原特提斯洋俯冲起始——来自北祁连早寒武世弧前岩浆作用的新证据

形成于弧前背景的岩浆岩可能记录了俯冲起始的重要证据。本文以北祁连走廊南山蛇绿混杂岩带新识别出的富铌辉长岩和斜长花岗岩为研究对象,在野外观察的基础上,结合岩石学、地球化学、同位素地球化学和年代学的综合研究,对原特提斯洋初始俯冲的时间进行约束,并探讨其形成过程及构造意义。锆石U-Pb定年结果显示富铌辉长岩样品锆石加权平均²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为512±4 Ma;两个斜长花岗岩样品的锆石加权平均²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别为522±3 Ma和519±1 Ma。全岩地球化学结果显示富铌辉长岩的Nb含量为7.49×10^-6～10.80×10^-6,TiO₂含量为1.50%～2.08%,Nb/U值为11.9～13.4,(Nb/La)_N>0.5,明显高于岛弧玄武岩,其εNd(t)值介于+4.38～+5.78之间。斜长花岗岩样品K₂O含量(0.31%～1.66%)和K₂O/Na<...     

北祁连洋早古生代双向俯冲的花岗岩证据

笔者主要对北祁连山中段的牛心山岩体、民乐窑沟岩体进行了锆石SHRIMP定年研究。结果表明：牛心山花岗岩的年龄为476Ma，民乐窑沟花岗闪长岩的年龄为463Ma。岩石地球化学显示．两岩体均具有大陆活动边缘的岩浆作用特征，结合岩体产出的区域构造位置及区域地质资料，笔者认为早古生代北祁连洋板块分别发生了向南、向北俯冲，其中向南俯冲形成牛心山花岗岩（476Ma），向北俯冲，形成了民乐窑沟花岗岩侵入体（463Ma）。     

西藏南部冈底斯带东段晚白垩世埃达克岩:新特提斯洋脊俯冲的产物?

西藏南部冈底斯带晚白垩世岩浆作用的性质及其产生的地球动力学机制仍存在不同看法。为进一步约束冈底斯带晚白垩世的构造岩浆演化历史,本文报道了南冈底斯东段朗县至米林一带晚白垩世花岗岩类的岩石学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学以及锆石Hf同位素数据。锆石U-Pb定年结果表明,这些花岗岩侵位于84～78Ma,以高Al2O3(15.69%～17.65%),低MgO(0.47%～1.24%),极低相容元素(Cr=1.34×10-6～3.27×10-6、Ni=0.69×10-6～3.32×10-6)含量和高Sr(542×10-6～774×10-6)以及高Sr/Y比值(48～397)为特征,显示埃达克质岩石的地球化学特征,属于中钾钙碱性偏铝质岩石(A/CNK=0.95～1.04),富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE),部分样品具显著的正铕异常(δEu=1.16～2.26)和中稀土元素亏损的特征,锆石εHf(t)值变化范围大(+0.2～+15.1)。这些晚白垩世埃达克岩可能是先期底侵的镁铁质下地壳在含水角闪岩相条件下发生部分熔融作用的产物。通过与冈底斯带110Ma和50Ma左右大规模带状岩浆作用的对比,本文赞成洋脊俯冲模式是用来解释南冈底斯带晚白垩世大规模带状岩浆作用成因的一种最可能机制。     

北祁连山东段银硐粱早古生代高镁埃达克岩：地球动力学及成矿意义

银硐粱早古生代花岗闪长岩分布在北祁连造山带东段屈吴山地区,侵入于原阴沟群和前寒武纪变质岩系中.它与米家山、扁强沟、清凹山以及南华山花岗岩类共同构成长约220千米的构造-花岗岩带,沿NW-NWW向展布.地球化学研究结果表明,银硐粱花岗闪长岩具有典型的高镁埃达克岩的地球化学特征,它们具有富Na贫K,SiO2＞56%,Al2O3＞15%,Na2O＞4.0%(4.51%～4.92%),K2O(1.96～2.77%),Na2O/K2 O=1.63～2.40,属钙碱性侵入岩;高Sr(599～691×10-6),低Y(6.3～8.1×10-6),Sr/Y＞40(81～94),Y/Yb＞10(Yb＜1.9×10-6),La/Yb＞20(22～45)以及相对于典型的埃达克岩,具有更高的Mg#(58～64,平均59)和相容元素Ni(31～38×10-6)和Cr(35～43×10-6)含量;富集轻稀土元素(LREE),亏损重稀土元素(HREE),(La/Yb)N＞10(16～32),轻微负Eu异常(Eu/Eu·平均为0.94),∑REE(85～112)×10-6;微量元素蛛网图显示,岩石富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr),Nb-Ta和Ti负异常,相对于Ce和Nd,Sr为正异常.由于银硐粱高镁埃达克岩是俯冲洋壳部分熔融的产物,因此,它的存在表明,老虎山弧后洋盆在早古生代早期发生了向北的俯冲作用.银硐粱Cu-Au成矿作用与高镁埃达克岩关系密切,表明在北祁连构造带东段寻找与埃达克岩有关的Cu-Au矿床是一个新的找矿思路.     

西藏努日晚白垩世埃达克岩:洋脊俯冲的产物

前人对冈底斯带晚白垩世埃达克岩的成因和地球动力学背景存在不同的认识.对努日地区的石英闪长玢岩开展了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Hf同位素研究.结果表明,努日石英闪长玢岩侵位于96.5±1.3 Ma,以高SiO₂（63.96%~65.75%）、Al₂O₃（14.37%~15.99%）、MgO（2.12%~2.39%）、Sr（362×10-6~575×10-6,平均为467×10-6）含量,低Y（8.94×10-6~11.50×10-6）、Yb（0.81×10-6~1.06×10-6）含量及高Sr/Y比值（33.52~60.65）为特征,显示埃达克岩地球化学特征.岩石属低钾-中钾钙碱性准铝质花岗岩（A/CNK=0.81~0.96）,富集LREE、亏损HREE,富集大离子亲石元素（LILE）、亏损高场强元素（HFSE）,无明显负Eu异常.锆石ε_Hf（t）值为-0.3~+15.2（主要为+10.0~+15.2）,二阶段模式年龄t_DM2为187~1 173（主要为187~516 Ma）,表明源区以俯冲洋壳为主,并可能卷入了少量俯冲沉积物.岩石具有较高的Mg#值和相容元素Cr、Ni含量,表明熔体在上升过程中与地幔发生了相互作用.通过与南冈底斯典型埃达克岩对比,认为努日石英闪长玢岩是在洋脊俯冲背景下、穿过板片窗的高热流导致板片窗边缘的洋壳（及少量俯冲沉积物）部分熔融形成的.      

新疆北部晚古生代埃达克岩、富铌玄武岩组合：古亚洲洋板块南向俯冲的证据

地球化学研究结果表明，新疆北部富蕴县境内的晚古生代下泥盆统托让格库都克组的安山质岩石具有与埃达克岩非常相似的地球化学特征，它们具有较高的Al2O3，Na2O和Sr含量以及Sr/Y比值；明显亏损重稀土和Y，它们的MORB标准化微量元素蛛网图表现为明显的Nb，Ta负异常和Sr正异常，同时强烈亏损高场强元素。与埃达克岩共生的玄武岩的地球化学特征则与富铌玄武岩一致，表现为Si过饱和及富Na的特征，同时具有较高的Nb，TiO2和P2O5含量，并富集高场强元素。由于埃达克岩和富铌玄武岩的形成均与板块俯冲有关，因此，它们的存在表明，古亚洲洋在早-中泥盆世向南(哈萨克斯坦-准噶尔板块)发生了一次洋壳俯冲作用。     

东昆仑沟里地区晚奥陶世花岗闪长岩地球化学特征及其对原特提斯洋演化的制约

原特提斯洋的俯冲时限以及俯冲极性还存在较大争议,对位于东昆仑造山带东端的昆南亚带中敖洼得花岗闪长岩体开展详细的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、元素地球化学和同位素地球化学研究.结果表明,其单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为454±2 Ma,指示侵位时代为晚奥陶世.岩石Na₂O/K₂O比值为0.92~2.68,Mg#为39~43,A/CNK为1.00~1.03,属准铝质钙碱性-高钾钙碱性系列.岩石稀土元素标准化图显示右倾,(La/Yb)_N介于17~46,具有明显的轻重稀土分异及中等-弱的Eu负异常(0.48~0.96).花岗闪长岩富集大离子亲石元素(Rb、Ba、K、La、Sr),亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti),Cr、Ni含量较低,Sr/Y均值为55.全岩(87Sr/86Sr)_i较为均一(0.705 9~0.706 3),ε_Nd(t)变化范围为-4.1~-1.9,对应的二阶段模式年龄为1.3~1.5 Ga,锆石ε_Hf(t)变化范围为+5.4~+9.2.敖洼得花岗闪长岩具有低镁埃达克质岩的特征,为俯冲洋壳部分熔融的产物,熔融后的洋壳残留应为含石榴子石角闪岩,岩浆演化过程中经历了角闪石和斜长石的分离结晶.微量元素组成特征指示岩体形成于火山弧环境,结合昆中断裂带内蛇绿岩及其两侧相关变质岩、弧花岗岩、弧后盆地火山岩等的综合对比,笔者认为昆中缝合带原特提斯洋(昆中洋)在晚奥陶世存在双向俯冲,敖洼得岩体形成于原特提斯洋的南向俯冲消减过程.      

早古生代古亚洲洋俯冲记录:来自东天山卡拉塔格高镁安山岩的年代学、地球化学证据

吐哈盆地南缘荒草坡群大柳沟组火山岩出露于大草滩断裂以北的彩霞山、土屋铜矿北和卡拉塔格地区。该组火山岩主要为基性、中酸性熔岩及火山碎屑岩组合。LA-ICP MS锆石U-Pb分析获得安山岩和英安岩的年龄分别为434.8±3.8Ma和438.4±4.9Ma,表明大柳沟组火山岩形成于早志留世。安山岩Si O2含量为54.35%~60.70%;Al2O3含量为11.8%~16.3%,Mg O含量为4.94%~8.27%,Ti O2含量为0.38%~0.52%,Na2O和K2O的含量分别为0.50%~3.83%和0.08%~1.26%,铝饱和指数(A/CNK)为0.77~1.37,低ΣREE(43×10-6~70×10-6),为具有亏损源区特征的高镁安山岩。英安岩较安山岩Si O2含量高(63.74%~75.35%),具有相似的Al2O3(12.3%~16.0%%)和Ti O2(0.32%~0.52%)含量;Na2O和K2O含量分别为2.01%~5.53%和0.16%~2.19%,ΣREE含量较安山岩略高(61×10-6~84×10-6),铝饱和指数(A/CNK)为0.77~5.74。安山岩和英安岩均轻重稀土分异明显,具有中等的Eu负异常;富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE),具有明显的Nb-Ta-Ti负异常。相似的岩石地球化学特征表明安山岩和英安岩可能为同源岩浆,英安岩是安山质岩浆经过角闪石等矿物结晶分异作用形成的,安山岩的母岩岩浆很可能来自亏损大洋岩石圈地幔。基于该组岩石组合、地球化学特征和区域地质资料,推测研究区高镁安山岩可能形成于洋内弧环境,这表明东天山吐哈盆地南缘卡拉塔格地区在早古生代已经存在古亚洲洋的俯冲。     

内蒙古西乌旗晚石炭世马尼塔埃达克岩的发现及其对古亚洲洋东段洋内俯冲的约束

在内蒙古西乌旗迪彦庙SSZ型蛇绿岩北部新发现一套晚石炭世马尼塔埃达克岩.该埃达克岩位于兴蒙造山带东段贺根山缝合带内,岩性为花岗闪长岩和斜长花岗岩.马尼塔埃达克岩SiO2含量为61.91％ ～75.16％,A12 O3含量为13.54％ ～17.42％,MgO含量为0.33％～2.49％,富钠贫钾(Na2O=4.58％～...     

北阿尔金地区早古生代洋壳俯冲时限:来自斜长花岗岩和花岗闪长岩的证据

蛇绿岩在不同演化阶段自身形成的花岗质岩石和侵入到蛇绿岩中的花岗质岩石对于蛇绿岩的精确定年具有重要意义,是揭示洋壳俯冲时限的有力证据。对北阿尔金红柳沟—拉配泉蛇绿岩中斜长花岗岩和花岗闪长岩的锆石U-Pb及Lu-Hf同位素分析表明,红柳沟斜长花岗岩和花岗闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为(501±3)Ma和(496±2)Ma,表明北阿尔金洋的俯冲时限可能开始于中寒武世或更早。斜长花岗岩和花岗闪长岩的锆石εHf(t)值均为正值,结果分别为1.6~5.6和3.3~6.9,反映其源区均为亏损型地幔。全岩地球化学分析结果表明,斜长花岗岩具有高Si O2、高Sr、低Y和相应的高Sr/Y等类似于埃达克质岩石的特征,可能来自热的洋壳俯冲到石榴角闪岩相条件下变基性岩发生小比例部分熔融形成,且其形成深度应该在40~50 km;花岗闪长岩属于高钾钙碱性系列岩石,可能代表了岛弧环境下下地壳基性岩石部分熔融的产物。年代学分析表明,北阿尔金洋可能存在南北双向俯冲,并且北阿尔金洋向北俯冲可能略早于向南俯冲。北阿尔金和北祁连的俯冲时限对比研究表明,北阿尔金早古生代缝合带是北祁连早古生代缝合带的西延部分。     

北祁连山古大洋俯冲带高压变质岩研究评述

北祁连山是中国研究古板块构造和俯冲带的经典地区,肖序常先生在此进行了开创性的研究工作。该俯冲带记录了490~440Ma的高压变质年龄,是目前世界上最老的大洋冷俯冲带之一。较系统地总结了北祁连造山带的研究历史、近年来在高压变质岩及相关岩石研究领域的最新进展,并根据详细的矿物学、岩石学、地球化学和同位素年代学资料,对本区大洋扩张、俯冲和大陆碰撞造山的构造演化过程进行了新的透视和评述。     

柴北缘东段奥陶纪埃达克岩-富Nb玄武岩:对大陆深俯冲之前大洋俯冲及地壳增生的启示

在柴北缘东段识别出早古生代埃达克岩-富Nb玄武岩的火山岩组合。埃达克岩富Na₂O、贫K₂O,K₂O/Na₂O比值介于0.14~0.43之间;高Sr（614×10^-6~1043×10^-6）,但亏损Y（3.26×10^-6~14.1×10^-6）和Yb（0.33×10^-6~1.46×10^-6）,具有高的Sr/Y比值（44~282）;富集Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素及Cr、Ni、Co、V等相容元素。富Nb玄武岩富Na₂O、贫K₂O、高TiO₂,其Nb含量较高,介于16.9×10^-6~17.9×10^-6之间,具有高的Nb/Ta、Nb/U、（Nb/La）_N比值,同时富集高场强元素。埃达克岩锆石U-Pb定年得到453±4Ma和457±4Ma的结晶年龄。锆石ε_Hf（t）范围较大,介于3.40~13.23之间,对应的二阶段模式年龄t_DM2介于1059~566Ma之间,显示以新生物质为主的特征。综合研究表明柴北缘东段埃达克岩可能为岛弧环境下俯冲的南祁连大洋板片部分熔融的产物。板片来源的埃达克质熔体交代或与上覆地幔楔橄榄岩反应,导致被交代的地幔橄榄岩部分熔融而形成富Nb玄武质岩浆。柴北缘东段埃达克岩-富Nb玄武岩火山岩组合的厘定表明南祁连洋可能直到~455Ma之前并未完全闭合,同时表明俯冲大洋板片的部分熔融可能是柴北缘早古生代地壳增生的一种重要方式。     

Late Paleozoic retrograded eclogites from within the northern margin of the North China Craton: Evidence for subduction of the Paleo-Asian ocean

Retrograded eclogites from the central part of the northern margin of the North China Craton, Hebei Province, China occur as separate tectonic lenses or boundins within garnet–biotite–plagioclase gneisses of the Paleoproterozoic Hongqiyingzi Complex characterized by amphibolite facies paragneisses. The petrographic features and mineralogical compositions represent three main metamorphic stages: (1) the peak eclogite facies stage (P > 1.40–1.50 GPa, T = 680–730 °C), (2) the granulite facies stage and (3) the amphibolite facies stage (P = 0.67–0.81 GPa, T = 530–610 °C) formed during decompression. The major and trace element and Sm–Nd isotopic data suggest that most of the retrograded eclogite samples had protoliths of tholeiitic oceanic crust with geochemical characteristics of mid-ocean ridge basalt (MORB) or island arc tholeiite (IAT) environment, and were contaminated by crustal components during subsequent subduction. Zircon SHRIMP isotopic dating of two different textural varieties of retrograded eclogite defines a weighted mean age of 325 Ma, which is interpreted as the peak metamorphic age of the eclogites and reflects the occurrence of eclogite facies metamorphism related to subduction of Paleo-Asian Oceanic crust beneath the North China Craton during the Late Paleozoic. Finally, we show that the retrograded eclogite from Hebei Province is not related to the Baimashi retrograded eclogite at the northern foot of the Heng Mountains, approximately, 300 km to the southwest.     

北祁连造山带西段车路沟岩体U-Pb年代学、地球化学特征及岩石成因

车路沟岩体位于北祁连造山带最西端,岩石类型以英云闪长玢岩和闪长玢岩为主。本次对英云闪长玢岩进行U-Pb年代学研究,获得加权平均年龄为(462.1±3.8)Ma,表明岩体形成于中奥陶世。岩石地球化学分析结果显示,英云闪长玢岩中SiO_2含量60.37%～66.73%,Al_2O_3含量15.65%～16.45%,Na_2O/K_2O值7.47～9.96,A/CNK为0.90～1.00,属中酸性岩系列,显示相对富钠、低钾的特征, A/CNK=0.90～1.00,属于准铝质低钾钙碱性系列;稀土总量较低(33.40×10~(-6)～39.27×10~(-6)),LREE/HREE值为3.95～6.51,在稀土元素配分图解上呈现出右倾特征;δEu值1.23～1.49之间,呈现Eu呈正异常特征;在微量元素原始地幔标准化图解上,显示富集Ba、Sr,亏损Nb、Ti、Yb高场强元素的特征。对车路沟岩体地质、地球化学特征与产出背景的全面分析,认为其为奥陶纪祁连洋持续向华北板块俯冲,诱使俯冲洋壳部分熔融形成的埃达克岩。     

北祁连冷龙岭地区上奥陶统扣门子组的时代归属——来自牙形石的证据

本文首次报道了北祁连冷龙岭地区上奥陶统扣门子组牙形石,共识别鉴定出牙形石5属,9种,其中3个未定种,根据牙形石的分布规律,建立了1个牙形石组合：Aphelognathus grandis - Panderodus gracilis组合。笔者通过对研究区牙形石组合与国内外其他地区相同层位的牙形石带对比,并结合扣门子组其它古生物化石资料,将北祁连冷龙岭地区扣门子组的时代重新厘定为晚奥陶世桑比期—赫南特期中期,相当于中国地层年表的艾家山期晚期—钱塘江期中期。     

Eclogite and carpholite-bearing metasedimentary rocks in the North Qilian suture zone, NW China: implications for Early Palaeozoic cold oceanic subduction and water transport into mantle

Low‐temperature eclogite and eclogite facies metapelite together with serpentinite and marble occur as blocks within foliated blueschist that was originated from greywacke matrix; they formed a high‐pressure low‐temperature (HPLT) subduction complex (mélange) in the North Qilian oceanic‐type suture zone, NW China. Phengite–eclogite (type I) and epidote–eclogite (type II) were recognized on the basis of mineral assemblage. Relic lawsonite and lawsonite pseudomorphs occur as inclusions in garnet from both types of eclogite. Garnet–omphacite–phengite geothermobarometry yields metamorphic conditions of 460–510 °C and 2.20–2.60 GPa for weakly deformed eclogite, and 475–500 °C and 1.75–1.95 GPa for strongly foliated eclogite. Eclogite facies metasediments include garnet–omphacite–phengite–glaucophane schist and various chloritoid‐bearing schists. Mg‐carpholite was identified in some high‐Mg chloritoid schists. P–T estimates yield 2.60–2.15 GPa and 495–540 °C for Grt–Omp–Phn–Gln schist, and 2.45–2.50 GPa and 525–530 °C for the Mg‐carpholite schist. Mineral assemblages and P–T estimates, together with isotopic ages, suggest that the oceanic lithosphere as well as pelagic to semi‐pelagic sediments have been subducted to the mantle depths (≥75 km) before 460 Ma. Blueschist facies retrogression occurred at c. 454–446 Ma and led to eclogite deformation and dehydration of lawsonite during exhumation. The peak P–Tconditions for eclogite and metapelite in the North Qilian suture zone demonstrate the existence of cold subduction‐zone gradients (6–7 °C km^?1), and this cold subduction brought a large amount of H₂O to the deep mantle in the Early Palaeozoic times.