西南三江杂岩带景洪南部地区晚泥盆世火山岩的发现及意义

本文对西南三江地区景洪南部新发现的晚泥盆世英安质火山岩进行了系统的锆石U-Pb年龄、Hf-O同位素以及全岩地球化学研究。测年结果显示,该英安质火山岩形成于362.3±3.4Ma。火山岩的SiO₂含量为62.87%~66.29%,MgO含量为2.15%~2.49%,Mg^#值为44~47,富集Na₂O(4.77%~5.51%),高Na₂O/K₂O比值(2.1~3.3),低Y(12.5×10^-6~15.3×10^-6)和Yb(1.38×10^-6~1.70×10^-6)具有高硅埃达克岩的地球化学特征,表明它们由俯冲的洋壳部分熔融而成。低的锆石ε_Hf(t)(+0.87~+3.27),相对较高的锆石δ¹⁸O(6.31‰~7.64‰),以及高的全岩Th/Yb(4.86~7.78)和(La/Sm)_N(3.62~4.56)比值指示岩浆中混染了大洋沉积物或混入了大洋沉积岩起源的熔体。综合区域岩浆岩和沉积岩资料本文认为南澜沧江带晚泥盆世时经历了板片的俯冲,该俯冲作用很可能代表的是由大中河、大平掌火山岩以及火山块状硫化物矿床(VHMS)指示的弧后洋盆的俯冲消减过程。     

多期构造变形事件对吉林南部大横路Cu- Co矿床富集成矿的制约

钴矿是重要的战略性金属矿产资源之一,对其成矿作用(如构造与成矿的关系)进行深入的研究能为前期指导找矿提供理论依据。本文对中国东部吉林白山市三道沟镇三岔河村大横路Cu-Co矿开展了相关工作,包括野外构造解析、钻孔-岩芯资料分析、钻孔薄片综合矿物分析系统(TIMA)实验和区域相关岩石年代学等。构造解析显示大横路Cu-Co矿围岩变形包括层片交切、S₁面理和褶劈理等构造要素。钻孔-岩芯资料分析矿区发育大量F₂紧闭褶皱、逆冲断层及断层相关褶皱、倒转褶皱F₂等。钻孔、探槽薄片样品TIMA实验显示含Co流体大量富集于低角度逆冲断裂、倒转褶皱韧性剪切域和断层相关褶皱转折端处。这些工作显示走向为NE的低角度逆冲断裂及断层相关褶皱对大横路Cu-Co矿的富集起到关键的控制作用。相关年代学工作,结合前人研究及大量区域地质资料表明:(1)矿区内逆冲断层及褶皱等控矿构造要素为古元古代构造事件的产物;(2)中生代构造事件对成矿作用的制约(Cu-Co矿的再富集)可能来自于白垩纪大规模的伸展作用。     

山东半岛荆山群富铝片麻岩锆石U-Pb定年及其地质意义

荆山群富铝片麻岩广泛分布于山东半岛早前寒武纪变质基底之中。锆石阴极发光图像分析和U-Pb定年结果表明,荆山群富铝片麻岩中锆石成因比较复杂,可划分为3种类型:第一类为继承性(岩浆或碎屑)锆石,U-Pb定年结果显示该类锆石微区记录了~2 650 Ma和~2 100 Ma两组207Pb/206Pb年龄,这不仅表明研究区变质基底在中太古代末期和古元古代早期至少存在两期岩浆-热事件,同时,也说明荆山群原岩形成时代应晚于2 100 Ma;第二类为变质锆石,记录的207Pb/206Pb年龄集中在1 900~1 850 Ma之间,应代表荆山群富铝片麻岩峰期高压麻粒岩相变质时代;第三类亦为变质锆石,记录的207Pb/206Pb年龄集中在1 840~1 820 Ma之间,应代表荆山群富铝片麻岩峰后中低压麻粒岩相退变质时代。该项成果准确地限定了荆山群富铝片麻岩的原岩形成时代、峰期高压麻粒岩相变质时代和峰后中低压麻粒岩相退变质时代的年代学格架,对深入探讨华北克拉通东南缘高压麻粒岩的成因机制及其形成的动力学背景具有重要的科学意义。     

胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件、陆壳增生及演化

早前寒武纪重大岩浆事件是早期陆壳增生及演化的主要地质作用。本文通过系统总结最近几年胶北地体早前寒武纪重大岩浆事件代表性岩石的岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究的最新成果,厘定出太古宙~2.9Ga、2.7Ga及2.5Ga三期以TTGs岩浆事件为代表的陆壳增生事件。这些TTGs具有典型太古宙高铝TTGs的地球化学特征及正的εHf(t)值,锆石Hf模式年龄主要集中在ca.3.2~2.7Ga。两种不同的构造模式被用来理解胶北太古宙TTGs(陆壳)的成因:(1)加厚基性下地壳的部分熔融;(2)俯冲洋壳的部分熔融。根据胶北TTGs在时间上呈事件性侵位,空间上呈面状分布,以及相对较低的Mg#、Cr及Ni含量,前者可能更适合胶北TTGs的成因。确定了胶北古元古代2.2~2.0Ga黑云母/角闪石二长花岗片麻岩及~1.8Ga以二长(正长)花岗岩为代表的多期陆壳重熔事件。综合这些研究结果,初步总结出胶北早前寒武纪陆壳形成及演化历史:1)2.9Ga,主要为基性地壳(洋壳)的增生,并可能存在规模有限的、被剥蚀殆尽的太古宙早期陆壳;2)在~2.9Ga、~2.7Ga及~2.5Ga,由于地幔(热)柱上涌,ca.3.3~2.7Ga新生的加厚基性玄武质下地壳发生事件性部分熔融,并伴随有早期陆壳的重熔,形成主要由TTGs及少量陆壳重熔型(高钾)花岗岩组成的太古宙陆壳;3)ca.2.2~2.0Ga,可能由于地幔物质上涌,陆壳伸展,形成裂谷,陆壳物质重熔,形成ca.2.2~2.0Ga花岗质岩石;4)ca.1.95~1.85Ga,发生强烈的挤压碰撞构造作用,裂谷闭合,卷入挤压作用的物质发生高角闪岩相到高压麻粒岩相变质;5)~1.8Ga,地幔物质上涌,陆壳伸展减薄,陆壳物质重熔,形成~1.8Ga花岗岩。     

蚌埠地区凤阳群和五河群与胶北变沉积岩系的对比:来自碎屑锆石的证据

华北克拉通东部陆块内的胶-辽-吉带是一条古元古代活动带,其是否向西南穿越郯庐断裂带延伸至徐州-蚌埠一带还存在争议。蚌埠地区早前寒武纪变质基底主要包括残留的中太古代末期-新元古代末期花岗片麻岩、古元古代五河群、凤阳群及古元古代花岗(片麻)岩。本次研究对凤阳群白云山组绢云石英岩及五河群上亚群小张庄组的变质砂岩和长石石英岩进行了碎屑锆石U-Pb-Lu-Hf同位素和微量元素研究。前期工作及本次研究结果表明,五河群庄子里组、殷涧组和凤阳群白云山组的碎屑锆石都具有2. 52 Ga和2. 69/2. 70 Ga的主峰以及2. 35/2. 38 Ga、2. 88/2. 95 Ga和2. 16 Ga的次峰,其中2. 16 Ga的峰值只在五河群中出现。利用DZstats程序定量对比凤阳群、五河群以及胶北地区荆山群和粉子山群的碎屑锆石年龄图谱,结果发现只有划归粉子山群底部的小宋组的山阳村石英岩与凤阳群白云山组石英岩、五河群殷涧组石英片岩显示了相同的物源区。结合胶-辽-吉带其他地区的信息,认为蚌埠地区的凤阳群和五河群可能同时形成于约22亿年打开的弧后盆地中,两者的不同位置(分别靠近陆缘和岩浆弧)导致了它们的岩石组合、碎屑物质源区和变质程度的差异。     

胶-辽-吉造山带北辽河变基性岩的成因、地球化学属性及其构造意义

大规模出露于胶-辽-吉造山带的北辽河变基性岩(NLHmetabasicrocks)是恢复造山带构造演化的关键之一,然而,研究者们对这些变基性岩的成因和构造环境有很大争议,制约了对胶-辽-吉造山带早期构造演化的深入研究。基于详细的野外地质调查,本文对北辽河变基性岩进行了系统的岩石学研究并提供了新的全岩地球化学数据,结合前人的测试结果,我们对这些变基性岩的成因和构造环境进行了相关探讨。变基性岩侵入于北辽河群的大理岩和碎屑岩中,经历了一定程度的蚀变以及绿片岩相-角闪岩相变质。岩石类型包括变质辉长岩、变质辉绿岩、斜长角闪岩以及石榴斜长角闪岩;前两者具有明显的变余辉长或者辉绿结构,可见自形斜长石,少见原生矿物单斜辉石的残留;后两者主要由斜长石和角闪石组成,部分含有石榴子石变斑晶;此外,岩石中出现大量Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)。地球化学研究表明,北辽河变基性岩均属于拉斑玄武岩系列(SiO_2=44.55%~54.11%,Nb/Y=0.16~0.31),以低TiO_2(0.69%~1.99%)和低MgO(多数5.47%~7.97%)为特征,轻稀土轻微富集((La/Sm)_N=1.22~2.66;(La/Yb)_N=1.66~4.56),并具有明显的Nb、Ta、P以及轻微的Zr、Ti亏损,岩石经历了橄榄石、单斜辉石和斜长石等矿物的三相结晶分异以及Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)的堆晶;它们的微量元素配分型式类似于E-MORB和地壳岩石,并且地球化学组成与MORB相近,而不同于弧玄武岩和板内玄武岩;这些变基性岩的Ce/Pb(3.07~26.58)、(Ta/La)PM(0.47~1.45)以及(Hf/Sm)PM(0.91~1.15)显示出有限的俯冲相关流体的交代作用;此外,大多数不相容元素比值(例如Th/Nb、La/Nb及Th/La等)的变化趋势则表明北辽河变基性岩的岩浆源区不可能是大陆岩石圈地幔,并且在形成过程中经历了明显的地壳物质混染。基于这些野外地质调查和地球化学研究,我们认为北辽河变基性岩应形成于相对成熟的弧后盆地,这样一个形成环境也表明胶-辽-吉造山带在早期存在~2.1Ga的洋壳俯冲过程,该构造带应该是~1.9Ga岛弧与大陆碰撞形成的一条古元古代造山带。     

构造变形在变质岩专题填图中的作用及其意义——以辽南辽河群试点填图区为例

论述了构造解析在变质岩专题填图过程中的作用及其意义。主要围绕以下5个方面:(1)构造解析在高级变质岩区地质调查中对重大地质边界的识别作用;(2)通过构造解析区别变质岩区不同岩石和/或构造单元因构造发生的堆叠作用;(3)通过构造解析识别并区分不同岩石单元的构造类型、期次和组合样式;(4)变质岩填图区剖面测制及地层原始厚度恢复需要在构造解析工作基础上进行;(5)变质岩区地质填图工作实际上是构造解析和变质岩石学的有机结合过程。总之,构造解析对变质岩填图区内地质情况的客观表述具有重要的意义。     

胶北南山口含榴辉石岩岩石学与锆石U-Pb定年的初步研究

胶北南山口镁铁-超镁铁质杂岩主要由含榴辉石岩和含榴基性麻粒岩所组成,且以不规则透镜体的形式赋存于太古宙英云闪长质片麻岩之中。岩相学观察、矿物相转变分析与矿物化学研究结果表明,胶北南山口含榴辉石岩不仅普遍发育近等温减压反应结构,即石榴石+富钙流体→单斜辉石+葡萄石+榍石±钠长石与石榴石+富钙流体+二氧化碳→角闪石+葡萄石±钠长石±方解石±榍石,指示其早期可能经历了高压麻粒岩相变质作用。而且,与南山口含榴基性麻粒岩类似,在晚期降温退变过程中,它们还经历了强烈的钙质交代作用,形成富钙矿物组合:富钙铝榴石的石榴石+次透辉石质单斜辉石+钙质角闪石+葡萄石+钠长石+方解石+榍石。SHRIMP锆石U-Pb定年结果表明,胶北南山口含榴辉石岩中的岩浆锆石记录了2900~2850Ma的207Pb/206Pb年龄,指示胶北地体在中太古代晚期存在一次重要的岩浆事件,而其变质锆石还记录了1950~1800Ma的207Pb/206Pb年龄,说明胶北南山口镁铁-超镁铁质杂岩曾卷入了胶北古元古代晚期地壳造山作用。结合研究区其它地质研究资料,本文推断胶北南山口镁铁-超镁铁质杂岩可能形成于古元古代,是华北克拉通胶-辽-吉带古元古代岩系的重要组成部分,并于1950~1800Ma期间,卷入了胶-辽-吉带古元古代造山作用,先后经历了高压麻粒岩相变质作用和晚期降温与钙质交代的联合退变质作用。     

五台杂岩晚太古代花岗质岩石中斜长角闪岩包体的年代学和地球化学研究

华北克拉通中部造山带被认为是由东西部陆块碰撞而产生的陆陆碰撞带,而恒山-五台-阜平地区位于中部造山带的中部,是该地区最大也是最具代表性的基底岩石剖面。总体上,五台杂岩可以分为变质表壳岩和花岗质岩体两大类,前者又被划分为五台群和滹沱群,而后者可划分为2560~2520Ma侵位的强烈变形的闪长岩-英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩系列、2176~2084Ma侵位的弱变形的斑状正长-钾质花岗岩以及约1810Ma侵位的未变形的A型花岗岩。在晚太古代花岗岩中普遍发育有斜长角闪岩包体,它们在露头上不连续分布,呈绿色到黑色,强烈拉伸成扁条状或透镜状,直径一般在几米到十几米之间。根据地球化学特征恢复它们的原岩为拉斑玄武岩。锆石U-Pb定年结果表明它们的结晶时代为2.7Ga,变质时代为1.85Ga。全岩εNd(t)值为-3.1~+3.5,亏损地幔模式年龄为2.83~3.65Ga。原始地幔均一化蛛网图解上,斜长角闪岩具有明显的Nb、Ta和Ti的负异常,而在球粒陨石均一化稀土元素配分图解中它们具有轻稀土弱富集[(La/Yb)N=1.36~3.52]以及重稀土平坦[(Gd/Yb)N=0.94~1.38]的特征。地球化学以及同位素特征表明它们很可能来自于受到俯冲板片流体改造的轻度富集地幔中尖晶石二辉橄榄岩的部分熔融。更重要地,这些斜长角闪岩包体的锆石U-Pb年龄与全岩Nd亏损地幔模式年龄相似,都为27~28亿年左右,这说明在华北克拉通中部造山带很可能存在过大量的27亿年左右的新生地壳岩石,它们代表了一期重要的地壳生长事件。     

蔓箐沟一带石榴基性麻粒岩变质反应与矿物演化

蔓箐沟地区石榴基性麻粒岩发育多期变质反应结构。矿物组合演化可划分三个阶段：①峰期阶段（Ｍ１）,以包裹于石榴石中的Ｏｐｘ＋Ｃｐｘ±Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ和由Ｇｔ＋Ｏｐｘ＋Ｃｐｘ±Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ组成基质矿物组合为代表;②退变早期近等温减压阶段（Ｍ２）,形成蠕虫状后成合晶Ｏｐｘ＋Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｍｔ;③退变晚期阶段（Ｍ３）,则形成细粒、黄绿色Ｈｂ＋中酸性Ｐｌ的较低温组合。并揭示该区石榴基性麻粒岩从中下部地壳的麻粒岩相变质,到快速抬升至中浅部地壳发生的近等温减压及晚期降温退变的复杂ｐＴ演化历史。