湘东北三墩铜铅锌矿区花岗岩的岩石成因——锆石U-Pb测年、岩石地球化学和Hf同位素约束

对湘东北三墩铜铅锌矿区花岗岩进行了系统的锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Hf同位素分析。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,三墩铜铅锌矿区花岗岩成岩年龄为131.9±1.1Ma。三墩铜铅锌矿区花岗岩为一套强过铝质钙碱性系列花岗岩,富集U、Ta、Pb,亏损Ba、Nb、Sr、Zr、Ti等元素,稀土元素配分模式为右倾配分模式,具有弱负Eu异常。Hf同位素分析表明,三墩铜铅锌矿区花岗岩燕山晚期锆石ε_(Hf)(t)值为-5.9~-2.4,Hf同位素二阶段模式年龄为1558~1338Ma,表明其物质来源于中元古代古老地壳岩石部分熔融。749.5Ma继承锆石核的ε_(Hf)(t)值为+4.8,Hf同位素二阶段模式年龄为1355Ma,暗示其物质来源有幔源物质加入。三墩铜铅锌矿区花岗岩可能是由于中下地壳的熔融岩浆形成后,混入少量幔源物质上侵形成的。     

江南造山带东段九岭新元古代复式花岗岩源区性质的差异:来自地球化学及锆石Hf同位素的制约

江南造山带东段九岭新元古代花岗岩据其岩石学及野外产出特征可分为3个序次的侵入体,由早到晚依次为黑云母花岗闪长岩、英云闪长岩及黑云母二长花岗岩。本次研究的黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩中等富硅(SiO_2分别为66.05%~75.78%和67.36%~73.94%),而黑云母二长花岗岩极富硅(SiO_2为73.96%~77.83%)。三者铝饱和指数A/CNK分别为1.53、1.71和1.32,A/NK分别为2.04、2.0和1.39,均显示典型过铝质花岗岩特征;三类岩石单元主体属高钾钙碱性系列。黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩SiO_2与MgO、TiO_2、CaO、Fe_2O_3T、Al_2O_3、MnO、V成负相关,但黑云母二长花岗岩这种相关性不明显。黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩均富轻稀土元素,(La/Yb)N分别平均为10.1和18.7,具弱Eu负异常(δEu分别为0.11～0.88和0.30～0.72),而黑云母二长花岗岩轻重稀土分馏弱((La/Yb)N=4.70),强烈Eu负异常(δEu=0.18～0.61)。三类岩石均富集大离子亲石元素Cs、Rb、Th、U、K、Pb,明显亏损高场强元素Nb、Ta、Sr、Ti,且锆石εHf(t)变化范围极大,分别介于-6.76～9.22、-1.08～6.63和-0.64～7.96之间。研究区北西侧和南东侧岩体锆石Hf同位素组成存在明显差异,表现为岩体北西部的锆石εHf(t)变化范围高于南东部,锆石tDM2模式年龄多集中在1.6～1.8Ga。综合研究推断本区黑云母花岗闪长岩、黑云母二长花岗岩的源区分别为砂质上地壳和泥质上地壳部分熔融产物,而英云闪长岩则为砂泥质源区部分熔融产物。同时,SE侧岩浆起源深度和岩体剥蚀程度均高于NW侧,且SE侧岩体的成岩时代也略早于NW侧,这暗示了新元古代华夏板块和扬子板块碰撞后的伸展过程中,研究区SE侧岩浆起源深度较深,且形成时代较早,并逐渐向NW侧迁移。另外,花岗质岩石源区由砂质向泥质转变的过程可能也是区域陆壳伸展作用逐渐增大的结果。     

天然裂缝影响下的花岗岩水力裂缝扩展数值模拟

水力压裂技术是成功实现干热岩资源开发利用的重要手段之一,数值模拟技术能够精准预测水力裂缝扩展。针对典型花岗岩,借助黏性单元法,分别模拟了致密花岗岩和天然裂缝存在情况下的水力裂缝扩展特征,得出以下结论:致密花岗岩的水力裂缝形态单一,天然裂缝的存在增加了压裂后裂缝的复杂性;致密花岗岩水力裂缝拓展主要分为憋压和拓展两个交替往复的阶段,当存在天然裂隙时,水力压裂过程会变得复杂;天然裂缝存在时,水力裂缝的缝长和缝宽分别为致密花岗岩的5.7倍和1.7倍;缝网的形成需要借助复杂的压裂工艺实现。研究结果可以为增强型地热系统(EGS)储层水力刺激工作提供理论支持。     

Regional Tectonic Transformation in East Kunlun Orogenic Belt in Early Paleozoic: Constraints from the Geochronology and Geochemistry of Helegangnaren Alkali-feldspar Granite

The Helegangnaren feldspar granite exposed in the eastern part of East Kunlun, is characterized by high concentrations of SiO2 and alkaline, low abundances of Fe, Mg and Ca, metaluminous-weak peraluminous. Trace elements analysis shows that the granite is depleted extremely in Ba, Sr and Eu, and rich in some large-ion lithophile elements and high field strength elements. Besides, the granite has high Ga contents, the values of 104(Ga/Al) vary from 2.50 to 2.77, which is mainly greater than the lower limit of A-type granites (2.6), and is higher than the I- and S-type granites’ average (2.1 and 2.28, respectively). Rare earth element (REE) is characterized by relatively high fractionations of light REE (LREE) and heavy REE (HREE) (LREE/HREE=9.3–13.60, (La/Yb)N=10.92–18.02), pronounced negative Eu anomalies (δEu=0.08–0.13), and exhibits right-dipping gull pattern. Major elements, rare elements and trace elements features show the granite is ascribed to A-type granite and A2 subtype in tectonic genetic type. They are plotted into post-collision or within-plate area in a variety of tectonic discriminations. Geological and geochemical data comprehensively suggest that the granite is formed in a post-collision extensive tectonic setting. Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) zircon U-Pb dating yields a weighted mean age of 425?Ma, belonging to Middle Silurian, which is similar to the age of the post-collision geological events in the region. The differences of magmatic rocks in formation age, rocks assemblage and rocks series systematically indicate that the regional tectonic stress regime in the East Kunlun orogenic belt experienced a major transformation from compress to extension in Middle Silurianin, and the Helegangnaren feldspar granite intruded in the early stage of tectonic transformation.     

小兴安岭石林林场A型花岗岩地球化学特征及构造环境

根据岩石学及地球化学等特征,对小兴安岭北部石林林场A型花岗岩进行了构造环境研究。石林林场A型花岗岩为高钾钙碱性系列、过铝质岩石,富集大离子亲石元素Rb、Th、U、La、Ce和轻稀土元素。岩石化学成分特点及Na2O--K2O图解表明,花岗岩为铝质A型花岗岩。通过对Nb--Y构造环境判别图解、R1--10 000 Ga/Al判别图解及构造环境讨论表明,石林林场花岗岩形成于陆内拉张环境。     

阿尔泰构造带喀纳斯群时代的厘定及其意义

喀纳斯群分布于阿尔泰构造带西北部阿勒泰-青河韧性剪切带以北地区,是一套巨厚的浅变质陆源碎屑岩.由于喀纳斯群时代争议较大,该套地层所具有的大地构造意义一直存在不同的认识.本文通过对采自喀纳斯群的碎屑锆石及侵入到喀纳斯群的变质花岗岩体锆石U-Pb定年,获得了其沉积的下限和上限年龄,基本上限定了喀纳斯群的时代范围.喀纳斯群碎屑岩最年轻的碎屑锆石年龄为550±18Ma,而侵入喀纳斯群的变质花岗岩体的锆石岩浆结晶年龄为523±19Ma.因此,确定喀纳斯群沉积时代为晚震旦世-早寒武世(523～550Ma).喀纳斯群是一套形成于被动大陆边缘环境的复理石沉积,本文获得的喀纳斯群时代,暗示着阿尔泰构造带存在前寒武纪大陆地壳基底.     

桃山铀矿田地学信息数据库建立及成矿预测系统开发

以桃山铀矿田为例,对GIS地学信息数据库的建立及成矿预测系统的开发进行了研究,阐述了其关键技术,探讨了该数据库系统和预测系统在实际应用中的发展前景及存在的问题。     

黑龙江太平岭早侏罗世花岗岩成因及壳幔混合作用

位于黑龙江省牡丹江一带的太平岭是兴蒙造山带的重要组成部分,在该区广泛分布大量花岗岩。这些花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄介于179～204 Ma之间,表明形成于早侏罗世,而非以往认为的晚三叠世。岩体的岩性以花岗闪长岩为主,其中普遍含有细粒闪长质包体,而二长花岗岩-正长花岗岩中偶见细粒闪长质包体。岩石学、岩相学和地球化学研究表明这些花岗岩为壳幔岩浆混合成因。太平岭早侏罗世花岗岩具有比较均一的Sr、Nd、Pb同位素成分,εNd(t)值介于-3.2～+2.3之间,(87Sr/86Sr)i值主要集中在0.704～0.706之间,进一步表明岩石的源区与幔源物质有密切的联系。花岗岩显示火山弧花岗岩的特点,代表了以挤压为主的构造环境,表明岩石可能与古太平洋板块俯冲作用有关。     

黄沙坪矿区花岗岩岩石地球化学、U-Pb年代学及Hf同位素制约

湘南坪宝地区地处南岭中段,黄沙坪铅锌多金属矿床位于坪宝成矿带南部,304岩体是未来深部找矿的远景地区,岩石地球化学特征显示其具有A型花岗岩的特点,与区域上的千里山岩体相似。根据微量元素判别图解进一步划分为A1型,反映为非造山板内拉张背景;岩石稀土配分型式具有特征的四分组效应(tetrad effect),这是岩浆高度演化晚期熔体与流体相互作用的结果。采用LA-ICPMS方法对花斑岩中锆石进行了微区U-Pb同位素及Hf同位素测试,结果显示成岩年龄为179.9±1.3Ma(MSWD=1.9),属于燕山早期第一阶段岩浆侵入产物,成岩时代早于301岩体。Hf同位素显示地壳模式年龄为2220～2459Ma,平均为2353Ma,反映源区物质为新太古代至古元古代地壳物质。     

湖南香花岭花岗岩岩石化学特征及其构造环境

湖南南部燕山早期香花岭岩体主要由铁锂云母二长花岗岩组成。岩石SiO：和K2O平均含量分别为73．72％和4．78％,Na2O＋KO平均8．47％,K2O／Na2O比值平均为1．40,A1：03平均为13．81％。总体属强过饱和铝质钙碱性一碱性花岗岩类。氧化物构造环境判别图解及区域构造演化背景反映香花岭岩体形成于后造山构造环境。