中国东南部晚中生代A型花岗岩类与古太平洋板块俯冲-后撤

本文综述了中国东南部晚中生代A型花岗岩类的分布和成因的研究进展。按其形成时代和空间分布,将该区的A型花岗岩类分为4个带,即赣南-闽西南带、湘桂粤带、赣杭带和沿海带,并进行了年代学、地球化学和岩石组合的对比分析。在此基础上,讨论了4个分带的形成与古太平洋板块向中国东南大陆俯冲和后撤的过程。

蒙古-鄂霍茨克造山带山弯构造形成的动力学机制探讨

蒙古-鄂霍茨克造山带呈北东向从蒙古中部延至鄂霍茨克海的乌地湾,被认为是蒙古-鄂霍茨克洋侏罗纪-白垩纪闭合产物,其对于探讨东北亚区域大地构造演化以及欧亚大陆中生代聚合具有重要意义。蒙古-鄂霍茨克造山带具有典型的山弯构造格架,其“对折”的两翼发生了强烈的“自碰撞”造山作用。关于蒙古-鄂霍茨克山弯构造形成动力学机制,前人将其归因于西伯利亚与华北-阿穆尔陆块之间的挤压缩短、古亚洲洋俯冲板片不断的后撤和西伯利亚与华北的相向旋转等动力学过程,却忽视了蒙古-鄂霍茨克洋俯冲作用对蒙古-鄂霍茨克马蹄形弯曲过程的影响。最近,弧岩浆活动的迁移和山弯构造转折端构造变形解析研究暗示蒙古-鄂霍茨克洋俯冲板片后撤可能在山弯构造形成过程中起着重要作用,但这一新的解释模式还缺乏地质证据的支持和验证。围绕蒙古-鄂霍茨克山弯构造发育的与岛弧岩浆岩同时期的弧后盆地蛇绿岩、双峰式火山岩、A2型和S型花岗岩和伴生的沉积岩等地质记录,表明蒙古-鄂霍茨克洋在二叠纪-三叠纪时期发育多期次弧后伸展,总的延伸长度超过5000km,与蒙古-鄂霍茨克洋大规模俯冲板片后撤有关。弧后盆地带的厘定表明蒙古-鄂霍茨克洋发育西太平洋型活动大陆边缘,而非安第斯型活动大陆边缘。另外,蒙古-鄂霍茨克洋的弧后伸展盆地形成时间与蒙古-鄂霍茨克山弯构造弯曲的时间一致,进一步证实俯冲板片沿走向不均匀后撤在蒙古-鄂霍茨克山弯构造形成过程中扮演着重要角色。

锡的地球化学性质与华南晚白垩世锡矿成因

锡在地质过程中表现出亲氧、亲硫和亲铁三重特性。在地幔岩浆过程中,锡是一种中等不相容的金属元素。锡成矿主要与酸性岩浆活动有关,其地球化学性质决定了其成矿主要受源区性质、氧逸度以及挥发分含量、岩浆结晶分异等因素控制。高度结晶分异可使锡在岩浆中进一步富集,是锡成矿相关花岗岩的普遍特征;锡为变价元素,岩浆体系氧逸度影响源区中锡的迁移能力和分离结晶过程中锡的元素行为,还原性岩浆体系有利于锡富集成矿。富含F、Cl和B等挥发组分对锡元素的迁移和富集起积极的作用。全球锡矿床分布与俯冲带关系密切,特提斯和环太平洋构造域是主要蕴藏区。重要的锡成矿事件表现出区域性和阶段性的特征。结合锡的地球化学特性以及锡矿分布特征,我们认为最有利锡成矿的动力学机制是俯冲板片后撤机制。俯冲板片后撤引发深部软流圈地幔上涌,导致强烈的壳幔相互作用,形成低氧逸度、富F、Cl和B等花岗岩,有利于锡成矿。对于华南晚白垩世锡成矿事件,新特提斯洋俯冲板片发生后撤是其成矿地球动力学背景。

拉萨地块北缘早白垩世晚期地壳生长：来自改则亚多～106Ma侵入岩的证据

北部拉萨地块晚中生代的地壳生长时间和机制存在争论。本文报道了北部拉萨地块的改则亚多侵入体的年代学、地球化学资料。改则亚多侵入体形成于早白垩世晚期(~106 Ma),其岩石类型包括二长闪长岩、闪长岩、花岗闪长斑岩、花岗斑岩。岩石属于钙碱性系列岩石,显示轻稀土富集,Nb和重稀土亏损,其中花岗闪长斑岩、花岗斑岩显示了埃达克质岩的地球化学特征。主体岩石样品具有一致的εNd(t)(2.65~1.42)和(^(87)Sr/^(86)Sr)i(0.7045~0.7049)。二长闪长岩、闪长岩由俯冲流体交代的地幔橄榄岩熔融产生的玄武质岩浆经过地壳混染和分离结晶作用形成。花岗闪长斑岩、花岗斑岩由增厚的新底侵玄武质下地壳熔融形成。早白垩世晚期(118~105 Ma),俯冲的班公湖–怒江特提斯洋岩石圈板片后撤过程中,诱发软流圈上涌,导致其上覆地幔熔融或其自身发生减压熔融,来自亏损地幔的岛弧岩浆连续底侵加入到北部拉萨地块的地壳或喷出地表,导致了该区在晚中生代的地壳生长。

北秦岭地体西段草滩沟群流纹岩的成因及其地质意义

秦岭造山带发育一套与大洋俯冲有关的早古生代火山岩,该火山岩套中赋存有大量VMS型Pb-Zn矿床。目前,对这些赋矿火山岩形成的地球动力学背景仍存在争议。本文对北秦岭地体西段老厂地区的草滩沟群长英质火山岩(流纹岩)进行了锆石U-Pb定年、全岩主微量元素和Sr-Nd-Hf同位素分析。研究显示,老厂地区草滩沟群流纹岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为435±2.9 Ma,与北部相邻的早古生代清水‒红土堡火山岩的年龄相近。岩石具有高SiO2和Na2O,低K2O和TiO2的特征,属于准铝质低钾拉斑系列;微量元素显示亏损高场强元素(HFSEs:Ti、Nb和Ta)、富集大离子亲石元素(LILEs:Sr、U和Ba),显示岛弧岩浆的特征;具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成((^87Sr/^86Sr)i=0.70612~0.70647,εNd(t)=1.03~1.61,εHf(t)=7.63~7.96),综合判别其形成于岛弧环境,岩浆源区为经历了俯冲洋壳脱水流体交代的富集地幔楔。结合北秦岭地体北部同时代的清水‒红土堡弧后盆地火山岩研究,暗示大洋板片后撤(下沉)引发的软流圈对流循环控制了草滩沟群火山岩和相关的VMS型铅锌矿床的形成。此外,这些火山岩及北秦岭地体西段奥陶纪‒志留纪变质作用和岩浆作用的年龄也说明华北板块和华南板块在秦岭造山带的早古生代大陆碰撞很可能发生于433 Ma。

华南陆块东部晚中生代岩浆作用的深部动力学过程

本文总结和回顾了过去几年来本研究团队在华南陆块东部(主要是东南沿海地区)开展的火成岩岩石地球化学研究进展,并重点探讨了晚中生代(白垩纪)岩浆作用的深部动力学过程,取得了以下主要认识:①华南晚中生代镁铁质岩浆作用记录了古太平洋板块从俯冲到后撤‒撕裂的深部动力学过程,其地幔源区的富集组分从进俯冲时期的板片上覆沉积物逐渐过渡到后撤‒撕裂阶段的下部镁铁质洋壳;②长英质火山岩的地壳源区从俯冲阶段的低温(700~810℃)含水下地壳转变为后撤‒撕裂阶段的高温(790~860℃)贫水陆壳;③东南沿海地区晚中生代经历了强烈的弧地壳增生和置换作用,形成了具有“等同位素效应”的双峰式侵入杂岩体。我们提出的板片俯冲‒后撤‒撕裂模式同样适用于解释华南陆块东部早中生代构造‒岩浆演化的深部的动力学机制。

内蒙古中部苏尼特左旗地区阿巴嘎组火山岩地球化学特征及成因

内蒙古中部苏尼特左旗地区阿巴嘎组火山岩主要由安山岩组成。岩石富碱、高钾和铝、低镁。富集大离子亲石元素(LILEs)Rb、Ba、U、K和轻稀土元素(LREE),相对亏损高场强元素(HFSEs),具明显的Nb、Ta和Ti负异常和Pb正异常。稀土元素总量较高,轻、重稀土元素分馏强烈且属轻稀土元素富集型,具弱负Eu异常。主量、微量元素地球化学特征表明,阿巴嘎组安山岩为钾质火山岩,岩浆上升演化过程中经历了斜长石和铁镁矿物的分离结晶作用,无地壳物质的混染。阿巴嘎组钾质火山岩的形成与新生代太平洋板片俯冲密切相关,其岩浆来源于滞留的俯冲太平洋板片释放流体交代的富集陆下岩石圈地幔,是在板内伸展体制下含金云母石榴子石二辉橄榄岩低程度部分熔融的产物。这种板内伸展体制可能是新生代滞留于地幔过渡带中的太平洋板片俯冲后撤引起的。

中亚造山带南缘末次大规模侧向增生的机制

中亚造山带是世界上最大的显生宙增生造山带.其古生代形成了巨量的年轻弧地壳物质,然而形成的构造机制和结束时限尚不清楚.南蒙古拼合体系是中亚造山带晚古生代典型的增生造山区,为研究中亚造山带晚期侧向增生提供了理想的窗口.通过对南蒙古东部Khan-Bogd地区的石炭纪火山岩-火山碎屑岩进行精细的岩石学和锆石的U-Pb-Hf和全岩Sr-Nd同位素研究,得出南蒙古石炭纪弧岩浆作用经历了由北向南的迁移,是俯冲板片后撤的产物.结合前人对整个中亚造山带南缘同时期及稍晚的岩浆岩、沉积岩和大地构造的研究,认为该期弧岩浆作用发生在弧后洋盆,并代表了中亚造山带南缘最后一次大规模侧向增生.