Zircon U–Pb geochronology and Hf isotopic constraints on the petrogenesis of the Late Silurian Shidonggou granite from the Wulonggou area in the Eastern Kunlun Orogen,Northwest China

ABSTRACT

The Wulonggou area in the Eastern Kunlun Orogen (EKO) in Northwest China is characterized by extensive granitic magmatism, ductile faulting, and orogenic gold mineralizations. The Shidonggou granite is located in the central part of the Wulonggou area. This study investigated the major as well as trace-element compositions, zircon U–Pb dates, and zircon Hf isotopic compositions of the Shidonggou granite. Three Shidonggou granite samples yielded an average U–Pb zircon age of 416 Ma (Late Silurian). The Late Silurian Shidonggou granite is peraluminous, with high alkali contents, high Ga/Al ratios, high (K₂O + Na₂O)/CaO ratios, and high Fe₂O₃^T/MgO ratios, suggesting an A-type granite. The Shidonggou granite samples have zircon ε_Hf(t) values ranging from ?7.1 to +4.4. The Hf isotopic data suggest that the Late Silurian granite was derived from the partial melting of Palaeo- to Mesoproterozoic juvenile mantle-derived mafic lower crust. Detailed geochronological and geochemical data suggest that the Late Silurian granite was emplaced in a post-collisional environment following the closure of the Proto-Tethys Ocean. Combining data of other A-type granitic rocks with ages of Late Early Silurian to Middle Devonian, such post-collisional setting related to the Proto-Tethys Ocean commenced at least as early as ~430 Ma (Late Early Silurian), and sustained up to ~389 Ma (Middle Devonian) in the EKO.     

扬子地台西缘淌塘花岗岩的地球化学特征及锆石U-Pb定年

淌塘花岗岩岩体位于扬子地台西缘,岩石类型为钾长花岗岩.为了揭示其成因意义,本文对淌塘花岗岩体进行了SHRIMP锆石U-Pb定年和地球化学研究.地球化学及岩石学研究的结果显示淌塘花岗岩具有高硅(SiO2=72.70％～77.95％)、高碱(ALK=5.68％ ～7.32％)、过铝质(ASI =1.41～ 1.78)的特征,K2O/Na2O平均值为1.18,CaO、MgO含量偏低,其岩石系列为高钾钙碱性系列,属于强过铝质S型花岗岩,其稀土元素含量偏低且轻重稀土元素差异较大(LREE/HREE=2.71 ～4.09),部分微量元素的含量显著区别于地壳平均值.锆石SHRIMP U-Pb定年结果获得其成岩年龄为1 063.2±6.9 Ma,属于格林威尔造山期运动产物.地球化学研究表明该花岗岩是由地壳中的泥质岩经过部分熔融形成的,其双峰式的岩浆岩组合模式和Al2O3 - SiO2构造环境判别图的投图结果均显示该花岗岩的形成与裂谷环境密切相关,这与1.0Ga时扬子地台西缘的大地构造背景相呼应,其形成也对应了Rodinia超大陆的汇聚事件.     

碰撞与花岗岩——碰撞是构造事件,不是构造环境

碰撞与花岗岩的关系是学术界关心的问题,但是,当前在碰撞与花岗岩关系的研究中存在许多误区.本文认为,碰撞是地壳浅部的构造事件,不属于构造环境范畴.碰撞本身不产生花岗岩,花岗岩形成需要热,热主要来自地幔,是来自地幔的热使下地壳底部熔融才形成了花岗岩.碰撞和碰撞后花岗岩地球化学性质不同,原因与碰撞或碰撞后无关,而与碰撞导致的地壳厚度变化有关.碰撞不是构造环境,现今所用的花岗岩构造环境判别图如果包含有碰撞的内容全部是错误的.     

内蒙古东七一山花岗岩地球化学、锆石SHRIMP U-Pb年龄及岩体形成环境探讨

古生代时期, 北山地区的地壳活动非常强烈, 主要表现为: 早古生代初期大陆的裂解, 一直到中奥陶世广阔大洋盆的发育。志留纪末, 洋盆在自南向北的俯冲中封闭, 使北侧的哈萨克斯坦板块和南侧的塔里木板块拼贴, 并在碰撞造山过程中又构成了一个相对统一的陆块。在晚古生代, 北山地区地壳又在另外一种形式中异常强烈活动, 特别是自石炭纪到二叠纪, 大规模的中酸性岩浆侵入活动构成本区重要的地质事件, 其出露的花岗岩类占到了全区总面积的近1/3, 但泥盆纪时期的地壳活动, 特别是花岗岩浆的侵入活动常被人们忽视, 笔者据泥盆纪时期的沉积-火山作用及挤压构造活动也较发育认为, 海西早期也应有较强的花岗岩浆侵入活动。本文有针对性地对北山地区, 原定为海西中期的东七一山花岗岩岩基, 在岩石学和地球化学等方面研究基础上, 对3处岩石中锆石首次进行了SHRIMP U-Pb年龄测定, 其结果分别是(355±4) Ma、 (359±4) Ma、(355±5) Ma, 这表明东七一山花岗岩形成于泥盆纪晚期, 从而确定了北山晚古生代早期也有花岗岩浆的强烈活动, 这对深化北山古生代地壳演化过程有积极意义。     

内蒙古牙克石喇嘛山花岗岩景观特征及其对比分析

内蒙古牙克石市喇嘛山有海西期至燕山期白岗质花岗岩岩组和花岗斑岩岩组出露。受新华夏构造体系波及, 塑性地层发生褶皱, 刚性岩层断裂, 形成区内大小28座突兀挺拔、陡峭嶙峋的花岗岩奇峰; 又由于该区气候湿润, 岩石风化、溶蚀较快, 周围岩石脱落, 导致各种类型的花岗岩峰石球化, 形成大量石蛋、石柱、象形石、石槽、岩臼、石穴等微地貌。本文简要叙述了喇嘛山花岗岩景观的类型、特征, 并与其他地区典型花岗岩地貌景观进行了对比分析。     

广东园珠顶铜钼矿床花岗斑岩年代学、地球化学特征及锆石Hf同位素

园珠顶铜钼矿床位于钦杭成矿带南段的大瑶山隆起北缘,为大型斑岩型铜钼矿床。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得了花岗斑岩的高精度成岩年龄,为（154.3±1.7） Ma （n=12,MSWD=3.1）,为晚侏罗世岩浆活动的产物,与辉钼矿的Re-Os同位素年龄155 Ma相吻合。岩石地球化学分析表明,园珠顶花岗斑岩高硅〔w（SiO₂）为68.81%~70.21%〕、富碱〔w（Na₂O）+w（K₂O）为6.78%~8.01%〕、准铝质-弱过铝质（A/CNK为0.96~1.04）;稀土元素总量中等（ΣREE 为142.15×10^-6~170.83×10^-6）,富集轻稀土元素（ΣLREE 为135.05×10^-6~162.34×10^-6）,轻重稀土元素分馏明显〔（La/Yb）_N=30.97~32.10〕,弱的Eu负异常（δEu=0.86~0.89）,稀土元素配分模式总体右倾;岩石相对富集Rb、K等大离子亲石元素（LILE）及高场强元素Th、U,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素（HFSE）及部分大离子亲石元素Ba、Sr。LA-MC-ICP-MS锆石Hf 的原位分析表明,¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf值变化于0.282 500~0.282 801之间,ε_Hf（t）值介于-6.27~4.19。综合分析表明,园珠顶花岗斑岩为准铝质-弱过铝质的I型花岗岩,具有壳幔混合源成因,锆石ε_Hf（t）值反映了园珠顶花岗斑岩的成岩源区较为复杂,总体具亏损岩浆源区的特征,以幔源物质为主,但在岩浆侵位过程中遭受了古老地壳物质的混染。结合区域构造背景和前人研究成果,认为园珠顶斑岩体及铜钼矿,与钦杭成矿带北段的永平铜矿具有一致的成岩成矿构造背景,形成于板块俯冲环境。     

Petrogenesis of ca 1.50 Ga granitic gneiss of the Coompana Block: filling the ‘magmatic gap’ of Mesoproterozoic Australia

The Coompana Block is an essentially unknown basement province that separates the Gawler Craton of South Australia from the Yilgarn Craton of Western Australia. Previously unstudied granitic gneiss intersected by deep drilling in the Coompana Block represents an important period of within-plate magmatism during a time of relative magmatic quiescence in the Australian Proterozoic. Granitic gneiss intersected at ～1500 m depth in Mallabie 1 diamond drillhole is metaluminous and dominantly granodioritic in composition. The granodiorites have distinctive A-type chemistry characterised by high contents of Zr, Nb, Y, Ga, LREE with low Mg#, Sr, CaO and HREE. U – Pb LA-ICPMS dating of magmatic zircons provides an age of 1505 ± 7 Ma, interpreted as the crystallisation age of the granite protolith. ? _Nd values are high with respect to exposed crust of the Musgrave Province and Gawler Craton, and range from +1.2 to +3.3 at 1.5 Ga. The granitic gneiss is interpreted to be a fractionated melt of a mantle-derived parental melt. The tectonic environment into which the precursor granite was emplaced is not clear. One possibility is emplacement within an extensional environment. Regardless, the granitic gneiss intersected in Mallabie 1 represents magmatic activity during the ‘Australian Mesoproterozoic magmatic gap’ of ca 1.50 – 1.35 Ga, and is a possible source for ca 1.50 detrital zircons found in sedimentary rocks of Tasmania and Antarctica, and metasedimentary rocks of the eastern Musgrave Province.     

兴蒙造山带东段大陆弧后A型花岗岩特征与成因

提要：兴蒙造山带贺根山－黑河一线产出有大量晚古生代Ａ型花岗岩,其成因及形成环境一直存在争议。贺根山-黑河A型花岗岩带形成于晚石炭世-二叠纪（325～260Ma）,二叠纪进入岩浆作用高峰期。该花岗岩带主要表现为准铝质-弱过铝质（A/CNK=0.89～1.13）高钾钙碱性系列;高度富集LREE,Eu负异常明显;微量元素表现为富集Th、Pb和La元素,亏损Ba、Sr、Ce、P和Ti元素。研究表明晚石炭世—二叠纪古亚洲洋正处于向西伯利亚板块俯冲阶段,贺根山-黑河Ａ型花岗岩带应该形成于该俯冲带的弧后伸展环境。俯冲导致的软流圈上涌形成弧后的伸展环境,同时为大规模高温岩浆形成提供了热源,以及部分物源,这种壳－幔混合岩浆在深部结晶分异后沿弧后伸展断裂体系快速侵位是该花岗岩带形成的原因。     

牙轮钻头动静耦合碎岩机理及旋挖成桩应用

总结了在不同高温状态下冷却、不同加载速率及随机裂隙发育状态下花岗岩动态抗拉力学特性的变化规律;结合牙轮钻头孔底碎岩过程,分析了动静载荷耦合作用下岩石破碎的载荷一侵深特性曲线,认为动、静载荷耦合作用的加载点（即动载的施加点）应是在静载处于卸载阶段;并根据加载能量大小讨论了不同动静耦合工况下产生的岩石破裂深度及破碎体积,表明通过一定范围内增大静载荷及冲击力、预加静压对岩石进行预应力损伤、加载一卸载一加载的破碎循环模式,有利于高效碎岩及裂纹的发育。嵌岩桩基础工程实践表明,通过改造牙轮钻头等钻具结构形式及布齿方式,利用动静耦合加载方式及对钻头冷却处理,可实现牙轮钻头在微风化花岗岩高效钻进的目的,为牙轮钻头的旋挖钻进成桩应用提供了重要的技术支撑。     

中国东部中生代岩浆活动与太平洋板块向西俯冲有关吗?

通常认为,中国东部中生代岩浆活动与太平洋板块的向西俯冲有关,而本文的研究表明,中生代时中国东部不属于环太平洋构造带,不处于安第斯活动陆缘环境,没有岛弧玄武岩和岛弧花岗岩.许多资料表明,在中生代早期,太平洋板块基本上是向北俯冲的,至早白垩世中期(125 Ma左右)才转向西俯冲,而中国东部大规模岩浆活动主要发生于侏罗纪—早白垩世(约180～130 Ma),因此,中国东部中生代大规模岩浆活动与太平洋板块的向西俯冲无关.太平洋板块真正向西俯冲的时间非常短暂,只有125～110 Ma和43～0 Ma两个时段.在前一时段,中国东部岩浆活动仅限于中国东部沿海;在后一个时段,中国东部岩浆活动几乎绝迹.因此,中国东部中生代大规模岩浆活动与太平洋板块向西俯冲有关的命题是错误的.