岛弧环境中不同成因的火成岩组合及其地质意义

岛弧环境的形成是与大洋板块俯冲作用有关,由俯冲流体作用于地幔楔部分熔融形成的钙碱性火成岩组合是岛弧环境中物质组成的主体。此外,目前还识别出与俯冲作用有关的其它的岩石类型:埃达克岩、富铌玄武岩、TTG、赞岐岩、玻安岩等,它们指示着不同的地球动力学背景、壳—幔相互作用过程以及源岩发生部分熔融的物理化学条件。本文主要对形成于岛弧环境中不同成因的火成岩组合的特征、形成机制、成矿作用及动力学意义进行了综述。

滇西大理-剑川地区钾玄质岩浆作用:后碰撞走滑拉伸环境岛弧型岩浆作用的地球化学研究

岩石学、元素地球化学研究表明,在滇西大理-剑川地区分布的富碱斑岩群属钾玄质系列岩石,具体产出于与红河-哀牢山走滑剪切带伴生的早第三纪拉张盆地中。这套钾玄质系列岩石富集大离子亲石元素LILE(Rb、Ba、K、Sr)、轻稀土元素(LREE)和一组相容元素(Cr、Ni、V、Sc),具有明显的Nb、Ta、Ti、P负异常,反映了后碰撞岛弧型钾玄岩系特征。钾玄质母岩浆主要源于含金云母的尖晶石相地幔橄榄岩低度部分熔融,并在演化过程中经历了充分的分离结晶作用。

桐柏北部黄岗侵入杂岩岛弧构造环境的厘定

出露于北秦岭桐柏北部的黄岗侵入杂岩形成于早古生代 ,有超基性、基性和中酸性岩石产出 ,以中酸性岩石为主。主量元素和微量元素地球化学特征显示 ,黄岗侵入杂岩是同源岩浆分异结晶的产物 ,同位素示踪反映岩浆中含有一定比例的陆壳物质。分析表明 ,黄岗侵入杂岩形成于类似大洋板块俯冲的岛弧构造环境 ,与二郎坪弧后盆地向北的俯冲消减有密切联系 ,其中的陆壳物质来自俯冲板上陆壳沉积物的再循环。

岛弧-陆缘弧环境斑岩Cu±Mo±Au矿床勘查：地质标志应用

斑岩Cu±Mo±Au矿床(以下简称斑岩铜矿)因其巨大的经济价值而倍受勘查界重视。文章基于国内外,尤其是国外斑岩型铜-金(多金属)矿床最新勘查和研究进展,系统总结了岛弧-陆缘弧环境斑岩铜矿勘查地质标志及其找矿应用实践,包括:①大地构造环境分析,宏观上确定斑岩铜矿勘查选区。弧环境斑岩铜矿勘查应重点部署在与大洋俯冲有关的岛弧、陆缘弧等增生造山火山岩浆弧环境;②区域及矿田构造解析,不断缩小找矿靶区。与弧/造山带形成演化应力有关的超壳深大断裂系统控制矿带空间展布,断裂、褶皱、火山(地层)以及岩浆侵入等矿田构造体系控制矿床(体)分布;③岩石化学成分、矿物组成以及岩石结构等含矿斑岩体特征及成矿专属性判断,确定斑岩铜矿找矿目标体;④蚀变分带对成矿斑岩体和富矿区(矿体)指向。从深部到浅部、从核心到外围,钙碱性斑岩铜矿蚀变类型分别为钠-钙(硅酸盐)化、钾(硅酸盐)化、青磐岩化(细化为高温阳起石内带、中温绿帘石中带和低温绿泥石外带)、绢英岩化和泥化;碱性斑岩铜矿蚀变组合为钙-钾化、钾化、内青磐岩化带(阳起石-赤铁矿-绿帘石带)、外青磐岩化带(钠长石-阳起石带)和远青磐岩化带(绿泥石带);⑤岩帽特征对深部斑岩体和潜在富矿中心指向。钙碱性斑岩铜矿形成的岩帽由多孔状(晶洞发育)的硅质核,外侧高级泥化带(石英-明矾石带)和泥化带(高岭石±迪开石带)组成;碱性斑岩铜矿形成以钠长石化为核心、外围(上部)为钠长石-绢云母带的碱性岩帽;⑥脉体和角砾岩(筒)时空分布及其对勘查靶区(位)指向。A、B、D型脉以及C、M型脉等脉体类型、密度以及石英中残余硫化物详细填图是矿区勘查靶区定位和矿石品位预测有效指标之一;3大类、7种主要类型角砾岩在斑岩铜矿中时、空间分布可作为找矿评价的参考标志;⑦矿化元素、金属矿物和矿化类型分带及其找矿相互指示。从矿化中心到外围(浅部),出现[Mo-Cu→Cu-Mo(Au)→Cu-S(Au)]→[Pb-Zn(Au)]→Au-Ag(Mn)→Au(As,Sb)的元素分带,斑铜矿→黄铜矿→黄铁矿硫化物晕分带;斑岩型、矽卡岩型、次浅成环境脉型、高硫型和中硫型浅成低温热液型等矿化类型在斑岩铜矿成矿系统中分布具有显著的规律性,是勘查评价最重要的地质标志;⑧矿体剥蚀与保存,是评价矿田(体)找矿潜力重要因素。

西秦岭天水地区岛弧型基性岩浆杂岩的地球化学特征及形成时代

天水地区关子镇流水沟变质中基性岩浆杂岩主要由变质辉长岩—辉长闪长岩—闪长岩组成,百花变质岩浆杂岩主要由辉石岩—辉长(闪长)岩—闪长岩—石英闪长岩组成,构成较完整的同源岩浆演化序列。基性—中基性岩浆岩的地球化学特征表明其属于拉斑玄武岩系列,稀土元素分布型式呈REE近平坦型—LREE轻微富集型,微量元素原始地幔标准化的蛛网图和MORB标准化蛛网图上的分布型式总体很相似,富集大离子亲石元素(LILE)Cs、Ba、Sr、Th、U而相对亏损Rb、K和高场强元素(HFSE)Nb、P、Zr、Sm、Ti和Y,显示同源岩浆演化成因特征。微量元素构造环境判别显示其形成于岛弧构造环境。关子镇流水沟变质中基性岩浆杂岩的TIMS法锆石U-Pb同位素年龄为(507.5±3.0)Ma,代表了杂岩体的形成时代,表明西秦岭北带岛弧型岩浆岩的形成时代为晚寒武世,同时也揭示出以关子镇蛇绿岩为代表的古洋盆的俯冲作用及产生岛弧型岩浆活动的时限可能为晚寒武世—早奥陶世。

埃达克岩与构造环境

埃达克岩是目前国内学术界争论的焦点之一。埃达克岩的原始定义指的是形成于岛弧环境的高铝高锶而贫重稀土的一类中酸性岩浆岩,而众多事实表明埃达克岩并非都形成在岛弧环境,底侵玄武岩以及下地壳熔融也可以形成埃达克岩。作者认为,岩石命名是一种描述性的表述,不应当与其成因及其形成的构造环境联系起来,实际上,也没有一种岩石固定只形成在一种构造环境。埃达克岩的定义指的是一系列地球化学指标,“年轻的板片熔融”是对Adak岛的埃达克岩的一种解释,并非埃达克岩定义的一部分。

浙江章村地区中元古代岛弧火山岩的地球化学及构造意义

浙江章村地区中元古代双溪坞群火山岩是江南造山带的重要组成部分,下部北坞组以中基性至中酸性凝灰岩类为主,中部岩山组以沉凝灰岩类占优势,上部章村组以中酸性至酸性熔结凝灰岩类为特色,形成较完整的中基性-酸性火山岩演化序列。岩石化学和稀土元素、微量元素地球化学均指示其形成于岛弧环境,反映为大陆边缘岛弧挤压背景下同源岩浆连续分异过程中火山作用的产物,自下而上显示了岛弧逐步增大并不断成熟的过程。从所见物质成分分析,它经历了北坞期火山岛弧陆相喷发-岩山期火山间歇弧内盆地沉积-章村期火山岛弧陆相爆溢3个阶段,在经历了持续的火山活动之后,区内之龙门山岛弧处于挤压体制之中并褶皱造山,其起因与Rodinia超大陆发生聚合造山作用有关。

柴达木盆地北缘滩间山群火山岩及形成环境

上奥陶统滩间山群以浅变质的中基性火山岩为主,均历经不同程度蚀变,选用相对稳定的高场强元素、稀土元素及Th、Y等研究火山岩原岩组成。岩石化学和微量元素判别标志指示火山岩形成于岛弧环境。

甘孜-理塘蛇绿混杂岩带理塘地区硅质岩地球化学特征及沉积环境探讨

理塘地区擦岗隆洼岩组硅质岩的w(SiO2)为81.27%~92.71%,Si/Al比值为11.69~37.22,表明硅质岩的泥质成分相对较多,硅质岩样品的稀土元素总量较低,多介于22.61×10-6~41.67×10-6之间,轻稀土元素富集。硅质岩的w(V)为10.718×10-6~38.14×10-6,Ti/V比值为10.5~89.0,与大陆边缘硅质岩相应值相近。对硅质岩岩石学和地球化学的研究表明理塘洋盆于早三叠世就已经进入到洋壳俯冲消减、岛弧发育的活动陆缘演化阶段。

新疆西准噶尔巴尔努克早石炭世富Nb岛弧玄武岩的发现及其地质意义

黑山头组玄武岩-玄武安山岩组合是西准噶尔早石炭世海相火山-沉积建造的重要组成部分,其与高Mg安山岩及O型adakite共生。此次分析的所有样品均为玄武质岩石,Si O2含量为49.62%~55.68%,平均为52.70%;明显高Ti O2（1.16%~1.99%）,平均为1.56%;显著富Na2O而贫K2O,Na2O为3.17%~6.35%,平均为4.90%,Na2O/K2O为1.19~26.08,绝大多数样品该比值〉4（平均8.93）。样品明显富集Nb、Sr、Zr等,Nb含量均〉7×10-6（7.29×10-6~12.32×10-6,平均为9.48×10-6）;全部样品Sr均〉400×10-6（618×10-6~1107×10-6,平均为825×10-6）;Zr〉158×10-6（159×10-6~217×10-6,平均为182.6×10-6）;Zr/Y比值〉4（6.63~11.09,平均为8.62）。显著高于一般岛弧玄武质岩类。轻稀土明显富集而重稀土亏损显著,且有基本一致的弱正Eu异常。（La/Nb）PM比值〉0.7（1.23~2.26,平均1.94）,（87Sr/86Sr）i=0.7035~0.7039;143Nd/144Nd=0.5128~0.5129;εNd（t）=5.49~7.13。这些地球化学特征与Sajona et al.（1993,1994,1996）确立的富Nb岛弧玄武岩基本一致,而与一般岛弧玄武岩有显著区别。这一发现,为确认西准噶尔早石炭世存在富Nb岛弧玄武岩提供了地球化学佐证,丰富了新疆乃至我国富Nb岛弧玄武岩的产地与层位,也为确认本区早石炭世岛弧构造环境提供了重要依据。

桐柏北部条山—朱庄一带秦岭褶皱带古构造环境初探

条山—朱庄地区位于秦岭褶皱带的北带,其目前的研究程度还很低。本文对这一地区的野外地质特征和岩石化学的研究表明,该地区中部的红石山和黑石山之间早古生代的斜长角闪岩原岩可能主要为玄武岩;而两侧的变粒岩原岩可能主要为长石砂岩和长石石英砂岩,斜长角闪岩的原岩可能主要为泥灰岩。进而通过火山岩系列分析、岩石化学图解、微量和稀土元素地球化学分析、花岗岩判别图解、矿物组分和岩性分布格局的研究,认识到中部的早古生代玄武岩属于钙碱系列,并与区内早古生代侵入岩体组成的深成杂岩体共同构成火山—深成杂岩带;中部地段在早古生代发育时的古构造环境可能是岛弧环境,古岛弧所处的位置相当于现在桃园岩体的南东地段,古岛弧在后期遭受强烈的侵蚀作用,使得深部杂岩体得以露出地表,同时也成为两侧沉积盆地的蚀源区。因此,该地区两侧地段早古生代的古构造环境可能是发育于岛弧两侧的沉积盆地。

碧口群形成的地质构造环境探讨

碧口群是一套浅变质的中晚元古代火山 -沉积岩建造 ,主要分布于川陕甘三省交界地区。其中火山岩主要由细碧 -石英角斑岩系列火山岩组成 ,还有少量的玄武 -流纹岩系列火山岩和富钾流纹岩。下亚群以酸性火山岩为主 ,中亚群以基性火山岩为主 ,上亚群既有基性火山岩 ,又有酸性火山岩 ,中性火山岩出露较少。火山岩变质很浅 ,基本保持原岩的结构构造和化学组成。岩石化学、微量元素和稀土元素等一系列图解 ,都一致判别为碧口群火山岩主要是钙碱系列 ,也有少量的拉斑系列 ,并具双峰式火山岩特征。因此 。

内蒙古乌兰沟埃达克岩锆石U-Pb年龄及构造环境

内蒙古中部贺根山缝合带的梅劳特乌拉蛇绿岩中,新发现乌兰沟埃达克岩,岩性为花岗闪长岩。LA-ICP-MS锆石UPb测年结果表明,乌兰沟埃达克岩的侵位年龄为279.3±1.4Ma,其形成时代为早二叠世。乌兰沟埃达克岩SiO_2含量为65.92%~69.65%,MgO为1.34%~2.16%,Al_2O_3为15.30%~17.33%,Na_2O/K_2O值为3.95~14.09,Sr=359.60×10^(-6)~734.00×10^(-6),Yb=0.83×10^(-6)~2.02×10^(-6),Y=6.65×10^(-6)~12.84×10^(-6);富集K、Rb、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素;稀土元素总量为32.18×10^(-6)~65.41×10^(-6),明显较低,轻、重稀土元素分馏明显,(La/Yb)N值为2.84~7.56,无明显Eu异常,显示出高硅埃达克岩(HSA)的地球化学特征。该埃达克岩具有岛弧型岩浆岩特征,形成于俯冲带岛弧环境,可能为洋内俯冲洋壳+俯冲深积物部分熔融并与上覆地幔楔橄榄岩反应成因。根据乌兰沟埃达克岩与梅劳特乌拉蛇绿岩的时空分布与演化特征,贺根山缝合带在早二叠世可能存在洋内俯冲作用。

中昆仑耸石山地区晚古生代花岗岩地球化学特征、成岩作用与构造环境研究

昆仑山中段耸石山地区发育晚古生代花岗岩,由石英闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩等4类岩石组成。岩石低硅、低钾、贫碱、富钠,SiO_2和K_2O含量分别为56.42%～73.70%和1.70%～3.56%,Na_2O+K_2O平均6.13%,Na_2O平均3.49%,K_2O/Na_2O比值0.51～0.99;富铝,Al_2O_3平均为14.90%。总体属镁质、准铝质—弱过铝质钙性—钙碱性花岗岩。Ba、U、Nb、Ta、Sr、P、Ti等表现为较明显但并不强烈的相对亏损,Rb、Th、K、La、Nd、(Zr+Hf+Sm)、(Y+Yb)等则相对富集。ΣREE平均105μg/g;轻稀土富集,(La/Yb)_N值平均13.91;Eu弱亏损或无亏损,δ Eu值平均0.85。石英闪长岩在主要氧化物Harker图解中显著偏离演化线,且δ Eu值最低;二长花岗岩δ Eu值最高;岩石在C/MF-A/MF图解中落入不同区域;多种同分母的氧化物比值相关图中未一致显示线性相关,也未构成双曲线趋势;在La/Sm—La图解中4类花岗岩未构成分异演化趋势;花岗岩中发育岩浆混合成因镁铁质微粒包体等,说明花岗岩源岩和岩浆具多源性,岩浆形成过程中具岩浆混合作用。微量元素蛛网图特征,氧化物与微量元素构造环境判别图解以及区域构造格局等,表明花岗岩形成于岛弧环境。

东天山觉罗塔格造山带土古土布拉克岩组构造环境探讨

土古土布拉克岩组是觉罗塔格造山带一个重要的构造单元分组,土古土布拉克岩组的研究对觉罗塔格造山带构造格局的厘定具有较强的佐证作用。通过地球化学方面的测试分析可知样品微量元素显示大离子亲石元素Cs、Rb、Ba、Th和轻稀土La、Ce等明显富集,高场强元素Nb、Ta、P、Ti相对亏损,岩浆成分变化主要受结晶分离作用的影响,源区可能是亏损地幔,是在岛弧环境下形成的。

东昆仑水仙南地区基性—超基性杂岩体岩石地球化学特征及其形成环境探讨

水仙基性—超基性杂岩体位于东昆仑造山带西段,呈长条状侵位于金水口群变质岩系中,由辉石岩、角闪辉长岩、辉长岩组成,杂岩体主量元素、微量元素特征显示:杂岩体属亚碱性系列,在岩浆演化过程中具有一定程度的分离结晶作用,源区具有岩石圈幔源特征,形成构造环境为岛弧环境。

漠河地区古元古界兴华渡口岩群兴华岩组原岩恢复及形成环境讨论

古元古界兴华渡口岩群兴华岩组为额尔古纳地块结晶基底,在研究区多呈捕掳体状产于花岗岩石海中。由于出露面积较小,前人在本区研究较少,笔者通过1:25万漠河等3幅区调修测项目工作,采取各类分析样品,经过详细调查,认为兴华渡口岩群兴华岩组在本区出露岩性为片岩类、片麻岩类、石英岩类、变粒岩、大理岩类。通过对上述岩石类型的岩石化学、地球化学分析,认为本区兴华渡口岩群兴华岩组原岩为一套基性、中基性火山岩、陆源碎屑沉积岩及碳酸盐岩建造,构造环境属于岛弧环境。

内蒙古巴音图嘎一带奥陶纪火山岩的地球化学特征及成因环境

内蒙古巴音图嘎一带最早的地质记录出现在奥陶纪,出露的地层仅见有多宝山组、铜山组以及裸河组,岩石类型主要为蚀变安山岩、蚀变玄武岩等,以溢流相火山岩为主,基岩出露面积较小。通过在1:5万区调工作中,对其采集相应的样品进行了岩石化学分析,发现岩石SiO_2为50.70%～61.62%;Al_2O_3为15.12%～17.54%;K_2O/Na_2O比为0.15～0.40,表明样品具有钾低、钠高的特点,A/CNK为0.616～1.048,为偏铝质硅不饱和岩石。轻重稀土比值LREE/HREE为2.92～5.46,表明轻重稀土分异不明显,轻稀土略有富集。微量元素Rb、Ba、Th、U、K、Sr富集,Nb、Ta微量元素亏损。通过构造环境判别,表明该套火山岩形成于岛弧环境。

大南湖组火山岩的形成环境分析

研究区内位于图拉尔根地区,地层主要为大南湖组,在区域内可见海相的火山岩如细碧岩,角斑岩,石英角斑岩等。根据对岩石的岩相学、岩石化学、地球化学分析,可以判定研究区泥盆系大南湖组火山岩的形成环境是在板块的康古尔塔格-黄山断裂带俯冲消减下产生的岛弧环境。

黑龙江省双鸭山地区界兴东岩群岩石地球化学特征及环境探讨

晚元古界兴东岩群为佳木斯地块的古老结晶基底,由于出露面积较小,且变质程度较麻山群较弱,因此前人研究程度较低,本次工作通过1:25万佳木斯等2幅区调修测项目工作,采取各类分析样品,经过详细调查,认为兴华渡口岩群兴华岩组在本区出露岩性为片麻岩类、片岩类、角闪岩类、大理岩类、石英类,通过对上述岩石类型的岩石化学、地球化学分析,该区兴华渡口岩群兴华岩组原岩为一套基性、中基性火山岩、陆源碎屑沉积岩及碳酸盐岩建造,构造环境属于岛弧低钾拉斑玄武岩系列,形成构造环境可能为岛弧及活动性大陆边缘环境。