吉林永吉大黑山钼矿寄主岩体地球化学特征及其成因

大黑山斑岩型钼矿花岗质岩体主要岩石类型为花岗闪长岩和花岗闪长斑岩,呈复式岩体状产出.含矿的花岗闪长斑岩体具有较高的Al₂O₃含量（A/CNK=1.04~1.25）,较低的Mg指数（Mg^#=21~44）;轻重稀土分馏明显,没有或具有轻微的负铕异常（δEu=0.82~1）,表明可能源区基本没有斜长石残留;富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr,相对亏损Nb、Ta、Y、Yb、Th、P和Ti,高Sr/Y、Sr/Yb比值,类似中国东部的“C型”埃达克岩.不含矿的花岗闪长岩A/CNK=1.01~1.03,轻稀土富集,重稀土亏损,中等的负铕异常（δEu=0.62~0.63）,富集大离子亲石元素Rb、Th元素,亏损Nb、Ta、Zr等高场强元素,强烈亏损P和Ti元素相,比较低的Sr/Y、Sr/Yb比值.Hf同位素特征显示,大黑山花岗质岩体是由中-新元古代亏损地幔中增生的新生地壳,在中生代发生熔融而形成的.结合太平洋板块构造演化史以及近年获得的黑龙江杂岩碎屑锆石年龄和黑龙江群蛇绿混杂岩中蓝片岩相变质作用的年龄,表明太平洋板块晚三叠世-早侏罗世开始向西俯冲,说明大黑山花岗质岩体的形成与太平洋板块俯冲有关.     

太行山北段王安镇杂岩体岩石学、年代学、地球化学特征及地质意义

王安镇杂岩体主要由花岗闪长岩、二长花岗岩、花岗岩、石英闪长岩、二长闪长岩组成,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示,花岗闪长岩和石英闪长岩分别形成于129±2.7Ma和128.3±1.9Ma,说明该杂岩体形成于早白垩世。王安镇杂岩体具有高Sr/Y比值(3.63~83.5),和高Sr(373×10-6~821×10-6),及低Y(7.36×10-6~22.21×10-6)、Yb(0.95×10-6~1.27×10-6)含量的地球化学特征,这与埃达克岩相似。该杂岩体具有相对低的87Sr/86Sr初始比值(0.706538~0.709484)和明显偏低的εNd(128Ma)值(-18.4~-12.8)。结合太行山中生代中-基性侵入岩中地幔包体已有的研究成果,认为具有高Sr/Y特征的王安镇杂岩体是在下地壳发生大规模拆沉的基础上,随着软流圈上涌其所携带的热促使加厚基性下地壳发生部分熔融,之后熔融岩浆在上升的过程中发生了角闪石的结晶分异和岩浆混合作用形成。     

海南屯昌早白垩世晚期埃达克质侵入岩的锆石U-Pb年代学、地球化学与岩石成因

海南岛屯昌地区侵入岩由花岗闪长岩、花岗岩及少量辉绿-闪长玢岩（脉）、镁铁质包体组成。本文报道了这些侵入岩的锆石LA-ICPMS U-Pb 定年结果和地球化学组成, 定年结果显示岩石形成于早白垩世晚期（~107 Ma）。地球化学特征显示, 花岗闪长岩和花岗岩具有高的SiO2、Al2O3 含量以及高的Sr 含量和Sr/Y 比值, 低的Y 和Yb 含量, Eu 异常不明显等, 属于埃达克质岩。屯昌埃达克质岩具有比较均一的Sr、Nd 同位素组成（ISr＝0.7082~ 0.7096, εNd（t）＝？6.55~ ？3.85）。镁铁质岩脉和包体则显示了稍低的ISr （0.7064~0.7086）和变化的εNd（t） （？5.10~ ＋0.13）。埃达克质岩的锆石原位Hf 同位素组成为： （176Hf/177Hf）i = 0.28257~0.28277, εHf（t）= ？4.86~ ＋2.09, 相应的两阶段模式年龄TDM2 变化于1.09 Ga 和1.54 Ga 之间。闪长玢岩脉的（176Hf/177Hf）i = 0.28257~0.28264, εHf（t） = ？4.94~ ？2.42, TDM2＝1.38~1.55 Ga, 类似于埃达克质岩。屯昌埃达克质岩很可能由新底侵的玄武质下地壳物质部分熔融所形成, 俯冲的古太平洋板块在早白垩世晚期（约107 Ma）的后撤作用所 导致的软流圈上涌为地壳熔融提供了热源。     

挥发份对高硅岩浆演化趋势的制约:以东南沿海白垩纪晚期花岗岩类岩石为例SCIEI北大核心CSCD

东南沿海分布大面积的白垩纪晚期侵入岩。这些岩石可分为两期:其中115~100Ma以钙碱性系列岩石为主,岩石组合为辉长岩-闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩-碱性长石花岗岩;而100~86Ma的岩石为碱性系列,岩石组合为石英二长斑岩-正长斑岩-碱性长石花岗岩。115~100Ma的辉长岩以角闪辉长岩为主,具有极高的CaO、MgO和Al_(2)O_(3)含量,具有极低的SiO_(2)(42.9%~53.8%)、全碱(K_(2)O+Na_(2)O:0.86%~5.28%)、Ba、Nb、Th、Rb和Zr含量,也具有极低的FeO^(T)/MgO、La/Yb和Zr/Hf比值,较高的Eu/Eu^(*)、Sr/Y比值和Sr含量,为基性-超基性堆晶岩。与辉长岩同期的闪长岩和细粒暗色包体具有较高的SiO_(2)(50.34%~63.68%),较低的CaO、P_(2)O_(5)、MgO、Al_(2)O_(3)含量,相对低的Eu/Eu^(*)和Sr/Y比值,变化较大的La/Yb和Zr/Hf比值,代表了从基性岩浆储库中抽取的富硅熔体。115~100Ma的花岗闪长岩和二长花岗岩类岩石为准铝质岩石,SiO_(2)含量变化较大(61.7%~75.3%),具有较低的FeO^(T)/MgO、Ga/Al比值和Nb、Zr及Nb+Zr+Ce+Y元素含量,显示出典型I型花岗岩的特征。这些花岗岩具有相对高的La/Yb、Eu/Eu^(*)和Zr/Hf比值和高的Sr、Ba和Zr含量。结合岩相学特征,这些花岗岩为堆晶花岗岩。而115~100Ma的碱性长石花岗岩具有极高的SiO_(2)含量(大于75%),低的Eu/Eu^(*)、La/Yb、Zr/Hf和Sr/Y比值,具有低的Ba、Sr和Zr含量和高的Rb、Nb、Y和Th含量和Rb/Sr比值,表明这些花岗岩是由富硅岩浆储库中抽离的高硅熔体侵入地壳形成。100~86Ma期间形成的二长斑岩和正长斑岩具有极高的全碱含量,可以达到8%~12%,其SiO_(2)主要集中在60%~70%,具有极高的Zr、Sr和Ba含量和Eu/Eu^(*)、La/Yb和Sr/Y比值,显示出堆晶花岗岩的特征。而100~86Ma期间形成的大部分碱性长石花岗岩具有极高的SiO_(2)含量(大于75%),并显示出A型花岗岩的特征,具有高的Rb/Sr比值和高的Rb、Y和Th和低的Ba、Sr含量和低的Zr/Hf、La/Yb、Eu/Eu^(*)和Sr/Y比值,表明它们是由富硅岩浆储库抽离的高硅熔体侵入浅部地壳形成。东南沿海高硅花岗岩的形成和穿地壳岩浆系统密切相关,高硅花岗岩是由浅部地壳内晶体-熔体分异产生的熔体侵入地壳所形成,而高硅花岗岩的地球化学特征与岩浆储库的水及挥发份含量密切相关。115~100Ma期间,从富水的岩浆储库抽离的熔体形成具有低高场强元素含量和低Rb/Sr比值的高硅花岗岩,这一过程与古太平洋板块俯冲有关;100~86Ma期间,从富挥发份的岩浆储库抽离的熔体形成碱性特征、富含高场强元素和具有高的Rb/Sr比值的高硅花岗岩,这一过程和古太平洋板块回撤软流圈上涌有关。     

内蒙古狼山地区早石炭世角闪辉长岩、花岗闪长岩的岩石成因及构造意义

内蒙古狼山山脉西侧分布有大面积的晚古生代岩浆岩,时代集中在早石炭世—晚二叠世,早石炭世角闪辉长岩、花岗闪长岩体出露于潮格温都尔镇西侧。角闪辉长岩体呈岩滴状产出,被花岗闪长岩体侵入,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示,角闪辉长岩的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为329.0±2.3 Ma,花岗闪长岩的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为331.1±0.9 Ma~330.0±4.2 Ma。花岗闪长岩暗色矿物以角闪石为主,富钠(Na2O=3.48%~4.46%),高钠钾比值(Na2O/K2O=1.03~2.39),钙碱性系列,P2O5-SiO_2之间存在较好的负相关性,岩石地球化学特征具Ⅰ型花岗岩的特点。Hf同位素及元素地球化学特征指示了角闪辉长岩及花岗闪长岩均来自于受地壳混染的亏损地幔,为同源岩浆演化的产物。角闪辉长岩及花岗闪长岩稀土元素配分型式一致,均为轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具弱的负Eu异常;角闪辉长岩富集Ba、Sr,亏损Nb、Ta、Zr、Hf;花岗闪长岩富集大离子亲石元素Rb、K、Pb、Sr,不同程度地亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,总体反映了岩浆弧的地球化学特征。结合区域地质背景,早石炭世狼山地区侵入岩岩石组合为角闪辉长岩(闪长岩)+石英闪长岩+花岗闪长岩,认为狼山地区早石炭世处于大陆边缘弧构造背景。     

敦煌地块南缘石炭纪埃达克岩的发现及其地质意义

侵位于敦煌杂岩中的青石沟黑云母石英闪长岩,锆石LA ICP-MS U-Pb同位素测年研究结果表明其形成年龄为335±2Ma。岩石地球化学分析显示其具有高SiO2、高Al2O3和低MgO的主量元素地球化学特征,强烈富集Sr、亏损Yb和Y,具有较高的Sr/Y比值等特征,与埃达克质岩石具有一致的地球化学特征。青石沟黑云母石英闪长岩的Nd和Hf同位素值(εNd(t)=-9.39~-11.03,εHf(t)=-7.6~-16.6)显示其具有明显的壳源特征;Nd及Hf模式年龄值(Nd模式年龄t DM=1.83~1.98Ga,Hf二阶段模式年龄t DM2=1.53~1.95Ga)均表明其源区可能与元古代敦煌杂岩相关;结合较高的Mg#,低Cr和Ni含量,无Eu异常等特征,暗示该岩体为加厚下地壳部分熔融的产物。综合区域地质特征,初步认为敦煌地区早石炭世处于由陆陆俯冲(地壳加厚)作用向陆内伸展体制转化的构造环境。     

秦岭-祁连结合部位早古生代埃达克岩的发现及其造山作用意义

阎家店闪长岩体位于北祁连造山带东段,是秦-祁构造结合部位最大的早古生代复合闪长岩体,主要岩性为石英闪长岩-闪长岩。早期研究显示阎家店闪长岩体北部样品的测年结果为~440Ma,是以红土堡基性火山岩为代表的弧间裂谷(或初始弧后盆地)在中晚奥陶世向北俯冲形成的岛弧侵入岩体。区域资料显示阎家店闪长岩自北向南岩体逐渐发育平行定向构造,具有糜棱结构,片麻状构造。南部糜棱岩化闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示其形成于418±3.2Ma。主微量元素地球化学特征显示其与埃达克岩地球化学特征一致,具有高Si O2,Al2O3,Na2O和Sr,低Yb和Y以及高Sr/Y和(La/Yb)N比值,无或微弱的Eu异常。低Na/K,Nb/U和Ce/Pb比值以及负的εHf(t)值表明阎家店闪长岩体主要起源于壳源物质的部分熔融。较高的Y/Yb和Ho/Yb以及Nb/Ta暗示其源岩已经转变为榴辉岩相物质。高密度的榴辉岩相基性下地壳由于重力不稳定性拆沉进入地幔,受地幔橄榄岩交代导致了阎家店闪长岩体南部样品的高Mg O含量以及Mg#。因此,自~440Ma至~418Ma秦岭-祁连结合部位的地壳在不断地加厚,~418Ma的阎家店闪长岩形成于俯冲后碰撞造山阶段,其动力学背景和时限与北祁连构造带一致。     

宁国竹溪岭地区花岗闪长岩锆石U-Pb年代学及地球化学及

本文对宁国竹溪岭地区的花岗闪长岩进行了系统的研究,包括岩相学观察、全岩地球化学分析、锆石U-Pb年龄测定以及Hf同位素分析等工作。全岩主微量元素分析结果表明,竹溪岭岩体具有高硅、低镁、富钾的主量元素特征,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr等,Sr/Y比值低,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr和Ti,显示明显的Pb正异常。岩体中存在Zr/Hf比值的异常,Zr/Hf为21.5~26.7,明显低于平均地壳的Zr/Hf值（35.5）。推测认为可能是锆石的分离结晶所造成。根据锆石的U-Pb和Hf同位素分析结果,竹溪岭花岗闪长岩的形成年龄为140Ma左右,属于中生代燕山期早白垩世的侵入岩;锆石的εHf（t）多为负值（2.3 ~ -4.76）。结合地质背景,竹溪岭花岗闪长岩形成于弧后的拉长环境,与太平洋板块俯冲之后的回撤作用有关。     

内蒙古狼山地区中三叠世早期C型埃达克岩的发现及其构造意义

狼山构造带位于索伦缝合带南西,华北北缘及中亚造山带南缘的结合位置,是研究中亚造山带晚古生代-早中生代构造-岩浆演化及地球动力学背景的重要场所.在该地区新识别出中三叠世早期具有埃达克岩特征的扎拉山岩体,该岩体岩石类型主要为花岗闪长岩及二长花岗岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示该岩体的形成时代介于244.9±1.2 Ma~244.1±2.3 Ma.地球化学特征表明,该岩体具有较高的SiO₂（68.77%~72.58%）、Al₂O₃（14.48%~16.28%）、Sr（287×10-6~455×10-6,平均值413×10-6）含量及Sr/Y比值（46.07~95.50）,较低的Y（4.07×10-6~8.01×10-6）、Yb（0.43×10-6~0.78×10-6）、Cr（5.18×10-6~8.92×10-6）、Ni（1.34×10-6~7.71×10-6）含量及Mg#值（35.54~41.64）,Na₂O/K₂O比值为0.86~1.19,重稀土元素强烈亏损,轻重稀土元素分馏明显（26.45 <（La/Yb）_N < 56.13）,铕异常较弱（0.82 < δEu < 1.02）,具有C型埃达克岩特征.锆石Hf同位素分析结果显示ε_Hf（t）值介于2.5~8.9,对应的二阶模式年龄T_DM2介于707~1 115 Ma,表明其源区主要为年轻地壳.结合区域地质背景,结果表明内蒙古狼山地区中三叠世早期具有C型埃达克岩特征的扎拉山岩体应为古亚洲洋闭合之后,西伯利亚板块与华北板块碰撞造山阶段的产物,为加厚的下地壳部分熔融形成.      

大兴安岭北端晚侏罗世花岗岩类地球化学及其地质和找矿意义

大兴安岭北端的龙沟河、二十一站等岩体形成于晚侏罗世,与斑岩型铜金矿化关系密切。这些岩体的主要岩石类型为石英闪长岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩,总体属高钾钙碱性系列,少量属橄榄玄粗岩系列。其SiO_2含量介于61.37%～66.59%,Al_2O_3含量为15.35%～17.06%,MgO含量介于2.02%～3.47%,Mg~#指数高达44～59。(La/Yb)N介于16.85～81.73之间,δEu介于0.68～0.93,给出强分异的稀土元素配分型式,与埃达克岩的特征一致。Ba、Sr和LREE强烈富集, Nb和Ta强亏损,Rb和Ti弱亏损;岩石Yb含量介于0.31～1.32μg/g,Y含量介于4.32～12.07μg/g,贫Yb低Y特征显著; Sr/Y介于67.74～220.60,高Sr低Y特征清楚。上述特征也与埃达克岩地球化学特征一致。由于古亚洲洋和蒙古-鄂霍茨克洋分别于古生代末期和二叠纪-中侏罗世闭合,因此,所研究的埃达克岩应形成于中朝-蒙古大陆与西伯利亚大陆之间的陆陆碰撞造山环境,是碰撞造山带加厚下地壳拆沉-熔融的产物。     

甘肃省南祁连化石沟地区发现中二叠世埃达克质岩:大地构造及成矿意义

南祁连地区化石沟花岗闪长岩位于化石沟铜矿附近,东距阿克塞县城约120 km。花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为261.1±3.8 Ma,形成于中二叠世晚期。岩石属钙碱性系列,具有埃达克岩的地球化学特征,SiO_2含量在68.35%~69.14%之间,高铝(Al_2O_3=15.83%~16.06%)、Sr(367×10~(–6)~381×10~(–6))、低Y(15.12×10~(–6)~19×10~(–6))和Yb(1.34×10~(–6)~1.85×10~(–6)),富Na贫K(Na_2O=4.3%~4.47%,K_2O=2.22%~2.46%,Na_2O/K2O=1.75~2.01),MgO介于0.79%~0.89%之间,Mg~#为0.35左右。岩石富集强不相容元素Ba、Rb、Sr、Th、U和LREE,强烈亏损高场强元素Nb、Ta、Ti以及HREE,(La/Yb)_N=8.3~11.77,具轻微的Eu负异常(δEu=0.76~0.86),高Rb/Sr(≈0.2)值。化石沟花岗闪长岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)i、ε_(Nd)(t)、(~(176)Hf/~(177)Hf)_i、δ~(18)O_(V-SMOW)分别为0.7065~0.7068、–1.45~–0.78、0.282765、12.1‰~12.5‰。综合以上特征,认为化石沟花岗闪长岩源于新生地壳物质在玄武岩浆底侵作用下发生的部分熔融,在岩浆作用过程中可能发生过轻微的分离结晶作用,形成于板内背景,处于造山挤压向后造山伸展的构造体制转变阶段。花岗闪长岩的Nd和Hf模式年龄(分别为1.1 Ga和0.9 Ga)指示玄武质岩浆上侵的时间应为中元古代晚期。化石沟埃达克质岩显示了良好的斑岩型Cu、Au成矿潜力,寻找与埃达克岩有关的斑岩型Cu、Au矿应是下一步找矿的重点方向。     

湘东地区板杉铺加里东期埃达克质花岗闪长岩的成因及地质意义

湘东地区板杉铺加里东期岩体是一套具埃达克岩性质的花岗闪长岩。该岩石具有高的SiO2(~70%)和Al2O3(~16.5%)、中等高的Na2O/K2O比值(普遍大于1.0,可达1.4)和低但可变的Mg质指数(Mg#= 37-59)。相对高的Sr(均值: 520 ppm)和Ba(1052~1502 ppm)以及低的Y(<12 ppm)和Yb(<1 ppm)丰度,导致该岩石具有低的Rb/Sr(0.17~0.42)、高的Sr/Y(34~64)比值,以及LREE强烈富集[(La/Yb)N= 27 ~ 71]而铕弱负异常(Eu/Eu*= 0.76 ~ 0.91)的稀土配分模式。因此,板杉铺岩体源区岩可能为石榴角闪岩或石榴角闪岩-角闪榴辉岩过渡相。但低Nd和高Sr同位素组成[?Nd(t)= -6.7 ~ -8.4],(87Sr/86Sr)i= 0.7078 ~ 0.7140]说明它们并不来源于俯冲的玄武质洋壳或亏损地幔;而高放射性成因Pb[(206Pb/204Pb)i=18.22~18.78]、高微量元素比值(如Ba/La=~15-28、Th/Ce=0.29-0.36)暗示深海沉积物及再循环的陆源沉积物可能已卷入这些岩石的成因。结合区域地质、地层和构造事件,我们认为,早古生代可能的陆-弧-陆碰撞是导致研究区埃达克质花岗闪长岩产生的重要机制,而源于先前富集地幔的玄武质岩浆底侵则诱导了加厚的中酸性弧下地壳岩石部分熔融。部分熔融产生的岩浆可能经同化混染和分离结晶作用过程最终形成了板杉铺埃达克质花岗闪长岩。华南埃达克质花岗闪长岩的厘定不仅揭示早古生代时期华南地区经历了地壳增生事件,对正确理解华南、特别是扬子板块东南缘Au-Sb-W-Cu等多金属成矿作用还具有重要的意义。     

大兴安岭中段碾子山地区晚三叠世埃达克质侵入岩的发现及其地质意义

为加深对大兴安岭中段早中生代构造背景的认识,选取碾子山地区早中生代花岗岩开展岩石学、年代学和元素地球化学研究.结果表明,该地区早中生代花岗岩岩石组合为正长花岗岩和石英二长岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为225.6～228.9 Ma,形成于晚三叠世.二者的地球化学特征与埃达克岩的地球化学特征非常类似,如高Al2...     

新疆巴里坤地区志留纪花岗岩的确定及其地质意义

准噶尔盆地东部巴里坤地区怪石山二长花岗岩体和县煤矿北花岗闪长岩体分别获得440.6±3.7 Ma和412.8±3.3 Ma的 LA-ICP-MS锆石U-Pb形成年龄,指示该区早志留世-早泥盆世一期重要的花岗岩浆活动。两岩体为准铝-弱过铝钙碱性及高钾钙碱性岩系,微量元素具有富集LILE、贫HFSE,亏损Nb、Ta、Ti、P以及Pb正异常的岛弧岩浆成因特征。其中,怪石山岩体高Si、富K,高Rb/Sr和Ga/Al比值、低K/Rb比值,强Eu负异常,代表其为岛弧演化较为成熟阶段岩浆演化的产物,县煤矿北二长花岗岩富Na、高Sr和Sr/Y比值,低Y和Yb,则指示其为岛弧演化晚期,洋盆俯冲消减闭合过程、岛弧区地壳增厚环境下部陆壳物质熔融的结果。此外,两个岩体正的锆石ε_Hf(t)(+7.64～+13.86)和老于其形成年龄的Hf二阶段模式年龄(T_DM2=1123～561 Ma)证明,它们主要源自新元古代晚期到早古生代早期的新生岛弧陆壳物质。     

内蒙古二连浩特北部阿仁绍布地区晚石炭世花岗岩Sr-Yb分类及其成因

对分布在内蒙古二连浩特北部阿仁绍布地区的晚石炭世花岗岩类,依据Sr、Yb含量,划分为低Sr高Yb型、极低Sr高Yb型和低Sr低Yb型花岗岩3种类型。低Sr高Yb型花岗岩类相对低Si、富Al,Na2O〉K2O,稀土元素分馏中等,有或无负Eu异常,Sr含量低,平均为183×10-6,Ba含量较高,平均585×10-6,Y含量高,平均30.06×10-6,Rb/Sr比值较低,平均0.97;极低Sr高Yb型花岗岩富Si、REE,低Al、Sr、Ba,高的Rb/Sr比值（平均为7.47）,具明显的负Eu异常等;低Sr低Yb型花岗岩富Si,贫Al、Ca、Mg,重稀土元素（Y、Yb）含量低,Y含量在（7.26～10.6）×10-6之间,平均9.76×10-6,Yb含量在（1.04～1.89）×10-6之间,平均1.44×10-6,δEu=0.64～0.94,具弱负Eu异常,微量元素Ba含量高,Rb/Sr比值低。3种类型的花岗岩类过铝指数（A/CNK）多小于1.0,说明它们均源自变质火成岩的部分熔融。由于源区的深度不同（pT条件不同）和残留的主要矿物相不同,它们的岩石地球化学特征存在差异。极低Sr高Yb型花岗岩形成深度最浅（中上地壳）,熔融残留相以斜长石为主;低Sr高Yb型花岗岩类形成于中下地壳,熔融残留相为斜长石和辉石;低Sr低Yb型花岗岩形成深度最深,推测可能形成于加厚下地壳（〉40km）底部,熔融残留相为石榴子石、斜长石和角闪石。     

Lithospheric dripping in a soft collision zone: Insights from late Paleozoic magmatism suites of the eastern Central Asian Orogenic Belt

The closure of Paleo-Asian Ocean is considered to have occurred along the Solonker Suture in the southernmost segment of the Central Asian Orogenic Belt (CAOB), the largest Phanerozoic accretionary orogen on the globe. The suture branches to the east to form the northern Hegenshan–Heihe Suture and the southern Solonker–Changchun Suture. The Hegenshan–Heihe Suture is an ideal natural laboratory for studying the post-collisional geodynamic processes operating in a soft collision zone driven by divergent double-sided subduction. Here we report results from an integrated study of the petrology, geochronology, geochemistry, and Sr–Nd–Hf isotopic compositions of the Early Carboniferous–Early Permian magmatic suite in the Hailar Basin of the Xing’an–Erguna Block. The Early Carboniferous igneous rocks are represented by 356–349 Ma andesitic tuffs, exhibiting typical subduction-related features, such as enrichment in large-ion lithophile elements and depletion in high-field-strength elements. These features, together with the relatively depleted Sr–Nd–Hf isotopic compositions, constant Nb/Y values, but highly variable Rb/Y and Ba values indicate that these rocks were generated by partial melting of a depleted mantle wedge metasomatized by slab-derived fluids. The Late Carboniferous–Early Permian magmatic suite (317–295 Ma) is characterized by high Sr contents (313–1080 ppm) and low Y contents (5–13 ppm), and these can be subdivided into calc-alkaline adakitic rocks and high-K calc-alkaline adakitic rocks. The calc-alkaline adakitic rocks have higher values of Sr/Y, (Sm/Yb)_{source normalized}, and Mg#, and lower values of Y, Yb_{source normalized}, and K₂O/Na₂O than the high-K calc-alkaline adakitic rocks, which suggests that the former was generated by partial melting of foundered lower continental crust and the latter by partial melting of normal lower continental crust. Based on our new data, in conjunction with those in previous studies, we conclude that the tectonic evolution of the Hegenshan–Heihe Suture involved Early Carboniferous double-sided subduction of the Nenjiang Ocean, latest Early Carboniferous soft collision between the Xing’an–Erguna and Songliao blocks, and Late Carboniferous–Early Permian post-collisional extension. We also propose a new geodynamic scenario in which removal of the lithospheric root might have occurred in a soft collision zone during the post-collision period via repeated and localized lithospheric dripping, which results from combined effects of hydration weakening of the lithosphere caused by pre-collision subduction and asthenospheric stirring triggered by slab break-off.     

南海北部陆缘古新世埃达克质岩的岩石成因

由于前人对南海北部陆缘新生代早期形成的火山岩岩石类型、成因和地球动力学背景存在不同的认识,通过对珠江口盆地惠州凹陷钻井揭示的粗面质集块/角砾熔岩、粗面岩、流纹岩和粗面英安岩开展了相关锆石U-Pb年代学和全岩地球化学研究.结果表明研究区新生代火山岩形成年代介于57.53~59.15 Ma,靠近古新世（Paleocene）和始新世（Eocene）之间的界限,落入坦尼特阶（Thanetian）.岩石具有较高的SiO₂（64.60%~73.22%）、Al₂O₃（11.86%~16.57%）含量,低MgO（1.16%~1.80%）,高Sr（305.20×10-6~465.50×10-6,平均值为371.15×10-6）含量,低Y（7.47×10-6~9.84×10-6）、Yb（0.90×10-6~1.43×10-6）含量及高Sr/Y比值（35.19~54.55）,富集轻稀土（LREE）、亏损重稀土（HREE）,富集大离子亲石元素（LILE）Ba、K等、亏损高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Ti和P元素,具有轻微的Eu正异常,显示埃达克质岩石的地球化学特征,属于钙碱性-高钾钙碱性-钾玄岩系列,准铝质岩石（A/CNK=0.85~1.04）.这些早古近纪埃达克质岩可能是由先期底侵的镁铁质下地壳在石榴石-角闪岩岩相条件下发生部分熔融作用的产物,认为南海北部陆缘新生代时期发生的拆沉作用在岩浆形成演化过程中可能起到了重要作用.      

Early Cretaceous adakitic granites in the Northern Dabie Complex, central China: Implications for partial melting and delamination of thickened lower crust

To date, few adakitic rocks have been reported in direct association with contemporary intra-continental extensional structures, which has cast doubt on genetic models involving partial melting of the lower crust. This study presents Early Cretaceous (143-129 Ma, new Sensitive high-resolution ion microprobe (SHRIMP) zircon U-Pb ages) adakitic granites, which are directly associated with a contemporary metamorphic core complex (i.e., the Northern Dabie Complex in the Dabie area). These granites exhibit relatively high Sr contents, negligible to positive Eu and Sr anomalies, high La/Yb and Sr/Y ratios, but very low Yb and Y contents, similar to subducted oceanic crust-derived adakites. They are also characterized, however, by very low MgO or Mg^# and Ni values, and Nd-Sr isotope compositions (ε_Nd(t) = −14.6 to −19.4 and (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i = 0.7067-0.7087) similar to Triassic continent-derived eclogites subducted in the Dabie-Sulu Orogen. Additionally, late granitic dikes in the adakitic intrusions exhibit low Sr contents, clearly negative Eu and Sr anomalies, low La/Yb and Sr/Y ratios, but relatively high Yb and Y contents, similar to 118-105 Ma granites in the Northern Dabie Complex. Based on composition and geochronology data of Neoproterozoic amphibolites and orthogneisses, Triassic high- to ultra-high pressure metamorphic rocks, and Early Cretaceous mafic-ultramafic intrusive rocks, and the constraints provided by experimental melt data for tonalites, metabasaltic rocks and eclogites, we suggest that the adakitic granites were most probably generated by partial melting of thickened amphibole or rutile-bearing eclogitic lower crust as a consequence of Triassic-Middle Jurassic subduction and thrusting. The late dikes probably originated from plagioclase-bearing intermediate granulites. Moreover, we suggest that late Mesozoic delamination or foundering of thickened eclogitic lower crust is also a more plausible mechanism for the petrogenesis of Early Cretaceous mafic-ultramafic intrusive rocks in the Dabie area, and probably involved partial melting of a mixed source comprising eclogitic lower crust that had delaminated or foundered into upper lithospheric or asthenospheric mantle peridotite. Asthenospheric upwelling in response to post-collisional delamination of lithospheric mantle was likely to have provided the heat source for the Cretaceous magmatism.     

俯冲陆壳部分熔融形成埃达克质岩浆

在岛弧背景,埃达克质岩浆形成于俯冲洋壳板片的部分熔融已得到共识,但在大陆碰撞背景,埃达克质岩浆是否形成于俯冲陆壳的部分熔融尚未有研究报导。对祁连山东南部关山花岗岩（229 Ma）的地球化学和岩石成因研究提供了俯冲陆壳部分熔融形成埃达克质岩浆的一个实例。关山花岗岩以高K（K2O=4.12%~5.16%,K2O/Na2O=0.97~1.64）、高Sr/Y比值（13.6~84.1）、低Y （6.8×10-6 ~15.7×10-6 ）和低HREE（eg. Yb=0.62×10-6~1.31×10-6）为特征,并具有强分异的稀土元素组成模式[（La/Yb）N=17.5~41.6]和演化的Sr-Nd同位素组成[初始87Sr/86Sr=0.70587~0.70714, εNd（t）=-10.9~-5.16, tDM=1.10~1.49 Ga]。这些地球化学特征表明关山花岗岩属于大陆型（C型）埃达克质岩石,而明显不同于俯冲洋壳板片或底侵玄武质下地壳部分熔融形成的埃达克岩。关山花岗岩Pb-Sr-Nd同位素组成与商丹断裂北侧的祁连山前寒武纪基底岩石、早古生代火山岩和花岗岩类存在显著差异,但类似于商丹断裂南侧秦岭早中生代花岗岩类的Pb-Sr-Nd同位素组成,由此认为具有埃达克质的关山花岗岩的岩浆来自于南部俯冲陆壳物质的部分熔融,并提出了大陆碰撞背景中埃达克质岩浆产生的一个新的地质模型。