西藏中拉萨地块晚侏罗世许如错花岗岩地球化学与岩石成因

西藏中部拉萨地块晚侏罗世花岗岩的岩石成因与源区性质目前尚未得到很好约束。本文报道了中部拉萨地块西段许如错岩体的寄主花岗岩和闪长质包体的锆石U-Pb年龄、元素地球化学和锆石Hf同位素成分。许如错岩体寄主花岗岩年龄为155.1±0.7Ma,闪长质包体与寄主花岗岩同期(155.7±0.7Ma)形成。寄主花岗岩属I型偏铝质-弱过铝质高钾钙碱性系列岩石,富集Rb、K等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,锆石εHf(t)值(-16.6~-6.6)指示其可能来源于拉萨地块古老下地壳物质的重熔作用。闪长质包体为准铝质钙碱性系列,锆石εHf(t)值(-8.9~-3.8)具有总体为负但明显高于寄主花岗岩εHf(t)值的特征,表明这些闪长质包体代表了幔源物质组成的加入。许如错晚侏罗世花岗岩可能形成于班公湖-怒江特提斯洋洋壳在中晚侏罗世向南俯冲于拉萨地块之下,引起幔源物质与中部拉萨地块古老基底重熔所产生的酸性岩浆发生岩浆混合作用形成的。     

西藏安多早侏罗世火山岩岩石成因及对班公湖-怒江特提斯洋俯冲消减的制约

拉萨地块广泛分布着中生代的岩浆活动,研究它们对于认识特提斯洋的演化过程有着重要的启示。本文报道安多地区新识别出的早侏罗世岛弧型火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、锆石原位Hf同位素、全岩主微量元素分析和Sr-Nd同位素结果。英安岩206Pb/238U年龄为180.7±4.7Ma(MSWD=0.22,n=10),指示其形成时代为早侏罗世。这些火山岩的SiO_2含量为62.50%~76.15%,MgO含量为0.33%~3.05%,Fe_2O_3T含量为2.35%~6.69%;所有样品都显示轻稀土元素相对富集,具有铕的弱负异常,具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的地球化学特征;同时这些火山岩锆石原位εHf(t)值均为正值(+15.1~+17.1);全岩Sr-Nd同位素εNd(t)值也均为正值(+7.1~+13.2),指示这些火山岩很可能是特提斯洋俯冲消减过程中新生下地壳部分熔融的产物。结合区域地质资料,认为安多火山岩不可能是龙木错-双湖古特提斯洋或雅鲁藏布江新特提斯洋俯冲消减的产物,而是班公湖-怒江特提斯洋俯冲消减的产物,区域上很可能与改则北、日土地区的侏罗纪侵入岩一起构成了班公湖-怒江特提斯洋北侧的岩浆弧带。由此本文认为安多早侏罗世岛弧型火山岩是班公湖-怒江特提斯洋北向俯冲消减的产物,从而为班公湖-怒江特提斯洋的俯冲消减过程提供了直接的火山岩证据。     

滇西腾冲地块高黎贡山群早志留世变质花岗岩体的年代学、地球化学特征及意义

西南特提斯构造带广泛发育的早古生代岩浆岩是冈瓦纳大陆边缘原特提斯洋增生造山作用的产物,目前报导的岩浆岩侵位时代在536~448Ma。本文通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,在腾冲地块东缘高黎贡山群中首次发现了年轻至~437Ma的片麻状花岗质岩体,并结合其锆石Hf同位素和全岩主微量地球化学特征,进一步制约原特提斯洋构造演化过程。样品主量元素显示此片麻状花岗岩体具有高硅(SiO_2=72.78%~73.69%)、富碱(K_2O+Na_2O=7.23%~8.70%)的过铝质(A/CNK=1.08~1.12)特征,微量元素显示此岩体相对富集轻稀土元素、大离子亲石元素(K、Rb)和Pb,亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Zr、Ti)以及Ba、Sr、Eu。综合岩石样品的矿物组合特征和地球化学特征,判断该岩体为S型花岗岩,源于以砂屑岩为主的沉积岩类的部分熔融,且源区有斜长石的残留。锆石εHf(t)值(-9.8~-6.2)和二阶段模式年龄tDM2(2.0~1.8Ga)也表明其源于古老地壳沉积物,且无幔源物质加入。根据全岩锆饱和温度计和锆石Ti温度计得出其岩浆从源区发生部分熔融到固结的过程中,温度从794℃左右下降到约754℃。熔浆温度较高,推测源区部分熔融过程中有地幔热的供给。综合前人研究成果,冈瓦纳大陆边缘在早古生代依次经历了原特提斯洋板片俯冲(ca.530~510Ma)、地块群增生与洋板片断离(ca.510~490Ma)、岩石圈挤压增厚(ca.490~475Ma)和岩石圈地幔拆沉(ca.470~460Ma)。岩石圈地幔拆沉将导致软流圈上涌及随后大陆岩石圈的持续伸展。腾冲地块侵位于~437Ma的花岗质岩体系该拆沉构造后的伸展环境中,以砂屑岩为主的古老地壳沉积岩在地幔热的供给下发生部分熔融的产物。     

甘肃大佛寺、金佛寺花岗岩体的锆石U-Pb年龄、Hf-O同位素和全岩地球化学特征及地质意义

走廊过渡带大佛寺花岗岩为弱过铝质(A/CNK=1.03~1.06),SiO_2(76.7%~78.9%)、全碱(Na2O+K2O=7.7%~8.3%)、Rb(303×10~(-6)~383×10~(-6))、Nb(32×10~(-6)~42×10~(-6))、重稀土(Yb~8×10~(-6))含量以及和FeOT/MgO(6.3~7.6)、Ga/Al(3×10-4)、Rb/Ba(3.0~6.2)比值较高,MgO(~0.1%)、CaO(0.5%~0.6%)含量较低,Ba、Sr、Eu、Ti强烈亏损,属A型花岗岩,其源岩可能为泥质岩。大佛寺花岗岩中锆石δ18O和εHf(t)值分别为7.8‰~8.6‰(平均8.24±0.13‰)和-4.8~-2.0,Hf同位素两阶段亏损地幔模式年龄1540~1717Ma,岩浆温度达到~820℃以上。北祁连造山带北缘金佛寺花岗岩为过铝质(A/CNK=1.0~1.1),SiO_2(65.5%~75.0%)、MgO(0.6%~2.2%)、Fe2O3(1.9%~5.2%)、TiO_2(0.3%~0.8%)含量变化较大,其主量和微量元素特征与北祁连造山带的柴达诺花岗岩相似,源岩可能包括杂砂岩和角闪岩。金佛寺花岗岩的锆石δ18O为7.4%~9.7‰(平均8.03±0.36‰),εHf(t)在-0.5~+1.9之间,Hf同位素两阶段亏损地幔模式年龄为1289~1439Ma,岩浆温度达到800~900℃。走廊过渡带大佛寺花岗岩、北祁连造山带北缘金佛寺花岗岩的锆石U-Pb SIMS年龄分别为426.1±2.8Ma、424.0±1.6Ma,不同构造单元发育同时期岩浆活动以及A型花岗岩的出现,表明在~425Ma北祁连洋盆已经闭合,北祁连造山带及邻区进入到后碰撞拉伸阶段。     

辽东半岛北部三家子石榴斜长角闪岩变质演化P-T-t轨迹及其地质意义:来自相平衡模拟与锆石U-Pb定年的约束

石榴斜长角闪岩常蕴含着丰富的变质反应结构,对古元古代造山带构造热演化过程研究具有十分重要的科学意义。胶-辽-吉带辽东半岛北部三家子地区出露的石榴斜长角闪岩,主要以岩脉的形式顺层侵入至南辽河群(里尔峪岩组)含黑云母的斜长片麻岩之中。三家子石榴斜长角闪岩以发育典型的"白眼圈"结构为特征,并保留了三个不同演化阶段矿物组合,峰前矿物组合为分布于石榴子石内部细粒包体矿物,主要包括角闪石+石英+磁铁矿+钛铁矿(M_1);峰期矿物组合为石榴子石+角闪石+单斜辉石+斜长石(An=44~45)+石英+钛铁矿(M_2);峰后退变质阶段矿物组合为角闪石+斜长石(An=64~90)+石英+钛铁矿+磁铁矿+榍石(M_3)。相平衡模拟与矿物对地质温压计算表明,三家子石榴斜长角闪岩峰前变质阶段(M_1)、峰期变质阶段(M_2)与峰后退变质阶段(M_3)稳定的P-T条件分别为:P=0.68~0.72GPa、T=570~600℃,P=0.98~1.01GPa、T=690~710℃,P=0.52~0.61GPa、T=670~700℃。锆石矿物包体扫描电镜分析、锆石CL图像分析与锆石LAICP-MS U-Pb定年的综合研究表明,三家子石榴斜长角闪岩原岩形成时代为2.17~2.06Ga之间;近峰期高压角闪岩相变质的时代为1.96~1.94Ga;峰后近等温减压中-低压角闪岩相退变质时代为1.92~1.83Ga,记录该组年龄的变质锆石微区含有典型的中-低压角闪岩相矿物包体(角闪石+斜长石(An=60~90)+石英+磷灰石)。综合以上分析,本文初步认为三家子石榴斜长角闪岩具有顺时针P-T-t轨迹,其主要特点是从M_1到M_3表现为升温升压的变质过程,并达到变质作用的峰期阶段,峰后开始表现为近等温减压的变质过程,随后可能表现为冷却降温的退化变质过程。因此,它们与胶-辽-吉带古元古代造山作用有关的构造增厚作用有密切关系。     

超基性岩中锆石年龄的特征和意义——以西南天山UHP蛇纹岩中锆石U-Pb年龄为例

超基性岩本身难以生长锆石的特性,使得研究其中的锆石需要特别谨慎。超基性岩中的锆石虽然具有多解性,但是锆石也携带了很多演化信息。产出不同地质背景的超基性岩,其中的锆石特征不同。本文总结现有的研究实例表明:(1)经历高温高压变质作用的石榴橄榄岩通常通过交代作用获得锆石,且锆石能够记录峰期变质时代,其中的继承锆石较少,可能在高温高压条件下,继承锆石发生分解重结晶;(2)大洋蛇绿岩型超基性岩和地幔岩捕掳体中通常具有年龄分布很广的锆石年龄特征,锆石年龄峰值通常与区域上构造事件相吻合,为捕掳晶锆石。接下来本文以西南天山超高压(UHP)蛇纹岩为例,对其锆石年龄进行解释。西南天山蛇纹岩为经历过超高压变质作用的大洋蛇绿岩型超基性岩,2个蛇纹岩样品中锆石的阴极发光图像分析和SIMS U-Pb定年分析结果显示,西南天山UHP蛇纹岩中的锆石包含捕掳晶锆石和变质锆石,捕掳晶锆石的年龄为2.1~1.0Ga,对应该区变泥质岩中碎屑锆石记录的年龄峰值。409~537Ma可能代表了蛇纹岩原岩结晶时代。区域上的变质压力峰期年龄(~320Ma)在蛇纹岩中没有记录,仅有1颗锆石记录了309±5Ma的近峰期时代。270~155Ma的退变质时代在西南天山蛇纹岩中出现较广,这与榴辉岩中出现的退变年龄相吻合,代表了折返过程中较为普遍的后期热液事件。基于对超基性岩中锆石特征的初步了解,结合西南天山蛇纹岩的研究实例,认为通过研究锆石的年代学,结合锆石矿物化学、包体矿物学、同位素地球化学等特征,不仅可以提供年代学信息,还可以对超基性岩的来源和演化过程进行解析。     

辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽宁省辽阳地区出露有大面积的古元古代辽河群地层,在辽河群里尔峪组及高家峪组中识别出一套酸性火山岩。本文通过对酸性火山岩同位素年代学及地球化学研究,用以限定辽河群形成时代,并进一步探讨其形成的动力学背景。这套酸性火山岩岩性包括流纹岩、变流纹质含角砾凝灰岩、角岩化流纹岩和弱硅化流纹岩,对其中6件样品利用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年。CL图像显示辽河群酸性火山岩中的锆石均具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值,显示为岩浆锆石。锆石U-Pb年龄可分为3期:2190~2180Ma、2110~2100Ma、1970~1960Ma,结合其中存在继承锆石的结果认为辽河群至少存在3期岩浆活动,将辽河群形成时代限制于2.19~1.96Ga,其形成时代大约持续了230Myr左右。野外接触关系的观察及酸性火山岩的年代学特征从另一个方面揭露辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系。前人研究表明"辽吉花岗岩"形成年龄为2.16Ga,通过野外观察其与辽河群之间均为构造接触。D1442-1和D1444-2两个样品锆石U-Pb测年结果为2180±12Ma、2190±13Ma,均略早于"辽吉花岗岩",结合其与辽河群野外关系,认为"辽吉花岗岩"应该不是作为沉积基底,而是与辽河群为同一构造运动的产物。辽河群流纹岩Al_2O_3含量16.33%~16.90%,K_2O含量4.62%~4.77%,K_2O+Na_2O含量5.97%~7.54%,含铝指数(A/CNK)比较高为1.27~1.50,为过铝质岩石,显示富铝、高钾特征。此外流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常,亏损Ba、Sr、Ti,较高的Zr及(Zr+Nb+Ce+Y)含量、10000Ga/Al比值等特点都显示为A型花岗岩,说明其形成于地壳减薄环境。本文在辽河群中识别出一套酸性火山岩与前人在南辽河群识别出的变质流纹岩组成了酸性端元(2201~1960Ma),同时期存在的基性火成岩(2198~1869Ma)为基性端元,证明了辽河群"双峰式火山岩"的存在,暗示辽河群形成于伸展拉张环境。     

湖北狮子立山锶(铅锌)矿区石英闪长玢岩锆石SHRIMP U-Pb定年及其意义

湖北狮子立山锶(铅锌)矿床是我国重要的超大型锶矿床之一,产出于鄂东矿集区北部铁山岩体东缘的狮子立山岩体(主要为石英闪长玢岩)与三叠纪蒸发岩地层(嘉陵江组)的接触带或附近。本文对矿区内的石英闪长玢岩与成矿作用之间的关系和该岩体的年代学开展了详细的研究工作。结果表明,狮子立山岩体与锶矿成矿作用可能存在密切的联系,矿床中的部分Sr可能来自于石英闪长玢岩的强烈蚀变。锆石SHRIMP U-Pb的定年工作得到2个石英闪长玢岩样品的形成时代分别为138.6±0.8Ma和138.9±1.2Ma,二者在误差范围内基本一致,这些数据与前人获得的铁山岩体的成岩时代基本一致,暗示本次测得的石英闪长玢岩的样品年龄可靠性较高,且很可能与铁山岩体是同一地质背景下的产物,即形成于区域晚侏罗-早白垩世岩石圈由挤压到伸展的转换环境。狮子立山岩体的侵位地层及矿床中硫同位素组成的特征与程潮和金山店矽卡岩型铁矿具有明显的相似性,暗示在狮子立山矿床附近具有寻找矽卡岩型铁矿床的潜力。     

宁芜盆地钟姑矿田典型铁矿成矿岩体Hf-O同位素特征及地质意义

钟姑矿田位于宁芜盆地南部,受矿田内格状构造控制产出一系列早白垩世(129~132Ma)闪长岩及二长岩类侵入体,与铁矿床的形成密切相关,而区域内成矿岩体的研究尤其是岩浆岩的起源和演化有待进一步探讨。本次工作以矿田内的姑山辉石闪长玢岩、龙山辉石闪长岩、白象山闪长岩、钟九闪长岩和太平山二长岩等与铁成矿有关的岩体为研究对象,开展LA-ICP-MS原位锆石Hf同位素和SHRIMP原位O同位素研究。结果显示,钟姑矿田各成矿岩体具有较一致的锆石Hf-O同位素组成,~(176)Hf/~(177)Hf值为0.282425~0.282695,εHf(t)值为-12.3~-3.9,tDM2范围在1.26~1.86Ga;锆石δ18O集中于3.34‰~8.05‰,捕获锆石的176Hf/177Hf比值为0.282324~0.282487,εHf(t)=-15.8~-10.1,锆石tDM2年龄在1.72~20.8Ga之间,锆石δ~(18)O相对集中于5.90‰~6.51‰。钟姑矿田岩浆岩起源于富集的岩石圈地幔,同位素特征指示其携带板块俯冲和蚀变洋壳信息,钟姑矿田的成岩成矿作用应与伸展背景下古太平洋板块俯冲有关。与长江中下游其他矿集区岩浆岩对比研究表明,包括宁芜在内的长江中下游地区岩浆岩具有相同的地幔源区,以铁矿床为主的宁芜和庐枞盆地岩浆岩源区成分以交代岩石圈地幔为主,而以铜陵、繁昌为代表的铜多金属成矿区的岩浆岩受长江中下游新元古代基底的更多影响。     

中国阿尔泰东北部哈拉尔次花岗岩的年龄、成因及构造意义

在岩石地球化学研究基础上,揭示哈拉尔次花岗岩的成因、侵位时代及构造背景,进行锆石U-Pb及Nd同位素测试,并与阿尔泰造山带内其他花岗岩进行对比,有助于为阿尔泰造山带构造演化提供依据.出露于中阿尔泰构造带的哈拉尔次花岗岩主要岩石类型有花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究结果表明,其形成时代为454.8±2.4 Ma(MSWD=0.32),为晚奥陶世岩浆活动产物.地球化学研究表明,岩石具有高硅、富碱、高钾(K₂O/Na₂O＞1)、低钛、低镁及低磷等地球化学特征,铝饱和指数(A/CNK)平均为1.05,CIPW计算中刚玉分子含量大于1,显示出高钾钙碱性过铝质花岗岩的特征;岩石轻稀土相对富集、重稀土平坦,有显著的Eu负异常,富集Th、Rb,亏损Sr、Ti、P等元素,有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示出火山弧花岗岩的特征;其接近于0的ε_Nd(t)(-2.0~+0.5) 和较老的两阶段模式(T_DM2)年龄(1.15~1.35 Ga)暗示其源区含有较多的壳源组分并有一定量幔源物质加入.综合分析研究表明,哈拉尔次花岗岩可能由富含白云母和黑云母的含泥质杂砂岩在较低压力和较高温度下经历部分熔融形成,其源区有斜长石、钛铁矿和磷灰石的残留,同时幔源物质有一定的混入,形成于活动大陆边缘挤压背景下,局部伸展减压以及异常地幔不均匀上升提供热量,导致中上地壳沉积物发生部分熔融并有少量的幔源物质混入,形成哈拉尔次花岗岩.