羌塘中部晚三叠世岩浆活动的构造背景及成因机制——以红脊山地区香桃湖花岗岩为例

羌塘中部晚三叠世岩浆活动,尤其是南羌塘北缘大面积花岗岩的形成背景及成因机制迄今尚未得到很好约束,这些问题对深入理解龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带晚期构造演化具有重要意义。本文以羌塘西部香桃湖岩体为研究对象,进行了系统的岩石学、地球化学及同位素年代学研究。锆石的LA-ICP-Ms定年结果表明,香桃湖岩体的形成时代为213-211Ma,而非前人认为的晚侏罗世;地球化学特征显示,岩体以高SiO2（68.06%-74.05%）、较高K2O含量（3.06%-4.50%）和K2O/Na2O（1.05%-1.63%）以及低的P2O5含量（0.08%-0.14%）为特征,SiO2和P2O5具有明显负相关性,A/CNK=1.03-1.09;富集大离子亲石元素和轻稀土元素,强烈亏损Nb、Ti、Zr等高场强元素,同时具有P和Sr等元素的负异常;岩体的Th/U=5.19-9.36,Nb/Ta=8.13-10.06,具有高Sr（297×10^-6-465×10^-6,平均389×10^-6）低Yb（1.44×10^-6-3.02×10^-6,平均1.87×10^-6）的特征;岩体负铕异常不明显（Eu/Eu＊=0.61-0.87）,HREE分布平坦（Ho n≈Ybn）,且尾部具有微弱上翘趋势。综合以上特征,香桃湖岩体为一套准弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性I型花岗岩,其岩浆源于下地壳角闪岩相-榴辉岩相变质基性火成岩的部分熔融。岩体中暗色淬冷包体的研究暗示了幔源基性岩浆的底侵作用,同时母岩浆亦经历了一定的岩浆混合作用;综合区域内时空演化格架以及大量相关地质事实,我们认为羌塘中部横跨龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带分布的大规模晚三叠世岩浆活动均形成于后碰撞阶段伸展构造背景,俯冲板块的断离是这一期岩浆活动可能的成因机制。

辽东黄花甸地区古元古代花岗质岩浆作用及其地质意义

胶-辽-吉古元古代造山/活动带的辽东黄花甸地区出露大量古元古代花岗质岩石,前人将该区的花岗质岩石统称为花岗质混杂岩。本文通过详细的野外地质调查和室内综合研究,将该套花岗质混杂岩解体为时代及性质完全不同的两类花岗岩——黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩。其中黑云母二长花岗岩具有块状、条痕状、片麻状的不同构造类型,均显示富SiO_2(72.37%~77.44%)、贫Al_2O_3(11.69%~13.21%)、富K_2O(3.97%~5.11%)的特征,Na_2O/K_2O=0.64~1.08,TiO_2含量在0.18%~0.34%之间,MnO、MgO和P_2O_5的含量较低,分别为0.01%~0.07%、0.12%~0.32%和0.01%~0.06%,铝饱和指数A/CNK集中分布在1.33~1.45之间,A/NK在1.49~2.60之间,属于过铝质高钾钙碱性系列;微量元素Sr、Ba、Ti、P强烈亏损,具有明显的Eu负异常,具有A型花岗岩的特征。黑云母二长花岗岩的锆石大部分为具有清晰震荡环带结构的岩浆锆石,从3个样品获得LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄分别为2185±29Ma、2183±13Ma、2166±10Ma,据目前所获得南辽河群碎屑锆石年龄(1.95~2.15Ga),本文认为黑云母二长花岗岩的侵位时代要早于南辽河群地层沉积的时间,构成了南辽河群地层沉积的基底。花岗闪长岩呈岩枝状侵入黑云母二长花岗岩和里尔峪组地层中,富SiO_2(72.54%~74.31%)、Al_2O_3(15.01%~16.17%),全碱(K_2O+Na_2O)平均7.77%,相对富钠(Na_2O/K_2O=1.27~2.82),贫钙、镁,MgO平均为0.26%,CaO平均为1.59%,Mg#值平均为54.0,铝饱和指数A/CNK集中分布在1.61~1.78之间,A/NK在1.49~2.60之间,属于过铝质钙碱性系列,具明显的Eu正异常,Y/Yb低,Sr/Y高,而且强烈亏损Th、Ta、Nb、Ti等高场强元素,富集Ba、K、Rb、Sr等低场强元素,具有埃达克质花岗岩的特征。花岗闪长岩的锆石大部分为具有清晰震荡环带结构的岩浆锆石,从2个样品获得LAICP-MS锆石U-Pb年龄分别为1995±18Ma、1995±13Ma。可以推断花岗闪长岩的侵位时代为2.0Ga左右。本文认为具有A型特征的黑云二长花岗岩是陆块内部拉伸减薄-裂解过程中下部地壳部分熔融的产物,具有埃达克质特征的花岗闪长岩是俯冲过程中所形成火山弧或活动大陆边缘岩浆活动的产物。以上研究表明胶-辽-吉古元古代造山/活动带可能经历了在2.2~2.15Ga左右的拉伸裂解过程和2.0Ga左右俯冲挤压的构造演化过程。

藏北羌塘中西部红脊山地区晚古生代蛇绿岩地球化学特征及构造意义

以变质玄武岩为研究对象，对红脊山蛇绿岩进行了详细的岩石学和地球化学研究。结果表明，玄武岩主量元素含量与典型的N-MORB非常相似，稀土元素总量较低，具有轻稀土元素略亏损的近平坦左倾型配分型式，Eu异常不显著（δEu=1.05~1.16）。微量元素蛛网图总体也与N-MORB相似，表明变质基性岩源于N-MORB型亏损地幔源区。与典型的大洋中脊玄武岩相比，微量元素蛛网图显示出部分大离子亲石元素明显富集和部分高场强元素明显亏损的特征，尤其是Nb的亏损较为明显（Nb=1.67×10^-6~2.26×10^-6，平均值为1.97×10^-6），表明本区玄武岩受俯冲带物质的影响，很可能形成于俯冲带之上的弧后盆地次级扩张的大地构造背景，属SSZ型蛇绿岩范畴，为特提斯大洋岩石圈在俯冲过程中引发弧后盆地次级扩张的产物。本研究为龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带中西段的构造演化研究提供了重要依据。

藏北羌塘中西部红脊山地区早二叠世埃达克质岩石的发现及其地质意义

近期在羌塘中西部红脊山地区一套二叠纪蛇绿岩中首次发现了埃达克质岩石，呈脉状侵入到蛇绿岩中。对该套岩石进行了详细的岩石学、锆石U-Pb年龄和地球化学研究，重点讨论岩石成因及地质意义。埃达克质岩石岩性为白云母花岗岩，岩石中锆石晶形较完整，具典型的岩浆生长环带，结合Th/U值（0.22~0.63），表明其为典型的岩浆锆石。锆石LA-ICP-MS定年结果为271.7Ma±2.3Ma，表明其形成时代为早二叠世。岩石具有较高的SiO2、Al2O3含量和较低的K2O/Na2O值，为弱过铝质岩石。稀土元素配分模式呈右倾的曲线，重稀土元素分馏中等，Eu异常变化较小；微量元素Y、Yb含量较低，Sr含量中等，在微量元素蛛网图上表现出Rb、U、K正异常和Nb、Ta、P、Ti负异常。这与俯冲洋壳熔融形成的埃达克质岩石特征相似。红脊山埃达克质岩石是俯冲的古特提斯洋在角闪岩相-榴辉岩相条件下部分熔融形成的，残留相主要为石榴子石＋角闪石。较早产生的熔体与地幔橄榄岩充分发生交代作用，后产生的熔体与地幔橄榄岩交代作用较弱，向上运移过程中斜长石发生分离结晶。红脊山埃达克质岩石的发现，表明古特提斯洋在早二叠世开始俯冲消减，大洋进入消退阶段。

胶-辽-吉造山带北辽河变基性岩的成因、地球化学属性及其构造意义

大规模出露于胶-辽-吉造山带的北辽河变基性岩(NLHmetabasicrocks)是恢复造山带构造演化的关键之一,然而,研究者们对这些变基性岩的成因和构造环境有很大争议,制约了对胶-辽-吉造山带早期构造演化的深入研究。基于详细的野外地质调查,本文对北辽河变基性岩进行了系统的岩石学研究并提供了新的全岩地球化学数据,结合前人的测试结果,我们对这些变基性岩的成因和构造环境进行了相关探讨。变基性岩侵入于北辽河群的大理岩和碎屑岩中,经历了一定程度的蚀变以及绿片岩相-角闪岩相变质。岩石类型包括变质辉长岩、变质辉绿岩、斜长角闪岩以及石榴斜长角闪岩;前两者具有明显的变余辉长或者辉绿结构,可见自形斜长石,少见原生矿物单斜辉石的残留;后两者主要由斜长石和角闪石组成,部分含有石榴子石变斑晶;此外,岩石中出现大量Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)。地球化学研究表明,北辽河变基性岩均属于拉斑玄武岩系列(SiO_2=44.55%~54.11%,Nb/Y=0.16~0.31),以低TiO_2(0.69%~1.99%)和低MgO(多数5.47%~7.97%)为特征,轻稀土轻微富集((La/Sm)_N=1.22~2.66;(La/Yb)_N=1.66~4.56),并具有明显的Nb、Ta、P以及轻微的Zr、Ti亏损,岩石经历了橄榄石、单斜辉石和斜长石等矿物的三相结晶分异以及Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)的堆晶;它们的微量元素配分型式类似于E-MORB和地壳岩石,并且地球化学组成与MORB相近,而不同于弧玄武岩和板内玄武岩;这些变基性岩的Ce/Pb(3.07~26.58)、(Ta/La)PM(0.47~1.45)以及(Hf/Sm)PM(0.91~1.15)显示出有限的俯冲相关流体的交代作用;此外,大多数不相容元素比值(例如Th/Nb、La/Nb及Th/La等)的变化趋势则表明北辽河变基性岩的岩浆源区不可能是大陆岩石圈地幔,并且在形成过程中经历了明显的地壳物质混染。基于这些野外地质调查和地球化学研究,我们认为北辽河变基性岩应形成于相对成熟的弧后盆地,这样一个形成环境也表明胶-辽-吉造山带在早期存在~2.1Ga的洋壳俯冲过程,该构造带应该是~1.9Ga岛弧与大陆碰撞形成的一条古元古代造山带。

构造变形在变质岩专题填图中的作用及其意义——以辽南辽河群试点填图区为例

论述了构造解析在变质岩专题填图过程中的作用及其意义。主要围绕以下5个方面:(1)构造解析在高级变质岩区地质调查中对重大地质边界的识别作用;(2)通过构造解析区别变质岩区不同岩石和/或构造单元因构造发生的堆叠作用;(3)通过构造解析识别并区分不同岩石单元的构造类型、期次和组合样式;(4)变质岩填图区剖面测制及地层原始厚度恢复需要在构造解析工作基础上进行;(5)变质岩区地质填图工作实际上是构造解析和变质岩石学的有机结合过程。总之,构造解析对变质岩填图区内地质情况的客观表述具有重要的意义。

西南三江德钦-维西地区中二叠-晚三叠世岩浆岩与古特提斯演化

西南三江的德钦-维西地区出露有大量中二叠-晚三叠世岩浆岩,但是它们的形成与两个古特提斯分支洋(即金沙江洋和昌宁-孟连洋)的关系存在很大争议,制约了我们对该地区古特提斯构造演化的理解。本文对得荣县附近的玄武岩和流纹岩、兰坪县附近的安山岩以及德钦县附近的沉火山角砾岩进行了系统的野外地质调查、岩石学和地球化学研究,目的是查明它们的成因和形成环境,为深入探讨古特提斯构造演化提供有力的制约。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,得荣玄武岩(约236Ma)、兰坪安山岩(约233Ma)以及德钦沉火山角砾岩(约232Ma)均形成于晚三叠世,而得荣流纹岩则形成于中二叠世(约261Ma)。地球化学研究表明,得荣玄武岩多属于拉斑质玄武岩,具有变化的TiO_(2)和MgO含量,缺乏明显的轻重稀土元素分馏,以不同程度亏损Nb、Ta和Ti为特征,它们可能是大陆弧环境下尖晶石稳定域内"肥沃"岩石圈地幔较高程度部分熔融的产物,并经历了不同程度的结晶分异和地壳混染;兰坪安山岩具有较高的MgO含量和Mg#值,属于高镁安山岩,其微量元素组成类似于陆壳物质,应该形成于沉积物起源熔体与地幔楔岩石之间的相互作用;得荣流纹岩以高SiO_(2)和低TiO_(2)含量为特征,具有较高的锆饱和温度,其地球化学组成类似于典型的高分异A型花岗岩,起源于伸展环境下地幔物质上涌导致的地壳岩石部分熔融。结合相关区域地质资料,我们提出中二叠-中三叠世时期昌宁-孟连古特提斯洋向东(北)俯冲使得扬子地块与昌都-兰坪-思茅地块之间以弧后伸展(即金沙江弧后盆地)的方式打开,而晚三叠世时期昌宁-孟连洋闭合后的陆-陆碰撞(即保山地块和昌都-兰坪-思茅地块)则导致金沙江弧后盆地的闭合。

藏北羌塘红脊山地区香桃湖变质堆晶辉长岩地球化学特征及其地质意义

香桃湖变质堆晶辉长岩是由原“猫耳山岩组”解体出来的早古生代基性岩，其对于研究区域上龙木错-双湖-澜沧江缝合带的构造演化具有重要意义。岩相学研究表明，该堆晶辉长岩经历了高级角闪岩相变质，并遭受了绿片岩相退变质作用的改造；地球化学研究显示，其SiO2含量为44.7%~46.2%，MgO为7.05%~8.48%，Mg^#值为51.02~53.90，相容元素Cr含量为168×10-^6~288×10^-6、Ni为60×10^-6~103×10^-6，远低于原生玄武质岩浆，反映香桃湖变质堆晶辉长岩经历了一定程度镁铁质矿物的分离结晶作用；部分样品微量和稀土元素显示出OIB的特征，另一部分显示E-MORB的特征。因此，该变质堆晶辉长岩的原岩应形成于受洋中脊中轴型地幔热柱叠加的洋中脊，其可能为红脊山地区早古生代的大洋残片。

昌宁-孟连杂岩带澜沧岩群的岩石学、地球化学和变质演化及其对古特提斯构造演化的启示

云南三江地区昌宁-孟连杂岩带中的澜沧岩群内出露多种类型变沉积岩,主要包括含十字蓝晶石榴云母片岩、石榴云母片岩、硬绿泥石白云母片岩和绿泥蓝闪钠长片岩等。系统的岩相学观察、矿物化学和相平衡模拟研究结果表明,不同类型的变沉积岩保存了不同的变质演化历史。含十字蓝晶石榴云母片岩记录了自中温榴辉岩相降温降压至角闪岩相的退变质过程,峰期矿物组合为石榴子石+蓝晶石+多硅白云母+硬玉,变质温压条件为600~750℃和19~30kbar。通过石榴子石的XPrp和XGrs,和多硅白云母的Si值限定石榴云母片岩的峰期矿物组合包括石榴子石+多硅白云母+绿辉石+硬柱石+钠云母,峰期温压条件为430~475℃和17~19.5kbar。硬绿泥石白云母片岩矿物组成包括硬绿泥石+多硅白云母+钠云母,然而峰期矿物组合则以多硅白云母+钠云母+纤柱石为特征,通过多硅白云母的Si值限定峰期温压条件约为300~330℃和17~19kbar。石榴云母片岩和硬绿泥石白云母片岩较为一致地记录了从峰期硬柱石蓝片岩相升温降压至绿帘石蓝片岩相的退变质过程。绿泥蓝闪钠长片岩主要通过变质反应和成因矿物学特征大致估算其温压条件约为430~520℃和9~11kbar。岩石地球化学性质研究结果表明,这些变沉积岩的平均化学成分与大陆岛弧、活动大陆边缘和上地壳沉积物成分较为接近,其原岩主要为一套成熟度较差的泥砂质岩类和少量的中基性火山岩。该泥砂质原岩的沉积物源以中酸性岩浆岩为主,存在不同程度古老沉积物的加入。构造判别图解表明,研究区样品主要形成于大陆岛弧或活动大陆边缘的构造背景。变质作用特征和原岩地球化学属性综合分析表明,昌宁-孟连杂岩带内大面积分布的澜沧岩群均发生不同程度的俯冲-消减过程,表现出多样的变质演化P-T轨迹的特征,表明澜沧岩群经历了多期/多阶段复杂的构造演化历史。

西藏羌塘香桃湖地区泥盆纪猫耳山岩组的解体及蛇绿混杂岩带的初步厘定

猫耳山岩组分布于龙木错—双湖缝合带西延的关键区域,具有复杂的岩石组合和变质变形特征,是理解缝合带西部构造演化的关键。1∶25万查多岗日幅区调认为猫耳山岩组为一套晚泥盆世遭受角闪岩相变质作用改造的碎屑岩、碳酸盐岩夹基性火山岩沉积建造,其中部分变质基性火山岩显示出蛇绿岩的地球化学特征。近期的研究表明,原猫耳山岩组是由形成于不同时代和构造背景,遭受不同程度变质作用改造的岩片构造混杂而成,对其进行必要的解体工作,是认识该区物质组成及构造演化的前提。在大量野外观察和实测剖面的基础上,结合岩石学、地球化学和同位素年代学,将原猫耳山岩组初步解体为晚古生代蛇绿岩、早古生代蛇绿岩、早石炭世咸水河岩组、中三叠世拉顺岩组等不同地质单元,并概述解体依据和不同单元的物质组成、变质特征、形成时代及构造背景,为进一步深入理解缝合带西部物质组成、从整体上认识龙木错—双湖—澜沧江板块缝合带的构造演化提供了新的资料。

哀牢山-大象山变质杂岩带中斜长角闪岩的地球化学、同位素年代学及其地质意义

哀牢山-大象山变质杂岩带位于青藏高原东南缘,是西南三江地区重要的北西向造山带。杂岩带主要由各种类型的副片麻岩、片岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩构成,岩石发生强烈的糜棱岩化。本文在哀牢山变质杂岩带东南段元江和金平地区以及大象变质杂岩带北段老街和Pho Rang地区发现了中二叠-早三叠世的斜长角闪岩。岩石地球化学和锆石U-Pb年龄研究表明,这些斜长角闪岩可分为4组:第1组为元江斜长角闪岩,具有类似于E-MORB的稀土和微量元素配分曲线特征,锆石U-Pb定年显示其原岩形成年龄为272.5±1.7Ma;第2组为勐桥-马鞍底斜长角闪岩,相比于元江斜长角闪岩(第1组)具有更高的轻/重稀土分馏程度,其稀土和微量元素配分曲线类似于E-MORB,微量元素比值(Nb/Yb、Th/Yb等)显示具有沿MORB-OIB序列演化的趋势,勐桥和马鞍底斜长角闪岩中的Ti含量和Ti/Y比值等特征分别类似于峨眉山低Ti玄武岩和高Ti玄武岩。锆石U-Pb定年结果表明,勐桥-马鞍底斜长角闪岩形成于265.2±1.0Ma^266.2±1.0Ma和250.4±1.5Ma^248.7±1.6Ma,其中晚期岩石中含有261.2±1.5Ma^257.9±1.6Ma的继承锆石,该年龄与峨眉山玄武岩(约260Ma)近于同期。上述证据表明勐桥-马鞍底斜长角闪岩岩浆演化过程中可能混染了部分具有OIB属性的峨眉山地幔柱物质成分;第3组为大象山老街-Pho Rang斜长角闪岩,具有类似于OIB的稀土和微量元素配分曲线特征,微量元素含量和比值(Ti O2=3.28%~4.31%,Nb/La=0.84~1.01,Ti/Y>500等)特征显示与峨眉山高Ti玄武岩相似的地球化学属性,表明峨眉山玄武岩在哀牢山-大象山变质杂岩带内广泛分布,该岩石成分可能为勐桥-马鞍底斜长角闪岩(第2组)的端元组分之一;第4组为大象山Pho Rang斜长角闪岩,该组岩石具有与元江斜长角闪岩(第1组)相似的E-MORB属性特征。进一步的研究表明,哀牢山-大象山变质杂岩带中具有类似于E-MORB属性的斜长角闪岩均表现出不同程度的Nb、Ta元素亏损和Rb、Ba等大离子元素富集,微量元素比值(Nb/Yb(0.72~5.29),Th/Yb(0.11~0.87),La/Nb(0.91~8.83))等特征类似于岛弧玄武岩,这些特征指示其原岩岩浆可能是俯冲环境下地幔楔岩石部分熔融的产物。结合哀牢山-大象山变质杂岩带、哀牢山-马江缝合带以及扬子地块之间的时-空关系,本文推测哀牢山-大象山变质杂岩带内的E-MORB类型岩浆岩形成于东古特提斯支洋(即哀牢山-马江洋)向东的俯冲过程,其俯冲持续时间为中二叠-早三叠世(272~248Ma)。

青藏高原羌塘中部香桃湖地区早二叠世双峰式火山岩的成因及其地质意义

青藏高原中部的南羌塘地块是了解冈瓦纳大陆裂解和劳亚大陆增生的关键地区。为进一步深入探讨南羌塘地块分离的动力来源,笔者对首次在香桃湖地区内展金组冰海杂砾岩段发现的一套双峰式火山岩(粗玄岩-安山岩组合)进行详细系统的锆石年代学和全岩地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明:粗玄岩和安山岩的岩浆喷发时间分别为(290±2)Ma和(281±4)Ma,均形成于早二叠世。地球化学结果表明:粗玄岩属于亚碱性玄武岩,其TiO_(2)、FeO^(T)含量较高,轻重稀土元素分馏明显,微量元素组成类似于洋岛玄武岩;安山岩的主量元素组成明显不同于粗玄岩,以高SiO_(2)和Al_(2)O_(3)以及低MgO、TiO_(2)、FeO^(T)为特征,微量元素组成与前者相似,但更亏损Nb、Ta和Ti。进一步的地化特征研究显示粗玄岩和安山岩均具有大陆板内性质,前者是由地幔柱源区岩石部分熔融形成的原始熔体,经结晶分异作用形成;后者在形成过程中加入了大量地壳物质。香桃湖地区双峰式火山岩岩石成因和构造环境的研究,为地幔柱活动和俯冲洋壳拖拽共同导致早二叠世基梅里超级地体从冈瓦纳大陆北缘裂解并进一步打开新特提斯提供了新的证据。

辽东半岛河栏镇火山-沉积岩构造研究——对古元古代弧后盆地张裂与闭合的启示

前寒武纪盆地演化及造山作用一直是造山带研究中的热点和难点,通过对华北克拉通东部陆块胶-辽-吉构造带中辽东半岛河栏镇火山-沉积岩进行深入的野外及室内研究,反演该地区古元古代大地构造演化过程.通过对辽河群里尔峪组火山岩、高家峪组钙质泥岩以及大石桥组碳酸盐岩野外的详细构造解析,识别出各类岩石单元中发育同沉积伸展构造(D1-0),包括同沉积不对称褶皱、层间平卧褶皱和滑脱面理及线理,指示辽吉弧后盆地早期伸展张裂过程.通过对河栏镇蒲石河地区基性侵入岩及喷出枕状熔岩进行详细的野外构造填图及解析,提出伴随基性枕状熔岩的喷发,辽吉弧后盆地张裂到最大程度.此外,在各组相关岩石中观察到大量逆冲推覆构造及不对称断展褶皱,构造归为D1-1或者D1-2,指示辽吉弧后盆地受挤压应力影响发生收缩.锆石年代学研究指示高家峪组沉积物物源主要来自于~2.5 Ga基底,少量来自古元古代(2 172 Ma)火山弧.综合区域内已有岩石地球化学及年代学资料,研究表明辽吉弧后盆地的拉张及闭合过程伴随着古元古代增生造山作用,并暗示板块构造在古元古代已经开启.