太古宙花岗质岩石Si-O同位素对岩石成因和板块构造的约束

板块构造的起源是地球科学核心问题之一,而表壳物质循环是现代板块构造的重要表现之一,因此检验地球表壳物质循环起始时间是约束板块构造启动时间的重要切入点。近年来,岩浆岩的Si-O同位素联合示踪开始被用来约束太古宙构造环境,但由于大多太古宙样品经历了强烈的变质作用,Si同位素数据是否代表原岩信息需要进一步的评估;此外,Si同位素在高温岩浆分异过程中变化非常小,在分析精度不够高的情况下,其分析结果则很可能无法揭示其潜在的变化规律。本文结合当前地球早期构造环境研究进展以及Si-O同位素的应用情况:(1)重点总结介绍了太古宙花岗质岩石(主要包括英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩;简称TTG)的Si同位素应用原理,及应用Si-O同位素约束地球早期构造环境的优势;(2)分析了目前研究中存在的问题,并给出了具体的改进建议和方法;(3)进一步总结了太古宙TTG Si同位素和全球规模的O同位素,Ge/Si比值,及其他地质学和地球化学指标,确认了在大约3.8Ga开始有表壳物质再循环特征的出现;(4)最后依据当前的研究进展,提出了未来具体研究方向。

通化地区中生代大川花岗岩岩体成因与REE赋存状态——来自岩石地球化学、锆石U-Pb定年和Hf同位素制约

吉林南部地区位于华北克拉通北缘东段,是一个经历了太古宙、元古宙、古生代、中生代以及新生代漫长地质历史演化的地质构造区,广泛发育晚中生代富集稀土元素的碱长花岗岩。本文选取该区富集稀土元素的大川花岗岩体,开展岩相学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素、岩石地球化学研究,结果表明:该岩体主要由细粒、中粒和粗粒黑云母碱长花岗岩所组成,其次是花岗伟晶岩;主量元素具有高硅(w(SiO_(2))=72.56%~84.09%)、低铝(w(Al_(2)O_(3))=8.15%~14.76%)、准铝—强过铝质(A/CNK=0.98~1.60)的特征,属于高钾钙碱性系列;样品稀土质量分数较高(w(ΣREE)=88.53×10^(-6)~839.95×10^(-6)),(La/Yb)_(N)=2.30~41.24,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,稀土配分模式为右倾型,Eu负异常比较明显,δEu值为0.05~0.60,分异指数(ID=86.72~97.69)较高,固结指数(IS=0.16~1.13)较低,显示在岩浆演化过程中经历了斜长石、黑云母、磷灰石等矿物不同程度的分离结晶作用,结合岩相学特征,初步认为大川碱长花岗岩为高分异花岗岩;粗粒黑云母碱长花岗岩单颗粒锆石U-Pb同位素年龄为(120.8±1.6)Ma;锆石ε_(Hf)(t)值全部为负值(-10.7~-5.2),对应的Hf同位素二阶段模式年龄为2 587~2 090 Ma;基于同位素与岩石地球化学数据,初始岩浆起源于新太古代—古元古代陆壳物质的部分熔融,岩体为同源岩浆房经岩浆结晶分异作用后岩浆上侵就位的产物。岩矿鉴定及全岩微量显示,随着岩浆的演化,石英含量逐渐升高,黑云母含量逐渐降低,稀土总量也逐渐降低,稀土主要富集在粗粒黑云母碱长花岗岩相中。

小兴安岭南段翠峦杂岩体成因及构造环境:来自地球化学及锆石Hf同位素的证据

通过对黑龙江省小兴安岭南段中奥陶世翠峦杂岩体的年代学、岩石地球化学、锆石Hf同位素特征的研究,探讨岩体的形成时代、成因、物质来源和构造背景。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得花岗闪长岩和二长花岗岩样品的年龄分别为463±2 Ma和462±2 Ma,时代为中奥陶世。全岩地球化学研究表明,岩石均具有高Si、高K富碱,贫Ti、Mg、Fe、P等特征。大离子亲石元素K、Rb富集,高场强元素Ti、Nb、Ta、P和HREE亏损,具有显著的负Eu异常(δEu=0.38~0.64),以上都显示岩浆的壳源特征。花岗闪长岩锆石的εHf(t)=2.4~3.4,数值集中且均分布于球粒陨石线之上,暗示岩浆源区为新生陆壳物质的部分熔融;地壳模式年龄TDM c=1070~1128 Ma,证实该地区存在中元古代地壳增生事件。本次研究认为,翠峦杂岩体形成于洋陆板块俯冲的构造环境。

胶西北花山岩体岩石成因与地质意义:来自地球化学、年代学与Sr-Nd同位素的约束

胶东金矿成矿作用独具特色,是世界第三大金矿区。关于金的来源等问题一直是地学研究热点,与金成矿具有时空关系的同期岩浆岩的成因研究是金来源研究中的重要方向。本文选择焦家金矿带南端的伟德山期花山隐伏岩体为研究对象,首次系统开展了岩相学、地球化学及LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学及Sr-Nd同位素研究。结果表明:花山岩体岩性主要为二长花岗岩,为高钾钙碱性系列过铝质花岗岩,具有轻稀土富集、重稀土元素亏损、铕负异常的特征,其化学特征与同期的周官岩体具有一定的差异,表现出同时期的多批次岩浆脉冲的特征;LA-MC-ICP-MS的U-Pb年龄为(118.07±0.52)Ma,可以代表岩体结晶年龄。岩体^(87)Sr/^(86)Sr值为0.712189,表明其有幔源物质的参与;而(^(87)Sr/^(86)Sr)i为0.709729,ε_(Nd)(t)的值为-20.63,亏损地幔模式年龄(t_(DM2))为3808Ma,显示其有新太古代胶东岩群基底的参与;花山岩体为壳幔混合成因,即早先幔源岩浆底侵,与下地壳胶东岩群熔融形成的岩浆发生混合,形成年轻的中酸性岩浆;岩浆继续上侵,受到玲珑期花岗岩的同化混染而形成。

江西莲花芯铜钼多金属矿床黑云母花岗岩Sr-Nd同位素地球化学特征及其成因探讨

莲花芯铜钼多金属矿床位于赣西北部,九岭成矿带西南段,前人对其赋矿围岩黑云母花岗岩的成因类型存在争议。本文通过Sr、Nd同位素的联合示踪表明该岩体属于I-S过渡型花岗岩或壳幔混合型花岗岩,形成于扬子和华夏板块沿华南洋发生洋壳俯冲、弧陆碰撞的构造环境,是幔源岩浆在上升过程中与火山弧地区陆壳重熔岩浆混合的产物。

胶西北丛家岩体岩石成因探讨——岩石地球化学、年代学和Sr—Nd同位素的证据

胶东地区大规模金成矿作用与中生代郭家岭期岩浆活动关系紧密,但针对胶东郭家岭期岩浆岩体的成因仍存在不同认识。笔者等选择焦家金矿带北段与金矿具有时空关系的郭家岭期丛家岩体作为研究对象,开展系统岩相学、地球化学、LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学及Sr—Nd同位素研究。丛家岩体花岗岩的Na_(2)O/K_(2)O分别为0.69~1.23,Na_(2)O+K_(2)O值为7.29%~9.58%,A/CNK值为1.39~1.51,为高钾钙碱性系列过铝质花岗岩;丛家岩体具有轻稀土富集、重稀土亏损、负铕异常(0.41~0.68)、大离子亲石元素Ba、Sr等富集、Nb、Ta、Ti等高场强元素亏损、以及高Sr/Y值(81.59~235.5)等岩石地球化学特征;丛家岩体锆石LA-MC-ICP-MS的U-Pb年龄为126.1±0.3 Ma,可以代表丛家岩体结晶年龄;岩体n(^(87)Sr)/n(^(86)Sr)值为0.711463,其低于地壳的平均值(0.7170),高于地幔的平均值(0.7090),表明其有幔源物质的参与;[n(^(87)Sr)/n(^(86)Sr)]i为0.711117,ε_(Nd)(t)的值为-17.14,亏损地幔模式年龄(TDM2)为3396 Ma。综合分析成因为幔源基性岩浆与下地壳重熔中酸性岩浆发生混合而成,并在上侵过程中受到玲珑期花岗岩的同化混染,是典型幔源物质直接参与混合的壳幔混合成因的花岗岩。

川西九龙白台花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其稀有金属成矿意义

为揭示川西九龙白台花岗岩成因及其与稀有金属成矿的关系,笔者等对白台花岗岩开展了岩相学、岩石地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、锆石微量元素地球化学、Hf同位素地球化学测试。结果显示,白台黑云母二长花岗岩具高SiO_(2)(69.01%~70.55%)、高K_(2)O(3.86%~4.99%)、高碱(K_(2)O+Na_(2)O=7.41%~8.18%),低CaO(1.49%~2.2%)、低MgO(0.44%~0.57%)等特征,里特曼指数σ=2.03~2.43,A/CNK=1.07~1.14,为弱过铝质的高钾钙碱性系列岩石;微量元素特征显示相对富集Rb、K等大离子亲石元素,相对亏损Nb、P、Hf等高场强元素;球粒陨石标准化的稀土元素配分模式为明显的轻稀土富集和重稀土亏损的右倾型。白台黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(213~212)Ma,ε_(Hf)(t)值为-7.4~-1.1,Hf同位素二阶模式年龄T_(DM2)为(1.6~1.2)Ga。研究结果表明,白台花岗岩形成于后碰撞伸展背景,是在松潘—甘孜地块遭受挤压碰撞后,增厚的岩石圈地幔拆沉,软流圈地幔物质上涌后发生减压熔融形成的晚三叠世I型花岗岩。同时,笔者等认为白台伟晶岩型铍矿床与白台花岗岩密切相关,是该花岗岩体残余岩浆热液分异的产物。

辽宁鞍山-本溪地区中太古代花岗质岩石的成因——地球化学及Nd同位素制约

鞍山－本溪地区中太古代花岗质岩浆作用十分发育，形成了３．１Ｇａ立山细粒奥长花岗岩、３．０Ｇａ东鞍山片麻状花岗岩、３．０Ｇａ铁架山片麻状花岗岩和３．０Ｇａ弓长岭片麻状花岗岩等一系列花岗质岩石。岩石的εＮｄ（ｔ）分别为，立山奥长花岗岩（１０个样品）变化于－１．９６～４．２４之间，平均值为０．７６，东鞍山片麻状花岗岩（５个样品）变化于０．２６～２．７２之间，平均值为１．２６，铁架山片麻状花岗岩（５个样品）变化于－３．８５～－４．８３之间，平均值为－４．２８，弓长岭片麻状花岗岩（１个样品）为－２．５８。结合岩石的常量、微量和稀土元素特征，可以认为，立山奥长花岗岩和东鞍山片麻状花岗岩形成于地壳滞留时间不长的中酸性陆壳岩石的部分熔融，前者很可能有玄武质物质的参与。而铁架山片麻状花岗岩和弓长岭片麻状花岗岩则来自于成熟度很高的早期陆壳物质。由此可以推断，鞍山－本溪地区在中太古代以前陆壳基底就有了相当的规模，并具有很长的地壳演化历史。

蚌埠隆起区中生代花岗岩的岩石成因:锆石Hf同位素的证据

对蚌埠隆起区中生代不同时期的花岗岩中6个岩体的锆石LA-MC-ICP MS原位Hf同位素的研究,据此限定它们的岩浆源区和重建华北克拉通东南部的构造格架。结果表明,中生代不同时期的花岗岩中岩浆锆石的初始Hf同位素组成(ε_(Hf)(t))可以分成两组:第一组的女山(130Ma)和西庐山花岗岩(130Ma)的ε_(Hf)(t)值分别为-18.4和-16.1;第二组的曹山(110Ma)、锥山二长花岗岩(110Ma)和蚂蚁山花岗岩(110Ma)以及淮光花岗闪长岩(130Ma)的ε_(Hf)(t)值分别为-22.3、-23.1和-21.1以及-28.1,这些岩浆锆石低的ε_(Hf)(t)值表明它们可能来源于古老的大陆下地壳。女山和西庐山岩体中早古生代—新元古代继承锆石具有低的ε_(Hf)(t)值(-2.3～-7.7)和1.52Ga～1.79Ga的Hf同位素两阶段模式年龄,表明它们的岩浆源区主要以扬子克拉通下地壳物质为主。曹山、锥山和蚂蚁山以及淮光岩体中岩浆锆石的Hf同位素两阶段模式年龄为1.89Ga～2.58Ga,结合淮光岩体中古元古代继承锆石和3400Ma捕获锆石中低的ε_(Hf)(t)值(-5.7～-6.8,-0.6、-0.9)和古老的Hf同位素两阶段模式年龄(2.44Ga～2.80Ga,3.7Ga),表明它们主要来源于华北克拉通下地壳物质的部分熔融。淮光和女山岩体中古元古代—新太古宙继承锆石中正的ε_(Hf)(t)值(0.3～6.7)以及高的ε_(Hf)(t)值(16.9～21.7)的存在,暗示形成这些古老继承锆石的初始物质中有幔源物质的涉入。蚌埠隆起区深部地壳中扬子克拉通基底物质的存在暗示扬子克拉通可能沿着郯庐断裂带向西或北西方向俯冲于华北克拉通之下。

吉林红旗岭超基性岩体的锆石U-Pb年龄、Sr-Nd-Hf同位素特征及岩石成因

锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄(220.6±2.0Ma)表明研究区超基性岩属于印支晚期岩浆活动的产物。主微量元素研究显示超基性岩具有相对较低的SiO2(43.22%～44.48%)、K2O(0.10%～0.17%)和Na2O(0.15%～2.13%)以及较高的MgO含量(29.23%～30.38%)和Mg#值(83～84)、轻稀土(LREE)相对富集((La/Yb)N=1.95-2.61)、缺少明显的Eu异常(δEu=0.90～1.08)、富集大离子亲石元素(Rb和Sr)和Pb、以及亏损高场强元素Nb、Ta、Zr和Ti;Sr、Nd、Hf同位素研究表明,超基性岩具有低的(87Sr/86Sr)i(0.70394～0.70408)、正的εNd(t)(3.5～4.0)和εHf(t)(9.6～14.4)。综合研究表明:红旗岭超基性岩来自亏损的岩石圈地幔源区,且源区部分熔融前受到了来自俯冲大洋(古亚洲洋)沉积物析出流体的交代作用影响。原始岩浆在上升侵位过程中经历了明显的矿物(橄榄石、斜方辉石等)分离结晶作用,但在上升过程没有受到地壳物质的明显混染。构造和动力学背景分析研究表明,研究区超基性岩为佳木斯地块和华北克拉通碰撞造山后伸展拉张阶段的产物。

湖南香花岭430花岗岩体Nd同位素特征及岩石成因

研究了香花岭地区 430花岗岩体由深部到浅部以及线状云英岩、面状云英岩的εNd(t)、t2DM值、fANd值变化特征。Nd同位素特征说明该花岗岩为壳 -幔组分混合的花岗岩 ,同时反映了源自深部的幔源物质加入及其在岩体中分布的不均一性 ,认为地幔物质可能主要是以地幔流体的形式加入 ,在华南中生代岩石圈减薄的背景下 ,幔源流体底侵诱导中元古代地层重熔。

华北克拉通中、新生代典型火山岩的岩石成因:Hf同位素新证据

本文首次报道了华北克拉通中、新生代典型火山岩(碱性玄武岩、拉斑玄武岩和高镁安山岩)的高精度Hf同位素数据。结果表明,这些中、新生代火山岩具有完全不同的Hf同位素组成,即具有很宽的ε_(Hf)(t)(-18．4～9．6)变化范围,并和Nd同位素有很好的正相关性。其中新生代昌乐-临朐地区和晚白垩世碱锅(～105Ma)地区的碱性玄武岩具有高Hf同位素(ε_(Hf)(t)=6．8～9．6)和高Nd同位素组成(ε_(Nd)(t)=0．4～4．9),表明其来源于亏损的软流圈,代表未分异无混染的原始岩浆组成;早白垩世方城(125Ma)碱性玄武岩和拉斑玄武岩具有极低的Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-15．6～-18．4)和低Nd同位素组成(ε_(Nd)(t)=-12．8～-14．4),代表了富集的大陆岩石圈地幔的Hf同位素组成;乌拉哈达(142Ma)地区的高镁安山岩具有较低的Hf同位素(ε_(Hf)(t)=-2．1～-2．6)和低的Nd同位素组成,代表古老难熔的岩石圈地幔橄榄岩与俯冲的地壳物质相互作用的结果。玄武岩中较大的Hf同位素组成范围(ε_(Hf)(t)/ε_(Nd)(t)＞1)说明Hf同位素比Nd同位素具有更好的源区示踪结果。

南阿尔金茫崖地区花岗岩类锆石SHRIMP U-Pb定年、Lu-Hf同位素特征及岩石成因

南阿尔金茫崖地区早古生代花岗岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,阿克提山花岗岩为264±1Ma,柴水沟花岗岩分别为404±5Ma、406±4Ma,其中的辉绿岩为454±4Ma,常春沟花岗岩分别为411±5Ma、406±3Ma,茫崖镇北石英闪长岩为466±5Ma,阿卡龙山花岗岩为469±6Ma。锆石Lu-Hf同位素分析表明,εHf（t）值大多数为正值,少数继承性锆石为负值,反映了它们的源岩以新生地壳为主,同时,也混有少量的古大陆壳的成分。结合区域地质特征和各岩体的岩石地球化学特征,将南阿尔金茫崖地区早古生代花岗质岩浆活动划分为3期,第一期（465～469Ma）岩石组合为石英闪长岩＋花岗闪长岩＋花岗岩,具有岛弧火成岩的地球化学属性,其形成可能与洋壳的俯冲作用有关;第二期（404～411Ma）岩石组合为花岗闪长岩＋二长花岗岩＋正长花岗岩,具有A型花岗岩的地球化学特征,可能与板块碰撞后造山带块体均衡调整有关,第三期（264Ma）岩石组合为石英闪长岩＋二长花岗岩＋正长花岗岩,也具有I型花岗岩的特征,可能与阿尔金断裂的活动有关。

西昆仑大红柳滩黑云母二长花岗岩岩石成因:来自锆石U-Pb年龄及Li-Hf同位素的证据

大红柳滩岩体位于西昆仑造山带东段,主要由黑云母二长花岗岩、二长花岗岩及二云母花岗岩组成。笔者对大红柳滩岩体东南部的黑云母二长花岗岩进行了锆石LA ICP MS U Pb定年,测得黑云母二长花岗岩的侵位年龄分别为(214±1.8)Ma,说明大红柳滩岩体为印支晚期岩浆活动的产物。大红柳滩岩体具有高δ7 Li(0.76‰~3.25‰)和低Li(5.04×10-6~52.22×10-6)同位素地球化学特征;黑云母二长花岗岩样品的锆石εHf(t)值介于-1.86~2.16,二阶段模式年龄为1113~1368 Ma;在εHf(t)锆石U Pb年龄图解中,所有数据点均落在球粒陨石演化线附近。综合研究表明,大红柳滩岩体的原始岩浆是由地幔与中元古代地壳2个单元形成的混合岩浆。

南阿尔金花岗岩锆石Lu-Hf同位素特征及岩石成因

在以往工作的基础上，结合本文的岩石地球化学研究，将南阿尔金花岗岩划分为5期，第1期花岗岩组合为石英闪长岩+花岗闪长岩+二长花岗岩，具有I型花岗岩的属性，时代>460Ma；第2期花岗岩组合为花岗闪长岩+二长花岗岩+正长花岗岩，也具有I型花岗岩的特征，时代为435~450Ma；第3期花岗岩组合为二长花岗岩+正长花岗岩+碱长花岗岩，具有A型花岗岩的属性，时代为385~411Ma；第4期花岗岩组合为花岗闪长岩+二长花岗岩，时代为343~352Ma，具有S型花岗岩的地球化学属性；第5期花岗岩组合为石英闪长岩+二长花岗岩+正长花岗岩，具有I型花岗岩的地球化学特征，时代为265Ma。各期花岗岩锆石Lu–Hf同位素分析表明，εHf(t)值大多数为正值，少数继承性锆石为负值，反映了它们的源岩以新生地壳为主，同时，也混有少量的古大陆壳的成分。根据年代学和岩石地球化学研究结果，结合区域地质特征，我们认为第1期(465~469Ma)花岗岩浆活动可能与洋壳的俯冲作用有关；第2期(435~450Ma)岩浆活动可能是碰撞后环境；第3期(404~411Ma)岩浆活动可能与板块碰撞后造山带块体均衡调整、伸展有关，第4期(343~352Ma)、第5期(265Ma)岩浆活动可能与造山带深部块体的拆沉作用有关。

西藏冈底斯带西部达雄岩体的岩石成因：锆石U-Pb年龄和Hf同位素约束

对出露于冈底斯西部地区措勤北部达瓦错东侧的达雄岩体进行了锆石U-Pb定年、全岩主量元素、微量元素、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素研究,以约束其岩石成因。达雄岩体的主体岩性为花岗闪长岩,其中发育大量闪长质包体。花岗闪长岩的锆石LA-ICP MS年龄为107±1Ma,该年龄代表了岩体结晶年龄。花岗闪长岩锆石ε_(Hf)(t)值变化于-1.0～3.0,两阶段模式年龄变化于974～1226Ma。花岗闪长岩富硅(SiO_2=70.65%～71.10%),富钙(CaO=3.21%-3.26%)、贫钾(K_2O= 2.81%～2.99%)、低P_2O_5(0.09%),铝饱和指数(A/CNK)为1.01～1.02,属于偏铝质花岗岩或弱过铝质花岗岩。闪长质包体Sio_2含量为57.84%,与寄主岩相比,闪长质包体更富CaO、MgO、TFe_2O_3和TiO_2。花岗闪长岩和闪长质包体均属中钾钙碱性系列,ε_(Nd)(t)值分别为-4.6和-3.2,两阶段模式年龄(t_(DM2))相近(分别为1277Ma和1166Ma),并与锆石Hf同位素模式年龄一致。岩相学、年代学和地球化学研究表明闪长质包体可能是由岩浆混合作用形成的镁铁质微粒包体。我们的初步研究成果似乎表明,冈底斯中西部地区在早白垩世晚期(～110Na)很可能存在一次重要的岩浆混合作用,这一初步认识对研究冈底斯中北部地区规模宏大的白垩纪岩浆作用的深部动力学过程具有重要意义。

冀北凤山晚古生代闪长岩-花岗质岩石的成因：岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素制约

冀北风山地区侵位于前寒武纪岩石组合中的晚古生代的闪长岩一花岗质岩石，具有富Na，高Sr，低Y和重稀土元素等地球化学特征，Sr／Y在37．15～151．22之间变化，绝大多数样品均显示正Eu异常（一个样品例外），Eu^＊在0．92～1．53之间变化。LA—ICP-MS锆石U—Pb同位素测年和锆石Hf同位素分析表明闪长岩（JB6024）和二长花岗岩（样品JB6037—1）分别形成于315±2．8Ma和306．6±6Ma，即该区晚古生代存在两个岩浆作用幕。地球化学、全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素研究揭示凤山晚古生代闪长岩是EMI型富集岩石圈地幔部分熔融形成的岩浆与古老下地壳部分熔融形成的长英质岩浆混合作用结果，而花岗质岩石则是闪长质岩浆发生分离结晶作用的残余岩浆同化上部地壳岩石形成的。

西藏雄村铜金矿Ⅰ号矿体赋矿凝灰岩成因探讨:来自岩石地球化学、Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征的证据

雄村斑岩型铜金矿集区位于冈底斯造山带中段南缘,目前发现的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号主矿体均产于含矿斑岩体及其接触带附近的凝灰岩中,本文主要对雄村I号矿体赋矿凝灰岩开展岩石地球化学特征研究。赋矿凝灰岩显示出与岛弧火山岩相似的地球化学特征,如相对富集LREE、LILE而亏损HREE、HFS以及低的I(Sr)值(变化范围为0.704163～0.705369,均值0.704907)和正的εNd(t)值(变化范围为3.7805～7.6286,均值5.904121)等,其形成与印度-亚洲大陆碰撞造山之前的新特提斯洋俯冲作用有关,产于新特提斯洋向北的洋内俯冲作用而形成的岛弧环境。赋矿凝灰岩起源于岛弧底部的新生玄武质岩层的部分熔融,源岩主要由角闪石、斜长石和少量石榴子石组成。赋矿凝灰岩、含矿斑岩体和成矿作用同属一个火山-岩浆-热液系统,赋矿凝灰岩为成矿提供了必要的围岩外部因素,是矿区重要的控矿因素,也是一个重要的找矿地质条件。在雄村矿区及其外围,侵位于凝灰岩中的斑岩体应该是今后找矿评价的重点区域。

中天山南缘那拉提碱性花岗岩岩石成因——来自锆石微量元素和Hf同位素的证据

位于中天山南缘的早二叠世那拉提碱性花岗岩以近东西向狭长条带状侵入于志留系巴音布鲁克组之中,花岗岩锆石的CL图像均显示有清晰的振荡环带和较高的Th/U比值。其中一类显示出典型岩浆锆石的稀土元素球粒陨石标准化配分样式;另一类锆石则具有相对较低的Ce/Ce*比值和较高的(La/Sm)N比值,通过锆石微区微量元素特征和U-Pb同位素测年,可以推断此类锆石形成于较低的fO2环境中,且可能与流体作用的改造无关。那拉提碱性花岗岩具有较高的锆饱和温度和低Sr高Yb的全岩地球化学特征,所有被测锆石的重稀土元素呈强烈富集型,表明它们应形成于正常或减薄的地壳压力环境之中。此外,被测定的锆石微区都具有较高的Hf同位素比值和正εHf(t)值,且二阶段模式年龄均大于花岗质岩浆的结晶时代,说明那拉提花岗岩应是新生的玄武质地壳在早二叠世部分熔融的产物。结合本地区的花岗岩同位素年龄和火山岩岩石成因研究,认为那拉提花岗岩为石炭纪—二叠纪天山全区岩石圈强烈拉伸作用下,中天山南缘花岗质岩浆活动的地质记录。

新疆磁海铁(钴)矿区镁铁质岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及岩石成因

磁海铁(钴)矿床是北山地区一大型富钴铁矿床,矿体产于辉绿岩中。矿区出露有大量的辉长岩。本文利用锆石LA-ICP-MS定年法,获得磁海矿区角闪辉长岩和磁南矿区粗晶辉长岩的206Pb/238U年龄分别为294.8±1.3Ma和276.1±0.63Ma,表明它们属早二叠世岩浆活动的产物。地球化学特征上,角闪辉长岩与辉绿岩为同源岩浆演化的产物,它们具有中等偏低的Mg#值(49～66)和相对高的TiO2含量(2.27%～2.57%),属钙碱性和拉斑玄武岩系列(FeOT/MgO=0.93～1.84),其微量元素显示富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),亏损Nb、Ta和Ti,并具明显的Eu负异常。粗晶辉长岩与前者具有不同特征,它们有高的Mg#值(72～81)和低的TiO2含量(0.24%～0.39%),属钙碱性玄武岩系列,具有富集大离子亲石元素Ba、Th、U、Pb、Sr和轻稀土元素(LREE),亏损Nb、Zr、Hf和P,并具明显的Eu正异常特征。角闪辉长岩和粗晶辉长岩具有正的εHf(t)值(分别为4.6～11.7和1.5～5.1)。与北山地区同时代的具铜镍矿化的镁铁-超镁铁岩具有相同的特征。因此,认为磁海铁矿区基性岩形成于后碰撞伸展背景,由亏损的软流圈地幔熔体与俯冲板片物质的混合物。不同类型的岩石系不同成分的原始岩浆经不同演化过程的产物。