辽宁本溪地区新太古代晚期钾质花岗岩的发现及其地质意义

辽宁本溪地区位于华北克拉通东部陆块东北部,区内广泛发育新太古代深成侵入岩和变质表壳岩,尚无钾质花岗岩的报道。钾质花岗岩的形成过程是早期陆壳发育成熟和稳定的重要标志,本次钾质花岗岩的发现对系统的研究华北克拉通早期陆壳的形成与演化具有重要的价值。本文对本溪地区马家沟的钾质花岗岩进行了岩石学、成岩年代学、岩石地球化学的研究,探讨了岩石成因和形成的构造背景。马家沟岩体为片麻状中细粒黑云母二长花岗岩。锆石U-Pb测年数据显示,岩石^(207)Pb/^(206)Pb加权平均年龄为(2490±21)Ma,形成于新太古代晚期。该岩体属弱过铝质、高钾钙碱性系列钾质岩石;主要富集高场强元素La、Zr、Th及大离子亲石元素K、Nd等元素,亏损P元素、高场强元素Nb和大离子亲石元素Sr、Ti等;REE曲线为右倾型,负Eu异常,属于S型花岗岩。研究区钾质花岗岩岩浆主要来源于地壳,是变质泥岩部分熔融的产物,形成于活动大陆边缘碰撞造山后的伸展环境,代表华北太古宙克拉通固结基底形成之前的最后一次岩浆活动,标志着在新太古代晚期本溪地区微陆块已拼贴完成,并与其他地区一起构成稳定的华北太古宙克拉通。

内蒙古锡林浩特小乌兰沟地区晚石炭世二长花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

笔者以锡林浩特小乌兰沟地区发育的晚石炭世二长花岗岩为研究对象,开展了岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、岩石地球化学等研究,讨论其构造环境,为进一步研究古亚洲洋闭合时限提供新的依据。LA-ICP-MS锆石同位素U-Pb测年结果显示,该花岗岩的侵位年龄为(319.5±1.2)Ma,相当于晚石炭世。岩石地球化学研究表明,该岩石具有高Si、富K、贫Mg、贫Ca、低P和Ti的特征,属于高钾钙碱性、过铝质系列岩石;岩石富含大离子亲石元素Rb和高场强元素Th、Ta、Hf,亏损Sr、Ba、Nb;稀土元素以略富集轻稀土、Eu亏损为特征。地球化学特征反映其为I型花岗岩,来源于下地壳的部分熔融。构造环境判别图解显示该岩体形成于活动大陆边缘环境,表明研究区在晚石炭世期间仍存在洋壳的俯冲作用,暗示古亚洲洋此时尚未闭合。

新疆和田大红柳滩矿田稀有金属矿床的成矿机制

大红柳滩稀有金属矿田位于西昆仑中段,是松潘-甘孜-西昆仑花岗伟晶岩型稀有金属成矿带的重要组成部分,已发现白龙山、509道班西、大红柳滩东、507锂矿等大中型花岗伟晶岩型锂矿床7处,探获Li_(2)O储量达到1Mt以上,成矿潜力巨大。本文梳理了前人对大红柳滩稀有金属矿田的成矿特征及成矿作用研究,得出以下认识:(1)花岗伟晶岩与大红柳滩复式岩体形成于晚三叠世,两者空间关系密切,自岩体向远端可分成微斜长石型(矿物组合为微斜长石、石英和白云母)、锂辉石型(矿物组合为锂辉石、钠长石、石英和白云母)的分带规律,锂辉石伟晶岩多数分布在岩体外接触带1~2km范围内;(2)石英闪长岩、黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩具有不同的地球化学特征以及ε_(Hf)(t)、ε_(Nd)(t)和δ^(7)Li值,是晚三叠世同碰撞构造背景下不同源区熔融的产物;(3)花岗伟晶岩与二云母二长花岗岩形成时代基本一致,具有相似的Hf、Li同位素特征,反映其源于相同的源区,形成于富白云母矿物的变沉积岩通过白云母脱水熔融;(4)初始熔体富助熔元素P、B、F和碱金属,能够增加H_(2)O在熔体中的溶解度,有利于Na、Li碱金属元素的富集,形成初始富锂熔体;(5)二云母二长花岗岩和花岗伟晶岩的空间关系、地球化学和Li同位素特征与岩浆分离结晶模型不同,与花岗岩浆的不混溶作用有关。综上所述,富挥发分、碱金属元素的初始富锂熔体上升过程中的熔体-流体分离作用可能是稀有金属元素超常富集的主要机制。大红柳滩复式岩体的外围,特别是二云母二长花岗岩的外接触带1~2km范围是寻找锂辉石伟晶岩的有利地区。

玉树北部二叠纪镁铁质岩的成因及其对大陆弧后盆地形成的指示

系统地调查与研究弧后盆地岩浆作用能为探究汇聚板块边缘的壳幔相互作用、板块俯冲动力学和弧后盆地形成-演化机制等提供重要信息。本文以最近在青海玉树北部地区发现的二叠纪镁铁质岩类为研究对象,开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学与同位素地质学等研究,以期为深入认识大陆弧后盆地形成机制及有关镁铁质岩浆的起源提供关键线索。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测定结果表明,玉树北部辉长岩的结晶年龄为260±1 Ma。玄武岩样品具有相对低的TiO2和Nb/Y值以及相对高的Ce/Nb值,其相对于原始地幔要显著富集轻稀土和Th等元素,亏损Nb、Ta、Ti和P等元素,可与世界上典型弧后盆地玄武岩(例如Okinawa Trough BABBs)成分特征类比。而辉长岩样品具有相对高的TiO2和Nb/Y值以及相对低的Ce/Nb值,其相对于原始地幔要显著富集轻稀土和Th等元素,轻微亏损Nb、Ta和Ti,总体上具有与OIB类似的成分特征。玄武岩样品具有变化较大的ISr(0.706~0.709)和εNd(t)值(-1.8~+1.3),而辉长岩样品则具有相对均一的ISr(0.709)和εNd(t)值(-1.8~-1.5)。综合本次研究成果可以确定,玄武岩应该起源于一个受俯冲组分改造的岩石圈地幔,而辉长岩应该来自于一个与地幔柱相关的源区。结合区域最新研究资料可以进一步判断研究区镁铁质岩应该形成于大陆弧后盆地扩张的背景中,并且该弧后盆地的产生很可能与洋壳深俯冲导致的板块回撤、峨眉山地幔柱活动密切相关。

山东栖霞大河崖金矿床包裹体特征研究及矿床成因初探

大河崖金矿床地处华北克拉通南缘的胶辽隆起区,栖霞—蓬莱金成矿带上,其空间产出受台前—陡崖断裂带和岩浆活动制约。为研究该矿床成矿流体特征及矿床成因,本文对其开展不同阶段的包裹体进行岩相学、显微测温、包裹体激光拉曼及S同位素分析。测试结果表明,包裹体可划分为Ⅰ型富液气液两相盐水包裹体、Ⅱ型含CO_(2)三相包裹体和Ⅲ型纯液相包裹体3类,矿石中的包裹体类型以气液二相包裹体和含CO_(2)三相包裹体为主。成矿期流体完全均一温度变化范围为216~298℃,盐度为3.71%~9.98%NaCleqv,密度为0.80~0.90 g/cm^(3)。成矿晚期流体完全均一温度变化范围为124~181℃,盐度2.41%~5.56%,密度0.91~0.98 g/cm^(3)。表明该矿床属于中低温、中低盐度、低密度的热液脉型矿床。从主成矿期(Ⅱ和Ⅲ阶段)到成矿晚期(Ⅳ阶段),成矿温度和盐度降低,成矿密度略有升高。矿石中黄铁矿δ^(34)S变化范围为+5.1‰~+6.51‰,与栖霞—蓬莱金成矿带其他金矿床基本一致。显示主要为岩浆硫,成矿物质可能来源于深部岩浆。根据流体包裹体及同位素研究并结合区域地质特征,大河崖金矿床的成矿与白垩世岩浆关系密切,受台前—陡崖断裂带控制,在其次级断裂形成沉淀富集成矿。

滇东南薄竹山花岗岩年代学、地球化学特征及地质意义

滇东南薄竹山地区W-Sn-Pb-Zn多金属矿床与该区大型复式花岗岩体有密切的成因联系。为了探讨该花岗岩体的侵位时代、岩石成因及形成背景,对薄竹山花岗岩开展了岩石地球化学、锆石U-Pb定年及Hf同位素测试。结果表明,该花岗岩可划分为两期,其中晚期花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(87.08±0.55)~(87.29±0.69)Ma。两期花岗岩均具高的SiO_(2)(63.37%~72.07%)、K_(2)O(4.96%~6.19%),贫Fe、Mg的特征,A/CNK值为1.03~2.42,轻重稀土元素分异明显(LREE/HREE=14.0~26.5),Eu明显负异常(δEu=0.38~0.62),富含大离子亲石元素Rb、Th、U及稀土元素La、Ce、Nd,亏损Ba、Ta、Nb、Sr、Y和Yb,ε_(Hf)(t)值为−9.31~−5.14,具有高钾钙碱性过铝质S型花岗岩的地球化学和同位素特征;Hf同位素二阶段模式年龄(t_(DM2))为1476~1737 Ma,说明岩浆可能来源于早中元古代下地壳部分熔融。综合研究认为,薄竹山花岗岩是白垩纪伸展背景下软流圈地幔上涌导致的早中元古代下地壳物质部分熔融所形成。

中国花岗岩型锂矿床:重要特征、成矿条件及形成机制

随着新能源汽车产业的快速发展和可控核聚变技术的不断革新,锂产业已成为各国竞相发展的新兴朝阳产业,全球锂资源争夺态势愈发激烈。中国是全球拥有花岗岩型锂矿床数量最多的国家,目前该类型锂矿占全国锂总供应量的1/4,进一步加强对该类型锂矿的研究和勘查对提升我国锂资源的自给能力至关重要。通过对全国40个主要花岗岩型锂矿床的时空分布、岩石序列、矿物演变、地球化学和锂独立矿物等特征的梳理,发现该类矿床主要形成于中生代晚侏罗世-早白垩世期间,主要集中在华南地区尤以华南腹地的南岭地区最为密集;近1/3的成矿岩体隐伏于地下,出露的岩体面积普遍较小,为0.07~5.7km^(2);花岗岩体垂直方向从下至上逐渐从黑云母二长花岗岩演变为锂云母钠长石花岗岩,其上通常发育云英岩和伟晶岩;锂及其他稀有元素(铷铯铍铌钽钨锡)一般在强钠长石花岗岩和云英岩中高度富集;黑云母二长花岗岩→含锂云母钠长花岗岩→云英岩,岩浆分异程度逐步增加且逐渐从熔体过渡到熔体-流体共存体系,全岩SiO_(2)含量、Nb/Ta和Zr/Hf比值、A/CNK和δEu值发生规律性变化;多数情况下岩体伴生煌斑岩脉、辉长岩脉、辉绿岩脉、花岗斑岩脉、细晶岩脉、霏细岩脉等各类脉体。总结规律提出:(1)伟晶岩壳是较早进入岩浆房内的岩浆与上覆围岩接触而冷却固结的产物,其构成岩浆房与外界的隔绝屏障,使Li、F、P、H_(2)O等易挥发组分无法逃逸;(2)较晚进入岩浆房的岩浆经历了长时间晶粥体与残留熔体的分凝过程,锂等稀有金属元素愈来愈富集于残余熔体中,最终形成富锂花岗岩和云英岩;(3)各类岩脉是岩浆房底部有持续热补给从而使残留含矿熔体能够逐步抽离上升的证据:基性岩脉来源于下伏高温地幔岩浆,不含矿中酸性斑岩脉是岩浆房底部堆晶体重熔的产物,含矿酸性斑岩脉和细粒岩脉来自岩浆房顶部富矿熔体-流体,三者沿地壳裂隙快速上升至地壳浅部就位。正是由于上覆伟晶岩壳形成的封闭体系和下伏幔源岩浆提供的充足热量,才使得岩浆房在热驱动机制下长期保持原地分异状态,最终形成花岗岩型锂矿床。

东昆仑昆仑河泥盆纪过铝质花岗岩成因和找矿意义

昆仑河地区是东昆仑造山带过铝质花岗岩分布相对集中的地区,昆仑河过铝质花岗岩分布区形成了Li、Be、Sn等元素高背景区,部分地区具明显的异常,可为东昆仑造山带古生代碰撞造山过程的研究和相关稀有金属矿产成矿预测提供重要的依据。本文通过对昆仑河地区花岗岩岩相学、地球化学、同位素年代学及Hf、Sr同位素研究发现:昆仑河地区新发现的花岗岩形成时代为早泥盆世(418~416Ma),其岩性为黑云母花岗闪长岩、二云母花岗闪长岩和二云母花岗岩,暗色矿物均为黑云母(≤5vol%);为富钠弱过铝高钾钙碱性系列,Na_(2)O/K_(2)O平均值是1.13,A/CNK为1.03~1.10,富集LREE,(La/Yb)_(N)为9.7~28.1,重稀土弱亏损,Y为8.69×10^(-6)~23.4×10^(-6),Yb为0.67×10^(-6)~2.43×10^(-6);Eu具较明显的负异常(Eu/Eu^(*)=0.48~0.86),Rb/Sr比值(0.34~1.12)和Rb/Ba比值(0.18~0.32)较低;(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)为0.7045~0.7083,ε_(Nd)(t)为-4.94~-1.64,t_(DM2)为1.56~1.29Ga;锆石ε_(Hf)(t)值分布在-3.3~2.7之间,t_(DM2)为1.61~1.28Ga;岩浆源于古老元古代地壳的部分熔融,源区有地幔物质或源于地幔的新生地壳物质的参与。结合以往研究成果,昆仑河地区存在晚志留世(425~422Ma)和早泥盆世(418~416Ma)两期过铝质花岗岩,两者与东昆仑加里东期碰撞造山带俯冲岩石圈板片断离、幔源岩浆底侵引发的地壳熔融相关。根据1/25万化探数据做概要分析,该花岗岩分布区显示了较好的Li、Be、Sn等矿的找矿前景。

东昆仑金水口泥盆纪层状花岗岩成因和找矿意义

东昆仑造山带是青藏高原与冈底斯带相媲美的巨型岩浆岩带,但该带是否具有形成硬岩型稀有金属矿床的潜力还不清楚。最近在东昆仑金水口地区发现了锂铍矿化伟晶岩,暗示其有可能成为以锂铍为主的稀有金属成矿潜力区。本文以矿化伟晶岩空间上紧密共生的金水口层状花岗岩体为研究对像,揭示其地球化学特征和形成时代,探讨其成因和找矿意义。金水口层状花岗岩下部为弱过铝高钾钙碱性黑云母二长花岗岩,上部为高分异强过铝二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩。花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为396~395Ma,LA-ICP-MS独居石U-Pb年龄为396~391Ma。黑云母二长花岗岩、二云母正长花岗岩、石榴子石碱长花岗岩和钠长花岗岩具有相似的Nd同位素组成,εNd(t)为-6.52~-4.48,黑云母二长花岗岩与二云母正长花岗岩具有相似的全岩Pb同位素组成和锆石Hf同位素组成,^(208)Pb/^(204)Pb(t)为38.187~38.219,^(207)Pb/^(204)Pb(t)为15.627~15.652,^(206)Pb/^(204)Pb(t)为18.299~18.527,ε_(Hf)(t)为-6.25~+0.58。下部花岗岩和上部高分异花岗岩均源于元古代岩石和少量新生年轻地壳物质组成的下地壳,为I型花岗岩,形成于碰撞后伸展构造环境。金水口花岗岩岩浆演化过程中Li、Be、Nb、Ta和Sn富集,与其东侧跃进山花岗岩共同构成了潜在的稀有金属矿化伟晶岩的母体花岗岩,推断跃进山花岗岩南部和东部具有伟晶岩型Li-Be矿的找矿潜力。东昆仑造山带出现泥盆纪Li-Be矿成矿作用,暗示青藏高原北部除了中生代外,古生代也存在Li-Be矿重要成矿潜力。

喜马拉雅造山带聂拉木地区渐新世深熔作用的厘定

喜马拉雅新生代淡色花岗岩记录了地壳深熔作用和花岗岩侵位的地球化学和构造物理效应。与形成于增厚地壳条件下和伸展背景下的始新世和中新世花岗岩相比,渐新世花岗岩分布比较局限,且源区和形成机制还存在着较大的争议。位于喜马拉雅造山带中部的聂拉木地区,可见32.1Ma的含电气石黑云母的花岗岩、29.8Ma的含黑云母的花岗岩、26.6Ma的含电气石黑云母的伟晶花岗岩侵入到高喜马拉雅岩系上部。这三组渐新世花岗岩具有以下特征:(1)较高的SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O和Na_(2)O,A/CNK>1.0;(2)Ba、Nb、Ta、Sr和Ti的负异常;(3)略微富集轻稀土,亏损中稀土和重稀土,高度变化的Eu异常和微弱的负Nd异常;(4)均一的初始Sr-Nd同位素比值,^(87)Sr/^(86)Sr(t)=0.7463~0.7471,ε_(Nd)(t)=-15.0~-14.6。此外,含电气石黑云母的花岗岩和含电气石黑云母的伟晶花岗岩具有较高的Sr和Ba,较低的Rb/Sr比值,其Rb/Sr比值与Ba和Sr含量都无相关性,表明其为富B流体参与高喜马拉雅变沉积岩含水部分熔融作用的产物。而含黑云母的花岗岩具有较低的Sr和Ba,较高的Rb/Sr比值,且其Rb/Sr比值与Ba和Sr含量显示明显的负相关关系,表明其为变沉积岩发生脱水熔融作用的产物。综合喜马拉雅造山带已有的研究成果,得出以下认识:渐新世花岗岩的源区从下地壳基性物质转变为中地壳变泥质岩,展示了源区向上迁移的过程,并经历了一期重要的岩浆热液交代作用;渐新世深熔作用记录了造山带从缩短增厚向伸展垮塌转换阶段深部地壳的响应,从而促使了高喜马拉雅岩系的折返。

花岗质岩石中黑云母成分区域性变化对深部物质示踪及成矿的约束:以秦岭地区为例

秦岭造山带早中生代花岗质岩浆及成矿作用非常发育,是探讨地壳深部物质组成及成矿关系的重要地区之一,学者已从岩石学、矿床学和地球化学等角度开展了众多研究,但对成矿作用与花岗岩和地壳深部物质组成的认识仍不太清楚。黑云母是中酸性岩中常见的暗色矿物,也是指示成矿可能性的重要矿物之一。因此,本文对秦岭该期花岗质岩石中黑云母成分开展研究,为解决该问题探索新途径。对秦岭早中生代花岗质岩石中黑云母成分的研究结果显示,北秦岭和南秦岭两个构造单元中黑云母成分和形成物理条件存在系统差异,揭示其岩浆物源有别,进而制约了其成矿种类特征。北秦岭早中生代花岗质岩石中黑云母的成分和形成条件变化范围小,以MgO(8%~13%)、TiO_(2)(3%~5%)和Cl(0.02%~0.6%)含量较高,F(0.2%~0.4%)含量较低,以及较高的氧逸度(log f O_(2)值为-16.96~-14.62)和温度(682~771℃)为特征;而南秦岭的成分和形成条件总体变化范围较大,具有MgO(3%~15%)、TiO_(2)(2%~4.5%)、Cl(0.01%~0.18%)含量较低,F(0.1%~1.6%)含量较高,以及较低的氧逸度(log f O_(2)值为-20.88~-15.08)和温度(536~754℃)。此外,研究还显示,黑云母的形成压力与岩浆演化程度和矿物组合相关,当岩石中出现黑云母+白云母±石榴子石组合时,压力较高。秦岭两个构造单元中黑云母成分和形成条件的差异,特别是氧逸度和Cl含量的明显不同,揭示各自的成矿种类和成矿潜力不同,如北秦岭较高的氧逸度和Cl含量,形成铜矿的潜力比南秦岭大。同时,两个构造单元中黑云母的成分差异,还揭示了岩浆物源及深部物质组成的不同,即北秦岭比南秦岭具有更为年轻的地壳,这与区域同位素填图示踪的深部物质组成差异基本一致。由此可见,对区域上同时代花岗质岩石中黑云母成分的研究,不仅可以揭示岩浆演化、岩浆结晶过程物理化学条件等,还可示踪深部物质组成的空间变化与差异及成矿种类和潜力,有望成为探测深部物质组成的新方法和了解区域成矿背景和潜力的新途径。

藏南拆离系活动与淡色花岗岩就位——以希夏邦马峰地区为例

藏南拆离系是世界上最大的拆离断层系统,也是喜马拉雅造山带的重要构造边界,对喜马拉雅造山过程起着重要的控制作用。在拆离断层内部和断层下盘的高喜马拉雅单元,出露了大量的同构造淡色花岗岩;近期研究工作发现,这些淡色花岗岩具有良好的稀有金属成矿潜力,因此,研究藏南拆离系的活动历史和淡色花岗岩的就位过程,对理解拆离断层变形和演化过程、熔体-断层相互作用和成矿有着重要的启示意义。针对该问题,本文选择喜马拉雅造山带中段希夏邦马峰附近的两条经典剖面——吉隆和聂拉木,开展系统的构造地质学研究,就藏南拆离系的演化过程和淡色花岗岩的同构造迁移-就位机制进行初步探讨。研究表明,吉隆地区的拆离断层厚度数十米到上百米,影响范围小,下盘吉隆岩体和高喜马拉雅的向北拆离变形较弱;聂拉木拆离断层为藏南拆离系深部构造层次,拆离断层厚度达数千米,强烈的构造变形导致肉切村群和高喜马拉雅顶部发生强烈的糜棱岩化,韧性剪切后的淡色花岗岩以平行拆离断层的岩席或岩脉产出;由此,我们认为吉隆和聂拉木的拆离断层分别代表了藏南拆离系的不同构造层次,受控于后期不均一的构造隆升剥露过程,进而可以解释两个地区不同的构造特征。综合前人的研究工作,我们提出藏南拆离系内部拆离断层活动存在逐渐向上迁移现象,而淡色花岗岩的侵位对该过程有着重要的促进作用。早期藏南拆离系的主拆离断层层次较深,控制了淡色花岗岩的顺层迁移和就位;而晚期熔体向更浅层次的运移,也促使藏南拆离系的主拆离断层也向上部迁移。

希夏邦马峰淡色花岗岩岩石成因初步研究

淡色花岗岩是研究碰撞造山带地球动力学过程的重要对象。本文对喜马拉雅造山带希夏邦马峰海拔5800m大本营附近的淡色花岗岩样品进行了独居石U-Th-Pb年代学和全岩地球化学初步分析。研究样品根据矿物组合可分为黑云母花岗岩和二云母花岗岩,二者地球化学特征以及变形程度都有所差异,全岩地球化学中弱变形的黑花岗岩表现出低Si和富Al、Mg、Fe、K、Ti的特征,铝饱和指数A/CNK为1.06;强变形和弱变形的二云母花岗岩均表现出高Si和贫Mg、Fe、K、Ti的特征,A/CNK为1.11~1.17。同黑云母花岗岩相比,二云母花岗岩稀土元素中Eu元素负异常明显,微量元素中富集Sn、U,亏损Ba、Sr、Zr、Hf、LREE等元素,暗示岩浆经历了斜长石、黑云母、锆石、独居石和磷灰石的分离结晶作用。黑云母花岗岩和二云母花岗岩中的独居石给出U-Th-Pb年龄为22.9±0.2Ma、22.7±0.5Ma和22.7±0.7Ma的一致结果,这一年龄略早于前人报道的结果,指示藏南拆离系活动时间在该区域与喜马拉雅中段具有一致性。本文认为希夏邦马淡色花岗岩岩浆作用与碰撞后伸展阶段发育的藏南拆离系活动具有同时性。

辽东兰花岭地区古元古代Ⅰ型花岗岩类与辽吉A型花岗岩对比研究

辽东半岛是华北克拉通胶-辽-吉古元古代活动带的重要组成部分,古元古代经历了复杂的构造演化过程,并记录了多期岩浆-变质作用,约2.2 Ga的辽吉A型花岗岩和1.89~1.85 Ga的巨斑状花岗岩、正长岩分别标志着辽东古元古代造山作用的开端和结束。最新研究显示,2.20~2.15 Ga的岩浆作用形成了2种不同类型的花岗岩,它们可能具有不同的岩石成因和构造意义。在青城子铅锌矿集区北部采集的兰花岭、白砬子花岗闪长岩和黄泊辉绿岩,锆石U-Pb年龄分别为2177±19 Ma、2129±36 Ma、1876±29 Ma。花岗闪长岩的岩石成因类型、地球化学特征与典型的约2.2 Ga的辽吉A型花岗岩明显不同,属于弱过铝质、低钾钙碱性—碱性岩石,Zr、Hf、Nb、Rb含量较低,K_(2)O/Na_(2)O值、稀土元素总量极低,为典型的Ⅰ型花岗岩类。根据锆石Lu-Hf同位素分析,ε_(Hf)(t)值为-5.1~9.0,二阶段Hf模式年龄t_(DM2)为2089~2817 Ma,岩浆源区为约2.5 Ga的太古宙地壳物质和少量软流圈地幔物质。兰花岭地区花岗闪长岩具备岛弧或活动大陆边缘的地球化学亲缘属性,可能形成于弧岩浆俯冲挤压环境;结合形成于伸展环境的A型条痕状花岗岩特征,认为约2.2 Ga辽东地区古元古代活动带呈现总体伸展、局部挤压的构造环境,为洋壳板块向龙岗地块俯冲碰撞过程中或碰撞后的弧后盆地。

胶辽吉造山带碰撞后岩浆作用:来自辽东-吉南地区巨斑状和球粒状花岗岩的约束

胶辽吉造山带辽东-吉南地区卧龙泉、双岔、八河川等巨斑状花岗岩体形成于造山峰期之后,记录了造山带演化的重要信息,对于探讨整个胶辽吉造山带构造演化具有重要意义。通过对巨斑状花岗岩研究,识别出局部侵入其中的球粒状花岗岩,并对采集自造山带东部和西部典型岩体的3件巨斑状花岗岩和1件球粒状花岗岩开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素及主微量元素研究。结果显示巨斑状花岗岩具有硅含量相对较低、全碱较高、A/CNK值变化较大(0.86~1.19)等特征。虽然双岔巨斑状花岗岩中见有石榴子石,但全岩地球化学特征表现出准铝质、锆饱和温度较高等A型花岗岩特征;宝甸地区花岗岩中也有石榴子石,显示了S型花岗岩地球化学特征。卧龙泉和双岔巨斑状花岗岩体侵位时代为1880~1895Ma,球粒状花岗岩形成于1870±13Ma,宝甸地区巨斑状含石榴花岗岩侵位于1845±13Ma左右;来自这些锆石的原位εHf(t)值介于-3.6~+4.2之间,相应的二阶段模式年龄为2474~2730Ma。本研究认为,辽吉造山带碰撞后花岗质岩石成因较为复杂:球粒状花岗岩反映了岩浆过冷度较大、快速侵位至浅表过程;宝甸地区巨斑状花岗岩具有S型花岗岩特征;具有A型花岗岩特征的巨斑状花岗岩则反映了深部物质和加厚地壳均有贡献。结合前期报道的同时代碰撞后I型和A型花岗岩以及变质岩的研究等,本文认为辽东半岛巨斑状和球粒状花岗岩的产出与胶辽吉造山带碰撞后强烈的下地壳作用有关,反映了造山带去根垮塌、岩石圈伸展过程,代表了碰撞后花岗质岩浆作用。

皖南伏岭A型花岗岩的成因——地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu—Hf同位素特征

伏岭花岗岩体,位于江南造山带东段的皖浙相邻区,岩浆岩沿着近北东向的宁国—绩溪深大断裂断分布。笔者等对伏岭岩体鱼龙川(γ_(5)^(3-2))单元花岗岩开展了系统的全岩岩石地球化学、LA-ICPMS锆石U-Pb同位素年龄和锆石原位Lu—Hf同位素地球化学研究,结果表明,花岗岩的侵位年龄为131.8±0.9 Ma,富硅、富碱、贫钙、贫铁,具有较高的Rb、Th、U、Ga、Zr和Y含量,较低的Sr、Ba和Nb含量,稀土配分曲线呈现典型的“海鸥式”分布特征,显示强烈的负Eu异常;微量元素原始地幔标准化蛛网图显示明显的Ba、Sr、Nb的负异常。其高SiO_(2)含量和Rb/Sr值、低Ba、Sr含量具备江南造山带东段皖南地区A型花岗岩的典型特征。岩体具有同源岩浆演化特征,源区可能存在磷灰石、钛铁矿的分离结晶作用,而辉石类的分离较少。伏岭岩体主要来源于地壳中镁铁质岩石的部分熔融,其地球化学特征继承于源岩。锆石ε_(Hf)(t)变化范围较小,均在-7.0~-4.6之间,二阶段模式年龄(TDM2)为1478~1630 Ma,伏岭花岗岩可能由中元古代古老下地壳部分熔融形成。伏岭岩体的形成可能受到碰撞作用的影响,岩体形成于后碰撞期,中元古代的基底岩石被大范围的熔融,从而产生了伏岭A型花岗岩。

大兴安岭中段内蒙古扎赉特旗地区石炭纪高镁闪长岩、埃达克岩的发现及其对嫩江洋俯冲作用的指示

扎赉特旗地区的晚古生代岩浆作用,对于揭示嫩江洋的俯冲过程与机制具有重要的约束意义。通过野外地质调查、岩石学、岩石地球化学和锆石U−Pb定年研究,在扎赉特旗元宝山和贾家屯地区新发现了晚石炭世早期的高镁闪长岩(年龄加权平均值为320.5±1.2 Ma)和O型埃达克岩(年龄加权平均值为317.9±3.3 Ma)。元宝山高镁闪长岩具有低SiO_(2)、高MgO、高Mg^(#)和富Na_(2)O的特点,且Ni、Cr含量高,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,认为其形成于消减带之上的地幔楔环境,是由消减板片部分熔融衍生的富Si质流体交代地幔岩部分熔融形成的。贾家屯石英闪长岩具有高SiO2、富Na2O、高Sr和低Yb、Y的特点,K2O/Na2O值低,稀土元素强烈分异,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,无负Eu异常,且贫Mg、Cr、Ni,为消减板片部分熔融后经结晶分异形成的O型埃达克岩。新发现的晚石炭世早期的埃达克岩−赞岐岩组合,与研究区石炭纪花岗岩的形成时间(333~304 Ma)同步,且高镁闪长岩与辉长岩(325.2~317.3 Ma)伴生,反映扎赉特旗地区处于松嫩地块西缘的活动大陆边缘弧环境,推测嫩江洋至少从晚石炭世早期开始就存在向东南侧松嫩地块之下的俯冲作用。

辽东地区赛马碱性杂岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其对构造背景的制约

通过LA-ICP-MS测得辽宁赛马地区浅肉红色霞霓正长岩中的锆石U-Pb年龄为225.8±1.9 Ma,赛马碱性杂岩的侵位时代为晚三叠世。地球化学分析表明,霞霓正长岩SiO_(2)含量为55.87%~60.88%,Na_(2)O为0.41%~5.32%,Al_(2)O_(3)为17.81%~19.53%,K_(2)O为9.46%~11.91%,MgO为0.46%~1.36%,里特曼指数为7.54~17.01;稀土元素总量较高,高于300×10^(-6),强烈富集轻稀土元素,(La/Yb)N值大于10,个别达到100以上;亏损Nb、Ta、P等高场强元素,富集Rb、Th等大离子亲石元素,总体表现出富碱性岩石特征。锆石ε_(Hf)(t)值为-13.37~-9.30,对应的两阶段Hf模式年龄T_(DM2)为2102~1855 Ma。通过岩石成因分析和构造环境判别,赛马碱性杂岩可能形成于由俯冲挤压向陆内伸展、拉张转换的动力背景下的下地壳(或上地幔)部分熔融。赛马碱性杂岩侵位时代(225.8±1.9 Ma)可能代表了华北克拉通北缘岩石圈开始伸展减薄的时间,也是郯庐断裂形成的时间。

雅鲁藏布江中段日喀则地区却顶布—路曲地幔橄榄岩岩石地球化学特征、成因及其地质意义

日喀则蛇绿岩是雅鲁藏布江缝合带的重要组成部分,但是对该蛇绿岩的成因和构造背景还存在较大的争议。本文以日喀则地区却顶布—路曲蛇绿岩为研究对象,通过详细的野外地质、岩石学、矿物化学及岩石地球化学研究,显示该蛇绿岩主要由方辉橄榄岩组成,另有少量辉长岩、辉绿岩和玄武岩。与路曲方辉橄榄岩相比,却顶布方辉橄榄岩中橄榄石的Fo值较低,斜方辉石Al_(2)O_(3)和Cr_(2)O_(3)含量较高,单斜辉石Al_(2)O_(3)含量和Cr#值较高,尖晶石Cr#值和TiO_(2)含量较低。却顶布—路曲方辉橄榄岩具有较高的MgO含量和较低的Al_(2)O_(3)、CaO、TiO_(2)含量,稀土元素总量为(0.17~1.63)×10^(-6),低于原始地幔和亏损地幔。路曲方辉橄榄岩的LREE/HREE和(La/Yb)_(N)比值较高,分别为1.34~9.22和0.56~12.14;却顶布方辉橄榄岩与其相反,LREE/HREE和(La/Yb)_(N)比值分别为0.29~0.81和0.11~0.25。路曲方辉橄榄岩呈轻稀土富集型的U型稀土元素配分模式;却顶布方辉橄榄岩为轻稀土亏损型的左倾型稀土元素配分模式。路曲方辉橄榄岩和却顶布方辉橄榄岩具有近似的微量元素分布特征,但是又有一定区别,路曲方辉橄榄岩大离子亲石元素Rb、Ba高于却顶布方辉橄榄岩,但K、Sr低于却顶布方辉橄榄岩。却顶布—路曲方辉橄榄岩的源区可能来源于地幔中的尖晶石相二辉橄榄岩。却顶布—路曲方辉橄榄岩矿物化学和全岩地球化学特征与深海地幔橄榄岩相似。矿物学和全岩岩石地球化学特征显示却顶布方辉橄榄岩为经历了10%~15%部分熔融的残余,路曲方辉橄榄岩为经历了20%~25%部分熔融的残余。却顶布—路曲方辉橄榄岩形成于慢速超慢速拉张的洋中脊环境。日喀则蛇绿岩的多样性与源区部分熔融程度和后期流体交代密切相关。

柴达木盆地东北部拉合根地区中生代火山岩的发现及其地质意义:来自地球化学与锆石年代学证据

柴达木盆地北缘东部地区哇洪山—温泉断裂与宗务隆山南缘断裂之间地带出露系列火山岩,由于其中一部分缺乏精确的地质年代学制约,导致其地层归属难以确定,因此该地区大地构造单元划分尚存争议。本文基于详细的野外调查,在柴达木盆地北缘东部拉合根地区新识别出一套中生代火山岩,岩石类型为流纹岩、中酸性角砾熔岩及英安岩。对代表性流纹岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为(248.3±1.2)Ma(MSWD=0.30,n=20),表明岩石形成于早三叠世。全岩元素组成分析结果显示,该火山岩为准铝质高钾钙碱性岩石,轻重稀土元素分馏明显,轻稀土元素富集、重稀土元素亏损,δEu平均值为0.63,显示为弱负异常;微量元素呈现Rb、Ba等大离子亲石元素和Th、U、Hf和Zr等高场强元素相对富集,Sr强烈亏损,Ta、Nb相对亏损的特征,具有典型岛弧火山岩地球化学特征。锆石εHf(t)值分布范围为-19.62~-3.07,对应的t_(DM2)为2421~1639 Ma,表明岩石来自古元古代地壳物质的部分熔融。综合岩石年代学和地球化学特征,认为该火山岩为早三叠世阿尼玛卿洋向北俯冲于东昆仑地块,导致地壳基底(如达肯大坂岩群)发生深熔作用的产物。通过区域对比,提出该火山岩与鄂拉山岩浆弧洪水川组火山岩的地球化学性质较为相似,因此将其厘定为下三叠统洪水川组火山岩。该火山岩的发现指示拉合根地区大地构造单元属于东昆仑造山带鄂拉山岩浆弧。研究成果为柴达木盆地北缘东部地区大地构造划分提供了新的数据资料支撑。