喜马拉雅造山带中新世岩浆型石榴子石的矿物化学特征:从高Sr/Y花岗岩到淡色花岗岩

石榴子石是演化花岗岩常见的重要副矿物之一,但石榴子石地球化学特征如何随岩浆演化而变化是有待探讨的问题之一。雅拉香波片麻岩穹隆发育年龄分别为20. 3±0. 5Ma和20. 1±0. 3Ma(锆石U-Pb年龄)的高Sr/Y比二云母花岗岩(TMG)和淡色花岗岩(Grt-LG)。虽然两类花岗岩都含石榴子石,且在形成时代和Sr-Nd同位素组成上相似,但在元素地球化学特征上具有明显的差异,淡色花岗岩和二云母花岗岩分别代表演化程度较高和较原始的岩浆。在同一件样品中,在石榴子石颗粒之间,存在一定程度的微量元素地球化学特征的不均一性,反映了局部熔体地球化学特征。在两类花岗岩中,岩浆型石榴子石具有以下相似的地球化学特征:(1)从核部到边部,Mn和HREE含量降低,表现出典型的生长环带特征;(2)富集HREE,亏损LREE;和(3)显著的Eu负异常。但在关键微量元素Zn、Sc和Y上,具有明显的差异性。在花岗质岩浆演化过程中,贫Fe、Mg和Mn矿物相的分离结晶作用,导致残留熔体的Ca和Sr含量降低,Eu负异常幅度增大,Sc、Zn、Y和HREE增高,是导致淡色花岗岩石榴子石相应元素含量增高的主要原因。上述观测表明:高Sr/Y花岗岩也可以结晶石榴子石,与通常的淡色花岗岩石榴子石相比,这些石榴子石的Sc、Zn和Y含量和Eu异常幅度明显较低。但随分异程度的升高,石榴子石的元素地球化学特征与源自变沉积岩的淡色花岗岩的类似。因此,花岗岩中的石榴子石矿物化学特征变化记录了花岗岩岩浆演化的重要信息。

藏南北喜马拉雅穹窿高Sr/Y二云母花岗岩中磷灰石地球化学特征及其岩石学意义

北喜马拉雅穹窿最东部的雅拉香波穹窿发育两套高Sr/Y比值二云母花岗岩,分别形成于始新世(约43～44Ma)和中新世(约18～20Ma)。虽然在Sr-Nd同位素系统特征和形成时代上存在明显差异之外,但无论在矿物组成,还是在元素地球化学(高CaO,高Na/K和Sr/Y比值等)特征上,这两套花岗岩都存在高度相似性。为探讨在这两套花岗质岩浆形成和演化过程中,磷灰石的地球化学行为特征,应用LA-ICP-MS分析了磷灰石的微量元素地球化学组成。测试结果揭示(1)在这两套花岗岩中,微量元素在磷灰石与熔体之间的配分行为相似;(2)始新世二云母花岗岩中包含残留的磷灰石;(3)在同一件样品中,在磷灰石颗粒之间,存在一定程度的微量元素地球化学特征的不均一性,反映了局部熔体地球化学特征;(4)在花岗质岩浆演化过程中,富钙长石组分的斜长石的分离结晶作用,不仅导致熔体的Ca和Sr含量降低,Na含量和Eu负异常幅度增大,同时导致熔体的LREE含量升高。

藏南确当地区高Sr/Y比值二云母花岗岩的形成机制及其构造动力学意义

最近的研究表明,喜马拉雅造山带普遍经历了大于30Ma的高温变质和部分熔融作用,形成了不同规模的混合岩或花岗岩。厘定这些地壳深熔岩浆的地球化学性质及其形成机理对于深化认识大型碰撞造山带的岩浆作用及其构造物理效应具有重要意义。在雅拉香波穹隆核部及其南部发育一系列类似的二云母花岗岩岩体,其中确当花岗岩侵入到二叠纪(?)复理石地层内。全岩地球化学测试结果表明,确当花岗岩具有与雅拉香波花岗岩、打拉花岗岩类似的特征,即①高SiO2(68.2%～69.3%)和铝(Al2O3>15.14%),低铁(TFeO<2.0%)和镁(MgO<1.5%),为富钠过铝质花岗岩;②富集LREE,亏损HREE,平坦的Ho到Lu稀土元素分布样式(Ho/Yb)N=1.2～1.4),无或微弱Eu负异常(Eu/Eu*=0.9～1.0);③较低的Y(<8.1×10-6)和Yb(<0.7×10-6)含量,较高的Sr/Y(>37.5)和La/Yb(>29.3)比值。这些特征表明,确当花岗岩是以角闪岩为主和变泥质岩为辅组成的源区发生部分熔融的结果。

河北围场朝阳地中泥盆世高Sr/Y花岗岩成因及对兴蒙造山带演化的约束

兴蒙造山带位于华北板块和西伯利亚板块之间,具有复杂的构造演化历史,其构造格局和拼合机制一直存在较大争议.本次在兴蒙造山带南部的朝阳地识别出一套形成于伸展背景的中泥盆世高Sr/Y花岗岩,可对早古生代末期弧陆拼贴过程进行约束.朝阳地花岗岩锆石U-Pb年龄为386.8±2.9Ma,属于中泥盆世.岩石地球化学分析显示高SiO_2、Al_2O_3、Na_2O含量,中等CaO、K_2O含量,较低FeOt、MgO含量的特征,Na_2O/K_2O比值均大于1,属于中钾钙碱性I型花岗岩;A/CNK范围为1.02～1.08,属于弱过铝质系列;微量元素具有富集Rb、Ba、K等大离子亲石元素及Sr,弱亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素的特征,Sr/Y比值高(103～146);具有轻稀土富集的配分模式((La/Yb)N=9.9～14.6),重稀土分馏较弱,(Gd/Yb)N范围为1.45～1.97,具有弱Eu正异常(δEu值1.31～1.80),地球化学分析表明,高Sr/Y比值继承自岩浆源区而非加厚地壳的熔融.朝阳地侵入岩均具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,εNd(t)和εHf(t)均为负值(范围分别为-18.6～-17.9,-38.30～-23.59),锆石Hf模式年龄范围为2 825～3 745Ma,集中于2 800～3 000Ma,Nd模式年龄较集中(2 584～2 642Ma).综合岩石学、元素及同位素地球化学分析,朝阳地高Sr/Y侵入岩是中泥盆世在区域伸展背景下,由具有高Sr/Y比值的古老基性下地壳物质受减压和上涌软流圈加热共同作用发生部分熔融形成,代表泥盆纪白乃庙岛弧与华北陆块碰撞后区域伸展背景.

中亚造山带东南缘从俯冲-增生到碰撞的构造-岩浆演化记录

造山带演化及增生到碰撞的转变是板块构造与大陆动力学研究中的前沿科学问题。中亚造山带被认为是古亚洲洋长期俯冲-增生演化形成的显生宙最大的增生造山带,以发育巨量的面状展布的俯冲-增生相关的弧岩浆岩为特征。并且,由于中亚增生型造山带在潘吉亚最后聚合过程中发生弧弧(陆)碰撞,因此缺乏大规模且跨构造单元的碰撞相关的构造和变质等物质标志。显然,能否识别出大洋闭合期间碰撞作用的岩浆标志成为确定增生造山带增生过程终止的关键之一。本文系统研究确定:中亚造山带东南缘二叠纪到三叠纪钙碱性-碱钙性岩浆在空间分布上显示出由北西向南东迁移演化的特征;在岩浆性质上具有从二叠纪新生地壳来源的弧岩浆向早-中三叠世碰撞挤压背景下古老陆壳组分逐渐增多的高Sr/Y岩浆以及晚三叠世后造山伸展相关的A型花岗岩演化的特征。这些特征提供了俯冲-增生向碰撞造山演变的关键岩浆岩证据。结合区域资料,厘定出增生造山带最后碰撞相关的标志性岩浆为沿缝合带呈零星线性展布的增厚下地壳源区的高Sr/Y花岗岩类,构建了中亚造山带南缘从双向俯冲-增生到增生楔-增生楔碰撞及后造山伸展的三阶段构造-岩浆演化模型。系统对比研究,揭示出增生-碰撞相关的岩浆记录沿横向展布在中亚造山带南缘甘肃北山到吉林中部一带,表明碰撞挤压相关的岩浆作用在中亚造山带南缘具有一定的普适性。中亚造山带南缘从增生到碰撞的岩浆演化记录的厘定,证实显生宙最大的巨型增生造山带演化末期经历了碰撞造山作用,对进一步深入探索增生造山演化末期碰撞相关的标志性岩浆具有重要意义。