华北克拉通东部中生代高Mg闪长岩——对岩石圈减薄机制的制约

在华北克拉通东部鲁西—徐淮地区,存在一套辉石闪长岩-二长闪长岩-花岗闪长岩组成的adakitic岩石。锆石SHRI MP和LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明它们形成于早白垩世(130~132Ma)。该类岩石具有较高的MgO含量(质量分数为1·46%~9·76%)、高的Mg#值(0·46~0·68)和高的Sr/Y值(主体介于30~52之间,个别高达410)。这些特征类似于由俯冲大洋板片部分熔融形成的adakitic岩石。然而,它们所表现出来的相对较高的87Sr/86Sr初始比值(0·7051~0·7077)和较低的εNd(t)值(-4·43~-15·92)则反映岩浆形成或演化过程中应有陆壳物质的参与。徐淮地区该类岩石中榴辉岩类捕虏体和石榴石捕虏晶的存在和鲁西辉石闪长岩中众多地幔橄榄岩捕虏体的发现,以及这些捕虏体中普遍发育富硅质交代作用,由此可以判定该类岩浆应起源于拆沉下部大陆地壳的部分熔融及其在上升过程中与地幔橄榄岩的反应,石榴石作为残留相。华北克拉通东部早白垩世adakitic岩石的存在以及榴辉岩类捕虏体的年代学表明,中生代早期曾存在一次重要的陆壳加厚过程,之后相继出现的加厚岩石圈的拆沉应是中生代岩石圈减薄的主导机制。     

徐淮地区中生代深部地壳的物质组成及热状态——深源捕虏体证据

徐淮地区中生代侵入杂岩中含有丰富的深源岩石捕虏体,包括榴辉岩类、单斜辉石岩、角闪岩类和片麻岩类。深源捕虏体的岩相学研究表明,它们经历了早期的榴辉岩相变质和晚期的角闪岩相退化变质,然后被寄主岩浆所捕获。捕虏体中矿物平衡温压估算结果显示,榴辉岩相变质的温压条件为:T=657～992℃,P=1.33～2.78GPa,所反映的地温梯度介于克拉通地温(40mW/m2)和大洋地温(60mW/m2)之间;晚期角闪岩相退变的温压条件为:T=523～878℃,P=0.5～1.02GPa,这与中国东部新生代地温梯度相一致。本区中生代深部地壳主要由一套混杂堆积岩所构成,包括退变榴辉岩、退变石榴辉石岩、角闪岩类和片麻岩类。该区深源捕虏体的P-T演化暗示中生代早期华北地块东部深部地壳和/或岩石圈地幔曾存在一次重要的加厚过程;苏鲁造山带的形成可能是扬子地块沿北西方向俯冲于华北地块之下的产物;中生代郯庐断裂带并不存在巨大左行平移。     

徐淮地区早白垩世adakitic岩石的年代学和Pb同位素组成:对岩浆源区与华北克拉通东部构造深化的制约

本文报道了徐淮地区5个早白垩世adakitic岩体全岩的Pb同位素组成和其中3个岩体的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果,并讨论了岩浆源区的性质和华北克拉通东部中生代早期的构造演化.结果表明,班井、丰山和蔡山岩体形成于早白垩世,其206Pb/238U加权平均年龄分别为127±1Ma、129±2Ma和131±1Ma.利国、班井、夹沟、丰山和蔡山岩体的全岩(206Pb/024Pb)t、(207Ph/204Pb)t和(208Pb/204Pb)t初始比值分别变化于17.957～18.620、15.508～15.655和38.129～38.710之间.综合早白垩世adakitic岩石高的放射成因Pb同位素组成以及继承锆石年代学和其中榴辉岩类捕虏体锆石U-Pb年代学和地球化学的研究成果,可以认为华北克拉通东部徐淮地区早白垩世adakitic岩石的岩浆源区以断离的扬子克拉通俯冲板片(基底物质)为主,并有拆沉的华北克拉通基底物质的参与.这与扬子克拉通沿北西方向俯冲于华北克拉通之下的构造模式相吻合.     

鲁西中生代高镁辉石闪长岩中超镁铁质捕虏体成因:氧化态和铂族元素证据

鲁西莱芜晚中生代高镁闪长岩中含丰富的超镁铁质捕虏体,主要为纯橄岩(>80%),少量方辉橄榄岩(<5%)和橄榄辉石岩(<15%)。测定了代表性捕虏体的亲铁、亲铜元素含量,根据其矿物化学成分计算了捕虏体的氧化-还原状态。方辉橄榄岩遭受了不同程度富Si熔体的交代,全岩富含Cr、Co、Ni和IPGE,高IPGE/PPGE值,是地幔深度部分熔融的残留。纯橄岩由铬铁矿和高Mg橄榄石组成,全岩富含Cr、Co、Ni,贫IPGE,低IPGE/PPGE值,可能为一种镁铁质熔体的堆晶岩。纯橄岩中橄榄石成分表现出一定的变化范围,局部镁橄榄石（Fo）成分高达94,可能是堆晶中橄榄石与足够的铬铁矿反应的结果,原始熔体可能为玻镁安山质岩浆。方辉橄榄岩和纯橄岩都显示高f_O2值,FMQ+1.4~+2.4,与研究区早古生代相对还原的陆下岩石圈地幔(f_O2低于C-CO₂缓冲反应)形成鲜明对比。数据表明,中生代扬子大陆和华北克拉通碰撞之前,特提斯大洋板块和扬子大陆边缘相继俯冲到华北克拉通东缘之下,导致当时岩石圈地幔的f_O2陡升。     

乳山地区中生代花岗岩及捕虏体年代学、Hf同位素特征对胶东半岛地壳演化的启示

花岗岩是大陆地壳主要组成部分,胶东半岛中生代花岗岩的出现是推演俯冲板片岩浆演化与构造演化的重要依据. 因此,通过研究乳山地区出露的花岗岩及其捕虏体（变质基性岩）,有助于更好的了解中生代胶东半岛的岩浆演化与地壳演化. 该研究为胶东地区提供了新的主微量元素数据、U?Pb和Lu?Hf同位素数据. 岩石地球化学表明黑云母二长花岗岩具有高钾钙碱性特征,相对贫钛、铁、锰、镁等元素,岩体有可能是分异程度较高的I型或者M型花岗岩. 大离子亲石元素Ba和Sr明显富集,高场强元素Zr无明显亏损. 斜长角闪岩SiO₂、TiO₂、Fe₂O₃T和MgO含量分别为48.9%、0.68%、12.64%和7.33%,为拉斑玄武岩成分,全碱ALK（K₂O+Na₂O）较低. 大离子亲石元素Ba和Sr无明显富集,高场强元素Zr弱亏损,与石榴斜长角闪岩地球化学性质相似. 锆石CL图像中花岗岩为岩浆锆石,斜长角闪岩为变质重结晶锆石. 黑云母二长花岗岩锆石U?Pb定年获得年龄为118.5±2.7 Ma,ε_Hf（t）值为-15.4~-27.7（Mean=-25.2±1.4）,相应二阶段模式年龄（T_DM2）为2.16~2.90 Ga,但大部分集中在~2.8 Ga. 捕虏体斜长角闪岩锆石U?Pb上交点年龄为1 839±27 Ma,ε_Hf（t）值为0.5~5.1（Mean=3.23±0.74）,相应的一阶段模式年龄（T_DM1）为2.02~2.18 Ga. 此外,念头村含榴花岗岩ε_Hf（t）值为-25.1~-27.1（Mean=-26.0±0.18）,相应的二阶段模式年龄（T_DM2）为2.75~2.87 Ga. 其捕虏体含榴斜长角闪岩ε_Hf（t）值为3.7~4.4（Mean=3.93±0.21）,相应的一阶段模式年龄（T_DM1）为1.99~2.03 Ga. 上述数据指示花岗岩为华北太古宙地壳重新熔融的产物;变基性岩属华北荆山群物质. 因此,乳山地区中生代花岗岩及其捕虏体都具有华北板块的亲缘性. 乳山地区模式年龄为太古宙的花岗岩暗示胶东半岛地壳演化的相关信息,并不具备拆沉作用产生岩浆岩的特点. 捕虏体（变基性岩）可能为下地壳部分熔融后形成的新生地壳物质在短时间内携裹的产物.      

中条山地区涑水杂岩新太古代烟庄正长花岗岩年龄及成因:对华北克拉通地壳演化的制约

太古宙末期钾质花岗岩的广泛发育是陆壳成熟和稳定化的重要标志,对了解早期陆壳的形成与演化具有重要的意义.发育于华北克拉通南缘中条山地区涑水杂岩中的烟庄正长花岗岩的形成年龄和成因还没有被很好地限定,构造背景还存在争议.对烟庄花岗岩进行了锆石U-Pb年代学和Hf同位素以及全岩地球化学和Nd同位素研究.烟庄花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为2 515±7 Ma.岩石具有高硅(SiO₂=73.05%~74.85%)、高钾(K₂O=4.46%~5.86%)、富碱(ALK=8.32%~9.36%)、贫钙(CaO=0.55%~0.98%)、低TFeO*(0.73%~1.28%)和MgO(0.31%~0.52%)的特征,A/CNK=1.01~1.04,为弱过铝质的钾玄系列.稀土总量变化较大(ΣREE=63.80×10-6~250.02×10-6)),轻重稀土元素分异明显((La/Yb)_N=25.44~92.87),Eu异常变化较大(Eu/Eu*=0.47~0.79).岩石低Sr、Ba,富集Rb、Th、U等元素,亏损Nb、Zr、Y、Yb、Cr、Co、Ni等元素,具有较高的Rb/Sr、Rb/Ba和Sr/Yb比值以及较低Sm/Nd和Nd/Th比值,具有高分异I型花岗岩的特征.烟庄花岗岩具有0附近的全岩ε_Nd(t)值,岩浆锆石具有正的ε_Hf(t)值(2.85~3.66),两阶段Hf模式年龄为2 258~2 883 Ma,多数在2 600~2 883 Ma之间.结合其他方面研究,烟庄花岗岩具有同碰撞和后碰撞花岗岩的特征,推测为新生地壳在由挤压向伸展转换的构造背景下部分熔融所形成,可能有少量地幔物质添加.这期钾质花岗岩的形成,标志着华北克拉通太古宙末期强烈岩浆活动的结束以及稳定陆壳的形成.      

华北克拉通东部中生代岩石圈减薄的过程与机制:中生代火成岩和深源捕虏体证据

基于最新的同位素年代学资料 ,华北克拉通东部中生代的岩浆作用可划分成四个阶段 ,即晚三叠世 ( 2 0 5～ 2 2 5Ma)碱性岩浆作用 ;中晚侏罗世 ( 1 5 5～ 1 6 0Ma)花岗质岩浆作用 ;早白垩世 ( 1 1 2～ 1 32Ma)双峰式岩浆作用和晚白垩世 ( 92～ 73Ma)碱性玄武质岩浆作用。徐淮地区中生代侵入岩中榴辉岩捕虏体的发现及其地质年代学资料 ( 2 1 9Ma)表明 ,华北克拉通东部中生代早期曾发生过一次重要的陆壳加厚过程。俯冲板片的断离以及高压—超高压变质岩的快速折返和晚三叠世 ( 2 0 5～ 2 2 5Ma)的碱性岩浆作用的存在均暗示 ,华北克拉通中生代岩石圈减薄已经开始。拆沉作用则是引起中生代早期岩石圈减薄的主要机制。中、晚侏罗世 ( 1 5 5～ 1 6 0Ma)花岗质岩浆作用形成于造山期后的伸展环境 ,代表了中生代岩石圈减薄的继续和发展。早白垩世 ( 1 1 2～ 1 32Ma)双峰式岩浆作用表明中生代岩石圈减薄达到了峰期。而幔源纯橄岩捕虏体中富硅质熔体的交代作用和玄武岩的高87Sr/ 86Sr值、低ε(Nd ,t)值特征表明 ,软流圈对岩石圈底部的化学侵蚀可能是导致该阶段岩石圈减薄的主导机制。晚白垩世 ( 92～ 73Ma)碱性玄武质岩浆作用和“海洋型”地幔捕虏体的存在代表了等温面的下降和岩石圈地幔的增生     

郯庐断裂带晚中生代富碱侵入岩Nd、Sr、Pb同位素特征及源区性质探讨

郯庐断裂带是中国东部一条巨大的深大断裂带,它纵切华北克拉通、扬子克拉通、兴蒙-吉黑造山带和大别-苏鲁造山带四个大地构造单元,特别是在该断裂带出露许多晚中生代富碱侵入岩体,构成一条长达近2000km的富碱侵入岩带.本文是在前人研究基础上首次从大尺度对整个郯庐断裂带富碱侵入岩的Nd、Sr、Pb同位素做了比较系统深入的研究,发现四个大地构造单元的富碱侵入岩具有明显不同的Nd、Sr、Pb同位素特征,暗示四大构造单元富碱侵入岩的源区性质差别较大:兴蒙-吉黑造山带晚中生代富碱侵入岩源于和亏损地幔有成因联系的年青地壳(εNd(t)为ft.,平均值 2.25);华北克拉通、扬子克拉通和大别-苏鲁造山带三大构造单元晚中生代富碱侵入岩都主要源于EMI型富集地幔(εNd(t)均为负值).但是这三大构造单元岩石圈地幔富集程度差别较大.大别-苏鲁造山带岩石圈地幔相对富集程度最高(εNd(t)平均值为-17.06);华北克拉通次之(εNd(t)平均值为-10.03);扬子克拉通岩石圈地幔富集程度最低(εNd(t)平均值为-6.41).本文认为大别.苏鲁造山带岩石圈地幔相对最富集的原因可能是在早中生代扬子克拉通陆壳向华北克拉通深俯冲之后的折返过程中,因压力释放有利于熔/流体的形成、析出和向上交代并改造华北岩石圈地幔使之成为富集地幔.     

徐淮早白垩世埃达克质岩中含橄榄石单斜辉石岩的成因及其岩石学意义

报道了徐淮地区早白垩世埃达克质岩中首次发现的含橄榄石单斜辉石岩捕虏体的岩相学与矿物化学资料, 该类捕虏体显示堆积结构、块状构造, 主要由单斜辉石(~80%)、斜方辉石(~5%)、橄榄石(~5%)和普通角闪石(~10%)组成.橄榄石外侧发育有斜方辉石反应边, 角闪石沿辉石粒间分布, 呈嵌晶结构.矿物化学分析结果表明: 橄榄石的镁橄榄石分子值(Fo)=77.7~79.3, Ni=623×10-6~773×10-6; 斜方辉石的Mg#=75.6~80.2, Cr=161×10-6~684×10-6, Ni=79×10-6~708×10-6; 单斜辉石的Mg#=84.5~86.4, CaO=21.59%~23.13%, Al₂O₃=1.72%~2.44%.上述矿物与中、新生代玄武岩中橄榄石、斜方辉石和单斜辉石斑晶以及堆积成因辉石岩中的斜方辉石和单斜辉石成分类似.此外, 单斜辉石的稀土配分型式以相对富含中稀土元素的上凸型为特征, 稀土元素含量较低(∑REE=10.14×10-6~12.71×10-6), 无明显的铕异常(δEu=0.90~1.16), 类似于新生代玄武岩中单斜辉石斑晶.捕虏体中的普通角闪石的Mg#=74.0~80.4、SiO₂=43.2%~44.5%、Na₂O=2.04%~2.29%, 稀土元素分馏不明显, 显示亏损高场强元素(HFSEs, 如Nb、Ta、Zr、Hf), 富集Sr、Rb、Ba的特征, 与新生代玄武岩中角闪石捕虏晶成分不同.结合其嵌晶结构, 普通角闪石应是寄主岩浆贯入结晶的产物.综合上述特征, 可以看出含橄榄石单斜辉石捕虏体为镁铁质岩浆高压堆晶成因.结合华北克拉通东部早白垩世双峰式火山岩组合的出现, 推断含橄榄石单斜辉石岩捕虏体可能是早白垩世基性岩浆底侵的产物.      

辽西义县晚白垩世大兴庄组流纹岩的地球化学特征及其成因

辽西义县晚白垩世大兴庄组流纹岩具有埃达克质火山岩的特征.这些流纹岩SiO₂≥68.62%、Al₂O₃≥14.40%、MgO < 1.2%(Mg# < 0.45)、Sr＞360μg/g、Yb < 1.1μg/g、Y < 12μg/g、La/Yb＞40、Sr/Y≥39和Nb/Ta＞17.5;轻稀土元素富集, 重稀土元素和高场强元素(如Nb、Ta、Ti)明显亏损, 轻重稀土元素强烈分馏, 具有弱的负铕异常; Nd、Sr同位素具有较低的143Nd/144Nd(0.511376~0.511441, ε_Nd(t)=-23.45~-22.16)和适中的87Sr/86Sr(0.7073~0.7074, ε_Sr(t)=32.38~32.8)比值, 具有富集地幔端员(EMI)特点.这些特征表明, 大兴庄组流纹质岩浆起源于较厚下地壳榴辉岩部分融熔, 也说明中生代晚期局部仍残留较厚的下地壳, 这为进一步理解燕山造山带中生代到新生代岩石圈减薄提供了重要信息.      

中生代鄂尔多斯盆地陆源碎屑成分及其构造属性

运用区域沉积-构造背景分析与陆源碎屑成分判别构造环境相结合的综合研究方法,在对鄂尔多斯盆地沉积-构造特征及其演化历史研究的基础上,采用Dickinson等陆源碎屑成分与构造环境关系判别标准和图版,统计分析了鄂尔多斯盆地中生代陆源碎屑成分特征及其与盆地构造属性的关系。结果表明,中生代鄂尔多斯盆地具有前陆盆地的性质,但又不同于典型的前陆盆地,称之为类前陆盆地似乎更能反映盆地的实际。     

浙江中部芙蓉山花岗斑岩及包体岩石地球化学研究

花岗岩的源区、温压条件及与其他岩石的共生组合的研究可以限定其形成构造背景,了解其形成的深部动力学过程.本文对浙江中部中生代芙蓉山花岗斑岩及其暗色包体开展了全岩主微量元素、锆石U-Pb年代学和Hf同位素、Ti温度计和全岩Sr—Nd同位素研究,探讨芙蓉山花岗斑岩的成因类型、源区特征及其与镁铁质包体之间的关系,并进一步限定其...     

Petrogenesis of Mesozoic High-Mg Diorites in Western Shandong: Evidence from Chronology and Petro-geochemistry

TheeasternNorthChinacraton(NCC)isanat urallaboratoryforthestudyoftheformationandev olutionaryhistoryoftheMesozoiccontinentallitho sphereduetoitsparticulartectonicpositionandthe Mesozoicigneousrockswidelyoccurringonit(Wangetal.,2005;Gaoetal.,2004;Peietal.,2004;Xu etal.,2004a,b,c,2003a,b,2000,1999;Zhanget al.,2002;Griffinetal.,1998;MenziesandXu,1998).However,thehigh Mgdioritesinwestern Shandonghaveimportantimplicationsinthestudyof therelationshipbetweenMesozoicmagmatismand thenatureoftheli…     

山东铁铜沟橄榄岩的水含量:华北克拉通早白垩世富水岩石圈的分布

已有研究表明,华北克拉通东部的山东费县岩石圈地幔在克拉通破坏峰期(早白垩世)时是高度富水的,其中橄榄石的H₂O含量＞180×10-6;而同期克拉通西部的太行山符山地区岩石圈地幔具有贫水特征,其中橄榄石的H₂O含量为~10×10-6.这表明西向俯冲的古太平洋板块造成了华北东部早白垩世岩石圈地幔的富水特征,为克拉通破坏提供了力学前提.为了解古太平洋板块俯冲的影响范围,对介于费县和符山之间的山东铁铜沟地区早白垩世高镁闪长岩中的橄榄岩捕掳体进行了含水性分析,橄榄石的原始H₂O含量(6×10-6~24×10-6,平均值为(15±7)×10-6)与符山地区相当,暗示太平洋板块俯冲造成的岩石圈富水效应可能仅局限在华北最东部,这和最东部地区克拉通破坏程度最高是一致的.      

内蒙古金厂沟梁地区晚三叠世脉岩地球化学特征及成岩动力学背景

金厂沟梁位于张家口-赤峰-朝阳金矿集区东端, 区内发育大量规模不等的脉岩, 岩性以闪长岩、闪长玢岩为主.对其进行了锆石U-Pb年龄、主微量元素及Sr-Nd同位素分析.脉岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄值可分为三组: 2 458~2 524 Ma、253±6 Ma(MSWD=3.0)及228±1 Ma(MSWD=0.26).2.5 Ga锆石反映成岩过程中有古老地壳物质参与, 253 Ma锆石可能与古亚洲洋闭合时的岩浆事件有关, 228 Ma则为脉岩的形成年龄.脉岩SiO₂(51.22%~68.48%)、MgO(1.35%~8.13%)含量变化较大, 且具有高Na₂O+K₂O、Al₂O₃及低的TiO₂、P₂O₅含量等特征.岩石LREE及LILE富集, HFSE亏损.脉岩(87Sr/86Sr)_i比值较为一致(0.704 95~0.705 92), 而ε_Nd(t)(-0.2~-9.5)及T_2DM(1.02~1.77 Ga)值变化范围较大.主微量元素及同位素研究结果表明: 部分熔融的岩石圈地幔熔体底侵到壳幔边界, 诱发古老地壳物质的部分熔融, 随后发生的幔源熔体与壳源熔体的混合是脉岩最可能的源区过程.主微量元素构造判别图解指示岩石形成于陆弧向板内演化的构造环境; 结合区域上同时代脉岩群、碱性岩带及A2型花岗岩的侵位, 认为晚三叠世华北板块北缘已完成与蒙古弧地体的碰撞并进入造山后伸展阶段.      

Spinel-facies mantle xenoliths from Cerro Redondo, Argentine Patagonia: Petrographic, geochemical, and isotopic evidence of interaction between xenoliths and host basalt

Cerro Redondo is an ancient cinder cone now almost completely eroded, sited over a sill that corresponds to a sub-volcanic magma chamber, in Santa Cruz province, Patagonia, Argentina. It is composed of Pliocene-Pleistocene alkaline basalt containing spinel-facies lherzolite and harzburgite mantle xenoliths. Core compositions of pyroxenes indicate temperatures of 823 °C to 1043 °C and pressures of 12.4 kb to 21.4 kb. Based on P–T estimates, petrographic, geochemical, and isotopic characteristics, we propose that Cerro Redondo xenoliths come from a thick homogeneous mantle column (36 km to 63 km depth), and present different degrees of basalt infiltration. A simple mixing model based on Sr isotopes was used to quantify the host basalt infiltration, and contamination values of 0.0%, 0.2%, 3%, and 12% were obtained for samples X-F, X-D, X-C, and X-B, respectively. For unknown reasons, samples X-G and X-E suffered selective isotopic and trace element modification, respectively, associated with 1% of basalt infiltration. Sample X-F best represents the sub-continental lithospheric mantle column, conserving primary equilibrium textures with sharp grain boundaries, and having TiO₂, CaO, Na₂O, K₂O, and P₂O₅ contents lower than average spinel lherzolite, flat chondrite-normalized REE pattern, and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd ratios of 0.70519 and 0.51297, respectively. This sample records a decoupling of the Sr–Nd system where Sr ratios increase at constant Nd ratios, possibly caused by chromatographic processes. Its ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios are 17.987, 15.556, and 37.959, respectively. As the interaction with the host basalt increases, xenoliths show a gradual increase of disequilibrium textures such as reaction rims and exsolution lamellae in orthopyroxene and clinopyroxene, and increase of TiO₂, CaO, Al₂O₃, Na₂O, K₂O, P₂O₅, LREE, and incompatible element concentrations. The Sr–Nd system shows an unusual positive trend from the unmodified sample X-F toward the host basalt isotope composition with ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd ratios of 0.70447 and 0.51279, respectively, while ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb, and ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb ratios tend to increase toward those of the host basalt (18.424, 15.648, and 38.728, respectively) as the xenolith–basalt interaction increases. The basalt–xenolith reaction probably started during the transport of the xenoliths to the surface, and continued during the residence of xenoliths in the sub-volcanic magma chamber of Cerro Redondo.