Post-collisional granitoids from the Dabie orogen in China: Zircon U–Pb age, element and O isotope evidence for recycling of subducted continental crust

While recycling of subducted oceanic crust is widely proposed to be associated with oceanic island, island arc, and subduction-related adakite magmatism, it is less clear whether recycling of subducted continental crust takes place in continental collision belts. A combined study of zircon U–Pb dating, major and minor element geochemistry, and O isotopes in Early Cretaceous post-collisional granitoids from the Dabie orogen in China demonstrates that they may have been generated by partial melting of subducted continental crust. The post-collisional granitoids from the Dabie orogen comprise hornblende-bearing intermediate rocks and hornblende-free granitic rocks. These granitoids are characterized by fractionated REE patterns with low HREE contents and negative HFSE anomalies (Nb, Ta and Ti). Although zircon U–Pb dating gives consistent ages of 120 to 130 Ma for magma crystallization, occurrence of inherited cores is identified by CL imaging and SHRIMP U–Pb dating; some zircon grains yield ages of 739 to 749 Ma and 214 to 249 Ma, in agreement with Neoproterozoic protolith ages of UHP metaigneous rocks and a Triassic tectono-metamorphic event in the Dabie–Sulu orogenic belt, respectively. The granitoids have relatively homogeneous zircon δ¹⁸O values from 4.14‰ to 6.11‰ with an average of 5.10‰ ± 0.42‰ (n = 28) similar to normal mantle zircon. Systematically low zircon δ¹⁸O values for most of the coeval mafic–ultramafic rocks and intruded country rocks preclude an AFC process of mafic magma or mixing between mafic and felsic magma as potential mechanisms for the petrogenesis of the granitoids. Along with zircon U–Pb ages and element results, it is inferred that the granitic rocks were probably derived from partial melting of intermediate lower crust and the intermediate rocks were generated by amphibole-dehydration melting of mafic rocks in the thickened lower crust, coupled with fractional crystallization during magma emplacement. The post-collisional granitoids in the Dabie orogen are interpreted to originate from recycling of the subducted Yangtze continental crust that was thickened by the Triassic continent–continent collision. Partial melting of orogenic lithospheric keel is suggested to have generated the bimodal igneous rocks with the similar crustal heritage. Crustal thinning by post-collisional detachment postdated the onset of bimodal magmatism that was initiated by a thermal pulse related to mantle superwelling in Early Cretaceous.     

华北克拉通南缘蓝田和牧护关花岗岩体：LA-ICPMS锆石U-Pb年龄及其构造意义

蓝田和牧护关花岗岩体位于华北克拉通南缘、东秦岭西北端,同时地处大兴安岭-太行山重力梯度带西侧,准确限定其侵位时代对于正确理解华北克拉通岩石圈减薄的时空分布特征及东、西秦岭中生代岩浆作用的时空分布均具有重要意义。蓝田岩体主要由巨斑状二长花岗岩和中细粒二长花岗岩组成,牧护关岩体主要由花岗闪长岩、二长花岗岩和富黑云母花岗岩组成。对其中主体岩性的锆石LA—ICPMSU—Pb定年结果表明,蓝田和牧护关岩体的侵位时代分别为（154±1）Ma和（151±2）Ma,说明它们是燕山期（晚侏罗世-早白垩世）岩浆活动的产物。蓝田-牧护关岩体以西的西秦岭广大地区印支期岩浆岩分布广泛,但迄今为止尚未发现燕山期岩浆活动的证据,相反在蓝田一牧护关岩体以东的华北克拉通南缘和东秦岭地区,燕山期侵入岩十分发育。秦岭造山带中生代花岗岩类侵位时代的系统差异表明,东秦岭和西秦岭自晚侏罗世以后受不同的构造背景控制。一般认为,西秦岭印支期岩浆岩与扬子和华北板块的碰撞拼合有关,而东秦岭燕山期岩浆岩则与华北克拉通岩石圈减薄或太平洋板块向欧亚大陆的俯冲有关。因此,蓝田和牧护关岩体可能代表了滨太平洋构造一岩浆域和华北克拉通岩石圈减薄的西界。     

华南地区进贤-柘荣剖面深部电性结构

为了研究华南地区的深部电性结构,探寻浅部地质过程的深部背景,布设了江西进贤至福建柘荣超长周期大地电磁测深剖面。通过剖面数据的处理、定性分析及二维反演,获得剖面岩石圈尺度的电性结构模型,并分区块对壳幔电性结构及主要断裂进行了分析。反演结果表明：1）剖面可分为4个构造单元,分别为江南造山带、华夏地块内部、华夏褶皱带和东南沿海岩浆岩带;2）武夷山与东南沿海岩浆岩带两处电性莫霍面隆起,电性莫霍面的起伏特征受控于区域深大断裂;3）剖面电性岩石圈整体表现为西薄东厚,江南造山带岩石圈-软流圈界面埋深为80~100 km,华夏褶皱带及东南沿海岩浆岩带的岩石圈-软流圈界面埋深约为140 km,存在一处岩石圈减薄区和两处软流圈上涌区,反映了伸展构造作用对岩石圈的不均匀改造。     

中国大陆大规模成矿作用油气田形成——来自岩石圈的约束

由克拉通、造山带、裂谷、边缘海洋壳和岛弧等5大岩石圈类型构成的中国大陆,由于不同类型岩石圈对应的动力学机制及其效应不同,岩石圈不同类型之间的连接带必定是不连续带,与大陆成矿作用有密切的联系。中国大陆已知的绝大多数金属矿床分布于岩石圈不连续和再活化不连续处,表明岩石圈不连续为大型矿床(矿集区)形成提供有利的运-储空间。中国大陆西北、中国东部和西南地区构造-岩浆-成矿事件序列对比表明,一个地区岩石圈的壳-幔岩石学结构、大规模成矿作用,取决于最强的、最后一次的岩浆作用,大规模成矿作用的发生起始于造山岩石圈根失稳、去根和大规模软流圈上涌时期,C型埃达克岩的出现是其标志之一。分布于中国内陆的扬子、鄂尔多斯、塔里木和准噶尔盆地等地表热流值低的“冷盆”,深部属于克拉通型岩石圈背景,在构造上往往为造山带的前陆盆地,克拉通型岩石圈构造上的稳定性决定了这些克拉通盆地不断被周围造山带吞食、掩埋、改造的格局,虽然在这些盆地内如今都已发现油气田,但在盆地外那些现今被造山带前缘逆冲体覆盖的区域,也应该是油气田产出的有利区域,即盆地外造山带花岗岩下依然是寻找油气田的重要远景区。分布于中国东部的平原区和黄海、东海及南海等陆缘海区,属于地表热流值高的“热盆”,这些盆地下对应的是裂谷型或洋壳型岩石圈,它们是在新生代时期中国东部沿海地区进入了新的构造演化阶段——大陆裂谷作用下形成的,以伴随广泛的玄武岩喷发为标志,对流地幔物质和热输入使盆地热流值升高成为“热盆”、大陆裂谷型岩石圈,乃至洋壳岩石圈(如南海中央海盆);伴随裂陷作用及伸展构造普遍发育的幔源玄武岩浆大量喷发,以及大量沉积物的快速沉积、埋藏有利于油气田的形成,其中的组分,如CO2气田中的CO2可能主要源于地幔。中国东部平原及边缘海区域是最具前景的油气田分布区之一。     

安徽沿江地区燕山期火成岩成岩成矿地质背景

安徽沿江地区位于长江中下游Cu,Fe成矿带的中段。通过区内变质基底类型、时代和地球物理、地球化学资料等综合研究,证明该区存在一元古宙基底缝合带,即“古岩石圈尺度不连续”,燕山期的强烈构造-岩浆-成矿活动是“古岩石圈尺度不连续”的“再活化”的表现。燕山期火成岩岩石构造组合以及岩浆作用有关的矿种组合表征它也是深达地幔的岩石圈尺度不连续,实质上岩石圈尺度不连续为区内的重要控岩、控矿构造,而燕山期挤压加厚环境中形成的高钾钙碱性系列火成岩及对应的Cu,Au组合、橄榄安粗岩系列火成岩及对应的Fe,S组合是岩浆成矿受壳幔相互作用和幔源物质贡献等因素控制的直接反映。同时,文中还利用了Nd-Sr同位素示踪体系对区内中、新生代地幔类型进行了初步研究,论证了中-新生代岩石圈/软流圈发生了灾变事件,区内晚中生代属富集型地幔(EMⅡ),火成岩为富集型地幔(EMⅡ)与亏损地幔(DM)或下地壳(IC)相互作用的结果,新生代则成为亏损型地幔(DM),这种地幔类型的变化是导致中国东部燕山期大规模岩浆成矿作用和岩石圈减薄的     

华北克拉通岩石圈地幔的锂同位素特征与熔体改造作用

华北克拉通是显生宙以来全球古老克拉通破坏最为剧烈的地区。华北克拉通破坏及其相关的科学问题引起了国内外地质学家的广泛关注。有关华北克拉通破坏的研究已取得了许多重要进展,使我们认识到其破坏不仅表现为岩石圈厚度的剧烈减薄,更重要的是岩石圈地幔的物质组成与性质发生了巨大转变,即从古生代克拉通型转变为新生代大洋型。本文在综述华北地幔捕虏体锂同位素地球化学特征的基础上,进一步揭示了华北岩石圈地幔高度不均一的组成特征,以及不同来源的熔体对岩石圈地幔的改造作用,为深入认识华北岩石圈地幔的转变过程提供进一步的制约。     

华南中生代玄武岩地球化学特征及其地球动力学意义北大核心CSCD

华南板块是中国东部岩石圈的重要组成部分,广泛发育中生代玄武岩,这些玄武岩为研究华南岩石圈演化提供了重要的窗口。前人对华南中生代玄武岩开展了大量的研究,但是对于玄武岩的源区性质以及构造环境等认识仍存在较大争议。本文系统性分析了华南宁远、道县、长城岭、白面山、汝城等地区中生代玄武岩的主微量元素及Sr-Nd-Pb同位素组成,获得如下主要认识:(1)华南中生代玄武岩主要由碱性和亚碱性玄武岩组成,其SiO_(2)和全碱(Na_(2)O+K_(2)O)含量分别为42.81 wt%~55.54 wt%和1.6 wt%~5.97 wt%;(2)除了宁远玄武岩具有OIB微量元素特征,华南中生代玄武岩具有岛弧玄武岩相似的微量元素配分型式;(3)主量和微量元素特征表明华南中生代玄武岩的形成主要受控于部分熔融,且在岩浆演化过程中经历不同程度的分离结晶作用,未遭受明显的地壳混染作用。Ni-MgO正相关、CaO/Al_(2)O_(3)-CaO正相关和Eu无明显异常表明华南中生代玄武质岩浆经历了橄榄石和单斜辉石结晶,但无明显的斜长石结晶;(4)Sr-Nd-Pb同位素特征表明华南中生代玄武岩为EMⅡ地幔源区,其源区可能有洋壳沉积物的参与;(5)华南中生代玄武岩可能形成于与古太平洋板块俯冲相关的大陆板内环境;(6)华南岩石圈改造可能与中生代古太平洋俯冲板块的交代作用有关,后者所释放的酸性熔体/流体与地幔橄榄岩相互作用,最终造成了华南岩石圈物理化学性质的强烈改变;(7)古太平洋俯冲板块可能对华南有色金属、稀有金属等多金属成矿发挥着重要作用,其释放的熔体或流体为矿石活化和迁移提供了重要的驱动力。     

吉林东南部区域地球物理场及岩石圈结构特征

吉林东南部重力场呈现东南低、西北高的场值特征,等值线走向以北东向及北西向为主,航磁异常轴向亦有北东及北西两个方向,反映出老的构造格局与新构造叠加的特点,计算得出的莫霍面及康氏面均为西北深,东南浅。尤其长白地区独特的弧形幔凹以及东西、南北走向的断裂构造,显示出有别于其它地区的形成、演化特征。     

中国北方大陆及邻区岩石圈演化及与大规模成矿作用关系

根据地质和地球物理特征,中国北方大陆可区分为造山带型和裂谷型两类岩石圈,其中造山带型又可区分出分别代表古生代、中生代和新生代物质结构的造山带型岩石圈:在从空间上,自西向东分别由以天山为代表的新生代造山带型、以额济纳旗为代表的古生代造山带型、以大兴安岭为代表的燕山期造山带型和张广才岭为代表的新生代裂谷型岩石圈组成,反映了古生代形成的中亚造山带在中新生代大陆动力学过程中的分异演化,导致不同类型岩石圈形成和陆壳、岩石圈地幔物质组成、结构的不均一性,以及构成大规模成矿作用大体上以E110°为界,西部主要为晚古生代,东部主要为中生代的格局.简要讨论了不同岩石圈类型的壳幔物质、结构的地质含义,以及区域找矿方向和深部找矿空间问题.     

滇东南马关木厂新生代玄武岩中橄榄岩包体的含水性

对来自滇东南马关木厂的尖晶石二辉橄榄岩中名义上无水矿物(NAMs)进行显微傅里叶变换红外光谱(Micro-FTIR)分析,结果显示,单斜辉石、斜方辉石和橄榄石中均含有以羟基形式存在的结构水,单斜辉石的水含量为160×10~(-6)~557×10~(-6)(质量分数,下同),斜方辉石的水含量为85×10~(-6)~207×10~(-6),橄榄石的水含量为5×10~(-6)~12×10~(-6),根据矿物百分比含量估算的全岩水含量为46×10~(-6)~137×10~(-6);元素地球化学特征表明,本次研究的橄榄岩包体是岩石圈地幔经历较低程度部分熔融的残余;低(La/Yb)N值(0.22~0.57)以及高Ti/Eu比值(4 076~6 772)暗示橄榄岩可能经历了以硅酸盐熔体为交代介质的微弱地幔交代作用;单斜辉石的微量元素组成比较单一,整体表现出高场强元素、大离子亲石元素以及轻稀土元素的同步亏损;结合中国东部地区已经发表的橄榄岩包体含水量数据来看,滇东南马关木厂岩石圈地幔具有明显富水的特征,可能与该区自中生代以来遭受的新特提斯洋壳大规模俯冲流体交代作用有关;与华北克拉通含水量的明显差异有可能反映的是两地岩石圈地幔正处于不同的演化阶段。