祁连拉脊山中段中奥陶世石英二长斑岩成因及其动力学意义

花岗岩类广泛分布于地球地壳中,主要为壳源物质岩浆作用的产物,其地球化学组成、岩石组合特征及时空分布规律等信息记录了源区性质、岩浆演化过程及岩浆形成的动力学机制。以祁连拉脊山中段克前垭口石英二长斑岩为研究对象,通过对其开展岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Sr-Nd同位素研究,并结合区域内已有的同时期岩浆作用的研究,探讨石英二长斑岩的岩石成因及其形成的深部动力学背景。研究结果显示,石英二长斑岩的年龄为(466±5)Ma。在地球化学组成上,其具有相对较高的SiO 2(63.57%~64.04%)和Na_(2)O(7.08%~7.36%)以及相对较低的CaO(1.19%~2.52%)和K_(2)O(1.53%~1.96%)含量;在微量元素蛛网图上,其表现为富集Ba、U及Pb,亏损Zr、Hf及Sr;此外,其具有轻微的Eu负异常(Eu*=0.80~0.91)以及较为明显轻重稀土元素分异((La/Yb)N=13.0~15.7);其Sr、Nd同位素组成较为均一,初始Sr同位素和εNd(t)分别介于0.7054~0.7062和0.87~1.03。综合研究表明,克前垭口石英二长斑岩形成于加厚新生玄武质地壳物质的部分熔融;其与研究区同时期岩浆岩具有向缝合带逐渐变年轻的趋势,指示了俯冲板片回转的深部动力学过程;拉脊山构造带内470~460 Ma的花岗岩类的(La/Yb)N值整体具有持续降低的趋势,记录了由板片回转引发的岩石圈持续拉张过程。

冈底斯带南部桑日高分异I型花岗岩的岩石成因及其动力学意义

冈底斯岩浆岩带位于西藏南部的拉萨地体南缘,它形成于特提斯洋和印度-亚洲大陆长期俯冲碰撞过程中,是青藏高原花岗岩最发育的地区。前人对冈底斯岩浆带中各类型花岗岩的成因、源区、时空分布以及其地球动力学意义进行了详细大量的研究,但是对高分异花岗岩的具体成因、演化过程以及在70~65Ma拉萨地块的地球动力学演化过程研究较少。本文选择冈底斯南缘白垩纪末桑日花岗岩进行研究,揭示了桑日花岗岩的岩石学特征、锆石U-Pb年龄、锆石Hf同位素特征和地球化学特征。本文样品LA-ICP-MS测得的锆石U-Pb年龄为67~66Ma。桑日花岗岩属于高钾钙碱性系列,具有高Si O2(74.26%~76.93%)、高K2O+Na2O(7.87%~8.56%),低P2O5(0.02%~0.04%)和Ca O(0.28%~1.00%),以及富集K、Rb、Th,亏损Nb、P、Ti的高分异I型花岗岩的特征。在锆石Hf同位素上,桑日花岗岩εHf(t)>0(+4.6^+10.9),且具有Hf不均一的特征。结合前人研究,本文认为桑日花岗岩是高分异I型花岗岩,在特提斯洋板块北向俯冲过程中,板片回转,俯冲洋壳脱水产生的流体进入地幔楔,引发地幔楔发生部分熔融产生镁铁质幔源物质并底侵上涌,导致浅部地壳发生部分熔融,并与幔源岩浆混合,从而在浅部形成混源岩浆房,最终在侵位与成岩后期经历高程度的分异演化形成的。

西藏冈底斯岩基南木林晚白垩世岩体和脉岩地球化学与岩石成因

青藏高原南拉萨地体晚白垩世岩浆岩是揭示新特提斯洋北向俯冲动力学过程的重要岩浆记录。前人对东西向展布的冈底斯岩基不同区段出露的各类晚白垩世岩浆岩进行了大量研究,但对该时期岩石成因和新特提斯俯冲的深部过程仍存在一些争议。本文报道的冈底斯岩基南缘南木林地区的辉长岩体及侵入其中的基性和酸性脉岩,形成于晚白垩世早期,在辉长岩体(92～94Ma)就位后不久基性和酸性脉岩(91Ma)同时侵入,野外露头较好地展示了它们的穿切关系。寄主辉长岩和基性脉岩均属于高钾钙碱性系列,SiO_2含量不均一(49.60%～57.99%),高铝(Al_2O_3,16.41%～18.67%),无明显Eu负异常,低Cr、Ni,表明可能经历过角闪石分离结晶。酸性脉岩属于弱过铝质钾玄质系列,普遍高硅(SiO_2>70%)、高全碱(8.06%～9.44%),与岩体无成分演化关系。三类岩石的微量元素均显示弧岩浆的特征,表现为轻稀土富集、重稀土亏损,Th、U、K、Pb、Sr等大离子亲石元素相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti等相对亏损。辉长岩和酸性脉岩锆石Hf同位素均表现亏损特征(ε_(Hf)(t)为+7.8～+11.4),一阶段模式年龄和地壳模式年龄均低于506Ma。综合辉长岩和基性脉岩的Nb/La、Nb/U和Ce/Pb特征,表明岩浆应来源于受流体交代的弧下地幔楔源区,而酸性岩脉具有高Sr/Y比和(La/Yb)_N比的埃达克质特征,可能来自弧下加厚的新生镁铁质下地壳。考虑到区域上95～85Ma岩浆活动广泛分布于整个冈底斯岩基中,本文认为在冈底斯岩浆弧的中段,晚白垩世早期北向俯冲的新特提斯洋发生了板片回转,同时导致了地幔和下地壳的部分熔融作用。

松科二井早白垩世早期玄武安山岩的发现及地质意义

松科二井超深钻探获取了松辽盆地连续沉积-火山岩心,为系统研究中生代松辽盆地形成机制、揭示中国东北地区构造演化历史提供了极好的研究材料。本文对取自松科二井井深-6035~-6084m的玄武安山岩开展了系统的锆石U-Pb定年、全岩主微量元素和Sr-Nd同位素分析测试。研究结果表明,松科二井玄武安山岩隶属于火石岭组底部,其形成时代为早白垩世早期(141.6±1.4Ma)。玄武安山岩样品富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有弧岩浆的地球化学特征。这些样品显示了一定程度的轻重稀土元素分异((La/Yb)_(N)=8.40~11.88),具有轻微亏损的Sr-Nd同位素特征((^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)=0.70496~0.70478,ε_(Nd)(t)=1.05~1.61),表明它们很可能源自于岩石圈地幔。早白垩世时期中国东北地区主要受控于蒙古-鄂霍茨克洋的南向俯冲和东侧古太平洋俯冲过程,目前研究揭示了前者影响了同期的大兴安岭地区的火山活动,但其影响范围是否延伸至松辽盆地内部尚不清楚。古太平洋岩石圈开始俯冲后很可能诱发了松辽盆地西侧晚中生代火山岩的形成。早白垩世松辽盆地演化主要受蒙古-鄂霍茨克洋还是古太平洋板块的活动影响仍存在较多争议。松科二井玄武安山岩具有与板内玄武岩相近的Th/Hf比值(1.10~2.87)及Zr/Y比值(10.1~18.7),表明它们具有板内岩浆的地球化学特征,且松科二井样品比同时代盆地西部的大兴安岭地区玄武岩具有更高的Nb/Ta比值,更高的Zr、Hf与Ti含量,以及更亏损的Nd同位素特征,可能指示与大兴安岭地区玄武岩形成于不同的构造背景。松辽盆地内早白垩世火山岩很可能为古太平洋板片回转诱发形成,指示早白垩世古太平洋板片回转诱发的岩石圈伸展促进了松辽盆地的形成。

西藏桑耶寺北岗结则雄花岗闪长岩体年代学、地球化学特征及地质意义

桑耶寺北岗结则雄花岗闪长岩体位于冈底斯岩浆岩带中段,为确定该花岗闪长岩的形成时代、源区性质和构造背景,对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。结果显示岩体侵位时间为50.29±0.42Ma,属于始新世。岩石SiO2含量为58.31%62.3%,Na2O、K2O含量分别为3.08%3.57%和2.59%3.56%,岩石碱值NK/A为0.51%0.59%,铝饱和指数A/CNK为0.85%1.06%,属准铝质-过铝质系列岩石。稀土元素分布模式为轻稀土富集,负Eu异常明显。岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、K、U、Th,亏损高强场元素Nb、P、Ti等。以上特征表明,岩石为高钾钙碱性的I型花岗岩,结合岩石成岩年龄、地球化学特征以及区域构造演化,岗结则雄花岗闪长岩岩浆源区为下地壳基性岩部分熔融的产物,是印度-欧亚板块碰撞过程中一复杂地质过程的岩浆作用产物,可能与新特提斯洋板片回转有关。