Petrogenesis of Late Ordovician intrusive rocks in the West Kunlun orogenic belt: Constraints on the subduction process of the Proto-Tethys OceanSCIEI北大核心CSCD

西昆仑造山带发育有大量的早古生代岩浆岩,它们的形成与原特提斯洋俯冲-碰撞密切相关,然而,对于这些岩浆岩的岩石成因和形成的构造背景仍然存在较大的争议。本文对西昆仑造山带早古生代阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩岩体开展了详细的矿物学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf-O同位素研究,以探讨这些侵入岩的岩浆源区与成因,揭示原特提斯洋在这一时期的构造演化过程。这两个岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为456±2Ma和452±2Ma,指示它们形成于晚奥陶世。阿喀孜二长岩具有富碱(K_(2)O+Na_(2)O=10.5%~11.8%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=1.20~1.44)特征,相对低MgO(0.89%~0.97%)、TiO_(2)(0.42%~0.45%)含量,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,且具有较高的全岩锆饱和温度(T_(Zr)=814~862℃),属于钾质碱性岩石。该岩体具有较高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)值(0.72057~0.72186),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.1~-4.5)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.6~-3.4),以及较高的锆石δ^(18) O值(5.39‰~7.94‰),表明其源区可能为伸展环境下古老基性下地壳部分熔融。赛图拉石英闪长岩SiO_(2)含量为56.8%~58.6%,全碱(Na_(2)O+K_(2)O)含量为5.75%~6.39%,具有较低的铝饱和指数(A/CNK=0.85~0.89),相对高的MgO含量(2.93%~3.41%)以及Mg^(#)值(~45),为高钾钙碱性系列岩石。它们富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th)和亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),且具有微弱的Eu异常(δEu=0.72~0.77),类似于俯冲带岩浆岩地球化学特征。这些石英闪长岩具有相对高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值(0.71317~0.71322),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.6~-5.1)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.8~-2.9),与同时期来源于富集地幔的基性岩同位素特征相似,表明赛图拉石英闪长岩岩浆可能是由俯冲板片流体交代的富集地幔楔部分熔融形成,并在岩浆演化的过程中经历了橄榄石、辉石、角闪石、磷灰石和Fe-Ti氧化物等矿物的分离结晶作用。结合同位素和数字模拟计算(Rhyolite-MELTS)结果表明,赛图拉石英闪长岩可能由塔里木克拉通南缘玄武质岩浆的分离结晶而成。综合前人研究,本文提出晚奥陶世阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩形成于原特提斯洋向北俯冲相关的活动大陆边缘环境,该时期原特提斯洋板片回撤,诱发软流圈地幔的上涌,从而产生了大量的弧岩浆岩。     

襄樊—广济断裂带东段构造变形特征及其演化

襄樊—广济断裂带是分隔大别造山带和扬子板块北缘前陆褶皱逆冲带的边界断裂,其几何学、运动学及构造演化特征记录了南北两大不同性质的大地构造单元发生碰撞、拼贴及相互作用的地质过程。在野外调查、构造解析和年代学研究基础上,结合区域地质和地球物理资料分析,认为襄樊—广济断裂带东段以深部向南逆冲、浅表向北逆冲的“鳄鱼嘴式”对冲构造为特征,与西段的构造变形样式和次序存在显著差异。中扬子地区东部受控于江南—雪峰造山带和大别造山带南北两大构造体系,深部扬子板块北缘向大别造山带之下俯冲导致造山带自北向南挤出,推覆构造可影响至瑞昌一带,由南向北的浅层逆冲推覆可影响至梅川附近,二者在襄樊—广济断裂带东段的蕲春—武穴—浠水一带对接。襄樊—广济断裂带经历了印支早期同碰撞由北向南的逆冲推覆和深层次的韧性剪切变形(T₂末)、燕山早—中期双向对冲构造变形(J_1-3)、燕山晚期伸展正断层变形(K_1-2)、喜山早期由北向南小规模逆冲变形(E₁)阶段。     

中国铜矿床成矿系列研究进展

矿床成矿系列理论在中国经过三十多年的发展,已被广泛应用于找矿勘查实践。文章在以往矿床成矿系列研究的基础上,对中国铜矿床的成矿系列进行了补充与完善,厘定出30个以铜为特色的矿床成矿系列。结合全国地质与成矿演化,分析铜矿床成矿系列在主要地质历史时期的特点与时空分布规律,其中,前寒武纪7个铜矿床成矿系列,矿床类型以变质型和岩浆型为主;古生代8个铜矿床成矿系列,矿床类型以海相火山岩型为主;中生代13个铜矿床成矿系列和新生代2个铜矿床成矿系列,矿床类型均以斑岩型和矽卡岩型为主。西藏地区铜矿找矿突破显著,新增2个全国范围的铜矿床成矿系列。矿床成矿系列的复合,是中国铜矿床成矿系列研究的重要成果和特色。     

龙门山冲断带分段机理研究

前陆冲断带具有巨大的油气勘探潜力,构造分段性控制油气分布。龙门山冲断带构造分段特征明显,但对分段性的形成机理缺乏深入研究。总结前人砂箱模拟实验成果认为:盆地基底差异和推覆带附近刚性体分布的差异,是造成冲断带构造分段的主要原因。龙门山前川西古拗拉谷的发现,为盆地基底存在差异提供了有利证据,古拗拉谷两侧发育大邑古隆起、江油——老关庙古隆起,在后期逆冲推覆过程中形成阻挡。通过对龙门山推覆带基底特征和刚性地体进行分析,结合前人模拟实验结果,明确提出龙门山冲断带构造分段机理:龙门山北段构造的形成是以碧口地块为动力,龙门山初始裂谷边缘古隆起形成阻挡,在古隆起上方形成冲断带;中段以彭灌杂岩体[彭县——灌县(都江堰)杂岩体]传递动力,在川西古拗拉谷坳陷部位,刚性体挤入盆地内部,印支期——喜马拉雅期,古坳陷部位继承性地发展为川西前陆盆地;南段以宝兴杂岩体传递动力,在大邑古隆起上方形成冲断带。     

博格达造山带东段早石炭世火山岩地球化学特征及构造属性

博格达造山带东段克孜库都克地区七角井组玄武岩和中酸性火山碎屑岩及少量流纹岩在时空上构成双峰式火山岩组合。玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为331.0±3.0Ma,属于早石炭世晚期;Si O2含量为47.68%~48.82%,Ti O2含量(1.83%~2.17%)略高于N型大洋中脊玄武岩,高Al(Al2O3含量为15.56%~16.09%),富钠贫钾(Na2O/K2O=5.44~7.76),低Mg(Mg O含量为5.97%~7.17%,Mg#为43~47),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用。玄武岩具有近于平坦的稀土配分模式,轻微负Eu异常(δEu=0.89~0.93),相对富集Rb、Ba、P,亏损Th、Nb、Ta、Sr、Ti等不相容元素。火山岩岩石地球化学特征表明:研究区玄武岩可能是亏损尖晶石相地幔橄榄岩向石榴石相地幔橄榄岩过渡的产物,且在其上升过程中受到较弱程度的地壳物质混染,形成于陆内裂谷环境,其地球动力学体制可能与古亚洲洋壳向先存的准噶尔-吐哈陆块斜向俯冲,产生的侧向撕裂力拉张陆块有关。克孜库都克地区早石炭世玄武岩构造属性的确立进一步证实了博格达造山带在石炭纪时期处于大陆裂谷演化过程的观点,为进一步深入理解博格达地区石炭纪构造岩浆演化过程提供了新的地质与年代学依据。     

黔东南地区新元古代下江群的地层年代及其地质意义

黔东南地区下江群是分布在江南造山带西段的一套前寒武纪浅变质陆源碎屑岩夹火山碎屑岩组合, 其地层时代归属与划分特别是区域地层对比一直未能得到很好解决.在对该区前寒武纪地层广泛而详细的剖面测制和地质调查基础上, 运用LA-ICP-MS技术, 对地层中沉凝灰岩、含凝灰质碎屑岩和碎屑岩进行锆石U-Pb年代学测试, 获得一批高精度的年龄.四堡群河村组顶部的碎屑岩和下江群乌叶组第1段顶部的含凝灰质碎屑岩、清水江组底部与中部的沉凝灰岩、平略组中上部的含凝灰质碎屑岩、隆里组中下部的碎屑岩等样品中锆石U-Pb最小年龄组的加权平均年龄分别为819.8±6.4Ma和779.5±4.7Ma、764.0±6.3Ma与(756.8±7.6Ma、756.0±13.0Ma)、733.9±8.8Ma及725.0±10.0Ma.这些数据将四堡群和下江群的时代限制为新元古代.结合研究区隆里组与长安组整合接触关系和全球低纬度南华系冰期起始年龄(717.4Ma)的地质事实, 将下江群沉积时限约束在815~717Ma之间.根据区域岩浆事件进一步约束了下江群各组段的地层时限, 并开展江南造山带下江群及其相当层位的地层划分与对比, 认为新元古代岩浆作用制约着黔东南下江群盆地的演化.      

雷山—锦屏一带清水江组软沉积构造的变形特征——远古的地震记录

通过面上地质调查,在黔东南雷山—锦屏一带的新元古代清水江组含火山碎屑之砂泥质岩层中,发现了大量软沉积物变形构造,主要有滑塌、滑移及阶梯状微断层。根据前人对形成该软沉积物变形的模拟试验成果,推断该类软沉积变形的机制与震动液化有关,其动力来源于古地震。在清水江组地层分布区,沉积物中含大量凝灰质,显示出古地震与古火山作用相伴频发之特点,这是新元古代裂谷盆地在此阶段构造演化的响应。     

“三江”中段两类碳酸盐岩容矿铅锌矿化成因的相关性——来自稀土元素地球化学研究的启示

世界范围内的碳酸盐岩容矿铅锌矿带内常在区域上出现以方解石等碳酸盐矿物为主要脉石矿物的富碳酸盐型铅锌矿化和以碳酸盐+萤石为主要脉石矿物的富氟型铅锌矿化这两种矿化形式,但不同元素组合的出现在成因上是否有相关性并不明确。青藏高原"三江"成矿带中段玉树地区同一矿集区内近同时发育了东莫扎抓富碳酸盐型和莫海拉亨富氟型铅锌矿床,二者均为碳酸盐岩赋矿,以逆断层为主要控矿构造,具有层控的矿体产状特征,矿石矿物均为方铅矿+闪锌矿,但是,东莫扎抓矿床以方解石+白云石等碳酸盐矿物为主要脉石矿物,莫海拉亨则以方解石+萤石为主要脉石矿物。研究表明,两个矿区含钙矿物的稀土元素地球化学特征存有差异。东莫扎抓矿区方解石的稀土元素具有轻重稀土元素分馏相对明显、轻稀土元素富集、Eu负异常明显的特征,在球粒陨石标准化配分模式图上呈现右倾或轻微右倾的"V"字形曲线。莫海拉亨矿区方解石及萤石轻重稀土元素分馏不明显,有明显的Eu负异常,球粒陨石标准化配分模式图上呈现轻微的"M"型曲线。稀土元素总量上,东莫扎抓(0.46×10-6~10.79×10-6)较莫海拉亨矿床(0.25×10-6~5.88×10-6)高。稀土元素地球化学特征揭示,两个矿床的含钙矿物都沉淀自与岩浆作用无关的热液流体,伴随硫化物沉淀,流体盐度降低,还原性变弱。莫海拉亨矿床除具有一套和东莫扎抓矿床来源一致的流体外,还具有另一套来自深部变质基底的富氟流体,这套流体控制了富氟型碳酸盐岩容矿铅锌矿床的沉淀位置,使其在区域上更靠近逆冲体系主逆冲带,且多在区域上最底层的碳酸盐岩地层中发育。这一认识解释了世界上多个碳酸盐岩容矿铅锌成矿带内同一空间、时间范围内两套不同类型铅锌矿床型式共同出现的原因。     

东秦岭磨沟碱性岩体年代学、地球化学及岩石成因

河南嵩县磨沟碱性岩体位于华北陆块南缘,其主体岩性为霓辉正长岩,局部出露正长岩和少量似斑状(霓辉)正长岩,发育岩浆暗色包体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,霓辉正长岩和正长岩成岩年龄分别为210.4±2.0Ma(MSWD=0.39)和237.6±2.9Ma(MSWD=0.95),结合前人研究成果,认为该岩体是中三叠世和晚三叠世两期岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示,霓辉正长岩的σ值为8.93~11.08,K2O含量为10.70%~13.76%,K2O/Na2O值为3.87~10.35,属于过碱性岩石系列的钾质碱性岩;在微量元素组成上,富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有弱或不明显的负铕异常。在同位素组成上,霓辉正长岩具有偏高的、变化范围很大的(87Sr/86Sr)i值和显著偏低的εNd(t)值;锆石的εHf(t)值变化于-21.6~-4.5之间,两阶段Hf模式年龄为1 555~2 629 Ma。磨沟岩体是由含金云母的富集地幔部分熔融产生的幔源岩浆与壳源岩浆混合并经一定程度的分异演化形成的,岩石中高含量的K来源于这种含金云母的富集地幔。磨沟岩体早期岩浆活动发生于秦岭造山带主碰撞峰期的局部伸展环境,晚期岩浆活动则发生于后碰撞伸展环境。     

南天山西段巴雷公花岗岩体的地质年代学及锆石Hf同位素特征——岩石成因及对构造演化的约束

位于中国南天山增生造山带西段的巴雷公岩体的岩石类型为黑云母二长花岗岩。岩体中2件样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为291±3 Ma和283±3 Ma。该岩体具有较高的SiO2(65.88%~72.99%)、K2O(4.23%~6.86%)和全碱含量(K2O+Na2O=7.45%~9.96%),呈现明显的Ba、Nb-Ta、Sr、P和Ti的负异常,以及轻稀土元素相对于重稀土元素的轻-中度富集和明显的Eu负异常(δEu=0.27~0.60)。上述这些特征与A型花岗岩一致。其锆石的εHf(t)值为-4.3~+1.7,二阶段Hf模式年龄为1.20~1.58 Ga。锆石Hf同位素和全岩地球化学特征暗示岩体起源于高温、低压条件下的下地壳中元古代角闪岩相变质基性火成岩的部分熔融。巴雷公岩体的围岩属于代表了南天山洋残迹的蛇绿混杂岩的一部分。巴雷公岩体无变形,侵入至蛇绿混杂岩单元中,具有"钉合岩体"的特点,从而为进一步限定洋盆闭合于二叠纪之前提供了证据。南天山增生造山带二叠纪岩体的Hf同位素均显示古老物源,揭示该增生造山带深部均为古老物质,是塔里木古老基底物质大量卷入的反映。