郯庐断裂带南段早白垩世镁铁质岩墙成因及其地质意义

地壳再循环物质交代岩石圈地幔形成不均质的地幔源区,其衍生的镁铁质岩浆岩为揭示地幔演化及壳-幔相互作用提供了重要信息。本文对郯庐断裂带内张八岭隆起南段肥东地区镁铁质岩中的锆石进行LA-ICP-MS定年,获得年龄集中在127~122 Ma。镁铁质岩样品中SiO_(2)含量为51.33%~54.01%,Mg#值为52.6~70.0,并具有富钠、富碱(σ=2.46~4.22)的特征,属于亚碱性和高钾钙碱性系列。镁铁质岩样品均富集大离子亲石元素(LILEs,如Ba、Pb、K),相对亏损高场强元素(HFSEs,包括Nb、Ta、Ti等),表现为弧型地球化学特征。锆石Hf-O同位素研究获得极负的εHf(t)值(-23.4~-21.2)和略高的δ18O值(5.49‰~6.01‰),与新元古代斜长角闪岩同位素组成显示出一致的演化趋势和相似的分布特征。因此,早白垩世镁铁质岩墙富集的同位素特征主要继承于新元古代(~800 Ma)岩石圈地幔;在郯庐断裂带伸展背景下,由古老岩石圈地幔发生减压熔融形成。

柴北缘果可山岩体的岩浆混合作用:来自岩相学、矿物学和地球化学证据

青海南山岩浆岩带沿柴达木盆地和西秦岭造山带北缘分布,主要由与古特提斯洋俯冲-碰撞相关的晚二叠世-三叠纪花岗岩组成。本文对柴北缘东段果可山石英闪长岩及其中镁铁质微粒包体开展岩相学、矿物学、地球化学和Sr-Nd同位素综合研究及成因约束,为探究壳-幔相互作用提供新信息。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,果可山石英闪长岩与镁铁质包体形成于～247Ma。石英闪长岩属中钾钙碱性I型花岗岩,具有中等K_2O含量(1.43%～2.18%)和高Mg~#值(48.9～52.4),还表现出富集轻稀土元素、大离子亲石元素(如U、K、Pb),亏损重稀土元素和高场强元素(如Nb、Ta、Ti)和弱Eu负异常特征(Eu/Eu~*=0.71～0.85)。Sr-Nd同位素组成和矿物不平衡结构(如斜长石韵律环带和突变环带及角闪石包裹黑云母)表明,石英闪长岩主要源自镁铁质下地壳部分熔融并伴有富集地幔来源镁铁质组分的参与。镁铁质微粒包体呈椭球状,发育冷凝边和特殊的显微结构(如针状磷灰石、斜长石反环带和斜长石含刀刃状角闪石),具有更低的SiO 2含量(56.68%～59.28%)、更高的ε#Nd(t)和Mg值(58.5～62.2)以及更平坦的稀土配分曲线,暗示果可山镁铁质包体和寄主花岗岩是由源自遭受俯冲交代地幔的镁铁质岩浆与古老下地壳(古元古代晚期)来源的长英质岩浆不同比例混合形成的。结合前人对区域沉积学和构造解析研究结果,本文认为青海南山早-中三叠世岩浆活动与古特提斯洋向北俯冲诱发的幔源岩浆底侵和岩浆混合作用有关。

郯庐断裂带南段张八岭群地层时代的重新厘定

扬子板块东北缘的浅变质岩被认为是三叠纪大陆俯冲过程中从扬子板块剥离而来的,其原岩主要为新元古代中期岩浆岩和沉积岩,是理解扬子板块东北缘新元古代构造演化的重要对象。郯庐断裂带张八岭隆起北段夹持于大别造山带和苏鲁造山带之间,出露一套绿片岩相—低角闪岩变火山—沉积序列,即由西冷组变火山岩和北将军组变碎屑岩组成的张八岭群。然而,西冷组与北将军组之间的关系和张八岭群的形成时代都尚存在争议。为此,本文对张八岭群开展了详细的野外地质调查和MC-LA-ICP-MS锆石U-Pb定年工作。锆石U-Pb定年结果显示,西冷组顶部石英角斑岩的原岩时代为723±7 Ma;北将军组底部变粉砂岩的碎屑锆石年龄变化于916~614 Ma之间,与西冷组、肥东杂岩内新元古代岩浆活动时间相一致,暗示它们的物质主要由西冷组和肥东杂岩提供,其中,最年轻碎屑锆石谐和年龄(677±12 Ma)限定了北将军组沉积时代下限。结合野外地质特征和前人张八岭群上覆震旦系盖层沉积初始时间(635 Ma),本文认为北将军组的沉积时限为677~635 Ma,是覆盖于西冷组之上的中新元古代晚期沉积地层。对比研究显示,张八岭群可能是扬子东北缘新元古代中期裂谷火山—沉积岩系的重要组成部分。

柴北缘构造带东段乌兰地区晚二叠世—中三叠世花岗岩成因及其地质意义

柴北缘构造带内发育大规模的印支期花岗岩,其成因过程和构造背景仍存在争议。为确定该地区花岗岩的形成时代、成因和岩浆活动的构造背景,本文选取柴北缘构造带东段乌兰地区花岗岩和花岗闪长岩进行了岩相学、全岩地球化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素研究。它们以高SiO_(2)、K_(2)O含量,低MgO、CaO含量和Mg^(#)为特征,属于弱过铝质高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩(A/CNK=0.99~1.08),相对富集轻稀土元素(LREE)和Rb、K、Cs等大离子亲石元素,相对亏损重稀土元素(HREE)和Nb、Ta、Ti等高场强元素。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示花岗岩和花岗闪长岩侵位年龄分别为256±3 Ma和243±1 Ma,均为印支期岩浆活动的产物。Lu-Hf同位素组成显示花岗岩的ε_(Hf)(t)值为-6.2~-2.7,对应的二阶段模式年龄(T_(DM2))为1676~1452 Ma,花岗闪长岩的ε_(Hf)(t)值为-4.8~-0.2,对应的二阶段模式年龄(T_(DM2))为1577~1280 Ma,富集的Hf同位素组成反映其原始岩浆起源于中元古代地壳物质的部分熔融。然而,花岗闪长岩具有较高的Mg^(#)值和Cr、Ni含量,结合其较高的ε_(Hf)(t)值暗示花岗闪长岩形成过程中可能有幔源物质的贡献。此外,花岗岩和花岗闪长岩中均发育暗色镁铁质包体,包体和寄主岩中斜长石具有环带结构和筛状结构,并发育刀刃状黑云母和针状磷灰石,暗示岩浆演化过程中存在岩浆混合作用。从空间上看,乌兰地区三叠纪花岗岩体与西秦岭同期岩浆岩共同构成了青海南山岩浆岩带,结合前人对该区域地质背景分析,本文认为这一时期花岗质岩体的形成与古特提斯洋向北俯冲密切相关,大洋俯冲诱发幔源岩浆底侵到下地壳,并使下地壳发生部分熔融产生了区域上广泛分布的花岗质岩浆。

拉脊山阿伊山群中流纹岩的形成时代、地球化学特征及其构造意义

阿伊山群是南祁连构造带拉脊山地区的重要岩石地层单元,其形成构造环境和时代的限定对于理解拉脊山地区构造演化过程具有重要的意义。近年来,我们通过地质填图在青海拉脊山东沟煤矿地区的阿伊山群中识别出一套安山岩、流纹岩、凝灰岩、含砾粗砂岩和粗砂岩的岩石组合,其中,火山岩呈夹层的形式出露在沉积岩中。本文在详细的野外地质调查和岩相学研究的基础上,对阿伊山群中的流纹岩夹层进行了年代学和全岩地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-P b定年结果显示流纹岩的206Pb/238U加权平均年龄为447±4 Ma,属晚奥陶世。流纹岩具有较高Si02 (69.6%~76.5%)和铝饱和指数(A/CNK= 0.85~1.10),为钙碱性一高钾碱钙性系列。岩石富集轻稀土( LREE)和 Rb、Ba等大离子亲石元素,亏损重稀土元素(HREE)和 Nb、T a、Ti等高场强元素,具有高的全岩δ18O值,指示岩浆源区可能为沉积岩。结合前人研究成果,本文认为阿伊山群流纹岩是晚奥陶世陆陆碰撞过程俯冲陆壳沉积物部分熔融形成的。