福建太武山花岗岩体成因:锆石U-Pb年代学与Hf同位素制约

太武山岩体位于福建东南沿海,为一大致呈北东向延伸的不规则状岩株体,出露面积约40km2。岩体主体岩性为中细粒花岗岩,环岩体北部边缘尚发育有似斑状黑云母花岗岩。锆石LA-ICP-MSU-Pb定年表明,岩体的形成年龄为96.9±1.3Ma(MSWD=1.09,2σ),属晚白垩世早期岩浆活动产物。化学组成上,该岩体富硅,碱含量中等,弱过铝,铝饱和指数(A/NKC值)为1.01～1.04,碱铝指数(AKI值)为0.73～0.92,贫钙、镁、铁,属亚碱弱过铝质花岗岩类。微量和稀土元素组成上,岩体富Cs、Rb、U、Th、Pb和轻稀土,贫Ba、Sr、P、Ti,Rb/Sr比值高,具中到强的铕负异常(Eu/Eu*=0.85～0.04),其Zr、Nb、Ce、Y等高场强元素均较之典型A型花岗岩偏低,锆石饱和温度也较低(726～809℃),综合地质地球化学资料指示该岩体应属高分异的I型花岗岩。太武山花岗岩的锆石εHf(t)值散布于正值与负值之间(-1.44～2.78),tDM2值偏低(0.98～1.25Ga,平均值为1.06Ga),指示成岩过程中应有显著的亏损地幔组分参与。综合分析表明,岩体的形成首先经历了幔源岩浆与其诱发地壳物质熔融产生的长英质岩浆在地壳深部混合,随后这一混合岩浆又经进一步分异演化的二阶段成岩过程。

沂沭断裂带中南段钾质火山岩的元素地球化学与Sr-Nd-Hf同位素组成及其对岩石成因的制约

本文以沂沭断裂带中南段莒南-大店一带的钾质火山岩为对象,系统研究了它们的岩石学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成特征,据此探讨了源区地幔富集机制及岩石成因。莒南钾质火山岩主要为一套安粗质火山-潜火山岩组合,大店多发育粗面质火山岩,二者的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄基本一致,均约为118Ma。在化学组成上,这套火山岩均偏碱性,里特曼指数(σ)介于4.10~5.07,且富钾(K_2O=4.21%~5.77%),在SiO_2-K_2O和K_2O-Na_2O关系图上,均投影在钾玄岩系区。安粗质和粗面质火山岩均富大离子亲石元素(Cs,Rb,Th,U,Pb)和轻稀土元素,贫高场强元素(Nb,Ta,P,Ti),但粗面质火山岩具较显著的Ba、Eu负异常,且轻重稀土比值较低。二类火山岩均具有富集且较均一的Sr-Nd同位素组成(I_(Sr)=0.7086~0.7091,ε_(Nd)(t)=-16.9^-18.2),锆石ε_(Hf)(t)值均为显著的负值(安粗质岩:-22.3^-24.3,粗面岩:-19.7^-23.6)。元素和同位素组成的综合分析表明,区内钾质火山岩的源区地幔极可能遭受了因扬子板块深俯冲和华北克拉通岩石圈拆沉等多次富集事件的影响。至早白垩世,随着郯庐断裂引张的加剧,诱发了软流圈地幔上涌,同时在断裂减压作用的影响下,促使了这一经叠次改造的富集地幔的部分熔融,由此产生的岩浆经进一步分异演化,导致了区内钾质火山岩的形成。

江西金溪熊家山钼矿床加里东期与燕山期花岗岩对比及其对成矿作用的启示

加里东期和燕山期花岗岩是华南分布最广的二期花岗岩,以往的研究较少关注它们之间的成因联系及各自对成矿的贡献。江西金溪熊家山Mo矿床同时发育有加里东期和燕山期花岗岩,本文对该区二期花岗岩进行了锆石U-Pb年龄及元素与Sr-Nd-Hf同位素组成的系统测定,据此揭示了二者地质地球化学特征的差别,并探讨了它们之间的成因联系及其对成矿的可能制约关系。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明,区内加里东期和燕山期岩体的成岩年龄分别为～440Ma和～155Ma。化学组成上,二期花岗岩均具有亚碱、过铝、贫铁的特征,但加里东期花岗岩更富铝,而燕山期花岗岩总体更富碱。二期花岗岩均富Cs、Rb、Th、Pb和轻稀土,贫Ba、Sr、P、Ti、Nb、Ta,但燕山期花岗岩Nb、Ta、Th含量更高,并具有偏高的Rb/Sr和Rb/Ba比值、偏低的K/Rb比值和LREE/HREE比值,以及更显著的铕负异常,指示其演化程度更高。Sr-Nd-Hf同位素组成指示加里东期花岗岩主要起源于早中元古代基底地壳物质的部分熔融,幔源或初生地壳组分未显著参与成岩过程。燕山期花岗岩具有与加里东期花岗岩类似的Sr-Nd-Hf同位素组成,且在燕山期花岗岩中存在较多的加里东期岩浆继承锆石。综合分析表明,燕山期花岗岩并非完全起源于加里东期花岗岩的重熔,后者仅是作为燕山期花岗岩源岩的组成部分参与成岩。区内钼成矿主要受燕山期岩浆事件制约,燕山期花岗质岩浆的隐爆对成矿具有重要的控制作用。加里东期花岗岩对成矿的影响主要体现在两方面,其一是通过直接参与燕山期花岗质岩浆的形成为成矿提供部分物源,另一方面是该期岩浆活动促进了陆壳的成熟和成矿元素的富集从而间接制约成矿。

冈底斯中段早侏罗世辉长岩-花岗岩杂岩体成因及其对新特提斯构造演化的启示:以日喀则东嘎岩体为例

以冈底斯中段日喀则东嘎出露的早侏罗世辉长岩-花岗岩杂岩体为对象,进行了锆石U-Pb年龄和Hf同位素,以及全岩元素地球化学组成的系统测定,据此探讨了岩石的成因及其对新特提斯构造演化的启示。该杂岩体中辉长岩主要由角闪石和钙质斜长石组成,缺乏辉石;花岗岩主要为英云闪长岩、花岗闪长岩等构成的TTG岩石组合;花岗岩中普遍发育呈塑变形态的镁铁质包体。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,英云闪长岩和镁铁质包体的成岩年龄十分接近,且与辉长岩的年龄基本一致,均为177~180Ma。化学组成上,辉长岩低硅、富铝、贫碱,富轻稀土和大离子亲石元素,贫高场强元素,相似于高铝玄武岩。英云闪长岩贫碱、准铝、富钠,属钙碱性I型花岗岩。镁铁质包体具有与寄主岩相似的矿物组成和微量元素分布模式,二者均具有显著亏损的锆石Hf同位素组成,εHf(t)值分别为+11.4^+15.0和+14.4^+18.6。综合分析表明,早侏罗世冈底斯南缘应处于新特提斯洋板片俯冲的构造背景,其中辉长质侵入体为遭受俯冲板片析出流体交代作用的亏损地幔部分熔融的产物,花岗质岩石起源于初生地壳的部分熔融,镁铁质包体为辉长质岩浆与花岗质岩浆二者经混合作用的产物。结合对区内其它辉长质侵入体及相关镁铁质包体资料的全面分析,表明在新特提斯洋板片的整个俯冲过程中(>205~40Ma),冈底斯南缘应存在多次的基性岩浆底侵及其诱发的壳幔岩浆混合作用。

江西宜春雅山花岗岩体的成因与演化及其对成矿的制约

雅山岩体位于钦杭成矿带东段萍乡-绍兴结合带西端,是华南地区最重要的钽铌矿化稀有金属花岗岩之一。该岩体为一经多阶段演化形成的复式花岗岩体,自早至晚主要可区分为黑鳞云母-白云母花岗岩—锂云母花岗岩—黄玉锂云母花岗岩等不同阶段。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明,岩体成岩年龄约为150Ma,属晚侏罗世岩浆活动的产物。化学组成上,雅山岩体富硅,贫铁、镁,分异演化程度高,分异指数(DI)值普遍大于93,并具亚碱、强过铝特征,过碱指数(AKI值)多低于0.80,铝饱和指数(A/CNK值)均大于1.20。岩体富Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta,亏损Ba、Sr,稀土总量低,并具显著的Eu负异常(δEu=0.04~0.25)。自早至晚,岩体的Na2O/K2O比值渐次增大,F含量逐渐增多,Ta/Nb比值增大,稀土总量急剧降低,Eu负异常和稀土元素四组分效应增强,成岩温度逐渐降低。岩体具有低的εNd(t)值(=-9.5^-10.7)和CaO/Na2O比值(<0.3),指示其应主要起源于基底地壳中变质泥质岩的部分熔融,但其锆石εHf(t)值变化范围较大(=0.7^-14.8),表明其成岩过程中也有地幔组分参与。综合分析表明,雅山岩体成因类型应属高分异的S型花岗岩,其成矿受到岩浆高程度分异演化和晚期流体-熔体相互作用的共同影响,但前者是导致Ta、Nb富集的主控因素。

西藏冈底斯中段桑桑花岗质岩体锆石U-Pb年龄与Hf同位素组成及其对岩石成因和构造演化的制约

以西藏冈底斯中段西侧桑桑花岗质岩体为对象,进行了系统的年代学、元素地球化学和锆石Hf同位素组成研究,据此阐明了岩体成因,并探讨了其构造意义。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年表明,桑桑花岗质岩体的成岩年龄为49~54 Ma。化学组成上,岩体具有亚碱、准铝、贫磷的特征(A/NKC<1.10,P_2O_5<0.20%),属钙碱性I型花岗岩类。岩体富Cs、Rb、Ba、Th、U、K、Pb和轻稀土,贫Nb、Ta、P与Ti,表现出弧岩浆岩的地球化学特征。岩体的锆石εHf(t)值变化较大,散布于正值与负值之间(=-4.24^+5.49),指示其形成存在不同来源物质的贡献。综合分析表明,桑桑花岗质岩体起源于初生地壳的部分熔融,但在成岩过程中有古老地壳组分的参与。结合区域地质背景,笔者认为这一古老地壳组分最可能来自印亚碰撞过程中俯冲下插的印度地壳,由此说明印度-欧亚大陆碰撞的起始时间应早于54 Ma。

北祁连造山带东段老虎山石英闪长岩成因及其地质意义

以北祁连造山带东段老虎山石英闪长岩体为研究对象,进行了锆石U-Pb年龄及全岩元素与Sr-Nd同位素组成的系统测定,据此探讨了岩石的成因及其对北祁连构造演化的启示。锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明,石英闪长岩体的形成年龄为440Ma。岩石具有亚碱、准铝以及贫钙、镁、铁的特征,碱铝指数(AKI值)均低于0.85,铝饱和指数(A/NKC值)多小于1.0,属钙碱性I型花岗岩类岩石。在稀土和微量元素组成上,岩石富集轻稀土和大离子亲石元素(如Rb、Cs、Th和U),亏损高场强元素(如Nb和Ta),显示弧岩浆岩的地球化学特征。岩体具有相对均一的Sr-Nd同位素组成,初始Sr同位素值为0.7058~0.7071,εNd(t)值为-1.06^-0.31。综合分析表明,老虎山石英闪长岩应起源于玄武质下地壳物质的部分熔融,并在成岩过程中有少量幔源物质的混入。对区内火成岩地质地球化学特征与产出背景的全面分析,表明受北祁连洋俯冲及随后岛弧与祁连—柴达木陆块碰撞拼贴影响,弧后盆地的北向俯冲消减作用可能是诱发民乐窑沟和老虎山弧岩浆岩以及导致毛藏寺—老虎山花岗岩带内埃达克质岩石侵位的基本动力机制。

地质学类专业地球物理课程教学软件设计开发与实践改革

针对地球物理勘探课程中涉及的大量正反演、数据处理等计算内容,为了优化教学,提升教学效果,笔者针对地质学类专业开发了地球物理教学软件。该软件分为重、磁、电、震几个主要功能模块,可用于实践教学,使数据处理、正演模拟等教学内容得到简化,可提高学生动手操作能力,加强教学内容的深入理解,进而提升教学质量。研究结果可为我国同类专业课程的实践教学改革提供借鉴。