新疆库地南苏盖提力克晚志留世花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及大地构造意义

西昆仑地区早古生代原特提斯洋的后碰撞阶段划分存在分歧,通过对库地蛇绿岩南侧苏盖提力克花岗岩开展区域地质调查、岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学等方面研究,从而为原特提斯洋构造演化及闭合时限提供地质依据。研究表明,苏盖提力克花岗岩锆石U-Pb年龄（LA-ICP-MS）为（422.5±2.5）Ma,属于晚志留世岩浆活动产物。苏盖提力克花岗岩含有典型矿物白云母,A/CNK=1.07~1.11,刚玉分子含量为1.07%~1.56%,属于S型花岗岩。地球化学上,该岩体富硅、碱,贫钙、镁,富K、Rb、Nb、Th,贫Sr、Ti、P,Rb/Sr比值高;结合区域地质背景及地球化学特征综合分析表明,苏盖提力克花岗岩是原特提斯洋闭合后碰撞阶段的产物,因而晚志留世是原特提斯洋由消减闭合到陆陆碰撞—碰撞后伸展转换时期。      

南阿尔金迪木那里克花岗岩地球化学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素特征及其构造地质意义

迪木那里克花岗岩侵入到南阿尔金迪木那里克浅海相沉积地层中,岩性为钾长花岗岩。地球化学数据显示该花岗岩具有高SiO₂、高钾、高铝的特征,富集Rb、Th、K、La、Zr,亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti,属于弱过铝质高钾钙碱性系列,具有S型花岗岩的特征;其源岩为杂砂岩,熔融温度和压力约为>800℃与~10kbar。锆石ε_Hf(t)介于-3.52~0.95,LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 定年确定其形成时代为452.8±3.1Ma。迪木那里克花岗岩的形成时代明显晚于南阿尔金高压-超高压变质岩的峰期变质时代(486~504Ma),而与超高压岩石的退变质时代(455Ma)基本一致,又与形成时代为467Ma的长沙沟-清水泉一带裂谷型层状镁铁质-超镁铁质杂岩体伴生,其成因可能是阿尔金深俯冲陆壳板片发生断离后,深部地幔物质上涌导致地壳杂砂岩熔融的产物,具有同折返岩浆作用的特点。结合以往研究,南阿尔金俯冲碰撞杂岩带中早古生代花岗岩的演化期次可初步划分为:1)约500Ma,与高压-超高压变质岩的峰期变质时代一致,形成于陆-陆碰撞造山作用过程中的陆壳相互叠置加厚阶段;2)为466~451Ma,与超高压岩石的退变质时代大致相当,形成于深俯冲陆壳断离后的伸展构造背景;3)为426~385Ma,形成于碰撞造山作用结束后的伸展减薄阶段。     

北山花岗岩S型/I型空间变化规律及含矿性

北山地区花岗岩十分发育, 出露面积接近总面积的30%, 形成时代以华力西期为主, 约占80%以上。笔者根据岩石化学判别统计, 本区花岗岩的S型/I型个数比例, 北带0.33, 中带0.54, 南带0.59, 说明从北向南, I型花岗岩逐渐减少, S型花岗岩逐渐增多。区内花岗岩类为重要的含矿岩石, 其中典型斑岩铜矿床与I型花岗质斑岩有关, 当出现铜铅组合时则与S型花岗质斑岩有关; 钼矿床有关花岗岩一般属I型, 当出现钨钼组合时则向S型花岗岩过渡; 钨锡矿床主要与S型花岗岩有关; 金矿床有关的花岗岩既有I型, 也有S型, 专属性不明显。     

豫西二郎坪满子营花岗岩体地球化学及年代学研究

对出露于豫西西峡县北部二郎坪地区的满子营花岗岩体进行了详细的岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代学研究,重点讨论了该岩体的成因。满子营花岗岩主要由石英(40%～50%)、钾长石(25%～30%)和斜长石(15%～20%)组成,副矿物有锆石、磷灰石、磁铁矿等。地球化学分析显示,岩石总体呈高硅、富碱、高钾、高铝和低镁、低钙的特征,K2O/Na2O1,里特曼指数σ为1.81～2.39,属高钾钙碱性系列。岩石的铝饱和指数(A/CNK)大于1.1,具有过铝质S型花岗岩的特征。稀土配分模式为右倾V"字形态,轻重稀土分馏明显,(La/Yb)N=4.63～32.27,具有较强的负铕异常(δEu=0.38～0.63);在洋脊花岗岩标准化蛛网图上,岩石明显富集Rb、Th、K等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta等高场强元素(HFSE),兼具同碰撞和岛弧花岗岩的特征。锆石的LA-ICP-MS原位定年获得花岗岩的结晶年龄为459.5±0.9Ma。根据满子营花岗岩与二郎坪火山岩时、空分布的一致性和岩体性质上的相似性,认为满子营花岗岩的形成与二郎坪岛弧火山岩的形成有关,是由板块俯冲所导致的活动陆缘上陆壳物质部分熔融的产物。     

华北板块北缘西段东升庙岩体地球化学特征及其构造意义

华北板块北缘具有复杂的构造演化历史,沿板块北缘发育有上千千米的近东西向晚古生代—早中生代岩浆岩带,东升庙岩体是该岩浆岩带西段上具有代表性的岩体之一。但对该岩体系统的地球化学研究基本没有开展。为揭示华北板块北缘复杂的构造演化历史,本文对该岩体白云母二长花岗岩进行了系统的岩石地球化学和Lu-Hf同位素研究。结果表明,东升庙岩体富含SiO2(70.70%~76.46%)、Al2O3(12.66%~14.98%)和Na2O(3.60%~5.49%),而贫TiO2(0.02%~0.08%)、MgO(0.07%~0.49%)和Fe2O3(0.02%~2.46%),其A/CNK值为0.90~1.15,为弱过铝质-准铝质高钾钙碱性系列。岩石相对富集Rb、U、K、Hf,亏损Ba、Sr、Nb、Ti;稀土总量很低(18.50×10-6~63.15×10-6),具负Eu异常和M型四组分效应。176 Hf/177 Hf值为0.2821~0.2823,εHf(t)=-13.4~-17.3,tDM2=1.9~2.1Ga。结合其他资料,可以认为东升庙岩体是典型的壳源S型花岗岩,岩浆源区为古老的古元古代陆壳物质,在岩浆演化过程中经历了高度的结晶分异作用,形成于华北—欧亚板块同碰撞末—后碰撞初的转换构造时期。     

Late Mesozoic Huangbeiling S-type granite in the East Qinling Orogen,China: Geochronology,petrogenesis and implications for tectonic evolution

S-type granites are typical features of collisional orogenic belts and could provide insights into the tectonic process associated with the final phase of orogeny. The East Qinling Orogen, one of significant segments in the Central China Orogen, witnessed complex tectonic evolution during the Late Mesozoic. The rare S-type granites in this orogen can be used as important proxies to understand the Late Mesozoic tectonic processes. Although a few previous studies suggested that the Huangbeiling pluton in the East Qinling Orogen might be S-type granite, detailed studies are lacking. Thus, we report the results from a systematic petrological, whole-rock geochemical and zircon U-Pb-Lu-Hf isotopic studies on the Huangbeiling pluton, with a view to constrain the timing of magmatism, petrogenetic evolution and genetic type, and to evaluate the implications for Late Mesozoic tectonic evolution of the East Qinling Orogen. Zircon U-Pb analysis yield ²⁰⁶Pb/²³⁸U spot ages in the range of 156.7–132.2 Ma, with weighted ²⁰⁶Pb/²³⁸U mean ages varying from 146.8 to 141.9 Ma, suggesting the Huangbeiling pluton formed during the Late Jurassic to Early Cretaceous. Zircon Lu-Hf isotopic data show negative εHf(t) values of ?21.5 to ?14.9 and two-stage Hf model ages of 2546–2131 Ma, which are correlated with the Neoarchean to Paleoproterozoic (3.0–2.1 Ga) meta-sedimentary rocks from nearby Taihua Group, indicating that the magma was sourced from reworked ancient crustal components involving meta-sedimentary rocks. Whole-rock geochemical data display enrichment of LREEs, Pb, Hf and Y as well as depletion in HREEs, Ba and HFSEs (e.g., Ta, P, Ti), with weakly negative Eu anomalies. The Huangbeiling granitoids are identified as S-type granites, which generated through partial melting of lower-middle crust and upper crustal fractional crystallization in syn-collisional settings. In conjunction with published information related to the tectonic evolution of the East Qinling Orogen, we propose that the Late Mesozoic Huangbeiling S-type granites might response to the complex tectonic evolution related to extensional tectonics induced by multi-directional (intra-continental) subductions from the Yangtze and North China Cratons as well as the Paleo-Pacific Plate during the Late Mesozoic.     

江南造山带中段大湖塘同构造花岗斑岩的成因——锆石U-Pb年代学、地球化学和Nd-Hf同位素制约

大湖塘钨多金属矿床位于江南造山带之九岭-鄣公山隆起西段。本文对大湖塘与成矿有关的燕山期花岗斑岩开展了锆石U-Pb年代学、地球化学、Nd-Hf同位素研究。结果表明,较早期(成矿期)大湖塘花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为146.01±0.78Ma。花岗斑岩具有高硅富碱的特征和较高的分异指数DI,结合主、微量元素特征,该花岗斑岩应属于高分异的S型花岗岩。Rb/Sr、Rb/Nb比值都明显高于上地壳所对应的均值0.32和4.5,也都大于中国东部上地壳所对应的均值0.31和6.83,表明其源自成熟度较高的地壳物质。Nb/Ta和Zr/Hf比值明显低于正常花岗的Nb/Ta比值11和Zr/Hf比值33~40,而且存在REE四分组效应,说明在岩浆演化晚期存在流体-熔体的强烈作用。不均匀的Hf同位素组成[εHf(t)=-19.9~-5.3;tDM2=1.54~2.46Ga]显示该花岗斑岩主要是由年龄为1.9~1.6Ga的前寒武古老地壳(可能是双桥山群)和部分基性岩熔融形成的,并且混入了少量扬子克拉通晚太古代的基底岩石(2.5Ga)。较早期花岗斑岩A/CNK值均大于1.15,暗示其不应为火山弧花岗岩,应属于同构造(同碰撞)花岗岩,而较晚期花岗斑岩在构造判别图解上则显示出后碰撞特点。较早期和较晚期花岗斑岩形成的构造背景演化过程,表明本区经历的从挤压向伸展转变的"挤压-伸展旋回"过渡期持续了约11Ma。正是长达11Ma的"挤压-伸展旋回"为本区多期成岩作用所必需的动力持续供给提供了充分的时间,而这也是本区能够发生大规模W-Cu成矿作用的一个重要的地质前提。     

与基性岩有关的层控钨锡:“S”型花岗岩钨锡矿的前身——以云南钨锡矿为例

以云南几个典型钨锡矿带为例,结合国内外前人成果,研究对比了层控钨锡矿床与含钨锡的"S"型花岗岩之间的关系,发现:含钨锡的"S"花岗岩均产出于早期地层富集钨锡甚至形成独立的钨锡矿床的地区,如元古界的云南西盟—缅甸完冷锡矿带,寒武系都龙—白牛厂钨锡矿带,石炭系腾冲—梁河锡钨矿带,三叠系的个旧锡矿带,新近系的薅坝地锡矿带等;而在地层中没有明显钨锡富集的层位,即使有地壳重熔形成"S"型花岗岩也不会有钨锡矿床产出,如云南西北部的鲁甸花岗岩、加仁花岗岩等。根据对层控钨锡矿床的成矿年代、矿石结构构造、容矿围岩变质属性等方面的综合分析,证明所谓的"‘S’型花岗岩与W、Sn、Mo、Bi成矿关系密切"的认识,实际上是富集钨锡的早期层位在地壳加厚或受到构造热侵蚀时发生重熔,并使钨锡按照矿质沉淀的温度序列重新分配与富集的结果。因此,"S"型花岗岩并不具有含W、Sn、(Mo、Bi)的专属性,而富集W、Sn的地层重熔才是形成W、Sn矿床的关键。从众多的实例来看,层控钨锡矿常常与深源的(碱性)玄武岩关系密切,而不一定与"S"型花岗岩关系密切。只要有早期的层控钨锡矿存在,该矿层被任何一种火成岩穿切或吞噬,矿质都可能被迁移至合适的位置重新沉淀而成矿。因此深入分析和对比含钨锡的层位及其形成背景条件,是扩大钨锡矿资源量的关键;而层控钨锡矿与"S"型花岗岩接触带(特别是外接触带)及其相关的构造裂隙,很可能是矿质运移再分配并形成富钨锡矿的有利空间。层控钨锡矿卷入变质核杂岩,含矿层位可以被抬升至较浅部位,不仅利于开采,而且在中心部位的隐伏花岗岩体也可以形成富矿,是进一步找矿的方向。     

江西乐安县咸口花岗岩体的锆石LA-ICP-MS定年及构造意义

江西乐安县咸口花岗岩体主要由中粗粒巨斑状黑云二长花岗岩、中粗粒少斑黑云二长花岗岩组成,另有较多细粒碱长花岗岩脉,总体呈偏心式环套状分布。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为230±4Ma、235±3Ma和235±3Ma,形成于中三叠世。岩石具有高硅(SiO2=70.35%~76.89%),富碱(Na2O+K2O=6.77%~11.40%),弱过铝-强过铝(A/CNK=1.00~1.18,平均1.07)的特征。主体花岗岩富集稀土元素[∑REE=(121.52~383.33)×10-6]和高场强元素(Y、Zr、Nb等),晚期强分异并受流体作用的细粒碱长花岗岩稀土含量低[∑REE=(25.85~43.75)×10-6]。具有S型-铝质A型过渡型花岗岩的特征。(87Sr/86Sr)i为0.7082~0.7120,εNd(t)值介于-7.07~-8.10之间,平均值为-7.48,t2DM为1585~1669Ma,平均1618Ma,显示其物源以地壳物质为主,混有地幔组份,钾长石Pb同位素组成也显示壳幔混源的特征。提出咸口岩体形成于后造山的构造环境。     

西昆仑大红柳滩岩体地质和地球化学特征及对岩石成因的制约

新疆西昆仑康西瓦断裂带南缘的巴颜喀拉褶断带中分布着中生代三十里营房-泉水沟岩浆岩带,该带中最典型的岩体即为大红柳滩岩体,其主要岩性为中细粒二长花岗岩。结合锆石阴极发光图像(CL)和U、Th元素特征,通过SHRIMP锆石U-Pb定年,获得大红柳滩二长花岗岩体的年龄为220±2.2~217.4±2.2 Ma,时代属晚三叠世(T3)。二长花岗岩含石榴子石和电气石,具有高硅(SiO2为71.77%~74.20%)、富碱(Na2O+K2O为6.18%~8.02%)、富钾(K2O为3.03%~5.30%)、铝饱和指数较高(A/CNK介于1.20~1.59)的典型特点,属高钾钙碱性过铝质系列。岩石相对富集轻稀土且轻重稀土元素分馏明显(LREE/HREE为10.21~11.82,(La/Yb)N为24.06~31.65),具有强烈的铕负异常(δEu为0.25~0.44);明显富集Ta、Hf等高场强元素及Rb、Th、U等大离子亲石元素,而贫Ba、Sr、Ti、Nb、Zr等元素,显示经历了较高程度的分异演化(分异指数DI平均89.40%),综合矿物组合和地球化学特征的判别表明,大红柳滩岩体属于高分异的S型花岗岩,是同碰撞背景下壳源物质部分熔融的产物。根据岩体的成因类型并结合区域构造环境演化,分析认为晚三叠世随着古特提斯洋向北消减直至最终闭合,构造应力由俯冲作用转化为碰撞挤压作用环境时形成了大红柳滩岩体,表明该区在晚三叠世已进入陆-陆碰撞造山的构造演化阶段。