Geochemistry and SHRIMP U‐Pb Zircon Dating of Mafic Rocks North of Zunhua City,Eastern Hebei,North China Craton: Paleoproterozoic Gabbro rather than Neoarchean Ophiolite

Abundant mafic-ultramafic blocks and dikes occur in the area north of Zunhua City, eastern Hebei Province, and were previously suggested to be part of a late Archean ophiolitic assemblage. We employed SHRIMP zircon dating and a geochemical study on these mafic and surrounding rocks to test the ophiolite hypothesis. The SHRIMP data suggest that three metagabbro samples were metamorphosed at ～1.8 Ga. Numerous ～2.5 Ga zircons display strong oscillatory zoning, characteristic of zircons from granitoid rocks but not from gabbro, so we suggest that these are xenocrystic grains. The age of these xenocrystic zircons and their metamorpbic rims suggests that these mafic blocks formed in Paleoproterozoic. The surrounding gneiss of intermediate composition also contains 2.5 Ga zircons with oscillatory zoning and 1.8 Ga metamorphic rims. Fractionated REE patterns and Nb, Ta, Zr, Hf negative anomalies to variable extent were observed in the mafic blocks and surrounding rocks, also supporting a significant difference in the chemistry of ophiolitic rocks. Our data suggest that many mafic blocks in northern Zunhua are not part of a late Archean ophiolite complex but part of a tectonically dismembered Paleoproterozoic intrusive gabbro complex. This study shows that late Paleoproterozoic metamorphism occurred in the western part of eastern Hebei Province.     

北祁连川刺沟A型花岗岩的年代学及其意义

关于北祁连南蛇绿岩带蛇绿岩,前人多认为是形成于早古生代洋中脊的大洋岩石圈残片。本次对川刺沟A型花岗岩和其周围超基性岩的研究,有助于较全面认识该区时代序列与构造格架。川刺沟A型花岗岩的组成矿物为碱性长石(～45%)、石英(～30%)、斜长石(～15%)以及少量的霓辉石(～5%)等,发育条纹和显微文象等结构。岩石具有高SiO_2(72.58%～73.96%)和高Na_2O+K_2O(10.12%～10.39%),A/NK1,10000Ga/Al值为2.59～3.49。微量元素型式显示该花岗岩富集Rb、Ba、Th、K,强烈亏损Sr、P、Ti、Nb、Ta,稀土元素型式呈明显负铕异常(δEu=0.56～0.60)的海鸥形。岩相学和地球化学特点均符合A型花岗岩特征,进一步细分可将其归属于A_2型,形成于后造山环境。其周围的超基性岩稀土型式呈"U"型,富集Th、Zr、Hf,推测其经历过俯冲熔/流体交代。SHRIMP锆石U-Pb定年给出一组该A型花岗岩的谐和年龄501±5Ma,可以代表其侵位年龄。该年龄早于北祁连造山带陆-陆碰撞时间,晚于大陆裂谷发生时间。由于A_2型花岗岩后造山环境有两亚类:陆-陆碰撞后造山和活动大陆边缘拉张环境,本次研究结果更加倾向后者,即,该A型花岗岩为在中-晚寒武世俯冲作用影响下,活动大陆边缘弧前发生拉张,软流圈部分熔融产生幔源岩浆底侵形成。进一步推测该地区超基性岩可能与俯冲有关,为非经典定义的蛇绿岩。     

蛇绿岩中辉长苏长岩的成因

在蛇绿岩的洋壳岩石和地幔岩石单元中通常可见少量的辉长苏长岩脉,其主要特征是含高钙长石以及斜方辉石作为主要的矿物相早先于斜长石结晶。已有的研究表明辉长苏长岩的母岩浆为相对于MORB更富水和高硅的钙碱性岩浆。尽管这种含水钙碱性岩浆的形成可能与俯冲过程有关,但是在现今大洋也发现有辉长苏长岩的存在,表明在洋中脊环境也存在有含水钙碱性岩浆的发育。通过对侵入到西藏普兰蛇绿岩地幔橄榄岩中的辉长苏长岩的研究,笔者提出它们可能是遭受海水蛇纹石化的大洋岩石圈地幔重熔而成,其形成过程可能与在洋中脊发育的拆离断层有关。     

内蒙古梅劳特乌拉蛇绿岩中早二叠世高镁闪长岩的发现及洋内俯冲作用

内蒙古梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩中,新发现了早二叠世巴嘎哈尔高镁闪长岩。该闪长岩位于贺根山缝合带内。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年表明,巴嘎哈尔闪长岩的侵位年龄为(282±2)Ma,其形成时代为早二叠世。该岩石高镁,MgO含量5.00%~10.94%,Mg#值54~74;SiO_2含量53.52%~58.64%,Al_2O_3含量13.48%~14.98%,Na_2O含量1.36%~3.59%;贫钾,K_2O含量0.48%~1.61%;贫TiO_2(0.28%~0.76%)和P_2O_5(0.080%~0.160%);富Cr(75.00×10~(-6)~555.90×10~(-6))和Ni(26.20×10~(-6)~228.40×10~(-6));富集K、Rb和Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Ti和P等高场强元素;稀土元素总量较低(25.16×10~(-6)~83.57×10~(-6)),稀土曲线为略右倾的平坦型。该岩石具有高镁闪长岩的地球化学特征,与赞岐岩相类似,属于俯冲带岛弧型岩浆岩。结合其与梅劳特乌拉SSZ型蛇绿岩中玻安岩和埃达克岩的岩石组合时空分布特征,表明古亚洲洋贺根山洋盆在早二叠世可能仍然处于大洋俯冲消减状态。该高镁闪长岩可能为俯冲洋壳+俯冲深积物来源的硅质熔体交代上覆地幔楔使其部分熔融的产物。     

Did the Turonian–Coniacian plume pulse trigger subduction initiation in the Northern Caribbean? Constraints from 40Ar/39Ar dating of the Moa-Baracoa metamorphic sole (eastern Cuba)

The Güira de Jauco metamorphic sole, below the Moa-Baracoa ophiolite (eastern Cuba), contains strongly deformed amphibolites formed at peak metamorphic conditions of 650–660°C, approximately 8.6 kbar (~30 km depth). The geochemistry, based on immobile elements of the amphibolites, suggests oceanic lithosphere protholiths with a variable subduction component in a supra-subduction zone environment. The geochemical similarity and tectonic relations among the amphibolites and the basic rocks from the overlying ophiolite suggest a similar origin and protholith. New hornblende ⁴⁰Ar/³⁹Ar cooling ages of 77–81 Ma obtained for the amphibolites agree with this hypothesis, and indicate formation and cooling/exhumation of the sole in Late Cretaceous times. The cooling ages, geochemical evidence for a back-arc setting of formation of the mafic protoliths, and regional geology of the region allow proposal of the inception of a new SW-dipping subduction zone in the back-arc region of the northern Caribbean arc during the Late Cretaceous (ca. 90–85 Ma). Subduction inception was almost synchronous with the main plume pulse of the Caribbean–Colombian Oceanic Plateau (92–88 Ma) and occurred around 15 million years before arc-continent collision (75 Ma–Eocene) at the northern leading edge of the Caribbean plate. This chronological framework suggests a plate reorganization process in the region triggered by the Caribbean–Colombian mantle plume.     

西准噶尔南部玛依勒洋盆开启、闭合时限:来自中泥盆统与下伏地质体之间角度不整合关系的证据

新疆西准噶尔南部地区出露多条蛇绿岩,其中玛依勒蛇绿岩是该地区比较重要的蛇绿岩之一,其所代表的古洋盆的开启、闭合时限一直是地学界争论的焦点。详细的野外调查发现:玛依勒蛇绿混杂岩呈构造岩块的形式就位于中-上志留统玛依拉山岩群复理石基质中或与寒武纪杂岩体在空间上密切共生,表明玛依勒蛇绿岩所代表的古洋盆至少在寒武纪时期就已经开启,一直持续到中-晚志留世;中泥盆统库鲁木迪组分别角度不整合于中-上志留统玛依拉山岩群和寒武纪杂岩体之上,从而限定了玛依勒洋盆闭合时限的上限为中泥盆世之前。地层剖面分析发现库鲁木迪组与玛依拉山岩群之间在岩性特征、地层序列、沉积环境等方面均存在显著差异,表明晚古生代早期是西准噶尔地区构造演化发展的重要转换时期,库鲁木迪组下部的陆相沉积序列是对玛依勒早古生代洋盆闭合过程的沉积学响应。这将对进一步研究西准噶尔的构造演化和古生代中亚地区的构造格局提供了重要的制约。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带西段错不扎地幔橄榄岩组成特征及岩石成因

错不扎蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段北亚带,岩体呈北西-南东走向带状产出,主要由地幔橄榄岩和辉长岩脉组成。地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩,详细的矿物学及岩石地球化学研究表明,错不扎方辉橄榄岩中橄榄石为镁橄榄石,斜方辉石主要为顽火辉石,而单斜辉石主要为顽透辉石和透辉石,铬尖晶石具有高Al和高Mg(Mg#=60~70)特征。稀土配分图解显示其具有轻稀土亏损而重稀土富集的左倾型亏损地幔源区特征,(La/Yb)N=0.11~0.60,模拟结果显示其为经历了15%~20%部分熔融后的残余,与快速扩张大洋中脊环境下形成的深海橄榄岩的熔融程度(10%~22%)较为一致。此外,错不扎方辉橄榄岩轻稀土含量明显高于部分熔融模型中LREE的含量,而且,在微量元素原始地幔标准化图解中富集大离子亲石元素Rb、Sr和高场强元素Ta、Hf和Ti,这一特征指示错不扎方辉橄榄岩在大洋中脊环境形成后又受到后期俯冲带熔/流体的改造。结合南北两带不同蛇绿岩体构造环境的对比,笔者认为雅鲁藏布江西段南北两带蛇绿岩体具有相似的形成环境,两者在地理位置以及产状方面的差别可能是受到构造侵位的影响。     

西藏雅江缝合带西段普兰蛇绿岩地幔橄榄岩成因:一种新认识

蛇绿岩中的地幔橄榄岩是蛇绿岩的重要组成部分,不仅记录了其所经历的板块构造事件,还可以探讨地幔的物质组成和深部地幔作用。位于雅江缝合带西段的普兰蛇绿岩以出露面积约600 km2的特大型地幔橄榄岩体而引人注目。为了探讨普兰蛇绿岩地幔橄榄岩的成因,本文在普兰地幔橄榄岩体的东段完成了一条穿过岩体的长约10km的地质剖面,对地幔橄榄岩进行了系统采样,开展了详细矿物学、地球化学研究,取得以下主要进展和认识:(1)普兰地幔橄榄岩中的二辉橄榄岩经历了9%~15%的部分熔融作用,方辉橄榄岩最终经历了15%~25%的部分熔融作用;(2)基于橄榄石-尖晶石矿物化学平衡计算的普兰地幔橄榄岩氧逸度?log(fo2)FMQ值从-1.11到+0.45,略高于用VY含量估算出的氧逸度(在FMQ到FMQ-1趋势),指示其形成于还原环境;(3)普兰地幔橄榄岩不是简单的地幔残余,还经历了后期熔体交代作用。对普兰地幔橄榄岩交代产生类似"U"型稀土配分模式的熔体可能是洋中脊(MOR)环境产生的低融岩浆;(4)地幔橄榄岩地球化学特征及氧逸度计算结果表明,普兰地幔橄榄岩可能形成于洋中脊(MOR)环境,并没有俯冲带(SSZ)环境的印记。对于普兰地幔橄榄岩以及雅鲁藏布江缝合带其他岩体的成因,前人主要根据地幔橄榄岩一些元素的富集特征提出的MOR→SSZ两阶段演化模式需要重新审视。     

新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩地幔橄榄岩成因

达拉布特蛇绿岩中地幔橄榄岩的主体为方辉橄榄岩,含少量纯橄岩和二辉橄榄岩,岩石遭受强烈蚀变。方辉橄榄岩单斜辉石、斜方辉石、橄榄石和尖晶石的主量元素特征均显示从深海地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特征,与斜方辉石原位LA-ICP-MS微量元素特征一致,二辉橄榄岩具有深海地幔岩的性质。采用尖晶石-橄榄石平衡氧逸度计算方法,得出方辉橄榄岩的Δlog(fo2)FMQ在-0.14至+0.96log FMQ之间,具有MOR地幔橄榄岩向SSZ地幔橄榄岩过渡的特点或弧后盆地至岛弧过渡的特征。尖晶石Ga-Ti-Fe3+#图解显示纯橄岩成因可能和地幔橄榄岩与岛弧拉斑玄武岩的反应有关,而方辉橄榄岩可能为地幔橄榄岩与MOR熔体反应以及SSZ环境中含水熔体反应后的残余。纯橄岩和方辉橄榄岩∑REE都低于球粒陨石,且具有LREE富集的U型稀土元素配分模式,暗示了岩石和流体/熔体之间的相互作用。综合以上研究表明,达拉布特蛇绿岩形成于弧后扩张脊并受俯冲流体/熔体影响。     

西藏泽当蛇绿岩中角闪辉长岩矿物学特征及其成因启示

西藏泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带东段,由地幔橄榄岩、辉长岩、玄武岩等组成,地幔橄榄岩中发育有少量辉石岩、辉长岩、异剥钙榴岩、斜长花岗岩和角闪辉长岩。本文研究的角闪辉长岩侵入于泽当地幔橄榄岩的辉石岩中,主要由角闪石、葡萄石+绿纤石和少量Fe-Ti氧化物组成。岩石中角闪石呈自形,伟晶结构,褐色,均一的干涉色,与交代成因的角闪石相比具有较高的Al2O3(7.0%~11.0%)、Ti O2(1.0%~2.5%)和Na2O(1.0%~1.9%)含量,指示其为岩浆成因;Fe-Ti氧化物以磁铁矿为主(Ti O2=1.2%~13.2%;Fe2O3=40.6%~61.4%;Fe O=31.1%~43.6%),与钛铁矿(Ti O2=36.2%~50.8%;Fe2O3=2.5%~24.6%;Fe O=33.0%~43.7%)经常呈矿物对共生或出溶钛铁矿,磁铁矿—钛铁矿计算矿物平衡氧逸度(-logfo2)为12.4~22.8,约为NNO+1,比正常MORB氧化程度高,指示岩浆结晶时具有较高的水逸度。其锆石εHf(t)值为11.0~19.8,显示亏损地幔源区特征。岩石地球化学分析显示其具有高的Al2O3(20.4%~22.4%)、Ti O2(1.0%~1.5%),低的Mg O(4.1%~5.5%)含量类似高铝玄武岩的特征。泽当角闪辉长岩可能由亏损地幔部分熔融形成的含水岩浆经过演化(分离结晶作用等)形成的低镁高铝类似高铝玄武岩的岩浆结晶形成。然而样品严重亏损轻稀土(LREE),与常见于岛弧区的高铝玄武岩不同,可能为蛇纹石化的洋壳或地幔橄榄岩在俯冲早期脱水使得地幔楔发生部分熔融导致。对泽当蛇绿岩中侵入岩及地幔橄榄岩进行更详细的调查研究将对揭示泽当蛇绿岩的形成环境构造背景提供更多的线索。