太行山-大兴安岭构造岩浆带中生代侵入岩Nd、Sr、Pb同位素特征及物质来源探讨

太行山-大兴安岭构造岩浆带是中国东部中生代大规模岩浆活动的集中区,它纵跨华北克拉通和兴蒙海西造山带两个大地构造单元,既是我国东部规模最大的北北东向深大断裂带之一,又是我国东部北北东向延伸的地壳厚度陡变带与重力异常高梯度带,因而具有十分重大的地质意义。本文针对研究区在中生代岩浆活动物质来源认识方面的不足,首次对太行山-大兴安岭整个构造岩浆带40余个代表性岩体的Nd、Sr、Pb同位素地球化学特征进行了全面系统的研究,发现不同区段(南、北太行山地区、大兴安岭中-南地区)、不同侵入期次(早、中、晚)岩石具有明显不同的Nd、Sr、Ph同位素特征,可以推断其岩浆源区性质各不相同:南太行山地区基-中性岩浆均来源于富集地幔储库;北太行山地区早期基-中性岩浆主要来源于富集地幔的部分熔融;中期中-酸性岩浆来源与下地壳关系密切;晚期富碱质中-酸性岩浆来源可能与下地壳、甚至中地壳物质有关;大兴安岭地区中-酸性岩浆来源与亏损地幔关系密切,可能源自与亏损地幔有联系的年轻的下地壳。由此表明,中生代华北克拉通地区岩石圈地幔为富集地幔,而兴蒙造山带地区岩石圈地幔则为亏损地幔。此外,根据岩石的Nd模式年龄,初步认为2543～1485Ma可能指示华北克拉通岩石圈地幔发生富集作用的时间,而983～540Ma则可能为大兴安岭地区地壳生长的一个重要时期。

太行山—大兴安岭东麓晚中生代碱性侵入岩岩石地球化学特征及其意义

太行山—大兴安岭东麓晚中生代碱性侵入岩带由20余个碱性岩体组成,南北纵跨华北克拉通和兴蒙海西造山带两个大地构造单元,具有十分独特的地质意义。本文通过分布于不同大地构造单元的7个典型碱性岩体中各类碱性岩的主量、稀土和微量元素成分分析和综合研究,首次系统地讨论了该碱性岩带岩石地球化学特征及其时空分布规律,并在此基础上对该带碱性岩形成的大地构造环境、岩浆物质来源性质和深度的变化规律等重大地质问题开展了较全面的新探讨。分布于不同的大地构造单元的碱性岩岩石地球化学特征具有非常明显的差别,但呈现一定的空间变化规律:均属于铝过饱和的酸性岩类,以富碱高钾,贫钙、铁、镁为特征。空间上由南至北,岩石酸度呈增高的趋势,碱度随酸度增高而增高,而Al、Ca、Fe和Mg含量则呈降低的变化趋势。华北克拉通区碱性岩轻、重稀土分馏作用明显,但太行山南段岩石基本上无铕异常,而北段则以明显的铕负异常为特征,高Sr、Ba,贫Rb,普遍亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf;而兴蒙海西造山带内岩石稀土配分曲线呈特征的V字型,显示出较弱的轻、重稀土分馏作用和显著铕负异常;以贫Sr、Ba,高Rb,富集高场强元素为特征。由此推断,华北克拉通碱性岩浆来源可能与富集地幔物质关系密切,源区较深,而兴蒙造山带内岩浆来源则与富集地幔物质关系不大,源区相对较浅,该带碱性岩岩浆源区深度由南至北逐渐由深而浅。此外,认为该带碱性岩均形成于拉张环境。可能属于A1型花岗岩,形成于非造山板内裂谷或热点地幔柱环境。

中国东部大兴安岭重力梯级带域地球物理场特征及其成因

综合利用 7条地学断面 (GGT)资料研究了大兴安岭重力梯级带附近的壳幔地球物理特征模式 .分析了形成上述地球物理特征的 3种因素 :东亚大陆边缘周边三大板块运动、地幔流运动和地幔热柱 .对大兴安岭重力梯级带的重力异常的正演拟合结果表明 ,壳幔物质密度不均匀和莫霍界面起伏造成该带的重力异常 .地应力场的综合作用产生了该重力梯级带系列地球物理特征 .最后 ,探讨了大兴安岭重力梯级带成因机制 ,提出了以“挤”、“涌”为动力的“三结点模型” .

华北克拉通基性岩墙成因模式:来自锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素证据（英文）

本研究共涉及来自太行山和郯庐断裂岩浆带的12组基性岩墙群,岩墙群具体出露于河北省、山西省、山东省和安徽省。研究中给出了新的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素基性岩墙测试数据。基性岩墙形成于128.1±1.2Ma与115.0±0.8Ma之间,且具有典型的辉绿结构。另外,基性岩墙富集轻稀土元素(LREE)、个别大离子亲石元素(如,Rb、Ba、Sr)、Pb和Th,亏损Nb、Ta和Ti,具有高的初始87Sr/86Sr比值(0.7056~0.7105),负的εNd(t)(-15.5^-12.4)、相对一致的初始Pb同位素比值(206Pb/204Pb=16.45~16.49、207Pb/204Pb=15.44~15.51、208Pb/204Pb=36.49~36.53)及较大的Nd模式年龄(tNd DM2=1.82~2.69Ga)。研究结果表明,基性岩墙来自石榴石二辉橄榄岩地幔源区(类似EM1)一定程度的(1.0%~5.0%)部分熔融,岩浆侵位前经历了橄榄石、单斜辉石和角闪石的分离结晶作用,同时受到少量地壳混染的影响。目前,关于华北克拉通破坏和中生代岩浆作用的成因已有较多可能模式,本研究基性岩墙成因的新模式:古太平洋板块与华北克拉通的持续碰撞,导致华北克拉通岩石圈(地幔和地壳)加厚,并发生可能的榴辉岩化,并在一定时间发生拆沉作用。在新模式的制约下,导致了研究区中生代基性岩墙的产生和侵位。