东天山哈密地区早二叠世花岗岩体及镁铁质包体的年代学, 岩石地球化学特征及其构造意义

花岗岩中包体是区域构造与深部过程研究结合的良好窗口,对研究花岗岩的成因和壳-幔相互作用有非常重要的意义。东天山南山口黑云母二长花岗岩中广泛发育镁铁质包体。主量元素组成上,寄主花岗岩岩具有中酸性、准铝质、富碱、富钾等特征;镁铁质包体则偏基性、贫钾。微量和稀土元素组成上,富集Rb、K、Th、U,贫Sr、P、Nb、Ta、Ti,且Zr、Hf含量相对较高,具中-强的铕负异常(0.46~0.57)。镁铁质包体与寄主岩具有相似的微量元素特征,但相对富集Sr、P,贫Zr、Hf,铕负异常中等或不明显(0.80~0.93)。闪长质包体属于同源包体,为寄主花岗岩同源母岩浆经结晶分异形成的早期产物。运用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术,该南山口岩体暗色镁铁质微粒包体与寄主黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为298.2±2.0Ma和294.0±2.7Ma,包体与寄主岩样品具有相似的Hf同位素组成,暗示其母岩浆来自新元古代晚期和早古生代亏损地幔中分离的新生地壳。该高钾钙碱性的花岗岩及其包体可能形成于东天山后碰撞背景下的板片断离后引起软流圈上涌,底侵体带来的热能使得新元古代晚期和早古生代的新生地壳发生部分熔融。     

岩石中的压力影形成的实验观测研究

野外地质观察发现,在大陆地壳变质岩中可以广泛观察到围绕一个大的单晶或者硬质点的两端区域填充低粘度相物质形成的压力影。为了定量研究岩石材料中压力影的形成条件,本文利用高精度Paterson气体介质变形装置,对含有刚性球的圣卡罗橄榄石和洋中脊玄武岩(MORB)的混合物圆柱型样品进行了高温高压扭转变形试验。变形实验前样品的初始熔融均匀分布,比例为φ≈0.05,变形试件尺寸为D8.9mm×L5.5mm,内含8粒直径约1mm的刚性球。扭转变形试验温度为1473K,围压为300MPa,应变率为γ≈1×10~(-4)s~(-1),最大剪切变形为γ≈4。实验结果表明,岩石受到扭转力的作用产生变形之后,当局部剪切应变达到γ≈1时,可以在刚性球周围形成熔融富集带和熔融贫乏带,即压力影构造,围绕刚性球对称分布。由于熔融分布的不均一性,富集带熔融比例上升,最高可以达到φ_(high)=0.1~0.3,熔融贫乏带熔融比例下降,含量为φ_(low)=0.01~0.02。由于刚性球对其周围的压力分布的扰动区域大约为刚性球的尺度范围,因此,在离开刚性球一定距离后,熔融趋于均匀分布。     

Petrogenesis of Two Types of Archean TTGs in the North China Craton: A Case Study of Intercalated TTGs in Lushan and Non-intercalated TTGs in Hengshan

TTG(Tonalite-Trondhjemite-Granodiorite) gneisses,a major component of Precambrian continental crust,play a significant role in understanding the process and mechanism of the crustal evolution in the early periods of the Earth. In terms of field occurrence,there are two kinds of Archean TTGs in the NCC(North China Craton): intercalated and non-intercalated TTGs. In this contribution,we make a comprehensive comparison of these two types of TTGs from the typical areas(Lushan and Hengshan) in the NCC with an aim to constrain their petrogenesis. The results suggest that they have similar mineral assemblages of Pl + Qtz + Bt ± Amp ± Kfs but different field appearances and geochemical compositions,thus probably reflecting different source materials and tectonic settings. Differences in the contents of characteristic elements,such as Sr,REE and HFSE,suggest that the nonintercalated TTGs in Hengshan were generated at deeper levels than those of intercalated TTGs in Lushan. Constraints from element contents and geochemical modeling results are consistent with derivation from dual sources involving both garnet amphibolite and rutile-bearing eclogite residues for the non-intercalated TTGs in Hengshan,whereas the compositions of intercalated TTGs in Lushan indicate that they were formed by partial melting with amphibolite to garnet-amphibolite residues. Moreover,accumulation of plagioclase is also required in the petrogenesis of intercalated TTGs in Lushan,at least for part of them. In addition,the non-intercalated TTGs in Hengshan display distinctly higher Mg O,Mg#,Cr and Ni values and lower SiO_2 average contents compared to the intercalated TTGs in Lushan. These features suggest that the former magma,at least a part,might have interacted with the mantle wedge during ascent. Considering all the above factors and in combination with the whole-rock Nd and zircon Hf isotopic data,it is suggested that the non-intercalated TTGs in Hengshan were produced by partial melting of subducted slab contaminated by the overlying mantle wedge at deeper levels and high pressures,whereas the intercalated TTGs in Lushan were generated by melting of the thickened lower crust at lower pressures and shallower depths. The tectonic settings of the two types of TTGs shed new light on the growth of the NCC.     

黑河新生地区中侏罗世花岗质岩石锆石U-Pb年龄、地球化学特征及岩石成因

黑河新生地区西古兰河以北二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测试结果表明,其形成时代为中侏罗世((163.8±1)Ma)。这些中侏罗世二长花岗岩属于弱过铝质高钾钙碱性系列的Ⅰ型花岗岩,明显富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th)和亏损高场强元素(Zr、Hf、Nb、Ta),元素Sr具有明显的负异常,表明其原始岩浆起源于地壳火成岩的部分熔融。结合区域资料同时代火成岩的组合特征和古太平洋板块的构造演化,认为该二长花岗岩形成于活动大陆边缘,而其形成的地球动力学背景可能为古太平洋板块向欧亚板块俯冲造山后的伸展环境。     

大兴安岭北部新林石英二长岩-花岗岩的地球化学特征及其成因

对额尔古纳地块东南部新林镇附近的侵入岩进行了锆石U-Pb年龄测定、Lu-Hf同位素和岩石地球化学研究。结果表明,岩体形成于141.1~123.8 Ma,是早白垩世岩浆活动的产物。新林石英二长岩-花岗岩高硅较富铝贫镁,属于准铝质、高钾钙碱性系列;具有中等-弱负Eu异常(δEu=0.53~0.72),轻重稀土分异比较明显[(La/Yb)_N=12.42~25.38];相对富集大离子亲石元素Rb、Th、U和LREE,高场强元素Ti、Nb、Ta、P和HREE表现出亏损。新林石英二长岩-花岗岩具有高Sr、低Yb及低Y的特征,且相对富K,属于C型埃达克岩,形成于加厚下地壳的部分熔融。Lu-Hf同位素研究显示其ε_(Hf)(t)为2.1~6.2,二阶段模式年龄(T_(DM2))为1025~786 Ma,认为其岩浆源区为新元古代增生的地壳物质。     

大兴安岭北部额尔古纳地区塔木兰沟组火山岩岩石地球化学特征及成因

额尔古纳地区塔木兰沟组火山岩的岩石地球化学成分显示其以粗安岩为主,少量安山岩和玄武安山岩。该组火山岩SiO_2含量为53.47%~58.50%,全碱含量为[w(K_2O+Na_2O)]4.27%~7.68%,w(MgO)=1.76%~4.03%,Mg~#=0.34~0.51;微量元素分析表明,稀土元素配分模式呈轻稀土富集右倾型,轻重稀土元素分馏较强[(La/Yb)_N=16.35~33.73],富集Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta等高场强元素(HFSE),Eu负异常不明显(δEu=0.89~0.92)。地球化学等特征表明塔木兰沟组火山岩未经受明显的地壳物质混染,岩浆来源于俯冲流体交代形成的富集岩石圈地幔,经历了以分离结晶作用为主导的演化过程。综合研究认为,额尔古纳地区塔木兰沟组火山岩形成于岩石圈伸展构造环境,与蒙古—鄂霍茨克洋闭合后的后造山伸展体制有关。     

内蒙古塔尔气地区中酸性脉岩的地球化学特征及成因

对塔尔气地区中酸性脉岩的地质特征、锆石U-Pb年龄及地球化学特征进行了研究,并讨论了该地区中酸性脉岩的形成时代、成因及构造环境。锆石U-Pb测年结果表明,这些中酸性脉岩形成于早白垩世141.4~136.0 Ma和136.5~126.4 Ma两个阶段。其中中性脉岩具有中硅、富碱、准铝质(A/CNK=0.80~0.92)的特点,属于高钾钙碱性准铝质岩石,无Eu负异常;而酸性脉岩则表现出高硅、富碱、弱过铝质(A/CNK=1.03~1.24)的特点,属于高钾钙碱性系列,大多具有明显的Eu负异常。综合区域地质资料分析,塔尔气地区中性脉岩与酸性脉岩可能为两次岩浆事件的产物,形成于伸展构造环境。     

新疆西准噶尔玛依勒山地区阔依塔斯杂岩体地球化学特征及锆石U-Pb年龄

新疆西准噶尔北部广泛发育中酸性侵入岩,其形成时代为晚石炭世—早二叠世,岩石类型为辉石闪长岩、石英闪长岩和花岗闪长岩。阔依塔斯杂岩体的形成年龄为(297±2)Ma,Si O2为52.40%~67.53%;高Al2O3,14.92%~17.85%;里特曼指数(δ)小于3.3,介于1.47~1.98;富钠贫钾,K2O/Na2O为0.15~0.49;铁高而镁低,Fe OT/Mg O为1.01~1.69。其稀土配分模式右倾,轻重稀土分馏明显,具有微弱铕正异常。地球化学和年代学特征表明:岩体形成于后碰撞演化的晚期阶段,这一时间早于东准噶尔后碰撞的时间(二叠纪末)。该杂岩体主体可能为幔源岩浆底侵镁铁质下地壳,导致发生部分熔融的产物。     

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。     

大兴安岭北段图里河地区满克头鄂博组火山岩年代学及地球化学

对大兴安岭北段图里河地区满克头鄂博组火山岩进行了锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究,以便对其岩石成因和构造背景给予制约。流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,该地区满克头鄂博组火山岩形成时代为晚侏罗世(157±1Ma)。该组火山岩具有高硅(Si O2=69.09%~75.92%)、富碱(K2O+Na2O=8.04%~9.23%),贫镁、铁、钙的特征,属高钾钙碱性、偏铝质-弱过铝质岩石;稀土元素配分曲线呈轻稀土富集的右倾形式,(La/Yb)N=5.85~13.53,无铕异常或具有较弱的铕负异常;火山岩样品富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。Mg#值为12.14~31.01,平均值22,Nb/Ta值(6.67~27.17,平均值12.23),Rb/Sr值(0.35~3.63,平均值1.58),显示火山岩岩浆源区为下地壳。依据岩石地球化学特征、构造判别图解,结合区域构造演化特征,认为满克头鄂博组火山岩形成于蒙古—鄂霍茨克洋闭合的造山后伸展背景。