北秦岭孤山坪地区辉长岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

北秦岭孤山坪地区辉长岩的研究程度较低,而辉长岩通常是下地壳或上地幔玄武质岩浆结晶的产物,可以在一定程度上反映特定地质时代壳幔演化格局。为了研究其成因和形成机制,对其锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素进行了研究。结果表明:辉长岩的侵位结晶年龄为（457.4±1.4）Ma,即形成于晚奥陶世;总体上富集轻稀土元素和大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr,相对亏损高场强元素Nb、P、Ti、Zr,指示其可能形成于活动陆缘弧环境;锆石ε_Hf（t）=6.4~9.1,一阶段模式年龄（t_DM1=822~708 Ma）和二阶段模式年龄（t_DM2=1 268~1 025 Ma）均大于锆石结晶年龄。综合研究认为,孤山坪地区辉长岩原始岩浆应来源于受俯冲流体交代作用改造的富集型地幔,可能形成于二郎坪群早期岛弧与秦岭地块之间的弧陆碰撞所导致的增生造山作用过程,代表了晚奥陶世二郎坪群由岛弧向弧后盆地转化的初始岩浆记录。本研究可以为北秦岭早古生代构造演化的厘定提供进一步的约束资料。      

花岗岩按照压力的分类

研究表明,中酸性火成岩大致按照Sr=400μg/g和Yb=2μg/g的标志可以划分为4种类型,即高Sr低Yb(Sr＞400×10-6,Yb＜2×10-6)、低Sr低Yb(Sr＜400×10-6,Yb＜2×10-6)、低Sr高Yb(Sr＜400×10-6,Yb＞2×10-6)和高Sr高Yb(Sr＞400×10-6,Yb＞2×10-6)型.其中,从低Sr高Yb型中还可以分出非常低Sr高Yb(Sr＜100×10-6,Yb＞2×10-6)的一类.着重探讨了这5类花岗岩形成的源区深度问题,指出按照残留相组成和花岗岩Sr、Yb含量,可以将花岗岩形成的压力分为3或4个级别:①高压下与石榴子石平衡的花岗岩具有高Sr低Yb的特征;②中等压力下,残留相为麻粒岩相(斜长石 石榴子石 角闪石 辉石),花岗岩具低Sr低Yb或高Sr高Yb的特点(取决于原岩成分);③低压下,残留相有斜长石无石榴子石的花岗岩为低Sr高Yb类型的;④与蛇绿岩有关的在洋壳剖面浅部由辉长岩部分熔融形成的M型花岗岩可能是非常低压(高温)条件下形成的.     

花岗岩混合问题:与玄武岩对比的启示——关于花岗岩研究的思考之一

最近,花岗岩混合成了花岗岩研究的热点,国内外许多学者探讨了花岗岩混合问题,并尝试用不同端元组分不同比例的混合来解释花岗岩的地球化学变化。本文从花岗岩与玄武岩的对比出发,探讨了花岗岩混合的可能性和局限性。作者认为,花岗岩混合的现象是普遍存在的,但是次要的和局部的。岩浆混合的能力或能干性(competence of mixing)主要取决于岩浆的黏性和温度,而黏性又与硅氧四面体有关。相对于玄武岩,花岗岩的SiO_2含量高,温度低,因此,花岗质岩浆的混合能干性很低。玄武质岩浆的混合是mixing(以化学混合为主),而花岗质岩浆的混合通常只是mingling(以机械混合为主),只有在少数情况下才能达到mixing的程度,例如,埃达克岩与地幔混合形成的高镁安山岩或高镁埃达克岩。许多人认为,花岗岩中的暗色微粒包体是花岗质岩浆混合作用最显著、最直接证据。研究表明,花岗岩中的暗色微粒包体大多是闪长质成分的,其初始成分大多是玄武质的。因此,暗色微粒包体不是花岗质岩浆混合作用最显著、最直接证据,而是玄武质岩浆混合能力强过花岗质岩浆的证据。与玄武质岩浆的起源比较,花岗质岩浆从一开始熔融就是不均一的,这源于源区的不均一及熔融过程的复杂性。花岗质岩浆原始均一性的假定是不可能的。花岗岩成分的变化以及在哈克图解中成分点的"连续谱系",主要是由源区不均一性引起的,混合和分异可能有一定的作用,但毕竟是次要的。花岗质岩浆从源区生成、迁移、直至在地表喷出或在浅部定位的全过程,是一个不断均一化和不均一化的过程。但是,由于花岗质岩浆的黏性大,上述过程及岩浆演化的程度和规模都受到限制,也限制了岩浆混合的程度和规模。许多人仅从花岗岩地球化学成分的变化来研究花岗岩的成因,而很少考虑花岗岩物理性质对岩浆演化的制约。对比玄武岩与花岗岩,我们认为,地球化学方法在花岗岩中应用的范围和程度可能远远不及玄武岩,我们应当重新考虑花岗岩的地球化学应用问题。     

温都尔庙群锆石的LA-MC-ICPMS U-Pb年龄及构造意义

温都尔庙群分布在内蒙古中部地区,分下部桑达来呼都格组和上部哈尔哈达组,通常被认为属于蛇绿岩套组合,形成时代也一直存在争论。详细的野外调查表明,温都尔庙群不完全是蛇绿岩组合,还发育洋内弧的玄武岩-玄武安山岩-安山岩组合。所以,温都尔庙群为一套包含大洋洋壳、洋内弧等不同时代和成因的增生杂岩。对温都尔庙群洋内弧变质安山岩及变质碎屑岩进行锆石LA-MC-ICPMS法U-Pb同位素测年表明:桑达来呼都格组上部洋内弧变质安山岩年龄为470±2Ma。哈尔哈达组两个样品(10NM142、10NM143)的碎屑锆石年龄主要集中在445~480Ma范围内,其中10NM143样品中最年轻谐和年龄多在424~438Ma之间,表明至少有一部分地层形成于中志留世。考虑温都尔庙群蛇绿岩形成时代(497~477Ma)、高压变质时代(446±15Ma~453±1.8Ma)及晚志留世西别河组不整合覆盖其上的事实,桑达来呼都格组可能形成于寒武纪-晚奥陶世,哈尔哈达组形成于晚奥陶世-中志留世。因此,温都尔庙群是形成于寒武纪-中志留世的变质增生杂岩。     

北秦岭寨根地区富铌辉长岩地球化学特征及其构造意义

富铌辉长岩往往与高镁闪长岩、埃达克岩共生,被认为是具有指相意义的岩石构造组合,但豫西地区北秦岭造山带南侧该类岩浆活动却很少被发现.对寨根地区秦岭岩群中的斜长角闪岩类进行岩石学、地球化学、同位素地球化学和年代学研究,在该深成杂岩中发现了富铌辉长岩,并且测得富铌辉长岩的变质锆石U-Pb年龄为484.3±1.8 Ma,与区内超高压榴辉岩变质峰值年龄相近.富铌辉长岩地球化学特征表现为富集Rb、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P等高场强元素,ε_Nd（t）介于-1.61~+0.49,相应的（87Sr/86Sr）_i范围为0.714 273~0.723 936.推测其成因与秦岭古陆壳深俯冲过程中部分熔融的板片熔体交代地幔楔橄榄岩再熔融有关,经受深俯冲时有大量陆壳物质的加入,该发现为秦岭造山带早古生代早期存在多个微陆块提供了证据.      

晋南–豫西地区1∶500 000数字地质图空间数据库

晋南–豫西地区1∶500 000地质图数据库是在充分利用近年来山西省南部中条山地区和河南省西部地区1∶250 000、1∶200 000、1∶50 000区域地质调查和其他综合性研究成果的基础上编制而成，同时对关键地质问题进行了综合研究。编图过程中以板块构造及地球动力学理论为指导，用MapGIS 6.5平台计算机辅助成图，成图精度高，质量好，数据量约为476 MB。综合编图和研究过程中，根据获取的118个同位素年代学数据、409件岩石地球化学数据，对关键地层和岩浆岩的时代和构造属性进行了更新，提出了中—上元古界地层划分和秦岭造山带大地构造结构划分的新方案，具有很强的时效性和创新性。     

中国不同时代O型埃达克岩的特征及其意义

中国出露从太古代-中生代各个时期的O型埃达克岩。中国太古代TTG大多类似喜马拉雅型花岗岩的特征,少数是埃达克岩,主要是加厚下地壳熔融形成的。中国新元古代埃达克岩大多分布于扬子板块的西缘和北缘,古生代埃达克岩主要分布于中亚造山带和秦祁昆造山带。中亚造山带早古生代和部分晚古生代的O型埃达克岩可能产于板块消减带环境,晚古生代晚期的O型埃达克岩可能与碰撞有关。冈底斯晚白垩世的O型埃达克岩可能产于活动陆缘环境。O型埃达克岩最重要的意义在于其与金铜成矿作用的密切关系。埃达克岩很难判断其形成的构造环境,即使是O型埃达克岩。O型埃达克岩贫钾,说明它来源于贫钾的玄武质源岩,可以产于板块消减带,也可来自下地壳底部;但是,那些富Mg#且Mg#变化大的埃达克岩很可能来自板块俯冲带。     

豫西五里川—寨根一带秦岭岩群碎屑锆石U-Pb年龄研究

秦岭岩群为北秦岭微陆块的主要组成部分,其时代的准确厘定对秦岭造山带构造演化研究具有重要的地质意义。本次工作对五里川—寨根一带秦岭岩群雁岭沟岩组钠长二云片岩和郭庄岩组矽线二云二长片麻岩进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学研究。钠长二云片岩具有岩浆成因特征的碎屑锆石核部年龄主要存在545~551 Ma、754~778 Ma、900~1000 Ma、1340~1830 Ma和2300~2500 Ma 5个年龄段,并以900~1000 Ma段碎屑锆石的峰最明显;部分数据点在锆石U-Pb谐和图上拟合成一条上交点年龄为(2478±25)Ma的不一致线。矽线二云二长片麻岩年龄主要集中于1400~1800 Ma,另有4颗锆石年龄为1134~1243 Ma,其中最年轻的1颗碎屑岩浆锆石年龄为(1134±17)Ma。根据分析结果,推断本地区雁岭沟岩组的形成时代应晚于900 Ma,早于438 Ma的五垛山岩体。郭庄岩组的主体形成于中元古代晚期,时代应该晚于1122 Ma,老于962 Ma的新元古代花岗岩类。雁岭沟岩组最主要的物质来源为新元古代花岗岩,其次为新太古代—古元古代陆壳,少部分来源于郭庄岩组;郭庄岩组物质来源主要为的古元古代晚期至中元古代早期的花岗岩陆壳。雁岭沟岩组与郭庄岩组形成时代不同,二者之间存在沉积间断,主要物源区也不相同,雁岭沟岩组中甚至有少量郭庄岩组剥蚀后再沉积的物质。因此,二者是不同的构造岩片,本地区雁岭沟岩组应从秦岭岩群中解体出来。     

造山前、造山和造山后花岗岩的识别

造山前、造山和造山后（或碰撞前、碰撞和碰撞后）花岗岩是花岗岩研究的热门话题。但是,目前关于造山前、造山和造山后的概念存在模糊和矛盾的认识,为此提出了关于造山前、造山和造山后的概念和新的判别方法,并结合非洲、土耳其和巴西的某些实例进行了讨论。着重讨论了青藏高原与碰撞有关的花岗岩,指出青藏高原只存在造山前和造山2个阶段．不存在造山后阶段。认为青藏高原碰撞的时间大概在55Ma左右．25～3Ma的埃达克岩和淡色花岗岩是碰撞阶段形成的。青藏高原25～3Ma的花岗岩的特征暗示青藏高原在25Ma之前已经整体抬升．25Ma之后发育的伸展构造（藏南拆离系、大规模走滑断裂和南北向裂谷）是在青藏高原挤压的大背景下出现的,属于次级的派生构造,其并不能说明青藏高原已经进入伸展减薄和垮塌的碰撞后阶段。     

早中生代的华北北部山脉：来自花岗岩的证据

地质历史上何时何地曾经存在过高原或山脉是人们感兴趣的话题,根据花岗岩的地球化学特征（如Sr和Yb）与其形成压力的关系探讨了这种可能性。花岗岩按照Sr和Yb的含量可以分为5类：①埃达克岩（Sr>400×10-6, Yb<2×10-6）、②喜马拉雅型花岗岩（Sr<400×10-6, Yb<2×10-6）、③广西型花岗岩（Sr>400×10-6,Yb>2×10-6）、④浙闽型花岗岩（Sr<400×10-6, Yb>2×10-6）和⑤南岭型花岗岩（Sr<100×10-6, Yb>2×10-6）。其中除了广西型的含义不清楚以外,其他4类花岗岩的差别可能与其形成的深度有关。埃达克岩与残留相榴辉岩平衡,压力通常大于1.5 GPa,相应的地壳厚度超过50 km。喜马拉雅型花岗岩与高压麻粒岩平衡,石榴子石和斜长石是主要的残留相,压力通常在0.8～1.5 GPa之间,相应的地壳厚度在40～50 km之间。浙闽型花岗岩与角闪岩相（斜长石＋角闪石）平衡,压力小于0.8 GPa,相当于正常地壳厚度（30～40 km）。南岭型花岗岩形成于伸展环境,相当于正常或更薄的地壳厚度（30 km或更小）。按照上述标志,根据现有的同位素定年和地球化学资料,在华北北部识别出一个东西向延伸的早中生代的山脉（三叠纪—早侏罗世）,称为华北北部山脉。推测该山脉东西长约3000 km,南北宽200～500 km,高度3000～5000 m。山脉大约在早、中三叠世时开始抬升,至晚三叠世达到顶峰,于早侏罗世后垮塌消失,指示西伯利亚板块和华北地块碰撞导致的一次强烈的挤压构造和快速的抬升事件。