新疆西天山铁木里克铁矿床火山岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征及地质意义

铁木里克铁矿位于西天山阿吾拉勒铁铜成矿带中段,矿床围岩为一套以粗面安山岩、安山岩和流纹岩为主的连续变化的中酸性火山岩。本文通过对铁木里克铁矿床火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,并且结合Hf同位素和岩石地球化学研究,对火山岩的形成时代以及大地构造背景进行探讨。锆石LA-ICP-MS测年结果显示,粗面安山岩、安山岩以及流纹岩的测年结果分别是318.8±2.3Ma、320.8±2.5Ma和319.1±3.5Ma。地球化学分析表明该套火山岩属于高钾钙碱性-钾玄岩系列,富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE;如Rb、Th、K),重稀土元素(HREE)配分平坦,同时具有Nb、Ta的强烈亏损,具有明显的岛弧火山岩地球化学特征。在火山岩的大地构造判别图解上,样品点都落在了大陆弧部分。锆石的Hf同位素显示εHf(t)具有一致的变化范围(+6.2~+12.0),指示火山岩具有相同的岩浆来源,都是来源于早古生代新生陆壳的重熔,形成于相同的构造岩浆背景下。结合区域地质资料,本文认为铁木里克铁矿床出露的这套高钾钙碱性-钾玄岩系列火山岩可能是南天山洋闭合末期到陆陆碰撞早期大陆弧岩浆作用的产物。     

昌宁-孟连结合带牛井山早古生代埃达克岩锆石U-Pb年龄、岩石成因及其地质意义

昌宁-孟连结合带是西南三江地区重要的古特提斯结合带,本文报道该带牛井山蛇绿混杂岩带内的早古生代英云闪长岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素、全岩地球化学特征,探讨其岩石成因,揭示早古生代(原)特提斯演化过程和恢复古地理格局。利用LA-ICP-MS对英云闪长岩进行锆石U-Pb定年,获得~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为468±2Ma(MSWD=1.4,n=22),代表岩浆岩结晶时代。对锆石进行原位微区Hf同位素分析获得锆石ε_(Hf)(t)=+1.6~+2.8。牛井山英云闪长岩具有高的SiO_2(61.6%~67.16%),Al_2O_3(15.4%~17.64%),Na_2O(2.93%~3.25%)含量,高的Na_2O/K_2O(3.9~5.4)比值。微量元素具有高Sr(469×10~(-6)~533×10~(-6)),低Yb(0.66×10~(-6)~1.22×10~(-6))和Y(8.5×10~(-6)~16.3×10~(-6)),Eu正异常(1.01~1.37)的特征。此外,在同等SiO 2条件下,还具有相对高的Mg~#和MgO(Mg~#=50~51,MgO=2.84%~3.58%)。这些特征表明英云闪长岩具有高镁埃达克岩的性质。岩石成因研究表明牛井山高镁埃达克岩很可能是俯冲洋壳加上部分大洋沉积物部分熔融并与上覆地幔橄榄岩反应的产物。早古生代洋壳俯冲成因的埃达克岩的发现证明昌宁-孟连特提斯洋演化历史可追溯至约468Ma。昌宁-孟连结合带早古生代岩浆作用与龙木错-双湖结合带早古生代洋壳残片的时代一致、构造属性相似,我们认为昌宁-孟连结合带与木错-双湖结合带可对比,它们代表了一个统一的古生代特提斯大洋残余。     

西天山巴音布鲁克地区早古生代成矿地质环境:岩浆岩及其时代和元素同位素约束

西天山位于中亚造山带(CAOB)西南部,是其重要组成部分。CAOB晚古生代金属成矿环境和过程尤为典型,但早古生代成矿地质环境还不甚清楚。新疆巴音布鲁克地区出露(原定时代晚志留世)巴音布鲁克组火山岩夹浅海相碎屑岩和灰岩,是认识西天山早古生代成矿地质环境的难得对象。巴音布鲁克组出露于Nikolaev-那拉提山北缘断裂与Atbash-Inylchek-那拉提山南缘断裂之间的中天山,在巴音布鲁克地区典型发育,火山岩包括玄武岩、玄武安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩,其中侵入岩有正长斑岩和花岗闪长岩。LA-ICP-MS测得玄武安山岩、英安岩、正长斑岩、花岗闪长岩、流纹岩锆石U-Pb年龄分别为455.6±8.1Ma、444.5±1.9Ma、441.4±1.6Ma、455.4±5.3Ma、424±1.9Ma,岩浆活动于晚奥陶-早志留世,喷出和侵入时代接近,原定巴音布鲁克组地层时代晚志留世应改为晚奥陶-早志留世。这些岩浆岩具有相似的稀土元素地球化学特征,微量元素相比原始地幔均亏损Nb、Ta、P、Ti。玄武岩正的ε(t)=+1.6~+6.7,低的(~(87)~Sr/~(86)NdSr)i=0.70377~0.70489,指示岩浆源区具有亏损地幔特征,弱的Zr-Hf负异常,低的Th/Nb比值,较窄的同位素变化范围暗示地壳混染并不显著,微量元素及铅同位素特征(~(206)Pb/~(204)Pb=18.26~18.77,~(207)Pb/~(204)Pb=15.63~15.69,~(208)Pb/~(204)Pb=38.21~38.34)表明岩浆源区可能是俯冲流体及洋底沉积物交代的地幔楔橄榄岩部分熔融成因。西天山巴音布鲁克地区早古生代岩浆岩应是南天山洋晚奥陶-早志留世向北向中天山陆块之下俯冲在中天山-伊犁板块南缘活动大陆边缘的岩浆产物,指示了陆缘岩浆弧环境。这种陆缘弧环境有利于斑岩铜金成矿系统发育,值得高度关注相关铜金矿的地质找矿。     

新疆白杨河铍铀矿床萤石Sm-Nd和沥青铀矿U-Pb年代学及其地质意义

白杨河矿床是我国类型独特的一个特大型铍、铀多金属矿床,铍矿物主要确定为羟硅铍石,铀矿物主要发现沥青铀矿和次生的硅钙铀矿以及少量的铌铀矿,伴生矿物主要是萤石。为恢复铀和铍的成矿过程,划分成矿阶段,本次工作通过系统采集钻孔中的萤石样品,进行了Sm-Nd同位素测年研究,获得了三组等时线年龄,分别为291±16Ma、265±33Ma和207±37Ma,代表了成矿前、成矿期和成矿后萤石的形成;采集中心工地、新西工地和九号工地平巷内的沥青铀矿样品,进行了UPb同位素测年研究,获得了~(206)Pb/~(238)U表观年龄237.8±3.3Ma、224±3.1Ma、197.8±2.8Ma、97.8±1.4Ma和30.0±0.4Ma,利用U-Pb表观年龄将铀矿化划分为四个阶段:中三叠世、晚三叠-早侏罗世、晚白垩世和古近纪中期。因此,白杨河矿床具有铍早铀晚的成矿特点,铀成矿经历了四个阶段。     

北京平原区晚中生代安山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

本文对北京平原区Jr173井和Jr176井安山岩进行了SHRIMP和LA-LCP-MS锆石U-Pb定年,用以精确限定北京平原区火山岩时代、盆地形成与地貌转变之间的关系。2个安山岩中的锆石多晶型良好,具有典型的生长环带和较高的Th/U比值,显示其为岩浆锆石。Jr173井底部安山岩14颗锆石的206Pb/238U年龄可分为两组,其加权平均年龄分别为122.6Ma和138.4Ma;Jr176底部安山岩53颗锆石的206Pb/238U加权平均年龄为122.63Ma,表明该期火山岩的形成时代为早白垩世晚期,与前人认为的侏罗纪有较大区别。结合前人资料,北京地区沿着黄庄-高丽营断裂一线形成断陷盆地,西部隆升为山脉,东部下降为平原,就其安山岩喷发时代、空间展布和盆地发育特征而言,可视为中国东部晚中生代构造演化的一个缩影。     

西藏达金砾岩的沉积时代、物源及构造背景

达金砾岩出露于西藏阿里地区冈仁波齐峰南麓,因其地层中发现深海有孔虫化石而受到广泛关注,然而由于达金砾岩的沉积时代不确定,对其沉积的大地构造背景也没有统一的认识。本文中,根据最年轻的碎屑锆石U-Pb年龄限定达金砾岩的最大沉积时代为渐新世末-中新世初(24~27Ma)。综合野外观察,砂岩碎屑统计和碎屑锆石U-Pb年龄分析,本文认为达金砾岩的底部和顶部地层中碎屑物质直接来源于北侧的冈底斯弧,而其中部地层中碎屑物质(包括有孔虫化石)应再旋回自西侧的弧前盆地错江顶群地层。达金砾岩与上覆的冈底斯砾岩连续沉积,且其沉积时代,源区分析结果都与冈底斯砾岩一致,因此本文认为达金砾岩应隶属于冈底斯砾岩。达金砾岩地层变形较弱,产状近乎水平,应沉积于拉张应力背景下,可能与渐新世末-中新世初俯冲的印度板片的"折返"和"断离"有关。     

西藏盐湖地区闪长玢岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及岩石成因

西藏盐湖地区的闪长玢岩体位于班公湖-怒江缝合带西段,其岩石的矿物组合为斜长石(45%~55%)、钾长石(20%~25%)、角闪石(10%~15%)、石英(5%~10%)和黑云母(5%)。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年显示,该岩体的形成年龄介于117.6~121.3Ma,即早白垩世。岩石化学研究表明,盐湖地区的闪长玢岩具有I型花岗岩类的地球化学特征,其形成的构造背景为岛弧大陆挤压碰撞造山环境(IAG)。该闪长玢岩体的成因可能与向南俯冲的班公湖-怒江洋壳俯冲板片的断离导致的软流圈物质上涌和地壳重熔有关,即由下地壳基性岩类的部分熔融所形成。     

华北北缘东段开原地区三叠纪侵入岩年代学及岩石地球化学研究

本文报道了位于华北北缘东段开原地区尖山子岩体、宝兴岩体和树德屯岩体的岩相学、岩石地球化学及年代学特征,探讨了上述岩体的形成时代、岩石成因及其构造环境。锆石U-Pb定年结果表明,尖山子岩体形成于251±1.3Ma,宝兴岩体形成于235±1.3Ma,树德屯岩体形成于224±1.9Ma,说明开原地区三叠纪存在早三叠世、中三叠世和晚三叠世三个时期的岩浆活动。尖山子岩体以二长花岗岩为主,具高硅低镁特征,属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Hf、Zr等高强场元素;δEu=0.55~1.87,(La/Yb)N=6.23~47.9,轻重稀土分馏明显,富集轻稀土,亏损重稀土。宝兴岩体以花岗闪长岩为主,Si O2含量变化较大(52.36%~74.06%),Al2O3含量(14.5%~17.34%),Mg O含量(0.61%~3.66%),属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Ti等高强场元素;无明显的Eu异常,(La/Yb)N=6.81~25.6,轻重稀土分馏较明显,富集轻稀土,亏损重稀土。树德屯岩体以闪长岩为主,岩石具有低硅高镁特征,K2O/Na2O比值为0.33~0.76,显示富K贫Na特征,属钙碱性系列;富集大离子亲石元素Rb、K、Ba、Th,相对亏损Ta、Nb、P、Ti、Hf、Zr等高强场元素;无明显的Eu异常,(La/Yb)N=3.87~10.2,轻重稀土分馏不明显。上述岩石地球化学特征表明,尖山子岩体和宝兴岩体的原始岩浆起源于下地壳基性物质的部分熔融,树德屯岩体的原始岩浆起源于亏损的地幔楔。研究区三叠纪岩浆岩形成于造山阶段挤压环境下。华北北缘东段的挤压碰撞作用一直持续到晚三叠世(224Ma),而造山阶段向造山后阶段的构造转换(挤压地壳加厚向伸展垮塌的环境转换)发生于晚三叠世-早侏罗世(224~180Ma)期间。华北北缘东段中生代岩石圈减薄或破坏始于晚三叠世-早侏罗世(224~180Ma)期间。     

朝鲜半岛古元古代摩天岭群的碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

克拉通内部活动带变质沉积建造蕴藏了早期超大陆形成中地体聚-散动力学过程的重要信息,碎屑锆石年代学则是揭示这种信息的最佳工具之一。针对华北(中-朝)克拉通最具代表性的古元古代活动带(辽-吉-朝活动带)中巨量沉积建造精细表征方面的空白区域,本文开展了朝鲜半岛检德地区摩天岭群的碎屑锆石年代学研究。SIMS U-Pb定年结果显示,北大川组变火山碎屑岩样品的锆石年龄谱记录了约2.53Ga的主要年龄峰值和约2.19Ga的最年轻峰值,说明北大川组开始沉积的时代应该晚于2.2Ga。南大川组变沉积岩样品碎屑锆石记录的最年轻峰值年龄为约2.02Ga,说明南大川组的沉积时代应该不早于2.02Ga;其锆石年龄谱记录了一个主要年龄峰值区域(2.02~2.18Ga)、一个次要年龄峰值(约2.46Ga)和一些2.78~3.30 Ga的古老年龄,指示其物质源区主要为同区古元古代地质体和邻近地体上的太古宙变质基底。区域对比表明,摩天岭群与中国境内辽吉活动带中的辽河群及集安群/老岭群具有基本一致的碎屑锆石年龄谱,说明它们不仅是同一时代的产物,而且分享类似的物质源区。这些时代一致、物源相近的沉积建造可以为甄别古元古代辽-吉-朝活动带的大地构造属性提供重要参考。与沉积年龄相近的碎屑锆石占据主导的碎屑锆石年龄谱反映了汇聚板块边缘各类盆地的典型特征,而相悖于大部分碎屑锆石年龄远大于地层沉积年龄的裂谷型盆地。     

渤海蓬莱9-1中生代花岗岩体岩石地球化学特征及其区域构造意义

蓬莱9-1花岗岩体是渤海海域首次发现的中生代花岗岩,鉴于渤海海域在华北克拉通中的重要构造位置,该花岗岩的形成时代和成因机制的研究对区域构造研究具有重大意义。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明该花岗岩体形成于中侏罗世160~165Ma。花岗岩属于高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质花岗岩;富Al_2O_3(14.84%~17.19%)和Sr(485×10~(-6)~909×10~(-6)),贫Y(0.66×10~(-6)~1.39×10~(-6))和Yb(小于2.0×10~(-6)),无铕的负异常,多数样品表现为铕的弱正异常,表现出C-型埃达克岩特征。表明渤海地区在160~165Ma期间处于挤压地壳增厚环境下,以地壳减薄为标志的克拉通破坏过程彼时尚未发生,其区域动力学环境可能仍处于华北板块-华南板块碰撞拼接的影响范围内。