冈底斯中段达居复式花岗岩体成因:锆石U-Pb年代学、元素地球化学与Hf同位素制约

本文报道了冈底斯中段达居复式岩体的锆石U-Pb年龄与Hf同位素组成,以及全岩元素地球化学组成,据此探讨了岩浆的形成机制与演化过程,进而全面揭示了岩体的成因。根据岩性和岩相特征,达居复式岩体可区分为昌那和桑嘎两个单元,前者岩性主要为花岗闪长岩,岩体内含丰富的闪长质包体;后者岩性主要为中细粒二长花岗岩,岩性总体较均匀。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,昌那单元花岗闪长岩和其中的闪长质包体具有一致的成岩年龄,分别为52.7±0.7Ma和52.3±0.6Ma,桑嘎单元二长花岗岩的成岩年龄为45.3±0.7Ma。地球化学组成上,二单元岩石均具有亚碱、准铝的特征,碱铝指数(AKI值)多低于0.9,铝饱和指数(A/NKC值)均小于1.0,属于准铝质钙碱性I型花岗岩。它们均富集轻稀土和大离子亲石元素(如Rb,Pb),亏损高场强元素(如Nb,Ta,Ti),具有弧型岩浆岩的地球化学组成特征。与昌那单元岩石相比,桑嘎单元岩石富硅、富碱,具有较高的Rb/Sr、Rb/Ba比值,并表现出较显著的Eu负异常,指示其经历了较高程度的分异演化。昌那单元花岗闪长岩和其中的闪长质包体具有一致亏损的Hf同位素组成,二者的ε_(Hf)(t)值分别为+4.6~+11.5和+5.0~+11.1,桑嘎单元总体也具有亏损的Hf同位素组成,但其ε_(Hf)(t)值具有较大的变化范围(-0.5~+14.7)。综合分析表明,昌那单元岩石应为底侵的亏损地幔岩浆与其诱发初生地壳熔融产生的岩浆经混合作用形成,桑嘎单元岩石为这一混源岩浆经进一步分异演化后侵位结晶的产物,且成岩过程中极可能有古老的印度地壳物质参与。     

滇西始新世巍山岩体的岩石学成因及构造意义

巍山岩体位于云南西部哀牢山—红河断裂带附近,其主体岩性为二长斑岩和石英二长斑岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明该岩体侵位于始新世,年龄为(38.5±0.6)Ma。巍山岩体为过铝质岩石,其铝饱和指数ASI(=Al2O3/(Ca O+Na2O+K2O),分子数)为1.09~1.44。所有样品具有高的K2O含量(4.50%~4.98%)和K2O/Na2O比值(1.10~1.41)。这些花岗闪长岩类呈现出埃达克质岩石的属性,例如高的Al2O3、Sr和低的重稀土(HREE)以及Y含量、Eu负异常缺失等。它们比云南西部同期的浅色过铝质侵入岩有着低的ISr和高的εNd(t)组成,暗示基性岩浆对该岩体的形成做出了贡献。岩石地球化学证据表明,该岩体最可能形成于幔源玄武质岩浆底侵诱发增厚地壳中沉积岩或者变质沉积岩发生了部分熔融。巍山岩体侵位年龄早于哀牢山—红河断裂带走滑过程(32~22 Ma),因此其形成可能与该断裂带的走滑无关。     

柴北缘果可山岩体的岩浆混合作用:来自岩相学、矿物学和地球化学证据

青海南山岩浆岩带沿柴达木盆地和西秦岭造山带北缘分布,主要由与古特提斯洋俯冲-碰撞相关的晚二叠世-三叠纪花岗岩组成。本文对柴北缘东段果可山石英闪长岩及其中镁铁质微粒包体开展岩相学、矿物学、地球化学和Sr-Nd同位素综合研究及成因约束,为探究壳-幔相互作用提供新信息。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,果可山石英闪长岩与镁铁质包体形成于～247Ma。石英闪长岩属中钾钙碱性I型花岗岩,具有中等K_2O含量(1.43%～2.18%)和高Mg~#值(48.9～52.4),还表现出富集轻稀土元素、大离子亲石元素(如U、K、Pb),亏损重稀土元素和高场强元素(如Nb、Ta、Ti)和弱Eu负异常特征(Eu/Eu~*=0.71～0.85)。Sr-Nd同位素组成和矿物不平衡结构(如斜长石韵律环带和突变环带及角闪石包裹黑云母)表明,石英闪长岩主要源自镁铁质下地壳部分熔融并伴有富集地幔来源镁铁质组分的参与。镁铁质微粒包体呈椭球状,发育冷凝边和特殊的显微结构(如针状磷灰石、斜长石反环带和斜长石含刀刃状角闪石),具有更低的SiO 2含量(56.68%～59.28%)、更高的ε#Nd(t)和Mg值(58.5～62.2)以及更平坦的稀土配分曲线,暗示果可山镁铁质包体和寄主花岗岩是由源自遭受俯冲交代地幔的镁铁质岩浆与古老下地壳(古元古代晚期)来源的长英质岩浆不同比例混合形成的。结合前人对区域沉积学和构造解析研究结果,本文认为青海南山早-中三叠世岩浆活动与古特提斯洋向北俯冲诱发的幔源岩浆底侵和岩浆混合作用有关。     

赣南兴国东固高分异花岗岩成因及地质意义

本文对江西省兴国县东固花岗岩体进行了岩石学、全岩元素地球化学、锆石U-Pb及Lu-Hf同位素研究。研究结果表明,东固岩体中东固、雪竹坑和佛子山单元均形成于152±2Ma,为近同期岩浆作用的产物,而非前人认为属于三个不同时期,这一发现对于认识东固岩体的成因有着重要作用。东固岩体具有较高的全岩Si O2含量、Rb含量(350μg/g),较低的Zr/Hf、Nb/Ta值,地球化学上兼有部分铝质A型花岗岩和高分异S型花岗岩的特征,其成因类型较难界定。其中白云母花岗岩单元分异程度最高,与成矿作用密切相关,已经发现的矿床多产于其中或其与围岩接触带。东固岩体中不同单元的锆石εHf(t)值均集中,佐证前人划分的不同单元可能来自于同一源区。其锆石εHf(t)值介于-9~-11之间,对应两阶段亏损地幔模式年龄为1.7~1.9 Ga,同位素特征显示其可能起源于古元古代地壳变质基底的部分熔融。结合附近存在的"裂谷型"正长岩类,我们认为东固岩体可能产生于古太平洋板块向华南板块俯冲所产生的拉张构造背景之下,高分异岩体的界定有利于后期进一步找矿工作的开展。     

桂东北苗儿山张家花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄与地球化学特征

对张家岩体乍古田矿床及张家矿床的2件赋矿围岩样品,开展LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年,获得乍古田矿床赋矿围岩形成年龄为218.0±1.4Ma,张家矿床赋矿围岩形成年龄为226.8±5.7Ma。另外,对张家岩体8件样品的主量、微量元素及Sr-Nd同位素分析测试显示,张家花岗岩富硅(Si O2=74.35%~76.29%)、高铝(Al2O3=12.54%~14.03%)、高碱(Na2O+K2O=6.95%~9.17%)、低镁(Mg O=0.34%~0.45%)、低钙(Ca O=0.68%~1.03%)、低钛(Ti O2=0.106%~0.18%),属高钾钙碱性花岗岩;富集Rb,亏损Ba、Sr,Rb/Sr值高,属于低Ba-Sr花岗岩;轻稀土元素富集,负Eu异常;富U(平均21.5×10-6),Th/U值低(平均1.63),有利于铀矿化;(87Sr/86Sr)i高(约0.7247),低εNd(t)值(平均-13.95),二阶段Nd模式年龄为2.07~2.19Ga。张家花岗岩属于强过铝质S型花岗岩,可能是华夏板块古元古代基底变泥质岩经部分熔融形成的。     

福州复式岩体的成因:锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素约束

福州复式岩体I-A型复合花岗岩的岩石成因与源区性质目前尚未得到很好认识。本文对福州复式岩体花岗岩进行了岩石学、锆石U-Pb年代学、主量和微量元素地球化学及锆石Hf同位素研究。该复式岩体花岗岩可分为钙碱性和碱性系列。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,钙碱性系列花岗岩形成年龄为111～101Ma,是早白垩世多期次岩浆活动作用的产物;碱性系列花岗岩形成的年龄为95～93Ma,是晚白垩世岩浆活动的产物。两类岩石均具有Eu负异常、LREE富集和HREE亏损的特征,并且Rb、Th、U、K、Pb等大离子亲石元素相对富集,Ba、Sr以及高场强元素Nb、Ta、P、Ti相对亏损。其中,钙碱性系列花岗岩的轻重稀土分馏程度较之碱性系列花岗岩明显,而碱性系列花岗岩的负铕异常比钙碱性系列花岗岩明显。锆石Hf同位素组成表明,钙碱性系列花岗岩的ε_(Hf)(t)值为-3.9～0.2,地壳模式年龄表明花岗质岩浆源岩来自于新元古代古老地壳的部分熔融,并有少量的地幔组分卷入。碱性系列花岗岩的ε_(Hf)(t)值为0.04～4.8,地壳模式年龄指示花岗质岩浆源岩来自于新元古代古老地壳的部分熔融,并有大量幔源组分的混入。综合分析表明,福州复式岩体I-A型复合花岗岩具有相同的源区,其形成的差异主要是构造环境的变迁、幔源岩浆的加入以及岩浆分异演化等多种因素综合作用的结果。     

Metamorphism and deformation of mafic and felsic rocks in a magma transfer zone,Stewart Island,New Zealand

In the mingled mafic/felsic Halfmoon Pluton at The Neck, Stewart Island (part of the Median Batholith of New Zealand) some hornblende gabbros and diorites retain magmatic structures, whereas others show evidence of major changes in grain and inclusion shapes, and still others are amphibolite‐facies granofelses with few or no igneous relicts. These mafic to intermediate magmas crystallized in felsic magma relatively quickly, with the result that most deformation occurred at subsolidus conditions. It is suggested that mafic‐intermediate rocks with predominantly igneous microstructures spent less time in the magmatic system. The metamorphism of the mafic rocks appears to be ‘autometamorphic’, in the sense that elevated temperatures were maintained by magmatic heat during subsolidus cooling. Elevated temperatures were maintained because of repeated sheet injection and subconcordant dyke injection of hot basaltic and composite mafic‐felsic magmas, into a dominantly transtensional, km‐scale, outboard‐migrating, magmatic shear zone that operated semi‐continuously for between c. 140 and c. 130 Ma. Complete cooling occurred only when the system evolved to transpressional and the locus of magmatism migrated inboard (southward) between c. 130 and c. 120 Ma, associated with solid‐state mylonitic deformation. Intermingled granitic rocks escaped metamorphism, because they remained magmatic to lower temperatures, and experienced shorter and lower‐temperature subsolidus cooling intervals. However, the felsic rocks underwent relatively high‐temperature solid‐state deformation, as indicated by myrmekite replacing K‐feldspar and chess‐board subgrain patterns in quartz; locally they developed felsic mylonites. The felsic rocks were deformed in the solid state because of their high proportion of relatively weak minerals (quartz and biotite), whereas the mafic rocks mostly escaped subsolidus deformation, except in local high‐strain zones of hornblende‐plagioclase schist, because of their high proportion of relatively strong minerals (hornblende and plagioclase). We suggest that such contrasting microstructural features are diagnostic of long‐lived syntectonic magma transfer zones, and contrast with the more typical complex, batholith‐scale magma chambers of magmatic arcs.     

西藏措勤尼雄岩体的岩石成因及其对富Fe成矿作用的潜在意义

西藏措勤尼雄岩体是冈底斯造山带白垩纪大规模酸性岩浆活动的代表之一,著名的尼雄富铁矿体就主要赋存在发育闪长质包体的尼雄岩体外接触带上。因此要探讨此富铁矿体的成因机制,就需要对邻近的尼雄岩体进行研究。本文报道了尼雄岩体的寄主岩石(～116Ma和～110Ma)和闪长质包体(～110Ma)的岩石学、全岩主量、微量元素和Sr-Nd同位素数据,以约束其岩石成因,并通过与南美智利安第斯铁成矿作用的对比,初步探讨了尼雄岩浆活动与富铁成矿作用的可能联系。尼雄岩体寄主岩石富硅(SiO2=67.52%～76.39%),铝饱和指数(A/CNK)为0.96～1.05,属偏铝质中-高钾钙碱性系列的花岗闪长岩到二长花岗岩。闪长质包体属偏铝质(A/CNK=0.82)中钾钙碱系列岩石。寄主岩石与闪长质包体具相似的稀土元素配分模式和微量元素蜘蛛图型式,如均富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、K、U和Th)、亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti、P和Zr)。寄主岩石中约116Ma的样品具高的(87Sr/86Sr)i值(0.7145和0.7156)、负的全岩εNd(t)(-8.9和-7.8)和锆石εHf(t)(-7.1～-3.0),对应古老的Nd同位素二阶段模式年龄(1.55～1.60Ga)和锆石Hf同位素地壳模式年龄(1.40～1.60Ga);约110Ma的寄主花岗岩和闪长质包体具偏低的(87Sr/86Sr)i值(0.7066～0.7095和0.7088)、负的全岩εNd(t)(-8.1～-5.2和-7.8)和锆石εHf(t)(-6.2～-2.1和-6.8～-0.2),对应的Nd同位素二阶段模式年龄和锆石Hf同位素地壳模式年龄分别为1.34～1.56Ga和1.20～1.60Ga。结合文献数据提出,尼雄岩体很可能是中上地壳来源的壳源熔体和古老岩石圈地幔来源的幔源熔体不同比例混合而成,并且幔源物质的混入量随时间有增加的趋势(即从约116Ma的50%到约110Ma的65%～75%)。初步认为尼雄岩体可能处于与班公湖-怒江洋壳岩石圈南向俯冲有关的俯冲板片角度变陡并断离(约110Ma)的伸展背景。尼雄岩体在岩浆作用成因、构造背景和地球动力学机制等方面均可与南美智利安第斯富铁成矿带进行很好的对比,因此本文主张,尼雄富铁矿成矿作用与邻近地区的闪长质岩浆活动密切相关,即这些闪长质岩浆活动为尼雄富铁矿床的形成提供了成矿元素。     

丹凤地区光石沟铀矿床大毛沟岩株锆石U-Pb同位素定年及其地质意义

丹凤地区是我国伟晶岩型铀矿床的重要产区,光石沟铀矿床是该区最大的铀矿床之一,大毛沟岩株与光石沟铀矿床有密切的空间关系与成因联系。本文采用锆石LA-ICP-MS定年方法测定了大毛沟岩株的U-Pb同位素年龄,获得了代表大毛沟岩株形成年龄的锆石谐和曲线加权平均值年龄为418.3±8.8 Ma,与光石沟铀矿床的成矿年龄相当,说明光石沟铀矿床的成矿作用在时间上与该岩株的形成时间相当。同时,残留锆石中1980.5±19.47 Ma年龄的发现,说明大毛沟岩株白岗质花岗岩的物源可能与中下地壳秦岭群有关;E颗粒内核465Ma的年龄则可能代表灰池子岩体片麻状二长花岗岩的形成年龄,表明大毛沟岩株与灰池子岩体的形成年龄之间存在约30 Ma的时差。     

花岗岩中原生与次生白云母的鉴别特征及其地质意义——以赣南富城强过铝质花岗岩体为例

通过显微镜下观察和电子探针成分分析,发现赣南富城强过铝质花岗岩中存在3种类型白云母,即原生白云母、交代型白云母和次生白云母,其平均晶体化学式分别为:K1.62Na0.06Fe0.32Mg0.39Ti0.02Al4.89Si6.54O10(OH)4(原生白云母)、K1.55Na0.07Fe0.43Mg0.24Ti0.03Al4.96Si6.50O10(OH)4(交代型白云母)、K1.51Na0.07Fe0.27Mg0.21Ti0.00Al4.98Si6.65O10(OH)4(次生白云母)。根据富城花岗岩主要造岩矿物的结晶顺序(斜长石→钾长石→黑云母→白云母→石英),结合白云母、黑云母稳定曲线及合成花岗岩初融曲线对比分析,富城强过铝质花岗岩中交代型白云母是在花岗岩结晶过程中交代较早晶出的黑云母形成的,其形成温度高于花岗岩熔体的固相线温度(～650℃),故应归属于原生白云母。本文提出根据岩石学宏观特征、岩石化学特征及岩相学微观特征区分花岗岩中原生白云母与次生白云母的综合鉴别方法。