高硅花岗岩流体出溶作用的识别和意义

高硅花岗岩以暗色矿物含量低,富SiO_(2)、Rb,贫MgO、FeO、Sr、Ba为特征,富集稀有金属元素,其研究对于理解花岗岩成因演化、稀有金属元素富集和成矿过程至关重要。岩相学和地球化学特征指示其经历高程度的分异演化,H 2O等挥发分作为不相容组分在残余熔体中逐渐富集饱和,导致流体出溶在高硅花岗质熔体中,但如何识别这一过程是难点。文章从岩相学、地球化学、矿物学、金属稳定同位素(Li、Ba、Fe)等角度总结了高硅花岗岩中流体出溶作用的证据和指标。岩相学方面,晶洞构造、雪球结构、单向固结结构等特殊结构、构造的出现是流体出溶的重要标志;地球化学方面,极低的Nb/Ta值(<5)、Zr/Hf值、稀土元素四分组效应是流体-熔体相互作用的有效识别标志;矿物学方面,锆石蜕晶化作用、轻稀土元素富集及钾长石富Pb指示存在热液流体参与;金属稳定同位素方面,相对于普通花岗岩,高硅花岗岩通常富集重Li、轻Ba和重Fe同位素,流体-熔体相互作用很可能是主要控制因素。但部分地球化学指标还存在较大争论,在实际使用过程中需结合不同指标进行综合分析。经过岩浆演化和流体出溶两阶段的富集过程,稀有金属元素得以在出溶流体中极度富集进而成矿。

北羌塘北缘多彩三叠纪高硅花岗岩的成因及其构造意义

高硅花岗质岩浆作用不仅是衡量大陆地壳成熟度的重要指标之一,而且能为示踪陆壳生长过程和稀有金属成矿提供非常关键的信息。然而,目前国内外学者对于这一特殊花岗质岩浆的起源、演化及其相关地球动力学背景还存在较大的分歧。本文选择青藏高原中部多彩高硅花岗岩为研究对象,开展岩石学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd同位素等综合研究,为深入理解高硅花岗岩的形成机制和青藏高原中部晚三叠世的构造演化提供新线索。研究结果显示,多彩高硅花岗岩的锆石U-Pb年龄为219±2 Ma,表明其为晚三叠世岩浆活动的产物。岩石样品的^(87)Sr/^(86)Sr初始比值(I_(Sr))为0.708 4,εNd(t)值为-8.12~-7.36,两阶段模式年龄(t_(2DM))为1.65~1.59 Ga,总体上与可可西里-巴颜喀拉-松潘-甘孜(HBSG)地体三叠纪浊积岩成分特征类似。结合岩石地球化学的研究结果可进一步确定,多彩高硅花岗岩的形成应该与变杂砂岩的部分熔融有关,并且经历了较高程度的分离结晶。综合区域上多学科研究成果,可以判断北羌塘北缘晚三叠世中酸性岩浆岩(包括高硅花岗岩)的产生很可能与甘孜-理塘古特提斯洋的板片回撤作用密切相关。

辽-蒙交界地区晚侏罗世高硅花岗岩:岩石成因与地质意义

高硅(SiO_(2)>70%)花岗岩不仅是指示大陆地壳成熟度的重要标志,而且蕴含大陆地壳分异机制和稀有金属元素运移行为的关键信息。跨越辽宁-内蒙古两地分布的白音花岩基是沿华北克拉通与中亚造山带边界断裂带侵位的重要的中生代高硅花岗岩,但其形成时代和岩石地球化学特征一直缺乏系统刻画。本次离子探针(SIMS)锆石U-Pb测年指示该花岗岩岩基于晚侏罗世(162~161Ma)侵位。岩体SiO_(2)含量介于75.7%~77.3%;钙碱性、贫铁镁、弱过铝;富集Th与U,亏损Ba与Sr;稀土元素总量较低(∑REE=40.2×10^(-6)~117×10^(-6)),Eu负异常明显;Zr/Hf和Nb/Ta分异显著;这些特征契合高分异I型花岗岩的典型元素地球化学行为。同时,白音花花岗岩具有低负的εNd(t)值(-3.5~-2.6)以及低正的锆石εHf(t)值(+0.1~+5.9)。元素与同位素地球化学示踪指示白音花花岗岩可能源自由中亚造山带型新生安山质地壳与少量古老地壳组成的复合源区,其部分熔融生成的原始酸性岩浆经历结晶分异形成高硅花岗岩。作为记录华北克拉通/中亚造山带边界断裂带晚侏罗世走滑/伸展活动的非造山型钉合岩体,白音花高硅花岗岩见证了蒙古-华北板块有别于早白垩世大规模上地壳伸展构造的中晚侏罗世区域弥散状中下地壳伸展行为。中晚侏罗世和早白垩世两段式地壳伸展轨迹不仅契合蒙古-鄂霍茨克构造域造山后重力垮塌过程,而且是促使新晋蒙古-华北板块大陆地壳垂向分异-成熟的高效途径。