Geochronological and geochemical constraints on the Erguna massif basement,NE China – subduction history of the Mongol–Okhotsk oceanic crust

We present new geochronological and geochemical data for granites and volcanic rocks of the Erguna massif, NE China. These data are integrated with previous findings to better constrain the nature of the massif basement and to provide new insights into the subduction history of Mongol–Okhotsk oceanic crust and its closure. U–Pb dating of zircons from 12 granites previously mapped as Palaeoproterozoic and from three granites reported as Neoproterozoic yield exclusively Phanerozoic ages. These new ages, together with recently reported isotopic dates for the metamorphic and igneous basement rocks, as well as Nd–Hf crustal-residence ages, suggest that it is unlikely that pre-Mesoproterozoic basement exists in the Erguna massif. The geochronological and geochemical results are consistent with a three-stage subduction history of Mongol–Okhotsk oceanic crust beneath the Erguna massif, as follows. (1) The Erguna massif records a transition from Late Devonian A-type magmatism to Carboniferous adakitic magmatism. This indicates that southward subduction of the Mongol–Okhotsk oceanic crust along the northern margin of the Erguna massif began in the Carboniferous. (2) Late Permian–Middle Triassic granitoids in the Erguna massif are distributed along the Mongol–Okhotsk suture zone and coeval magmatic rocks in the Xing’an terrane are scarce, suggesting that they are unlikely to have formed in association with the collision between the North China Craton and the Jiamusi–Mongolia block along the Solonker–Xra Moron–Changchun–Yanji suture zone. Instead, the apparent subduction-related signature of the granites and their proximity to the Mongol–Okhotsk suture zone suggest that they are related to southward subduction of Mongol–Okhotsk oceanic crust. (3) A conspicuous lack of magmatic activity during the Middle Jurassic marks an abrupt shift in magmatic style from Late Triassic–Early Jurassic normal and adakite-like calc-alkaline magmatism (pre-quiescent episode) to Late Jurassic–Early Cretaceous A-type felsic magmatism (post-quiescent episode). Evidently a significant change in geodynamic processes took place during the Middle Jurassic. Late Triassic–Early Jurassic subduction-related signatures and adakitic affinities confirm the existence of subduction during this time. Late Jurassic–Early Cretaceous post-collision magmatism constrains the timing of the final closure of the Mongol–Okhotsk Ocean involving collision between the Jiamusi–Mongolia block and the Siberian Craton to the Middle Jurassic.     

麻粒岩的形成及其对大陆地壳演化的贡献

麻粒岩是地球中最重要的岩石类型之一，它的形成主要受地热条件的控制。麻粒岩的形成可以与大陆碰撞、大陆拉张以及大陆弧模式相联系。麻粒岩在某种程度上，还是下地壳的同义词。通过麻粒岩地体地及火山岩中麻粒岩捕虏体的研究，使人们对地球深部的物质组成和结构有了直接的了解。麻粒岩在陆壳的形成和演化中具有举足轻重的地位。陆核说、陆壳垂直增生或横向增生说，都以麻粒岩作为重要的岩石学依据。     

钦州湾-杭州湾构造结合带（南段） 地质演化和找矿方向

钦州湾-杭州湾结合带是位于扬子与华夏两大古陆块中间的巨型构造结合带。根据内部结构不均一性和演化历史的差异,钦-杭结合带可划分为3段：北（东）段、中段和南（西）段,分界线大致为北纬24°和北纬27°。中段与南岭带大体一致;北段指南岭以北地区,即绍兴-江山-萍乡一带;南段位于南岭以南区域,大致与云开-十万大山带相当。钦-杭结合带南段是华南大陆壳再造和矿产资源寻找的重要研究课题。它的地质演化与钦-杭结合带具有整体一致性,特别是具有一致的开-合历史。震旦系底部的粤西云浮大降坪块状硫化物矿床是海底喷流沉积的产物,它与信宜和陆川新元古代蛇绿岩等是南段洋壳存在的重要证据。在进一步的矿床勘查中,要重视斑岩型铜（钼）矿床的寻找。中酸性斑岩体来自于元古宙岛弧底部玄武质岩石（下地壳）在中生代时期的部分熔融,本质上该类矿床带有岛弧俯冲环境的基因。     

云南马厂箐岩体中深源包体特征及其锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄

马厂箐岩体属于滇西富碱侵入岩的重要组成部分,在马厂箐岩体中发现了镁铁质暗色深源包体,这对于研究滇西富碱侵入岩带的起源、演化、成岩成矿作用以及区域地球动力学机制具有重要意义。本文基于对深源包体地质特征研究,通过开展LA-ICPMSU-Pb锆石定年,得到花岗斑岩中镁铁质深源包体锆石U-Pb加权平均年龄为35.13±0.23Ma(MSWD=0.64),与其寄主岩花岗斑岩年龄(35.0±0.2Ma)和(似)斑状花岗岩年龄(33.78±0.21Ma)较为一致,结合深源包体及其寄主岩锆石的Th/U比值及Ti温度计特征,证明了包体的岩浆混合成因。分析认为:马厂箐富碱侵入岩体为壳源岩浆与幔源岩浆混合作用的产物;包体与其寄主岩具有相同或相似的岩浆演化过程;35Ma左右存在幔源岩浆的底侵注入,幔源岩浆的注入混合可能是这套岩浆成矿的关键。     

燕山期中国东部高原下地壳组成初探：埃达克质岩Sr、Nd同位素制约

大陆地壳组成是地球科学家关注的课题，但困难的是如何确定深部地壳，尤其是下地壳的组成。埃达克质岩的厘定从一个方面有助于这个难题的解决。中国东部“C型”埃达克质岩（adakite-like)的地球化学性质表明其形成的深度大，熔融的温度高，为下地壳中基性麻粒岩部分熔融的产物。因此，可以尝试通过埃达克质岩的地球化学特征来反演下地壳的组成。本文的初步研究表明，中国东部埃达克质岩的Sr-Nd同位素组成有很大的变化，反映埃达克质岩熔融的源区下地壳组成有明显的不同。根据埃达克质岩石的Sr-Nd同位素组成，推测中国东部高原下地壳大体由胶东－大别、北京－辽西和下扬子（长江中下游）3个不同的块体组成。1，胶东－大别区：胶东区的下地壳以富Si,Na2O/K2O低（0．8－1．3）、Isr高（0．709－0．712）、εNd(t)低（－15－－21）和TDM高（1．9－2．1Ga)为特征；大别区的Isr值较低，可能代表了中生代时基底的特征，大体相当于该区下地壳的上限值。2，下扬子区位于扬子地块内，中生代埃达克质岩的Sr初始值，εNd和TDM变化大，说明元古宙的下地壳基底中可能有较多年轻的玄武质岩石底侵加入。相比而言，铜陵区的Isr较高（0．707－0．709）、εNd(t)较低（－11－－16）、TDM高（1．7－2．2Ga)，接近扬子下地壳的特征。3，辽西－北京地区的Sr-Nd高位素组成以低的Isr(0.705-0.707)、变化的εNd(t)(-4--20)和TDM（0．7－2．1Ga)为特征，反映辽西－北京区下地壳组成比较复杂。其中北京－彰武地区的Sr-Nd同位素组成与汉诺坝玄武岩中的麻粒岩包体类似，远高于华北下地壳的εNd(t)值（－32－－44），推测埃达克质岩石并非来自古老的华北太古宙下地壳，而可能是中生代时增生在华北下地壳底部的年轻基性麻粒岩部分熔融形成的。此外，文中还讨论了用埃达克岩反演下地壳组成存在的不足。     

南岭离子吸附型稀土矿床成矿规律研究新进展

离子吸附型稀土矿是我国的优势资源,是全球重稀土的主要来源。20世纪80年代我国对此类矿床的成矿规律开展过大量研究,但仍有诸多未解之谜。为了解目前离子吸附型稀土资源的分布特征和成矿规律,2011~2015年中国地质科学院矿产资源所三稀项目组对52个离子吸附型稀土矿床进行了综合研究,本文介绍稀土成矿规律研究方面取得的一些新进展:(1)离子吸附型稀土矿床广泛分布在华南地区,以南岭最为发育,近些年在越南、老挝、泰国及美国也有发现。矿床主要产在花岗岩和酸性火山岩风化壳中,近几年也在变质岩和灰岩风化壳中有所发现,但花岗岩离子吸附型稀土矿床规模较大,品位较高,仍是最为重要的一类(亚类)稀土矿床;(2)成矿花岗岩的形成时代范围较宽,锆石U-Pb年龄集中在461~384Ma、228~242Ma和189~94Ma三个区间。相对于LREE型成矿花岗岩,HREE型更加富硅,富HREE,具有强烈的负Eu异常,普遍高Rb,低Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Ba、Sr等微量元素,暗示HREE型成矿花岗岩岩浆经历了高度分异。值得注意的是,部分LREE型成矿花岗岩相对富集HREE,特别是富集Y,轻重稀土元素比值(LREE/HREE)多介于1~3之间,风化易形成HREE型风化壳,这很可能是今后重稀土资源的重要来源之一;(3)成矿花岗岩中稀土矿物的成因多样,有岩浆成因(如榍石、褐帘石、独居石、磷钇矿等)、流体交代成因(稀土氟碳酸盐类)和表生成因(水磷铈矿、水磷镧矿等),稀土元素的内生矿化很大程度上受流体交代作用影响;(4)发育完整的风化壳垂向剖面中稀土元素含量呈"弓背式"分布,即表土层和半风化层中含量低,全风化层中含量高,但受地形、地貌及地表水等因素的影响,稀土含量变化曲线呈多种形态。垂向上LREE和HREE可分层富集,即全风化层上部富集LREE,下部富集HREE,也可以同时富集在全风化层下部。华南大量成矿母岩和风化壳样品的化学风化蚀变指数(CIA)与稀土元素总量(∑REE)之间存在明显的相关性,当CIA85%时,CIA与∑REE呈正相关,当85%CIA100%时,CIA与∑REE呈负相关;(5)表生过程中,母岩中易风化的稀土矿物不断释放出可交换性吸附态的稀土元素,酸性淋滤作用是稀土元素迁移的动力,黏土矿物是稀土元素赋存的载体,风化程度影响稀土元素的次生富集。     

华南前寒武系基底变质杂岩和中-新生代地幔岩的稀有气体同位素组成及其大地构造意义

对华南前寒武系变质岩浆杂岩稀有气体He、Ne、Ar和Xe的系统研究表明:扬子克拉通基底为含高³He的下地壳"原始岩石层",(³He/⁴He)×10^-6比值为2.8～4.6;而华夏板块基底变质岩浆杂岩则是在缺乏³He、低(³He/⁴He)×10^-8比值(3.15～17.7)的构造环境下形成的大陆中-上地壳变质岩浆杂岩层,反映出两者基底性质迥然不同。华南中-新生代爆破岩筒He同位素组成相反,相对稳定的扬子克拉通(³He/⁴He)×10^-8比值仅0.18～4.22,而郯庐-四会-吴川断裂以东,中-新生代活动地块(太平洋构造域)(³He/⁴He)×10^-8比值高达3.7～20.5。He同位素表明郯庐-四会-吴川断裂带为切割深至地幔的边界深大断裂,是扬子克拉通与华夏板块间的边界且控制了燕山期火山-侵入岩浆向西扩展。Ar同位素组成表明华南大陆中-新生代地幔形成接近"均一"的地幔组份。¹³⁶Xe/¹³⁰Xe-¹²⁹Xe/¹³⁰Xe相关组份表明它们具有地幔柱岩石同位素组成特征。     

胶东西北部重熔型磁铁矿花岗岩与金矿

胶东西北部是我国最主要的金矿集中区,金矿的同源岩为滦家河花岗岩,属中深侵入体。根据它富含磁铁矿及副矿物组合,高铁低镁的黑云母,岩石化学成分,锶、氧、硫同位素组成,认为属磁铁矿花岗岩,相当于Ⅰ型花岗岩。用K、Rb、Sr、岩石化学成分,稀土元素和硫同位素判别,确认其为壳源(相当于胶东群变质岩的成分)重熔型。我国脉状金矿的容矿围岩时代老,成矿时代新,空间受构造—岩浆带制约,成矿过程脉岩活动频繁,对其原因,本文提出了一种解释。     

剪切波分裂揭示的青藏高原上地壳地震各向异性基本特征

青藏高原整体隆升,构造运动与介质变形强烈,然而由于地震观测数据不足,青藏高原内部上地壳各向异性研究一直是一个空白.本研究使用西藏地区的地震台网(2009年5月—2017年5月)的观测资料,利用剪切波分裂研究青藏高原上地壳地震各向异性特征.由于青藏高原固定地震台站分布稀疏,可用于进行剪切波分裂研究的近场地震事件记录稀少,本研究采用地震事件的单台定位技术,对公开的地震目录里没有震源深度数据的地震事件进行震源位置约束,并引入微震模板匹配定位方法,对连续地震波形进行检索,识别出地震目录里遗漏的新的微震(小地震)事件波形.微震识别获得的新地震事件记录是地震目录里报告的地震事件记录的大约6倍,用于补充研究区的剪切波分裂数据分析.通过数据分析,对比快波偏振方向,证实微震识别获得的数据极大地增加了有效数据的数量,提高了结果的可靠性.研究结果表明,雅鲁藏布江缝合带与班公—怒江缝合带之间的拉萨地块东部地区,台站的快剪切波(快波)偏振方向主要受区域应力场影响,快波偏振方向主要是NS或NNE方向,表明了区域最大主压应力方向;但个别地震台站(当雄台)快波偏振方向受原地主压应力影响,其快波偏振方向既不平行于断裂走向也不平行于区域主压应力方向,揭示出地壳介质的局部变形导致的局部应力方向不同于青藏块体里的其他地区.研究区西部的改则、普兰和研究区北部的双湖,快波偏振方向显示与断裂等构造走向一致的特点.研究区东部的昌都和察隅,快波偏振方向除了与断裂走向(或构造线)一致,还与地表运动的方向相同,揭示了青藏块体东部的深部物质可能的运移方向.这个现象虽然还需更多的研究证实,但这个发现的重要启示是,地震各向异性结合地表变形可用于探讨地壳深部物质的运动.     

Low-temperature alteration of oceanic island basalts and their contribution to transition metal circulation of the ocean

The major elements, rare earth elements （REE） and trace elements of four basalt samples from central and western Pacific ferro- manganese crust provinces have been analyzed using chemical methods and ICP - MS, respectively. The results indicate that the samples have been extensively altered and that the contents of their major elements have changed significantly. However, the similarity of REE partition patterns and trace element contents of basalt samples to those of fresh oceanic island basalts （OIB） indicate that the basalt samples originated as OIB. Because of low-temperature alteration, the contents of A1203 , Fe203 , MnO, K20 and P205 increased, while MgO and FeO decreased. Active components, such as magnesium and iron, were leached from OIB resulting in the relative enrichment of SiO2. The leaching of active components can cause the relative enrichment of REE, while the precipitation of LREE-rich ferromanganese oxides in vesicles and fissures not only causes an increase of REE contents, but also induces ＂fractionation＂ of LREE and HREE. Based on the enrichment mechanism of REE contents, the theoretical quantities of precipitated ferromanganese oxides and the depleted quantities of active components are calculated ： the depleted quantities of active components for the unit mass of fresh basalts vary in the range of 0.15 ～ 0. 657, and the precipitated quantities of ferromanganese oxides for the unit mass of fresh basahs vary in the range of 0. 006 ～ 0. 042. Of the major elements, the two most depleted are iron, and magnesium, with 18.28% ～ 70.95% of iron and 44.50% ～ 93.94% of magnesium in the fresh basalts was leached out. Theoretical calculation and geochemistry results both indicate that low-temperature alteration of basalts can supply abundant amount of metals to seawater, and may play an important role in ocean metal circulation.