中祁连西段盐池湾地区大青沟杂岩体中侵入岩与火山岩的岩石成因关系研究

研究大型硅质岩浆体系中的侵入岩与火山岩之间的成因关系对揭示岩浆动力学过程以及大陆地壳的成分演化具有重要意义。中祁连西段盐池湾地区的大青沟火山-侵入杂岩体为理解侵入岩与火山岩之间的成因联系提供了一个新窗口。本文以大青沟火山岩及其下伏的侵入岩作为研究对象,通过野外地质、岩石地球化学、锆石U‐Pb定年、锆石Hf同位素及锆石微量元素分析,获得大青沟火山-侵入杂岩体中的流纹岩、二长花岗岩和花岗闪长岩的形成时代分别为456±2 Ma、454±3 Ma和455±4 Ma,三者具有一致的形成时代。锆石Hf同位素组成相对一致,ε_(Hf)(t)值为-5.2~+0.3。地球化学分析结果表明,大青沟火山-侵入杂岩具有高硅、富K的特征,富集大离子亲石元素、亏损高场强元素,具有明显的Eu负异常。研究表明,三者可能来源于同一岩浆储库,是岩浆房晶体-熔体持续分离的产物。流纹岩与二长花岗岩分异程度较高,流纹岩是先存晶粥活化、分异而喷出地表的产物,而二长花岗岩是岩浆分异后未喷发而侵入地下的产物;花岗闪长岩分异程度较低,代表了晶粥的产物。

中祁连党河南山-木里地区早古生代火山-沉积岩系锆石U-Pb年代学、物源示踪及其地质意义

造山带内与板块俯冲-碰撞过程相关的一系列沉积盆地对于重建造山带演化历史具有重要意义。本文以党河南山-木里地区早古生代火山-沉积岩系为研究对象,对其开展沉积序列、锆石U-Pb年代学、Hf同位素及碎屑物源综合分析,研究结果表明:(1)该火山-沉积岩系从底部吾力沟组到中部盐池湾组,整体上表现为弧后盆地的演化特征,顶部多索曲组具有向前陆盆地演化的特征;(2)获得吾力沟组玄武安山岩锆石U-Pb年龄为472±10Ma,限定盐池湾组和多索曲组沉积时代分别为467~450Ma和450~440Ma;(3)盐池湾组碎屑锆石年龄谱系和锆石ε;(t)组成说明盐池湾组碎屑物质主要来源于中祁连岩浆弧;而多索曲组的早古生代碎屑物质主要来源于伴生的火山岩或南祁连花岗岩,前寒武纪碎屑物质主要来自于中祁连。综合分析与汇聚板块边缘相关的沉积盆地特征和前人研究资料,本文认为党河南山-木里地区的早古生代火山-沉积岩系可能形成于弧后盆地及其闭合过程的前陆盆地环境。

中祁连党河南山碱性系列岩浆岩埃达克岩成因及其对俯冲带壳幔相互作用的启示

碱性系列岩浆岩和埃达克岩是通常产生于汇聚板块边缘的特殊岩石类型,记录了俯冲物质与地幔橄榄岩相互作用的过程。笔者对中祁连南缘党河南山地区贾公台杂岩体和鸡叫沟岩体进行了岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,鸡叫沟岩体中的二长闪长岩形成于(467±4.7)Ma,贾公台岩体花岗闪长岩形成于(445±4.3)Ma。地球化学分析结果表明,鸡叫沟杂岩体中角闪辉石岩、辉长岩和二长闪长岩整体上具有富K、富Na的特征,均属于碱性系列岩浆岩,具有钾玄岩特征;岩体中不同岩石类型具有相似的微量元素配分型式,富集Sr、Nb、LILE和LREE等,岩浆源区存在金红石残留,其形成过程与弧地幔楔底部富碱的俯冲沉积物和地幔橄榄岩混合、熔融有关。贾公台花岗闪长岩属于中钾钙碱性系列,Na2O/K2O值大于2.5,样品具有高Sr(>400×10^(-6))、低Y(<7×10^(-6))的特征,高Sr/Y值(>70)和La/Yb值(>22)具有高硅埃达克岩特征,与俯冲洋壳的榴辉岩相部分熔融有关,源区存在石榴子石残留特征。党河南山碱性岩浆岩埃达克岩组合指示了俯冲物质深部熔融的特点(大于50~100 km),揭示了该地区强烈的壳幔相互作用过程,表明俯冲沉积物和俯冲洋壳可以为弧岩浆侵入体形成提供直接的物质来源,进一步说明俯冲物质和地幔橄榄岩相互作用可能是岛弧地壳生长的方式之一。

弧地壳深部岩浆结晶分异过程:来自中祁连西段哈马尔达坂杂岩体的年代学、地球化学和热力学模拟研究

俯冲带弧岩浆分异是大陆地壳形成的主要过程,对研究大陆地壳的演化与生长机制具有重要意义。本文通过对中祁连弧地体西段盐池湾地区的哈马尔达坂杂岩体进行野外地质、地球化学、年代学和热力学模拟研究,来讨论弧岩浆分异过程。哈马尔达坂杂岩体主要存在两类岩石类型:镁铁质-超镁铁质堆晶岩(包括辉石角闪石岩、角闪辉长岩和角闪石岩)和闪长岩类(包括闪长岩、石英闪长岩)。锆石U-Pb定年结果显示辉石角闪石岩的形成时代为473±1Ma,与相邻高钾岛弧玄武岩的形成时代一致。哈马尔达坂杂岩体与高钾岛弧玄武岩具有相似的全岩Sr-Nd-Hf同位素组成,(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值在0.7035~0.7053之间,ε_(Nd)(t)=+3.9~+5.1,ε_(Hf)(t)=+10.8~+13.1,表明它们来自同一岩浆源区。结合野外地质关系与岩石地球化学特征,推测该侵入杂岩体的原始熔体为相邻的高钾玄武质弧岩浆。岩石学和地球化学特征表明:闪长岩类是来源于受沉积物熔体交代的俯冲带地幔楔部分熔融形成的原始玄武质岩浆在中下地壳发生(以角闪石为主)结晶分异的产物;镁铁质-超镁铁质岩石具有堆晶结构,地球化学特征呈现富铁贫硅的特征,具有较高的MgO含量(6.19%~14.29%,Mg^(#)=52.3~74.6),代表原始玄武质岩浆分离结晶形成的堆晶体。热力学模拟计算与实验岩石学资料对比,进一步说明该杂岩体中的闪长岩是玄武质岩浆在中压(约0.7GPa)和氧逸度为NNO+1的条件下、发生50%~67%分离结晶的产物。闪长岩类与镁铁质-超镁铁质堆晶岩具有相似的矿物结晶顺序与全岩同位素组成,指示它们具有发生分离结晶作用的互补成分特征,分别代表了玄武质岩浆分离结晶后的衍生熔体和堆晶岩。因此,本文研究表明角闪石分异是弧岩浆分异的主要机制,它导致富SiO_(2)熔体的形成,推动岩浆成分向富硅的方向演变,从而产生新生的安山质地壳。

滇西点苍山变质杂岩中叠加低温糜棱岩的变形-变质、流体及地质意义

点苍山变质杂岩是发育在哀牢山-红河走滑断层带上的四个变质杂岩体之一,其遭受了多阶段的变质-变形改造,特别是自晚渐新世以来其深变质岩石广泛遭受了高温韧性剪切变形及从地壳深部剥露到地表过程.本文在前人研究成果及详细的野外地质观测的基础上,对新生代点苍山杂岩的深变质岩石变形-变质作用和剥露过程开展了相关研究,尤其是重点针对叠加低温糜棱岩开展了详细的研究.其中通过光学显微镜、扫描电子显微镜的附件电子背散射衍射以及结合阴极发光技术方法和手段,开展了叠加低温糜棱岩的显微构造、变形矿物晶格优选定向以及矿物相的深入分析.研究结果表明:(1)点苍山深变质杂岩经历了早期的高温左行剪切变形以及晚期的伸展快速剥露过程,其低温变形-变质构造特征和矿物组合叠加在早期的高温变形-变质基础之上,且高温显微构造和组构部分或全部遭受晚期叠加低温剪切变形作用改造;(2)叠加低温变形-变质出现在韧-脆性转换过程中;(3)同构造剪切叠加低温变形-变质过程中的流体非常活跃,以及伴随由动态重结晶作用和/或伴随的破裂-微破裂作用导致岩石中主要组成矿物强烈细粒化,并进一步致使变形应变局部化(如微剪切带发育),其常常伴随着岩石强度的降低,并在进一步的演变过程中影响着岩石的整体流变性.