渤海湾盆地济阳坳陷碎屑锆石裂变径迹年龄记录的构造抬升事件

对采自渤海湾盆地东南部济阳坳陷的碎屑岩进行测年研究,目的是通过碎屑锆石裂变径迹年龄揭示源区及其抬升剥露史和构造热事件,为华北克拉通构造演化特别是元古宙构造演化提供新的热年代学约束。14件上白垩统-上新统砂岩/粉砂岩岩心样品测年结果显示,锆石裂变径迹年龄分布在308±35Ma~145±19Ma之间,且所有单颗粒锆石径迹年龄均大于其沉积年龄,表明这些锆石为碎屑锆石。除1件样品外,其余13件样品的单颗粒年龄的,可以用来识别源区及其构造抬升。未通过χ2检验的锆石二项式最佳拟合峰值年龄集中分为9组:P1(1187Ma)、P2(720~548Ma)、P3(526Ma)、P4(330~319Ma)、P5(296~274Ma)、P6(213~201Ma)、P7(195~177Ma、162Ma)、P8(134~102Ma)和P9(94Ma),加上通过χ2检验的三叠纪(230Ma),指示源区中元古代-晚白垩世经历的9期构造抬升/岩浆活动。它们分别是发生在中元古代的芹峪运动、新元古代的构造抬升(约720~575Ma)、~548Ma的蓟县运动;古生代~526Ma早寒武世末构造运动、海西期构造抬升;晚三叠世印支期挤压构造抬升、早-中侏罗世印支期弱挤压抬升、早白垩世燕山期强烈岩浆活动及晚白垩世燕山晚期的抬升。华北克拉通北缘、克拉通内部古陆和盆地内部是渤海湾盆地上白垩统-上新统的主要物源区,古生代以来剥露速率逐渐增大,古生代、三叠纪、早-中侏罗世和白垩纪分别为0.020~0.033mm/y,0.033~0.042mm/y,0.034~0.049mm/y和0.041~0.097mm/y,反映源区白垩纪构造/岩浆活动最强烈。锆石裂变径迹年龄记录的中元古代-晚白垩世构造运动对探讨华北克拉通的构造演化特别是元古宙的演化提供了年代学证据,综合分析推断华北克拉通可能参与了Rodinia超大陆的形成与裂解。     

华北板块南缘伏牛山花岗岩锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年、Lu-Hf同位素特征及岩石成因

伏牛山花岗岩体出露于华北板块南缘,南召县城以北,面积超过4200km~2。岩体的岩石组合为花岗岩+花岗闪长岩+石英闪长岩,具有I型花岗岩的特征。花岗岩锆石的LA-MC-ICP-MS U-Pb定年得到145.4±1.0Ma和118.5±0.6Ma,说明岩体形成于燕山期,并经历了至少两期岩浆活动。锆石Hf同位素分析表明,第一期花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为-16.53,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为2216Ma,表明其源岩以壳源物质为主;第二期花岗岩的源岩分为两个部分,一部分花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为-13.67,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为2044Ma,表明其源岩以壳源物质为主,另一部分花岗岩的ε_(Hf)(t)平均值为1.61,二阶段模式年龄(t_(DM2))平均为1073Ma,表明其源岩以新生地壳为主。根据研究结果及区域地质构造分析,认为第一期岩浆作用是由于太平洋板块俯冲导致秦岭造山带断裂构造再活动,发生部分熔融形成小规模的岩浆作用;而第二期岩浆作用是由于太平洋板块俯冲导致岩石圈拆沉,使地幔软流圈的物质上升,形成巨大的热场,引起大陆地壳大规模的部分熔融形成花岗岩浆。最终形成的花岗岩浆沿着华北板块与扬子板块之间的断裂上侵至地壳浅处,形成了伏牛山复式岩体。     

福贡地区石炭系地层可能属于拉萨地块:来自碎屑锆石年龄谱的指示

欧亚与印度大陆的碰撞使得印度大陆的北东角强烈挤入欧亚大陆内部,形成东构造结,其引发的强烈变形将南羌塘地块、北羌塘地块、拉萨地块、保山地块、兰坪-思茅地块以及地块之间的缝合带挤压于很窄的范围内,造成青藏高原腹地与其东南缘之间构造单元划分、对比困难。滇西福贡地区位于青藏高原东南缘,东构造结影响范围内,是三江造山带及青藏高原相关地块的汇聚处。福贡地区石炭系岩石组合表明其形成于较为稳定的浅海相沉积环境中,具有被动大陆边缘沉积特征。三件石炭系二云母石英片岩碎屑锆石表面年龄数据(194个有效分析点)形成五个主要年龄区间:2550~2400Ma、1800~1550Ma、1200~1080Ma、1000~850Ma和600~480Ma,峰值分别为~2502Ma、~1724Ma、~1120Ma、~886Ma和~512Ma。对比其他地块同时代地层的碎屑锆石年龄谱表明,福贡地区石炭系可能是拉萨地块的一部分,与腾冲地块一样,属于其南延部分。结合中新生代岩浆岩带的构造连续性,我们认为,印度板块东北角向北、北东方向的强烈挤压导致拉萨地块及冈底斯岩浆岩带弯曲、缩颈、并发生分离与旋转。     

伊犁盆地尼勒克地区中二叠世陆相地层碎屑物源分析及其对西天山构造演化过程的约束

西天山在二叠纪时期的大地构造环境有岛弧成因和大陆裂谷成因两种不同的观点,伊犁盆地尼勒克地区中二叠统陆相红层的研究是解决上述争议的关键之一。该段地层自下而上是一套由冲洪积扇相、河流相、浅湖相和半深湖相组成的湖侵序列。本文综合该套地层的古水流、砾岩砾石成分与砂岩碎屑组分、重矿物组合、碎屑岩地球化学以及石榴子石化学特征等方面的研究,认为尼勒克盆地中二叠统陆相红层的物源复杂多样,包括超镁铁质-镁铁质岩、安山岩、英安岩、流纹岩、矽卡岩、片麻岩、灰岩和碎屑岩等不同岩石类型,记录了西天山造山带的构造剥蚀与再沉积过程。结合下二叠统乌郎组双峰式火山岩以及区域性角度不整合等资料的综合分析,本研究认为尼勒克地区中二叠世盆地形成于造山后伸展的大地构造背景。     

华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。     

多龙矿集区色那东岩体年龄、成因与动力学背景

多龙矿集区是我国首个铜金属资源量达到2 000万t以上的世界级铜金矿集区,外围找矿潜力依然十分巨大.首次报道矿集区东部色那东地区花岗斑岩体和闪长玢岩体的地质年代学及地球化学测试结果,为总结区域成矿规律提供基础数据.通过精确的锆石测年,全岩主、微量元素和锆石Hf同位素测试发现,上述岩体的成岩年龄均为123±2 Ma,岩石的形成与俯冲洋壳板片部分熔融有关,源区有明显幔源组分加入.色那东地区侵入岩与矿集区含矿斑岩空间上集中侵入,且同属早白垩世岩浆活动产物,暗示其具有相同动力学背景,是班公湖-怒江洋俯冲末期-碰撞初期弧-弧"软"碰撞的产物,其侵入过程为成矿提供了热量和流体来源,显示该地区仍有较好的成矿潜力.      

黔南基性岩墙岩石地球化学、SHRIMP锆石U-Pb年代学及地质意义

基性岩墙,与层状、环状基性杂岩体和高Ti、低Ti玄武岩共同组成了峨眉山大火成岩省岩石组合.为进一步确定大火成岩省及相关生物灭绝事件的时间联系,及更深化研究大火成岩省的成因,对分布于贵州省南部的基性岩墙进行了主、微量元素、Sr-Nd同位素测定和锆石SHRIMP U-Pb年代学研究.黔南基性岩墙∑REE=135.66×10-6~280.59×10-6,LREE/HREE为6.42~7.54,（La/Yb）_N为7.94~9.85,轻重稀土分异明显,δEu为1.0~1.3,具有Ba、Sr、K等LILE富集,Nb、Ta、Zr、Hf等HFSE亏损特征,显示与峨眉山高钛玄武岩相似的地球化学特征.Th/Ta（1.80~1.94）、Nb/U（30.8~39.88）、Th/La（0.08~0.10）、Nb/Th（7.89~8.40）比值与原始地幔相似,较低的初始（87Sr/86Sr）_i比值（0.705 278~0.706 052）、ε_Nd（t）（-0.5~+1.6）、以及Th/Ta比值（< 2.13）显示岩浆无明显的地壳混染,岩浆可能形成于受地幔柱作用的富集石榴石地幔源区10%~12%的部分熔融.SHRIMP锆石206Pb/238U加权平均年龄为261.2±2.6 Ma,反映峨眉山大火成岩的喷发时间可能集中在260 Ma左右,并可能与瓜德鲁普末期的生物灭绝有关.      

中天山南缘乌瓦门早志留世安第斯型安山岩的发现及意义

安山岩是俯冲相关构造环境的特征岩石;对安山岩的研究,可以获得俯冲作用发生时代和俯冲过程的相关信息.报道了中天山地块南缘乌瓦门地区早志留世安山岩的年代学和地球化学特征,探讨了其岩石成因和构造属性,为南天山洋及中天山陆块南缘构造演化提供制约.研究表明,乌瓦门安山岩具有安山结构,组成矿物为普通辉石、钙质角闪石、斜长石和钾钠长石,为高钾钙碱性粗面安山岩;全岩SiO₂=56.23%~59.28%,K₂O=2.70%~3.37%,Na₂O=3.32%~4.11%.其锆石U-Pb年龄为430 Ma,形成于早志留世晚期.微量元素组成上,富集轻稀土、亏损重稀土,（La/Yb）_N=18.5~20.9;Eu负异常不明显,δEu=0.82~0.88;富集Ba、Th、U,亏损Nb、Ta、Ti;初始87Sr/86Sr比值为0.706 2~0.707 5,ε_Nd（t）=+2.96~+3.01;这些数据揭示乌瓦门安山岩为安第斯型陆弧岩石,起源于被俯冲带相关流体交代的地幔楔,并在上升过程中受到了古老地壳的改造.早志留世晚期,南天山洋向中天山陆块下俯冲,构成成熟的洋-陆俯冲体系;中天山陆块南缘为活动大陆边缘,发育典型的安第斯型陆弧岩石组合.      

拉萨地体北部永珠地区早白垩世岩浆岩地球化学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成及其地质意义

拉萨地体北部出露大面积早白垩世岩浆岩,对它们的成因和形成机制的研究,有助于揭示拉萨地块白垩纪时期的岩浆作用过程及动力学背景.通过岩石学、地球化学和同位素地质学方法对拉萨地体北带永珠地区早白垩世中-酸性岩浆岩进行了研究.结果显示黑云母二长花岗岩、流纹岩和安山岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为118±1.0 Ma、121±0.8 Ma和115±0.8 Ma,代表了其侵入和喷出时代.黑云母二长花岗岩、花岗斑岩和流纹岩为高钾钙碱性过铝质-强过铝质岩浆岩（A/CNK=1.01~1.35）,亏损高场强元素Nb、P、Ti和大离子亲石元素Ba、Sr,富集大离子亲石元素Rb、K和放射性元素U、Th;稀土配分图显示LREE富集,HREE近平坦,Eu明显负异常,为形成于大陆边缘的岛弧岩浆岩特征.黑云母二长花岗岩和流纹岩的锆石Hf初始比值ε_Hf（t）分别为-1.21~3.01和-0.68~5.35,对应的两阶段模式年龄分别为0.99~1.26 Ga和0.84~1.22 Ga,为壳幔混源岩浆.安山岩为高钾钙碱性,亏损Nb、Ta、P、Ti、U和Sr,富集Rb、K和Th,稀土配分图显示LREE富集,HREE近平坦,Eu轻微负异常,为形成于大陆边缘弧的岩浆岩.结合前人研究成果,分析认为永珠地区早白垩世岩浆岩形成于班公湖-怒江特提斯洋壳南向俯冲作用下的大陆边缘弧环境,由俯冲的班公湖-怒江中特提斯洋板片在深部脱水熔融,进而诱发上覆地幔楔部分熔融形成基性岩浆上涌,导致下地壳物质发生部分熔融形成酸性岩浆,它们在上升过程中按不同比例混合,形成中性和酸性岩浆侵入到地下或喷出地表,形成侵入岩和火山岩.      

皖南宁国竹溪岭钨银矿床及相关岩体的同位素地质年龄

皖南宁国竹溪岭钨银矿床是近年来发现的一个与花岗岩类有关的矽卡岩型矿床,准确厘定其成矿年龄及相关侵入岩体的年龄有利于深入认识区域岩浆作用与成矿作用的规律。本文在矿床地质调查的基础上,应用现代同位素定年技术开展地质年代学研究,获得矿床矿石中的辉钼矿Re-Os模式年龄为142.7±2.1 Ma和142.9±2.1 Ma,相关侵入岩体花岗闪长岩、花岗斑岩和花岗闪长斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为139.8±1.8 Ma、143.3±1.9 Ma、140.2±1.7 Ma,显示矿床的成矿年龄与侵入岩体的成岩年龄基本一致,为燕山晚期早白垩世。矿床矿石中的辉钼矿的Re含量指示成矿物质来源于地壳和地幔的混合;与成矿相关侵入岩的稀土元素和Hf同位素组成特征指示成岩物质也具有壳幔混源特征,显示成矿物质来源与成岩物质来源具有一致性。区域岩浆岩和矿床的对比表明,与之相邻的长江中下游地区、浙西地区和赣东北地区乃至整个华南地区这一时期发生了大规模的岩浆作用和钨锡多金属成矿作用,显示扬子板块在此阶段处于岩浆–成矿大爆发时期,皖南地区的成矿时代对应于华南中生代三次大规模岩浆作用和成矿作用的第二阶段。