东北亚陆缘晚白垩世岩浆作用对古太平洋俯冲作用变化的制约及其气候效应

晚白垩世是古太平洋俯冲板块运动变化的关键时期。本文总结了东北亚陆缘晚白垩世火成岩的时空分布特征,结合火成岩地球化学数据,探讨该时期岩浆作用与古太平洋俯冲及气候变化之间的潜在联系。东北亚陆缘晚白垩世火成岩分布范围由陆内至陆缘明显收缩,指示古太平洋板块俯冲-后撤过程。火成岩展布方向发生小角度偏转,可能是俯冲板块在深部地幔流影响下发生变形以及不同位置后撤速率差异所致。该时期东北亚陆缘经历了地壳减薄和岩浆初始温度上升,暗示板块后撤诱发陆缘向地幔流,引起地壳减薄并形成具有较高初始温度的岩浆。晚白垩世东北亚陆缘地区经历了由升温到降温的过程,与岩浆作用变化相对应,暗示岩浆活动与区域古气候变化具有潜在协同性。

西太平洋俯冲带的演变:来自东北亚陆缘增生杂岩的制约

本文系统总结了东北亚陆缘晚古生代和中生代增生杂岩的构成与形成时代,并结合同时代火成岩组合及其时空变异以及沉积建造组合,重塑了西太平洋板块俯冲带的演变历史。结果表明:①位于佳木斯地块东缘的跃进山杂岩代表了二叠纪俯冲带,它是古亚洲洋构造体制的产物;②侏罗纪增生杂岩代表了侏罗纪俯冲带,与陆缘同期钙碱性火成岩组合以及含煤建造一起,共同揭示了古太平洋板块西向俯冲的开始;③侏罗纪增生杂岩中—晚侏罗世和早白垩世早期陆源碎屑岩物源的变化,与古地磁和生物学证据一起,共同揭示了古太平洋板块小角度斜向俯冲和东北亚陆缘走滑的构造属性,导致了低纬度侏罗纪增生杂岩向高纬度的推移;④白垩纪—古近纪增生杂岩与陆缘白垩纪—古近纪岩浆作用一起代表了该期俯冲带的存在,自早白垩世到晚白垩世再到古近纪岩浆作用范围向海沟方向的收缩,揭示了古太平洋板块西向俯冲以及俯冲板片后撤(rollback)过程的发生,同时标志着东亚大地幔楔的形成;⑤古近纪晚期—新近纪早期日本海的打开,标志着现今太平洋板块俯冲带以及东北亚大地幔楔的形成。

中国东北地区张广才岭中生代岩浆岩的性质与构造意义

通过年代学和地球化学对比研究发现,中国东北张广才岭地区在晚古生代至早中生代的构造演化历史可以分为3个阶段:①晚二叠世-中三叠世(266~234 Ma),受黑龙江洋的西向俯冲影响,发育Ⅰ型花岗岩;②晚三叠世-早侏罗世(224~194 Ma),黑龙江洋闭合后佳木斯-兴凯地块和松辽地块碰撞拼贴,形成Ⅰ型和少量A型花岗岩;③早-中侏罗世(194~163 Ma),受到两地块碰撞-拼贴后的伸展作用及古太平洋的西向俯冲作用的综合影响,发育A_(2)+Ⅰ型花岗岩。结合区域研究新进展,认为古亚洲洋向古太平洋转换发生在晚三叠-早侏罗世,黑龙江洋是连接二者转换的关键枢纽。

燕辽构造带地质学专业实习资源开发与课程建设

吉林大学地质学专业在燕辽构造带东段建立实习基地,整合了华北克拉通太古宙基底岩石和构造、元古宙-古生代沉积盖层、中生代陆相沉积盆地、印支运动与燕山运动相关典型构造以及热河生物群化石等地质教学资源。经过七年的教学实践和建设,形成了具有鲜明特色的地球科学教学体系。本文归纳总结了该课程建设中的经验和思考,并展望了今后的发展目标。

华北克拉通东北部新太古代晚期岩浆作用和地壳增生:锆石U-Pb-Hf同位素、微量元素和地球化学制约

辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学和微量元素及全岩地球化学和锆石Hf同位素研究为探讨华北克拉通东北部前寒武纪地壳生长和演化提供了制约。结果表明,辽西地区钓鱼台二长花岗岩和辽南地区城子坦片麻状石英闪长岩、安波花岗质片麻岩中锆石均发育岩浆生长环带,结合相对高的Th/U比值(0.24~1.75)和锆石稀土元素特征,暗示它们均为岩浆锆石。定年结果显示,钓鱼台二长花岗岩、城子坦片麻状石英闪长岩和安波花岗质片麻岩的原岩分别形成于2519±9Ma、2505±10Ma和2519±11Ma,即它们均形成于新太古代晚期。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石均具有高SiO2(61.85%~73.38%)、低MgO(0.36%~2.83%)、富Na2O+K2O(7.64%~10.86%)的特征,为准铝质-弱过铝质的高钾钙碱性系列岩石;富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,发育弱的Eu负异常和Sr、P、Ti的亏损。岩浆锆石均具有正的εHf(t)值,介于0.4~5.9之间,tDM1变化于2595~2798Ma之间,峰值年龄为2740Ma,与华北克拉通最重要的一次地壳增生事件相一致。辽西-辽南地区新太古代花岗质岩石形成于板块俯冲的弧构造环境下新增生下地壳物质的部分熔融。

西藏中部聂尔错地区辉绿岩锆石U-Pb年龄与地球化学特征:对新特提斯洋板片断离的指示

【研究目的】幔源岩浆活动是探讨深部动力学演化的理想研究对象,西藏中部聂尔错地区广泛发育的基性岩脉无疑是探讨区域构造-岩浆演化的关键所在。【研究方法】本文对聂尔错辉绿岩脉进行了系统的岩石学、地质年代学和地球化学综合研究。【研究结果】分析结果表明,聂尔错辉绿岩锆石U-Pb定年结果为(50.8±0.6)Ma,为始新世早期岩浆活动的产物。全岩地球化学组成显示辉绿岩具有低Si O_(2)、高Mg O、Al_(2)O_(3)、Ti O_(2)和全碱含量(Na_(2)O+K_(2)O),富集轻稀土元素、亏损重稀土元素等特征,显示碱性洋岛型玄武岩(OIB)的地球化学特征。地球化学特征指示辉绿岩可能起源于软流圈地幔,同时岩浆在上升过程中受到一定程度的地壳物质混染。【结论】结合西藏南部地区广泛发育的同时期碰撞后林子宗火山岩与OIB型基性岩,研究认为西藏地区新生代岩浆活动主要受控于新特提斯洋的北向俯冲以及印度-欧亚板块的碰撞过程,板片断离所导致的上涌软流圈地幔减压熔融是聂尔错辉绿岩最为合理的成因解释。

吉黑东部矽卡岩型钨矿床白钨矿原位微量元素特征及其指示意义

矽卡岩型白钨矿矿床是吉黑东部重要的钨矿类型,以黑龙江省逊克县翠宏山钨多金属矿床和吉林省汪清县白石砬子钨矿床为典型代表。为确定区内矽卡岩型钨矿床中的成矿流体特征及成矿机制,选取2个代表性矿床中的白钨矿单矿物进行了原位微区微量元素分析。结果表明:翠宏山钨多金属矿床中的白钨矿具有左倾型的稀土元素配分模式和弱的正Eu异常,形成于富Na、Nb的流体环境中,白钨矿中REE^(3+)通过2Ca^(2+)=REE^(3+)+Na^(+)和Ca^(2+)+W^(6+)=REE^(3+)+Nb^(5+)机制替换Ca^(2+);白石砬子钨矿床中的白钨矿具有右倾型的稀土元素配分模式和正Eu异常,形成于贫Na、Nb的流体环境中,白钨矿中REE^(3+)通过3Ca^(2+)=2REE^(3+)+Ca(是Ca的空位)机制替换Ca^(2+)。两矿床中白钨矿Eu_(N)与Eu_(N)^(*)之间明显的相关关系及较高的Mo质量分数表明,吉黑东部矽卡岩型钨矿床中白钨矿的成矿流体均为氧化性流体。在协变关系图解中,翠宏山和白石砬子矿床中的白钨矿与各自成矿岩体在Y和Ho质量分数之间的良好相关性、Y/Ho和La/Ho值协变关系中的明显差异性,揭示2个矿床的初始成矿流体来源于岩浆,在流体演化过程中发生了水岩反应和流体混合作用;2个矿床中白钨矿Eu异常均高于其各自成矿岩体的Eu异常,进一步指示流体演化过程中发生了水岩反应。岩浆热液上升运移过程中的流体混合作用和水岩反应是吉黑东部矽卡岩型钨矿床白钨矿沉淀富集的主要机制。

吉林红旗岭晚三叠世镁铁超镁铁质侵入体矿物化学和岩石地球化学特征:对镍铜成矿的启示

吉林红旗岭镁铁超镁铁质侵入岩群位于中亚造山带东段南缘,由3个北西向岩带(I、II、III)组成,包括30多个小岩株,其中I-岩带的部分岩体伴有铜镍矿化,并且其1和7号岩体分别形成了中型和大型岩浆铜镍硫化物型矿床。矿床主要容矿岩石为辉橄岩、橄辉岩、斜方辉石岩、二辉石岩、苏长岩和辉长岩。主量元素方面,红旗岭岩群具有富镁(w(MgO)=20.7%~31.1%)、低钛(w(TiO_(2))=0.33%~0.79%)、低碱(w(K 2 O+Na 2 O)=0.60%~2.29%)和硅(w(SiO_(2))=40.0%~53.0%)变化范围大的特征;微量元素方面,红旗岭岩群呈现弱富集LREE和LILE(Th)以及亏损HREE和HFSE(Nb-Ta-Ti)。岩相学、地球化学和矿物(橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、尖晶石、斜长石和角闪石)主微量元素特征表明,红旗岭岩群明显不同于洋岛型玄武岩、阿拉斯加型环状杂岩和科马提岩,但与岛弧玄武岩以及中亚造山带西段的“黄山西”和“黄山东”铜镍硫化物矿床的容矿超镁铁质岩相似,其母岩浆是一种富Mg、亏损Nb-Ta的岛弧拉斑玄武质熔体,形成于晚三叠世古亚洲洋闭合后伸展环境,演化过程中经历了地壳混染和分离结晶作用,含矿母岩浆可能经历了硫化物的“二次熔离”,最终形成了铂族元素(PGE)亏损型岩浆铜镍硫化物矿床。

原特提斯洋在滇西南地区的俯冲记录:来自保山地块奥陶纪花岗岩的年代学、地球化学以及Hf-Nd同位素的支持

中国西南地区在早古生代期间位于冈瓦纳大陆北缘,该地区保存有早古生代岩浆岩记录,它们的形成与原特提斯洋的演化密切相关。本文报道了滇西南地区保山地块平达乡附近的早古生代花岗岩的岩石学、全岩主-微量地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、锆石Hf同位素和磷灰石Nd同位素组成,以探讨保山地块早古生代花岗岩的岩石成因、岩浆源区性质以及岩体形成的地球动力学机制。通过对保山地块平达花岗岩中岩浆锆石开展LA-ICP-MS U-Pb同位素测试,结果显示花岗岩形成于465.9~454.9Ma,是中-晚奥陶世岩浆作用的产物。平达岩体主体岩性为二长花岗岩,主要矿物组成为斜长石、石英和碱性长石(条纹长石和正长石),次要矿物为黑云母和白云母。本文报道的花岗岩样品显示出高的SiO_(2)(72.16%~76.87%)和Al_(2)O_(3)(12.50%~14.36%)含量,低的MgO(0.12%~0.64%)、Mg#(20.9~35.9)、Cr和Ni含量以及较高的Rb/Sr和Rb/Ba比值;结合花岗岩较高的A/CNK值(1.06~1.45),显示弱过铝质至强过铝质的特征,表明其属于S型花岗岩。此外,平达岩体二长花岗岩样品具有低的Al_(2)O_(3)/TiO_(2)比值和变化的CaO/Na_(2)O、Rb/Sr、Rb/Ba比值,表明其岩浆源区包含泥质岩石和砂质岩石,显示混合源区的特征。结合滇西南早古生代二长花岗岩变化较大的锆石εHf(t)值(-11.10~-4.05)、磷灰石εNd(t)值(-8.76~-6.96)和Hf同位素二阶段模式年龄(2140~1704Ma),表明它们的岩浆源区为古元古代地壳中泥质岩石和砂质岩石混合源区。综合滇西南地区广泛发育的早古生代岩浆岩以及同时期的蛇绿混杂岩记录,本文认为保山地块早古生代S型花岗岩是地壳沉积组分部分熔融的产物,形成于原特提斯洋西向俯冲相关的活动大陆边缘背景。

古亚洲洋东段晚古生代演化过程:辽宁北部法库地区花岗岩年代学和地球化学的制约

本文对华北克拉通北缘东段辽宁北部法库地区东小陵岩体、前旧门岩体、胡家屯岩体及柏家沟岩体进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb定年以及Lu-Hf同位素研究,以此制约古亚洲洋东段演化过程。岩相学特征表明,本文所研究岩体主要为花岗质岩石,普遍遭受了后期的动力变质作用改造。锆石测年结果显示,东小陵岩体及前旧门岩体形成于中二叠世(264.6±5.9Ma、262.8±3.5Ma),胡家屯岩体及柏家沟岩体分别形成于晚二叠世(257.7±3.1Ma)及早三叠世(248.2±1.5Ma)。岩石地球化学表明,东小陵岩体及胡家屯岩体皆属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性A型花岗岩,形成于造山后伸展环境;前旧门岩体属于准铝质-弱过铝质、钙碱性-高钾钙碱性高分异I型花岗岩,形成于火山弧环境;柏家沟岩体属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性-钾玄岩性I型花岗岩,形成于同碰撞造山环境。研究区花岗质岩体皆富集大离子亲石元素(LILEs)和轻稀土元素(LREEs),并且亏损高场强元素(HFSEs)和重稀土元素(HREEs),结合Lu-Hf同位素特征,认为其原始岩浆应受到了俯冲流体交代的岩石圈地幔的影响。综合前人研究,本文认为在中二叠世-早三叠世期间,研究区经历了古亚洲板块的俯冲、闭合过程。

花岗质岩浆作用及后期演化过程:来自矿物原位微区成分与同位素组成的制约

花岗岩作为大陆地壳的重要组成部分,其岩浆作用过程一直是地学领域研究的热点。传统上利用全岩地球化学和同位素数据来示踪花岗岩成因和演化过程的方法已不够准确,为此,本文系统总结了近年来报导的花岗岩中单矿物的原位微区成分——这些数据记录了全岩数据无法识别的单矿物颗粒内部和不同矿物颗粒之间元素和同位素组成的变异特征,明显提高了对花岗质岩浆作用及后期演化过程的认识。首先,矿物原位微区成分对花岗质岩浆的源区性质和混合过程具有指示意义。花岗岩中岩浆锆石Hf同位素组成的变异可能暗示其源区在深熔作用过程中发生了锆石的不平衡和选择性熔融,而未必是壳幔混合作用的结果,这是对“锆石效应”概念新的扩展;同一花岗岩样品中分选出的磷灰石颗粒可以具有完全不同的稀土元素配分模式、Eu异常、Sr含量和Sr-Nd同位素组成等,表明它们中的部分颗粒是岩浆形成和上升过程中从围岩捕获的,是小规模地壳混染作用的产物;榍石的微区成分分带记录了多种岩浆混合过程,也反映了熔体成分、氧逸度和温度等因素的变化;花岗岩与其中发育的包体、捕虏体和相关围岩的锆石Hf-O同位素和磷灰石Sr-Nd同位素组成可以记录上述岩石在形成过程中经历岩浆混合和同化混染等作用。其次,矿物原位微区成分可以反映花岗质岩浆的分离结晶过程。岩浆成因磷灰石不同的稀土元素配分模式可能指示它们受到了其他矿物分离结晶作用的影响,如帘石族、榍石、角闪石、斜长石等;花岗伟晶岩系统中岩浆成因独居石Sm/Nd值在不同岩带中的规律性变化揭示了岩浆分离结晶程度的差异;榍石的多种微区元素含量和它们之间的协变关系受控于花岗质岩浆的结晶分异过程和氧化还原状态;岩浆成因绿帘石族矿物的震荡环带表明在绿帘石结晶的晚期阶段花岗质岩浆中的Fe^(3+)含量降低,且结晶过程中褐帘石和绿帘石并不能形成完全连续的固溶体,因此晚期结晶的绿帘石环边与褐帘石核具有成分间断;根据角闪石的电子探针数据可以计算得到花岗质岩浆结晶时的温度、压力和f_(O2),并据此推断出岩浆起源的深度。此外,矿物原位微区成分可以记录花岗质岩石晚期经历的构造热事件和矿化作用过程。经历晚期变质/交代作用改造的花岗岩中的磷灰石具有低的轻稀土元素含量和变化很大的Nd同位素组成,导致花岗岩具有Nd-Hf位素体系解耦的特点;晚期变质/交代作用同样会改变磷灰石和榍石的δ^(18)O值,造成各副矿物之间δ^(18)O值相互解耦的现象;蚀变独居石的元素和U-Th-Pb同位素体系指示流体交代过程中多种置换反应的发生以及普通Pb混染和Pb丢失的过程;热液成因绿帘石族矿物的成分环带表明氧化环境下热液流体成分会不断演化,根据矿物-流体平衡模型,可以利用绿帘石成分计算出成矿作用发生的温度以及流体的pH值,研究表明绿帘石向流体中释放的大量Ca^(2+)有效促进了硫化物矿床的成矿作用进程。综上,单矿物原位微区成分分析技术的不断提高使我们对花岗质岩浆作用及后期演化过程的认识有了很大进步,在未来的研究中,如何取长补短,将这些数据进行良好地运用是本领域的重要方向。

辽西兴城娘娘顶地区花岗质片麻岩形成时代与变形样式

辽西兴城地区出露的大面积花岗质岩石遭受了强烈的韧性变形改造,其独特的变形样式为研究华北克拉通东北缘中生代以来的构造演化提供了独特的视角。兴城娘娘顶地区出露的花岗质片麻岩塑性变形特征显著,矿物拉伸线理均以低角度向NNE倾伏,整体表现出上盘向SSW的逆冲型韧性剪切变形。最新的花岗质片麻岩中锆石U-Pb年代学结果显示,其原岩形成时代为(169.5±1.6)Ma,为中侏罗世。典型变形岩石的石英EBSD(电子背散射衍射)分析、流变学参数估算,指示变形岩石古差异应力值为13.8~17.7 MPa,应变速率为1.16×10^(-16)~2.20×10^(-14)s^(-1),变形温度介于350~450℃之间。综合研究认为该期变形为发育于中浅部地壳层次绿片岩相的缓慢变形,与晚侏罗世末期—早白垩世早期蒙古—鄂霍茨克洋俯冲闭合的远程效应和古太平洋板块俯冲作用的叠加影响有关。

华北克拉通东部古太平洋板块俯冲与回撤作用:来自辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石的记录与启示

目前对于华北克拉通东部晚中生代花岗质岩石的成因仍存在地幔柱、加厚/拆沉下地壳部分熔融、俯冲板片脱水导致地壳熔融等不同认识。辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石主要由二长花岗岩、石英闪长岩、花岗斑岩和石英正长岩组成,岩浆成因锆石U-Pb同位素定年结果显示岩浆活动主要发生于晚侏罗世(156Ma)、早白垩世早期(139Ma)、早白垩世中期(130~125Ma)。岩石地球化学测试分析结果显示岩石属于高钾钙碱性系列且具有富集K、Pb等大离子亲石元素而相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素等活动陆缘岩浆岩特点,表明辽西地区晚中生代岩浆活动的发生与俯冲作用有关。晚侏罗世-早白垩世早期(156~139Ma)花岗质岩石地球化学特征与I型花岗岩类似,同时具有富集的Hf同位素组成(εHf(t)=-22.70^-18.66)和古老的Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2=2387~2767Ma),其初始岩浆可能来源于古老中上地壳的部分熔融;形成于130Ma的花岗质岩石同样具有与I型花岗岩相类似的岩石地球化学特征,但其Hf同位素组成突变为亏损(εHf(t)=+3.64^+6.22、tDM1=537~969Ma),其初始岩浆起源于新元古代新生地壳物质的部分熔融并混入少量亏损地幔物质组分;形成于125Ma的花岗质岩石为碱性A型花岗岩,岩石地球化学特征与其他岩石有所不同,具有负的εHf(t)值(-17.30^-11.56)和相对古老的Hf同位素二阶段年龄(tDM2=1917~2278Ma),初始岩浆可能起源于较为古老的中下地壳部分熔融并有幔源物质的参与。华北克拉通东部形成于160~139Ma的花岗质岩石具有I型、高钾钙碱性、与埃达克质岩石类似的高Sr/Y、低Y含量特征和富集的Hf同位素组成,而形成于130~120Ma的花岗质岩石具有A型、碱性、与典型岛弧岩浆岩类似的岩石地球化学特征和相对亏损的Hf同位素组成,同时晚中生代岩浆活动具有向洋年轻化的特点,表明华北克拉通东部156~139Ma期间可能受到古太平洋板块的持续俯冲作用,而139~130Ma古太平洋俯冲板片开始回撤,130~125Ma进入古太平洋俯冲板片持续回撤导致的强烈区域伸展作用阶段。古太平洋俯冲板片脱水交代岩石圈地幔并形成幔源岩浆,幔源岩浆不断底侵作用于古老/新生地壳使其发生部分熔融为花岗质岩石提供岩浆来源。

华北地台东北缘西岔地区金多金属矿成矿地质体年代学、地球化学及成矿动力学

西岔地区金多金属矿位于华北地台东北缘。研究区经历了太古宙结晶基底的形成,元古宙"辽吉洋"的构造演化,中生代早期遭受古亚洲洋最终闭合的影响,中-新生代又有滨太平洋构造域的叠加与改造,造就了复杂的构造格局,同时也记录了丰富的成矿信息。为厘清区内多金属矿成矿时代与成矿动力学背景,本文对研究区不同成矿地质体开展了锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和全岩地球化学研究。结果表明:(1)具有条带状贱金属矿化的荒岔沟组变粒岩锆石年龄为2157Ma,其形成与辽吉洋洋壳俯冲产生的强烈海底火山喷发密切相关,在火山喷发的间歇期形成了条带状矿化的火山-沉积岩;(2)正岔矽卡岩型铅锌矿的成矿地质体(正岔岩体)由具有埃达克属性的高镁闪长岩和低镁花岗岩组成,形成于晚三叠世(224.3~218.5Ma),是古亚洲洋闭合和持续碰撞造山导致的加厚下地壳拆沉作用的产物,暗示华北地台北缘岩石圈规模有限的减薄和克拉通破坏的起始时间可能为晚三叠世;(3)西岔金银矿的成矿地质体西岔正长斑岩的锆石U-Pb年龄将西岔金银矿的成矿时代限定在~121.1Ma。结合前人研究成果,认为西岔金银矿的形成与古太平洋板块俯冲后伸展作用相关。

松辽盆地南部白垩纪-古近纪挤压构造的发现与盆地性质探讨

松辽盆地位于欧亚板块东部,毗邻太平洋板块,是叠置于华北板块和西伯利亚板块之间的晚古生代碰撞造山带之上规模最大的中-新生代陆相含油气盆地,具有断、坳双重结构。自白垩纪以来,松辽盆地南部主要经历两期挤压作用:NW-SE向挤压作用发生在下白垩统营城组碎屑岩段-上白垩统泉头组沉积时期,挤压作用持续了18Myr;近E-W向挤压作用发生在四方台组-古近系沉积时期,挤压作用至少持续了39.1Myr。两期挤压作用都表现出东强西弱的特点,第二期挤压作用的变形强度远大于第一期,并且在明水组沉积晚期变形强度最大,这期挤压作用奠定了松辽盆地现今的构造格局。下白垩统营城组上部碎屑岩段-上白垩统泉头组和四方台组-古近系的沉积作用分别记录了第一期、第二期挤压作用形成的反转构造和断层相关褶皱的变形过程。上述构造在不同时期隆升速率与沉积速率之间的关系,控制了盆地的沉积范围、沉积地层的厚度和接触关系在空间上的变化。松辽盆地在上述两个构造演化阶段都处于活动大陆边缘的陆内区域,盆地性质都应属于陆内挤压坳陷盆地。

黑龙江省西北部晚古生代I-A型花岗岩的成因及构造意义

本文以黑龙江省西北部大兴安岭塔源镇和小兴安岭二站乡地区花岗岩为研究对象,通过岩石学、U-Pb年代学及地球化学分析,揭示了古亚洲洋在该地区的俯冲—碰撞过程。塔源黑云母二长花岗岩U-Pb年龄为308 Ma,为晚石炭世侵入体,具有高硅、高碱的特征,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,εHf(t)为0.8~2.5,地球化学特征显示其来源于增生的下地壳物质;二站乡二长花岗岩、碱长花岗岩U-Pb年龄分别为305和293 Ma,同样为高硅、高碱系列,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素和高场强元素,地球化学特征显示其来源于新生地壳。晚石炭世花岗岩为Ⅰ型花岗岩,早二叠世花岗岩为A型花岗岩。利用锆石δEu定量限定了塔源二长花岗岩和二站乡二长花岗岩的形成深度,分别为38.8和34.7 km,而碱长花岗岩形成深度为28.7 km,暗示晚石炭世至早二叠世该地区经历了地壳的拉张减薄,记录了古亚洲洋的俯冲消亡与之后的后碰撞伸展作用。

吉林中部后倒木中侏罗世花岗质岩石的成因:对中亚造山带东部元古宙大陆地壳生长的启示

中亚造山带属于地球上最大的增生型造山带其中之一,中亚造山带东部正是我国东北地区,而该地区的地壳增长时间与地壳增长机制仍然有待于进一步深入的研究。本研究选取中亚造山带东部后倒木地区的花岗质岩石为研究对象,进行岩石学、岩石地球化学、同位素年代学等研究,结合前人的研究成果,探讨其成因岩石学、构造背景以及对地壳增生的指示意义。通过同位素测年研究,发现后倒木地区的花岗岩类岩石就位于175-171Ma;全岩地球化学结果显示SiO_(2)含量为66.58%-76.73%,Al_(2)O_(3)含量为12.21%-16.03%,MgO含量介于0.09%-2.07%之间,显示出高钾钙碱性特征;后倒木地区花岗岩类岩石富集大离子亲石元素,同时亏损高场强元素;Sr-Nd-Hf同位素显示:ISr值介于0.7063-0.7077之间,εNd(t)值介于+2.38-+3.95之间,具年轻的tDM2年龄(639-768Ma),岩浆锆石εHf(t)值介于+4.1-+9.0之间,同样具有年轻的二阶段模式年龄tDM2(554-806Ma),揭示岩石重熔的下地壳物质可能是花岗岩类岩石的源区。综合研究表明,古太平洋板块俯冲导致区域下地壳熔融,形成该类花岗质岩石,而模式年龄揭示新元古代为中亚造山带重要的地壳生长期。

辽西兴城地区早侏罗世花岗质岩浆活动——华北克拉通东部古太平洋俯冲作用的响应

华北克拉通东部中生代期间受到古太平洋板块俯冲并引发一系列的构造-岩浆-成矿作用,但古太平洋俯冲作用开始的具体时限仍未有定论。本文对辽西兴城地区中生代药王庙-磨盘山岩体进行了系统的岩相学研究、锆石U-Pb同位素定年、全岩地球化学和锆石原位Hf同位素测试分析,结果显示,花岗质岩石中岩浆成因锆石加权平均年龄为193~186 Ma,岩体侵位于早侏罗世;岩石组合为石英二长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩-正长花岗岩;岩石全碱含量较高,属准铝-弱过铝质、高钾钙碱性系列,具有与Ⅰ型花岗岩类似的岩石地球化学特征;岩石相对富集轻稀土元素和大离子亲石元素K、Pb等,而相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti等及P元素;岩浆成因锆石εHf(t)值为-12.94~-7.39,Hf同位素二阶段模式年龄为2.05~1.69 Ga,其初始岩浆可能来源于古老地壳的部分熔融并可能有幔源物质的参与。辽西兴城地区早侏罗世花岗岩岩石组合、岩石地球化学特征和与俯冲作用有关的活动陆缘花岗岩特征类似,岩石形成于古太平洋俯冲作用导致的活动陆缘构造背景下,结合区域研究资料,认为古太平洋对华北克拉通东部的俯冲作用开始于晚三叠世—早侏罗世,而早侏罗世花岗质岩浆活动是古太平洋板块对华北克拉通俯冲作用的响应。

渤海湾盆地临南洼陷沙三段辉绿岩地球化学特征及其构造意义

辉绿岩作为一种重要的非常规油气储集单元,其形成和分布通常受控于大地构造背景。笔者以渤海湾盆地临南洼陷沙三段辉绿岩为研究对象,采用岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素地球化学等方法,探讨辉绿岩地球化学特征及其地球动力学背景。研究结果表明,辉绿岩属于富钠碱性玄武岩系列,高铝低钛,大离子亲石元素(Rb、Ba、Pb、Sr)和轻稀土元素富集,高场强元素(Th、U)相对亏损,显示Eu正异常。研究区辉绿岩源于不同壳幔端元相互混合的软流圈地幔。辉绿岩的形成与板内岩浆活动有关,且岩浆侵位过程中发生与地壳物质的混染,是大陆伸展构造背景下的产物。渤海湾盆地新生代伸展属于主动裂谷环境,软流圈地幔上涌与太平洋板块向欧亚板块俯冲和板内地幔柱的形成密切相关。

华北东部晚中生代区域伸展背景下同构造花岗岩体的起源与就位

花岗质岩浆的起源、迁移及就位是研究大陆岩石圈流变学特性的重要方面。然而,板内伸展背景下同构造花岗岩体的岩浆来源、就位机制和岩浆流动与区域应力场的关系等问题缺乏系统性的总结。晚中生代期间华北板块东部逐渐变为区域伸展体制,同时中浅部地壳形成一系列的韧性剪切带、变质核杂岩和拆离断层,这些伸展构造往往伴有同剪切变形的花岗岩体。因此,华北东部是系统研究板内伸展背景下同构造花岗岩体的最佳区域。本文选取多个典型的同构造花岗岩体,进行综合分析。通过归纳总结这些同构造岩体的岩石地球化学和年代学资料,发现多数同构造岩体具有多个岩浆源区,且较早就位的中性岩席(单元)往往来自壳幔混合岩浆或新生下地壳的部分熔融,而较晚的酸性岩席(单元)则主要来源于古老下地壳的部分熔融。这一特点反映了同伸展岩体岩浆源区由深至浅的演化规律,也揭示了区域伸展背景下源自地幔的流体和热量是触发地壳部分熔融的重要因素。通过分析岩浆就位过程中围岩和岩体中形成的定向及变形组构,发现华北东部同伸展岩体的就位模式可分为三大类:以扁平岩床或岩基形式就位于中部地壳的水平韧性剪切带内;岩浆以近直立运移的方式形成长轴平行拆离断层的岩基,就位于变质核杂岩核部或拆离断层下盘;岩浆就位于再活化的先存断裂,通过膨胀作用、挤压围岩获得就位空间并使围岩变形,形成类似底辟作用的就位方式。剪切应力和浮力是影响岩浆运移方向的重要力学参数。岩浆自源区上升的过程中浮力起着主要控制作用,就位于韧性剪切带时剪切应力起着控制作用,就位于浅部地壳的脆-韧性过渡带时浮力的作用再次凸显。