Jurassic and Cretaceous (Yanshannian) tectonics,magmatism and metallogenesis in South China: preface

ABSTRACT

South China is famous for its poly-metal deposits, with more than 50% of global W and Sb reserves, 20% of global Sn reserves, as well as abundant Cu-Mo-Pb-Zn-Au-Ag, Ta, Nb, REE and U deposits. This special issue consists of 21 papers, reporting recent progress on Yanshannian tectonic evolution, magmatism and ore deposits in South China, aiming at better understandings on the Mesozoic large-scale magmatism and mineralization events.     

A new tree fern stem,Tempskya zhangii sp. nov. (Tempskyaceae) from the Cretaceous of Northeast China

A new Cretaceous tree fern species from the family Tempskyaceae, Tempskya zhangii sp. nov., from Keshan County, Heilongjiang Province, Northeast China, is described based on silicified fragments. The species is characterized by dichotomizing stems embedded in a matrix of adventitious roots, together forming a solid and compact false trunk. The dorsiventral stems are composed of solenosteles, and their internodes are short with 2–3 (rarely 4) leaf traces. A three-layered cortex includes a sclerenchymatous outer zone, parenchymatous middle zone, and an inner zone composed of sclerenchyma band and parenchyma cells. The pith consists of a parenchymatous outer zone and sclerenchymatous inner zone. The petiole has a single C- or U-shaped vascular strand. The adventitious root has diarch xylem surrounded by an inner sclerenchymatous and an outer parenchymatous cortex. In possessing these characters, T. zhangii is more similar to T. wyomingensis from the Cretaceous of North America than to other species of Tempskya. However, the Chinese species distinctly differs from T. wyomingensis in having a sclerenchymatous outer cortex, parenchymatous middle cortex, and sparse parenchyma in the xylem. It is the first record of Tempskya from China and the fourth from Asia. This species, together with Cyatheaceae, Osmundaceae, Cycadeoidaceae, and conifers found in the same region constituted the plant community at the time.     

内蒙古丰镇市泉子沟斑岩钼矿床成岩成矿年代学及其地质意义

泉子沟斑岩钼矿床位于内蒙古丰镇市,地处华北克拉通北缘内蒙古台隆凉城断隆内。矿区出露一套燕山期花岗质杂岩体——红娘山杂岩体,主要由中粗粒花岗岩、似斑状花岗岩和石英斑岩组成,钼矿体主要赋存于似斑状花岗岩中。文章在详细的野外地质调查基础上,对泉子沟矿床的成岩成矿时代进行了详细研究,并探讨了地质意义。5件辉钼矿样品的Re-Os模式年龄介于(158.8±2.2)Ma~(161.5±2.2)Ma之间,其加权平均值为(159.8±1.0)Ma(MSWD=0.92),等时线年龄为(161.7±3.1)Ma(MSWD=1.40)。红娘山杂岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为:中粗粒花岗岩结晶年龄为(173±1)Ma(MSWD=0.88),似斑状花岗岩侵位年龄为(162±1)Ma(MSWD=0.40),石英斑岩结晶年龄为(160±2)Ma(MSWD=1.90)。辉钼矿Re-Os和锆石U-Pb定年结果表明,泉子沟钼矿床形成于晚侏罗世早期,成矿与似斑状花岗岩关系密切。泉子沟钼矿床的辉钼矿w(Re)介于16.49×10~(-6)~32.87×10~(-6),暗示成矿物质主要来自下地壳。     

内蒙古兴和县曹四夭超大型斑岩钼铅锌金成矿系统年代学及其地质意义

曹四夭斑岩钼矿床位于内蒙古兴和县,是华北克拉通北缘最大的钼矿床。该矿床中部发育斑岩型钼矿体,外围和上部产出热液脉型铅锌金矿体。文章选取1件与斑岩钼矿化共生的绢云母样品进行了40Ar-39Ar定年,获得40Ar-39Ar坪年龄为(144.4±1.2)Ma,相应的39Ar/36Ar-40Ar/39Ar等时线年龄为(146.4±2.2)Ma(MSWD=0.31),将等时线年龄认作绢云母的Ar封闭年龄,表明曹四夭斑岩钼矿化发生在约146 Ma前。选取14件脉型铅锌矿石中的闪锌矿、黄铁矿和磁黄铁矿样品开展了Rb-Sr定年,获得4件闪锌矿的Rb-Sr等时线年龄为(145.1±3.0)Ma(MSWD=0.63);5件黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄为(145.2±1.3)Ma(MSWD=0.53);4件闪锌矿、5件黄铁矿和1件磁黄铁矿的Rb-Sr等时线年龄为(145.3±1.0)Ma(MSWD=0.43)。硫化物Rb-Sr定年结果表明曹四夭矿床脉型铅锌矿化形成于约145 Ma前。本次绢云母40Ar-39Ar和硫化物Rb-Sr定年结果表明,曹四夭矿床斑岩型钼矿化和脉型铅锌金矿化为同期产物,两者均形成于晚侏罗世末期,属于同一个斑岩成矿系统。曹四夭矿床硫化物的w(Rb)和w(Sr)分别为0.1867×10~(-6)~1.305×10~(-6)和0.3175×10~(-6)~6.935×10~(-6),Sr同位素初始比值(87Sr/86Sr)i介于0.709 919~0.711 951之间,平均值0.710 952,结合前人获得的辉钼矿Re含量,认为曹四夭矿床的成矿物质主要来源于地壳。     

河南崤山金矿床流体包裹体及同位素特征

崤山金矿床位于华北克拉通南缘的豫西地区,矿体大多呈脉状产于断裂带内。成矿期可以划分为3个阶段:(1)石英-黄铁矿阶段;(2)石英-多金属硫化物阶段;(3)石英-碳酸盐阶段。成矿期石英中发育气液两相水溶液包裹体(WL型)和H_2O-CO_2包裹体(C型)。石英-黄铁矿阶段发育WL型和C型包裹体,它们的均一温度为300~393℃,盐度w(NaCl_(eq))为1.6%~11.0%,密度介于0.57~0.82 g/cm~3;石英-多金属硫化物阶段亦发育WL型和C型包裹体,它们的均一温度为261~298℃,盐度w(NaCl_(eq))为1.1%~11.8%,密度介于0.74~0.89 g/cm~3;石英-碳酸盐阶段仅见WL型包裹体,其均一温度为193~258℃,盐度w(NaCl_(eq))介于2.2%~12.7%,密度为0.87~0.97g/cm~3。成矿流体具有中高温、中低盐度、低密度等特征,属于H_2O-NaCl±CO_2体系。崤山金矿石英的δ~(18)OH_2O值介于0.7‰~4.5‰之间,δDV-SMOW值介于-47.8‰~-69.5‰之间。H-O同位素结果表明成矿流体主要来源于岩浆水。矿石硫化物的δ_(34)SV-CDT值为0.7‰~3.9‰,206Pb/204Pb值为17.391~17.728,~(207)Pb/~(204)Pb值为15.420~15.577,~(207)Pb/~(204)Pb值为37.420~37.923。S-Pb同位素结果表明成矿物质主要来源于花岗质岩浆。崤山金矿为中温热液脉型金矿,流体相分离和温度的降低是导致矿质沉淀的主要机制。     

皖南东至兆吉口铅锌矿床成矿时代的厘定及其找矿指示意义

皖南东至兆吉口铅锌矿床是近年来在江南过渡带西段新发现的一个规模达中型的中-低温热液型矿床。目前揭露的铅锌矿体均赋存于东至断裂带及其西侧次级张(扭)性断裂及裂隙中。文章选取了该矿床主要矿石矿物闪锌矿以及与主成矿阶段金属硫化物紧密共生的石英,分别采用流体包裹体Rb-Sr法和40Ar-39Ar法进行同位素地质年龄测定。4件闪锌矿样品获得流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为(128±1)Ma;2件石英样品获得流体包裹体40Ar-39Ar坪年龄分别为(128.74±3.02)Ma和(128.19±1.98)Ma,等时线年龄分别为(128.81±5.25)Ma和(128.30±3.47)Ma,反等时线年龄分别为(128.82±5.24)Ma和(128.31±3.47)Ma。同位素地质年龄测试结果基本一致,表明兆吉口铅锌矿床形成于128 Ma左右,成矿时代为早白垩世。该成矿年龄与赋矿闪长玢岩的形成时间((129.0±2.3)Ma~(128.4±2.7)Ma)一致,也与东至断裂燕山晚期的活动年龄((126.3±2.2)Ma)相近,表明该矿床成矿与燕山晚期的构造-岩浆活动密切相关,此时区域构造背景为强烈挤压后的伸展环境。这一矿化事件在成矿时代上明显晚于长江中下游成矿带中的断隆区(如铜陵、安庆-贵池等矿集区)的铜金多金属矿床和皖南成矿带中的钨钼多金属矿床(136 Ma),而与长江中下游成矿带断坳区的玢岩铁矿床的成矿时间(135~127 Ma)相近,指示长江中下游成矿带与皖南成矿带之间的江南过渡带中发育有燕山晚期较晚阶段(128 Ma左右)的铅锌矿化事件,为今后在该区开展铅锌多金属矿床找矿勘探提供了重要依据。     

碳酸盐台地的类型、特征和沉积模式--兼论华北地台寒武纪陆表海-淹没台地的沉积样式

随着对现代碳酸盐沉积环境的系统调查和解释、以及对碳酸盐沉积原理认识的深化,自20世纪60年代,一系列碳酸盐沉积相模式得以建立,其中最引人注目的是Wilson和Tucker的工作。但在镶边陆棚及缓坡模式得到了广泛认可和使用的同时,对陆表海和淹没台地型沉积未能予以足够的重视。与过去相比,现今的海平面是相对较低的,因而没有出现陆表海广泛发育的情况。但在漫长的地质历史时期,陆表海曾经覆盖了广泛的克拉通区域,是碳酸盐沉积最重要的场所之一。本文在系统总结前人成果的基础上,将用于描述大尺度碳酸盐岩沉积环境的碳酸盐台地分为镶边陆棚、缓坡、陆表海、孤立台地和淹没台地5种类型分别描述,并重点强调了陆表海和淹没台地的沉积模式。华北地台寒武系大面积分布的潮坪沉积、鲕粒滩相灰岩和竹叶状风暴砾屑灰岩,以及频繁出现的台地淹没事件,为阐明陆表海和淹没台地的沉积提供了绝佳实例。这些实例和研究表明了碳酸盐沉积环境的多样性和沉积过程的复杂性,以及将今论古的困难性,从而为碳酸盐沉积原理的认识和沉积环境的解释提供新认识和新思路。     

东北多年冻土退化及环境效应研究现状与展望

东北多年冻土属中高纬度多年冻土,对气候变化非常敏感。数据模型模拟表明,21世纪东北多年冻土区气温会持续上升,显著的变暖将导致多年冻土退化。东北多年冻土呈现自南向北的区域性退化趋势,多年冻土区南部表现为南界的北移、融区的扩大和多年冻土的消失,而北部表现为多年冻土下限的上移、活动层厚度增大及地温升高等。多年冻土的退化会导致寒区生态环境的恶化,如兴安落叶松占绝对优势的天然林带锐减,林带北移,沼泽湿地萎缩等。随着多年冻土的迅速退缩和变薄,原多年冻土中蕴藏的碳将释放出来,对气候变化产生积极的正反馈,加速变暖,并影响全球碳循环。多年冻土退化导致其热状态失稳而造成寒区基础设施损坏,并且影响冻土微生物、碳循环、寒区生态和水文等,而它们是区域气候变化的重要因子,也将成为未来多年冻土研究的重点。而这些研究都需要长期的基础数据作支撑,因此需要进一步完善冻土参数监测网络,用模型厘清气候变化与多年冻土退化及其环境效应之间的关系。     

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。     

南祁连拉脊山口增生楔的结构与组成特征

造山带内增生楔/增生杂岩结构与组成的精细研究可为古洋盆演化和古板块构造格局重建提供最直接证据。北祁连构造带发育多条增生杂岩带,记录了阿拉善和中祁连地块之间原特提斯洋的俯冲和闭合过程,然而南祁连构造带大地构造演化长期存在争议。地质填图结果表明,南祁连构造带拉脊山口地区存在一套强烈片理化的玄武岩、灰黑色和红色硅质岩、砂岩和泥岩组合,它们与一套呈现"块体裹夹于基质"结构特征的混杂岩共同构成了增生杂岩,发育双重逆冲构造、逆冲断层、无根褶皱、紧闭褶皱和透入性面理。该增生杂岩与蛇绿岩之间为断层接触,并位于断层下盘。混杂岩是由斜长花岗岩(561Ma)、斜长岩(507Ma)、辉绿岩、玄武岩、硅质岩和砂岩等外来或原地岩块与浊流成因的细碎屑岩基质共同组成;基质和砂岩块体均发育同沉积构造,呈现出滑塌堆积典型特征。空间上,拉脊山口增生杂岩与上覆蛇绿岩被断层所分割且共同仰冲于中祁连南缘青石坡组浊积岩之上,具有与东侧昂思多地区增生杂岩和蛇绿岩相似的岩石组成、构造变形和时空结构特征。它们与南侧的岛弧带共同构成了南祁连构造带寒武纪-早奥陶世沟-弧体系,指示了寒武纪-早奥陶世时期南祁连洋盆向南俯冲。