7±0.64 Ma(南北向)与220.5±1.1 Ma(北西向)的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄数据,指出这些花岗细晶岩脉是印支运动的产物,是早印支期可可西里-巴颜喀拉地块向东昆仑地块斜向俯冲过程中,岩浆沿着昆仑山口-甘德北西向冲掩断层下盘(南盘)形成的北西向与南北向两组"X"型共轭剪节理贯入形成的同构造花岗细晶岩脉。两组"X"型共轭剪节理的展布方向揭示了印支运动的主压应力方向,即NNW-SSE向;北西向雁列排列的节理反映其受右行走滑作用控制的特点;花岗细晶岩脉形成的最早时间(224.7±0.64 Ma)代表了这次俯冲走滑事件的时间,也即昆仑山口-甘德断裂的形成时间。     

新疆祁漫塔格维宝矿区西北部花岗闪长岩年代学、地球化学及其构造意义

维宝铜铅锌多金属矿床位于青海与新疆两省区交界处的若羌县境内,是近年来在新疆祁漫塔格地区新发现的具有大型远景规模的多金属矿床,本文对该矿床西北部含暗色包体花岗闪长岩开展了SIMS高精度锆石U-Pb定年和地球化学研究,结果表明该花岗闪长岩含有角闪石特征矿物,SiO2含量为60.74%~61.34%,K2O含量为3.01%~3.20%,A/CNK值为0.89~0.94,属于准铝质高钾钙碱性I型花岗岩;在球粒陨石标准化的稀土元素配分图上表现为右倾式,轻重稀土分馏明显,具有中等负Eu异常(δEu=0.56~0.59),微量元素以富集大离子亲石元素Rb、K和Th,明显亏损Ba、Ta、Nb、Ti等为特征。SIMS锆石U-Pb定年结果显示,花岗闪长岩结晶年龄为227.6±2.3 Ma(n=16,MSWD=0.02),形成于晚三叠世,是东昆仑祁漫塔格地区中—晚三叠世大规模中酸性岩浆侵入作用的产物。借助元素判别图解,结合矿床地质特征和区域构造演化特点,认为维宝矿区西北部花岗闪长岩形成的构造环境为后碰撞演化阶段,很可能是与深部壳幔混染有关的变火成岩部分熔融的产物。     

辽东三家子地区晚侏罗世花岗岩SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素特征及地质意义

辽东岫岩三家子矿化集中区位于青城子矿化集中区以西三家子一带,属于青城子矿化带西延部分。矿区内发育以洼岭二长花岗岩为代表的晚侏罗世侵入岩,应与本地区矿化作用有密切的关系。岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄加权平均值为162.4±1.9Ma,代表岩浆结晶年龄,应为燕山期岩浆活动产物,是华北东部侏罗世花岗岩的一部分。全岩岩石化学分析结果显示,洼岭二长花岗岩为高钾钙碱性岩浆系列,其中SiO2(72.28%~75.61%)≥56%,Al2O3(14.37%~15.06%)≥15%(极少数低于此值),MgO小于3%制,A/CNK值1.035~1.083,均大于1,具有铝过饱和型特征。微量元素数据显示亏损重稀土元素,(La/Yb)N为18.06~22.66,Eu无负异常。具有高Sr(497×10-6~574×10-6),低Y(4.56×10-6~5.61×10-6)和Yb(0.47×10-6~0.62×10-6)特征,表现为具有埃达克质亲和性的I型花岗岩。岩体εHf(0)为负值,εHf(t)为负值(-28.9~-17.5),说明洼岭岩体形成时壳源物质成分占主导地位,单阶段Hf模式年龄(TDM)平均为1714Ma,两阶段Hf模式年龄(TDMC)平均为3704Ma。综上,洼岭岩体可能形成于从中侏罗世(160Ma)开始的多板块向东亚汇聚的构造背景,可能为加厚下地壳熔融的产物,同时是埃达克岩与铜成矿有密切关系的又一佐证。     

塔里木西南缘布雅花岗岩体地球化学特征及构造意义

布雅花岗岩体侵位于塔里木南缘铁克里克断隆带下元古界埃连卡特岩群, 其主体由二长花岗岩组成。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明, 布雅花岗岩体形成于晚奥陶世(457.03~445.07 Ma), 是早古生代岩浆作用的产物。岩石地球化学表明其具高钾钙碱性系列特征, 岩体为准铝质Ⅰ型花岗岩, 并具有高Ba-Sr花岗岩的岩石地球化学特征, 即高Ba、Sr和LREE含量, 高Sr/Y、La/Yb值, 低Y(5.9×10^-6~8.0×10^-6)、Yb(0.41×10^-6~0.72×10^-6)和HREE(4.01×10^-6~5.02×10^-6), 轻重稀土元素强烈分异, 无明显Eu负异常, 亏损Nb、P、Ti等高场强元素。根据该岩体岩石地球化学特征及前人对高Ba-Sr花岗岩成因研究成果, 笔者认为该岩体可能为岩石圈的拆沉和减薄作用引发地幔岩石圈发生部分熔融, 后伴随着角闪石、黑云母和副矿物的分离结晶形成了高Ba-Sr的布雅花岗岩, 其物质来源很可能与含远洋沉积物(含碳酸盐岩)俯冲板片析出流体/熔体交代的富集地幔以及早元古埃连卡特岩群基底物质所组成的混合源区有紧密联系。     

滇西来利山锡矿正长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

滇西来利山锡矿位于滇西锡成矿带的腾冲-梁河锡成矿亚带,地处三江构造带南段腾冲地块,怒江缝合带和密支那缝合带之间.锡矿体产于中石炭统丝光坪组断裂破碎带及与来利山复式岩体东南边缘的正长花岗岩接触带,成矿与正长花岗质岩浆活动关系密切.正长花岗岩SiO2含量76.00％～77.10％、Al2O3含量12.62％～13.50％、TFeO/MgO为9.79～72.50,具富硅、铝,铁高镁低的特征;铝饱和度(A/CNK)为1.02～1.32,K2O/Na2O为1.42～～2.26,里特曼指数(δ)1.40～2.29,属高钾钙碱性、过铝质花岗岩系列;岩石∑REE值为98.68×10-6～～191.89×10-6,强烈的负Eu异常(δEu=0.07～～0.10),铈异常不明显(δCe=0.63～0.99),LR/HR为0.19～0.69,(La/Yb)N为0.31～1.24,轻重稀土没有明显的分异性;P、Ti强烈亏损,Ba、K亏损,Zr、Th富集,La弱富集,为壳源S型同碰撞花岗岩;LA-MC-ICP-MS U-Pb法测定其成岩年龄为52.53±0.29 Ma(MSWD=1.8),是中始新世印度-欧亚大陆碰撞造山作用的产物,是在地壳强烈挤压、增厚,由上地壳泥质岩类在不饱和水条件下低程度部分熔融岩浆侵位冷凝形成.来利山锡矿的成矿物质主要来源于围岩及花岗岩,成矿流体以岩浆水为主,成矿时代与正长花岗岩成岩年龄一致,锡矿是该区在喜马拉雅早期印度板块与欧亚大陆碰撞造山运动岩浆活动的成矿响应,表明该区在51.1～54 Ma至少存在一次与来利山正长花岗岩关系密切的锡成矿作用.     

新疆拜城波孜果尔碱性岩中副矿物的特征

在野外地质调查的基础上,结合室内显微镜观察及电子探针分析测试,对新疆拜城波孜果尔碱性岩中的副矿物的矿物学特征和化学成分进行了研究.发现这些副矿物常以共生组合的形式产在碱性岩中,主要分布在石英二长闪长岩和石英二长岩中.烧绿石中U、Th和REE替代Ca、Na.独居石富含LREE,Th和LREE相互替代;根据独居石中w(La+ Ce) ＞40％和La/Nd比值在1.6～4.5,推断独居石为热液成因.磷钇矿中富含REE,且以HREE为主;w(Th)＞w(U).锆石中Zr/Hf比值在60％以上,符合碱性岩特征;其Th/U比值为0.6,属于岩浆锆石.星叶石中w(Rb2O)、w(Cs2O)较高.萤石中Y、Ce替代Ca.锆石中的钍石w(U)明显高于磁铁矿中钍石w(U).在石英二长岩中,烧绿石的w(CaO)、w(TiO2)、w(ZrO2)、w(U3O8),磷钇矿的w(Y2O3),星叶石的w(TiO2),萤石的w(Ca),氟碳铈镧矿的w(CaO)较丰富;而在石英二长闪长岩中,烧绿石的w(Ce2O3),磷钇矿的REE含量,星叶石的w(Nb2O5)、w(Rb2O),萤石w(Ce)、w(Y)和氟碳铈镧矿的w(La2O3)较高.     

氧同位素在岩石成因研究的新进展

通过氧同位素分析可以对岩石的成因进行认识,使之成为岩石学研究的一个强有力工具。根据花岗岩的氧同位素高低可以判断其来源于变沉积岩还是变火成岩;对于一个复式岩体,如果不同期次岩石的氧同位素组成存在明显变化,可以有效地判断该岩浆在演化过程中存在不同来源物质的混染,因为岩浆从镁铁质成分向长英质成分的化学分异过程,不会引起明显的氧同位素分馏,分馏值一般不超过0.3‰。氧同位素分析手段从常规BrF₅法,到激光探针BrF₅法,再到离子探针分析法,对岩石矿物样品从全熔分析到微区分析的发展,显示了它们的发展历程和各自的优势及应用范围。本文介绍了氧同位素的不同分析方法,以花岗岩(流纹岩)和变质岩的研究为例阐述了氧同位素分析技术的发展。苏州花岗岩利用全岩和造岩矿物常规氧同位素分析方法得出其为低δ¹⁸O和正常δ¹⁸O岩浆成因的不同认识,近年通过锆石激光氧同位素分析技术,获得岩浆锆石的δ¹⁸O平均为4.92‰,证实其来源于壳源的低δ¹⁸O岩浆。类似地,利用全岩和造岩矿物常规氧同位素分析方法得出的观点难以解释美国黄石高原低δ¹⁸O流纹岩中矿物颗粒间和颗粒内部的氧同位素变化,该氧同位素变化只能通过离子探针矿物微区原位分析得出。在变质岩研究方面,通过激光探针氧同位素分析,人们普遍认为苏鲁造山带变质岩极负的δ¹⁸O值是在新元古代原岩形成时获得的,但是最新的离子探针锆石原位氧同位素分析表明苏鲁造山带变质岩极负的δ¹⁸O主要是在三叠纪超高压变质作用过程中获得的。今后单颗粒矿物尺度上的氧同位素组成分布规律将是氧同位素研究的发展方向。