南祁连拉脊山构造带早古生代岩浆混合作用:以马场岩体为例

拉脊山构造带位于南祁连构造带北缘,发育大量早古生代岩浆岩。其南缘马场岩体主要由黑云母花岗岩和花岗闪长岩组成,花岗闪长岩中发育大量的镁铁质微粒包体。黑云母花岗岩、花岗闪长岩和镁铁质包体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为 467±7Ma、468±6Ma、466±6Ma。黑云母花岗岩具有低 K_2O/Na_2O(0.28～0.37)、高 Sr/Y(125～168)比值特征,为埃达克质岩;同时,黑云母花岗岩还具有相对低的MgO、Cr、Ni含量和Mg~#值,富集轻稀土、大离子亲石元素(Ba、K、Pb、Sr)以及Zr、Hf,亏损重稀土和高场强元素(Nb、Ta、Ti),具有Eu正异常(Eu/Eu~*=1.30～1.58),亏损Sr-Nd和锆石Hf同位素组成((~(87) Sr/~(86)Sr)_t=0.7044～0.7046 ,ε_(Nd)(t)=+2.05～+2.21,ε_(Hf)(t)=+8.2～+10.2),指示黑云母花岗岩是新生地壳物质重熔的产物。镁铁质微粒包体与寄主花岗闪长岩之间呈过渡-截然接触界线,发育反向脉角闪石嵌晶结构、斜长石不平衡生长结构、镁铁质凝块以及刀刃状黑云母、针状磷灰石等显微结构反映典型的岩浆混合特征。镁铁质微粒包体与寄主花岗闪长岩均富集大离子亲石元素(Cs、K、Pb、Sr),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf),具有与黑云母花岗岩一致的Sr-Nd同位素组成,但镁铁质微粒包体具有更高的 MgO 含量(6.15%～9.12%)、Mg~#值(57～60)和 Cr(271 × 10~(-6)～424 × 10~(-6))、Ni(54.7 × 10~(-6)～86.6× 10~(-6))含量,暗示镁铁质微粒包体与花岗闪长岩是由受俯冲流体交代的地幔熔体与新生地壳物质重熔形成的熔体经岩浆混合而成。结合区域背景分析,本文认为马场岩体的形成与南祁连洋俯冲过程中幔源岩浆底侵加热新生地壳以及岩浆混合作用相关。     

拉脊山昂思多蛇绿岩—增生杂岩1∶25 000专题地质图数据集

专题地质填图是揭示造山带结构、组成及其时空配置关系与形成机制的有效手段。本专题坚持“以块体和基质作为混杂岩地质调查和地质填图的基本单位”以及“物质组成与结构构造并重”的地质填图理念,开展并完成了祁连造山带拉脊山蛇绿岩—增生杂岩1∶25 000专题地质填图。通过专题地质图,精细刻画了拉脊山混杂岩的结构与组成、成因类型和时空配置关系,重建了南祁连早古生代大洋板块地层序列,划分了大地构造相,揭示了原特提斯洋沟—弧—盆体系演化历史。拉脊山昂思多蛇绿岩—增生杂岩专题地质图、混杂岩填图方法和系列填图成果彰显了基础地质调查是解决关键地质科学问题和提升基础地质理论认识的最佳途径,也体现了专题地质填图是加快地调科研融合与地质调查转型升级的最有效方式。     

青海共和盆地高热机制数值模拟分析

共和盆地位于青藏高原东北缘,处于秦岭—祁连—昆仑造山带的交汇部位。盆地的平均热流值明显高于中国大陆地区热流平均值,也明显高于周边构造单元,表现为高热异常区域。笔者等结合区域地质、地球物理探测资料及近年来新获的热学参数测试数据,对共和盆地开展了热演化数值模拟,分析了共和盆地的高热异常机制。结果显示,如果将新生界地层作为一个整体考虑,实测的热导率参数不足以形成共和盆地的高热,必然有深部热源,如中—下地壳熔融体的影响。而结合地温曲线,对新生界地层进行分层数值计算分析,显示盆地高热异常形成的主要控制因素是浅表层松散的新生界沉积层的极低热导率,同时岩石圈以下的深部过程影响为共和盆地高热异常提供一定程度的区域热异常背景。     

东秦岭160～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)成矿作用的差异性:来自成矿岩体的地球化学及其岩浆源区的证据

东秦岭地区在商丹断裂带南北两侧分别形成了矽卡岩-斑岩型Cu(Mo)矿床和斑岩-矽卡岩型Mo(W)矿床,两者均形成于160~140Ma。通过对不同矿床的地质特征和成矿岩体对比研究发现,Mo(W)矿床主要分布在商丹断裂带北侧的北秦岭和华北板块南缘,主要分布有新太古代至奥陶纪地层,由一系列变质程度不同的火山岩和沉积岩组成。Cu(Mo)矿床主要位于商丹断裂带南侧的南秦岭晚古生代弧前盆地,主要分布古生代地层,由粉砂岩、绢云板岩、灰岩、杂砂岩及白云岩等组成。Mo(W)矿床的成矿岩体以花岗斑岩为主,具有高硅、富钾,贫镁铁,较高的岩浆分异程度;Cu(Mo)矿床的成矿岩体以花岗闪长斑岩为主,具有低硅、低钾,富镁铁,低分异的特征。Mo(W)成矿岩体亏损Ba,富集U、Nb等元素,Cu(Mo)成矿岩体相对富集Ba,亏损U、Nb等元素;Cu(Mo)成矿岩体∑REE略高于Mo(W)成矿岩体,未表现出明显的Eu异常,而Mo(W)成矿岩体具有负Eu异常。Cu(Mo)和Mo(W)成矿岩体具有相似的结晶温度,Mo(W)成矿岩体具有相对较高的形成压力和氧化态。Mo(W)成矿岩体的岩浆源区以辉石为残留相,Cu(Mo)成矿岩体的岩浆源区则是以极少量角闪石为残留相。相对于Mo(W)矿床,Cu(Mo)矿床的成矿岩体具有较高的εNd(t)值(-28.8~-12.1和-4.75~-2.73)和εHf(t)值(-38~-7.9和-3.79~+1.79),这说明Cu(Mo)成矿岩体的岩浆源区中含有相对较多的地幔物质,而Mo(W)成矿岩体的岩浆源区中含有相对较多地壳物质。由于两种矿化位于不同的构造单元以及成矿岩体在岩石地球化学、温压条件、氧化还原状态和岩浆源区特征等方面的差异造成了160~140Ma岩浆活动在商丹断裂带南北两侧形成不同矿化类型。     

造山带沉积学系列之一——弧造山带的弧前沉积

板块构造理论得到地学界广泛接受以来,沉积学在造山带研究中得到了普遍的重视。笔者在归纳总结板块构造沉积学3个主要发展阶段及其相应的研究成果的基础上,重点讲述了弧造山带的弧前海沟盆地、楔顶盆地和弧前盆地的定义,并结合具体实例介绍了3类盆地沉积环境、沉积组合与物源背景。总之,希望这些讨论能使对造山带沉积学感兴趣的读者得到梗概的认识。     

造山带沉积学之二——弧造山带的弧内沉积

笔者阐述弧造山带的弧内沉积盆地的沉积作用。在岩浆弧内出现弧内盆地和弧背前陆盆地。笔者选取典型实例,说明2类盆地的大地构造位置、盆地边界特征、盆地包含的沉积环境、沉积物类型、沉积物源和盆地构造特点。     

西秦岭徽县-成县早白垩世盆地沉积特征及其构造意义

徽县-成县(徽成)盆地是西秦岭造山带内一个具有代表性的早白垩世走滑拉分盆地。沉积相分析结果显示,盆地内部发育不同的沉积相组合,且呈现明显的时空变化特征。盆地充填序列分析表明,徽成盆地的沉积演化可划分为4个阶段:田家坝组沉积时期、周家湾组沉积时期、鸡山组沉积早期和鸡山组沉积晚期。田家坝组沉积时期,盆地南部以冲积扇砾岩和辫状河砂、砾岩沉积组合为主;周家湾组沉积时期,盆地西部以冲积扇砾岩和辫状河砂、砾岩沉积组合为主;鸡山组沉积时期,盆地北部和南部以冲积扇砾岩和辫状河砂、砾岩沉积为主。在整个沉积过程中,盆地中心表现为湖泊(前三角洲)相细粒沉积,而河流和三角洲体系则分布于冲积扇和深水湖泊(前三角洲)沉积之间。古流向和物源恢复结果证明,盆地沉积物主体来自于盆地北部、南部的花岗岩和前侏罗纪地层。盆地构造沉降和沉积充填过程主要受控于盆地北缘徽凤断裂,盆地南部抬升与盆地边界断层的活动密切相关,是盆地的主要物源区。     

中祁连东段花岗岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄及地质意义

中祁连东段出露很多花岗质岩体,对其中4个岩体进行LA-ICPMS锆石U-Pb年龄测定,分别得到(853±2.3)Ma、(888±2.5)Ma、(846±2)Ma和(756±2.2)Ma的结果.表明在该地区新元古代早中期曾经历了两次岩浆作用,同时从这些岩体中的继承锆石中得到1.7 Ga、2.1 Ga和2.6 Ga的年龄.     

青海南山“金水口岩群”的时代与构造属性研究

在青海南山出露一套变质程度达角闪岩相的变沉积岩组合,被认为可与东昆仑造山带中的金水口岩群相对应,其形成时代和构造属性仍存争议。本文对该套组合中的矽线石云母石英片岩和花岗伟晶岩侵入体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和Lu-Hf同位素分析,结果表明矽线石云母石英片岩碎屑锆石U-Pb年龄峰值为779Ma,明显年轻于东昆仑造山带金水口岩群物源区最小年龄峰值(1.9(Ga);对应的ε_(Hf)(t)值主要为负值(-23.7~-11.8),T_(DM2)年龄为2436~3172Ma,来自于再循环的古元古代—太古代地壳物质,少量碎屑锆石年龄为1744~2819Ma。这些特征与南祁连构造带党河南山和化隆地区元古宙变沉积岩相一致,完全不同于东昆仑造山带中的金水口群。~779Ma碎屑锆石与中祁连和南祁连构造带中新元古代岩浆岩时代相近。花岗伟晶岩形成于439±2Ma,相对应的ε_(Hf)(t)和T_(DM2)分别为-14.2~-7.7Ma和1909~2316Ma,可能为形成于俯冲相关环境下古元古代地壳物质再循环形成的S型花岗岩;775Ma继承性锆石与矽线石云母石英片岩碎屑锆石年龄峰值一致,表明矽线石云母石英片岩为花岗伟晶岩的形成提供了部分物质来源。这些事实表明,青海南山所谓"金水口岩群"的形成时间应不早于779Ma,但不晚于439Ma,其沉积物源区应为~779Ma岩浆岩,在空间上与南祁连构造带党河南山地区以及拉脊山南侧化隆地区的同时期变沉积岩具有相似的沉积物源区和构造属性。     

柴北缘果可山岩体的岩浆混合作用:来自岩相学、矿物学和地球化学证据

青海南山岩浆岩带沿柴达木盆地和西秦岭造山带北缘分布,主要由与古特提斯洋俯冲-碰撞相关的晚二叠世-三叠纪花岗岩组成。本文对柴北缘东段果可山石英闪长岩及其中镁铁质微粒包体开展岩相学、矿物学、地球化学和Sr-Nd同位素综合研究及成因约束,为探究壳-幔相互作用提供新信息。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,果可山石英闪长岩与镁铁质包体形成于～247Ma。石英闪长岩属中钾钙碱性I型花岗岩,具有中等K_2O含量(1.43%～2.18%)和高Mg~#值(48.9～52.4),还表现出富集轻稀土元素、大离子亲石元素(如U、K、Pb),亏损重稀土元素和高场强元素(如Nb、Ta、Ti)和弱Eu负异常特征(Eu/Eu~*=0.71～0.85)。Sr-Nd同位素组成和矿物不平衡结构(如斜长石韵律环带和突变环带及角闪石包裹黑云母)表明,石英闪长岩主要源自镁铁质下地壳部分熔融并伴有富集地幔来源镁铁质组分的参与。镁铁质微粒包体呈椭球状,发育冷凝边和特殊的显微结构(如针状磷灰石、斜长石反环带和斜长石含刀刃状角闪石),具有更低的SiO 2含量(56.68%～59.28%)、更高的ε#Nd(t)和Mg值(58.5～62.2)以及更平坦的稀土配分曲线,暗示果可山镁铁质包体和寄主花岗岩是由源自遭受俯冲交代地幔的镁铁质岩浆与古老下地壳(古元古代晚期)来源的长英质岩浆不同比例混合形成的。结合前人对区域沉积学和构造解析研究结果,本文认为青海南山早-中三叠世岩浆活动与古特提斯洋向北俯冲诱发的幔源岩浆底侵和岩浆混合作用有关。