Zircon U–Pb–Hf isotopes and geochemistry analyses of the Huyu igneous rocks in northwestern Beijing,China: possible new evidence for the initial destruction of the North China Craton

The timing and extent of cratonic destruction are crucial to understanding the crustal evolution of the North China Craton (NCC). Zircon U–Pb–Hf isotope data and the whole-rock major and trace element characteristics of the Huyu igneous rocks in northwestern Beijing, China, provide possible new evidence for the initial destruction of the NCC. The igneous rocks occur as several sills and dikes, including lamprophyre, monzonite porphyry, and aplite. The lamprophyres have high Mg^# and K₂O contents. The monzonite porphyries have high Mg^#, high K₂O contents, and negative ε_Hf(t) values with zircon U–Pb ages of 225.5–227.7 Ma. These two types of rocks are both enriched in large ion lithosphere elements (LILEs) and light rare earth elements (LREEs) but are depleted in high field strength elements (HFSEs) and high rare earth elements (HREEs) and have almost no Eu anomalies and relatively high total rare earth element (ΣREE) contents. In contrast, the aplites exhibit high silica and K₂O contents, low MgO contents, and more negative ε_Hf(t) values with a zircon U–Pb age of 206.2 Ma. The aplites are also enriched in LILEs and LREEs but are depleted in HFSEs and HREEs, with strongly negative Eu, Ti, P, La, Ce, and Sr anomalies and relatively low ΣREE contents. These results indicate that the lamprophyres and monzonite porphyries represent a continuous cogenetic magma evolution series after melt derived from an enriched metasomatized lithospheric mantle experienced crust assimilation and fractional crystallization. The aplites were produced by the fractional crystallization of low-Mg parental magma derived from melting of the ancient Archaean crust. The occurrence of the Huyu intrusive rocks with many other plutons of similar ages on the northern margin of the NCC suggests that the northern NCC entered an intraplate extensional tectonic environment in the Late Triassic.     

Middle Jurassic–Early Cretaceous tectonic evolution of the Bayanhushuo area,southern Great Xing’an Range,NE China: constraints from zircon U–Pb geochronological and geochemical data of volcanic and subvolcanic rocks

This study presents new zircon U–Pb geochronology, geochemistry, and zircon Hf isotopic data of volcanic and subvolcanic rocks that crop out in the Bayanhushuo area of the southern Great Xing’an Range (GXR) of NE China. These data provide insights into the tectonic evolution of this area during the late Mesozoic and constrain the evolution of the Mongol–Okhotsk Ocean. Combining these new ages with previously published data suggests that the late Mesozoic volcanism occurred in two distinct episodes: Early–Middle Jurassic (176–173 Ma) and Late Jurassic–Early Cretaceous (151–138 Ma). The Early–Middle Jurassic dacite porphyry belongs to high-K calc-alkaline series, showing the features of I-type igneous rock. This unit has zircon ε_Hf(t) values from +4.06 to +11.62 that yield two-stage model ages (T_DM2) from 959 to 481 Ma. The geochemistry of the dacite porphyry is indicative of formation in a volcanic arc tectonic setting, and it is derived from a primary magma generated by the partial melting of juvenile mafic crustal material. The Late Jurassic–Early Cretaceous volcanic rocks belong to high-K calc-alkaline or shoshonite series and have A₂-type affinities. These volcanics have ε_Hf(t) and T_DM2 values from +5.00 to +8.93 and from 879 to 627 Ma, respectively. The geochemistry of these Late Jurassic–Early Cretaceous volcanic rocks is indicative of formation in a post-collisional extensional environment, and they formed from primary magmas generated by the partial melting of juvenile mafic lower crust. The discovery of late Mesozoic volcanic and subvolcanic rocks within the southern GXR indicates that this region was in volcanic arc and extensional tectonic settings during the Early–Middle Jurassic and the Late Jurassic–Early Cretaceous, respectively. This indicates that the Mongol–Okhotsk oceanic plate was undergoing subduction during the Early–Middle Jurassic, and this ocean adjacent to the GXR may have closed by the Late Middle Jurassic–Early Late Jurassic.     

黑龙江省塔河县宝兴沟金矿床中生代侵入岩及其对成矿作用的制约

宝兴沟金矿床为近年来在漠河前陆盆地南缘新发现的大型金矿床。区内发育石英闪长岩、闪长玢岩、花岗细晶岩等侵入岩,矿体主要产于石英闪长岩、闪长玢岩内部及其与二十二站组砂岩的内外接触带中。地球化学研究表明,石英闪长岩具高钾、低钛、富碱特征,花岗细晶岩具高硅、高钾、低钛、富碱特征,二者均为高钾钙碱性系列岩石,富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和重稀土元素Yb、Y,但二者稀土元素特征和配分曲线差异较大,不具成因联系。矿石与石英闪长岩、闪长玢岩具有相似的微量元素、稀土元素组成和稀土元素配分曲线,表明石英闪长岩、闪长玢岩为成矿提供了热液和成矿物质等,与成矿具有密切的成因联系。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果显示,石英闪长岩成岩时间为118.13~121.77 Ma,限定了宝兴沟金矿床的形成时间不早于118Ma,为早白垩世,形成于太平洋板块俯冲后的伸展环境。漠河前陆盆地除中-晚侏罗世侵入岩外,早白垩世中酸性侵入岩对区域成矿也具有重要的作用,是今后找矿的重要方向之一。     

柴达木盆地东部上石炭统克鲁克组碎屑岩储层特征及控制因素

柴达木盆地上石炭统克鲁克组是该区重要的古生界勘探层位,组内发育多套良好的碎屑岩层。为探究其岩石物性特征及控制因素,本次以野外露头调查为基础,利用普通薄片、铸体薄片鉴定及扫描电镜等手段,结合物性测试和压汞资料,对克鲁克组碎屑岩纵向分布规律,储层岩性、物性、孔喉特征及孔隙类型进行分析。认为克鲁克地层中克2段发育的三角洲前缘亚相和克3段的具障壁海岸潮坪相的大套含砾粗砂岩、粗砂岩砂体原生、次生孔洞发育,孔喉大、分布集中、分选好,为有利的碎屑岩储层。早成岩期压实作用、重结晶及胶结作用对克鲁克组砂岩的原生孔隙破坏严重,晚成岩期储层改造形成的溶孔、裂缝—溶孔是油气成藏的主要储存空间。该研究为预测柴东石炭系克鲁克组油气有利区域提供依据,为今后该地区的油气勘探提供理论支撑。     

黑龙江依兰地区蓝片岩相变质作用及其演化

依兰地区蓝片岩作为黑龙江杂岩的重要组成部分,其变质作用演化问题一直存在较大争议。本文通过对依兰地区蓝片岩的岩相学及矿物微区化学成分的研究,并运用PERPLE_X软件,在Na_2O-CaO-K_2O-MnO-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O-TiO_2-O(Fe_2O_3)(NCKMnFMASHTO)体系下对石榴石冻蓝闪石片岩(g-brs-wnc-act-phn-chl-ep-ab-stlp)、绿泥绿帘蓝闪石片岩(gl-brs-wnc-act-chl-ep-stlp)和白云母蓝闪石片岩(gl-wnc-phn-ab-ep-chl-sph)进行了相平衡模拟,并分别获得了500~525℃/1.14~1.2GPa、480℃/1.4GPa、450~500℃/0.95~1.2GPa峰期变质作用的温压条件,其峰期变质级别都达到了绿帘-蓝片岩相。结合前人发表的地球化学和年代学数据,建立了蓝片岩相岩石的顺时针变质演化P-T轨迹。研究区蓝片岩的形成标志着新生洋壳的俯冲作用,同时代表古亚洲洋构造域的结束和环太平洋构造域的开始。相平衡模拟中,P-T轨迹记录了峰期前温压条件递增的过程,温度峰期与压力峰期同时到达,说明蓝片岩相变质作用是在俯冲过程中实现的,而不是折返过程中达到的。减压阶段的轨迹近于平行追溯进变质轨迹,揭示与进变质过程相似的地热体制下(11～14℃/km),相对缓慢的抬升过程     

关于巴罗式变质带的最新研究及其对研究秦岭杂岩的意义

本文对苏格兰高地Grampian造山运动中产生的经典巴罗变质带进行了讨论,重点介绍了近年来关于其变质作用的特征及发生机制认识方面的重大变化。强调巴罗变质作用仅发生在整个造山运动过程中的部分时段,纪录了短暂的加热过程,时空上与区域内大规模的双峰式岩浆活动有关。经典的巴罗变质系列并非形成于地壳增厚及其热弛豫,而是代表了中地壳内大规模的接触变质作用。参考经典地区的变质特征,对发育巴罗式变质作用的秦岭杂岩进行了初步对比分析,指出其中与夕线石有关的变质P-T-t轨迹可能是等压冷却过程,而不是等温降压的顺时针演化模式。秦岭杂岩的变质作用时间仍需要进一步准确厘定。结合其它相关地质特征的分析和对比,得出如下推论:巴罗式变质带发育地区的变质作用、混合岩与花岗岩均属于同一动力系统作用的结果,花岗质岩体不是变质作用的原因;基性岩浆可能提供了巴罗式变质作用发生所需要的热能,但不是必要条件;巴罗式变质作用可以发生在正常地壳厚度情况下,不是碰撞构造的标志;伴随热异常的变形过程中产生了变质带的梯度分布(巴罗式变质带)和一些花岗岩,形成类似于底辟的冲起构造。     

徐淮地区早白垩世丰山和蔡山高镁埃达克质岩:拆沉下地壳熔融的熔体与地幔橄榄岩的反应

徐淮地区丰山花岗闪长斑岩和蔡山石英闪长玢岩的岩石地球化学、Sr-Nd-Hf同位素和石榴石的矿物化学研究对探讨华北克拉通东南缘早白垩世高镁埃达克质岩的岩石成因和构造演化具有重要意义。结果表明,丰山花岗闪长斑岩和蔡山石英闪长玢岩具高SiO_2(60.98%～67.88%)、富Al_2O_3(14.37%～15.04%)以及高的Na_2O/K_2O比值(1.58～2.24)和Mg~#值(57～66)的特征;富集LILE(Rb、Ba、Sr)和LREE,亏损HFSE(Nb、Ta、Ti)和HREE,具有Pb正异常和弱的Eu异常;结合高的Sr含量(579×10~(-6)～778×10~(-6))以及Sr/Y(33～69)和(La/Yb)_N比值(8.63～13.7),低的Y(10.5×10~(-6)～17.8×10~(-6))和Yb含量(0.74×10~(-6)～1.17×10~(-6)),暗示它们属于高镁埃达克质岩。丰山和蔡山埃达克质岩石的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值介于0.7079～0.7086之间,ε_(Nd)(t)值变化于-10.77～-7.18之间,t_(DM2)=1504～1793Ma;岩浆锆石的ε_(Hf)(t)值为-14.2～-5.3,t_(DM2)=2101～2898Ma。徐淮地区早白垩世利国、班井、夹沟高镁埃达克质岩石中岩浆锆石的ε_(Hf)(t)值分别介于-13.4～-7.0、-13.4～-7.9和-15.9～-4.5之间,它们的t_(DM2)分别变化于2248～2825Ma、2331～2824Ma和2030～3048Ma之间。徐淮地区丰山和蔡山高镁埃达克质岩的Sr-Nd-Hf同位素组成和丰山花岗闪长斑岩中铁铝榴石残留晶的存在,结合它们高的Pb同位素组成和继承锆石U-Pb年代学暗示,丰山和蔡山高镁埃达克质岩浆主要起源于俯冲断离的扬子克拉通石榴辉石岩相下地壳物质熔融的熔体与地幔橄榄岩的反应,同时有拆沉的华北克拉通基底物质的参与,形成于华北克拉通东部岩石圈减薄的伸展构造背景。     

藏南喜马拉雅造山带造山型马扎拉Au-Sb矿床和沙拉岗Sb矿床流体包裹体He-Ar同位素组成:对成矿流体来源的制约

马扎拉Au-Sb矿床和沙拉岗Sb矿床是藏南金锑成矿带中典型的造山型矿床。马扎拉Au-Sb矿床中矿体以含金辉锑矿石英脉的形式产于下中侏罗统陆热组地层中,主要组成矿物有自然金、辉锑矿、石英和碳酸盐矿物;沙拉岗Sb矿床中矿体主要以辉锑矿石英脉的形式产于下白垩统多久组地层和辉长岩体中,主要组成矿物为辉锑矿、辰砂、锑华、石英和少量碳酸盐矿物。在两个矿床的矿脉石英和辉锑矿中均发现有三类原生和假次生包裹体:水溶液包裹体、CO2-水溶液包裹体和有机包裹体。流体包裹体显微测温结果显示:马扎拉Au-Sb矿床的成矿温度为160～280℃,沙拉岗Sb矿床的成矿温度为140～240℃。He-Ar同位素分析显示马扎拉Au-Sb矿辉锑矿石英脉矿石中辉锑矿和石英以及赋矿地层中沉积层状硫化物中黄铁矿的流体包裹体均具有低的3He/4He比值,分别为0. 01382～0. 05642Ra和0. 03353～0. 08744Ra,40Ar/36Ar比值具有比较大的变化范围,分别为346. 8～4770. 1和349. 4～2689. 1;沙拉岗Sb矿床中辉锑矿样品的3He/4He比值为0. 02385～0. 11488Ra,40Ar/36Ar比值变化小,为300. 6～537. 5。与藏南Au-Sb成矿带中造山型Au矿床成矿流体中含一定量的幔源挥发份相对比,马扎拉AuSb矿床和沙拉岗Sb矿床成矿流体中均无幔源流体的参与,马扎拉Au-Sb矿床成矿流体为壳源变质流体与改造型饱和大气水形成的混合流体;沙拉岗Sb矿床成矿流体以改造型饱和大气水为主,并有壳源变质流体的加入。     

新特提斯洋俯冲起始的地质记录:土耳其南部蛇绿岩和变质底板

在现行板块构造理论的框架下,板块的初始俯冲是岩浆活动和构造运动发生转变的重要过程,亦是理解板块运动的关键节点。在俯冲起始过程中,主要存在四个方面的地质记录,分别为一系列地球化学成分多样的岩浆活动、SSZ型蛇绿岩、变质底板和玻安岩及其对应的铬铁矿床。特提斯造山带作为公认的研究板块构造理论尤其是初始俯冲的关键场所,一直备受地学界的重视。而土耳其南部构造带作为特提斯造山带的重要组成部分,亦是确定亚欧板块和阿拉伯板块之间缝合线存在的重要标志。该南部构造带是研究新特提斯洋俯冲起始的理想场所,上述关于俯冲初始的四个地质记录均保存良好,且有如下方面的重要特点:1)不同地区的镁铁质岩石甚至同一地区的镁铁质岩石具有不同的地球化学特征,从似洋中脊玄武岩,到过渡型岩石类型和玻安质岩石均有发育; 2)大部分蛇绿岩具有完整的序列,各单元及变质底板岩石中普遍发育侵入的基性岩脉,产状多变,是多期岩浆事件的产物; 3)蛇绿岩下部通常发育一套角闪岩相变质底板,且其年龄与蛇绿岩的形成年龄基本一致; 4)蛇绿岩中普遍发育铬铁矿床,以高Cr型为主,部分蛇绿岩中还赋存高Al-高Cr的过渡型铬铁矿,均被认为是幔源岩浆与地幔橄榄岩反应的产物。因而,这些地质体完整记录了新特提斯洋形成-俯冲-消减的演化过程。     

东天山黄山南镁铁-超镁铁岩体的岩浆演化过程:矿物学、Sr-Nd同位素特征的指示

黄山南镁铁-超镁铁质岩体位于东天山造山带觉罗塔格构造带内,属于土墩-黄山-图拉尔根镁铁-超镁铁质岩带。本文在前人研究的基础上,从橄榄石、辉石矿物学组成和全岩Sr、Nd同位素等方面对黄山南岩体进行了分析研究,并与黄山、黄山东、香山等典型含矿岩体作了对比,旨在进一步查明黄山南岩体的岩浆源区和母岩浆性质及其岩浆演化过程。Sr-Nd同位素特征表明黄山南岩体来自一个弱亏损的地幔源区,相较黄山、黄山东、香山等岩体的源区具有更加富集的特征。黄山南岩体中的橄榄石属于贵橄榄石,斜方辉石主要为古铜辉石,少数为紫苏辉石,单斜辉石主要为顽透辉石、普通辉石和少数的透辉石。单斜辉石和橄榄石的成分特征表明形成黄山南岩体的母岩浆为演化程度较低的拉斑玄武质岩浆,且母岩浆成分具有高Mg、高Ni的特点。计算得到黄山南岩体母岩浆的Fe O~T=13.20%、MgO=16.96%、Ni=377.2×10~(-6),且母岩浆在结晶分异过程中没有经历充分的硫化物熔离作用,这也是造成母岩浆中Ni含量较高以及岩体含矿性较差的主要因素。