大兴安岭南段三叠纪基性火山岩时代与构造环境

应用火山岩锆石U-Pb LA-ICPMAS法和基质Ar-Ar法定年,表明大兴安岭南段存在三叠纪玄武质岩石,其年龄为214～250Ma。主量和微量元素地球化学反映三叠纪火山岩为亚碱性和低K拉斑玄武岩系列,部分岩石具岛弧火山岩地球化学性质,但主要呈造山后伸展环境下的岩浆活动特征。Sr-Nd-Pb同位素组成说明三叠纪基性火山岩岩浆源区主要为岩石圈地幔,但局部地区有软流圈物质加入;岩浆演化过程受部分熔融和分离结晶作用控制,并有少量地壳物质的混染。综合研究表明三叠纪大兴安岭南段处于中亚造山带后造山伸展阶段,基性岩浆形成于软流圈上涌诱发岩石圈地幔的部分熔融,拉斑玄武岩和辉绿玢岩脉即为伸张条件下基性岩浆活动的产物。结合区域构造演化,本文推测西拉木伦河-长春-延吉缝合带可能具有西段造山和造山后伸张作用稍早于东段的特征。     

华北燕山中元古界长城系研究的新进展

以蓟县剖面为代表的燕山地区长城系，按照我国现行的地层划分，自下而上包括常州沟、串岭沟、团山子、大红峪和高于庄5个组，总厚4283m，时限约为1800-1400Ma。新的研究结果表明：1）在高于庄组与下伏“大红峪组”之间不仅存在清楚的区域性假整合界面，而且在燕山东部的青龙一迁西地区还存在两层底砾岩，分别代表青龙上升的主幕（下砾岩层）和第二幕（上砾岩层）；2）这两砾岩层之间的地层为上、下假整合所限，理应建一新的组一级岩石地层单位，建议称“马蹄峪组”；3）马蹄峪组的底砾岩，不仅规模大，而且其上还有陆相（洪积、冲积）沉积，因而其下是一个I类层序不整合界线（SB1），若以它为界，长城系可分为两个对应的一级沉积旋回和层序、两个性质完全不同的盆地沉积（下部为裂陷槽沉积和上部是陆表海碳酸盐沉积）和两个面貌不同的生物群落；4）根据当前的同位素年龄资料，马蹄峪组与下伏大红峪组的界线或青龙上升主幕的年龄约为1600Ma，与上覆高于庄组的界线约为1500Ma，因此燕山长城系内的青龙上升也正是对主要发生在1600～1500Ma之间的全球性地壳运动的响应。根据上述新资料，建议以马蹄峪组与下伏大红峪组的假整合界线或青龙上升主幕为界，将长城系分为两个群一级岩石地层单位，即长城群（1800-1600Ma）和高于庄群（1600-1400Ma），两群界线的年龄约为1600Ma。此外，原蓟县高于庄组之下的4个亚组，根据它们各自的沉积特征、岩性差别、区域上的稳定分布等特点，建议将它们各自提升为组。如是这样，上述对原长城系新的划分建议不仅能更好地反应原长城纪时期（1800-1600Ma）古燕山盆地的构造、沉积、生物等方面演化发展的阶段性特征，而且也更有利于与国内外相关地层的对比。     

大兴安岭中段柴河地区玛尼吐组火山岩年代学、地球化学及岩石成因

对大兴安岭中段柴河地区玛尼吐组火山岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和岩石地球化学研究,以了解其形成时代、岩石成因及其所揭示的区域构造背景。玛尼吐组火山岩岩相学鉴定结果为安山岩、英安岩,化学成分显示其为粗面英安岩、粗面岩和英安岩。玛尼吐组火山岩锆石多呈自形半自形晶,振荡环带发育,Th/U=0.33~2.08,指示其岩浆成因。定年结果显示,玛尼吐组火山岩形成于139~148 Ma的晚侏罗世。岩石地球化学研究表明,玛尼吐组火山岩的w(SiO₂)为64.87%~68.65%,w(Al₂O₃)为15.53%~16.72%,全碱w(Na₂O+K₂O)为6.75%~9.22%,K₂O/Na₂O=0.63~1.57,属于高钾钙碱性系列。所有样品的稀土配分曲线具有相似的特征,稀土丰度总量w(∑REE)为(124.95~208.57)×10^-6,轻重稀土分馏明显,(La/Yb)_N=11.50~14.88, Eu负异常(0.45~1.17),微量元素以富集Rb、Ba、K,亏损Nb、P、Ti为特征。玛尼吐组火山岩原始岩浆来源于地壳岩石的部分熔融,形成于蒙古-鄂霍茨克缝合带闭合后的岩石圈伸展构造环境。     

张广才岭帽儿山组双峰式火山岩成因: 年代学与地球化学证据

对张广才岭中生代帽儿山组火山岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb 年代学和岩石地球化学研究,确定其时代及形成的构造背景。研究区内两个代表性火山岩中的锆石均呈自形-半自形晶,显示出典型的岩浆生长环带或条痕状吸收,结合其高的Th /U 比值( 0. 40 ～ 2. 08) ,暗示其岩浆成因。测年结果表明,研究区内所讨论的火山岩为早侏罗世( 179 ～ 184 Ma) 岩浆喷发的产物,而非前人认为的晚侏罗世; 此外,帽儿山组火山岩具双峰式组合的特点,粗面岩与粗面安山岩以富碱、高钾、高度富集大离子亲石元素和轻稀土元素为特征,而流纹岩显示A 型流纹岩特点。小兴安岭-张广才岭早侏罗世双峰式火成岩的存在,揭示该区早侏罗世处于一种强烈的伸展环境。结合区域该时期火成岩的空间展布特征,帽儿山组双峰式火山岩的形成应与太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲作用相联系,形成于类似弧后盆地的伸展环境。     

藏北唐古拉山木乃花岗岩地壳隆升的裂变径迹证据

应用磷灰石裂变径迹定年,对出露于青藏高原腹地羌塘地体唐古拉山中央隆起带北坡不同高程的木乃花岗岩进行了系统的裂变径迹测年,分别获得（66．9±10．9）Ma,（66．7±16．1）Ma,（65．2±9．9）Ma,（55．8±5．4）Ma和（55．6±7．5）Ma等中值年龄;部分磷灰石裂变径迹年龄与花岗岩体的形成年龄（67．1±2．0）Ma相当,这从另一角度证明了唐古拉山木乃花岗岩形成于白垩纪末期的事实。根据青藏高原羌塘地体的古地温梯度为2．45℃／100m～2．68℃／100m,磷灰石冷却温度为110℃,求得的木乃花岗岩浆成岩深度为4100m～4500m,木乃花岗岩的平均剥蚀速率为0．061mm／a～0．081mm／a,据此推算出藏北唐古拉山木乃地区的在中生代末以来的地壳隆升幅度至少在9550m～9950117．以上．     

大兴安岭北段下侏罗统柴河组的厘定及地质意义

大兴安岭北段首次厘定出下侏罗统柴河组,为一套沉积岩及中性岩为主的火山岩岩石组合。在底部沉积岩层位中发现早侏罗世植物分子,为Podozamites sp.(苏铁衫属),Equisetites sp.(似木贼属)。火山岩-粗安岩锆石U-Pb同位素年龄为183.8±3.9Ma,时代为早侏罗世。锆石Hf同位素显示,初始~(176)Hf/~(177)Hf值分布于0.282935~0.282991之间,ε_(Hf)(t)值为+9.7~+11.4,Hf二阶段模式年龄T_(DM2)为495~612Ma,说明这些火山岩的原始岩浆来自新生中下地壳的部分熔融,表明额尔古纳地块的主体增生年代为新元古代。柴河期火山岩形成于活动陆缘弧环境,是早侏罗世蒙古-鄂霍茨克洋向南东方向俯冲的产物。下侏罗统柴河组的厘定,说明大兴安岭地区存在早侏罗世火山岩地层及相应的火山活动事件。该组的确立及引入,对大兴安岭中生代构造岩浆活动的研究及中生代火山岩地层划分对比、区域构造演化探讨具有重要的地质意义。     

大兴安岭北段东坡小莫尔可地区中生代火山岩成因及其地质意义:元素、Hf同位素地球化学与锆石U-Pb同位素定年

大兴安岭是中国东北部陆相火山岩发育的地区之一,其不仅分布广泛,而且空间岩相组合变化较大、成因复杂。笔者对大杨树火山盆地西缘喷发就位在花岗岩带的小莫尔可地区中生代火山岩的地质、岩相学、年代学、元素和Hf同位素地球化学进行了研究。结果表明,该区出露火山岩可划分3个阶段,第一阶段主要为英安质火山碎屑岩夹英安岩组合,呈爆发式火山喷发特征;第二阶段为玄武质粗面安山岩、粗面安山岩组合,呈溢流式火山喷发特征;第三阶段是玄武粗面安山质熔结火山碎屑岩(部分含角砾)。各阶段代表性火山熔岩以及熔结火山碎屑岩的元素地球化学特征揭示:均为富碱(w(Na_2O+K_2O)=4.88%~7.12%),属高钾钙碱性系列;具有相似的痕量元素地球化学分馏特征,即明显富集Ba、K、LRRE等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、HREE等高场强元素;稀土元素分馏程度中等(LREE/HREE=8.4~8.5)、Eu负异常不明显(δEu为0.91~1.02)。这些特征表明它们是同源岩浆房结晶分异演化的产物,岩浆源区性质呈现地幔与壳幔混合过渡类型的属性,或呈现E-MORB性质的源区或交代洋壳性质的源区。鉴于获得的英安质岩屑晶屑凝灰岩(HSY-1)和玄武粗面安山质岩屑晶屑熔结凝灰岩(P2121)单颗粒锆石U-Pb同位素定年分别为(124.8±1.0)、(123.3±1.3)Ma,ε_(Hf)(t)为1.7~9.7、T_(DM)=705~407 Ma、T_(DM)~C=1 464~748Ma,并结合区域地球动力学研究进展,可进一步得出:火山作用背景应属于中生代古太平洋板块向中国东部大陆俯冲的大陆边缘岩浆弧环境,适值东北地区大规模岩浆底侵、岩石圈拆沉作用的峰期(约120 Ma),初始岩浆应是古太平洋板块深俯冲作用过程形成的埃达克质岩浆,而呈现埃达克质岩浆与岛弧性质的过渡岩石学、地球化学特征,可能是在岩浆底侵、岩石圈拆沉过程与地壳物质发生一定程度的混染作用;并从成矿元素的相容性角度确认该期岩浆作用具有提供Mo、Cu和Ag成矿流体的可能。     

青藏高原河流氧同位素区域变化特征与高度预测模型建立

利用氧同位素作为古高度计重建造山带的古高度是近年发展起来的应用比较广泛的方法。本文通过对青藏高原河水δ¹⁸O_w(SMOW)的空间分布特征分析,表明高原南北δ¹⁸O_w(SMOW)由于水汽来源和水汽循环方式不同存在显著差异。以中央分水岭山脉为界,南部δ¹⁸O_w(SMOW)平均值为-15.6‰左右,北部为-8.6%左右;   南部氧同位素值随高度的平均变化率为-0.24‰/100m,北部为-0.15‰/100m。分别建立了藏北地区和藏南地区河水氧同位素和高度的关系,同时应用可可西里及昆仑山口现代食草动物牙齿釉质、尼玛盆地现代土壤碳酸盐的氧同位素值对所建立的经验模型进行了检验,表明这两个模型分别应用于藏北和藏南地区古高度的恢复是可行的,为今后青藏高原古高度研究工作的开展提供了定量的计算方法。     

念青唐古拉山西布冰川区的冰碛层

念青唐古拉山西布冰川区冰碛物的研究表明，在700－500kaBP以来的更新世期间经达了3次冰期，全新世期间经历了2次冰期和1次寒冷期，形成了可以与青藏高原及邻区相对比的冰碛物系列，指示了念青唐古拉山至少自中更新世以来一直处于冰冻圈中。冰碛物中砾石成分的规律性变化反映了念青唐古拉山第四纪期间处于强烈隆升状态，冰碛物是盆地同伸展断陷期的堆积物。根据冰碛物与念青唐古位山南东麓正断层间的关系可以得出：中更新世以来构成念青唐古拉山南东麓正断层带的主要断层（F2）的平均垂直活动速率为0.5-1.25mm/a，左旋走滑     

黑龙江省翠宏山钨钼多金属矿床辉钼矿Re-Os同位素定年及其地质意义

翠宏山钨钼多金属矿床是小兴安岭-张广才岭成矿带内一个重要的矽卡岩型矿床,钨、钼、锌均达大型规模。为确定该矿床的形成时代,对取自岩体内接触带钨钼矿体的7件辉钼矿样品进行了Re-Os同位素测年研究。结果表明:辉钼矿中Re质量分数为（0.376 9～0.973 7）×10^-6,Os质量分数为（1.272～3.234）×10^-9;获得的模式年龄为(199.0±3.1)～(203.9±3.8) Ma,加权平均年龄为（201.6±1.4）Ma(MSWD=0.80),等时线年龄为（198.9±3.7）Ma(MSWD=0.83)。结合区域成矿作用分析认为:翠宏山多金属矿床的形成时代为早侏罗世,与成矿带内的霍吉河和鹿鸣等斑岩型（细网脉型）钼矿床同属燕山早期大规模构造-岩浆-成矿事件的产物。根据本次辉钼矿Re-Os定年结果,结合前人在矿区内所测多个花岗岩体的锆石U-Pb年龄认为:与翠宏山多金属矿床具成因联系的岩体应为二长花岗岩、碱长花岗岩,成岩成矿作用与古太平洋板块俯冲有关。辉钼矿中Re质量分数、成矿岩体的物质源区综合研究表明,翠宏山多金属矿床的成岩成矿物质具有壳幔混源特征。