新疆西准噶尔萨吾尔地区早石炭世埃达克岩地球化学特征、岩石成因及其意义

新疆西准噶尔萨吾尔地区阿克塔木组(新建)为一套中性火山熔岩、火山碎屑岩夹少量酸性火山熔岩建造。流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为337.9±0.77Ma,属早石炭世。安山岩地球化学特征表现为高Si O2(53.42%～64.74%)、A12O3(16.05%～19.23%),富Na2O(4.05%～8.13%)贫K2O(0.36%～3.65%),富Sr(448.1×10-6～1507×10-6),低Yb(0.94×10-6～1.79×10-6)、Y(8.48×10-6～16.92×10-6),高Sr/Y比值(36.6～89.0),富集LREE,亏损HREE,弱Eu正异常,明显的Nb、Ta、Ti负异常,具有典型的埃达克岩特征,为玄武质洋壳在石榴角闪岩相高度部分熔融的产物。阿克塔木组火山岩形成于与洋内俯冲有关的岛弧环境,为早石炭世额尔齐斯-斋桑洋南向俯冲的岩浆记录。俯冲板片边缘受到来自板片窗的高温软流圈物质加热,部分熔融形成的埃达克质熔体与地幔橄榄岩发生熔体-岩石反应,从而形成埃达克岩+富Nb玄武岩组合,同时发生与之相关的Cu-Au成矿作用。阿克塔木组早石炭世埃达克岩的发现,为西准噶尔地区晚古生代岩浆活动、构造演化和金属成矿等研究提供了可靠的依据。     

埃达克岩成因研究进展概述

埃达克岩提出之初是指那些源于俯冲带环境下,玄武质洋壳部分熔融形成的火山岩或者侵入岩.随后的研究发现,埃达克岩不仅仅只形成于岛弧环境,而具有多种成因模型：俯冲洋壳熔融、增厚下地壳熔融、拆沉下地壳熔融、玄武质岩浆的地壳混染和低压分离结晶（AFC）、高压分离结晶、岩浆混合作用以及地幔橄榄岩的直接熔融都可以形成与埃达克岩地球化学特征相同的岩石.这些研究成果丰富了我们对岛弧及下地壳岩浆活动的认识.     

豫西二郎坪地区O型埃达克岩的厘定及其地质意义

本文对出露于豫西二郎坪地区的西庄河花岗闪长岩进行了详细的岩石学、地球化学、锫石U-Pb年代学及Hf同位素研究,重点讨论其岩石成因及地质意义.西庄河花岗闪长岩主要由斜长石、石英及少量角闪石和黑云母组成.地球化学分析显示,该花岗岩具有高Si (SiO2 =66.84％～71.57％)、富Al (Al2O3=14.11％～1...     

Early Cretaceous adakitic rocks in the Anqing region,southeastern China: constraints on petrogenesis and metallogenic significance

ABSTRACT

The Anqing region in Lower Yangtze River metallogenic belt is one of the important Cu polymetal producers in China. The origin of Cu polymetallic deposits in the region is closely related to Early Cretaceous adakitic intrusions. To constrain the petrogenetic and metallogenic significance of the adakitic rocks, a detailed geochronological, geochemical, and Sr–Nd–Pb–Hf isotopic study was performed. The Anqing adakitic rocks (SiO₂ = 57.4–64.2 wt.%) consist mainly of quartz monzodiorite, formed at 138.2 ± 1.7 Ma (Mean Standard Weighted Deviation (MSWD) = 0.61). They have high MgO, Al₂O₃, Sr, and low Rb, Y, Yb contents, together with high Sr/Y (50.5–222) and La/Yb (31.9–46.9) ratios. They also show negative whole-rock ε_Nd(t) (?9.8 to ?8.5) and zircon ε_Hf(t) (?10.0 to ?5.4), and high oxygen fugacity (mainly ?17.0 to ?8.01) values and radiogenic Pb isotopic compositions with (²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb)_i = 17.692–17.884, (²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb)_i = 15.413–15.511, and (²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb)_i = 37.611–37.943. Coupled with negative Nb–Ta anomalies, low K₂O/Na₂O ratios (0.39–0.62), and high Mg# values (0.44–0.71), these data suggest the adakitic rocks and associated large-scale Cu–Au mineralization of the Anqing region resulted from partial melting of the high oxidized subducted oceanic crust. Addition of mantle-derived magmas and assimilation of crustal materials during emplacement are also possible.     

跳出南海看南海——新特提斯洋闭合与南海的形成演化

本文总结了笔者参与基金委重大研究计划"南海深海过程演变"的研究成果。我们发现南海和青藏高原都是新特提斯洋闭合的产物,而非前人所说的南海是由青藏高原碰撞导致的中南半岛逃逸所形成。与青藏高原碰撞隆升机制不同,南海是新特提斯闭合后期弧后拉张的结果。新特提斯洋位于北边的欧亚大陆与南面的非洲、印度和澳大利亚板块之间,呈东宽西窄的喇叭型。在西部,新特提斯洋向北的俯冲可能在侏罗纪就开始了,局部形成了弧后盆。约130Ma前,由于凯尔盖朗等大火成岩省的喷发,新特提斯洋脊也开始向北漂移。由于新特提斯洋东部宽度较大,弧后拉张明显,形成了古南海。新特提斯洋闭合过程中一个重大事件是洋脊俯冲:从菲律宾经福建及两广到青藏高原,均有100Ma左右的埃达克岩产出,是洋脊俯冲的产物。其中,菲律宾、福建、广东埃达克岩形成了斑岩铜金矿床;而在青藏高原,埃达克岩虽有矿化,但没有形成大规模的斑岩铜金矿床。同时期,华南出现了一次短暂的大规模挤压事件,与洋脊俯冲契合。这次挤压事件可能导致了古南海闭合的开始。与此同时,青藏高原冈底斯出现高温岩石——埃达克质紫苏花岗岩;其北面有～110Ma短时间内发生的大规模花岗岩事件。考虑到板块重建的结果,这些埃达克岩和华南短时间挤压事件的时空分布显示新特提斯洋脊在约100～110Ma,近似平行于俯冲带俯冲到了欧亚大陆之下;其前片下沉,扰动软流圈,形成大规模岩浆活动;后片则缓慢后撤,于～80Ma形成了A-型花岗岩。这些A-型花岗岩多属于A2型,受到了还原性板块俯冲的影响而普遍含锡,形成了全球60%的锡矿。俯冲板片的后撤,导致了拉张,可以合理解释南海北缘的"神狐运动"。随着俯冲板片后撤,俯冲角度加大,形成新的弧后拉张,于～33Ma出现洋壳,形成了南海。青藏高原碰撞引起的物质向东、南、北等各方向逃逸,对东亚大陆的构造格局也产生了重要的影响,但是并非南海拉张的主要控制因素。到～23Ma时,东经九十度海岭的俯冲阻挡了青藏高原下方地幔物质向东南方向逃逸,改变了东亚构造格局。同时,由于该海岭俯冲产生的向北东方向的挤压,造成印支半岛向西南挠曲,导致南海洋脊产生向南的跃迁。     

滇西北普朗斑岩铜矿与成矿有关的花岗岩与全球埃达克岩的对比:大数据研究的初步结果

云南格咱岛弧是西南三江构造-岩浆岩带中义敦岛弧的重要组成部分,位于义敦岛弧带的南端,是中国西部地区一个重要的铜铅锌多金属成矿带和印支期斑岩铜矿带,其中普朗斑岩型铜矿是印支期斑岩铜矿的典型代表。本文在前人研究基础上,采用大数据分析技术,对普朗斑岩铜矿与成矿有关的花岗岩与全球埃达克岩进行了对比研究,得到506个元素组合,获得交叠率比值127765个。结果表明,普朗斑岩与全球埃达克岩的地球化学数据基本上重叠,具有与全球埃达克岩类似的特征;但Cu、Mo、Pb、Zn成矿元素明显超出全球埃达克岩的分布范围,REE和Ga与主元素的比值虽然在全球埃达克岩范围内,却显示了位于全球埃达克岩某个端元的现象。另外,与斑岩铜矿有关的埃达克岩分布于全球埃达克岩范围的局部,数据部分或大部分逸出了全球埃达克岩分布的范围,具有低Sr/Cu、Ta/Cu、Al/Mo、Mn/Zn、Mn/Cu、Mn/Mo以及Hf、K、Ti、P、Co、Th、Ca/Cu比值的特征,数据点偏离全球埃达克岩范围越远,蚀变与矿化作用越强烈,与铜钼成矿关系越密切。本文地球化学数据挖掘结果可以作为找矿标志来使用,这为普朗铜矿床深部及外围的地质找矿提供了新的科学依据。     

大兴安岭南段海西期花岗岩类锆石U-Pb年龄、元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学:岩石成因及构造意义

大兴安岭南段位于华北板块与西伯利亚板块之间的缝合-造山带(中亚造山带)的东段,该区广泛分布有海西期花岗岩类。已有的年代学研究表明这些花岗岩类的侵位时代集中于320~240Ma,但对该区海西期花岗岩类岩石成因及成岩背景研究的一些关键问题的看法仍不一致且存在争论。本文选取大兴安岭南段拜仁达坝等10个典型地区的海西期花岗岩类为研究对象,对其进行系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究,以探讨岩浆作用的时间、岩石成因以及构造意义。锆石U-Pb定年表明,这些花岗岩类的侵位时间为323~240Ma。据地球化学特征,该区花岗岩类可分为两类:Ⅰ类花岗岩的SiO_262.00%,Al_2O_315.00%,MgO含量较低(均2.40%);其具有较高的Sr含量(最高达700×10~(-6))、低的Y和Yb含量(分别为≤18.1×10~(-6)和1.70×10~(-6))和较高的Sr/Y比值(均20),LREE相对HREE强烈富集,显示弱的Eu异常,与经典的埃达克岩的特征相似;Ⅱ类花岗岩的SiO_257.00%,MgO和Al2O3含量范围较大(分别为0.25%~4.12%和10.55%~16.58%),绝大多数样品显示高钾钙碱性特征,Sr含量相对较低(12.2×10~(-6)~334×10~(-6)),Y和Yb含量相对较高(分别为14.1×10~(-6)~40.1×10~(-6)和1.27×10~(-6)~4.58×10~(-6)),Eu异常明显,相对富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、P等高场强元素,可归为弧岩浆岩。Sr-Nd-Pb同位素结果表明,弧岩浆岩可能来源于交代(富集)地幔楔,而埃达克岩则来源于下地壳的熔融。综合前人研究认为,在晚泥盆世-中二叠世古亚洲洋洋内俯冲作用形成了区域上广泛发育的弧岩浆岩(弧下加厚地壳熔融形成~320Ma埃达克岩);晚二叠世-早三叠世,华北板块与西伯利亚板块碰撞缝合;之后至早-中三叠世,大量后碰撞花岗岩侵位,同时下地壳拆沉并熔融形成了本区250~240Ma埃达克岩。中亚造山带东段(至少大兴安岭地区)海西期造山及岩浆作用可能开始于晚泥盆世,结束于中三叠世,时间持续约140Myr,其造山作用显示独特性。     

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。     

乌拉特中旗克布岩体的地球化学特征及SHRIMP定年：早二叠世华北克拉通底侵作用的证据

乌拉特中旗克布岩体位于内蒙古中西部,属于华北克拉通北缘中段.克布岩体具有埃达克岩的特征：SiO2=57.66～66.94%（＞56%）,Al2O3=16.81～18.47%（＞15%）,MgO=1.33～3.28%（＜3%）;Y=7.25～13.46×10^-6（≤18×10^-6）,Yb=0.72～1.42×10^-6（≤1.9×10^-6）,Sr=540.4～655×10-6（＞400×10^-6）;高场强元素（HFSEs,如Nb、Ta、Ti、Zr）含量低,LRRE富集（La/Yb=12.11～28.56）,Eu为弱负异常至正异常（δEu＊=0.95～1.09）.高Sr/Y（48.66～74.57）、La/Yb以及中等Mg#（38.72～46.16）、K2O（1.11～2.17）近似于壳源埃达克岩.克布岩体具有低εNd（t）（=-15.1）,高（^87Sr/^86Sr）i（=0.7073）,也表明了它们的源岩来自大陆下地壳,明显不同于板片熔融来源的埃达克岩同位素特征,而与中国东部的埃达克质岩近似.与华北克拉通晚侏罗世下地壳拆沉作用形成的埃达克岩相比,克布岩体具有低的过渡金属元素含量.克布岩体可能为玄武质液体底侵,导致变厚的下地壳基底部分熔融而形成.克布岩体中锆石的SHRIMP U-Pb锆石年龄为291±4 Ma,表明早二叠世初期华北克拉通下的底侵作用已经存在.     

埃达克岩与皖中沙溪斑岩铜矿的成矿作用

埃达克岩是一组从安山质到长英质系列岩石,具有高硅(≥56%)、富钠(3.5%≥Na2O≥7.5%)及低的K2O/Na2O(～0.42),高Mg#(～0.51)和高Ni(20×10-6～40×10-6和Cr(30×10-6～50×10-6)的岩浆岩;其主要特点还有高锶(>400×10-6,最高可以达到3000×10-6,轻重稀土强烈分异((La/Yb)N＞10)以及非常低的重稀土元素含量(Yb＜1.8×10-6,Y≤18×10-6,具有明显Nb、Ta负异常的火山岩和侵入岩.埃达克岩构造环境仍存在很多争议.主要的观点:(1)年轻的俯冲洋壳(＜25 Ma)在俯冲过程中脱水熔融;2)加厚下地壳环境下的镁铁质下地壳(如榴辉岩和石榴辉石岩)底垫岩浆作用或拆沉作用下熔融.与埃达克岩石有关的矿产资源主要为铁、铜、金、钼矿床.在对安徽省沙溪斑岩型铜金矿床岩石和同位素地球化学资料分析和处理基础上,笔者认为沙溪侵入岩属于埃达克岩,其成因是燕山晚期西太平洋板块俯冲至扬子地块深部所导致的洋壳板片熔融作用有关,洋壳俯冲过程的大量流体参与,所携带的幔源大离子亲石元素及铜金物质在地壳浅部形成adakite岩石,同时形成该区斑岩型铜金矿床.