The Ordovician Sierras Pampeanas–Puna basin connection: Basement thinning and basin formation in the Proto-Andean back-arc

The Ordovician Sierras Pampeanas, located in a continental back-arc position at the Proto-Andean margin of southwest Gondwana, experienced substantial mantle heat transfer during the Ordovician Famatina orogeny, converting Neoproterozoic and Early Cambrian metasediments to migmatites and granites. The high-grade metamorphic basement underwent intense extensional shearing during the Early and Middle Ordovician. Contemporaneously, up to 7000 m marine sediments were deposited in extensional back-arc basins covering the pre-Ordovician basement. Extensional Ordovician tectonics were more effective in mid- and lower crustal migmatites than in higher levels of the crust. At a depth of about 13 km the separating boundary between low-strain solid upper and high-strain lower migmatitic crust evolved to an intra-crustal detachment. The detachment zone varies in thickness but does not exceed about 500 m. The formation of anatectic melt at the metamorphic peak, and the resulting drop in shear strength, initiated extensional tectonics which continued along localized ductile shear zones until the migmatitic crust cooled to amphibolite facies P–T conditions. P–T–d–t data in combination with field evidence suggest significant (ca. 52%) crustal thinning below the detachment corresponding to a thinning factor of 2.1. Ductile thinning of the upper crust is estimated to be less than that of the lower crust and might range between 25% and 44%, constituting total crustal thinning factors of 1.7–2.0. While the migmatites experienced retrograde decompression during the Ordovician, rocks along and above the detachment show isobaric cooling. This suggests that the magnitude of upper crustal extension controls the amount of space created for sediments deposited at the surface. Upper crustal extension and thinning is compensated by newly deposited sediments, maintaining constant pressure at detachment level. Thinning of the migmatitic lower crust is compensated by elevation of the crust–mantle boundary. The degree of mechanical coupling between migmatitic lower and solid upper crust across the detachment zone is the main factor controlling upper crustal extension, basin formation, and sediment thickness in the back-arc basin. The initiation of crustal extension in the back-arc, however, crucially depends on the presence of anatectic melt in the middle and lower crust. Consumption of melt and cooling of the lower crust correlate with decreasing deposition rates in the sedimentary basins and decreasing rates of crustal extension.     

甘肃北山勒巴泉南一带新元古代变质侵入岩的地质地球化学特征及成因探讨

在甘肃北山勒巴泉一带赋存一套变质侵入岩。岩性主要为闪长质片麻岩、石英闪长质片麻岩、英云闪长质片麻岩、花岗闪长质片麻岩及二长花岗质片麻岩。Rb-Sr全岩等时线定年获得似斑状中细粒花岗闪长质片麻岩年龄值727±50Ma,锆石Pb-Pb定年获得中细粒花岗闪长质片麻岩年龄值766±49Ma,结合其与围岩的接触关系及强变形变质特征,形成时代为南华纪中晚期。其岩石地球化学特点为:岩石A12O3CaO+Na2O+K2O,A/CNK=1.30~1.38,属过铝质类型;σ=2.08~3.78,NK/A=0.32~0.61,属钙碱性系列。在微量元素组成上,富集LREE和大离子亲石元素(LILE),而亏损HREE、高场强元素(Nb、Ta、Yb),Eu异常具弱—明显Eu负异常—弱的Eu正异常(δEu=0.24~1.20)。这些花岗岩类总体具有俯冲的构造背景,岩浆的产生可能与北山地区在新元古代末古陆壳裂解作用有关。     

辽宁本溪小阳沟铁矿深部找矿成果及其意义

通过钻探等手段发现小阳沟铁矿为埋藏较深、厚度较大、层位较多、倾斜中等的层状矿体,探获（332）+（333）磁铁矿及低品位矿量1.4×108 t.矿体埋深标高-100~+838 m,平均垂厚86 m,呈单斜层状产出,厚度变化稳定,矿化连续,品位均匀.矿石成分简单,矿石矿物主要为磁铁矿,脉石矿物主要是石英、长石.矿物粒度呈中细粒-微细粒不均匀嵌布.矿石结构为粒状变晶结构、氧化交代结构.矿石构造为细条带状构造、柔皱状构造或角砾状构造.矿床类型为火山沉积变质型铁矿.根据研究分析,总结出深部找矿标志.     

北山南部敦煌岩群铁矿化磁铁石英岩的变质成因①

北山南部地区敦煌岩群广泛分布着铁矿化磁铁石英岩,这些铁矿化磁铁石英岩沿片岩顺层分布,长度几米到一百多米不等,宽几十厘米到两米左右,浅灰色到肉红色,具强磁性。为了研究这种石英岩的成因,笔者对新疆与甘肃的交界处白山西南侧这套地层的斜长角闪片岩中具有代表性的磁铁石英岩完整采集样品,样品具石英、磁铁矿、白云母、黑云母和绿泥石五种矿物,TFe为12.60%~12.70%。根据野外磁铁石英岩产出地质特征、室内显微镜薄片鉴定结果和电子探针检测各矿物特征,结合化学简项分析和岩石化学分析结果,发现本文研究的磁铁石英岩与国内外BIF(Banded iron formation)型磁铁石英岩不同,不具有沉积特征,可能为单纯变质成因。北山地区敦煌岩群这套古老变质地层可能经历了晚太古代、古元古代两次重要的变质事件,本文研究的铁矿化磁铁石英岩可能是在其中一次变质事件过程中形成的。这套变质地层是铁、铜、金等金属元素富集的含矿地层,具有极其重要的研究意义和找矿意义。     

大兴安岭绿林林场一带兴华渡口岩群原岩恢复及大地构造环境探讨

兴华渡口岩群作为额尔古纳地块的基底,其变质年龄、原岩类型及大地构造背景一直是地质学家关注的热点。以大兴安岭北段绿林林场一带兴华渡口岩群作为研究对象,利用锆石U-Pb同位素测年限定了原岩的变质时代,结合岩相学与地球化学综合分析方法开展原岩恢复,并进一步讨论了其形成的大地构造背景。研究认为兴华渡口岩群主要由斜长角闪岩类、浅粒岩类、变粒岩类和石英岩类组成;斜长角闪岩类原岩为基性火山岩,浅粒岩类原岩为英安质凝灰岩,石英岩和变粒岩原岩为泥质粉砂岩;斜长角闪岩类亏损非活动性微量元素Ta、Nd、P,大地构造环境属岛弧环境;浅粒岩类主要亏损Ta、Nd、P、Sr、Ti等元素,形成于大陆边缘造山带环境。绿林林场一带兴华渡口岩群的变质年龄下限为774.1±3.8 Ma。      

青藏高原北部可可西里狮头山含硬玉岩类的基本特征及地质意义

描述了可可西里山南狮头山含硬玉岩类的岩石学、矿物学特征。含硬玉岩类的原岩为辉长岩，围岩为石炭—二叠系。由于变质作用不彻底，保留有原岩的矿物组合。典型的高压变质矿物组合为：钠长石 硬玉 霓石 蓝闪石 绿帘石 绿泥石。硬玉SiO2、FeO偏低，Al2O3、Na2O明显偏高，变质矿物组合中以富钠矿物为主，缺少石英，与国内外含硬玉岩类的原岩成分、变质矿物组合均不相同，是一种新的高压低温硬玉岩类。狮头山高压变质带向西延至若拉岗日、大横山一带，与北侧的西金乌兰—金沙江板块缝合带(西段)平行产出，以此推测缝合带南侧的羌北—昌都板块向北消减于巴颜喀拉板块之下。     

北苏鲁荣成地区超高压变质带的形成与折返动力学

山东省荣成地区位于苏鲁高压-超高压变质带的东北部,以花岗质片麻岩、副片麻岩为主,夹有少量的榴辉岩、石榴辉石岩、麻粒岩、超基性岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩等,各类岩石的锆石中普遍含有柯石英包裹体,表明荣成地区岩石曾经历超高压变质作用过程。荣成地区区域构造格架表现为面理产状总体为NNE-SSW走向,向南转为由NE-SW走向,呈弧形展布,倾向SE或SSE,超高压变质岩石由一系列近平行的剪切岩片组成,岩片之间的分界线为一些韧性剪切带,是折返阶段角闪岩相-绿片岩相的产物。结合野外宏观变形现象、显微构造分析以及糜棱岩中石英的优选方位EBSD （electron backscatter diffraction,电子背散射技术）测量结果,可以判断北苏鲁荣成地区韧性剪切带主要形成于中、低温（550~350℃）条件,并具有由NW向SE“斜向正滑”的剪切指向。根据韧性剪切带中所含的榴辉岩透镜体的显微构造和绿辉石与金红石的优选方位的EBSD的研究,重塑超高压变质阶段的流变学特征：绿辉石和金红石都具有高温的滑移系组构模式。横穿苏鲁高压-超高压变质带的地震反射剖面揭示了苏鲁高压-超高压变质带呈厚10km以上的穹形板片,位于苏鲁高压-超高压变质板片下部的荣成及江苏刘山以韧性正断裂系列为主。Ar-Ar测年结果表明,发生这种伸展韧性剪切作用的时间在117~130Ma。位于板片上部的南苏鲁以韧性逆冲性断裂系列为主。基于以上各方面的研究,进一步验证了苏鲁超高压-超高压变质带折返动力学的挤出模式。     

CCSD主孔金红石与石榴子石中锆石包裹体的Hf元素地球化学特征

本文样品是采自中国大陆科学钻探(CCSD)主孔的含金红石榴辉岩,在这些样品中常常含有锆石副矿物,锆石可以呈粒间矿物存在,也可以包裹在其他矿物(如石榴子石、金红石)中。背散射电子图像(BSE)显示这些锆石包裹体的亮度较弱,颗粒较小(约10~30μm),发育多晶面,晶体内部结构和成分均匀。采用能谱分析(EDS)方法来测量锆石的元素成分含量,结果表明:1这些锆石具有很高的Hf含量,金红石中达到1.51%~2.45%,石榴子石中为1.77%~2.13%;2Zr/Hf值约为35.92,比一般的基性原岩中的锆石的Zr/Hf值明显要低,这些特征说明它们很可能是形成在超高压条件下的变质锆石。     

四川丹巴穹状变质地体

四川西部丹巴地区最为引人注目的地质构造是穹状变质地体的发育。华北、扬子和羌塘三个板块之间的南北向和东西向双向收缩,引起区内发育了大小不等的十几个穹状变质地体,自北而南有马奈、春牛场、丹巴、公差、格宗等变质穹隆。多数穹隆的核部出露的是前寒武纪的片麻岩和混合岩,例如春牛场侵入体。其中的片麻岩原岩、黑云母和角闪石质片麻岩均属本区最老的岩石。它不整合于志留纪地层之下,年代学研究证明其年代属新元古代(大约865~785Ma)。混合岩从形态上说,多为条带状,偶见角砾状的角闪石质混合岩。但是也有不少穹隆,核部是花岗岩类。岩石化学研究证明,它们大多属于S型花岗岩,仅个别为I型。穹状变质地体的外围变质带可分三类:(1)巴罗带型区域递增变质带,有的显示变质带的倒转;(2)巴肯型变质带;(3)低级区域变质带,多数是中压绿片岩相。巴罗带变质的泥质岩,多数变晶矿物如黑云母、十字石、石榴石均具早期低级变质矿物的定向包裹物,显示明显叠加变质的信息。变质泥质岩的∑REE=(195~274)×10-6,(La/Yb)n=0·811~1·917。稀土配分曲线和微量元素蛛网图具Nb、P、Ti负异常,显示大陆地壳的特征,是陆缘碎屑物质区域变质产物。巴肯带出露于丹巴以北,主要变质泥质岩是夕线石片麻岩类,常见铁铝榴石而少见堇青石,说明原岩富铁贫镁,局部出现锌铁尖晶石。由北侧的巴肯带到巴罗型变质的公差穹隆到南部的格宗穹隆变质带是从高温到低温连续变化的。因之,我们倾向于认为松潘—甘孜造山带的东南缘是一个规模较大的、呈NE向分布的低—中压区域变质带,总体是一条热轴,垂直走向,向东南温度逐步降低。据前人同位素年龄资料:M1巴罗型区域变质发生于约210~205Ma,马奈花岗岩U-Pb锆石年龄为(197±6)Ma。M2巴肯型变质与岩体侵入有关,年龄约为164Ma。M3喜马拉雅期重结晶的黑云母年龄约为30Ma。总之,丹巴变质穹隆的形成是青藏高原东北部地质构造演化中重要的一幕,其主要活动期起于印支晚期最后结束于喜马拉雅期的隆升和挤出。依据低压高温变质带的空间分布,推测本区印支末期存在一NE向的热轴,同时也是S型花岗岩体的出露区。至于木里一带穹隆与丹巴穹隆在变质程度上的差异,应当归因于印支晚期的陆壳增厚过程中,北倾南倒逆冲剪切造成区域热流的不均一性。也说明了青藏高原东北缘在喜山期隆升之前具有复杂的构造变质历史。     

苏北榴辉岩中水晶的形成时代及其对超高压变质岩折返的示踪意义

江苏东海水晶以其晶体粒大和产量巨大而闻名，在地质上也因其产于高压超高压变质带而独具特色。在对大别—苏鲁超高压变质带的区域成矿作用进行研究和对中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔岩心进行编录的过程中，认识到超高压带存在着超低压成矿现象，包括中国最主要的水晶矿床成矿带在内的许多矿床都可能是在超高压变质之后退变质结束阶段的超低压环境中形成的，对水晶进行流体包裹体的Rb-Sr等时线年代学研究，获得208Ma的等时线年龄，表明成矿时代为印支期。该年代可视为超高压变质带折返并经历了退变质之后而“稳定”下来的时间。