东昆仑造山带后碰撞花岗岩岩石地球化学和^(40)Ar/^(39)Ar同位素年代学约束

野外地质和室内岩相学、岩石地球化学特征研究表明 ,东昆仑造山带存在大量后造山期花岗岩。在此基础上 ,对其重要地段的典型样品进行了4 0 Ar/39Ar同位素年龄测定 ,分别得到 14 2 .14± 1.98Ma ,2 0 7.3 5± 0 .86Ma和 2 2 3 .6± 1.3Ma三个坪年龄。结果表明 ,本地区印支末期已经进入后造山作用阶段 ,该阶段延续时间可能较长 ,一直延续到燕山期———典型的陆内碰撞时期。本文从岩石地球化学和同位素年代学角度对本区酸性岩浆活动的构造环境和时限进行了制约。

显微构造、EBSD组构及^(40)Ar-^(39)Ar年代学对铧厂沟矿区变形过程的制约

铧厂沟金矿床作为南秦岭地区典型的造山型金矿床,其矿体形态和分布严格受变形作用控制,然而目前对该矿区的变形过程仍缺乏研究。本研究在构造解析的基础上,对铧厂沟矿区岩石进行显微构造、EBSD组构及^(40)Ar-^(39)Ar年代学分析。结果显示,矿区岩石韧性变形分为:①SN向挤压。变形构造包括灰岩的强烈片理化,砂岩紧闭褶皱、无根褶皱及旋转碎斑等。倾向上,砂岩片理的波状弯曲及片理间宏、微观旋转碎斑的形态,指示褶皱过程中的层间剪切作用,弯曲片理面上绢云母的Ar-Ar坪年龄为215.1±0.7 Ma。该期变形在方解石和石英组构图中形成了对称性较好的极密,指示正向挤压的纯剪切过程;②左行走滑。砂岩及灰岩均发育近水平的拉伸线理,结合砂岩片理在走向上的波状弯曲、剪切透镜体及定向薄片内显微构造,指示存在一期左行走滑过程。同时,方解石和石英的EBSD组构图显示极密发生偏转,也代表了简单剪切的产物。结合已有资料,铧厂沟矿区两期变形对应于南秦岭印支期造山引起的正向碰撞和晚期左行走滑。

东准噶尔扎河坝超高压变质成因石英菱镁岩的^(40)Ar/^(39)Ar同位素年代学信息及地质意义

在扎河坝-阿尔曼泰蛇绿岩岩块内分布着高压-超高压成因的二辉橄榄岩、石榴辉石岩、石英菱镁岩及榴闪岩。石英菱镁岩内多硅白云母的 Si(pfu)值均大于3.35,最高可达3.77,是典型高压-超高压成因的矿物。石英菱镁岩及其围岩蛇纹石化二辉橄榄岩的 K_2O 含量极低,且多硅白云母的 Na/(Na+K)比值小于0.04,这些地球化学特征显示,扎河坝多硅白云母不应含有过剩 Ar,是一个理想的^(40)Ar/^(39)Ar 定年对象。精确的^(40)Ar/^(39)Ar 年代学研究结果表明,扎河坝石英菱镁岩中多硅白云母的^(40)Ar/^(39)Ar 同位素年龄为281.6±2.5Ma。而矿物化学特征表明,扎河坝石英菱镁岩中的多硅白云母曾经历了退变质作用的改造,因此,它代表的应该是超高压变质石英菱镁岩的折返年龄。多硅白云母的^(40)Ar/^(39)Ar 年代学研究结果表明,扎河坝-阿尔曼泰蛇绿混杂岩内超高压石英菱镁岩的折返事件应发生在早二叠世。

西天山卡特巴阿苏金矿床成矿年代学及其地质意义-来自绢云母^(40)Ar-^(39)Ar同位素年龄证据

新疆卡特巴阿苏金矿床是近年来在西天山地区新发现的一个大型金矿床。该矿床大地构造位置处于塔里木板块和哈萨克斯坦-准噶尔板块结合部位的那拉提构造-岩浆岩带,其金矿体主要赋存于蚀变二长花岗岩内。为了确定金矿化的形成时代,对该矿床主成矿阶段与金矿化密切相关的蚀变绢云母开展了40Ar-39Ar同位素定年测试。绢云母40Ar-39Ar坪年龄为(268.56±1.8)Ma,正等时线年龄为(268.38±2.2)Ma,反等时线年龄为(268.52±2.2 Ma),三者在误差范围内一致,测试结果可信,可代表卡特巴阿苏金矿化的形成年龄,这也是首次对该矿床成矿年龄的精确限定。对比中亚造山带典型金矿床,卡特巴阿苏金矿床是西天山二叠纪后碰撞构造环境下岩浆流体活动的产物,矿床成因属与中温岩浆热液有关的构造蚀变岩型矿床。

北山地区南金山金矿床的^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学及其流体包裹体特征

本文对甘肃北山地区肃北县南金山金矿床的成矿年代学和成矿流体进行了系统研究。40Ar-39Ar同位素测年结果表明,南金山金矿石中绢云母的40Ar/39Ar坪年龄为242.8±0.8Ma,相当于印支早期,略晚于南金山金矿床附近闪长岩中黑云母的40Ar/39Ar坪年龄(244.2±0.3Ma),这表明印支早期闪长岩对南金山金矿床的形成起着重要的控制作用。流体包裹体研究表明,成矿流体的形成温度主要为160～240℃,属于中低温范围;成矿流体的盐度变化于0.88%～11.81%(NaCleq),并主要集中在6%～7%(NaCleq)之间,属于中低盐度范围;估算的成矿压力集中在100～160MPa。成矿过程中可能存在高盐度流体与低盐度流体的混合。结合前人研究成果,南金山金矿床应该属于与侵入岩有关的中低温热液型金矿床。

中亚蒙古造山带东段造山事件的^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学证据

位于中亚蒙古造山带东段的吉林省中南部呼兰群变质岩中,发现含多硅白云母的蓝晶石片岩带。采用(40)~Ar-(39)~Ar连续阶段升温的方法,对呼兰群下部层位的黑云母片麻岩和上部蓝晶石片岩中的云母类变质矿物进行测定,分别获得(223.57±0.80)Ma、(224.41±4)Ma的坪谱年龄和(221.90±2.79)Ma、(223.27±4.53)Ma的等时线年龄。相同的方法得到侵位于呼兰群地层中、化学成分类似于岛弧拉斑玄武岩的角闪橄榄岩(302.00±6.30)Ma和(246.00±5.70)Ma不一致坪谱年龄,从而确定了该地区古亚洲—蒙古洋缝合及中生代碰撞造山的时限范围在302～225Ma,且造山作用可能经历了由碰撞造山到陆-陆叠覆造山的连续过程。

小秦岭东闯金矿成矿作用的^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学研究

小秦岭地区东闯金矿是我国的超大型金矿床之一,被认为是典型的造山带型金矿床,但其成矿时间存有争议。矿床地质特征研究表明,成矿作用可分为粗粒黄铁矿- 石英、细粒黄铁矿- 石英、多金属硫化物、碳酸盐- 石英4个阶段。笔者分别于两个实验室测定了第Ⅰ、Ⅲ和Ⅱ阶段的氩氩年龄,测定结果表明,Ⅰ阶段石英氩氩坪年龄为142.

内蒙古柳坝沟金矿床^(40)Ar-^(39)Ar年代学及铅同位素

内蒙古柳坝沟金矿床是华北地台北缘成矿带上,以广泛发育钾长石化为特色的大型金矿床。金矿体中钾长石的40 Ar-39 Ar同位素和矿石的铅同位素特征表明:40 Ar-39 Ar年龄密度图中260～360Ma峰值区反映了岩浆活动的主要时限,与区内岩体侵位年龄(220～350Ma)相符。40 Ar-39 Ar坪年龄为(217.9±3.1)Ma,结合邻区已有的同位素年代学研究成果,柳坝沟金矿床的成矿时代为印支早期。矿石中异常铅直线与第二阶段铅同位素演化曲线的上交点年龄为224Ma,印证了40 Ar-39 Ar法的定年结果,反映了柳坝沟金矿床的形成与印支早期岩浆热液活动最为密切。结合区域构造演化来看,海西—印支期多次岩浆侵位有利于断裂附近碱交代作用的发生和金的活化富集,印支期最新的岩浆活动(约220Ma)直接导致岩浆热液成矿。矿石铅同位素所计算的源区年龄约2.5Ga,暗示成矿物质主要来自于上太古界乌拉山群变质岩。

北山地区花岗岩类的^(40)Ar/^(39)Ar同位素年代学研究

首次对北山地区的乌珠尔嘎顺、额勒根、雀儿山、黑鹰山、狼娃山、明水和石板井等花岗岩体开展了高精度^(40)Ar/^(39)Ar同位素年代测定,共分析了10件样品,其中有6件获得了比较可靠的^(40)Ar/^(39)Ar 同位素年龄数据,基本能够代表岩体的侵位年龄,分别为352.3±3.8Ma、271.76±0.88Ma、286.2±3.4Ma、272.0±4.7Ma、294.1±2.9Ma 和255.2±4.1Ma;其他4件样品尽管受后期热扰动较为强烈,但是也能够获得一些有价值的年龄信息。另外,受后期构造-热事件的影响,本文有6件样品发生了不同程度的 Ar 丢失,其中样品 NSS01-13钾长石 Ar 丢失最为严重,不能获得可靠的年龄,其他样品发生 Ar 丢失的时间主要集中在燕山期,少量在印支期。获得的这些^(40)Ar/^(39)Ar 测年数据与已经发表的其他^(40)Ar/^(39)Ar 测年数据记录下了北山地区多期次的构造-岩浆侵入活动事件。根据这些年龄数据,可以将北山地区自海西中期以来的岩浆活动归纳为5个阶段,分别是:①330～360Ma,海西中期花岗岩类侵入活动;②270～310Ma,与西伯利亚、哈萨克斯坦和塔里木三大板块碰撞的时间同期或稍晚的花岗岩类侵入活动;③250～270Ma,明显晚于主碰撞发生的时间,为海西晚期碰撞后花岗岩类侵入活动;④210～250Ma,印支期构造-岩浆活动;⑤169～195Ma,燕山早期岩浆活动。其中270～310Ma 同碰撞期花岗岩类最为发育,分布范围最广。尽管北山地区从前寒武纪到燕山期花岗岩类均有产出,但是规模最大、影响范围最广的岩浆侵入活动发生在海西晚期,反映了海西晚期西伯利亚、哈萨克斯坦和塔里木三大板块碰撞对接的构造事件。印支期和燕山期花岗岩类可能是在统一大陆形成之后由陆内强烈活化形成的。北山地区花岗岩类的高精度年代学测量可以构筑本区花岗岩类时空演化的精细格架,对于重塑本区大地构造演化历史、指导区域金属矿床的寻找具有重要的意义。

新疆北部布尔克斯岱金矿床^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学研究

布尔克斯岱金矿床是新疆北部萨吾尔山东段重要的金矿床之一,对该金矿床成矿阶段两个石英样品进行快中子活化法测年,谱线特征均为马鞍型,其坪年龄分别为(335.5±0.3) Ma、(336.2±0.4) Ma,最小视年龄分别为(334.9±8.3) Ma、(334.6±10.3) Ma,等时线年龄分别为(335.5±1.2) Ma、(336.8±0.5) Ma。坪年龄代表了含金石英脉的形成时代,相当于晚海西期。新疆北部金矿形成可能与碰撞造山作用有关。

甘肃北山红尖兵山钨矿床的^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学研究

文章对红尖兵山钨矿云英岩中的白云母进行了40Ar-39Ar同位素年代学研究,获得的坪年龄为(216.6±1.6)Ma(2σ),等时线年龄为(215.2±2.8)Ma,MSWD=0.47,40Ar/36Ar初始比值为333±47。等时线年龄与坪年龄在误差范围内完全一致,可认为该结果近似代表了黑钨矿的形成时代,即红尖兵山的黑钨矿形成于印支期。

庐枞盆地小包庄铁矿床地质特征及^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学研究

罗河铁矿床是20世纪80年代在长江中下游成矿带庐枞盆地中发现的规模最大的铁矿床。经深部找矿勘探工作,2013年在罗河铁矿床主矿体800~1000 m之下又发现了小包庄铁矿床,这是近年来在长江中下游成矿带深部找矿工作中的重大进展之一,对该矿床地质特征的总结和形成时代的精确厘定,是正确分析矿床成因机制,完善玢岩型铁矿床成矿理论的关键。文章在已有研究的基础上,通过详细的钻孔岩芯观察、系统的岩相学和矿相学及电子探针分析测试工作,查明了罗河铁矿和小包庄铁矿的矿化蚀变特征,厘定了矿化阶段,初步探讨了成矿作用过程;对小包庄铁矿床进行了高精度金云母^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学研究,获得坪年龄为(130.32±0.78)Ma,相应的等时线年龄为(130.5±1.5)Ma,反等时线年龄为(130.4±1.3)Ma。结合庐枞盆地及区域成岩成矿时代,认为盆地内玢岩型铁矿床集中形成于130 Ma左右,是长江中下游成矿带第二阶段(135~126 Ma)成矿作用的产物。

甘肃厂坝—李家沟超大型铅锌矿床成因与成矿背景——矿床地质、矿物元素地球化学和^(40)Ar-^(39)Ar同位素年代学证据

厂坝—李家沟铅锌矿床位于甘肃西成多金属矿集区北部、吴家山背斜北翼,矿体主要赋存于中泥盆统安家岔组海相碳酸盐-碎屑岩建造体系中。矿床地质特征研究表明,厂坝—李家沟铅锌矿床成矿可划分为沉积和接触交代热液两期,后者又分为干矽卡岩、湿矽卡岩、石英-硫化物和碳酸盐岩4个阶段。矿石矿物元素分析和蚀变矿物绢云母的^(40)Ar-^(39)Ar测年实验结果表明:沉积期黄铁矿(Py_(1))As质量分数和S/Fe(原子比)值出现完全相反的分布趋势,说明As主要以类质同象取代S,富集在沉积的黄铁矿晶格内;根据黄铁矿(Py_(1))的S/Fe值(2.009~2.059,平均为2.037)、闪锌矿(Sp_(1))的S/Zn值(1.059~1.101,平均为1.079)与Fe的质量分数(1.56%~3.64%,平均为2.56%),说明沉积成矿过程富硫(S^(2-))、锌(Zn^(2+))而贫铁(Fe^(2+))。总体表明沉积成矿期成矿环境为低还原硫浓度,细菌通过还原硫酸盐而成矿。接触交代热液早期浸染状黄铁矿(Py_(2))的S/Fe值(1.982~1.997,平均为1.993)与脉状成矿阶段黄铁矿(Py_(3))的S/Fe值(1.951~2.012,平均为1.989)相比,以及脉状闪锌矿(Sp_(2))的S/Zn值(1.118~1.215,平均为1.160)、Fe的质量分数(4.28%~8.44%,平均为6.43%)与浸染状闪锌矿(Sp_(3))的S/Zn值(1.128~1.243,平均为1.179)、Fe的质量分数(5.39%~7.57%,平均为6.40%)对比相结合,推断接触交代热液期为高硫逸度的高温流体,伴生流体混合作用经过降温过程而成矿。结合沉积期赋矿地层时代和本次获得热液蚀变绢云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄((190.5±2.2)Ma),进一步揭示晚古生代中泥盆统海相沉积周期性变化可能是导致该矿床韵律型层状矿体发育的主要因素,而中生代早侏罗世岩浆作用是导致块状、脉状矿体发育的关键因素。

中亚造山带东段晚三叠世伸展构造及岩浆事件:来自^40Ar/^39Ar和锆石U-Pb同位素年代学的制约

通过对中亚造山带东段南缘发育的解放营子韧性剪切带的构造学研究,揭示出该地区岩石圈减薄后发生了一期强烈的伸展变形事件。野外观测和岩相学分析显示该韧性剪切带呈北东-南西走向,变形带内发育有大量的A型褶皱,矿物和砾石拉伸线理以及同构造花岗质岩墙。S-C组构、σ型角闪石残斑、压力影构造、斜长石书斜构造以及云母鱼等显微构造,指示该韧性剪切带为右旋剪切。多晶石英的波状消光、晶粒边界迁移重结晶、多晶石英条带等显微变形组构表现出中温(300~500℃)的变形条件。动态重结晶颗粒的粒径统计分析和岩石有限应变分析显示该韧性剪切带形成于一个地壳中等层次的伸展变形环境。剪切带内同构造白云母^40Ar/^39Ar阶段加热同位素年代学分析以及同构造花岗岩的锆石U-Pb同位素年代学测试显示,该韧性剪切带的伸展变形时代为晚三叠世(219~227Ma)。该期伸展变形事件在华北板块北缘和中亚造山带形成了低硅型和高硅型两种花岗质岩浆的侵入。其中中亚造山带内发育的低硅型岩石的岩浆源区为亏损型地幔岩石圈,并进一步演化出高硅型岩石;而华北板块北缘发育的低硅型岩浆起源于富集型岩石圈地幔,同时混入了亏损的软流圈地幔组分。

甘肃花牛山东钾长花岗岩^(40)Ar/^(39)Ar同位素年龄及其地质意义

对甘肃花牛山东复式花岗岩体中钾长花岗岩的钾长石进行了详细的4 0 Ar 39Ar同位素年龄测定 ,1 1个加热阶段所获数据构成一条相关关系非常好的直线 ,其对应的等时线年龄为 1 94 2 5± 1 96Ma( 2σ)。4 0 Ar 36 Ar初始值为 2 88 87± 2 1 7( 2σ) ,接近于尼尔值 ( 2 95 5 )。鉴于该岩体形成之后未受到明显的构造—岩浆活动或其它热事件的影响 ,因此 ,1 94Ma代表了钾长花岗岩钾长石的形成时代。花牛山东钾长花岗岩是燕山早期构造—岩浆活动的产物。由此推断 ,花牛山地区构造—岩浆活动时间不是印支期 ,更不是海西期 。

湖南芙蓉锡矿床^(40)Ar/^(39)Ar同位素年龄及地质意义

文章以金云母、角闪石和白云母为测试对象,利用40Ar/39Ar同位素定年的方法,精确厘定了芙蓉超大型锡矿床的形成时间。研究结果表明,白腊水矿区3个金云母样品的40Ar/39Ar坪年龄分别为(150.6±1.0)Ma、(157.3±1.0)Ma和(154.7±1.1)Ma;热液成因角闪石的坪年龄为(156.9±1.1)Ma。淘锡窝矿区云英岩中2个白云母样品的40Ar/39Ar坪年龄为(159.9±0.5)Ma和(154.8±0.6)Ma;因此芙蓉矿床的形成时间为151～160Ma,这与骑田岭主体花岗岩的侵入时间(151～162Ma)相吻合。湘南地区的柿竹园超大型W-Sn-Mo-Bi-F矿床、新田岭大型W矿床、瑶岗仙W矿床和黄沙坪Pb-Zn多金属矿床的形成时间亦集中在150～160Ma之间,因此,湘南有色金属矿化集中区可能主要集中在150～160Ma发生成矿,这种大规模成矿作用可能与中生代华南岩石圈的拉张、伸展作用密切相关。

新疆北部基性岩脉^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究

晚古生代以来,新疆北部地区侵入了一系列的基性岩脉,成为了解该地区地壳生长过程的重要窗口。本文采用激光^(40)Ar/^(39)Ar 年代学方法,对整个北疆地区出露的基性岩脉进行了精细年代学研究。从数据特征上分析,低本底激光^(40)Ar/^(39)Ar方法能对低钾含量、极少量样品(0.1mg～5mg)进行精细定年,所以非常适合进行基性岩脉的精细定年。本文展示的基性岩脉激光^(40)Ar/^(39)Ar 方法的高质量数据显示新疆北部基性岩脉群的活动时限跨越332～174Ma,为石炭纪—侏罗纪。由数据分析可以看出,新疆北部基性岩脉群在时间上,呈现脉动式侵位特征,在332～174Ma 之间,有多达6～7次脉动式活动,时间间隔大致为20～30Ma。从基性岩脉所揭示的大地构造含义来分析,新疆北部地区从石炭纪到侏罗纪处在一个相似的地壳演化阶段,为一个陆壳垂向生长、区域构造应力场显示拉张的构造环境,并在时间、空间上具有相对统一的特征。

鄂东南地区大型矽卡岩型铁矿床金云母^(40)Ar-^(39)Ar同位素年龄及其构造背景初探

鄂东南地区铜铁多金属矿床是长江中下游地区金属成矿带的重要组成部分,但其精确的成矿时代和构造背景的研究显得较少。本文选择与磁铁矿密切共生的金云母为研究对象,利用^(40)Ar-^(39)Ar 阶段加热同位素定年方法对该地区典型大型程潮和金山店矽卡岩铁矿床中金云母进行了成矿时代的研究,获得了金云母的^(40)Ar-^(39)Ar 同位素坪年龄分别为132.6±1.4Ma和131.6±1.2Ma,对应等时线年龄为136±4Ma 和132.0±2.8Ma。结合矿物共生组合特征和流体包裹体温度的分析,认为金云母的^(40)Ar～^(39)Ar 坪年龄分别代表程潮和金山店矽卡型铁矿床的成矿时代,结果与大冶矽卡岩型铁矿床和鄂东南地区斑岩—矽卡岩型铜多金属矿床的成矿时代可以对比。在整合已有的岩石学、地球化学和地球物理学资料基础上,笔者认为鄂东南大型矽卡岩型铁矿床形成于区域岩石圈伸展和减薄构造环境。

辽宁丹东地区侏罗纪花岗岩的变形时代:^(40)Ar/^(39)Ar年代学制约

辽东半岛出露大量片麻状花岗岩,其锆石U-Pb年龄为180～157Ma,该套岩石的最大特点表现在岩石明显经历了早期上盘向NW推覆和后期近EW向伸展作用的韧性改造,然而其变形时代却一直未得到确定。本文以丹东市西南部黑沟二云母二长花岗岩岩体为例,通过激光^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究探讨该岩体的变形时代。激光^(40)Ar/^(39)Ar定年结果表明,黑沟岩体经历的早期推覆、挤压事件发生在～143Ma,而后期地壳伸展作用则发生在121～113Ma,并且该区在早白垩纪期间经历了快速冷却、抬升过程。从而表明在晚侏罗纪-早白垩纪期间(143～113Ma)辽东半岛经历了区域构造体制变革。结合前人大地构造研究成果,本文认为辽东半岛晚侏罗纪-早白垩纪NW向推覆、挤压事件是古太平洋板块向欧亚大陆俯冲作用的结果,而晚期(早白垩纪)的地壳伸展事件是古太平洋板块俯冲作用的转向和变速、华北东部岩石圈较薄以及挤压后地壳松弛等综合作用的结果。

秦岭造山带的差异隆升特征——花岗岩^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究的证据

分别出露于东、西秦岭的曹坪和沙河湾岩体、老君山和秦岭梁岩体 ,是秦岭全面碰撞后于三叠纪末 (T3 )侵入的花岗岩体 ,其冷却历史记录了秦岭陆内造山阶段的初期隆升过程。通过对角闪石、黑云母和钾长石的40 Ar/ 3 9Ar年龄测定 ,以及对钾长石40 Ar/ 3 9Ar年龄谱进行的多重扩散域模拟计算 ,发现东、西秦岭经历了完全不同的冷却历史 :从晚三叠世末至早侏罗世 ,东、西秦岭同时由 5 0 0℃开始快速冷却 ,之后东秦岭经过一个短暂的稳定期 (约 2 0Ma)后又持续快速冷却 ,至中侏罗世末即已通过 15 0℃等温线 (约地表下 3～ 5km) ;而西秦岭在早侏罗世至晚白垩世初的近 10 0Ma中一直处于稳定平缓的状态 ,至晚白垩世中期才快速冷却至 15 0℃。这种不同的冷却历史可能反映了东、西秦岭的差异隆升过程。