北喜马拉雅佩枯花岗岩年代学、成因机制及其构造意义

北喜马拉雅花岗岩位于特提斯喜马拉雅的中部,对其研究不仅有助于认识和理解碰撞造山过程中地壳物质的熔融行为和机制, 而且对探讨部分熔融作用与相关构造的关系也具有重要意义.通过对北喜马拉雅佩枯花岗岩开展系统的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学和地球化学研究,结果表明佩枯花岗岩的结晶时间较长,从23.9 Ma持续到16.5 Ma,并记录了22.3±0.6 Ma和17.3±0.3 Ma两期深熔作用.全岩地球化学分析结果显示,佩枯花岗岩具有高含量的SiO₂(71.87%~75.56%)、Al₂O₃(13.57%~15.49%)和K₂O(3.34%~4.59 %),以及高的K₂O/Na₂O比值(1.02~1.39) 和A/CNK值(1.21~1.23),属于高钾钙碱性过铝质花岗岩.岩石强烈富集大离子亲石元素Rb和放射性生热元素Th、U,亏损Ba、Nb、Sr、Zr等元素;轻重稀土元素分馏较强((La/Yb)_N=10.76~16.60),几乎无或弱的负Eu异常(δEu=0.76~0.97).样品的(87Sr/86Sr)_i值和ε_Nd(t)值变化范围分别为0.736 184~0.741 258和-14.6~-14.3,与大喜马拉雅变质沉积岩的Sr-Nd同位素组成一致,表明其源岩可能为大喜马拉雅变质沉积岩.样品(87Sr/86Sr)_i值较低而Sr浓度较高,且随着Ba浓度的增加,Rb/Sr比值基本不变,与水致白云母部分熔融的特征和趋势一致,表明佩枯花岗岩是水致白云母部分熔融的产物,部分熔融作用可能与藏南拆离系的活动密切相关.      

藏南冈底斯岩浆带中段曲水韧性剪切带的变形特征及其年代学约束

藏南曲水地区鸡公-色甫韧性剪切带系统的运动学和动力学研究,不仅对造山带构造研究具有重要理论意义,而且对青藏高原中-南部区域地质研究具有推进作用.作为藏南冈底斯岩浆带曲水岩基中的重要断裂构造,曲水韧性剪切带经历了新生代以来的大规模构造变形,其中走滑剪切作用最为显著,整体表现为右行走滑为主.通过对曲水剪切带中的构造片岩、初糜棱岩、糜棱岩以及长英质脉体等野外观测并结合室内镜下薄片以及石英EBSD(electron backscatter diffraction)组构分析,认为曲水剪切带主要经历了一期韧性变形事件.根据石英-长石变形矿物对并结合石英EBSD组构分析得出,构造变形发生的温度大约为500~550 ℃,高绿片岩相到角闪岩相.剪切带内普遍发育有不对称的褶皱、构造透镜体、σ碎斑、S-C组构和石香肠等变形组构,显示出右行走滑的特征.对研究区34组糜棱面理和9组拉伸线理进行极射赤平投影,糜棱面理的优选方位约为355°∠70°,拉伸线理产状约为95°∠8°.此外,在糜棱岩中发育两类长英质脉体,根据野外分布特征、显微组构、锆石成因学以及岩石地球化学特征综合研究认为,两类长英质脉体为同构造剪切脉体,其年代学可以对剪切带的形成时限起到很好的制约.通过对两套长英质脉体分别进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,得到了38.67±0.88 Ma和35.05±0.29 Ma两组加权平均年龄,表明了曲水剪切带韧性变形发生于35~38 Ma的始新世末期(普利亚本期).这一年龄值处于印度-亚洲大陆晚碰撞期,因此曲水韧性剪切带右行走滑事件可能是印度板块持续向北俯冲,构造应力在欧亚板块边缘释放引起的陆内构造响应.      

西藏朱诺斑岩铜矿石英闪长斑岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及Lu-Hf同位素研究

朱诺斑岩铜矿床位于冈底斯成矿带的中段西部,是近年来新发现的大型斑岩铜矿床,矿体受控于新生代复式多期岩浆活动,成矿年龄为13.72 Ma,前人主要针对中新世岩浆活动开展研究,而对矿区另一类含矿石英闪长斑岩却鲜有报道,钻孔编录以及镜下鉴定表明石英闪长斑岩可能提供了部分成矿物质,因此详细开展含矿石英闪长斑岩的研究有利于拓展矿区的找矿方向。通过开展石英闪长斑岩原位锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Lu-Hf同位素测试。结果表明测试样品的加权平均年龄为51.47±0.6 Ma,代表该岩体的岩浆结晶年龄为始新世。锆石εHf(t)值介于-5.4~0.8,平均值为-2.4,176Hf/177Hf比值为0.28259~0.28276,平均值为0.28268,二阶段Hf模式年龄(TDM2)介于1.1~1.4 Ga之间,平均值为1.3 Ga。Lu-Hf同位素结果反映朱诺地区始新世岩体具有明显的古老地壳印记,岩浆源区为中-古元古代地壳物质并混染有少量的年轻基性物质,指示在拉萨地体南部,谢通门以西的朱诺地区存在中-古元古代结晶基地。     

土体三轴试验固结过程解析解

三轴试验是获取土体强度和应力变形特性的一个重要室内试验手段。三轴试验中,排水固结阶段试样的孔压消散及固结完成情况是非常重要的两个核心要素,它是进行后续剪切试验的基础和依据。基于等应变假设,推导了土体三轴剪切试验排水固结过程的解析解,以用于分析整个排水固结过程的孔压消散和固结完成程度。针对室内三轴固结排水(CD)试验,利用所推导的解析解对其排水固结过程的孔压和固结度进行了验算对比。结果表明,解析解计算得到的固结度和孔压消散曲线与室内三轴剪切试验的相应曲线吻合得较好,说明解析解可应用于三轴剪切试验排水固结过程分析。     

敦密断裂带白垩纪两期重要的变形事件

本文报道了敦密断裂带糜棱岩中黑云母~(40)Ar/~(39)Ar定年结果和大规模走滑-逆冲断裂的几何学、运动学特征及其形成时代,以便揭示断裂带两期变形事件的构造属性。黑龙江省密山市花岗质糜棱岩中黑云母~(40)Ar/~(39)Ar加权平均年龄为132.2±1.2Ma,它是敦密断裂带经历伸展事件的冷却年龄,也是东北亚大陆边缘在早白垩世Hauterivian期-Albian期发生强烈区域伸展作用的产物。密山市至辽宁省清原县系列大型走滑-逆冲断层和断层相关褶皱揭示出在晚白垩世晚期-末期发生右旋走滑-逆冲事件,该事件规模大,影响范围广,导致整个断裂带遭受到强烈改造,形成对冲式断裂系统。将研究区走滑-逆冲断裂与山东省郯庐断裂带中段挤压构造对比,认为郯庐断裂带北段和中段在晚白垩世末期都发生了强烈的走滑-逆冲事件,它们具有相同的构造特征和构造属性。     

新疆西天山铁木里克铁矿床火山岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征及地质意义

铁木里克铁矿位于西天山阿吾拉勒铁铜成矿带中段,矿床围岩为一套以粗面安山岩、安山岩和流纹岩为主的连续变化的中酸性火山岩。本文通过对铁木里克铁矿床火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,并且结合Hf同位素和岩石地球化学研究,对火山岩的形成时代以及大地构造背景进行探讨。锆石LA-ICP-MS测年结果显示,粗面安山岩、安山岩以及流纹岩的测年结果分别是318.8±2.3Ma、320.8±2.5Ma和319.1±3.5Ma。地球化学分析表明该套火山岩属于高钾钙碱性-钾玄岩系列,富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE;如Rb、Th、K),重稀土元素(HREE)配分平坦,同时具有Nb、Ta的强烈亏损,具有明显的岛弧火山岩地球化学特征。在火山岩的大地构造判别图解上,样品点都落在了大陆弧部分。锆石的Hf同位素显示εHf(t)具有一致的变化范围(+6.2~+12.0),指示火山岩具有相同的岩浆来源,都是来源于早古生代新生陆壳的重熔,形成于相同的构造岩浆背景下。结合区域地质资料,本文认为铁木里克铁矿床出露的这套高钾钙碱性-钾玄岩系列火山岩可能是南天山洋闭合末期到陆陆碰撞早期大陆弧岩浆作用的产物。     

湘南荷花坪锡多金属矿床成矿年代研究

荷花坪锡多金属矿床是本世纪初在南岭中段湘南地区新发现的一个大型矿床,区内的锡多金属矿化产在王仙岭岩体东南内、外接触带,已发现有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ号4个主要锡多金属矿体。其中,Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ号矿体由早期矽卡岩型和晚期蚀变碎裂岩型矿石组成,Ⅲ号矿体则由独立产出的蚀变碎裂岩型矿石组成,且包含有部分碎裂花岗斑岩。以往研究已对Ⅳ号矿体中的矽卡岩型矿石和Ⅲ号矿体中含矿斑岩脉分别采用辉钼矿Re-Os法和锆石SHRIMP U-Pb法进行了测年,获得的年龄分别为224.0±1.9Ma和142±2Ma。本文补充了晚期蚀变碎裂岩型矿石的~(40)Ar/~(39)Ar测年,结果显示,Ⅱ号矿体中蚀变碎裂岩型矿石白云母样品和石英样品的坪年龄分别为151.88±1.58Ma和155.39±7.04Ma;Ⅳ号矿体中蚀变碎裂岩型矿石石英样品的坪年龄为156.94±1.64Ma。结合前人研究资料综合分析,认为荷花坪矿区存在印支晚期(224Ma)、燕山早期(151~156Ma)和燕山晚期(142Ma)三期成矿作用,分别与区内印支期中粗粒含电气石黑云母花岗岩、燕山早期中粗粒黑云母花岗岩和燕山晚期花岗斑岩脉有关,不同期成岩、成矿作用的构造环境均为岩石圈的拉张伸展。湘南地区印支期(205~224Ma)基性岩浆活动及荷花坪矿床印支期成岩、成矿过程中均有幔源物质的参与,它们共同指示南岭地区中生代构造体制的转换或岩石圈伸展减薄可能始于印支主期(230~244Ma)之后的224Ma左右,即晚三叠世。     

矿床保存变化研究的热年代学技术方法

成矿后矿床的保存与变化是矿床地质研究的重要组成部分,但研究程度不高,至今仍属于薄弱环节。矿床的保存与其隆升剥露密切相关,深入细致研究恢复矿区矿床的隆升和剥露历史,是揭示矿床保存变化的一种重要途径。本文重点论述研究矿床保存变化的技术方法,通过综合应用裂变径迹、(U-Th)/He、~(40)Ar-~(39)Ar年代学以及La-ICP-MS、锆石U-Pb定年等多种技术手段,研究成矿期次、构造活动期次以及二者间的联系,定量计算不同矿区、不同矿体、不同部位、不同时间的冷却隆升速率、隆升幅度、剥蚀速率和剥蚀量,探讨矿床保存深度与剥蚀量间的关系,总结不同时代、不同矿区矿床保存-变化过程,建立新的矿床地质-保存环境模型,完善矿床预测的综合示踪标志,最终预测不同矿区、不同地段隐伏矿床可能的产出深度,给出矿床可能已经被剥蚀殆尽的区段或地段,为深部找矿和区域成矿潜力评价提供依据。本文可为地质工作者的相关应用提供借鉴和手段。     

湘中龙山大型金锑矿床成矿时代研究——黄铁矿Re-Os和锆石U-Th/He定年

龙山金锑矿床是湘中锑-金矿集区最重要的矿床之一,因缺少适合传统放射性同位素定年的矿物,其成矿时代以往未得到很好的限定,制约了对矿床成因的认识。由于分析测试技术的进步,Re-Os同位素定年技术得到了发展,可对热液矿床中形成的低Re、Os含量的硫化物进行较准确可靠的年龄测定,从而可为低温热液矿床的形成时代提供有效制约。锆石U-Th/He同位素定年,也是近年发展和成熟起来的定年技术,对低温热事件极其敏感,同样是约束低温成矿年龄的重要手段之一。本文采用矿床中黄铁矿Re-Os同位素和蚀变围岩中受成矿热事件影响的锆石U-Th/He同位素定年技术,对龙山金锑矿床的成矿时代进行了研究。定年结果显示:热液成因黄铁矿的Re-Os等时线年龄为195±36Ma,对应于印支晚期;锆石U-Th/He年龄为51.2~133.3Ma,经Ft校正后,U-Th/He年龄分布于93.78~258.29Ma之间,平均值为160.7±7.3Ma,对应于燕山早期。该矿床可能发生了200Ma和160Ma的两次成矿作用;或者矿床形成于200Ma左右,但是受到了160Ma左右岩浆热事件的改造,黄铁矿Re-Os年龄代表成矿年龄,而锆石U-Th/He年龄则代表第二期热事件发生的时间。无论是200Ma左右一次成矿,还是另有160Ma左右的成矿作用叠加,这两个年龄分别与区内两期岩浆活动的时间相当,这表明岩浆事件对驱动矿床的形成发挥了重要的作用。     

延边开山屯花岗闪长岩-石英闪长岩体年代学、地球化学特征及对古太平洋板块俯冲作用时限的制约

近年来古太平洋构造域的构造演化备受学者关注。本文报道的延边开山屯地区花岗闪长岩-石英闪长岩体LAICP-MS U-Pb年龄表明其形成时间为早侏罗世早期(198±1Ma),所采样品可根据Zr/Hf值分为高Zr/Hf值组花岗闪长岩和低Zr/Hf值组石英闪长岩。高Zr/Hf值组花岗闪长岩起源深度浅,富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素(LILEs),贫Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs),具壳源岩浆的特点。低Zr/Hf值组为壳源岩浆与来自深部的亏损地幔岩浆混合而成,岩石亏损Nb、Ta、Zr、Hf、Ti等高场强元素,具有典型的弧型岩浆地球化学特征。岩体中存在细粒闪长质包体,镜下可见针柱状磷灰石。开山屯岩体属钙碱性系列岩石,结合前人资料,认为其与该地区同时代火成岩组成北-东向分布的早侏罗世活动大陆边缘型火成岩带,而位于该带西侧的小兴安岭-张广才岭地区存在同时代弧后拉张带,两者构成典型的大陆弧与弧后拉张带模型,共同揭示了早侏罗世早期古太平洋板块对东北地区的俯冲作用。