新疆中天山巴仑台地区晚石炭世＋εNd辉长岩体的岩石学和同位素地球化学研究

新疆巴仑台附近出露的辉长岩(骆驼沟岩体)是中天山地区出露最大的晚石炭世基性侵入体,该岩体分带明显,由边部的细粒辉长玢岩(冷凝边)逐渐过渡到内部的中粗粒辉长玢岩.中粗粒辉长玢岩的εNd值(+5.10～+5.74)和初始87Sr/86Sr比值(0.7055～0.7058)变化很局限,但边缘相细粒辉长玢岩的εNd值(+4.25～+7.28)变化较大而初始87 Sr/86 Sr值(0.7058～0.7059)变化较小.三个细粒辉长玢岩全岩样品构成一条Rb-Sr等时线,等时线年龄321±10Ma(MSWD=1.5,初始87 Sr/86 Sr值0.705725±0.000084),这与位于该地区以西大面积出露的粗面安山岩的锆石SHRIMP年龄(313Ma)接近.与晚石炭世粗面安山岩类似,骆驼沟辉长岩富集La、Sr和Ba.高的+εNd值表明形成骆驼沟辉长岩的岩浆具有亏损地幔的性质,但明显偏高的初始87Sr/86Sr比值说明骆驼沟辉长岩不是亏损地幔直接部分熔融的产物,而可能是亏损地幔来源的岩浆与富La、Ba、Sr的长英质岩浆混合(或者与相应火山岩同化混染)的结果.     

新疆西南天山小哈拉军山辉长岩体岩石学及地球化学研究

出露于西南天山特克斯县东南的小哈拉军山辉长岩体主要由角闪辉长岩和含磁铁矿辉长岩组成。角闪辉长岩主要由单斜辉石、角闪石和斜长石组成;含磁铁矿辉长岩主要由斜长石和磁铁矿组成。这两类岩石都含少量方解石。这些方解石均呈独立矿物出现,且与长石、单斜辉石或黑云母平衡共生。这些方解石是原生碳酸盐矿物（不是后期热液蚀变的产物）。两类岩石属于钙碱性系列,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,轻重稀土之间的分异比较明显,但不显示Eu异常。辉长岩相对富集大离子亲石元素而亏损高场强元素。岩石学和地球化学研究表明,小哈拉军山辉长岩是碳酸盐化地幔极低程度部分熔融的产物,斜长石堆晶过程对岩浆演化起重要作用。     

新疆额尔宾山花岗岩侵位年龄和成因及其对南天山洋闭合时代的限定

额尔宾山花岗岩岩体位于南天山晚古生代侵入岩带,对该花岗岩进行锆石U-Pb定年获得296.1±1.8Ma的年龄,为早二叠世。岩石主量元素分析结果表明,该花岗岩的Si O2含量为66.96%~67.3%,富碱(Na2O+K2O=7.53%~7.97%),K2O/Na2O1(1.15~1.27),属高钾钙碱性系列岩石;Al2O3为15.56%~15.62%,Al2O3K2O+Na2O+Ca O,属于过铝型。岩石稀土元素配分模式呈现轻稀土元素(LREE)富集((La/Yb)N=27.03~30.62)、重稀土元素(HREE)亏损((LREE/HREE)=18.2~20.1)、具有中等程度的负Eu异常(δEu=0.64~0.68)。微量元素判别结果显示,其具有I-A型花岗岩过渡的特征。结合区域地质背景综合分析,初步认定该岩体可能形成于南天山同碰撞向后碰撞构造体制转换时期,据此可以推测南天山洋盆闭合时限至少应该在早二叠世以前。     

班公湖中特提斯洋向南俯冲的时限:来自SSZ型辉长岩的制约

班公湖-怒江中特提斯洋的俯冲极性和俯冲时间一直存在争议。作者通过野外地质调查、岩相学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究,从西藏班公湖蛇绿混杂岩带中识别出一套早白垩世SSZ型蛇绿岩,岩石组合上主要由辉长岩和玄武岩组成,还有少量的硅质岩和超基性岩。本文对辉长岩进行了全岩主、微量元素地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。地球化学组成特征显示,辉长岩富集轻稀土元素,重稀土元素平坦,相对富集大离子亲石元素,高场强元素存在一定亏损;Th/Ta比值与岛弧玄武岩相似(Th/Ta1.6),Ta/Hf比值较高(0.1),显示其既保留了俯冲环境的地球化学特征,也提供了伸展构造环境的信息。辉长岩中锆石U-Pb加权平均年龄为129.2±0.4 Ma(MSWD=0.36),该年龄是班公湖-怒江缝合带中迄今报道的最年轻蛇绿岩年龄。结合区域地质背景,认为这套蛇绿岩形成于班公湖-怒江古洋盆西段向南俯冲形成的弧前盆地,而班公湖-怒江古洋盆北向俯冲可能始于早侏罗世,晚侏罗世形成双向俯冲格局,直到早白垩世洋盆关闭,晚白垩世进入陆内构造环境。     

新疆北部富蕴县埃达克岩的同位素年代学及其对古亚洲洋板块俯冲时限的制约

采用IA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年方法对分布于新疆北部富蕴县托让格库都克组中的埃达克岩进行了年代学研究.结果表明,以往被认为属早泥盆世的埃达克岩的形成年龄为441.3±1.8Ma,属早志留世.由于托让格库都克组中的埃达克岩被认为是由新生的古亚洲洋板块俯冲后部分熔融形成的,因此,埃达克岩的同位素年代学研究结果表明,新疆北部东准噶尔地区古亚洲洋的板块俯冲从早志留世就已经开始.这是首次采用精确的同位素定年手段确定的古亚洲洋板块俯冲作用开始的时间.具有十分重要的地质意义.     

西阿尔卑斯Zermatt-Saas洋壳深俯冲超高压变质带与我国新疆西南天山超高压变质带的比较

根据对西阿尔卑斯Zernatt-Saas带的野外地质考察及有关资料的总结,详细地介绍了西阿尔卑斯Zermatt-Saas洋壳深俯冲超高压变质带的地质概括、岩石组成和变质作用演化过程,并着重与我国新疆西南天山洋壳深俯冲超高压变质带进行了比较,探讨了这两个洋壳深俯冲超高压变质带在变质作用和地质演化方面的异同。在此基础上,总结了这两个目前世界上已知最典型的洋壳深俯冲超高压变质带的基本地质特征是都具有保存完好的洋壳岩石组合特征和较低的地热梯度。     

青藏高原羌南-保山板块都古尔地区早白垩世变质辉长岩:对班公湖-怒江洋俯冲闭合的制约

班公湖-怒江洋的俯冲闭合过程对于青藏高原早期形成与演化研究具有重要的意义。在羌南-保山板块腹地都古尔地区识别出早白垩世变质辉长岩。对其进行了详细的岩石学、年代学和全岩地球化学研究。锆石U-Pb测年结果显示,该辉长岩形成年龄为110.4±1.4Ma。全岩地球化学特征显示,该辉长岩具有碱性玄武岩的特征,富集轻稀土元素,轻、重稀土元素分馏较强,无明显的Eu异常;富集Rb、Pb、Nd和Ti,亏损Ba、K、Sr和Y,具有洋岛型玄武岩的亲缘性。该辉长岩为尖晶石-石榴子石二辉橄榄岩经低程度部分熔融的产物,源区存在少量的石榴子石残留。岩浆在上升过程中经历了少量下地壳物质的混染和以斜方辉石为主的分离结晶作用。在综合区域最新研究成果的基础上,认为该辉长岩形成于板内环境,为班公湖-怒江洋闭合后洋脊俯冲的产物。     

大兴安岭北段塔河辉长岩的岩石学特征及其构造意义

塔河辉长岩是大兴安岭北段塔河地区最具代表性的辉长岩体.该岩体主要由橄榄辉长岩、浅色橄榄辉长岩、淡色辉长岩(斜长岩)、橄长岩及辉长岩组成,以橄榄辉长岩和橄长岩为主.其主要造岩矿物由斜长石、橄榄石、单斜辉石及少量角闪石组成,具反应边结构和包含嵌晶结构.电子探针分析结果表明,其橄榄石Fo平均为77,属贵橄榄石.单斜辉石全部落入透辉石区.斜长石An平均为85,为倍长石.岩相学特征表明,该岩体为典型的堆晶辉长岩体.根据An-Fo及AlZ -TiO2 图解可以判别该岩体形成于活动大陆边缘/岛弧的构造环境中,属于I型弧堆晶辉长岩,其形成可能与古亚洲洋闭合过程中板块俯冲-流体交代作用有关,是研究古亚洲洋闭合历史的一个重要岩石学标志.     

新疆北部富蕴县沙尔布拉克玻安岩的地球化学特征及构造意义

详细的地球化学研究表明，新疆北部富蕴县沙尔布拉克中泥盆统北塔山组的辉石安山岩具有中等的SiO2含量（52.13%-60.45%)；高MgO(3.91%-9.31%)和相容元素（包括Ni、Cr、Co等）含量，以及高Mg^#和Al2O3／TiO2比值；低TiO2含量（0.21%-0.35%)；同时具有U型稀土元素分布模式；并强烈亏损高场强元素。这些特征均与玻安岩的地球化学特征一致，应属于玻安岩，形成于前弧环境。沙尔布拉克玻安岩的存在表明，古亚洲洋在早－中泥盆世向南发生了洋壳俯冲作用。     

东昆仑按纳格角闪辉长岩体地球化学特征及其对古特提斯洋演化的制约

目前关于东昆仑地区二叠纪-三叠纪基性岩浆岩的研究极为薄弱, 这不仅限制了对该时期东昆仑地区地幔源区性质的理解, 也在一定程度上制约了对古特提斯洋演化历史的准确认识.对东昆仑东段按纳格角闪辉长岩体进行了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究.结果显示:角闪辉长岩的锆石U-Pb定年结果为242±2 Ma; 岩体具有较低的SiO₂(46.00%~52.40%)及(Na₂O+K₂O)含量(3.07%~3.79%), 碱度(δ)值为1.26~3.14;另外, 岩石具有较高的Al₂O₃(17.35%~20.10%), MgO(4.65%~6.53%)和FeOT(8.77%~11.07%)含量, Mg#值为68~75, 属于钙碱性系列.岩石(La/Yb)_N为1.72~5.48, δEu为0.87~1.00, 具有弱的轻重稀土分异和负铕异常, 其富集大离子亲石元素, 亏损高场强元素, 具有低Nb/Ta值(3.7~8.8), 显示岛弧岩浆岩的地球化学特征.全岩(87Sr/86Sr)_i值(0.708 80~0.710 36)和ε_Nd(t)值(-4.8~-3.4)相对集中, 锆石ε_Nd(t)值为-4.9~-0.4.综合分析表明, 岩浆起源于俯冲板片流体交代的地幔楔, 为尖晶石相金云母二辉橄榄岩的部分熔融产物, 岩浆在上升侵位过程中未遭受明显地壳混染, 但经历了少量单斜辉石和斜长石的分离结晶作用.综合区域构造演化史以及同时代岩浆岩的年代学和地球化学特征, 认为按纳格角闪辉长岩体侵位于古特提斯洋北向俯冲的晚期, 该区古特提斯洋的最终闭合时间为中-晚三叠世.      

柴北缘赛什腾中二叠世辉长岩成因及其对宗务隆洋盆俯冲时限的制约

对侵位于柴北缘构造带西段达肯大坂岩群中的赛什腾钙碱性系列辉长岩进行了地球化学、年代学研究，结果显示，该辉长岩具有低SiO₂、高Al₂O₃、富MgO及FeO^T、贫ALK的特征，且富集LILE元素、亏损HFSE元素，稀土元素配分曲线整体表现为轻稀土元素相对富集、重稀土元素平坦且呈右倾型配分模式，并且低Zr和Zr/Y，指示赛什腾辉长岩形成于活动大陆边缘岛弧环境。锆石LA-ICP-MS U-Pb结晶年龄为271±3 Ma。赛什腾辉长岩原岩岩浆是地幔尖晶石二辉橄榄岩部分熔融的产物，在演化过程中经历了弱的斜长石以及较为明显的单斜辉石的分离结晶作用，并在上升侵位过程中遭受了弱的中上地壳的同化混染作用。结合区域构造演化史以及同时代岩浆岩的年代学和地球化学特征，认为赛什腾辉长岩是中二叠世早期宗务隆洋壳向欧龙布鲁克地块南向俯冲的产物，且宗务隆构造带西段俯冲-碰撞事件明显早于东段，而东西两段俯冲-碰撞时限的差异表明宗务隆洋盆存在西早东晚的"剪刀式闭合"的可能。     

南天山洋古生代期间俯冲作用过程探讨

南天山洋的演化历史是中亚造山带研究中关键的问题,目前对古生代期间南天山洋的俯冲极性、俯冲方式等问题仍然存在着争议。南天山造山带南部地区近东西向出露一系列中酸性侵入岩,本文以其中的欧西达坂石英闪长岩为对象,开展了系统的岩石学、地球化学和同位素年代学研究。地球化学特征显示其富集Rb、Ba、K、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,轻稀土元素较重稀土元素富集,稀土配分曲线呈右倾的"海鸥"型,为典型的俯冲成因钙碱性系列岩浆岩,锆石LA-ICP-MS微区定年获得418.4±2.2Ma的206Pb/238U加权平均年龄。结合区域地质背景及前人成果,初步认为塔里木板块北缘至少在志留纪时期已由被动大陆边缘转变成活动大陆边缘,中泥盆世开始又转变为被动大陆边缘;早古生代阶段南天山洋的演化以双向俯冲为主,向南为短期、脉冲式或间歇式的正常高角度俯冲过程,至中泥盆世结束;向北则为长期、多阶段性的俯冲。     

新疆西天山异剥钙榴岩地球化学特征及其对俯冲带流体的指示意义

新疆西天山长阿吾子异剥钙榴岩是目前首例发现的在俯冲带形成的原岩为榴辉岩的异剥钙榴岩,与其作用的流体为俯冲带流体。该异剥钙榴岩与大洋底变质作用形成的异剥钙榴岩相比,岩石学特征非常相似,但是元素迁移方面存在一定的差别。为了推断流体成分,我们使用了三种方法。一、测试了异剥钙榴岩化前后主要矿物相石榴石和辉石化学成分。二、在ACF图上,可以看出全岩成分从F端元向C端元演化,代表Fe减少,Ca增加的趋势,而且完全异剥钙榴岩成分落在了前人所做的异剥钙榴岩成分区间内。三、假设Al为不迁移元素,根据Grant的计算方法,做出主量元素、微量元素和REE的等浓度图。综合以上分析结果推断,俯冲带中流体的成分是复杂和变化的:部分异剥钙榴岩化阶段流体富集Ca、Si、Ti、Mn、Nb、Ta、Zr、Hf,贫乏Fe、Mg、Na、K、REE、Tb、Y,氧逸度升高,流体属于不饱和状态,因此导致不平衡结构发育;完全异剥钙榴岩阶段,流体富集Ca、Mg、LREE、Ni、Cr,贫乏Fe、Ti、Rb、Ba、MREE、HREE等元素,此时流体作用强烈,富水流体相的强烈淋滤作用,使得大部分元素发生了迁移。     

Redox evolution of western Tianshan subduction zone and its effect on deep carbon cycle

Knowing the phase relations of carbon-bearing phases at high-pressure(HP) and high-temperature(HT) condition is essential for understanding the deep carbon cycle in the subduction zones.In particular,the phase relation of carbon-bearing phases is also strongly influenced by redox condition of subduction zones,which is poorly explored.Here we summarized the phase relations of carbon-bearing phases(calcite,aragonite,dolomite,magnesite,graphite,hydrocarbon) in HP metamorphic rocks(marble,metapelite,eclogite) from the Western Tianshan subduction zone and high-pressure experiments.During prograde progress of subduction,carbonates in altered oceanic crust change from Ca-carbonate(calcite) to Ca,Mg-carbonate(dolomite),then finally to Mgcarbonate(magnesite) via Mg-Ca cation exchange reaction between silicate and carbonate,while calcite in sedimentary calcareous ooze on oceanic crust directly transfers to high-pressure aragonite in marble or amorphous CaCO3 in subduction zones.Redox evolution also plays a significant effect on the carbon speciation in the Western Tianshan subduction zone.The prograde oxygen fugacity of the Western Tianshan subduction zone was constrained by mineral assemblage of garnet-omphacite from FMQ-1.9 to FMQ-2.5 at its metamorphic peak(maximum P-T) conditions.In comparison with redox conditions of other subduction zones,Western Tianshan has the lowest oxygen fugacity.Graphite and light hydrocarbon inclusions were ubiqutously identified in Western Tianshan HP metamorphic rocks and speculated to be formed from reduction of Fe-carbonate at low redox condition,which is also confirmed by high-pressure experimental simulation.Based on petrological observation and high-pressure simulation,a polarized redox model of reducing slab but oxidizing mantle wedge in subduction zone is proposed,and its effect on deep carbon cycle in subduction zones is further discussed.     

吉尔吉斯南天山Djanydjer蛇绿混杂岩地质特征及辉长岩年代学研究

位于吉尔吉斯斯坦南天山缝合带附近的Djanydjer蛇绿混杂岩由蛇纹石化橄榄岩、辉长岩、玄武岩、硅质岩等组成。通过对辉长岩中锆石U Pb年代学研究获得两组年龄：(422.0±2.0) Ma (MSWD=1.2),(397.3±3.9) Ma (MSWD=0.6)。结合境内外南天山蛇绿混杂岩的年代学特征,认为前者代表辉长岩的形成时代,表明分割吉尔吉斯斯坦中天山和塔里木克拉通的洋盆在晚志留世早期已经存在。由辉长岩中获得的中泥盆世年龄可能与洋壳闭合蛇绿岩构造侵位或后期花岗质岩浆侵入作用相关。与Djanydjer蛇绿混杂岩产出于同一构造带上的变质沉积岩组合,一直以来被认为是前寒武纪的变质地体,文中对其中的白云母石英片岩的研究发现,其碎屑锆石记录了较宽的年龄范围（406~2 856 Ma）。通过与阿特巴什变质硬砂岩中的碎屑锆石和塔里木克拉通岩浆锆石的比较发现,白云母石英片岩与包裹榴辉岩的变质杂岩相似,原岩的沉积时代不早于早泥盆世,其部分物源可能来自吉尔吉斯中天山-北天山。     

中亚地区南天山大型金矿带的地质特征、成矿模型和勘查准则

概要介绍了中亚南天山大型金矿带的构造环境、地质特征和分布特点。中亚南天山是世界重要的金成矿带,其中发育有一系列世界级矿床。在该带中,除了剪切带型(造山型)金矿外,还有夕卡岩型、细网脉型以及爆破角砾岩型。成矿围岩是前寒武纪和早古生代浅变质岩系,成矿与二叠纪花岗质岩石密切相关,成矿流体以富CO2为特征,与矿化有关的围岩蚀变强烈发育,通常以Au,Ag,Sb,Te,As,W和Bi元素组合为地球化学找矿标志。     

西南天山哈拉达拉岩体的锆石SHRIMP年代学及地球化学研究

西南天山哈拉达拉侵入体由橄长岩、橄榄辉长岩和辉长岩组成,橄长岩和橄榄辉长岩具有典型的堆晶结构,堆晶矿物以斜长石和橄榄石为主。辉石、角闪石和金云母主要为堆晶间隙矿物。辉长岩发育辉长—辉绿结构。结晶分异作用在岩浆演化过程中起重要作用。对从辉长岩中分选出来的锆石进行的SHRIMP年代学研究表明,辉长岩形成于308.3±1.8Ma （MSWD=0.86,n=15）。哈拉达拉岩体稀土元素配分模式与E-MORB相似,具有高Rb、Cs、Ba及Sr的特点,⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值0.7040~0.7050。这些特征表明,岩浆源区具有富集地幔的特征(古南天山洋俯冲流体交代形成了富集地幔)。根据平坦的稀土元素配分模式以及Gd、Sm、Nb、Zr等微量元素的地球化学行为判别,岩浆源区岩石为含角闪石的尖晶石二辉橄榄岩。批式熔融模拟计算显示,地幔岩10%~15%的部分熔融能够形成哈拉达拉岩体的母岩浆。母岩浆通过48%~50%的结晶分异作用则能够形成哈拉达拉岩体。早期结晶的橄榄石和斜长石通过堆晶作用形成橄长岩和橄榄辉长岩,剩余岩浆结晶形成辉长岩。     

新疆南天山库尔干一带泥盆纪-早石炭世放射虫组合的发现

新疆南天山库尔干南阿尔腾柯斯组硅质岩地层中发现了丰富的保存良好的放射虫化石,共计21属34种,11个未定种,1个未定种属。研究表明,两个样品的放射虫组合时代分别为中—晚泥盆世和早石炭世。中—晚泥盆世放射虫组合的发现,丰富了库车地区泥盆纪放射虫生物群组合,为确定阿尔腾柯斯组的时代奠定了生物化石依据。结合前人对该组生物化石的研究,该组为跨时代岩石地层单元,应予解体。而具有早泥盆世—晚石炭世放射虫硅质岩的深水海相沉积地层为古南天山洋盆的演化过程提供了地层学证据。     

新疆南天山库尔干一带泥盆纪—早石炭世放射虫组合的发现

新疆南天山库尔干南阿尔腾柯斯组硅质岩地层中发现了丰富的保存良好的放射虫化石，共计21属34种，11个未定种，1个未定种属。研究表明，两个样品的放射虫组合时代分别为中-晚泥盆世和早石炭世。中-晚泥盆世放射虫组合的发现，丰富了库车地区泥盆纪放射虫生物群组合，为确定阿尔腾柯斯组的时代奠定了生物化石依据。结合前人对该组生物化石的研究，该组为跨时代岩石地层单元，应予解体。而具有早泥盆世-晚石炭世放射虫硅质岩的深水海相沉积地层为古南天山洋盆的演化过程提供了地层学证据。