北山造山带南带中元古代副变质岩的锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究——对北山造山带南带前寒武纪物质演化的探索

北山造山带位于中亚造山带南缘,主要由一系列俯冲增生杂岩体构成。在其宽缓的造山区内,零散地分布着前寒武纪岩石。由于古生代以来强烈的造山作用和随后的陆内造山作用的改造,造成北山内的前寒武纪岩石和古生代以来的造山带产物难以区分。因此,关于北山造山带内的前寒武系归属问题,一直以来争议很大。本文在详细野外地质工作的基础上,报道了位于北山造山带中部的马鬃山地块内前寒武纪副变质岩的岩相学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素研究。该岩石较高的变质程度、岩石组合、碎屑锆石年龄谱特征均显示其和北山造山带内古生代的残余被动大陆边缘产物不同,属于北山造山带内残余的前寒武纪基底,且沉积时代在中元古代约1.1~1.45Ga之间。结合前人的研究,得出以下认识:北山的前寒武纪物质在中元古(约1.0Ga)之后,显示出和塔里木克拉通、蒙古地块均相似的特征,表明三者均卷入了Rodina超大陆的聚散事件。在中元古代及其之前(约1.1Ga之前)则显示多源区的特征。本文中的北山造山带中元古代副变质岩显示了中元古代及其之前与塔里木克拉通不同,与蒙古地块相似的特征。锆石的Hf同位素分析进一步揭示了北山造山带前寒武纪副变质岩和敦煌地块均记录了古太古代中晚期的新生地壳加入事件,显示了与塔里木克拉通的差异。这也暗示了敦煌地块和北山造山带在中元古代(约1.45Ga)之前可能具有统一的前寒武纪基底。     

甘蒙北山地区海相二叠系时代及其区域对比

甘蒙北山地区海相二叠系是中亚造山带最年轻的海相地层之一,但其精确时代尚缺少高精度年龄数据约束。此次研究获得北山地区双堡塘组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄285.7±2.9 Ma、280.9±2.8 Ma、279.2±4.8 Ma和272.7±2.6 Ma。同位素年龄和古生物组合证明北山海相二叠系时间延限为早二叠世亚丁斯克期—中二叠世卡匹敦期(Artinskian-Capitanian,286~265Ma),其中双堡塘组、菊石滩组和金塔组时代分别主要为亚丁斯克—沃德期(Wordian)、沃德期和卡匹敦期。区域对比表明中亚造山带新疆北部地区的海相沉积最终消失在早二叠世空谷期(Kungurian)之前(288Ma),而甘蒙北山和内蒙古地区海相沉积可持续至中二叠世卡匹敦期(265Ma)。     

内蒙古北山望旭山钨矿床地质特征与成矿时代约束

望旭山钨矿是北山成矿带东段近年来新发现的一处钨矿床。通过矿床地质特征研究,认为该矿床成因类型为岩浆热液型。为确定矿床的形成时代,重点对含矿花岗岩体开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。结果表明,含矿似斑状黑云母二长花岗岩和黑云母二长花岗岩锆石U-Pb测年结果表明其岩浆结晶年龄分别为403.2±2.6Ma和406.8±3.1Ma,时代为早泥盆世。基于岩浆高温热液型钨矿床特征,对近年来我国东部及北山地区这类矿床成矿岩体与成矿时代的统计分析结果表明,该类矿床的成岩年龄与成矿时代相近或高度耦合,结合矿床地质特征将望旭山钨矿的成矿时代也厘定为早泥盆世。结合区域构造演化认为盘陀山-望旭山-鹰嘴红山岩浆岩带的形成与早古生代红柳河-洗肠井洋盆闭合导致明水-旱山地块与敦煌地块碰撞致使陆壳增厚重熔作用有关,为与该期岩浆活动关系密切的钨钼(铜)矿床提供了物质条件。     

北山独龙包地区晚石炭世陆缘弧岩浆作用——花岗闪长岩锆石U Pb年龄及地球化学证据

本文报道了北山地区独龙包南花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄与全岩地球化学,以确定其形成时代、岩石成因及构造环境。花岗闪长岩中的锆石呈短柱状或近等轴粒状,具典型的振荡环带,Th/U值介于0.42~0.75之间,指示岩浆成因。对岩浆锆石的定年结果显示,独龙包南花岗闪长岩形成于303.4±2.1 Ma。该期花岗闪长岩的Si O2含量为63.73%~69.12%,Na_2O=3.69%~4.03%,K_2O=2.23%~2.73%,全碱(Na_2O+K_2O)为6.08%~6.44%,Al2O3含量较高(14.83%~15.89%),K2O/Na2O为0.58~0.74,A/NCK=0.91~0.99;该区花岗闪长岩富集轻稀土(LREEs)和大离子亲石元素(LILE)Rb、Th、U、Pb,亏损重稀土元素(HREEs)和高场强元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti,且轻重稀土元素分馏较强,(La/Yb)N变化于4.77~6.35,具有弱的负铕异常,δEu为0.79~0.94。上述特征表明,该期花岗闪长岩属于准铝质钙碱性I型花岗岩,岩浆源区为下地壳,受到地幔物质的混染,形成构造背景为陆缘弧。结合邻区特征,得出红石山—百合山—蓬勃山蛇绿岩带代表的洋盆于晚石炭世可能发生了南北双向俯冲。     

内蒙古北山小红山岩组变形特征及地质意义

为了研究红石山—百合山—蓬勃山古生代构造带(蛇绿岩带)物质组成和变形特征,利用数字填图方法,在内蒙古北山地区大红山一带,开展1:5万区域地质调查。发现大红山南出露一套变质基底,主要岩石组合为一套海相细碎屑岩夹中基性火山岩及磁铁石英岩组合,以含硅铁建造及变质基性火山岩为特征。该岩石组合无底无顶,变形变质强烈,分不出层序,故称之为小红山岩组。各类中低级变质岩说明变质作用达到了高绿片岩—低角闪岩相。该组北部被上石炭统白山组角度不整合覆盖,南部被早泥盆世、晚石炭世侵入岩侵入。区内出露面积约140 km²,厚约2 890 m。明显有4次变形: 前3次变形为韧性变形,形成了透入性面理S₁、大型褶皱、韧性剪切带等构造形迹; 后一次变形以脆性变形为特征,形成了较大规模的断层带。小红山岩组多期次变形、变质说明了红石山—百合山—蓬勃山古生代构造带(蛇绿岩带)确实存在,并经历了多期次变形和变质。     

广西河池北山铅锌矿区成矿地质条件及找矿研究

北山铅锌矿床严格受控于NNE向组断层及上泥盆统生物礁白云岩,其成矿地质背景、构造特征、生物礁岩建造、赋矿层位、矿带的分布特征等具有良好的规律,研究新发现了NNE向断层F0、生物礁白云岩,拓宽了找矿思路,并据此找到了新的矿带Ⅵ,根据新发现的断层及矿带,上甫-肯跃背斜东西两翼及其向南向北延伸的部位,是今后找矿的重点突破部位.     

甘肃拾金坡金矿床成矿过程中流体-岩石反应

通过流体包裹体岩相学观察、显微测温和成分分析,对拾金坡金矿床成矿流体进行了研究;通过元素地球化学分析,探讨了该矿床流体-岩石反应体系地球化学和金的搬运、沉淀机制。结果表明,主成矿阶段流体包裹体均一温度为270~340℃,冰点温度为-6.5~-4.3℃,相应盐度为4.65%~9.21%(NaCl wt.)。流体包裹体气相成分主要为CO2、H2O;液相成分阳离子以K+、Na+为主,且Na+K+,含少量Ca2+,阴离子以Cl-、Br-、SO2-4为主,且Cl-SO2-4。成矿流体属中温、低盐度、富CO2的Na+-Cl-型流体,Au(HS)-2可能是其中金溶解迁移的主要形式。温度和压力降低是石英脉型矿化中金沉淀、富集的最主要原因。流体-岩石反应过程中,发生了复杂的元素带入和带出,K被大量带入,Au、Ag、As、Sb等成矿及其相关元素强烈富集,构成蚀变岩型金矿化。     

甘蒙北山地区下石炭统绿条山组 时代修正及其构造意义

甘肃—内蒙古北山地区位于中亚造山带中段,其晚古生代洋盆最终闭合时间倍受关注且久有争议。早石炭世是该区洋陆转换的关键时期之一,下石炭统下部绿条山组与下伏的下、中泥盆统之间的角度不整合被认为是该区构造隆升的主要证据之一。但由于研究程度限制,绿条山组的时代尚有争议,一定程度上制约了该区构造演化的深入分析。北山北部甜水井北与碎石山剖面绿条山组火山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为296.8±3.5Ma与311.1±3.2Ma,产出晚石炭世巴什基尔期(Bashkirian)菊石Gastrioceras和Branneroceras,时代应修订为晚石炭世—早二叠世早期。研究区下泥盆统—上石炭统沉积充填及生物群落特征表明该区可能在晚石炭世由大陆边缘浅海演化至裂谷盆地,上石炭统与下、中泥盆统之间的角度不整合代表洋陆转化造成的长时间隆升剥蚀。     

北山地区中生代岩浆活动与成矿构造背景分析

中亚造山带是古亚洲洋演化与最终消亡的产物。北山地区处于该造山带中段南部,是中国重要的铜、钼、金、铁多金属成矿带。北山地区在晚古生代—早中生代曾发生过2次碰撞造山作用,一次发生于晚古生代末,与古亚洲洋的最终闭合有关;另一次发生于早中生代三叠纪,与北山南带发育的石炭纪一二叠纪裂谷封闭有关。因此,从时间演化看,中生代三叠纪北山地区为碰撞-碰撞后造山阶段,发育大规模剪切带和强烈的岩浆活动及伴生的金属成矿作用。北山地区中生代岩浆活动以深成侵入相发育并缺失相应的喷出相为特征;岩石类型以中酸性侵入岩为主,基性侵入岩局部可见,S、I、A型花岗岩均有产出。与中生代岩浆活动有关的矿床类型主要包括与I-A型花岗岩伴生的斑岩钼矿床、与S型花岗岩伴生的钨(锡)矿床、与中酸性侵入体有关的矽卡岩型金、银铜铅锌多金属矿床和与中酸性侵入体有关并受剪切带控制的金矿床。中生代印支期是该地区最晚一次大规模岩浆活动与金属成矿时期,其发育的范围、规模和强度均比原来认识的要广泛的多,值得进一步关注。     

北山地区碎石山剖面菊石动物群的发现及其地质意义

北山地区碎石山剖面为一套碎屑岩为主的地层,前人认为地质时代属于早石炭世杜内期,划归绿条山组,其主要分布于中蒙边界,呈带状近东西向展布。在碎石山剖面采获了丰富的、保存完好的菊石化石,共鉴定出11属16种(含未定种)。菊石以棱菊石目中的腹菊石科最为丰富,就属而言,以Gastrioceras、Branneroceras和Reticuloceras为主,该菊石动物群可以与华北、华南、西亚、东欧、北非和北美等地区对比,属于Gastrioceras-Branneroceras带,所以将碎石山剖面的地层时代重新厘定为晚石炭世滑石板期,岩石地层划归石板山组。说明杜内期的地层在碎石山地区并不存在。古亚洲洋闭合以后,在额济纳旗—银根地区伸展背景下形成的最早沉积物为白山组和石板山组。白山组主要分布于北山西部,岩性主要为火山岩夹灰岩组合,盆地性质为裂谷盆地;到滑石板期,盆地向东迁移,沉积形成石板山组,岩性以碎屑岩为主,火山岩不发育,盆地性质以裂陷盆地为主。