吉南夹皮沟地区变质侵入岩的锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造意义

吉南夹皮沟变质地体作为华北克拉通东北部太古宙基底的重要组成部分,其新太古代到古元古代的构造演化过程一直存在争议。为此,在详细野外地质调查基础上,选择三种代表性变质侵入岩,开展了锆石稀土微量元素、锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素分析工作。结果显示:夹皮沟地区紫苏花岗岩的侵位年龄为2504±8Ma,并记录有2476±13Ma的变质年龄;其锆石Hf模式年龄介于2.82~2.66Ga之间,εHf(t)值介于1.72~5.1之间,反映为新生地壳物质再循环的产物。变辉长岩体(斜长角闪岩)的侵位年龄为2529±14Ma,并记录有2484±23Ma的变质年龄。变基性岩墙(石榴角闪岩)的侵位年龄为2214±18Ma,并记录有1930±16Ma的变质年龄;其岩浆锆石具有异常高的εHf(t)值(7~15),并存在明显的重稀土亏损现象,推测其母岩浆来源于富含石榴石的岩石圈地幔。综合多种信息,认为吉南地区新太古代末期(2.50~2.48Ga)构造热事件受大规模地幔柱活动控制,古元古代中晚期(2.2~1.84Ga)构造热事件可能源于克拉通边缘板块俯冲引起的碰撞造山作用。

青海沟里地区斜长角闪岩锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素特征及其指示意义

东昆仑造山带金水口群的沉积和变质时代一直存在争议。本文利用LA-ICP-MS技术对青海省都兰县沟里地区金水口群中的斜长角闪岩进行了锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素研究。结果显示:斜长角闪岩中6个测点的碎屑锆石年龄集中在2.1~2.0 Ga之间,碎屑锆石最小年龄为1829 Ma,变质锆石的上交点年龄为(1905±300)Ma,误差较大,但暗示金水口群沉积时间漫长,沉积时代不晚于中元古代早期,故本文认为金水口群沉积时代在1800 Ma左右;年龄集中于2100 Ma的碎屑锆石具有麻粒岩相变质锆石特征。变质锆石年龄集中于450~420 Ma之间,12个点的加权平均年龄为(444.3±5.3)Ma,为早古生代,该年龄与东昆仑造山带响应原特提斯洋俯冲拼合并发生区域深熔作用的年龄基本一致;锆石^(176)Lu/^(177)Hf值较低,变质锆石ε_(Hf)(t)值为-35.41~-3.75,T_(DM2)介于3641~1666 Ma之间,源岩物质为古老地壳再循环的产物;古元古代碎屑锆石ε_(Hf)(t)值为-2.98~25.58,T_(DM2)介于2833~920 Ma之间,源区为来源于亏损地幔的陆壳,与太古宙TTG岩系相似,暗示阿尔金地块的TTG岩系为金水口群提供了部分物质来源。金水口群沉积于活动大陆边缘或初始裂谷盆地,上部沉积盖层冰沟群与万宝沟群沉积于浅海陆棚,沉积过程具有连续性。

贵州北部马鬃岭铝土矿床中富锂铝质粘土岩碎屑锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素特征及其对锂源的制约

为研究贵州北部马鬃岭铝土矿床中富锂铝质粘土岩的物源体系及其锂的来源,对出露于大竹园组顶部的该类岩石进行了锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素及锆石微量元素分析。分析结果表明富锂铝质粘土岩中碎屑锆石普遍发育岩浆振荡环带,为造山作用/弧作用相关的岩浆岩类锆石。碎屑锆石U-Pb年龄从早泥盆世到太古宙(411~3001 Ma)均有分布,具627~879 Ma和925~1018 Ma两个主峰及539~602 Ma一个次峰。ε_(Hf)(t)值为-27.61~7.03之间,二阶段模式年龄(t_(DM2))分布在1242~3387 Ma之间。结合碎屑锆石U-Pb-Hf同位素、微量元素特征及区域地质对比,认为富锂铝质粘土岩中碎屑锆石最主要的初始物源区为南岭-云开地体、江南造山带西段新元古代岩浆岩,其锂可能来源于江南造山带西段桂北-黔东地区860~750 Ma的基性岩。

胶西北大泽山岩体地球化学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素特征

胶东金矿集区是我国最重要的金矿集区,大规模金成矿作用发生于125~110 Ma。本文选择了与成矿作用同期的早白垩世晚期大泽山岩体为研究对象,通过详细的岩相学、岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,识别出中粒二长花岗岩和细粒二长花岗岩两种主要的侵入岩类型,它们具有相似的岩相学和岩石地球化学特征,呈现同源岩浆演化特征。定年结果表明,中粒二长花岗岩中锆石U-Pb年龄分别为119.8±0.8 Ma和119.3±0.9 Ma,细粒二长花岗岩中锆石U-Pb年龄分别为109.2±0.7 Ma和109.9±0.7 Ma。岩石地球化学研究表明,二长花岗岩具有高的全碱(K_(2)O+Na_(2)O=8.14%~8.72%),高的Al_(2)O_(3)(12.42%~15.32%),属过铝质高钾钙碱性系列,轻稀土(LREE)富集、重稀土(HREE)相对亏损(LREE/HREE=8.46~18.87),具明显的稀土元素分馏((La/Yb)_(N)=8.52~24.08)和较强的Eu负异常(δEu=0.33~0.58)。大泽山岩体锆石ε_(Hf)(t)值为-26.4~-16.2,亏损地幔二阶段模式年龄(T_(DM2))为2812~2173 Ma,物源主要是古元古代和新太古代陆壳的部分熔融,有少量幔源物质的加入。大泽山岩体成岩期与胶东金矿的主成矿期一致,暗示岩浆活动与金成矿具有统一的地球动力学背景。

沙巴地区新生代碎屑岩物源分析及构造意义:锆石年代学和Lu-Hf同位素组成约束

沙巴地区位于印度‒澳大利亚、太平洋和菲律宾海板块交汇区,其发育的新生代沉积对理解婆罗洲北部的沉积‒构造演化具有重要意义。本文对沙巴北部始新世‒中新世碎屑岩开展岩石学、锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素研究,结果表明:该套碎屑岩包括岩屑石英砂岩和长石岩屑石英砂岩,其中始新统Trusmadi组碎屑锆石年龄主要峰值为160 Ma和120 Ma,对应年龄群(185~145 Ma和140~100 Ma)的εHf(t)值分别为–15.6~+14.8和+0.6~+12.2,表明源区新生地壳物质贡献明显。始新统‒中新统Crocker组碎屑锆石年龄主要峰值为248 Ma,次要峰值为1860 Ma、438 Ma、280 Ma和120 Ma,主要年龄群(265~220 Ma)的εHf(t)值为–11.9~+9.9。中新统Kudat组的碎屑锆石年龄集中在120 Ma、εHf(t)值(+1.8~+9.0)均为正值,次要峰值174 Ma。本次研究认为Trusmadi组砂岩物源主要受控于越南大叻带和婆罗洲西部中生代花岗质岩及古晋带再循环沉积物,Crocker组主要源自婆罗洲西部和马来半岛东部中生代火成岩,以及沙巴本身。Kudat组砂岩物源主要来自沙巴蛇绿岩及部分巴拉望陆块的再循环沉积物。此外,少量始新世岩浆成因碎屑锆石暗示沙巴地区存在始新世与古南海板块俯冲相关的岩浆作用。

Lu-Hf同位素体系及其岩石学应用

Lu-Hf是近几年来发展极为迅速的一门同位素定年和地球化学示踪技术。本文对这一同位素体系的发展历史、岩石学应用和存在的问题进行了全面的评述,对目前常见的样品溶解、质谱测定和激光剥蚀技术进行了全面介绍。虽然Lu-Hf同位素的发展历史可划分为TIMS、hot-SIMS、MC-ICPMS三个阶段,但MC-ICPMS仪器的出现,使Hf同位素发展速度明显加快。在介绍了Lu-Hf同位素的基本地球化学行为和基本原理之后,本文对这一同位素体系在岩石学上的应用作了全面的介绍,内容包括含石榴石和磷灰石岩石的同位素定年、早期大陆地壳形成与演化、不同端元地幔的性质及成因、岩浆作用过程的Hf同位素鉴别、区域地球动力学演化、变质作用过程中的Hf同位素变化等。最后对Lu的衰变常数、测定标准(JMC475溶液和固体锆石/斜锆石标准)的Hf同位素组成及Hf同位素的封闭温度等问题进行了讨论。

大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩中锆石Lu-Hf同位素研究

对大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩进行了锆石Lu-Hf同位素分析,结果为原岩来源提供了制约,表明扬子陆块在Rodinia超大陆裂解时的裂谷岩浆活动中发生了显著的陆壳生长。对这些锆石的不同区域进行的U-Pb和Lu-Hf同位素分析和比较表明,不同成因的锆石在^(206)Pb/^(238)U年龄、初始Hf同位素组成、Th/U及Lu/Hf比值等方面具有明显的差异。与年龄较老的岩浆核部和幔部相比,年轻的变质增生边具有低的Th/U和Lu/Hf比值但高的ε_(Hf)(t)值。不同成因锆石的Th/U和Lu/Hf比值存在着正相关性,表明变质作用对锆石的U-Th-Pb和Lu-Hf同位素体系有着相似的影响。高级变质作用有时能够引起岩浆锆石增生边^(176)Hf/^(177)Hf比值的显著升高,导致变质新生颗粒或增生边类似于新生地壳的高ε_(Hf)(t)值假象。对榴辉岩和片麻岩锆石核部的分析发现,镁铁质和长英质原岩在大约750Ma左右形成一个双峰式火山岩套,另外包含少量的年龄约为2.15Ga的陆壳。初始Hf同位素组成可分成两组:第一组具有正的ε_(Hf)(t)值,为5.9±0.9～12.9±0.7;第二组ε_(Hf)(t)值在零左右,为-4.3±0.5-2.3±0.3。正的ε_(Hf)(t)值与较年轻的模式年龄相对应,负的ε_(Hf)(t)值与古元古代模式年龄相对应。前者表明,在扬子陆块北缘裂谷岩浆作用将亏损地幔物质加入到大陆地壳中,同时在新元古代中期的裂谷构造带中存在同时期的壳-幔相互作用。因此,在扬子陆块北缘新元古代中期裂谷岩浆活动中,既有新生地壳生长和即时再造,也有古老地壳再造。

胶西北新城金矿床二长花岗岩岩石地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

胶东是我国最重要的金矿集区,也是环太平洋中、新生代金成矿系统的重要组成部分,其内花岗质岩石分布广泛,95%以上的金资源储量赋存在晚侏罗世玲珑型花岗岩和早白垩世早期郭家岭型花岗质岩中。关于花岗岩类的成因,尤其是早白垩世花岗质岩的岩石类型及其源区仍存有争议。新城金矿床位于胶东西北部焦家断裂带北段,是迄今为止在胶东矿集区内发现的赋存在早白垩世花岗质岩中最大的金矿床,其内已探明金资源储量大于200t。该金矿床的赋矿围岩为新城花岗岩体,由中细粒石英二长岩和中粗粒似斑状二长花岗岩组成,形成于127~132Ma。进一步的地质观察表明中粗粒似斑状二长花岗岩两侧的岩石粒度逐渐变细,斑晶逐渐变小,长英质矿物增多,明显不同于中粗粒似斑状二长花岗岩,应为中细粒似斑状二长花岗岩。论文对该中细粒似斑状二长花岗岩进行了系统的岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS定年和Lu-Hf同位素组成研究,并进一步探讨了该类岩石的地球化学类型、形成时代、岩浆源区性质及其与新城花岗岩体的关系。岩石地球化学研究表明中细粒似斑状二长花岗岩具有高的SiO2(71.18%~73.72%)、全碱(K2O+Na2O=7.07%~8.64%)、Ba(>793×10-6)、Sr(>729×10-6)和轻稀土含量(>71.14×10-6),低的Al2O3(13.57%~15.73%)、MgO(0.22%~0.39%)、Rb(<91.7×10-6)、Th(<7.4×10-6)、U(<4.51×10-6)、Nb(<4.49×10-6)、Ta(<0.26×10-6)、Y(<3.67×10-6)和重稀土含量(<7.47×10-6),无明显的铕异常,明显亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,显示出典型的高Ba-Sr花岗岩所具有的地球化学特征,属高BaSr花岗岩。锆石LA-ICP-MS定年结果表明中细粒似斑状二长花岗岩形成于123±1Ma,而石英二长岩和中粗粒似斑状二长花岗岩的锆石LA-ICP-MS年龄为127±2Ma^132±1Ma,3种类型岩石具有相似的主量元素组成及稀土和微量元素分布模式,表明新城花岗岩体的形成时代应为123±1Ma^132±1Ma。Lu-Hf同位素测试结果显示中细粒似斑状二长花岗岩岩浆锆石的εHf(t)为-20.76^-18.66,二阶段模式年龄tDM2为2351~2479Ma;在εHf(t)-锆石U-Pb年龄图解中,所有数据点均落在球粒陨石演化线之下的壳源区域。金矿床已有石英二长岩、中粗粒似斑状二长花岗岩和区域玲珑型花岗岩Hf同位素组成及该中细粒似斑状二长花岗岩中2个太古代(2629±14Ma、2402±18Ma)和3个中生代(150±7Ma、151±1Ma、147±1Ma)的继承锆石年龄,表明新城金矿床内中细粒似斑状二长花岗岩应来源于前寒武纪变质基底岩石,岩浆上升过程中遭受了上地壳(主要是玲珑黑云母花岗岩)的混染。

南阿尔金茫崖地区花岗岩类锆石SHRIMP U-Pb定年、Lu-Hf同位素特征及岩石成因

南阿尔金茫崖地区早古生代花岗岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,阿克提山花岗岩为264±1Ma,柴水沟花岗岩分别为404±5Ma、406±4Ma,其中的辉绿岩为454±4Ma,常春沟花岗岩分别为411±5Ma、406±3Ma,茫崖镇北石英闪长岩为466±5Ma,阿卡龙山花岗岩为469±6Ma。锆石Lu-Hf同位素分析表明,εHf（t）值大多数为正值,少数继承性锆石为负值,反映了它们的源岩以新生地壳为主,同时,也混有少量的古大陆壳的成分。结合区域地质特征和各岩体的岩石地球化学特征,将南阿尔金茫崖地区早古生代花岗质岩浆活动划分为3期,第一期（465～469Ma）岩石组合为石英闪长岩＋花岗闪长岩＋花岗岩,具有岛弧火成岩的地球化学属性,其形成可能与洋壳的俯冲作用有关;第二期（404～411Ma）岩石组合为花岗闪长岩＋二长花岗岩＋正长花岗岩,具有A型花岗岩的地球化学特征,可能与板块碰撞后造山带块体均衡调整有关,第三期（264Ma）岩石组合为石英闪长岩＋二长花岗岩＋正长花岗岩,也具有I型花岗岩的特征,可能与阿尔金断裂的活动有关。

东秦岭花山复式岩基中蒿坪与金山庙花岗岩体岩石地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素组成

蒿坪与金山庙花岗岩体位于华北陆块南缘,是熊耳山地区花山复式岩基的重要组成部分。锆石LA-ICP-MSU-Pb定年显示,蒿坪岩体两个样品年龄为128.7±1.0Ma和129.3±2.4Ma,金山庙岩体一个样品年龄为127.6±1.6Ma,均为早白垩世岩浆作用的产物。蒿坪岩体以发育碱性长石大斑晶为主要特征,主要组成矿物为碱性长石、斜长石、石英、黑云母和少量角闪石等,而金山庙岩体矿物组合则为碱性长石、斜长石、石英和黑云母。化学组成上二岩体均具高硅准铝、富碱高钾及富铁贫镁的特征,轻重稀土元素分馏显著,Eu异常较弱或无明显Eu异常,Eu/Eu*为0.69～1.26,富集Cs、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、Y等高场强元素,在成因类型上可归为I型花岗岩,其中金山庙岩体经历了更高程度的分离结晶作用(D.I.=96.6～97.3),应属高分异I型花岗岩。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示,蒿坪岩体εHf(t)为-10.2～-13.3,tDM2为1.8Ga～2.0Ga,金山庙岩体εHf(t)为-13.3～-17.5,tDM2为2.0～2.2Ga,表明二者的源区很可能是遭受了幔源或新生地壳改造的太华群古老基底物质。根据区域地质和全岩地球化学组成及产出动力地质背景的全面分析,表明蒿坪与金山庙岩体应形成于扬子陆块与华北陆块碰撞造山后的陆内伸展引张环境,是古特提斯构造域向古太平洋构造域转换体制下岩浆作用的产物。在成岩过程中,蒿坪和金山庙岩浆体系释放出大量富挥发组分(如F,Cl)的热液流体(特别是高分异的金山庙岩体),萃取富集了围岩中的成矿物质或是叠加改造了先期(印支期或燕山早期)形成的金矿床,使之运移至构造交汇部位规模性成矿。

南天山拜城县波孜果尔A型花岗岩类锆石U-Pb定年及其Lu-Hf同位素组成

新疆拜城县波孜果尔A型花岗岩类岩体位于塔里木地台北缘及邻区的近东西向碱性侵入岩带上，主要岩石类型为霓石钠闪石英碱长正长岩、霓石钠闪碱长花岗岩、黑云母碱长正长岩。全岩SiO2：68．97％～74．14％，Na20＋K20=9．67％～11．19％，A1，O，=13．72％～15．26％，Fe20，=0．18％～1．41％，FeO=0．91％-1．51％，CaO=0．35％-0．63％。稀土元素总量较高，∑REE=298×10～-1286×10～，平均706×10～，轻稀土富集，重稀土亏损，强烈的Eu负异常，呈“右倾海鸥型”的稀土元素配分模式。富Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素，亏损Ba、K、sr等大离子亲石元素，zr＋Nb＋ce＋Y=936×10-6 —3684×10-6，平均1813×10-6。为A1型花岗岩。岩体形成于早二叠纪。锆石LA—ICP-MSU—Pb年龄为287．7～291．6Ma，平均289．8Ma，岩体形成后，在279．1～282Ma左右经历了后期热液流体的改造。锆石εHf（t）值为-6．3—9．0，两阶段模式年龄（trj。）跨越古元古代晚期．新元古代中期，主要集中在中元古代。岩浆平均温度832～839℃，形成于非造山的板内构造环境，且具高温、无水、低氧逸度的成岩特点。该岩体具有壳幔混源的特点。

新疆东天山土屋斑岩铜矿床地球化学、年代学、Lu-Hf同位素及其地质意义

新疆东天山地区岩浆岩的岩石成因和地球动力学背景备受关注。本文获得的东天山土屋斑岩铜矿床SIMS锆石U-Pb定年、全岩元素地球化学和Lu-Hf同位素数据,以对这一问题进行约束。土屋斑岩铜矿床位于新疆东天山造山带晚古生代大南湖-头苏泉岛弧带中,赋矿地层为下石炭统企鹅山群,赋矿围岩主要为安山岩和闪长玢岩,含矿岩石主要为英云闪长岩。本文SIMS锆石U-Pb定年结果表明,土屋地区含矿岩体大约侵位于335Ma,土屋斑岩铜矿床成矿时代与成岩时代基本一致或稍晚。地球化学数据显示安山岩和闪长玢岩具有同源性及岛弧火山岩的特点,英云闪长岩具有埃达克质岩石的特征。土屋英云闪长岩具不均一的锆石εHf(t)正值(+6.3^+16.1),表明其可能来源于俯冲板片的部分熔融。土屋斑岩铜矿床含矿岩体很可能是在早石炭世北天山洋板块北向俯冲的地球动力学背景下,大洋板片发生部分熔融形成埃达克质岩浆,在熔融过程中同时析出金属,随埃达克质岩浆一起上升,并与地幔橄榄岩发生交代作用,在岩体顶部富集成矿。

北秦岭松树沟榴闪岩锆石U-Pb定年、矿物包裹体和Lu-Hf同位素特征及其地质意义

采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法对松树沟榴闪岩中的锆石进行年代学分析,得到锆石残留核的206Pb/238U加权平均年龄为729±24Ma,对应的Th/U比值为0.70~1.01;变质锆石的206Pb/238U加权平均年龄为496±9.1Ma,对应的Th/U比值为0.02~0.11。通过激光拉曼探针在变质锆石里寻找到斜长石、单斜辉石、石榴石、石英、榍石、磷灰石等矿物包裹体,结合岩石具有的石榴石变斑晶和单斜辉石+斜长石嵌晶,推测变质锆石可能生长于岩石的高压麻粒岩相变质阶段,不排除早期存在榴辉岩相变质的可能性,所获~496Ma的变质时代记录了一期与陆壳深俯冲相关的区域地质事件。利用LA-MC-ICP-MS法测定了变质重结晶锆石的176Hf/177Hf=0.282560~0.282663;以t=730Ma计算出εHf(t)=+8.6^+12.2;Hf模式年龄为867±43Ma。锆石残留核年龄和变质重结晶锆石的t DM(Hf)数值,表明该榴闪岩的原岩应老于729Ma,原岩物质从亏损地幔分离的时间不晚于867±43Ma。结合前人研究成果,认为松树沟榴闪岩是早期侵位的岩石遭受早古生代高压-超高压区域变质作用的产物。

胶西北仓上、三山岛岩体二长花岗岩地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素研究

三山岛金成矿带位于胶西北金矿集区的西端,是胶东重要的金矿带,赋存有三山岛北部海域、三山岛、西岭、新立、仓上等大型、特大型金矿床,金矿的主要控矿围岩为二长花岗岩。本文通过对仓上金矿区片麻状黑云二长花岗岩、三山岛北侧似斑状黑云二长花岗岩的岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS定年和Lu～Hf同位素组成测试和研究,讨论了该类岩石的地球化学类型、形成时代、岩浆源区与成因。岩石地球化学研究表明二长花岗岩具有高的SiO2(70.19%～76.36%)、全碱(Na_2O+K_2O=7.05%～8.19%)、Ba(>1573×10^(-6))、Sr(>738×10^(-6))、(La/Yb)N(>26.44)、Sr/Y(>121)、LILE/HFSE,低的Al_2O3(13.41%～15.61%)、MgO(0.1%～0.84%)、Y(<6.05×10^(-6))、Yb(<0.53×10^(-6))以及相对平坦的HREE,无明显的铕异常,明显亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,显示出典型的高Ba-Sr花岗岩所具有的地球化学特征,属高Ba-Sr花岗岩。锆石LA-ICP-MS定年结果表明仓上、三山岛二长花岗岩年龄分别为131±1Ma和127±2Ma,与郭家岭型花岗岩具有相似的主量元素组成及稀土和微量元素分布模式,表明仓上、三山岛岩体为郭家岭型花岗岩。仓上、三山岛二长花岗岩岩浆锆石εHf(t)值为-25.2～-18.1,对应的Hf二阶段模式年龄TDM 2为2.77～2.33Ga。从岩石学、地球化学和Lu-Hf同位素特征,并结合前人对郭家岭花岗岩成因研究成果,笔者认为仓上、三山岛二长花岗岩是陆壳酸性岩浆与幔源中基性岩浆混合而成。以壳源为主(主要来源于前寒武纪变质基底岩石,以新太古代-古元古代岩石为主),由幔源中基性岩浆混合后经分异作用而成的同熔深成型花岗岩,总体上,形成于较高温度、深度的环境。

云开地区变质沉积岩碎屑锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素特征及其地质意义

华夏陆块西南部云开地块变质杂岩主要由天堂山岩群和云开群以及古生代花岗质岩石组成。天堂山岩群主要由片麻岩、变粒岩、石英岩等岩石组成,变质程度较深;云开群主要由片岩、板岩、千枚岩、变质砂岩等岩石组成。应用LA-ICP-MS U-Pb微区定年和Lu-Hf同位素分析以及全岩地球化学分析方法,本文对天堂山岩群和云开群变质沉积岩进行了研究。在阴极发光图像中,变质沉积岩的锆石显示岩浆震荡环带,但普遍遭受重结晶改造及存在变质增生边。由于变质增生边普遍较窄,U-Pb定年和Hf同位素分析几乎都在具岩浆环带和重结晶结构的成分域上完成的。具岩浆环带和重结晶结构的成分域的Th/U比值普遍大于0.1。年龄变化从>3000~500Ma,但主要集中在600~1200Ma之间,主峰值为960Ma左右。碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值在-25.6~15.4之间,两阶段Hf模式年龄在972~4496Ma之间。全岩地球化学分析显示LREE富集,HREE亏损,具有较明显的负Eu异常(δEu=0.55~0.71),天堂山岩群与云开群REE配分模式一致,反映源区物质相似,主要来源于花岗质地壳物质。结合前人研究成果,可得出如下结论:天堂山岩群与云开群形成时代没有明显差别,虽然它们在变质变形方面存在较明显区别;天堂山岩群和云开群沉积时代为古生代早期-新元古代;格林威尔期岩浆岩为主要物源区,新元古代时期华夏陆块处于格林威尔造山带内与之相邻;华夏陆块存在太古宙古老陆壳。

秦岭山阳-柞水地区燕山期中酸性侵入岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

秦岭山阳-柞水地区广泛出露燕山期中酸性花岗(斑)岩体,并有大量与其相关的斑岩-矽卡岩型Cu-Mo-Fe、Cu-AuFe矿化。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,与矿化密切相关的斑岩体形成于144.6~141.5Ma。岩石地球化学分析结果表明,这些花岗(斑)岩体SiO2含量为55.73%~67.80%,K2O含量为2.52%~6.40%,Na2O含量为1.94%~5.19%,Al2O3含量为14.61%~16.10%,FeOT含量为2.1%~9.0%,MgO含量为1.32%~5.52%,主体显高钾钙碱性准铝质特征。A/CNK<1.1,P2O5与SiO2负相关,Mg#平均为49,含有角闪石、黑云母、榍石、磁铁矿等矿物,属I型花岗岩类;稀土元素分异明显,无明显Eu异常;富集K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素,Nb、Ta、Ti、P和Hf等高场强元素亏损,属后碰撞型花岗岩。岩体的锆石εHf(t)为-4.5^+1.78,平均为-0.87,表明其岩浆源区为地壳物质的熔融岩浆与幔源岩浆的混合,且以地壳熔融成份为主;Hf同位素二阶段模式年龄(t DM2)为1479~1084Ma,表明其壳源源区物质可能形成于中晚元古代(1.4~1.0Ga)。

赞比亚北部省卡萨马西部石英闪长岩锆石U-Pb和Lu-Hf同位素及地球化学特征

石英闪长岩锆石U-Pb和Lu-Hf同位素及地球化学特征研究对赞比亚东北部班韦乌卢地块的形成时代及构造演化具有重要的研究意义。采用LA-MC-ICP MS方法测得班韦乌卢地块中卡萨马西部地区出露的两个石英闪长岩体中锆石的207Pb/206Pb年龄加权平均值分别为1964±8 Ma(MSWD=0.87,N=32)和1913±10 Ma(MSWD=0.77,N=19),表明两期石英闪长岩均形成于古元古代且可能与古元古代乌本迪构造带的活动有关。全岩地球化学分析显示,石英闪长岩属准铝质、高钾钙碱性系列岩石。稀土配分曲线均呈右倾型,具有富含轻稀土元素(LREE)、贫重稀土元素(HREE)以及δEu(0.77~0.80)弱负异常特点。微量元素均显示大离子亲石元素(如Rb、Ba及K)和活泼的不相容元素(如Th及U)相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Sr和Ti相对亏损。Nd/Th=3.60~4.65,Nb/Ta=12.05~13.87,Th/Ta=11.14~11.81,Ti/Zr=36.84~41.71,Ti/Y=220.28~300.00和具有不均一的εHf(t)值(分别为-3.8~1.3和-4.3~8.6)均显示石英闪长岩的原始岩浆具有壳幔混合的特点。Zr/Y=5.98~7.19,La/Nb=2.91~3.88,La/Yb=12.19~13.92及构造判别图解均显示石英闪长岩形成于安第斯型活动大陆边缘。

青藏高原东南缘腾冲早白垩世岩浆岩锆石SHRIMPU-Pb定年和Lu-Hf同位素组成及其构造意义

早白垩世花岗闪长岩和石英二长岩是腾冲地块内重要的岩石类型,以含角闪石为特征,其高钠低钾和偏铝质性质展示其I型花岗岩的属性。锆石SHRIMPU-Pb定年结果表明花岗闪长岩和石英二长岩分别侵位于122±1.3Ma和125±1.3Ma,其锆石εHf(t)值分别为-9.6～-4.8(平均-6.7±0.7)和-7.8～-4.7(平均-6.3±0.6),对应的单阶段模式年龄为979～1190Ma和975～1113Ma。在εHf(t)-U-Pb年龄图解上所有样品都落在球粒陨石线和下地壳线之间区域,以及较高的Al2O3含量和Th/Hf比值揭示其壳源特征,但锆石εHf(t)值变化范围较大,其绝对值远小于完全由壳源物质部分熔融形成的岩浆岩,以及高Th/Yb、低Ba/La和Yb/Hf比值说明除壳源外,还有幔源组分的加入。岩石富钠贫钾、在微量元素蛛网图和稀土配分曲线图上展示出LILE(Rb、Sr、K和Ba)相对原始地幔强烈富集,Ba、Nb、Ta、Sr、P、Ti和Eu负异常,以及微量元素和常量组分判别图解都显示其形成于俯冲碰撞的构造环境。腾冲早白垩世岩浆岩的形成时代、锆石Lu/Hf同位素组成及其对应的单阶段模式年龄、微量元素特征与中拉萨和拉萨地块东缘的火成岩非常相似,暗示腾冲早白垩世岩浆岩带是中拉萨岩浆岩带的东南延伸部分,是对中特提斯洋壳沿班公湖-怒江缝合带向拉萨-腾冲地块下俯冲碰撞的响应。

苏鲁超高压岩石部分熔融时间的准确限定:来自含黑云母花岗岩中锆石U-Pb定年、REE和Lu-Hf同位素的证据

在北苏鲁超高压变质带中,广泛分布强变形的新三叠纪含黑云母花岗岩和伟晶岩脉。锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析、不同性质锆石微区LA-(MC)-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年、REE及Lu-Hf同位素测试等综合研究结果表明,北苏鲁威海地区超高压正片麻岩在构造折返的(高压)麻粒岩相升温减压阶段,发生部分熔融(深熔)作用形成了花岗质岩浆,并在临近角闪岩相退变质作用之前结晶结束形成了含黑云母的花岗岩。该类含黑云母花岗岩中的锆石成因复杂,可划分为三类锆石微区。第一类为强发光效应(白色)继承性岩浆锆石(微区Ⅰ),具有典型的岩浆结晶环带,矿物包体为Otz+Kfs+Ap,记录的^(206)Pb/^(238)U年龄为790～782Ma;第二类为新生锆石微区(微区Ⅱ),发光强度相对较弱(灰色-灰白色),也具有较明显的岩浆结晶环带,矿物包体为Qtz+Kfs+Ab+Ap,记录的^(206)Pb/^(238)U年龄为222～217Ma,加权平均年龄为219±2Ma,表明苏鲁超高压地体的部分熔融(深熔)作用发生在新三叠纪,这组年龄比苏鲁地体超高压变质时代(235～225Ma)明显偏新,指示部分熔融(深熔)作用的时代要晚于苏鲁地体的超高压变质时代;第三类锆石微区(微区Ⅲ)围绕第二类锆石微区分布,发光强度最弱(黑色),也具有典型的岩浆结晶环带,矿物包体十分少见,为Qtz+Ap,记录的^(206)Pb/^(238)U年龄集中于216～209Ma之间,加权平均年龄为214±2Ma,应代表部分熔融(深熔)而成的岩浆结晶结束的年龄,这组年龄比苏鲁地体构造折返晚期角闪岩相退变质时代(210～200Ma)偏老,表明新生岩浆结晶结束的时间要早于角闪岩相退变质时代。继承性岩浆结晶锆石(微区Ⅰ)^(176)Hf/^(177)Hf(t)=0.281975～0.281984,^(176)Lu/^(177)Hf=0.00196～0.00221,ε_(Hf)(t)=-11.6～-11.8,相应的t_(DM2)=2160～2170Ma,与研究区周围新元古代(795～730Ma)正片麻岩继承性岩浆结晶锆石的Lu-Hf同位素特征十分相似,表明新元古代正片麻岩是新三叠纪部分熔融(深熔)成因的含黑云母花岗岩的母岩。新三叠纪新生岩浆结晶锆石的核部(微区Ⅱ)和边部(微区Ⅲ)具有类似的^(176)Hf/^(177)Hf(t)、^(176)Lu/^(177)Hf比值和ε_(Hf)(t)值,^(176)Hf/^(177)Hf(t)=0.282110～0.282199,^(176)Lu/^(177)Hf=0.00041～0.00183,ε_(Hf)(t)=-15.8～-19.1,t_(DM2)=1980～2130Ma,表明新三叠纪由超高压正片麻岩部分熔融而成的岩浆自结晶开始到结束是在一个相对封闭体系条件下完成的。晚期角闪岩相退变质作用对其Lu-Hf同位素体系也未造成破坏。

西秦岭大桥金矿区晚三叠世岩浆活动--锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素证据

西秦岭是中国金矿的重要集中区之一。该区大桥金矿近年已达到超大型规模。最新矿床成因研究认为，成矿可能与矿区岩浆活动有关。矿区采集的4个花岗闪长岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试结果主要集中于228Ma、206Ma两组，对应于晚三叠世。相应的Hf同位素组成基本相似，也可分为2个单元。εH（ft）主体分布在-8~0之间，TDM2主体为1300~1900Ma，推测壳源源区为古—中元古代古老地壳岩石，岩浆主要来源于下地壳古老物质重熔，成岩过程可能有少量地幔组分的参与。结合稀土和微量元素研究结果，认为矿区存在2期印支晚期岩浆活动。大桥金矿可能为西秦岭地区印支晚期晚三叠世区域岩浆活动引发成矿作用的产物。