北秦岭地体东段早白垩世大规模的新生地壳再造:黄花墁岩体地球化学组成和岩石成因

秦岭造山带东段记录了晚侏罗世和早白垩世两期花岗质岩浆作用,作为深部地壳物质组成和结构的岩石探针,二者的岩石地球化学特征具有明显的差异,反映了复杂的岩浆源区物质组成。文章报道出露于北秦岭地体东部黄花墁岩体的元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学组成和锆石U-Pb年龄数据:锆石U-Pb年龄分析显示,主体岩石黑云母二长花岗岩形成于约119~117 Ma之间,岩浆作用规模大、延续时限短。研究区的花岗岩属于弱过铝质高钾钙碱性系列;富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素和重稀土元素,显著的Eu负异常;具有较高的放射性成因铅同位素组成和相对亏损的Nd同位素组成,初始εNd值为-5.7~-4.1,显著区别于北秦岭地体晚侏罗世花岗岩和华北陆块南缘晚中生代花岗岩。这一相对亏损的同位素组成特征相似于同期形成的东段老君山岩体和西段太白岩体,暗示北秦岭地体早白垩世期间经历大规模的新生地壳再造作用。新生地壳物质可能来自北秦岭地体基性地壳岩石或俯冲至其下的扬子陆块/南秦岭地体新元古代地壳岩石。这些早白垩世岩体与北秦岭地体晚侏罗世蟒岭岩体和牧护关岩体存在明显的Nd同位素组成差异,表明下覆的深部地壳物质组成的复杂性造成花岗岩组成的多样性。

晚新生代地壳构造运动研究

通过地球表面清、新的构造地貌与现代水文网记录,研究晚新生代年轻地壳构造运动。研究发现高原-山带-盆地排列有序形影相依的定式,与现代水文网的演化相辅相成,揭示高原边缘山带本质上就是高原边缘流水深切割的产物。论证了于晚中新世时期全球曾准平原化,发育了全球统一的准平原,散布全球不同高度的高原面、齐平山顶面与盆地底面时代相当可广泛对比。现代构造地貌演化始于导致晚中新世准平原面分裂解体的上新世以来,同时证明晚新生代地壳构造运动属垂直拱曲块断差异升降构造运动,仅在某些特定部位局部派生次级不同规模的引张构造变形和层间滑动薄皮挤压构造变形。现代水文网发育经历了上新世-早更新世属盆地向心水系伴以河湖相沉积,以及中更新世以来串珠状水系与相关的河流相沉积,两套地层呈假整合或不整合,明确记录了晚新生代地壳构造运动进程的两个主要阶段。约近70～80万年的中更新世以来,新一轮强烈的地壳的差异升降构造运动,显著的改造了已有的格局。自俄罗斯远东山地,经蒙古高原和青藏高原至印度西北阿拉瓦利山,地球表面规模最雄伟的、分开太平洋水系与北冰洋水系的亚洲巨型分水岭的出现,标志新兴的全球现代构造地貌与水文网的形成,奠定了今日构造地貌与水文网的景观。研究表明,大陆与大洋晚中新世全球统一准平原面一脉相承,晚新生代地壳构造运动完全可以对比。深入系统研究年轻的晚新生代地壳构造运动不仅有实用价值,同时也有重要的科学意义,特别是为探究全球构造运动本质和地球动力学提供了一个新的视角。

南海主要控凹断层活动特征与新生代地壳初始张裂

基于贯穿南海南、北陆缘2条长地震剖面的资料解释,分析了南海海域主要控凹断层的活动特征及其新生代地壳初始张裂特征。南海陆缘大部分断层于新生代张裂期开始发育并强烈活动,控凹断层基本上都发育在凹陷的边界,又称之为控凹边界断层。多数控凹断层早期以断块旋转滑脱、形成铲状断层为特征,北部陆缘主要控凹断层多数还具有幕式断裂的活动特点。控凹断层的初始活动时间主要集中在早始新世-晚渐新世,在南海北部陆缘东部早于西部,东部断层初始活动时间为早始新世甚至更早,西部断层初始活动时间多为晚始新世;南海南部陆缘的控凹断层初始活动时间晚于南海北部陆缘,主要集中在中始新世甚至晚始新世。南海海域地壳新生代初始张裂活动时间具有“东早西晚、北早南晚”的特点。此外,这些控凹断层部分于南海的漂移期继续活动或开始活动,少数断层于中中新世重新活动。

青藏高原巨厚地壳:生长、加厚与演化

大陆地壳约占地表面积的40%,其成因与生长,是一个关乎人类生存和资源供给的基础地学问题。人们普遍认为,大洋俯冲通过岛弧拼贴和幔源岩浆底侵形成造山带新生陆壳,大陆碰撞过程只对现存地壳进行再造,不产生新生地壳。青藏高原经历古/新特提斯大洋俯冲和印-亚大陆强烈碰撞,拥有全球最厚的陆壳(65~80km),是研究大陆地壳的形成、生长、加厚、演化与保存的天然实验室。我们研究表明,古/新特提斯大洋的相继俯冲消减,产生多期次的幔源镁铁质弧岩浆(270~66Ma),在弧地壳下部底侵和上部侵位,导致地壳侧向加积和垂向生长并加厚约10km。在同(软)碰撞期(65~41Ma),印度大陆岩石圈俯冲导致俯冲前缘的洋壳板片回转和断离,诱发软流圈地幔熔融及其幔源岩浆上升侵位,在冈底斯碰撞带形成新生地壳,并导致地壳加厚6~9km。在晚(硬)碰撞期(40~26Ma),冈底斯碰撞造山带内不同地壳块体(地体)间发生逆冲叠覆,导致中深层次地壳缩短加厚10~20km;在碰撞带的后陆区,印度大陆岩石圈地幔俯冲诱发软流圈沿地幔通道上涌,侵蚀和吞噬地幔岩石圈,并诱发其部分熔融,向地壳注入大量幔源镁铁质岩浆,形成新生地壳,维持高原生长。在后碰撞期(<25Ma),碰撞带和后陆区均发生地壳伸展与有限减薄,伴有新生地幔组分少量注入和高原陆表强烈剥蚀。粗略估计:形成并保存于大陆碰撞造山带的新生地壳量占整个陆壳的28%,大洋俯冲与大陆碰撞分别为青藏高原贡献了75%和25%的新生地壳。我们提出,青藏高原巨厚地壳的形成发育,实际上是幔源岩浆向地壳注入添加与中下地壳缩短加厚连续或交互作用的结果。伴随大洋俯冲与大陆碰撞,巨厚地壳物质组成发生以新生地壳形成和古老地壳再造为特征的动态演变。镁铁质新生下地壳的大规模重熔与长英质岩浆大量侵位可能是巨厚地壳长英质化的主要机制。

深部过程和物质架构对大陆碰撞带Cu-REE成矿系统的控制:以冈底斯和三江碰撞带为例

青藏高原是全球最典型的大陆碰撞带,发育世界级规模的斑岩Cu成矿带和REE成矿带,但目前尚不清楚大陆碰撞如何控制它们的形成。基本问题是:触发碰撞增厚的岩石圈熔融的机制,岩石圈架构与Cu-REE成矿的关系以及Cu-REE和挥发分的来源及成矿机制。利用深反射地震和卫星重力数据的联合反演,结合大地电磁(MT)阵列和地球化学数据,对冈底斯正向碰撞带和三江侧向碰撞带的岩石圈结构进行了成像分析,探讨深部过程和物质架构对于Cu-REE成矿的控制。新生代印度大陆-亚洲大陆碰撞过程中,俯冲的印度大陆岩石圈发生了显著的撕裂,从而为软流圈上升流提供了通道,改造了上覆的岩石圈并引发融熔。这一过程产生超钾质熔体,这些熔体上升并在地壳底部积聚,其高的热流值和挥发分释放诱发了上覆新生下地壳的熔融形成富水岩浆,角闪石分离结晶造成岩浆氧化,这种富水高氧逸度的岩浆有利于Cu的迁移和富集。研究表明,三个关键因素形成了与碰撞相关的斑岩矿床:中等角度板片俯冲,板片撕裂和富硫化物新生下地壳的熔融。在三江侧向碰撞带的扬子克拉通边缘,由印度大陆俯冲或地幔对流驱动的热软流圈的垂直上升流和横向流动导致克拉通大陆岩石圈发生热侵蚀和部分熔融。克拉通边缘的大陆岩石圈先前经历了来自再循环海洋沉积物的富含REE和CO_(2)的流体的交代作用,从而富集了REE,后来又被沿着岩石圈不连续面(例如走滑断层、裂谷)上升的碳酸岩熔体携带,形成大型的碳酸岩型稀土矿床。而缺乏源区交代作用的克拉通大陆岩石圈的熔融可能会产生碳酸岩、超钾质岩和镁铁质岩熔体,但它们形成碳酸岩型稀土矿床的潜力有限。

封面故事

华南地壳物质架构、巨型金属成矿系统及典型的钨矿化特征。利用锆石Hf同位素填图技术首次从大陆尺度刻画出华南古老、再造和新生地壳并置的空间架构,揭示了与花岗岩相关的W-Sn-Nb-Ta和REE矿床产于再造地壳域,其中,REE矿床产于有较多新生幔源物质注入的强再造地壳块体中。

东昆仑东段三叠纪岩浆岩Nd-Hf同位素组分特征、物源演变规律及其构造背景

作为中央造山系西段的重要组成部分,东昆仑造山带以大面积区域性展布的三叠纪岩浆岩为鲜明特色。依据收集的东昆仑东段三叠纪岩浆岩96件锆石U-Pb年代学数据,限定三叠纪岩浆作用时间为252~212Ma。结合岩石组合,将其进一步划分为早(252~238Ma)、中(238~226 Ma)、晚(226~212Ma)3期,其中岩浆活动峰值为早期(252~238Ma)。Nd同位素数据(106件)统计结果表明:东昆仑东段三叠纪岩浆岩εNd(t)值为-9.4~-1.7,大多为-6.5~-3.0;Nd模式年龄TDM(Nd)为0.72~1.88 Ga,大多为1.00~1.80 Ga。Hf同位素数据(全岩、锆石;41件)统计结果表明:东昆仑东段三叠纪岩浆岩εHf(t)值变化较大(-8.4~+12.4),主要为-4.5~+2.0;地壳模式年龄TDMC(Hf)值为0.49~1.80 Ga,大多为1.15~1.55 Ga。整体而言,三叠纪岩浆岩物源以中元古代壳源物质的再造为主,新生地壳(<1.0 Ga)和古元古代地壳有所参与,但比例小。从岩浆活动早期(252~238Ma)到中期(238~226Ma)再到晚期(226~212Ma),εNd(t)值在岩浆活动早期(特别是在早三叠世)较高,正的εHf(t)值占据很大比例,物源中存在较多的新生物质;中期以较低的εNd(t)值和负的εHf(t)值为主,Hf模式年龄显示出现古元古代物质;晚期Nd-Hf模式年龄揭示较古老的壳源组分增多。这种岩浆岩物源演变趋势,与东昆仑东段三叠纪具俯冲到同碰撞再到碰撞后的构造演化背景一致。

苏丹红海州新元古代A型花岗岩的地球化学特征及构造意义

苏丹红海州位于努比亚地盾,本文在该地厘定出一套新元古代花岗岩,由中粗粒-中细粒正长花岗岩、中细粒碱长花岗岩组成,LA-ICP-MS定年结果显示,岩体形成于713±4Ma,属于泛非造山事件的产物。花岗岩SiO_(2)含量较高,为70.80%~77.83%,A/CNK为0.94~1.08,A/NK为1.12~1.44,为准铝质-弱过铝质花岗岩。花岗岩具有相似的稀土元素和微量元素配分模式,稀土配分模式呈右倾V字形曲线,轻重稀土分异中等(LREE/HREE=2.46~7.13),δEu为0.30~0.57,负铕异常中等-强烈。富含大离子亲石元素Th、U、K和高场强元素Zr、Hf,亏损高场强元素Nb、Ta、Sr、P和Ti。花岗岩具有低I_(Sr)比值、亏损ε_(Nd)(t)值和ε_(Hf)(t)值,T_(DM1)与T_(DM2)值较为一致。岩体为A_(2)型花岗岩,形成于俯冲阶段弧后拉张环境,因弧后伸展减薄导致软流圈物质上涌,明显的升温、减压促使新生地壳部分熔融。

东天山黄山-镜儿泉过铝花岗岩矿物学、地球化学及年代学研究

对东天山黄山-镜儿泉一带黄山南、镜儿泉、图拉尔根沟三个过铝花岗岩作了岩相学、矿物学、地球化学、Sr-Nd同位素和锆石U-Ph年代学研究。锆石U—PbLA-ICP-MS原位定年测得黄山南岩体结晶年龄为259．9±1．4Ma（MSWD=0．86），图拉尔根沟岩体结晶年龄为275．4±8．3Ma（MSWD=29），均侵位于二叠纪碰撞后伸展环境。三个过铝花岗岩均具有低锶同位素初始比值（Ist=0．6969～0．70396）、高εNd（t）值（＋5．5-＋7．2）以及年轻的亏损地幔单阶段模式年龄（tDM=0．48—0．56Ga），表明其岩浆源区均为来源于亏损地幔的新生地壳岩石。这种新生地壳岩石可能为偏酸性的火山岩。三个岩体的矿物学和地球化学可分为两类：一类以黄山南白云母花岗岩为代表，为强过铝花岗岩（A／CNK〉1．1），强烈亏损Ba、Sr和Ti而富集Cs、Rb和K，具有高的Rb／Sr（2．03～14．5）和Al2O3／TiO2（110—1592），低的Nb／Ta（3．24～6．76）比值，其稀土元素配分曲线呈“V”字形，显示强烈铕亏损（Eu／Eu^＊=0．04～0．55），表明这类岩体的直接源岩以泥质岩为主。另一类以图拉尔根沟二云母花岗岩为代表，为弱过铝（1〈A／CNK〈1．1）花岗岩，亏损Nb、Ta和Ti而富集Rb、Ba和K，具低的Rb／Sr（0．44～0．69）、Al2O3／TiO2（135～205）和较高的Nb／Ta（12．8—18．4），其稀土元素配分曲线向右陡倾斜，铕负异常不显著（Eu／Eu^＊=0．65—0．96），表明其直接源岩以碎屑岩为主。镜儿泉岩体的岩石化学多变性表明，该岩体不同地段的岩浆分别来自以泥质岩为主和以碎屑岩为主的源区，来自两种源区的岩浆在岩体结晶之前未能充分混均。黄山南岩体和图拉尔根沟岩体中继承性锆石的志留、泥盆和石炭纪年龄表明，作为这两个岩体直接源区的泥质岩和碎屑岩可能是志留、泥盆和石炭纪新生亏损幔源岩石经历风化-沉积旋回的产物。在碰撞后的二叠纪伸展阶段，黄山-镜儿泉一带发生过幔源岩浆的内侵，内侵岩浆热量造成了位于中-上部地壳新生幔源物质部分熔融，形成了这一带的过铝花岗岩。

下扬子地区晚中生代花岗质岩石的源区物质组成反演

扬子陆块东段包括两个重要的地质块体,分别是大别造山带和下扬子地区。本研究选择下扬子地区中沿江带内出露的洪镇、月山岩体和皖南地区的太平—黄山杂岩体为研究对象,根据这些岩浆岩的性质,反演下扬子地区地壳物质组成和结构,并与大别造山带进行对比。Nd同位素组成是研究地壳组成和结构的重要手段。这些岩体同位素组成有明显差异,洪镇岩体中除二长岩外,花岗岩的εNd(t)范围是-11.6^-23.6,Pb同位素组成与大别造山带晚中生代岩浆岩的范围一致;月山、太平岩体的εNd(t)范围分别是-6.5^-8.2和-6.1^-8.3,黄山岩体的εNd(t)值较高,为-2.6^-3.3,它们均有较高的放射成因Pb同位素组成。地球化学性质表明,这些岩浆岩在形成过程中没有地幔物质的贡献,可以用来反演所研究地区的地壳结构。Nd同位素组成表明,下扬子地区地壳物质组成可能包括晚太古代—古元古代古老地壳、中元古代早期增生陆壳和中元古代晚期—新元古代新生地壳,与大别造山带地壳增生时代有很好的相似性。但两者间地壳结构存在明显差异,其中,最重要的差异是下扬子地区中元古代晚期新生地壳物质可能底垫于古老地壳物质之下,不同于大别造山带从下到上由老到新的结构特征。此外,中元古代早期增生地壳物质在沿江地区可能没有分布。

与地幔柱有关的A型花岗岩的特点——以峨眉山大火成岩省为例

通过地幔柱条件（攀西地区）和非地幔柱条件下（华南、北方造山带）A型花岗岩岩石学、地球化学特征的系统对比，厘定了与地幔柱有关的A型花岗岩的一些特点：（1）与基性一超基性岩体在时间和空间上紧密伴生；（2）具有较高的锆石饱和温度（860～960℃）；（3）具有较高Nb／Th和Ga／Al比值；（4）通常显示正的εNd（t）值（但不超过5），其模式年龄和岩体形成年龄相差不大。这些特点与岩浆源区或母岩浆的性质以及岩浆演化条件有关，为自然界同类岩石的甄别提供了依据。

内蒙古巴林右旗东梁岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地球化学特征

本文对内蒙古巴林右旗东梁岩体进行的岩石学、年代学和地球化学研究显示,东梁岩体岩性为石英闪长岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb定年加权平均年龄为（251.9±4.4）Ma,指示东梁岩体形成于早三叠世。地球化学特征表明岩石富硅、铝、钠,贫镁、钾,A/CNK=0.98~1.11,属于钙碱性准铝质-弱过铝质岩石,轻稀土富集,重稀土亏损,不具Eu和Ce异常,具有高Sr、低Y、低Yb的特征,属于埃达克岩。结合区域已有研究成果,认为东梁岩体的岩浆可能来源于西伯利亚板块和华北板块碰撞拼合所导致的新生地壳部分熔融。

大陆碰撞造山与成矿过程:扎格罗斯和喜马拉雅造山带对比

大陆碰撞造山过程对理解板块构造登陆具有重要启示意义,但相关研究还存在较多问题。例如,几乎每个造山带都存在初始碰撞时限的争议,碰撞造山阶段存在多种划分方案,碰撞成矿作用的地球动力学机制不清楚等。通过综合对比研究扎格罗斯和喜马拉雅造山带构造-岩浆-成矿作用,发现碰撞造成的强烈挤压变形明显滞后于大陆初始碰撞时间。同时,碰撞过程还会出现滞后型弧岩浆作用。将这些碰撞初期出现的滞后型构造岩浆事件单独划分成一个碰撞造山阶段,称之为软碰撞阶段。由此,碰撞造山过程由软碰撞、硬碰撞和后碰撞3个阶段组成。其中,软碰撞阶段主要发育与低速率应变有关的变形构造和与俯冲大洋板片有关的岩浆事件;硬碰撞阶段主要为高速率应变的变形构造和大陆岩石圈俯冲诱发的岩浆事件;后碰撞阶段则会出现大量伸展构造来调节挤压应变,同时发育与大陆岩石圈拆沉、断离和撕裂有关的岩浆作用。软碰撞和硬碰撞阶段的挤压作用会造成铅锌矿床就位在褶皱逆冲带内,硬碰撞和后碰撞阶段发育的大型走滑断层控制斑岩型铜矿床的产出,后碰撞阶段出现的伸展构造赋存有金锑多金属热液矿床。碰撞造山带内保存有早期俯冲和后期碰撞阶段的新生地壳,为碰撞造山带金属成矿提供了物质来源。

内蒙古吉尔嘎郎图早古生代岩体成因——年代学、地球化学及Nd-Hf同位素制约

兴蒙造山带北缘断续分布的早古生代岩浆岩带,对古生代构造格局恢复及造山带演化研究具有重要意义。阿巴嘎旗北部吉尔嘎郎图岩体位于该岩浆岩带中段,为带内最大的早古生代复式侵入体。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,吉尔嘎郎图岩体早期花岗闪长岩单元成岩年龄为455.0~495.6Ma。在主量元素组成上,岩体SiO_2含量中等(59.49%~68.22%),贫铁、镁,K_2O/Na_2O值(0.64~0.85)小于1,A/CNK=0.96~1.09,整体具有亚碱、弱过铝特征。稀土及微量元素方面,岩体富Cs、Rb、Th、U、Pb,亏损Ba、Sr、P及高场强元素Nb、Ta等,稀土元素总量中等,具有弱负Eu异常(δEu=0.52~0.82)。Sr-Nd-Hf同位素分析结果显示,岩体具有亏损的同位素组成,(^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.7053~0.7034,ε_(Nd)(t)=0.39~4.29,2件Hf同位素样品ε_(Hf)(t)均为正值,分别为ε_(Hf)(t)=7.6~10.8和ε_(Hf)(t)=3.7~7.9。岩石地球化学、年代学及Sr-Nd-Hf同位素综合分析表明,吉尔嘎郎图岩体是早古生代古亚洲洋沿苏左旗—锡林浩特一线向北俯冲背景下,遭受了俯冲板片析出流体交代作用影响的新生下地壳部分熔融的产物,后期由于弧后拉张、贺根山洋盆打开与主体岛弧带分离,最终随着古亚洲洋的整体闭合,形成了与俯冲带彼此分隔的格局。

阿尔金南缘阿克提山岩体锆石U-Pb定年、Hf同位素特征及构造意义

阿克提山花岗岩体位于阿尔金断裂南缘,其形成时代与区域内其他花岗岩体差异较大,该岩体走向明显地受阿尔金断裂带分支断裂控制。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学分析表明,该岩体结晶年龄约为262Ma,其形成可能与南阿尔金地区在华力西期-印支期发生的大规模线性构造运动有关。岩体的岩性主要为石英闪长岩、花岗闪长岩,其暗色矿物以角闪石、黑云母为主,岩石A/CNK值均小于1.1,显示准铝质—弱过铝质特征,属于高钾钙碱性系列;大离子亲石元素Rb、Th、K相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Sr、Ti明显呈负异常;稀土元素配分曲线具有中等负Eu异常,δEu的平均值为0.73,(La/Yb)_N平均值为14.57,说明该花岗岩体岩浆部分熔融程度较高。根据岩石学及地球化学特征可判断该岩体为I型花岗岩。锆石Lu-Hf同位素分析表明,锆石ε_(Hf)(t)值为+1.46～+9.14,均为正值,二阶段模式年龄的峰值平均为943Ma,表明其源岩主要为新元古代新生地壳物质的部分熔融。阿尔金断裂在印支期的走滑运动是从地壳深部的韧性变形开始的,随后在浅地表发生脆性断裂形成大规模走滑断裂带。阿克提山岩体的形成与地壳深部减压熔融有关。

西准噶尔北金齐地区英安斑岩地球化学特征及地质意义

北金齐地区出露一套英安斑岩,内部及周缘发育钾化到青磐岩化蚀变带,部分地段见孔雀石化,指示深部可能存在斑岩型铜矿化。为进一步评价该区找矿潜力,对该区英安斑岩进行锆石U-Pb年代学、微量元素、Hf同位素和全岩地球化学研究,结果显示,英安斑岩锆石206Pb/238U加权平均年龄为(305.6±1.3)Ma;岩石富SiO2、Al2O3,贫MgO、CaO、TiO2,属准铝质-过铝质高钾钙碱性岩石。英安斑岩整体上富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,具弱负铕异常和较高εHf(t)值(15.7~19.5)。综合研究表明,英安斑岩应源于后碰撞伸展环境下新生地壳的部分熔融。锆石微量元素结果指示,英安斑岩氧逸度高于铁橄榄石-磁铁矿-石英缓冲线两个对数单位,该岩体有利于斑岩型矿床的形成。综合研究区矿化-蚀变及英安斑岩地球化学特征,认为北金齐地区具较大的斑岩型矿床找矿潜力。

冈底斯带东段日多地区航木多岩体地球化学、锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素特征及其地质意义

冈底斯带古新世岩浆岩被认为是新特提斯洋消亡到印度与欧亚大陆碰撞过程的产物。林子宗群典中组火山岩及同期酸性侵入岩是冈底斯带东段典型的古新世岩浆岩组合,其对于研究冈底斯带地球动力学背景的判别有重要的指示意义。前人对林子宗群典中组火山岩虽进行过大量的研究工作,而对同期侵入岩研究较少,尤其是其成因和演化过程仍然存在较多分歧。本次以冈底斯带东段日多地区古新世航木多岩体为研究对象,进行岩石地球化学、锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及锆石LuHf同位素分析。结果表明,3件花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄加权平均值分别为(62.6±0.6)Ma、(64.9±0.7)Ma和(62.2±0.7)Ma,与林子宗群典中组火山岩(69~60 Ma)同期形成。岩石地球化学分析表明,岩石具有高SiO_(2)(72.23%~76.02%)、高铝Al_(2)O_(3)(12.73%~14.72%)、高K_(2)O(2.19%~4.84%),低MgO(0.01%~0.52%)、低TiO_(2)(0.12%~0.24%),高分异(86.35%~95.02%),过铝质(A/CNK=1.01~1.26)的地球化学性质,为S型花岗岩特征。但是,锆石LuHf同位素结果显示,εHf(t)值为-10.64~10.79,二阶段模式年龄(tDM2)为443~1810 Ma,暗示航木多岩体源区主要为新生地壳部分熔融,具有I型花岗岩特征。根据岩石微量元素对物源的判别,航木多岩体具有与日多盆地内晚侏罗世—晚白垩世的碎屑岩沉积物一致的岩石学特征和地球化学特征,显示出轻稀土富集的稀土配分模式,并且富集大离子亲石元素Rb、K、Th、U和亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti。综合前人成果,研究认为,航木多岩体为叶巴火山弧快速风化后在日多盆地内形成的具有类似新生地壳岩石学和地球化学特征的沉积物于同碰撞背景下发生部分熔融,同时还加入少量古老结晶基底,并经历了分离结晶作用而形成的具有弧岩浆特征的S型花岗岩。

从岩浆岩看青藏高原地壳的生长演化

青藏巨厚陆壳的性质和形成机制,是重要的科学问题.通过对青藏岩浆岩,特别是其Nd、Hf同位素的研究,证明青藏高原并存着新生地壳和再循环地壳两类地壳.地壳的结构和属性对成矿矿种、矿床类型和分布有重要的控制作用.青藏巨厚地壳是由两种机制(构造加厚;地幔物质通过岩浆作用注入加厚)共同造成的,二者贡献比例约6∶4.地壳增厚主要发生在50~25 Ma期间.大陆碰撞带是造成地壳净生长的重要构造部位.

扬子东南缘新元古代花岗岩的锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素:对地壳生长的约束

出露于扬子板块东南缘的九宫山片麻状花岗岩侵位于早新元古代双桥山群.通过阴极发光图像分析和LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试表明,九宫山岩体的岩浆结晶年龄为830±8Ma;4个继承锆石分析点给出加权平均值为873±7Ma的年龄值,可能记录了新元古代早期扬子与华夏板块碰撞产生的岩浆活动.九宫山岩体具有高SiO_2(71.83%~74.20%)、高K_2O+Na_2O(7.06%~7.90%)、低基性组分(∑TiO_2+FeO^T+MgO=2.64%~4.00%)的含量特征,高K_2O/Na_2O比值(1.25~1.64),铝饱和指数(A/CNK)为1.03~1.27,主要为弱过铝质花岗岩.岩石具有轻稀土富集的右倾模式和明显的Eu负异常(Eu/Eu*=0.35~0.47),K、Rb、Th、U等大离子亲石元素富集,Sr、P、Nb、Ta、Ti等相对亏损.全岩ε_(Nd)(t)值为-1.49^+5.24,同岩浆锆石和继承锆石的ε_(Hf)(t)值分别为3.5±1.0~11.0±1.1、5.1±0.9~12.9±1.1,指示岩浆源区含有显著的新生地壳物质.九宫山岩体可能形成于陆内裂谷环境,由类似双桥山群的变质砂屑岩和火山岩部分熔融形成.区域对比表明,江南造山带新元古代中期花岗岩的Nd-Hf同位素组成具有从东向西逐渐降低的特征,表明该区早新元古代时期新生地壳物质对花岗岩的影响由东向西呈减弱趋势,这可能是扬子与华夏板块碰撞拼合过程中岛弧岩浆作用由东向西逐渐减弱而使新生地壳物质减少所引起.

祁连地块西段硫磺矿北花岗闪长岩的岩石成因及其地质意义:年代学、地球化学及Hf同位素证据

祁连地区与Rodinia超大陆汇聚有关的新元古代岩浆活动越来越受到地质学者的关注和研究.对硫磺矿北花岗闪长岩体进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,结果显示岩体锆石U-Pb年龄加权平均值为926±4Ma,表明其形成时代新元古代早期.花岗闪长岩的SiO_2为59.47%~62.96%,P2O5为0.12%~0.14%,铝饱和指数(A/CNK)为1.01~1.15,主要为一套弱过铝质的高钾钙碱型系列,具I型花岗岩的特征.稀土元素总量在118.80×10-6~253.07×10-6之间,(La/Yb)N为7.87~16.17,明显富集轻稀土,具有中等-强Eu负异常(δEu=0.33~0.68),稀土元素配分图呈右倾型特征;微量元素上具有富集大离子亲石元素和不相容元素(Rb、Th和U),亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Sr和P的特征;Nb/Ta、La/Nb、Nb/U及Sm/Nd比值整体反映花岗闪长岩壳源特点;硫磺矿北花岗闪长岩体εHf(t)主要在0~7之间,二阶段地壳模式年龄主要在1 247~1 801Ma之间.结合区域新元古代岩浆活动认为硫磺矿北花岗闪长岩体形成于活动大陆边缘,而硫磺矿北花岗闪长岩为中元古代增生的年轻地壳部分熔融的产物,经历一定程度分离结晶,可能也有古老地壳部分熔融成分参与该岩体形成.同时,该时期岩浆活动可能为祁连地块在中新元古代时期对全球Rodinia超大陆聚合事件的响应,进一步为祁连地块属性提供可信研究资料.