北祁连下古城花岗岩体LA ICP MS锆石U Pb年代学及岩石化学特征

下古城花岗岩体分布于北祁连造山带南缘,岩性主要为石英闪长岩—花岗闪长岩,SiO2质量分数在58.78%~69.53%之间,Al2O3含量为14.30%~15.30%之间,A/CNK为0.86~1.08,属准铝质—弱过铝质,钙碱性—高钾钙碱性系列的I型花岗岩。整体上,具有低SiO2,高CaO、FeOT和MgO的岩石地球化学特征。稀土总量(ΣREE)为87.22×10-6~150.54×10-6,ΣLREE/ΣHREE为6.24~11.11,表明轻重稀土弱分异。富集大离子亲石元素Rb、Th、U、Pb、La等,亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti等,说明下古城花岗岩主要由壳源物质部分熔融形成。锆石原位Lu-Hf同位素分析结果表明,石英闪长岩的εHf(t)=-5.7~-0.7,二阶段模式年龄(tDM2)为1.51~1.83Ga,暗示源岩可能主要为中元古代增生的地壳物质。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学结果表明,下古城石英闪长岩的侵位年龄为505.4±4.1Ma(MSWD=0.78,n=21),与北祁连造山带南缘的柯柯里花岗岩(512Ma~501Ma)、野马咀花岗岩(~508Ma)形成的地球动力学背景相似,均属于北祁连洋向南俯冲活动大陆边缘的岛弧环境。     

萨吾尔山松树沟地层形成时代及火山岩地球化学研究

西准噶尔松树沟地区地层主要由碎屑沉积岩和火山岩组成,以玄武岩、安山岩和火山碎屑岩为主,其中玄武岩属于钙碱性系列,安山岩属于拉斑系列。对岩石中锆石开展LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,安山岩锆石年龄表明其形成于(317.1±6.4)Ma,粗砂岩56颗锆石中仅有1颗锆石年龄((389±9)Ma)属于中泥盆世,其余主要集中在319~359 Ma,最小年龄(319±6)Ma。因此,该套地层并非形成于中泥盆世,很可能形成于晚石炭世早期。地球化学研究表明,玄武岩和安山岩具有相似的稀土配分曲线,轻稀土富集的右倾REE分配模式,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr等,亏损高场强元素Nb、Ta、Th、Zr、Hf等,呈现出Ta、Nb、Ti负异常,认为该火山岩形成于岛弧环境,岩浆来源于俯冲板片脱水产生的流体不均一交代的地幔楔。该套岛弧火山岩的形成时代限定了斋桑洋盆的关闭时限(晚于317.1 Ma)。     

胶北地块与金成矿有关的郭家岭岩体和上庄岩体年代学及地球化学研究

胶东半岛是我国最主要的原生金矿矿集区,金矿的主要控矿围岩是郭家岭花岗岩,通过研究郭家岭花岗岩的地球化学特征对研究金矿的成因和物质来源具有指示性意义。本文研究的两个花岗岩岩体为上庄岩体和郭家岭岩体,两岩体同属郭家岭型花岗岩。通过对两岩体的花岗岩样进行岩相学矿相学观察、全岩主、微量元素和U-Pb同位素分析,获得胶东半岛中生代岩浆岩的成因机制与源区性质及自然金的产出形式等科学信息。LAICP MS锆石U-Pb年龄得出郭家岭岩体年龄125.4±2.2 Ma,上庄岩体U-Pb年龄128.8±2.0 Ma,都为中生代早白垩世,两岩体年龄相差3Ma,在年龄误差范围来看可以把两岩体作为同一期岩体,也在年龄角度证实两岩体都同属郭家岭花岗岩。两岩体的锆石组成都含有太古宙和晚侏罗纪的继承锆石,指示两岩体的成岩物质来源具相似性,都包含太古宙岩石成分和晚侏罗世花岗岩成分。两岩体具有相似的稀土元素和微量元素分配模式,表现出明显的LREE富集和HREE极度亏损,没有明显的铕负异常。郭家岭岩体和上庄岩体花岗岩都具有类似埃达克岩的特征,都具有高的Sr含量(913×10-6~1325×10-6),低的Y含量(2.2×10-6~8.4×10-6)和Yb含量(0.21×10-6~0.68×10-6),较高的(Dy/Yb)N比值1.62~2.28,暗示花岗岩岩浆形成时石榴石是一个重要的残留相,而没有斜长石作为残留相。两岩体具有较低的MgO、Cr、Ni含量和Mg#,反映郭家岭型花岗岩岩浆的形成可能是岛弧环境榴辉岩相压力条件下洋壳玄武质岩石的部分熔融。     

义敦岛弧带夏塞早白垩世A型花岗岩成因:锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素制约

义敦岛弧带晚中生代侵入岩体目前仍缺乏高精度的年代学数据制约,其成因也存在争论。作者首次在岛弧带中段夏塞银铅锌多金属矿区发现与成矿关系密切的黑云母二长花岗岩。本文对其开展了年代学、地球化学和Hf同位素分析,探讨成因及构造背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为103±1 Ma(MSWD=0.5),为早白垩世晚期岩浆活动产物。花岗岩属高钾钙碱性岩系,具有高硅、富碱和铁、贫钙和镁特征,Si O2含量为72.94%~74.98%,K2O+Na2O=7.56%~8.08%,铝饱和指数A/CNK=1.06~1.10,属弱过铝质岩石。岩石富集Zr、Hf等高场强元素和U、Th等大离子亲石元素,明显亏损Ba和Sr。REE具有明显的Eu负异常(δEu=0.13~0.25),总体呈较陡右倾的LREE富集和HREE相对亏损特征。岩相学和地球化学显示其为铝质A型花岗岩。Hf同位素组成εHf(t)=–2.7~0.6,二阶段模式年龄TDM2=925~1095 Ma。地球化学及Hf同位素揭示夏塞岩体为软流圈地幔与壳源长英质岩浆混合成因,并经历了斜长石、正长石和褐帘石等矿物的分离结晶。夏塞花岗岩体具有后碰撞花岗岩特征,形成于早白垩世晚期弧-陆碰撞造山后伸展构造背景。     

北秦岭二郎坪群抱树坪组沉积时代与构造环境

二郎坪群抱树坪组作为北秦岭早古生代重要的沉积记录,其研究程度较低。本文通过对抱树坪组内火山岩夹层和花岗斑岩脉进行岩石学、地球化学和锆石U- Pb测年研究,旨在进一步确定其沉积时代与构造环境。研究结果表明：豫西夏馆地区抱树坪组火山岩夹层已变质为（黑云）阳起钠长片岩,常与黑云石英片岩呈“互层状”产出;岩石原岩为安山质凝灰岩,具有相对低的SiO2（52. 56%~62. 04%）、较高的Al2O3（10. 70%~18. 55%）、低的MgO（4. 06%~6. 21%）和FeOT/MgO（1. 23~1. 81）,富集轻稀土元素和大离子亲石元素Rb、Th、U、K,相对亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti,具镁安山质岩石的特点;结合地球化学特征及前人研究认为,抱树坪组可能形成于活动陆缘弧后盆地。获得黑云阳起钠长片岩原岩的结晶锆石U- Pb年龄为446. 0±1. 7 Ma,以及侵入其中花岗斑岩脉的成岩年龄为430. 0±3. 0 Ma,首次将抱树坪组的形成时代准确地限定为晚奥陶世至早志留世。综合区域研究成果认为,小寨组和抱树坪组在地层层序和地层时代上符合广义二郎坪群的划分方案,但大庙组、火神庙组及由小寨组和抱树坪组构成的整体三者在形成时代上表现为近于同时性,在空间上主体呈现近平行关系,可能主体属时代大体相当的不同沉积环境的产物;在大地构造属性方面,认为二郎坪群是在约470 Ma之前由于商丹洋向北俯冲而形成的火山岛弧,在470~436 Ma转化为弧后盆地,至约430 Ma之前最终完成消减闭合。     

青藏高原形成演化研究回顾、进展与展望

青藏高原形成演化涵盖了前身的东特提斯地质构造演化、新生代地质构造演化和高原隆升对气候环境演变的制约,它不仅包含有关全球构造的空间格局、运动状态的历史记录,而且也留下了青藏特提斯洋陆转换、盆山转换构造体制的时空结构、运动形式和发展变化的地质遗迹。所以青藏高原是研究全球构造的窗口,被自然科学工作者誉为解决地球动力学的一把钥匙。自20世纪60年代以来,特别是1979年以来我们先后开展了青藏高原地质构造演化、系列编图及综合集成等研究工作。本文以认识现今青藏高原地质历史各阶段重大地质构造事件的结构组成和演化为主线,回顾了40年来历次重大青藏高原基础地质研究过程,系统总结了青藏高原新生代隆升过程、碰撞构造效应,以及东特提斯地质调查研究中一系列重要新发现、新进展、新成果,并对相关研究成果和新发现进行了简要的归纳梳理。在此基础上,就青藏高原形成演化模式、科学理论与学术争论观念层次上的问题,以及关键的基础地质问题等方面进行了讨论与展望。     

东天山阿奇山-雅满苏构造带小东山火山岩的成因和意义:年代学、主微量元素及Sr-Nd-Hf同位素地球化学约束

阿奇山-雅满苏构造带是东天山造山带的重要组成部分,其大地构造属性至今仍存在争议.小东山火山岩出露于阿奇山-雅满苏构造带的西段,包括基性到酸性系列火山岩,是认识阿奇山-雅满苏构造带属性和演化的有效“岩石探针”.本次工作对其开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和同位素地球化学研究.研究结果表明,小东山火山岩主要由花岗斑岩、英安斑岩、安山岩、玄武岩以及橄榄玄武岩组成,元素协变关系指示该套火山岩系列属于同源岩浆的演化产物.锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果显示,小东山火山岩年龄为318~308 Ma,形成于晚石炭世.该套火山岩SiO₂含量变化范围较大（48.10%~76.82%）,Al₂O₃含量整体较低且变化范围较小.从基性岩到酸性岩,稀土总量逐渐增加,Eu/Eu*值逐渐降低.中酸性火山岩大离子亲石元素Rb、K、Pb、Sr等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti、P、Th等强烈亏损.而基性火山岩主要表现为Nb、Ta、Zr、Hf、Ti负异常,K、Pb、P正异常.所有火山岩均以低（87Sr/86Sr）_i（0.704 50~0.707 14）、高ε_Nd（t）（+3.16~+5.71）以及高ε_Hf值（+5.45~+12.18）为特征.上述元素和同位素地球化学特征指示了小东山火山岩形成于岛弧构造环境,起源于交代地幔楔的部分熔融并经过了结晶分异作用.结合前人对区域构造-岩浆活动的认识,本文认为小东山火山岩所在的阿奇山-雅满苏岛弧带是在石炭纪古天山洋向南俯冲过程中形成.      

内蒙古北山地区芨芨台子-小黄山蛇绿岩构造属性及与成矿关系: 来自阿民乌素地幔橄榄岩印证

阿民乌素地幔橄榄岩属芨芨台子-小黄山蛇绿岩带一部分,该构造带南北两侧地质体无明显差异,不具分界断裂的构造特征。本文对阿民乌素地幔橄榄岩与月牙山地幔橄榄岩进行岩石化学、地球化学对比分析,为芨芨台子-小黄山蛇绿岩构造属性提供新依据,并对阿民乌素蛇绿岩成矿潜力进行分析研究。笔者所在团队在地幔橄榄岩上部的辉长岩中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄值为462.5±3.2 Ma,属中奥陶世。其上发育奥陶纪-志留纪公婆泉组岛弧拉斑玄武岩。该期地幔橄榄岩轻重稀土之比LR/HR＝1.63~3.68, (La/Sm)N＝1.70~6.92,(Gd/Yb)N＝0.36~0.52,表明岩石轻稀土略富集,稀土配分曲线呈不规则“U”型,估算其为原始地幔橄榄岩经过10%~20%部分熔融的残留物。原始地幔标准化蛛网图富集高场强元素U、Zr、Hf、Yb和大离子亲石元素Rb、Sr,亏损高场强元素Nb、Ti和大离子亲石元素Ba。与月牙山地幔橄榄岩标准化蛛网图对比,最大区别在于阿民乌素地幔橄榄岩明显亏损高场强元素Ti。初步研究认为阿民乌素地幔橄榄岩属SSZ型、高压型蛇绿岩,是岛弧裂谷的产物。该橄榄岩具有形成大型铬铁矿的成矿构造背景,是寻找蛇绿岩型铬铁矿的有利部位。     

俯冲带硫的地球化学行为及硫循环SCIEI北大核心CSCD

俯冲带是全球最大的物质循环系统,控制着硫(S)在地球内部圈层及表层的循环,影响着大气圈、水圈、生物圈、岩石圈的稳定性以及地球的宜居性。厘清S在俯冲带中的地球化学行为和循环特征对理解地球各储库的氧化还原状态、岩浆作用与演化、成矿物质聚集、以及地球大气成分等具有重要意义。本文首先总结了进入俯冲带之前的大洋岩石圈的S结构模型,对S在大洋板片中的分布状态和地球化学特征进行了系统归纳。随后,系统阐述了俯冲带高压-超高压变质岩记录的板片变质及脱水过程中硫的地球化学行为。岩石学研究表明俯冲板片中的S多以硫化物相存在,硫酸盐矿物在弧前深度就已被释放或分解。相较于熔体,俯冲带流体中S的溶解度更高,是运移硫的更有效方式。DEW模型计算结果显示,流体中S含量总体较低,但在俯冲板片~90km处其含量有一个峰值(浓度0.5%~1.0%)。岩相学证据、地球化学测试结果、磷灰石S近边吸收结构(S-XANES)特征以及模拟结果都显示俯冲深部流体中S多以HS^(-)及H_(2)S形式存在,不含大量的SO_(4)^(2-)及硫酸盐;中f_(S_(2))流体有利于S迁移出俯冲板片,从而促进俯冲带大规模S循环,而高f_(S_(2))流体在流-岩交换过程沿流体通道发生S的锁固作用而不利于俯冲带S循环。质量平衡计算显示全球俯冲带S输入通量为4.65×10^(13)g/yr,弧下深度板片S输出通量为2.91×10^(12)g/yr,板片-岛弧S循环效率仅6.3%。俯冲板片在弧下深度可能存在一个短暂高效的S释放窗口,释放流体的δ^(34)S值为-2.1±3.0‰。基于高压-超高压变质岩中硫化物的研究,初步厘清了俯冲板片中S的地球化学行为,首次从板片角度全面、定量地限定了俯冲带的脱硫通量、效率、种型和同位素特征,提出俯冲带循环的S不是岛弧岩浆的氧化剂,与岛弧环境的正δ^(34)S值也无直接因果联系,对解析俯冲带S循环和理解地球长期的S循环具有重要意义。最后,本文还展望了俯冲带S循环的未来发展方向,应在俯冲带流体氧化还原性质(硫酸盐的命运)、俯冲沉积物对S循环的制约、俯冲带环境下多硫同位素的分馏效应、S循环与其它挥发分(如C等)循环之间的耦合关系、地球历史上深部S循环等方向做出探索,更深入地理解俯冲带及全球S循环过程。