Geochemistry and Geochronology of OIB-type Early Jurassic Magmatism in the Zhangguangcai Range, NE China, as a Result of Continental Back-arc Extension

The Zhangguangcai Range in the Xing’an(Hinggan) Mongolian Orogenic Belt, NE China, contains Early Jurassic(c. 188 Ma) Dabaizigou(DBZG) porphyritic dolerite. Compared with other island-arc mafic rocks, the DBZG dolerite is characterized by high trace-element contents, relatively weak Nb and Ta enrichments, and no Zr, Hf or Ti depletions, similar to OIB-type rocks. Analysed rocks have(87Sr/86Sr)i ratios of 0.7033–0.7044, relatively uniform positive εNd(t) values of 2.3–3.2 and positive εHf(t) values of 8.5–17.1. Trace-element and isotopic modelling indicates that the DBZG mafic rocks were generated by partial melting of asthenospheric mantle under garnet-to spinel-facies conditions. The occurrence of OIB-like mafic intrusion suggests significant upwelling of the asthenosphere in response to lithospheric attenuation caused by continental rifting. These processes occurred in an incipient continental back-arc environment in the upper plate of a palaeo-Pacific slab subducting W–NW beneath East Asia.

内蒙古莫尔道嘎地区早中生代岩浆作用及其地球动力学意义

莫尔道嘎地处额尔古纳地块北段,该地区大量侵入岩和侵入-变质杂岩以往被认为属新元古代,类型有风水山片麻杂岩、中基性杂岩、巨斑状钾长花岗岩、二长花岗岩岩。对该地区新元古代侵入岩和侵入-变质杂岩进行系统采样,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法进行了测年研究。结果显示:研究区除个别岩体(混合岩化钾长花岗岩)为新元古代形成外,绝大部分以往认为的新元古代侵入岩或变质侵入杂岩为早中生代形成,揭示了研究区有强烈的早中生代构造岩浆作用。结合区域上同时代早中生代岩石的分布和年代学资料,额尔古纳和大兴安岭北段的早中生代侵入岩和变质杂岩可以分为243～246、210～229、200～205Ma 3个时期,其中200～205Ma一组最为发育。243～246Ma一组主要为莫尔道嘎地区中基性杂岩,形成背景与二叠纪末期兴蒙造山之后伸展作用有关。而210～229Ma的花岗岩和变质杂岩组合具有非常典型的大陆碰撞岩石组合特征:钙碱性系列过铝质、S型花岗岩,岩石副矿物以黑云母+角闪石+白云母为主,混合岩和淡色花岗岩(白云母花岗岩),深熔岩(莫尔道嘎巨斑状钾长花岗岩),缺乏同时期火山岩等;其形成与早中生代时期蒙古—鄂霍茨克洋封闭引起的陆陆碰撞有关。研究区早中生代花岗质侵入岩、变质杂岩特征及其同位素测年结果显示:蒙古—鄂霍茨克洋中段可能在中三叠世末期—晚三叠世早期封闭,这时已经开始发生陆陆碰撞,碰撞高峰时期可能在晚三叠世末期,早于以往认为的早侏罗世。

华北地块北缘晚古生代——早中生代岩浆活动期次、特征及构造背景

通过对华北陆块北缘近年来获得的晚古生代—早中生代岩浆岩锆石U-Pb及部分39Ar-40Ar测年结果的分析,认为该区晚古生代—早中生代期间至少经历了泥盆纪、早石炭世晚期—中二叠世及二叠纪末—三叠纪等3期明显的岩浆作用过程。泥盆纪岩浆活动时限在400～360Ma左右,岩性主要为碱性岩(正长岩及二长岩),其次为基性-超基性岩、二长闪长岩、碱性花岗岩及流纹岩,出露面积较少。早石炭世晚期—中二叠世岩浆活动时限在330～265Ma左右,岩性主要为闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩及花岗岩,其次为辉长岩及英云闪长岩。二叠纪末—三叠纪岩浆活动(250～200Ma),岩性主要为钾长花岗岩、二长花岗岩及碱性杂岩,其次为基性-超基性岩及少量中酸性火山岩。华北地块北缘晚古生代—早中生代岩浆岩呈近东西走向的带状分布,其中泥盆纪及早石炭世晚期—中二叠世岩浆岩主要分布在内蒙古隆起上,而二叠纪末—三叠纪岩浆岩分布范围更大,其南界可以到达燕山构造带最南端的蓟县盘山及太行山北段的河北涿鹿矾山地区。这些广泛分布的多期次岩浆活动表明华北地块北缘在晚古生代—早中生代期间经历了复杂的岩浆及构造作用过程。泥盆纪岩浆活动可能与白乃庙岛弧岩带与华北克拉通弧-陆碰撞后的伸展作用有关。早石炭世晚期—中二叠世岩浆活动的形成与古亚洲洋向华北地块的俯冲作用有关。而二叠纪末—三叠纪岩浆活动的形成与华北地块与西伯利亚南缘蒙古增生褶皱带拼合后的伸展及岩石圈拆沉作用有关。

东昆仑祁漫塔格早中生代大陆地壳增生过程中的岩浆活动与成矿作用

东昆仑祁漫塔格地区位于青藏高原北缘,为典型的大陆边缘增生造山带,经历了漫长的古生代—早中生代增生造山过程,其中以早中生代岩浆活动与成矿作用最为发育。文章系统总结了区内早中生代侵入岩分布及成因,对与其相关矿床地质、成矿流体特征及成矿物质来源进行分析,进一步探讨了祁漫塔格地区早中生代大陆地壳增生过程中的壳幔混合岩浆活动与成矿作用的关联。研究结果认为,中二叠世—早三叠世以俯冲阶段的侧向增生为主,中-晚三叠世以碰撞-后碰撞阶段的垂向增生为主,与成矿有关的岩浆岩主要为中-晚三叠世石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩、花岗斑岩等,以I型、A型花岗岩为主,且多见暗色包体,Sr-Nd-Hf同位素组成表明其源于古陆壳物质的重熔,有地幔物质的参与,由地幔底侵古老陆壳,幔源基性岩浆与壳源花岗质岩浆发生不同程度混合作用而形成。与该时期岩浆活动关系密切的主要为斑岩型铜钼矿床、矽卡岩型铁多金属矿床、层控矽卡岩型铅锌矿床、与碱性花岗岩有关稀有金属矿化等。成矿时代集中于248~210 Ma,成矿流体主要来源于岩浆热液,成矿物质具有壳幔混合来源,区内中-晚三叠世大陆垂向增生过程中的壳-幔岩浆混合作用为区域大规模金属成矿提供大量热能、成矿流体及成矿物质。

华北陆块东南缘徐淮推覆-褶皱带构造变形特征研究

文章对华北陆块东南缘徐淮推覆-褶皱带构造变形特征进行了研究。研究表明,该带经历了两期构造变形,早期为推覆-褶皱变形,伴有局部的左旋走滑,晚期为早白垩世的区域伸展与闪长玢岩、二长闪长玢岩的侵入,岩浆结晶年龄为131~135 Ma。根据80多口煤田钻井和有关地球物理资料,将徐淮推覆-褶皱带划分为三个亚带,分别是:(1)变质结晶基底:靠近郯庐断裂带,大部分被第四系覆盖,零星出露古元古代片岩、片麻岩等;(2)推覆-褶皱带:由中、新元古代—奥陶纪期间沉积的碳酸盐岩夹碎屑岩和石炭纪—二叠纪期间沉积的含煤碎屑岩组成,厚2600 m;(3)推覆前缘带:为晚古生代大型煤田的赋存区。推覆-褶皱带底部以一个大型拆离断层与古元古代结晶基底接触。所有前中生代岩层都被卷入了一个上地壳层次的强烈推覆和褶皱变形,属于脆性变形构造,构成徐淮推覆-褶皱带;其上被近水平展布的早白垩世陆源碎屑岩、火山岩和晚白垩世—古近纪红层不整合覆盖。本文鉴定出了6~7个不同规模的拆离断层,它们具有犁式形态,向下产状渐趋平缓,归并到一个主拆离断层上。几何学研究表明,主拆离断层的根部在东侧,紧邻郯庐断裂带。还鉴定出了6套非能干岩层,由泥岩、粉砂岩、石膏层组成,其厚度与推覆规模呈正相关关系。断裂上盘底部为能干岩层,下盘顶部为非能干岩层。区内存在数个千米规模的飞来峰构造,其底部为低角度逆断层,断层之上为一到数个构造岩片,各岩片之间以次级断裂为界。台阶状逆断层(由断坡、断坪复合而成)、叠瓦状逆断层和断层相关褶皱(断层转折褶皱和断层传播褶皱)构成了徐淮推覆-褶皱带构造变形的最显著特征。其缩短量从20.6 km到29.6 km,缩短率为43.6%~46.4%。结合区域地质的综合分析,认为这种强烈的缩短-增厚变形是早中生代华北陆块东南缘的上部地壳朝SE朝苏鲁造山带和大别造山带下冲的产物。

华南陆缘粤南地区晚三叠世-早、中侏罗世古气候演化及其对华南构造体制转换的响应

华南早中生代构造体制转换对粤南地区古气候演化产生了深远影响,但对其内在联系的研究尚有不足.本文以粤南地区上三叠统‒下、中侏罗统小坪组、金鸡组、桥源组为研究对象,采集各组泥岩样品进行了X⁃射线荧光光谱主量元素和ICP⁃MS微量、稀土元素测试,并开展了沉积特征和古生物特征综合分析.测试表明,小坪组凤岗段泥岩样品CIA(75.7~81.3)、Sr/Cu(0.83~21.3)、Rb/Sr(2.32~12.8)、Mg/Ca(0.57~2.50)和Sr/Ba(0.04~0.19)均指示该区晚三叠世早期为温湿气候,δCe(0.93~0.95)指示弱氧化环境,间接反映该时期为温湿气候;小坪组马安段泥岩样品CIA(77.5~82.2)、Sr/Cu(8.41~13.3)、Rb/Sr(2.08~5.83)、Mg/Ca(0.79~3.10)和Sr/Ba(0.06~0.26)指示该区晚三叠世晚期为干热气候,δCe(1.04~1.05)指示还原环境,间接反映该时期为干热气候;金鸡组、桥源组泥岩样品CIA(77.1~82.3)、Sr/Cu(1.51~4.38)、Rb/Sr(2.16~12.1)、Mg/Ca(0.84~2.94)和Sr/Ba(0.04~0.24)指示该区早侏罗世‒早、中侏罗世以温湿气候为主,短暂出现干热气候,δCe(0.92~1.00)指示弱还原‒弱氧化环境,间接反映该时期气候以温湿为主,短暂出现干热.将研究区与周缘地区古气候进行对比,晚三叠世‒早、中侏罗世粤南及其围区古气候都经历了由温湿(晚三叠世早期)‒干热(晚三叠世晚期)‒温湿为主,短暂出现干热(早侏罗世‒早、中侏罗世)的转变,这一具有相同演化趋势的古气候转变,正是对该时期华南经历了由特提斯构造域向古太平洋构造域转换的响应.