宁芜矿集区多阶段火山作用岩浆源区的转变:来自侵入岩锆石Hf-O同位素特征的记录

宁芜玢岩型铁矿矿集区是中国东部重要的铁矿矿集区之一。宁芜矿集区在早白垩世135~126 Ma间连续发育了成分和源区相似的4组火山作用旋回,并伴随有两大类侵入岩发育:一类为辉石闪长玢岩-闪长玢岩,与玢岩型铁矿床的形成密切相关,主要发育于大王山火山旋回晚期(约131 Ma);另一类为花岗岩类侵入岩,形成于铁矿化之后,成岩时代与姑山和娘娘山火山旋回相近(130~126 Ma)。两类侵入岩源区的差异与联系目前尚未揭露。本次研究通过对两类侵入岩锆石年代学、Hf-O同位素特征的研究,区分了不同侵入岩源区差异。结果表明,与成矿母岩同旋回侵入岩锆石的δ^(18)O集中于6.0‰~6.5‰,εHf(t)集中于-6.0~-5.0;成矿后形成的花岗岩类侵入岩锆石的δ18O集中于7.0‰至8.0‰,ε_(Hf)(t)分布于-8.7~-1.2。结合前人研究,区内岩浆活动存在有富集地幔、太古代地壳和新元古代地壳3个岩浆源区,4个火山作用旋回的岩浆源区在130 Ma左右发生了改变。130 Ma之前的龙王山和大王山火山旋回的岩浆岩源区主要为受太古代地壳混染的富集地幔,而130 Ma之后的姑山和娘娘山火山作用旋回的岩浆岩源区主要为受新元古代地壳混染的富集地幔。多阶段火山作用中只有大王山旋回的闪长玢岩与玢岩型铁矿的形成有关。相比较其他火山旋回,大王山旋回具有更高的富集地幔组分以及更少的新元古代地壳的混染。因而,岩浆中较高比例的富集地幔含量是控制玢岩型铁矿形成的关键因素之一。

华南中生代与同熔型花岗岩有关的铜铅锌多金属矿床时空分布及其岩浆源区特征

花岗岩及其成矿作用一直是地质学家关注的重要科学问题。本文在回顾花岗岩分类及其成矿专属性研究的基础上,以华南同熔型花岗岩为例,探讨了华南地区与同熔型花岗岩有关的铜铅锌矿床的特点、时空格架及其分布规律,研究了与成矿有关的同熔型花岗岩的特点、源区属性及其与华南古老地壳的关系。本文认为华南地区与同熔型花岗岩有关的铜铅锌成矿作用是壳幔相互作用的结果,且这些同熔型花岗岩具有过渡类型的特征。岩浆源区属性与成矿类型、成矿规模的关系存在着某种制约联系,该类矿床的形成是不同时期华南地区古老地壳改造的结果。

徐淮地区早白垩世adakitic岩石的年代学和Pb同位素组成:对岩浆源区与华北克拉通东部构造演化的制约

本文报道了徐淮地区5个早白垩世 adakitic 岩体全岩的 Pb 同位素组成和其中3个岩体的锆石 LA-ICP-MS U-Pb 定年结果,并讨论了岩浆源区的性质和华北克拉通东部中生代早期的构造演化。结果表明,班井、丰山和蔡山岩体形成于早白垩世,其^(206)Pb/^(238)U 加权平均年龄分别为127±1Ma、129±2Ma 和131±1Ma。利国、班井、夹沟、丰山和蔡山岩体的全岩(^(206)Pb/^(204)Pb)_t、(^(207)Pb/^(204)Pb)_t 和(^(208)Pb/^(204)Pb)_t 初始比值分别变化于17.957～18.620、15.508～15.655和38.129～38.710之间。综合早白垩世adakitic 岩石高的放射成因 Pb 同位素组成以及继承锆石年代学和其中榴辉岩类捕虏体锆石 U-Pb 年代学和地球化学的研究成果,可以认为华北克拉通东部徐淮地区早白垩世 adakitic 岩石的岩浆源区以断离的扬子克拉通俯冲板片(基底物质)为主,并有拆沉的华北克拉通基底物质的参与。这与扬子克拉通沿北西方向俯冲于华北克拉通之下的构造模式相吻合。

新疆塔里木板块西部瓦吉里塔格地区二叠纪超镁铁岩的岩石成因与岩浆源区

瓦吉里塔格地区位于塔里木板块西部,前人在此区发现了晚二叠世形成的6个爆破角砾岩筒和32条岩脉。爆破角砾岩筒属火山口相和火山管道相,脉岩属次火山相。爆破角砾岩筒由角砾和胶结物组成。角砾的主要类型是纯橄榄岩、橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩等;胶结物主要是麦美奇岩和苦橄岩。据岩石化学组成和液相线橄榄石的Fo分子确定的原生岩浆的MgO含量分别是18.78％和18.8％。它们的CaO/Al_2O_3平均值为3.9,Al_2O_3/TiO_2平均值为2.6。这些超镁铁岩都富集LREE、大离子亲石元素和Nb、Ta,而重稀土元素贫化,并有Zr、Hf负异常,不同样品间∑REE和(La/Yb)_N的差异反映了橄榄石和单斜辉石堆晶作用的影响,依据实验岩石学研究成果,熔融深度应为450km～650km。副矿物组合异常复杂,其中,刚玉的结晶深度有可能大于575km,它们的ε_(Nd)(t)=+3.3～+5.4,ε_(Sr)(t)=-4.27～-10.78,^(206)Pb/^(204)Pb=18.47～22.78,^(207)Pb/^(204)Pb=15.52～15.90,^(208)Pb/^(204)Pb=38.45～39.62。Nd、Sr、Pb同位素组成与洋岛玄武岩和一些地幔柱组分相同或相近。综合各方面的研究成果可以证明,这些超镁铁岩很有可能源自于核一幔边界之上的D^n层,源区本属于亏损型地幔,但在岩浆生成前不久被富含轻稀土元素和大离子亲石元素的流体交代。

西秦岭与赛什塘铜矿床有关的花岗质岩石岩浆源区特征及大地构造背景探讨

西秦岭赛什塘铜矿区内出露的三叠纪花岗质岩石有闪长玢岩、石英闪长岩、石英闪长玢岩、花岗斑岩和石英斑岩,其岩浆源区与形成构造环境可为古特提斯洋演化和区域成矿作用研究提供证据。岩石地球化学特征共同表明,这些花岗质岩石属于准铝质钙碱性-高钾钙碱性系列,为I型花岗岩;Mg#值变化较大(39~68),LREE富集,HREE亏损,(La/Yb)N比值介于8.50~22.9,具有Eu负异常,δEu介于0.28~0.78,同时富集大离子亲石元素Cs、Rb、K、Pb,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,呈现出与典型俯冲作用密切相关岛弧花岗岩相一致地球化学特征。石英闪长玢岩和石英斑岩SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为219.0±2.3Ma和220.0±2.0Ma,锆石εHf(t)分别为-4.5^-2.1和-2.5^+1.0,对应二阶段模式年龄分别为1392~1544Ma和1190~1415Ma。结合前人对西秦岭三叠纪花岗岩以及其南侧阿尼玛卿蛇绿混杂带研究成果,本文认为赛什塘铜矿区花岗质岩石与西秦岭同时期花岗岩形成于与古特提斯洋向北俯冲密切相关的大陆边缘弧环境,其岩浆源区为中元古代下地壳变基性岩,且岩浆可能受到地幔物质混染。

西秦岭新生代钾霞橄黄长岩的地球化学及其岩浆源区性质

西秦岭礼县地区新生代钾霞橄黄长岩具有贫SiO_2和Al_2O_3,富CaO、Mgo、TiO_2及K_2O+Na_2O的特征,矿物组合中除橄榄石、辉石外,普遍含有霞石、黄长石、白榴石和磁铁矿等矿物。火山岩的∑REE为97.82×10^(-6)～639.1×10^(-6)。岩石以强烈富集大离子亲石元素(LILE,如Rb、Ba、K、Sr)和高场强元素(HFSE,如Nb、Th、Ta、P、Zr、Hf等)为特征具有Pb和Ti的负异常。火山岩具有相对高的^(143)Nd/^(144)Nd比值(0.512007～0.512130,ε^(Nd)=+3.4～+5.8)和相对低的^(87)Sr/^(86)Sr比值(0.703374～0.704726)。^(206)Pb/^(204)Pb、^(207)Pb/^(204)Pb和^(208)Ph/^(204)Ph的比值范围分别为18.088～19.112,15.476～15.626和38.071～39.680。岩石的微量元素和Sr、Nd和Pb同位素特征显示其与洋岛玄武岩(OIB)的地球化学特征相似。源区组成显示了亏损地幔端元DM、HIMU端元和富集地幔端元EMII这三种地球化学端元混合的特征。

金川铜镍硫化物矿床Hf同位素地球化学特征与岩浆源区

金川铜镍硫化物矿床是中国最大镍资源基地,形成于新元古界超镁铁质小岩体中,围岩是古元古界白家嘴子组一套角闪岩相变质岩,矿床的成矿关键因素一直受到广泛关注。详细的地质填图发现岩体与围岩为侵入接触,呈岩席状产出,西南部为岩体顶部,东北部为岩体底部。通过SHRIMP锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究,获得矿床中锆石年龄平均为(840±10)Ma,与前人获得的年龄(831.8±0.6)Ma在误差范围内一致,代表成岩年龄的锆石εHf(t)值主要集中在-8.52^-4.85;Hf模式年龄大于锆石U-Pb年龄,表明其岩浆源区受到过地壳物质的混染或来自于富集地幔。Hf-Sr-Nd-Pb-Os同位素研究发现,形成金川铜镍硫化物矿床的岩浆源区属于Ⅰ型富集地幔(EMⅠ),成岩成矿地质背景与陆内裂谷有关,这种特殊的构造环境与地幔源区可能对形成金川超大型铜镍硫化物矿床发挥了重要贡献。

西藏定结地区高喜马拉雅淡色花岗岩的地球化学特征与岩浆源区研究

西藏定结地区高喜马拉雅隆起带中淡色花岗岩体紧靠藏南拆离断层内呈等轴状小岩株产出。淡色花岗岩地球化学特征为过铝质,高Si和K,低Ca、Fe和Mg,岩石富轻稀土元素及Rb、Ba和Th,贫Hf、Zr、Y和Yb,呈现S型花岗岩特征。基底副变质岩中广泛发育淡色花岗岩脉体,在副变质岩中的淡色花岗岩脉体内发现紫苏辉石暗色麻粒岩残留体,通过对淡色花岗岩与基底副变质岩的地球化学特征的对比,发现它们具有相似的稀土元素配分曲线,均富K、Rb、Ba和Th,贫Hf、Zr、Y和Yb。认为基底副变质岩为高喜马拉雅淡色花岗岩源岩,其在快速隆升降压的条件下发生缺水熔融生成淡色花岗岩浆而残余麻粒岩残留体。

东秦岭160～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)成矿作用的差异性：来自成矿岩体的地球化学及其岩浆源区的证据

东秦岭地区在商丹断裂带南北两侧分别形成了矽卡岩-斑岩型Cu(Mo)矿床和斑岩-矽卡岩型Mo(W)矿床,两者均形成于160~140Ma。通过对不同矿床的地质特征和成矿岩体对比研究发现,Mo(W)矿床主要分布在商丹断裂带北侧的北秦岭和华北板块南缘,主要分布有新太古代至奥陶纪地层,由一系列变质程度不同的火山岩和沉积岩组成。Cu(Mo)矿床主要位于商丹断裂带南侧的南秦岭晚古生代弧前盆地,主要分布古生代地层,由粉砂岩、绢云板岩、灰岩、杂砂岩及白云岩等组成。Mo(W)矿床的成矿岩体以花岗斑岩为主,具有高硅、富钾,贫镁铁,较高的岩浆分异程度;Cu(Mo)矿床的成矿岩体以花岗闪长斑岩为主,具有低硅、低钾,富镁铁,低分异的特征。Mo(W)成矿岩体亏损Ba,富集U、Nb等元素,Cu(Mo)成矿岩体相对富集Ba,亏损U、Nb等元素;Cu(Mo)成矿岩体∑REE略高于Mo(W)成矿岩体,未表现出明显的Eu异常,而Mo(W)成矿岩体具有负Eu异常。Cu(Mo)和Mo(W)成矿岩体具有相似的结晶温度,Mo(W)成矿岩体具有相对较高的形成压力和氧化态。Mo(W)成矿岩体的岩浆源区以辉石为残留相,Cu(Mo)成矿岩体的岩浆源区则是以极少量角闪石为残留相。相对于Mo(W)矿床,Cu(Mo)矿床的成矿岩体具有较高的εNd(t)值(-28.8^-12.1和-4.75^-2.73)和εHf(t)值(-38^-7.9和-3.79^+1.79),这说明Cu(Mo)成矿岩体的岩浆源区中含有相对较多的地幔物质,而Mo(W)成矿岩体的岩浆源区中含有相对较多地壳物质。由于两种矿化位于不同的构造单元以及成矿岩体在岩石地球化学、温压条件、氧化还原状态和岩浆源区特征等方面的差异造成了160~140Ma岩浆活动在商丹断裂带南北两侧形成不同矿化类型。

祁连山塔尔沟钨矿有关花岗岩的岩浆源区同位素示踪

从20世纪80年代至今,地质工作者在祁连山西段发现并探明了塔尔沟钨矿、小柳沟钨矿、世纪铜钨矿、贵山铜钨矿、祁宝铜钨矿和祁青钼矿等钨多金属矿床,使得该地区成为我国西北地区一个重要的钨多金属矿集区。本区钨多金属矿与加里东期花岗岩关系非常密切,塔尔沟钨矿就产于野牛滩花岗质岩体西南缘。前人对野牛滩花岗质岩体的形成时代、岩石学和地球化学特征等都进行过详细的研究(毛景文等,2000a;2000b),但对其源区性质的研究较少。本文通过对塔尔沟钨多金属矿有关花岗岩钐-钕。

鄂东南地区古家山岩体锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成:对岩浆源区的指示

对扬子陆块鄂东南地区古家山花岗闪长斑岩体进行了锆石CL显微结构分析和LA-(MC)-ICP-MS法U-Pb年龄测定及Lu-Hf同位素分析。结果表明该花岗闪长斑岩中的锆石为岩浆锆石,其晶体内部多包裹有经历变质重结晶程度不同的继承锆石。岩浆锆石206Pb/238U加权平均年龄为145.4±1 Ma(MSWD=1.5),表明古家山岩体形成于晚侏罗世。岩浆锆石εHf(t)值为-4.33^-17.41,Hf同位素两阶段模式年龄tDM2为1470~2294 Ma。继承锆石207Pb/206Pb年龄为1746~2959 Ma,以古元古代为主;εHf(t)值为-18.2~2.65,表明该地区存在太古宙-古元古代基底物质再循环。综合野外地质调查与岩石化学、锆石微区原位分析结果,古家山花岗闪长斑岩为壳源花岗岩,其源区为古元古代基底。对古家山花岗闪长斑岩体的研究表明鄂东南地区确切存在太古宙-元古代基底,为研究扬子陆块前寒武纪基底演化提供了新的信息和线索。

甘肃黑山含铜镍硫化物岩体岩浆源区特征及构造背景探讨

北山褶皱带位于中亚造山带(CAOB)南部边缘。近年来,北山发现了一系列含铜镍硫化物的基性-超基性岩体,如坡北、红石山、罗东、笔架山、旋窝岭等。这些岩体大多形成于二叠世(260～290Ma,姜常义等,2006;李华芹等,2006;Suet al.,2010,2011;Qin et al.,2011),与新疆其他岩体(如喀拉通克、黄山、图拉尔根、白石泉。

内蒙古固阳TTG岩岩石成因、岩浆源区及构造环境

TTG岩类是大洋俯冲起主导作用的一类岩石,英云闪长岩是TTG岩类的一个重要成员。出露于内蒙古固阳的英云闪长岩,其深入研究对探讨古亚洲洋俯冲消减阶段的构造演化具有重要意义。通过对固阳英云闪长岩进行系统的岩石学、矿物学及地球化学数据分析与投图研究,充分说明了固阳TTG岩的岩石成因、岩浆源区与构造环境。固阳英云闪长岩岩石成因类型为I型;岩浆主要来源于基性岩部分熔融,为洋壳基性岩浆和大陆上地幔岩浆的混合物;固阳TTG岩之英云闪长岩产于大陆边缘弧环境,属于大陆弧花岗岩类(CAG)。结合区域地质背景综合分析,由于古亚洲洋俯冲,起源于华北板块北缘的岩浆形成大陆弧岩浆岩(277±3Ma),即现今的固阳TTG岩。

珲春小西南岔白垩纪花岗岩的地球化学及岩浆源区特征

珲春小西南岔地区白垩纪花岗岩主要有英云闪长岩和花岗闪长岩两种类型。英云闪长岩属于中钾钙碱性系列（Na2O/K2O=1.99～2.76）,具有高Al2O3（15.46%～17.13%）、Sr（559×10^-6～731×10^-6）、Sr/Y（40～78）、La/Yb（16～21）,低Y（9×10^-6～14×10^-6）、Yb（0.8×10^-6～1.3×10^-6）的特征,与埃达克质岩石地球化学特征类似。花岗闪长岩为高钾钙碱性系列,Na2O/K2O=1.01～1.56,w（Sr）=312×10^-6～410×10^-6、w（Yb）=1.23×10^-6～2.13×10^-6、Sr/Y=13～32,属正常的高钾钙碱性花岗岩。两类花岗岩的源区均为玄武质下地壳物质,英云闪长质岩浆形成压力较高（〉1.0GPa）,深度大于33km,花岗闪长质岩浆形成压力相对较低（0.8～1.0GPa）,岩浆来源深度为26～33km。

鄂东南地区何锡铺岩体锆石U-Pb定年、岩浆源区及其地质意义

鄂东南地区存在大量中酸性小岩体,部分小岩体与斑岩型铜钼金矿床关系密切。对位于鄂东南东区南部的何锡铺花岗闪长斑岩体进行了锆石U-Pb定年和Hf同位素组成测定。定年结果显示:花岗闪长斑岩样品的岩浆结晶年龄为(142±1)Ma,属早白垩世。这与鄂东南地区和九江-瑞昌地区含矿小岩体形成年代基本一致。何锡铺岩体锆石176 Hf/177 Hf比值为0.282 372~0.282 656,在t=142 Ma时,对应的εHf(t)值为-11.1^-1.1,平均值为-6.3。锆石εHf(t)值具不均一性,类似于阮宜湾岩体,而不同于铜山口岩体和龙角山岩体。岩体具高Sr/Y比值,无明显Eu负异常。全岩初始锶同位素比值(87Sr/86Sr)i为0.705 88,εNd(t)值为-4.9。全岩地球化学、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素特征一致表明富集地幔是何锡铺岩体的重要源区,原始幔源岩浆可能存在古老地壳物质的混染。何锡铺岩体不仅具有与铜山口岩体类似的岩石学特征,还具有与其类似的地球化学特征。幔源物质的参与指示该岩体具有形成斑岩型铜钼金矿床的潜力。

新疆坡十含铜镍硫化物岩体岩浆源区特征及构造背景探讨

世界上超大型岩浆硫化物矿床多形成于与地幔柱或大陆裂谷有关的地质背景,与成矿有关的幔源岩浆往往具有许多类似于洋岛玄武岩(OIB)的地球化学特征。但近年来的研究发现也有一些矿床的形成与受俯冲事件改造的交代地幔的部分熔融有关(Johan,2002;Thakurta et al.,2008;Ripley,2009;Song et al.,

新疆喀拉通克铜镍矿镁铁质岩体形成时代、岩浆源区与成矿作用

喀拉通克铜镍矿床位于中亚造山带准噶尔地块东北缘,北邻额尔齐斯深大断裂。该矿床富矿比例较高,是我国仅次于金川、夏日哈木的第三大岩浆型铜镍矿床。矿区镁铁质岩体成群发育,已发现岩体13个,工业矿体主要集中在Y1和Y2岩体中。

滇西金宝山富铂钯岩体岩浆源区研究:铂族元素和Sr-Nd同位素约束

金宝山杂岩体位于扬子板块西缘,毗邻哀牢山造山带北段,岩体中蕴含丰富的铂钯资源,是峨眉山大火成岩省(ELIP)中大型岩浆型铂族元素矿床。岩体的主要组成为辉石橄榄岩,矿体以似层状、透镜状产出于辉石橄榄岩中。地幔是镍矿床和铂族元素矿床最重要的源区,因而对Ni、Cu及PGE等元素行为的研究,是剖析岩浆型Ni-Cu-PGE矿床源区特征的一个重要研究方向。该研究获得金宝山岩体中辉橄岩铂族元素及Sr-Nd同位素数据,结合前人对ELIP中不同类型岩石系列PGE成分研究及Ni、Cu、PGE等元素在岩浆和硫化物中的分配系数,半定量模拟得到金宝山原始岩浆的形成源于地幔中高度部分熔融(25%-40%)形成的富PGE岩浆(含12.8×10^-9 Pd,9.8×10^-9 Pt,0.6×10^-9 Rh和0.7×10^-9 Ir),其铂族元素成分与ELIP苦橄岩成分相当,并且岩浆在演化的过程中遭受了10%-20%地壳混染作用。利用批式部分熔融公式及各铂族元素在硅酸盐矿物和熔体之间的分配系数反演计算得到产生金宝山熔体的地幔约含有5.3×10^-9 Pd,7.5×10^-9 Pt,0.75×10^-9 Rh和1.5×10^-9 Ir,相比原始地幔而言并没有表现出明显富集PGE的特征。这表明地幔中高度部分熔融+大量岩浆与硫化物的充分反应是形成大型岩浆型铂族元素矿床的一种可具备的条件。

腾冲地块晚白垩世-古近纪富锡花岗岩成因:岩浆源区及分异演化条件

腾冲地块锡成矿作用主要与晚白垩世-古近纪岩浆活动相关,但仅矿区花岗岩体具有较高的锡含量(平均25×10^(-6)),区域上同时代的非成矿花岗岩体并未发生锡的富集。本文通过搜集分析现有研究数据,总结了富锡成矿岩体和区域非成矿岩体在岩浆源区、演化条件和结晶分异程度的异同:区域非成矿岩体锆石ε_(Hf)(t)值(-15.1~+3.39)表明,自东北向西南幔源物质加入有升高的趋势,但区域玄武岩中低含量的Sn(1.61×10^(-6))表明幔源物质混入不利于岩浆中锡的富集。晚白垩世部分非成矿岩体与成矿岩体具有相同ε_(Hf)(t)(-9.7)值,表明其皆源于古老地壳物质的部分熔融,但岩体均表现为准铝质-弱过铝质特征,且锆石Hf同位素(t_(DM2)=1724Ma)和全岩Nd同位素(t_(DM2)=1836Ma)二阶段模式年龄基本一致,因此其源区可能并非富锡的高黎贡山群变质沉积岩,而可能是其中未经风化的变质花岗岩。根据腾冲地块地层厚度(28km)和莫霍面深度(47~35km)推断岩浆源区至少位于地下30km(8.4kbar),由于仅靠地温梯度(25℃/km)无法达到初始熔融温度(>1066℃),源区部分熔融过程很可能受地幔热的影响。根据Fe_(2)O_(3)/FeO比值,非成矿岩体(0.59)与成矿岩体(0.48)均具有较低的氧逸度,属钛铁矿系列,但成矿岩体的结晶分异程度明显高于非成矿岩体,且成矿岩体富含挥发分,高含量的挥发分降低了岩浆固结温度(650~550℃),延长了结晶分异时间,促进了锡在晚期岩浆中的富集。因此腾冲地块富锡花岗岩主要是普通岩浆在低氧逸度环境下发生高度结晶分异的结果。

腾冲火山岩岩浆源区性质探讨

本文据玄武岩及其斑晶橄榄石的成分估算了岩浆喷发前的进化程度，据玄武岩微量元素组成利用瑞利定量模型计算了原始岩浆及岩浆源区的微量元素组成。结果表明本区火山岩源区具有显著的富集特征。