北秦岭西段早侏罗世A型花岗岩及其地质意义

本文通过岩相学、岩石地球化学、锆石U?Pb定年和Lu?Hf同位素组成分析等方法,对出露于北秦岭西段宝鸡岩体王家山一带的黑云母花岗岩和其中的包体进行了研究。结果表明,该花岗岩形成时代为187±2 Ma,属于高钾钙碱性—钾玄岩系列岩石,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素以及Nb、Zr和Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr和Eu,具有高的全岩锆石饱和温度(825℃~838℃),显示A型花岗岩特征,形成于造山后的板内环境,可能为秦岭岩群副变质岩与安山质岩石部分熔融的产物。暗色包体显示塑性流变特征,具有岩浆结构,发育针状磷灰石和具有复杂成分环带的更长环斑结构长石,是幔源岩浆注入酸性岩浆发生混合作用的产物,形成时代为191±2 Ma,其锆石Hf同位素组成变化范围较大,εHf(t)值介于-11.26~-2.51,主要为富集地幔部分熔融产物。综合本文及前人已有研究结果,认为~190 Ma的早侏罗世早期秦岭地区早中生代碰撞造山过程已经结束,区域开始逐渐进入板内伸展构造演化阶段。     

滇西北石鼓杂岩中花岗质片麻岩年代学、地球化学特征及地质意义

青藏高原东南缘滇西北前寒武纪石鼓变质杂岩中新识别出一套花岗质片麻岩.采用LA-ICP-MS方法进行锆石U-Pb年代学分析,获得206Pb/238 U加权平均年龄分别为790±11 Ma(MSWD=2.1,n=10)和814±15 Ma(MSWD=5.7,n=9),显示其形成于新元古代早期.地球化学特征显示,岩石具有高硅(SiO2=66.05％～77.16％)、高 K2O/Na2O(0.90～9.26,均值2.57)特征,MgO=0.35％～3.60％,TFeO=1.02％～4.86％,P2O5=0.03％～0.17％.铝饱和指数A/CNK为1.08～2.51,矿物组合中出现石榴子石和白云母等富铝矿物,CIPW标准矿物中刚玉分子平均含量为4.72％,显示为强过铝质花岗岩.球粒陨石标准化稀土配分显示轻稀土元素富集,(La/Yb)N=1.79～12.34,具明显的Eu负异常(δEu=0.21～0.67).原始地幔标准化蛛网图显示,岩石富集Rb、U,明显亏损Ba、Ta、Nb、Sr、P、Ti元素.综合分析认为,花岗质片麻岩原岩主要为低成熟度、黏土贫乏的砂质岩在高温条件下部分熔融的产物,形成于后碰撞构造环境,是Rodinia超大陆汇聚事件在滇西北石鼓地区的响应.     

埃塞俄比亚西部布雷地区A型花岗岩成因及地质意义

为进一步约束埃塞俄比亚西部地区区域地质构造演化,选取埃塞俄比亚西部布雷地区岩浆岩开展岩石地球化学、年代学等分析.结果显示:布雷岩体具有相对较高的SiO₂(66.4%~68.5%)、K₂O(4.56%~4.87%)及铁值[TFeO/(TFeO+MgO]为0.75~0.79,相对较低的MgO(0.80%~1.3%)、CaO(2.01%~2.36%)和A/CNK(0.89~0.96),富集Zr、Hf、Y、Ga等元素,亏损Sr、P、Ti和Eu元素,显示了A型花岗岩的特征.锆石LA-ICP-MS U-Pb加权平均年龄为631±4 Ma,代表了东非造山运动后伸展阶段.锆石ε_Hf(t)值为3.2~9.1,具有一定的不均一特征.布雷A型花岗岩形成于碰撞造山的后伸展环境.岩石地球化学及Hf同位素特征表明布雷岩体主体可能来源于减薄的岩石圈地幔玄武质岩浆,其后经历了广泛的结晶分异作用而形成.      

东天山早中生代侵入体地球化学特征及其构造意义

东天山百灵山西辉长岩、似斑状花岗岩近年来才被发现,为了解其成因及相关大地构造背景,对其进行地质学、地球化学、锆石U-Pb定年及Sr-Nd同位素分析.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,百灵山西辉长岩、似斑状花岗岩分别形成于236 Ma和228 Ma.辉长岩具有较低的SiO₂（43.50%~46.03%）含量,较高的CaO（11.40%~13.24%）、Fe₂O₃T（9.62%~11.84%）和MgO（6.02%~10.58%;Mg#=53~69）含量以及Ce/Pb、Ti/Zr、Ti/Y及Ba/Th比值,且富集LREE、LILE,表明其形成于受板片脱水流体交代地幔楔的部分熔融.似斑状花岗岩表现出I型花岗岩的特征,且具有较高的SiO₂（71.14%~72.71%）,强富集LREE[（La/Yb）_N=12.61~28.45]和LILE（例如Rb,K和Pb）,表明其形成于下地壳的部分熔融.而较高的Mg#（39~41）值、Ti/Y（154.40~306.18）比值,显示其源区有地幔物质的加入.结合前人研究成果,可知东天山地区在240 Ma以后已经进入陆内演化阶段,百灵山西辉长岩及似斑状花岗岩均形成于陆内环境.      

甘肃北山野马大泉志留纪花岗岩的成因和构造意义

马鬃山地体是北山造山带的主要构造单元之一,其广泛出露的花岗岩对于认识和完善北山古生代构造格架具有重要意义.对野马大泉一带的花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得了早-中志留世（441±4 Ma和425±2 Ma）的年龄.岩石地球化学显示它们均富钠、钙碱性和镁质花岗岩的特征,小于A型花岗岩的Ga/Al×104值和Zr+Nb+Ce+Y值,且含角闪石二长花岗岩出现标志性矿物角闪石,属于I型花岗岩.它们具有正的ε_Hf（t）值（-0.1~+7.6）,两阶段Hf模式年龄集中于1.42~0.94 Ga,反映花岗质岩浆可能起源于中元古代（~1.4 Ga）地壳的部分熔融,并伴有幔源岩浆的参与.马鬃山地体志留纪花岗岩的地球化学显示形成于大陆弧的构造环境,且结合区域古生代花岗岩的时空分布指示相关的俯冲带在早石炭世发生北向后撤.      

下扬子地区姚村A型花岗岩年代学、地球化学特征及岩石成因

姚村岩体位于下扬子江南造山带东北端,主要由中心相的中粗粒正长花岗岩和边缘相的细粒似斑状正长花岗岩组成。本文对该岩体进行了详细的锆石U-Pb年代学、主量元素、微量元素以及Nd-Hf同位素研究。LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明姚村岩体的形成年龄为(127.6±1.4)Ma,为燕山晚期岩浆活动的产物。岩石地球化学研究表明姚村岩体属于A型花岗岩,具高硅、富铁,锆饱和温度高、轻重稀土分馏明显、富集Rb、Th、U、K、Pb等元素而亏损Ba、Nb、Sr和Ti等元素、铕负异常显著(Eu/Eu*=0.22～0.46)的特点。姚村岩体的全岩εNd(t)值与锆石εHf(t)值分别变化于-6.2～-5.7和-13.9～-5.0,两阶段Nd和Hf同位素模式年龄分别为T_(DM2)(Nd)=1439～1532 Ma和T_(DM2)(Hf)=1508～2062 Ma,Nd同位素的模式年龄重叠于Hf同位素模式年龄。结合区域地质研究成果认为,姚村岩体可能于早白垩世古太平洋板块俯冲作用之后伸展-拉伸环境下,由中元古代地壳重熔而成。     

西苏门答腊实武牙地区晚三叠世花岗岩锆石年代学及其特提斯构造意义

苏门答腊岛位于东特提斯构造域,沿该岛分布了大量不同时代和成因的花岗岩,但这些花岗岩的形成时代和延伸以及对比均未能得到很好的界定,也限制了对东南亚主要岩浆岩带延伸及其构造背景的理解.对西苏门答腊实武牙地区新识别出的花岗岩体开展了精细的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究.结果显示,3个花岗岩样品的锆石均为典型的岩浆成因,其岩浆年龄分别为215.1±2.4 Ma（MSWD=0.14）、206.1±5 Ma（MSWD=0.22）、214.3±5 Ma（MSWD=0.11）,锆石年代学研究表明西苏门答腊存在晚三叠世的岩浆作用.对比东南亚花岗岩省内同期侵入岩认为,西苏门答腊实武牙地区的晚三叠世花岗岩可与东南亚西部花岗岩省进行对比和联系,该套晚三叠世花岗岩可能形成于中特提斯洋初始俯冲的弧后裂谷环境.      

新疆东准噶尔后碰撞花岗岩成因的实验研究

新疆东准噶尔地区发育大面积的后碰撞花岗岩,依据其地球化学特征可以分为Ⅰ型花岗岩和A型花岗岩.为了探讨这些花岗岩的成因,我们以研究区内卡拉麦里蛇绿岩套基性岩(蚀变玄武岩、辉长岩)和代表沉积物的东准噶尔泥质岩的混合物(基性岩:泥质岩质量比9:1)为初始物,开展了高温高压条件下的部分熔融实验研究.结果 表明,90％蚀变玄武岩+10％沉积物的混合物在925℃、1.0 GPa、加水量0％～4％条件下部分熔融形成了准铝质花岗闪长质熔体,与熔体共存的矿物主要为角闪石,熔体具有低SiO2、A/CNK,高A12O3、FeO*、CaO的特征,在成分上与研究区内后碰撞Ⅰ型花岗岩类似;而90％辉长岩+10％沉积物的混合物在相同条件下加水量2％～4％部分熔融形成了弱过铝质英云闪长质熔体,与熔体共存的矿物相为角闪石,熔体具有低SiO2,高A12O3、FeO*、CaO、A/CNK的特征,与研究区内后碰撞Ⅰ型花岗岩存在着明显的差异.因此,东准噶尔地区Ⅰ型花岗岩岩浆可能是蚀变玄武岩加沉积物在上述实验条件下部分熔融所形成,而高SiO2含量的A型花岗岩岩浆不能在上述实验条件下通过部分熔融形成.     

使用长短期记忆人工神经网络进行花岗岩变形破坏阶段的判别

判别岩石所处的变形破坏阶段是分析岩石变化过程的重要基础。由于室内试验视频数据具有很好的等时距分布特征,可以使用基于长短期记忆的神经网络（LSTM-NN）模型判别外荷作用下岩石的变形破坏阶段。本文根据花岗岩室内单轴压缩试验所得应力-应变曲线和试验视频图像中裂隙的分布情况,将岩石变形破坏过程分成岩石压密阶段、弹性变形阶段、裂隙扩展阶段、整体破坏阶段,在提取不同阶段不同组分主要数字特征参数（面积）基础上,建立了基于LSTM-NN模型的岩石变形破坏阶段分类网络,分析了模型主要参数（学习率和最大周期等）对分类准确性的影响,使用所建模型对岩石所处变形破坏阶段进行了判别。结果表明,在LSTM-NN模型参数中,学习率和最大周期对变形破坏阶段判别准确率的影响较大,二者分别为0.005和200时的判别准确率达到最高;对于整个变形破坏阶段来说,LSTM-NN模型对裂隙扩展阶段预测的判别效果最好、对整体破坏阶段预测的判别效果最差;对于花岗岩中不同组分来说,LSTM-NN模型对变形破坏阶段预测准确性高低的顺序是裂隙、黑云母、长石、石英。