锡林浩特东部早白垩世白音高老组岩石地球化学特征、LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

锡林浩特东部白音高老组火山岩主要由石泡流纹岩、珍珠岩、碎斑熔岩、流纹质熔结凝灰岩等组成。LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年显示,火山岩形成于134 Ma~139 Ma之间的早白垩世。岩石地球化学研究表明:该组火山岩具有高硅、高钾、高Fe OT/Mg O比值(4.88~19.09),贫镁、钙特征,属高钾钙-碱性岩系;稀土元素表现为稀土总量较高(∑REE=82.02~436.61)、轻重稀土分馏明显(LaN/YbN=2.23~20.74)、属轻稀土富集型(LRE/HRE=2.71~11.87)、Eu负异常显著(δEu=0.06~0.42);微量元素特征表现为大离子亲石元素(LILE)Rb、Th、U、K相对较为富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta相对亏损,而Ba、Sr、Zr、Ti强烈亏损,与A2型花岗岩特征相似。其岩浆来源为典型的壳源岩浆系列,是陆壳岩石部分熔融的产物,形成于造山后的张性构造环境。     

湖北赤壁二叠纪一三叠纪之交古海洋沉积环境演化

晚二叠世时,湖北赤壁位于扬子台地与北部硅质岩盆地的过渡地带.特殊的古地理位置,使该地区发育一套独特的地层 沉积序列.沉积微相、古生物化石和草莓状黄铁矿的综合研究表明,晚二叠世长兴期至早三叠世早期,赤壁剖面沉积环境演化 可分为6个阶段:近氧化的深水台缘硅质岩沉积、含氧量正常的台缘缓坡沉积、火山活动加剧而含氧量正常的台缘缓坡沉积、 大灭绝后严重缺氧环境的沉积、大灭绝后贫氧环境下的沉积、大灭绝后氧化环境的沉积.由于赤壁剖面处在远离陆地的台缘缓 坡环境,陆源剥蚀的影响可能比较有限,因此火山作用带来的营养物质可能是引起大灭绝后海洋缺氧的主要原因.      

粤东桃子窝锡矿区火山-次火山岩和花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其意义

桃子窝锡矿位于莲花山断裂带西段,是典型的火山-次火山岩型锡矿。本文以桃子窝锡矿赋矿火山-次火山岩及花岗岩为研究对象,首次开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素特征研究。获得两个次火山岩样品的锆石206Pb/238 U加权平均年龄为172.1±1.1 Ma和171.8±0.9 Ma,一个花岗岩样品的锆石206 Pb/238 U加权平均年龄为168.9±1.5 Ma,表明桃子窝锡矿火山-侵入岩为中侏罗世同一岩浆事件不同阶段的产物。锆石εHf(t)值大多数为负值,只有3个点的值大于0,变化于-13.96~9.53之间,平均值为-7.92。在εHf(t)-t图解上,εHf(t)值大多落在球粒陨石演化线之下,有3个点落在球粒陨石与亏损地幔演化线之间。二阶段模式年龄除3个点介于609.6~795.5 Ma外,其余点年龄为1 450.8~2 102.5 Ma,Hf同位素特征指示成岩物质主要来源于早中元古代古老地壳的部分熔融,还有新元古代新生地壳物质的加入。结合区内已有的研究成果,认为桃子窝锡矿及有关的火山-次火山岩与中生代太平洋板块向欧亚大陆俯冲有关。     

河北省宽城县孤山子超基性岩体锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

华北克拉通北缘在早石炭世晚期—中二叠世出露大量中酸性侵入岩体,但基性-超基性岩体出露较少,因而缺乏对该时期地幔性质的认识。笔者对位于内蒙古地轴以南百余千米的孤山子超基性岩体开展锆石U-Pb定年、微量元素、Lu-Hf同位素组成测试分析。结果显示,孤山子超基性岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为296.9±2.6 Ma,为早二叠世的岩浆活动产物。锆石(样号:GSZ-B3)微量元素含量低,具有强Ce正异常和弱Eu负异常特征以及较低的εHf(t)=-1.9~-7.5(n=17),表明其源区主要为富集的岩石圈地幔。锆石tDM、tCDM远大于其U-Pb年龄,表明岩石圈地幔形成过程中有再造古老地壳加入。对比内蒙古地轴上的同时代波罗诺岩体含角闪辉长岩(297±1 Ma)的锆石εHf(t)(-17.0~-14.1),孤山子超基性岩体的锆石εHf(t)明显偏大,表明孤山子超基性岩体的源区富集程度相对较小。此外,孤山子超基性岩体还有2个锆石测点εHf(t)分别为3.2、4.0,指示母岩浆中有少量亏损幔源物质加入,这暗示了华北克拉通北缘局部地区,在晚古生代已有岩石圈拉张减薄的趋势。     

苏鲁造山带池庄超高压榴辉岩中变质脉:大陆俯冲带超临界流体活动的证据

高压-超高压变质岩中的变质脉能够反映俯冲带变质流体的组成和演化。为了探究大陆俯冲带超临界流体活动及伴随的元素迁移,本文系统地研究了苏鲁造山带南部江苏东海池庄地区的超高压榴辉岩及变质脉。变质脉主要是由石英、石榴石、绿辉石、多硅白云母、蓝晶石、黝帘石、金红石和锆石等矿物组成,与寄主榴辉岩的矿物组成类似。相比于榴辉岩,脉体中的石榴石更加富集重稀土元素(HREE);黝帘石强烈富集轻稀土元素(LREE)。变质脉和榴辉岩中各主要矿物的氧同位素组成在误差范围内一致(石英的δ18O分别为2.42‰和2.79‰;石榴石为-0.30‰和0.010‰;绿辉石为0.25‰和0.071‰),说明变质脉的形成与榴辉岩释放的内部流体有关。综合已有的研究,发现大别-苏鲁造山带不同地区的变质脉和榴辉岩具有极不均一的氧同位素组成,说明在陆壳深俯冲和折返过程中,流体活动有限。利用矿物温压计得到变质脉的峰期变质温压条件为692±65℃和3.6±0.3GPa,脉体中锆石U-Pb定年结果表明锆石的形成时代为218±2.4Ma,指示变质脉形成于深俯冲陆壳折返初期的超高压变质阶段。变质脉中矿物组合和矿物的主微量元素特征说明成脉流体富集Si、Al、Ca、K、LILE、REE和HFSE等元素,表明成脉流体可能是溶解能力极强的超临界流体。     

胶北地块变质基底超镁铁岩的矿物岩石地球化学特征

胶北地块变质基底的蛇纹岩、蛇纹岩化尖晶石方辉橄榄岩、尖晶石橄榄斜方辉石岩、角闪石岩自形成以后,经历了早期的高角闪岩相和晚期绿片岩相的变质作用,因而记录了三个阶段的矿物组合:早期的Opx1+Ol1+Spl1;中期的Opx2+Ol2+Spl2+Amp2和晚期的Amp3+Srp3+Mag3+Cal组合。超镁铁岩中普遍存在的角闪石,具有粒状变晶结构特征,形成于角闪岩相和绿片岩相的变质作用过程。蛇纹石没有受到应力作用的迹象,显示其形成于晚期非挤压环境的交代变质作用过程。尖晶石橄榄岩中斜方辉石的矿物化学以及尖晶石橄榄岩的高Mg O含量都表现出克拉通橄榄岩的性质。角闪石岩的稀土元素配分图解的(La/Sm)N的比值1.11~1.41,(La/Yb)N的比值0.91~1.61,超镁铁岩多元素图解显示无高场强元素异常,都表明胶北地块变质基底的超镁铁岩形成的构造背景或是裂谷环境。尖晶石矿物的Mg#0.72~0.79、Cr#0.06~0.12表明交代变质成因。方辉橄榄岩橄榄石的Fo值88.42~90.50、超镁铁质岩石全岩主元素的分散性、较大的∑REE含量变化以及Si/Al-(Mg+Fe)/Al和Mg/Ti-Fe/Ti主元素的比值图解所表现出的超镁铁岩与角闪石岩具有成因联系等,都表明胶北变质基底的超镁铁岩可能是具有堆晶成因的一套幔源岩浆系列。高MgO含量(16%~42%)表现出前寒武纪变质基底的橄榄岩地幔性质;高水含量反映出漫长地质历史时期变质作用过程。     

鲁西隆起北侧博兴洼陷新生界碎屑重矿物的物源示踪分析

利用碎屑重矿物对鲁西隆起北侧博兴洼陷的新生界沉积岩开展了碎屑物源示踪分析。通过研究区重矿物聚类分析、源区岩石类型分析并结合薄片和探针分析结果,发现研究区源岩类型多样,既有以绿帘石为代表的亲鲁西变质岩,也有以富含石榴石为代表的亲苏鲁变质岩,同时也有火山岩和沉积岩;从古近纪沙河街组三段沉积期开始源岩中亲苏鲁变质岩不断减少,亲鲁西变质岩和基性火成岩不断增加,至新近纪明化镇组沉积期洼陷内几乎无富含石榴石类型源岩,表明博兴洼陷自古近纪以来一直存在来自鲁西、胶东(超高压带)的物源记录,从古近纪沙河街组三段沉积期开始,胶东的物源供给逐渐减少,而到明化镇组沉积时由于鲁西的快速隆升,胶东与博兴洼陷的物源联系被切断。     

Zircon U-Pb Geochronology and Geochemical Characteristics of the Volcanic Host Rocks from the Tongyu VHMS Copper Deposit in the Western North Qinling Orogen and Their Geological Significance

Precise in situ zircon U-Pb dating and Lu–Hf isotopic measurement using an LA-ICP-MS system, whole-rock major and trace element geochemistry and Sr–Nd isotope geochemistry were conducted on the volcanic host rocks of the Tongyu copper deposit on the basis of further understanding of its geological characteristics. Three zircon samples from the volcanic host rocks yielded 206Pb/238 U weighted average ages ranging from 436±4 Ma to 440±5 Ma, which are statistically indistinguishable and coeval with the ca. 440 Ma northward subduction event of the Paleo-Qinling oceanic slab. The volcanic host rocks were products of magmatic differentiation that evolved from basalt to andesite to dacite to rhyolite, forming an integrated tholeiitic island arc volcanic rock suite. The primitive mantle-normalized trace element patterns for most samples show characteristics of island arc volcanic rocks, such as relative enrichment of LILE(e.g. Th, U, Pb and La) and depletion of HFSE(e.g. Nb, Ta, Ti, Zr and Hf). Discrimination diagrams of Ta/Yb vs Th/Yb, Ta vs Th, Yb vs Th/Ta, Ta/Hf vs Th/Hf, Hf/3 vs Th vs Nb/16, La vs La/Nb and Nb vs Nb/Th all suggest that both the volcanic host rocks from the Tongyu copper deposit and the volcanic rocks from the regional Xieyuguan Group were formed in an island arc environment related to subduction of an oceanic slab. Values of ISr(0.703457 to 0.708218) and εNd(t)(-2 to 5.8) indicate that the source materials of volcanic rocks from the Tongyu copper deposit and the Xieyuguan Group originated from the metasomatised mantle wedge with possible crustal material assimilation. Most of the volcanic rock samples show good agreement with the values of typical island arc volcanic rocks in the ISr-εNd(t) diagram. The involvement of crustal-derived material in the magma of the volcanic rocks from the Tongyu copper deposit was also reflected in the zircon εHf(t) values, which range from-3.08 to 10.7, and the existence of inherited ancient xenocrystic zircon cores(2616±39 Ma and 1297±22 Ma). The mineralization of the Tongyu copper deposit shows syn-volcanic characteristics such as layered orebodies interbedded with the volcanic rock strata, thus, the zircon U-Pb age of the volcanic host rocks can approximately represent the mineralization age of the Tongyu copper deposit. Both the Meigou pluton and the volcanic host rocks were formed during the ca. 440 Ma northward subduction of the Paleo-Qinling Ocean when high oxygen fugacity aqueous hydrothermal fluid released by dehydration of the slab and the overlying sediments fluxed into the mantle wedge, triggered partial melting of the mantle wedge, and activated and extracted Cu and other ore-forming elements. The magma and ore-bearing fluid upwelled and erupted, and consequently formed the island arc volcanic rock suite and the Tongyu VHMS-type copper deposit.     

大兴安岭中北段塔尔气地区早白垩世白音高老组火山岩地球化学特征及意义

塔尔气地区早白垩世白音高老组火山岩主要由流纹岩、流纹质(含角砾)岩屑晶屑凝灰岩及流纹质岩屑晶屑凝灰熔岩等组成。岩石地球化学研究表明,火山岩具有富铝(Al2O3含量13.37%~15.79%)、富碱(Na2O+K2O含量6.10%~8.56%)、贫镁钙的特点;稀土元素丰度总量较高,轻、重稀土元素分馏明显[(La/Yb)N=3.72~17.9],且HREE有较明显的凹陷;微量元素以相对富集K、Rb、Ba、LREE等大离子亲石元素,而相对亏损Sr元素以及高场强元素Nb、Ta、Ti为特征。结合前人研究结果表明,塔尔气地区白音高老组火山岩来源于基性下地壳物质的部分熔融。结合火山岩所具有的A型流纹岩的特点,暗示为伸展构造体制下的产物,可能与蒙古—鄂霍茨克洋闭合后的伸展环境有关。     

CSAMT在碎屑岩地区地热勘查中的应用

碎屑岩因质软,导水、储水条件不良,通常作为地热有利保温盖层,而碎屑岩电阻率普遍低,厚度大的情况下形成低阻屏蔽层,勘探下伏有利储层难度极大,寻找碎屑岩中构造裂隙水是最佳的选择。但碎屑岩中的储水构造与围岩电阻率差异小,构造迹象微弱,因此在碎屑岩地区找地热技术含量较高。茅山镇位于句容盆地东缘茅山西侧,沉积了厚度超过1800m的白垩系碎屑岩,水文地质条件较差,本文应用CSAMT大范围普查、小范围精细查证布置方式,采用磁场插值校正的技术手段、收发距选取优先保证信噪比的思路,控制白垩系碎屑岩中储水断裂构造,克服低阻的碎屑岩地区构造异常微弱的难点。钻探验证结果表明,CSAMT可以经济有效地应用于碎屑岩地区地热勘查。