Fluid generation and evolution during exhumation of deeply subducted UHP continental crust: Petrogenesis of composite granite–quartz veins in the Sulu belt,China

Composite granite–quartz veins occur in retrogressed ultrahigh pressure (UHP) eclogite enclosed in gneiss at General's Hill in the central Sulu belt, eastern China. The granite in the veins has a high‐pressure (HP) mineral assemblage of dominantly quartz+phengite+allanite/epidote+garnet that yields pressures of 2.5–2.1 GPa (Si‐in‐phengite barometry) and temperatures of 850–780°C (Ti‐in‐zircon thermometry) at 2.5 GPa (~20°C lower at 2.1 GPa). Zircon overgrowths on inherited cores and new grains of zircon from both components of the composite veins crystallized at c. 221 Ma. This age overlaps the timing of HP retrograde recrystallization dated at 225–215 Ma from multiple localities in the Sulu belt, consistent with the HP conditions retrieved from the granite. The ε_Hf(t) values of new zircon from both components of the composite veins and the Sr–Nd isotope compositions of the granite consistently lie between values for gneiss and eclogite, whereas δ¹⁸O values of new zircon are similar in the veins and the crustal rocks. These data are consistent with zircon growth from a blended fluid generated internally within the gneiss and the eclogite, without any ingress of fluid from an external source. However, at the peak metamorphic pressure, which could have reached 7 GPa, the rocks were likely fluid absent. During initial exhumation under UHP conditions, exsolution of H₂O from nominally anhydrous minerals generated a grain boundary supercritical fluid in both gneiss and eclogite. As exhumation progressed, the volume of fluid increased allowing it to migrate by diffusing porous flow from grain boundaries into channels and drain from the dominant gneiss through the subordinate eclogite. This produced a blended fluid intermediate in its isotope composition between the two end‐members, as recorded by the composite veins. During exhumation from UHP (coesite) eclogite to HP (quartz) eclogite facies conditions, the supercritical fluid evolved by dissolution of the silicate mineral matrix, becoming increasingly solute‐rich, more ‘granitic’ and more viscous until it became trapped. As crystallization began by diffusive loss of H₂O to the host eclogite concomitant with ongoing exhumation of the crust, the trapped supercritical fluid intersected the solvus for the granite–H₂O system, allowing phase separation and formation of the composite granite–quartz veins. Subsequently, during the transition from HP eclogite to amphibolite facies conditions, minor phengite breakdown melting is recorded in both the granite and the gneiss by K‐feldspar+plagioclase+biotite aggregates located around phengite and by K‐feldspar veinlets along grain boundaries. Phase equilibria modelling of the granite indicates that this late‐stage melting records P–T conditions towards the end of the exhumation, with the subsolidus assemblage yielding 0.7–1.1 GPa at <670°C. Thus, the composite granite–quartz veins represent a rare example of a natural system recording how the fluid phase evolved during exhumation of continental crust. The successive availability of different fluid phases attending retrograde metamorphism from UHP eclogite to amphibolite facies conditions will affect the transport of trace elements through the continental crust and the role of these fluids as metasomatic agents interacting with the mantle wedge in the subduction channel.     

广西油麻坡钨钼矿床成岩成矿年代学研究及其地质意义

广西博白_岑溪断裂带位于钦杭成矿带南段,既是一条长期活动的地体边界断裂带,也是一条岩浆活动频繁的W_Mo_Sn_Pb_Zn_Sb_Au_Ag多金属成矿带。文章以该带中的广西博白县油麻坡矽卡岩型钨钼矿床为研究对象,在详细的岩性鉴别和划分的基础上,对矿区内花岗岩类进行了单颗粒锆石LA_ICP_MS锆石U_Pb测年,获得深灰色花岗斑岩的等时线年龄为(479.7±3.9)Ma,灰色黑云母花岗闪长岩为(109.7±1.1)Ma,浅灰色细粒白云母花岗岩为(103.3±1.2)Ma。辉钼矿Re_Os测年获得加权平均年龄为(97.4±1.9)Ma。由此可见,油麻坡岩体为一个复式岩体,由早奥陶世(加里东期)的花岗斑岩和早白垩世(燕山晚期)的黑云母花岗闪长岩和细粒白云母花岗岩组成,其中,黑云母花岗闪长岩构成油麻坡岩体的主体。钨钼矿形成于早白垩世晚期(即燕山晚期),与黑云母花岗闪长岩和白云母花岗岩密切相关。这些高精度测年数据的获得,进一步表明博白断裂带是一条长期活动的断裂,其在加里东期已经活动,并伴有岩浆岩的侵位。燕山晚期,该断裂重新复活,并导致大量的岩浆活动和一定强度的W_Mo_Sn_Pb_Zn_Sb_Au_Ag成矿作用,形成由多个大_中型矿床组成的多金属成矿带。博白_岑溪成矿带属于华南100~80 Ma大规模成矿的一部分,成矿背景与华南地区白垩纪的地壳伸展、钦杭成矿带的再次裂陷有关。     

丝绸之路经济带甘肃黄金段找矿勘查新进展

丝绸之路经济带已成为国家战略,赋于了上合组织新的内涵,也给地质工作者提出了新的要求。甘肃是古丝绸之路的锁匙之地,是丝绸之路经济带上的“黄金路段”。2014年甘肃省提出利用拥有古丝绸之路贯穿境内1600 km的战略通道优势,打造丝绸之路经济带的黄金段,使其成为向西开放的战略平台、经贸物流的区域中心、产业合作的示范基地、人才交流的桥梁纽带。本文就甘肃省矿产资源优势、找矿勘查新进展及向西走出去提出建议。     

内蒙古二连—东乌旗铜钼多金属成矿带中西段 找矿进展

二连—东乌旗成矿带位于西伯利亚板块和华北板块之间的兴蒙造山带东段,属西伯利亚板块东南南大陆边缘早古生代火山岛弧带、晚古生代二连－贺根山板块对接带。自中生代开始,区内逐渐向滨太平洋构造域发展过渡,并在中生代晚期经历了明显的由挤压构造体系向伸展构造体系的转换过程,在一系列构造演化及其相应的岩浆作用、火山作用和变质作用过程中,分别伴随着金、钼、铜、铅、锌等多金属富集和矿化,该地区具有优越的成矿条件。     

苏鲁超高压变质带超镁铁岩深部碳酸盐交代作用的证据

中国大陆科学钻探工程第三先导孔(PP3钻孔),位于秦岭-大别-苏鲁超高压造山带的东部,赣榆岗上超镁铁岩体中。钻孔中超镁铁岩的岩性包括纯橄岩和石榴超镁铁岩等,该超镁铁岩的SiO_2含量均值在43.68%,变化范围为41.9%~47.11%;MgO均值在44.71%,变化范围为47.12%~48.62%;Cr_2O_3均值在0.39%,变化范围为0.30%~0.47%;CaO均值0.12%(变化范围为0.006%~0.34%);Na2O均值在0.05%(变化范围为0.005%~0.32%)。超镁铁质岩的Mg#(Mg/(Mg+Fe)×100)稳定在91.9~93.0之间,Cr#(Cr/(Cr+Fe)×100)均值在38,较高;变化在30~45之间,变化小。其中闪石化金云母超镁铁岩具有最低的值(Cr#=19)。Ni含量在2100×10~(-6)~2500×10~(-6),CaO含量均值为0.13%,Al_2O_3含量均值为0.41%。岩体成分均一,表现为高镁,低钙和低铝的特征。超镁铁岩的不相容元素和稀土元素总量很低,稀土元素总量均值在0.60×10~(-6)。(La/Yb)N比值在6.9~51.2,均值在16.1,重稀土元素严重亏损,是中国东部最亏损的地幔岩之一。超镁铁岩中橄榄石成分(Fo在88.7~93.1之间,Fa在6.8~11.1之间),从早期到晚期,岩石Fo值从93→91~92.4→88.7~89.1。铬尖晶石Cr#值从51到89变化,TiO_2和MnO_2值分别低于0.26%和0.46%,晚期铬尖晶石Cr#值增大,Ti含量减小。单斜辉石由透辉石(Wo_(45.9)8En_(47.89)Fs_(2.73)Ac_(3.39))和顽透辉石(Wo_(27.61)En_(68.78)Fs_(2.27)Ac_(1.34))两种,透辉石(Cpx_Ⅰ)在顽透辉石(Cpx_Ⅱ)中呈被交代的残余粒状。角闪石和金云母呈明显的条带状和脉状,局部发育。岩石具有弱的Na和K交代作用,较高的Sr和Ba等元素,亏损高场强元素(HSFE),以及特征的稀土元素和微量元素配分曲线;岩石中主要组成矿物橄榄石从早期到晚期,矿物Mg#指数下降(Mg#从93→88);单斜辉石中可看到透辉石被顽透辉石交代现象;次生角闪石和金云母的形成等特征都显示超镁铁岩经历了碳酸盐交代作用。在超镁铁岩矿物橄榄石中发现细小白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物更有力证明了苏鲁超高压变质带超镁铁岩经历了深部碳酸盐交代作用。PP3钻孔超镁铁岩属于强烈亏损地幔岩区域,单斜辉石和角闪石等含水矿物在超镁铁岩中含量低,交代作用的范围和规模有限,且交代作用在动力学上是快速的和不平衡的过程。     

桐柏山L构造岩形成机制构造解析及其对造山带演化的制约

桐柏杂岩中发育一套典型的L构造岩,其构造位置位于桐柏造山带核部,被两条近似对称的韧性剪切带所夹持,北侧剪切带左旋,南侧剪切带右旋。由于L构造岩构造位置特殊,其位于剪切带、桐柏背形、桐柏穹窿等多种构造体的交叉部位,L构造岩的构造成因解析可以为桐柏造山带的形成演化提供重要制约。通过对桐柏造山带L构造岩的构造成因机理解析和其变形温压条件的研究,同时结合前人对桐柏山其它主要构造单元的研究,我们提出,桐柏山L构造岩的形成主要受其南北两侧两条韧性剪切带控制,传统意义的桐柏杂岩体白垩纪之前与南北一体的韧性剪切带沿近似东西方向发生管状韧性剪切,剪切作用形成了一套典型的L构造岩。L构造岩的形成指示了桐柏山单元可能经历了一期中下地壳物质的管状的韧性的向东剪切流动,后期白垩纪桐柏山核部的L构造岩经历了大规模的岩浆上升与浮力增加,该L构造岩同剪切带一起发生隆升但管状剪切构造特征并未被改造,随着不均匀隆升桐柏山出现了现今的几何学特征。L构造岩反映出管状剪切形成了现今桐柏造山带近东西向线状构造样式的主体。     

运动学涡度在藏南冈底斯岩浆带中段谢通门-曲水韧性剪切带中的应用

一般剪切带主要由纯剪切和简单剪切共同作用,不同的剪切带及不同的构造位置两者所占有的比例不同。利用运动学涡度(Wk)可以定量地分析两者间的比值大小。本文通过极莫尔圆法和有限应变轴率Rs/石英c轴组构法对冈底斯岩浆带中段谢通门-曲水滑覆型韧性剪切带的运动学涡度进行了计算,两种方法获得了较为一致的结果。通过极莫尔圆法,对剪切带中的9组糜棱岩样品进行了运动学涡度计算,获得了Wk=0.73~0.96,平均值Wk=0.83。运用有限应变轴率Rs/石英c轴组构法对4个样品进行了分析,得到Wk=0.85~0.93,均值为0.88,两种方法获得了较为一致的应变结果。还根据极莫尔圆图解,计算了该韧性剪切带的减薄量S=0.09~0.35,平均减薄量为0.20。研究表明该韧性剪切带为典型的以简单剪切为主伴有部分纯剪切的一般剪切,该剪切带的形成可能与拉萨地体在中新世时从挤压到侧向伸展的转换有关。该剪切带变形特征和运动学涡度的确定深化了对藏南冈底斯地区的构造演化过程的理解,并对青藏高原中南部的地质研究具有推进作用。     

阿尔泰-准噶尔北缘铬铁矿- Cu- Au- Pb- Zn- Ni成矿带主要成矿地质特征及潜力分析

阿尔泰-准噶尔北缘铬铁矿-Cu-Ni-Au-Pb-Zn-Ni成矿带是全国重点部署找矿勘查工作的16个重点成矿区带之一,是全球阿尔泰巨型成矿带位于中国境内的一部分。文章根据全国矿产资源潜力评价成果,结合新的成矿理论和找矿进展,对该成矿带的边界进行了新的修定;从大地构造演化历史出发,分析总结了该带区域成矿地质背景和有利成矿地质条件,进一步修订了成矿带的成矿谱系;总结了成矿带内次级成矿单元的成矿特征;对带内矿床的主要成因类型和相应的典型矿床的成矿特征进行了总结;分析了成矿带的资源潜力,并在此基础上,确定了Cr、Mo、Cu、Au、Ni、Pb、Zn、Ag为本带下一步勘查部署的主攻矿种,划分了9个远景区,其中3个为重点远景区,6个为一般远景区。此项工作对本成矿区带内下一步矿产勘查工作部署有着重要指导意义和参考价值。     

东天山哈密地区早二叠世花岗岩体及镁铁质包体的年代学, 岩石地球化学特征及其构造意义

花岗岩中包体是区域构造与深部过程研究结合的良好窗口,对研究花岗岩的成因和壳-幔相互作用有非常重要的意义。东天山南山口黑云母二长花岗岩中广泛发育镁铁质包体。主量元素组成上,寄主花岗岩岩具有中酸性、准铝质、富碱、富钾等特征;镁铁质包体则偏基性、贫钾。微量和稀土元素组成上,富集Rb、K、Th、U,贫Sr、P、Nb、Ta、Ti,且Zr、Hf含量相对较高,具中-强的铕负异常(0.46~0.57)。镁铁质包体与寄主岩具有相似的微量元素特征,但相对富集Sr、P,贫Zr、Hf,铕负异常中等或不明显(0.80~0.93)。闪长质包体属于同源包体,为寄主花岗岩同源母岩浆经结晶分异形成的早期产物。运用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术,该南山口岩体暗色镁铁质微粒包体与寄主黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为298.2±2.0Ma和294.0±2.7Ma,包体与寄主岩样品具有相似的Hf同位素组成,暗示其母岩浆来自新元古代晚期和早古生代亏损地幔中分离的新生地壳。该高钾钙碱性的花岗岩及其包体可能形成于东天山后碰撞背景下的板片断离后引起软流圈上涌,底侵体带来的热能使得新元古代晚期和早古生代的新生地壳发生部分熔融。     

钦杭Cu- Au- Pb- Zn- W成矿带（东段）主要地质成矿特征及潜力分析

钦杭成矿带(东段)是我国重要的成矿带之一。随着地质大调查的开展,新的找矿进展和预测成果不断涌现,需要对其开展系统的成矿区划和部署研究工作。本文以新的研究成果和找矿突破为基础,结合区域成矿地质背景的综合研究,在区内划分了3个Ⅲ级成矿带及8个Ⅳ级成矿带,并论述了8个Ⅳ级成矿单元的成矿地质特征。钦杭成矿带(东段)的成矿作用具有多期成矿的时间分布特征,主要有晋宁、加里东、海西、燕山等4个成矿期,其中燕山期最为重要。区内矿床类型以斑岩-矽卡岩型、海底火山-热水喷流沉积型铜金多金属矿、石英脉型钨锡多金属、火山热液型铅锌金银多金属矿最为重要,还产出有韧性剪切带型(金山金矿)、石英脉型、构造蚀变岩型金矿,海相沉积型铁锰矿等众多矿床类型。结合区域找矿进展和潜力评价最新成果,认为Cu、Au、Ag、W、Mo、Pb、Zn等矿种资源量潜力优势显著。为下一步勘查部署的主攻矿种,同时在本区划分了9个远景区,对研究区下一步矿产勘查部署工作有一定指导意义。