北祁连玉石沟蛇绿岩形成时代的上限——来自正长岩锆石U-Pb定年的证据

北祁连地区玉石沟蛇绿岩以发育较完整和典型的蛇绿岩岩石组合而备受关注。对侵入于玉石沟蛇绿岩中的正长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得正长岩的结晶年龄为522.7±5.3Ma,属早寒武世。这是北祁连地区最早的碱性侵入岩浆活动记录。该年龄的获得限定了玉石沟蛇绿岩形成时代的上限,应不晚于522Ma,即玉石沟蛇绿岩所代表的洋盆的发育扩张过程至少在该时限前已结束。     

北祁连甘禅口基性辉绿岩脉LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其地质意义

甘禅口基性辉绿岩脉产于北祁连弧盆系中,岩性为深灰色辉绿岩。脉体主要侵位于古元古代托赖岩群中。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法对该基性辉绿岩脉测年,获得(293.0±1.8)Ma,表明测区在早二叠世有一次伸展事件发生。岩石化学A/CNK值为0.60~0.76,A/NK为2.40~4.35,Al2O3含量为11.60%~18.36%,TiO2含量为0.66%~2.85%,属拉斑玄武岩系列;微量元素K、Rb、Ba、Th富集强烈,Hf、Zr明显亏损,而Y、Yb具有略亏损的特点。脉体具有明显富集的微弱分馏的轻稀土元素,重稀土元素分馏不明显,同时具Eu弱负异常特征。根据区域构造背景及岩石学、地球化学特征,可以认为甘禅口基性辉绿岩脉是祁连山造山带进入造山后陆壳加厚底侵-岩浆混合作用形成的。     

北祁连柏木峡地区辉长岩、玄武岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

在北祁连柏木峡地区发现的辉长岩、玄武岩以构造岩块形式产出。通过对区内柏木峡地区出露的4处辉长岩、玄武岩的详细野外调查及岩石组合、岩性特征研究,对辉长岩及玄武岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,首次获得了较为精确的年龄值,分别为（675±31）Ma和（764.1±3.3）Ma,代表了辉长岩、玄武岩的成岩年龄,这一发现结合区域上已经在北祁连山东西段,中南祁连山和柴达木地区获得的大量同位素测年资料,说明这些地区在新元古代可能存在一期重要的岩浆活动,这次岩浆活动可能与同时期全球的Rodinia超大陆裂解有关。结合区域构造演化,认为本地区新元古代形成的辉长岩、玄武岩由于遭受后期强烈的加里东期构造作用的叠加、改造,已变得面目全非,以构造岩块形式残存于柏木峡构造蛇绿混杂岩带中。     

北秦岭松树沟榴闪岩锆石U-Pb定年、矿物包裹体和Lu-Hf同位素特征及其地质意义

采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法对松树沟榴闪岩中的锆石进行年代学分析,得到锆石残留核的206Pb/238U加权平均年龄为729±24Ma,对应的Th/U比值为0.70~1.01;变质锆石的206Pb/238U加权平均年龄为496±9.1Ma,对应的Th/U比值为0.02~0.11。通过激光拉曼探针在变质锆石里寻找到斜长石、单斜辉石、石榴石、石英、榍石、磷灰石等矿物包裹体,结合岩石具有的石榴石变斑晶和单斜辉石+斜长石嵌晶,推测变质锆石可能生长于岩石的高压麻粒岩相变质阶段,不排除早期存在榴辉岩相变质的可能性,所获~496Ma的变质时代记录了一期与陆壳深俯冲相关的区域地质事件。利用LA-MC-ICP-MS法测定了变质重结晶锆石的176Hf/177Hf=0.282560~0.282663;以t=730Ma计算出εHf(t)=+8.6~+12.2;Hf模式年龄为867±43Ma。锆石残留核年龄和变质重结晶锆石的t DM(Hf)数值,表明该榴闪岩的原岩应老于729Ma,原岩物质从亏损地幔分离的时间不晚于867±43Ma。结合前人研究成果,认为松树沟榴闪岩是早期侵位的岩石遭受早古生代高压-超高压区域变质作用的产物。     

北祁连香子沟榴辉岩相变沉积岩的锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及其地质意义

榴辉岩相变沉积岩普遍分布在北祁连HP/LT变质带中,在HP/LT变质带的西段香子沟地区,变质沉积岩的矿物组合为石英+多硅白云母+石榴子石+绿帘石±蓝闪石±绿辉石(+金红石+锆石)。利用石榴子石-绿辉石-多硅白云母地质温压计获得变沉积岩的峰期变质温度为448~467℃,压力为2.0~2.2GPa。锆石SHRIMP和LA-ICPMS U-Pb测试结果显示,碎屑锆石核的年龄分布在532~2700Ma之间,大部分集中在中元古代和晚古元古代之间,显示原岩的碎屑物质主要来源于中-古元古代岩石。2个样品的变质锆石边获得的206Pb/238U加权平均年龄分别为495±7Ma(MSWD=0.63)和496±7Ma(MSWD=5.6),代表了榴辉岩相变质年龄。结合前人研究成果和锆石Hf同位素特征,表明榴辉岩相变沉积岩的原岩形成于以陆缘碎屑为主的活动大陆边缘或弧前环境,在早古生代洋壳俯冲过程中,通过俯冲剥蚀作用被卷入到俯冲带深部,与所包裹的基性岩(榴辉岩的原岩)一起发生榴辉岩相变质作用,并快速折返至浅部。     

柴北缘HP-UHP变质带多期构造热事件的再厘定:鱼卡地区高压变泥质岩锆石和独居石U-Pb定年

柴北缘高压-超高压变质带西段鱼卡地区变泥质岩中夹有榴辉岩透镜体,已有的研究显示变泥质岩的变质程度也达到了榴辉岩相,并与榴辉岩一起经历了高压-超高压变质作用,是柴北缘曾经历早古生代大陆深俯冲作用的直接证据,也是研究柴北缘大陆深俯冲过程重要的岩石"探针"。本文选择柴北缘西段鱼卡超高压变质单元中的3件蓝晶石榴白云母石英片岩HP变泥质岩样品分别进行了SHRIMP、LA-ICP-MS锆石和原位独居石U-Pb定年。样品Q06-1-2的锆石给出了920±18Ma(MSWD=1.3)的加权平均年龄,其CL图像特征和极低的Th/U比显示其为变质年龄,代表了与罗迪尼亚超大陆碰撞拼合相关的变质事件。样品A03-11-2.2的锆石给出了450±7Ma(MSWD=0.2)的年龄,认为其代表变泥质岩的榴辉岩相变质年龄。样品A03-14-11的薄片原位独居石定年给出了439±8Ma(MSWD=0.072)的加权平均年龄,结合岩相学观察,认为其可能为榴辉岩相峰期之后的早期退变质年龄。这些资料显示柴北缘鱼卡地区早古生代大陆深俯冲的时限为440~450Ma。结合已有研究资料,鱼卡高压变泥质岩记录了新元古代早期和早古生代两期变质事件,进一步证明了柴北缘地区经历了格林威尔期和早古生代两期造山事件     

石榴石U-Pb定年对山西义兴寨金矿床角砾岩筒时间的限制和金矿成因的指示

山西义兴寨金矿床是五台山-恒山金矿集区内最为典型的金矿床,也是山西省最大的金矿床.矿区产出有4个角砾岩筒,与金矿的形成具有紧密的联系.然而,有关该矿床角砾岩筒的形成时间和机制的研究十分欠缺,角砾岩筒与金矿化的关系仍不清楚.通过对角砾岩筒内的矽卡岩角砾中的石榴石和切割角砾岩的石英斑岩中的锆石开展了LA-ICPMS原位U-Pb同位素分析,结果表明角砾岩和石英斑岩的形成时间分别为140±2 Ma和141±1 Ma,从而精确限制了角砾岩筒的形成时间.以上研究表明,义兴寨矿区4个角砾岩筒的形成时间与石英斑岩侵位时代和金矿形成时间完全一致,表明角砾岩筒是岩浆分异的气液流体导致围岩发生隐爆而形成,而金矿化也可能与岩浆释放的热液流体直接相关.      

祁连南缘柴达木山花岗岩的岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代学研究

祁连南缘柴达木山花岗岩岩体,位于青海省大柴旦镇,岩性主要为似斑状二长花岗岩、花岗斑岩、环斑花岗岩等。本文选择代表性岩石进行了主量元素、微量元素和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,旨在说明其岩浆成因、构造环境及意义。结果表明,柴达木山岩体K₂O/Na₂O比值变化为1.11～4.41,里特曼指数介于1.31～2.20,A/CNK介于1.06～1.66,地球化学特征显示,柴达木山岩体具有高钾钙碱性、过铝质、高分异I型花岗岩特征。在原始地幔标准化的微量元素分布图中,表现出不同程度的富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Pb、K等和轻稀土元素(LREE),相对亏损高场强元素(HFSE)Y、Yb,具有明显的Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti负异常。稀土元素总量为207.94×10^-6～418.40×10^-6,LREE/HREE稀土元素之比为5.67～10.29,(La/Yb)_N比值为5.88～13.84,δEu介于0.09～0.50显示负异常,δCe介于0.99～1.36,Sr/Y介于...     

西峡-内乡地区秦岭岩群变质独居石和锆石的U-Pb定年

西峡-内乡地区位于北秦岭造山带东部,出露黑云斜长片麻岩、变质砂岩、石英片岩、石墨大理岩、石榴角闪岩等变质岩石.激光拉曼测试表明,变质岩锆石与独居石包裹体中,未发现高压-超高压变质特征矿物.值得注意的是,显微岩相研究也未见到多期变质作用的证据.对变质独居石和变质锆石进行的LA-ICP-MS U-Pb定年表明,副变质岩记录...     

西准噶尔地区洋陆转换时代:来自锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素的约束

中亚造山带西部的西准噶尔地区是古生代洋陆构造转换最显著的地区之一,但是关于该地区洋陆转换的具体时间和地壳演化至今仍存在诸多争议。本文以西准噶尔地区的庙尔沟岩体及其西北侧新发现的柱状节理流纹岩为研究对象,通过锆石U-Pb定年的方法,判断庙尔沟岩体的年龄为302.8～308.8 Ma,柱状节理流纹岩的年龄为303.6～294.5 Ma。锆石Lu-Hf同位素测试结果显示,庙尔沟岩体和柱状节理流纹岩都具有相似的高~(176)Hf/~(177)Hf值和高正ε_(Hf)(t)值,具有亏损地幔的源区属性,可能来源于下地壳底部残余洋壳或火山岛弧等新生地壳发生部分熔融。结合区域地质资料和前人研究成果,将西准噶尔地区由大洋俯冲向陆内环境转变的时间限定为晚石炭—早二叠世,其基底可能是以新元古代晚期—晚古生代形成的年轻洋壳和岛弧为主,不存在古老的结晶基底。     

北祁连造山带嘉峪关北大草滩地区早志留世碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

以北祁连造山带嘉峪关北大草滩地区原划为中—下奥陶统的阴沟群碎屑岩为研究对象,进行碎屑锆石LA-ICP-MS UPb测年,探讨其形成时代、物源组成和构造背景。结果表明,碎屑岩沉积时代早于432.5Ma,为早志留世,该套沉积地层并不属于早—中奥陶世阴沟群。碎屑锆石U-Pb同位素年龄可明显分为4组:早古生代年龄组,434～521Ma,峰值为447Ma;新元古代年龄组,791～992Ma,峰值年龄966Ma;中古元古代年龄组,1017～1755Ma,并出现1120Ma、1278Ma、1427Ma和1648Ma多个峰值;古元古代早期—新太古代晚期年龄组,1879～2663Ma,并出现2089Ma、2428Ma和2543Ma多个峰值。综合分析显示,碎屑岩沉积物质来源于祁连造山带和阿拉善地块,祁连造山带早古生代岛弧型岩浆岩和新元古代岩浆岩,以及造山带结晶基底岩系为该套碎屑岩沉积提供了更重要的物源。     

北祁连山西段柳沟峡花岗质片麻岩锆石Ｕ-Ｐｂ法测年研究

柳沟峡花岗质片麻岩是在鱼儿红幅1∶5万区调过程中从北大河岩群变质杂体中解体出的古花岗质侵入体。通过对其进行单矿物锆石U-Pb法年龄测定,获得了(1463±74)Ma和(623±138)Ma两组年龄值。结合区调成果认为(1463±74)Ma代表古花岗质侵入体上侵就位时代,(623±138)Ma代表后期叠加的变形变质热事件时代。两组年龄的获得为北祁连山早期大陆裂解及碰撞造山作用的确定提供了直接证据。     

北祁连牛心山似斑状正长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

青海省祁连县西出露一个似斑状正长花岗岩体,运用LA-ICP-MS方法,对似斑状正长花岗岩中的锆石进行U-Pb同位素分析。测年结果显示,似斑状正长花岗岩的形成年龄为166.6±2.4Ma,表明其形成于燕山期中侏罗世,继承锆石显示前寒武纪源区的时代信息。岩石地球化学特征表明,似斑状正长花岗岩具有高硅、富碱特点,属于过铝质高钾钙碱性岩,具弱负Eu异常,富集Rb、Th、K,亏损Ba、Nb、P、Ti,Rb/Sr值平均为1.86,反映出壳源特点,为S型花岗岩。     

A cold Early Palaeozoic subduction zone in the North Qilian Mountains, NW China: petrological and U-Pb geochronological constraints

The north Qilian high‐pressure (HP)/low‐temperature (LT) metamorphic belt is composed mainly of blueschists, eclogites and greenschist facies rocks. It formed within an Early Palaeozoic accretionary wedge associated with the subduction of the oceanic crust and is considered to be one of the best preserved HP/LT metamorphic belts in China. Here we report new lawsonite‐bearing eclogites and eclogitic rocks enclosed within epidote blueschists in the North Qilian Mountains. Five samples contain unaltered lawsonite coexisting with omphacite and phengite as inclusions in garnet, indicating eclogite facies garnet growth and lawsonite pseudomorphs were observed in garnet from an additional 11 eclogites and eclogitic rocks. Peak pressure conditions estimated from lawsonite omphacite‐phengite‐garnet assemblages were 2.1–2.4 GPa at temperatures of 420–510 °C, in or near the stability field of lawsonite eclogite, and implying formation under an apparent geothermal gradient of 6–8 °C km^?1, consistent with metamorphism in a cold subduction zone. SHRIMP U‐Pb dating of zircon from two lawsonite‐bearing eclogitic metabasites yields ages of 489 ± 7 Ma and 477 ± 16 Ma, respectively. CL images and mineral inclusions in zircon grains indicate that these ages reflect an eclogite facies metamorphism. An age of 502 ± 16 Ma is recorded in igneous cores of zircon grains from one lawsonite pseudomorph‐bearing eclogite, which is in agreement with the formation age of Early Ordovician for some ophiolite sequences in the North Qilian Mountains, and may be associated with a period of oceanic crust formation. The petrological and chronological data demonstrate the existence of a cold Early Palaeozoic subduction zone in the North Qilian Mountains.     

胶北粉子山群石榴云母片岩的三叠纪独居石年龄及其地质意义

胶北地块粉子山群石榴云母片岩中石榴石变斑晶内包裹物迹线明显,保留了岩石形成过程中的多期变质变形信息。电子探针成分面扫描图显示石榴石成分环带明显,可分为核部、幔部和边部。石榴石中MgO、FeO、MnO和CaO含量变化特征表明其核部到边部温度先升高后降低,对应进变质及退变质过程。根据原位独居石Y元素成分面扫描图显示,部分独居石颗粒由核部到边部Y含量呈现逐渐降低趋势,说明测得的232.6±1.1Ma~229.5±3.7Ma的独居石U-Pb年龄,对应石榴石的进变质生长过程。结合1869±72Ma的锆石U-Pb年龄数据,可推断粉子山群石榴云母片岩至少经历了古元古代及三叠纪两期变质事件的改造。粉子山群石榴云母片岩卷入了苏鲁超高压变质带的俯冲碰撞造山事件。电子探针成分分析结果表明粉子山群石榴云母片岩中的石榴石属于铁铝榴石,反映出经受中级区域变质作用的特征。说明粉子山群石榴云母片岩虽然参与了三叠纪苏鲁超高压变质带的俯冲碰撞造山过程,但俯冲深度较浅。这可用大陆俯冲过程中上盘的俯冲剥蚀来解释,并可为陆-陆碰撞俯冲剥蚀模式提出的扬子板片在240~220Ma的深俯冲作用过程中拽动胶北地块向下俯冲又折返的运动过程提供佐证,但胶北地块是否经历了深俯冲超高压变质作用,还需要进一步验证。     

南天山拜城县波孜果尔A型花岗岩类锆石U-Pb定年及其Lu-Hf同位素组成

新疆拜城县波孜果尔A型花岗岩类岩体位于塔里木地台北缘及邻区的近东西向碱性侵入岩带上,主要岩石类型为霓石钠闪石英碱长正长岩、霓石钠闪碱长花岗岩、黑云母碱长正长岩。全岩SiO₂=68.97%~74.14%,Na₂O+K₂O=9.67%~11.19%,Al₂O₃=13.72%~15.26%,Fe₂O₃=0.18%~1.41%,FeO=0.91%~1.51%,CaO=0.35%~0.63%。稀土元素总量较高,ΣREE=298×10^-6~1286×10^-6,平均706×10^-6,轻稀土富集,重稀土亏损,强烈的Eu负异常,呈“右倾海鸥型”的稀土元素配分模式。富Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、K、Sr等大离子亲石元素,Zr+Nb+Ce+Y=936×10^-6~3684×10^-6,平均1813×10^-6。为A1型花岗岩。岩体形成于早二叠纪。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为287.7~291.6Ma,平均289.8Ma,岩体形成后,在279.1~282Ma左右经历了后期热液流体的改造。锆石ε_Hf（t）值为-6.3~9.0,两阶段模式年龄（t_DM2）跨越古元古代晚期-新元古代中期,主要集中在中元古代。岩浆平均温度832~839℃,形成于非造山的板内构造环境,且具高温、无水、低氧逸度的成岩特点。该岩体具有壳幔混源的特点。     

北祁连洋早古生代双向俯冲的花岗岩证据

笔者主要对北祁连山中段的牛心山岩体、民乐窑沟岩体进行了锆石SHRIMP定年研究。结果表明：牛心山花岗岩的年龄为476Ma，民乐窑沟花岗闪长岩的年龄为463Ma。岩石地球化学显示．两岩体均具有大陆活动边缘的岩浆作用特征，结合岩体产出的区域构造位置及区域地质资料，笔者认为早古生代北祁连洋板块分别发生了向南、向北俯冲，其中向南俯冲形成牛心山花岗岩（476Ma），向北俯冲，形成了民乐窑沟花岗岩侵入体（463Ma）。