宁芜矿集区多阶段火山作用岩浆源区的转变:来自侵入岩锆石Hf-O同位素特征的记录

宁芜玢岩型铁矿矿集区是中国东部重要的铁矿矿集区之一。宁芜矿集区在早白垩世135~126 Ma间连续发育了成分和源区相似的4组火山作用旋回,并伴随有两大类侵入岩发育:一类为辉石闪长玢岩-闪长玢岩,与玢岩型铁矿床的形成密切相关,主要发育于大王山火山旋回晚期(约131 Ma);另一类为花岗岩类侵入岩,形成于铁矿化之后,成岩时代与姑山和娘娘山火山旋回相近(130~126 Ma)。两类侵入岩源区的差异与联系目前尚未揭露。本次研究通过对两类侵入岩锆石年代学、Hf-O同位素特征的研究,区分了不同侵入岩源区差异。结果表明,与成矿母岩同旋回侵入岩锆石的δ^(18)O集中于6.0‰~6.5‰,εHf(t)集中于-6.0~-5.0;成矿后形成的花岗岩类侵入岩锆石的δ18O集中于7.0‰至8.0‰,ε_(Hf)(t)分布于-8.7~-1.2。结合前人研究,区内岩浆活动存在有富集地幔、太古代地壳和新元古代地壳3个岩浆源区,4个火山作用旋回的岩浆源区在130 Ma左右发生了改变。130 Ma之前的龙王山和大王山火山旋回的岩浆岩源区主要为受太古代地壳混染的富集地幔,而130 Ma之后的姑山和娘娘山火山作用旋回的岩浆岩源区主要为受新元古代地壳混染的富集地幔。多阶段火山作用中只有大王山旋回的闪长玢岩与玢岩型铁矿的形成有关。相比较其他火山旋回,大王山旋回具有更高的富集地幔组分以及更少的新元古代地壳的混染。因而,岩浆中较高比例的富集地幔含量是控制玢岩型铁矿形成的关键因素之一。

华南燕山期佛冈–南昆山花岗岩石成因:来自锆石微量元素、H_(2)O含量及Hf-O同位素的约束

华南地区发育大规模与稀有金属成矿相关的燕山期花岗岩,其岩石类型与成因存在诸多争议,厘清这些争议有助于理解华南地区的成矿作用。锆石是花岗岩中常见的副矿物,具有非常稳定的物理化学性质,不容易受后期地质作用影响,可以很好地保存其形成时母岩浆的地球化学信息,从而避免全岩地球化学分析的不足。本研究选取华南地区佛冈–南昆山花岗岩中的锆石进行LA-ICP-MS微量元素和Hf同位素研究,结合SIMS氧同位素和H_(2)O含量等数据,探讨佛冈岩体和南昆山岩体的岩石类型和成因。两个岩体的锆石都呈现LREE亏损、HREE富集、Eu负异常、Ce正异常,以及Zr/Hf>55、Eu/Eu~*>0.005、Hf含量低(<1.2%)等特点,明显不同于高分异I型花岗岩,指示母岩浆分异程度较低。同时,锆石的REE+Y与P含量之间的关系表明它们也不是S型花岗岩。佛冈岩体锆石较高的δ18O值(7.97‰~10.29‰)、富集的εHf(t)值(-13.6~-5.7)、较低的H_(2)O含量(核密度峰值317~412μg/g)以及较高的锆饱和温度(799~800℃)表明,佛冈花岗岩可能是源区有高比例沉积物加入的A型花岗岩。南昆山岩体也具有类似的、但变化范围更大的锆石δ18O值(6.34‰~11.11‰)、εHf(t)值(-11.1~1.1)和H_(2)O含量(297~1253μg/g)。锆石Hf-O同位素和H_(2)O含量分析结果显示,二者均具有壳幔混合的特点,其中南昆山花岗岩源区地幔物质加入比例更大。

华北克拉通始太古代演化——来自冀东38亿年片麻岩锆石Hf-O同位素的记录

陆壳成因的研究对了解地球演化具有重要意义,但由于古老陆壳岩石出露有限,目前地球早期陆壳研究还比较薄弱。近期,冀东地区一处新的始太古代岩石记录的发现,为研究华北克拉通内部早期陆壳性质提供了极为重要的对象。本文对冀东卢龙喇叭山地区这处新发现的始太古代花岗闪长质片麻岩进行了详细的锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素分析。结果显示该样品中锆石具有自形-半自形晶形、振荡环带的内部结构,较高的Th、U含量以及Th/U比值,显示岩浆锆石特征。7个SIMS分析点给出的加权平均^(207)Pb/^(206)Pb年龄为3776±11Ma(MSWD=3.1),代表了花岗闪长质岩浆的结晶年龄,指示冀东地区存在始太古代结晶基底。这些锆石的O同位素组成(δ^(18)O=5.81±0.13‰)与地幔锆石在分析误差范围内一致,其Hf同位素组成(ε_(Hf)(t)=0.09±0.31)与球粒陨石均一岩浆库类似。这些Hf-O同位素特征显著不同于冀东地区曹庄岩组中发现的始太古代碎屑锆石,说明其不可能作为曹庄岩组变沉积岩的物源区。而华北克拉通内部鞍山地区的始太古代片麻岩中的岩浆锆石与冀东始太古代碎屑锆石在Hf-O同位素特征上最为类似,因此前者是冀东始太古代碎屑锆石最可能的源岩,暗示冀东地区和鞍山地区在始太古代时可能是统一的整体。与全球始太古代岩石记录对比发现,华北克拉通主体与North Atlantic克拉通、Pilbara克拉通和塔里木克拉通等主要克拉通类似,其内部目前发现的最古老岩石都具有与球粒陨石一致的锆石Hf同位素组成,指示大部分始太古代陆壳可能源自一个未发生明显分异的相对原始地幔源区。

云南中甸地区斑岩体锆石微量元素与Hf-O同位素特征及其对成岩成矿的启示

中甸铜多金属成矿带位于义敦岛弧南缘,被分为东、西两个斑岩带。本文以东斑岩带的普朗、地苏嘎岩体,西斑岩带的雪鸡坪岩体为研究对象,通过锆石微量元素和Hf-O同位素特征研究,结合所收集到的这些岩体的全岩地球化学数据,来揭示两个斑岩带的岩浆来源与演化过程、构造背景,并探讨造成其成矿差异的控制因素。结果表明,3个岩体所含锆石都亏损轻稀土、富集重稀土,具有明显的Ce正异常和Eu负异常,Th/U平均值分别为0.19、0.27、0.13,均为岩浆锆石。普朗、地苏嘎和雪鸡坪岩体锆石ε_(Hf)(t)值分别为-0.31±0.6、0.0±0.6、1.71±0.7,锆石δ^(18)O值分别为6.2±0.3‰、6.2±0.4‰、6.1±0.4‰;3个岩体的源区相差不大,均为壳幔岩浆混合,但普朗和地苏嘎岩体地壳物质贡献更多。全岩主微量元素变化特征与锆石Nb/Yb和Th/Nb与Eu/Eu^(*)的相关性显示东斑岩带的普朗和地苏嘎岩体比西斑岩带的雪鸡坪岩体的结晶分异程度更高。在锆石微量元素构造判别图解中,这些岩体均落在火山弧或与弧相关的造山环境范围。结合全岩的Nb-Y和Rb-(Y+Nb)判别图解,以及中甸地区成岩年龄的统计,进一步判定东、西斑岩带岩体均形成于与晚三叠世甘孜-理塘洋壳西向俯冲相关的大陆弧背景。采用锆石氧逸度计估算的普朗、地苏嘎和雪鸡坪岩体的氧逸度分别为ΔFMQ+1.58、ΔFMQ+1.42、ΔFMQ+1.91(QFM为石英-铁橄榄石-磁铁矿缓冲剂)。结合Eu/Eu^(*)值和全岩V/Sc比值分析,发现3个岩体均有较高氧逸度,但普朗和地苏嘎的岩浆氧逸度略低于雪鸡坪,说明在相对较高氧逸条件下,氧逸度高低与成矿规模不成比例。3个岩体的锆石结晶温度分别为769±34℃、783±36℃、819±40℃。结合全岩Sr/Y比值,发现普朗和地苏嘎岩浆含水量高于雪鸡坪。由此推断,更高的水含量和岩浆分异度可能是东部斑岩带比西部斑岩带发育更多斑岩矿床的重要原因,这也暗示东斑岩带具有更大的找矿潜力。

湘中紫云山岩体的成因:锆石U-Pb年代学、元素地球化学及Hf-O同位素制约

位于湘中盆地周缘的紫云山岩体主要由似斑状石英二长岩(主体)和二云母花岗岩(补体)组成,前者分布于该岩体的周边,后者分布于其内部,岩体内可见有大量岩浆结构的镁铁质暗色包体。利用高精度SIMS锆石U-Pb定年方法得到主体岩体的年龄为225.2±1.7Ma和225.6±1.4Ma,补体岩体的年龄为227.0±2.2Ma,两者均形成于印支晚期,基本上是同时形成的。该区两类岩石均具有富SiO_2、Na_2O和K_2O,贫Ca O、Mg O和Al2O3的特征,A/CNK比值为0.85~1.05,固结指数较高,主体岩石为3.61~5.05,补体岩石为4.13~14.06;其微量元素均表现出富集Rb、U、La、Nd和Zr,亏损Ba、Nb、Ta、Sr、P和Ti的特征;稀土元素配分模式均呈明显的右倾"V"字型,轻重稀土分馏明显((La/Yb)N=7.35~11.7),Eu负异常较显著(δEu=0.32~0.70);该区花岗岩的主体和补体的锆石Hf-O同位素组成非常相似,εHf(t)值为-10.0^-1.6,δ18O值为7.8~11.4,两阶段模式年龄tDM2为1.22~1.79Ga;各类岩石主要氧化物之间表现出良好的线性协变关系,且明显沿I型花岗岩演化趋势线分布,反映主体和补体岩石具有密切的亲缘关系,均应归属于高分异的I型花岗岩。各类岩石样品沿岩浆混合趋势线分布、而远离结晶分异趋势线,结合Hf-O同位素分析,认为该岩体来源于扬子地块中元古代下地壳变质杂砂岩重熔,与部分幔源岩浆形成的壳幔混合岩浆源区。该岩体形成于碰撞后构造背景,暗示华南地块受太平洋板块及印支地块的双重影响,在印支晚期处于伸展-减薄的构造环境。通过与华南地块其它印支期花岗岩对比分析,提出扬子地块与华夏地块的拼合带在湖南境内应沿"攸县-双牌"一线展布。

长江中下游地区繁昌盆地火山岩成因:锆石Hf-O同位素制约

繁昌盆地是长江中下游地区沿江火山盆地之一,目前针对该盆地火山岩的研究相对薄弱,因此本文选择该盆地中分村组流纹岩、赤沙组粗安岩、蝌蚪山组流纹岩为研究对象,结合本课题组前期发表的研究成果,开展锆石原位Hf-O同位素和U-Pb年代学研究,以期深入探讨繁昌盆地火山岩的岩石成因。中分村组流纹岩、赤沙组粗安岩、蝌蚪山组流纹岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果分别为132.1±1.5Ma、129.1±1.8Ma和129.5±3.3Ma。三组火山岩的εHf(t)值分别为-8.2^-5.8、-6.0^-3.4、-7.4^-2.2,δ18O值分别为6.3‰~7.9‰、7.0‰~7.8‰、6.6‰~8.2‰,从中分村组到赤沙组再到蝌蚪山组εHf(t)、δ18O值逐渐升高。综合分析表明:中分村组、赤沙组、蝌蚪山组火山岩的源区相似,它们是新元古新生地壳熔融形成的岩浆和少量的富集岩石圈地幔部分熔融形成的岩浆混合后经结晶分异形成。从148~133Ma至132~126Ma,本地区经历了俯冲带构造环境至拉张环境的转换,古太平洋板片的俯冲及后撤的转换时间在132Ma左右。

湘中包金山矿区花岗闪长斑岩的锆石U-Pb年龄、Hf-O同位素组成及其地质意义

包金山金矿床是近年在湘中地区探获的以金为主的多金属矿床,其成矿与印支晚期岩浆活动关系密切。利用高精度SIMS锆石U-Pb定年方法得到矿区两条花岗闪长斑岩年龄分别为(225.1±1.5)Ma和(223.3±1.4)Ma,在误差范围内一致,属印支晚期大规模岩浆活动的产物;矿区两条花岗闪长斑岩的^(176)Hf/^(177)Hf值均集中分布在0.2825附近,对应的ε_(Hf)(t)值介于-5.9~3之间,平均为-3.98,两阶段模式年龄T_(DM2)为0.96~1.45 Ga,平均为1.35 Ga;δ^(18)O值为0.824%~0.973%;Hf-O同位素研究表明花岗闪长斑岩主要为中元古代下地壳岩石重熔形成,且有部分幔源物质参与成岩作用;与紫云山花岗岩体对比分析,表明两者为同源岩浆演化的产物,且间接指示包金山金矿成矿时间为227~223 Ma;花岗闪长斑岩形成于多板块汇聚的动力学背景,为印支地块向北挤压和太平洋板块向西俯冲共同作用的结果。

华北克拉通燕辽裂谷长城纪碱性岩锆石U-Pb年代厘定和Hf-O同位素特征

基性的碱性岩通常形成于伸展环境,具有富碱和不相容元素富集等地球化学特征,它们来源于深部富集地幔,是探索地幔交代和深部地球动力学的"岩石探针"。华北克拉通北缘燕辽裂谷内发育团山子组和大红峪组钾质火山岩以及侵入串岭沟组的钠质岩脉,它们共同组成了长城纪碱性岩系列。本文利用SHRIMP锆石U-Pb同位素方法对平谷-蓟县地区钾质火山岩进行年代学测试,获得误差范围内一致的年龄:1613±11Ma、1634±18Ma(团山子组)和1605±19Ma、1630±10Ma(大红峪组),说明钾质火山岩喷发的持续时间短,且与侵入串岭沟组的钠质岩脉同期(~1625Ma)。钾质火山岩和钠质岩脉的锆石Hf-O同位素组成相似:εHf(t)=-2~+4(正态分布峰值+0.6),δ^18O=4.5‰~7.7‰明显高于正常地幔锆石的值,钾质火山岩和钠质岩脉的母岩浆源自相同的富集地幔,源区受到高δ^18O物质的交代作用而富含钾质矿物,如角闪石或金云母。华北克拉通中-新元古代岩浆事件是伸展环境的产物,其锆石Hf同位素组成在~1.32Ga发生突变,由富集到亏损,暗示岩石圈地幔经历强烈的交代改造作用,可能成为检验地幔柱或者板块深俯冲驱动超大陆裂解机制的窗口。

西藏驱龙矿区中新世侵入岩锆石微量和Hf-O同位素研究

碰撞环境下超大型矿床的形成通常经历了多期岩浆作用,但不同期次岩浆之间的成因关系以及成矿斑岩岩浆的形成机制尚未得到有效约束。位于青藏高原腹地的驱龙超大型斑岩铜矿床发育多套中新世岩浆岩,包括成矿前的花岗闪长岩(又称荣木错拉岩体)、成矿期二长花岗斑岩(简称P斑岩)和晚期二长花岗斑岩(简称X斑岩),以及成矿后的高镁闪长玢岩,且在花岗闪长岩中发现有闪长质包体。如此丰富的岩浆岩组合为系统研究碰撞环境下斑岩矿床成矿岩浆的形成机制提供了契机。本文系统分析了驱龙矿区各类岩浆岩中的锆石微量元素及Hf-O同位素组成,并估算了驱龙矿区中新世岩浆氧化还原状态,约束了岩浆起源及演化过程,特别是成矿斑岩的形成过程。研究结果显示荣木错拉岩体及闪长质包体中锆石具有高的Ce/Ce^(*)值(平均值分别为111、117)和相似的Hf-O同位素组成,其εHf(t)值主要变化于+7~+10及+7~+9之间,δ^(18)O值主要变化于+5.6‰~+7.1‰和+4.7‰~+7.0‰之间;而P斑岩中锆石具有类似的δ^(18)O值(+4.6‰~+6.4‰),但Ce/Ce;值(29~405,平均值149)及εHf(t)值(+5~+10)变化范围明显偏大;高镁闪长玢岩的锆石δ^(18)O值与P斑岩类似(+5.2‰~+6.3‰),但εHf(t)值(+3~+7)明显偏低,不过,其锆石Ce/Ce^(*)值(34~252,平均值159)也显示较大的变化范围。荣木错拉岩体及闪长岩包体正εHf(t)值、中等偏高的δ^(18)O值表明其起源于新生下地壳;高镁闪长玢岩较低的εHf(t)及δ^(18)O值显示其起源于Hf同位素组分已被强烈改造的地幔;而P斑岩变化、且整体介于荣木错拉岩体和高镁闪长玢岩之间的锆石Hf同位素组成表明其为荣木错拉岩体所代表的壳源岩浆与高镁闪长玢岩所代表的幔源岩浆混合的产物。驱龙中新世岩浆岩中高镁闪长玢岩中的锆石Ce/Ce^(*)值最高,表明高镁闪长玢岩所代表的岩浆氧逸度也最高,因此,P斑岩形成过程中幔源物质的加入不仅可以提供水,也可以抬升岩浆的氧逸度,促使饱和的硫化物发生分解进而被利用,这是P斑岩能够成矿的关键之一。

北秦岭西部榴闪岩的发现与变质作用过程:锆石年代学和Hf-O同位素制约

秦岭造山带是由多期俯冲-碰撞造山和随后多阶段隆升成山形成的复合型造山带。近年来一个突破性进展是在北秦岭东部即陕西-河南交界地区以及桐柏地区的秦岭群高级变质岩中发现存在大量退变榴辉岩和高压麻粒岩,其中部分退变榴辉岩锆石包裹体中出现柯石英。这些发现证明北秦岭东部和桐柏地区的确在480~500Ma发生过深俯冲作用,随后造山带抬升形成退变榴辉岩。那么,北秦岭西部是否存在类似的(深)俯冲作用?本文首次在北秦岭西部宝鸡眉县地区发现了榴闪岩。该榴闪岩主要由石榴石和角闪石组成,含少量石英、透辉石和绿帘石。石榴石变斑晶都具有明显由退变质扩散作用形成的环带结构,绿帘石变斑晶具有与榴辉岩中绿帘石大致相同的XFe、CaO和Al2O3含量。同时,石榴石变斑晶核部还含有Amp+Cpx+Qtz包裹体,该包裹体矿物组合暗示其退变前可能是榴辉岩,而榴闪岩是在流体活动过程中退变质作用形成的。榴闪岩中锆石的离子探针SIMS定年获得很好的U-Pb谐和年龄(443.9±1.1Ma)和206Pb/238U的加权平均年龄(443.2±2.5Ma)。锆石的低Th和U含量和非常高Th/U比值(0.47~1.66)说明其并非是在"干"体系下形成的进变质锆石,应该是在流体强烈活动下形成的或是进变质锆石被退变质过程完全重置。因此,443Ma应该是榴闪岩的形成年龄即记录退变质作用发生的时间。这些锆石具有亏损的Hf同位素和类似地幔的氧同位素组成。因遭受退变质作用的强烈影响,其εHf(t)值和δ18O值有较宽的分布范围(εHf(t)=2.4~14.7;δ18O=4.25‰~6.39‰),其亏损地幔模式年龄为0.48~0.95Ga。所以,锆石的Hf-O同位素特征指示榴闪岩的原岩主要来自新元古代时期的亏损地幔来源的玄武质岩石。结合北秦岭东部地区榴辉岩发生退变质作用时代间隔可以大致判断北秦岭西部的榴闪岩的峰期变质时代可能为470~480Ma。由此发现,北秦岭东西部早古生代俯冲-碰撞事件时限上存在差异,即北秦岭早古生代俯冲-碰撞作用沿商南-宝鸡一线可能是自东向西发生的。

华南新元古代地壳生长和再造:皖南花岗闪长岩地球化学、锆石U-Pb定年和Hf-O同位素证据

大陆岩石圈地幔及其上覆地壳部分熔融可能是壳幔物质转换的主要途径,地幔超级上涌事件与地壳幕式生长之间可能存在时间和空间上的对应关系.……

东准贝勒库都克岩体锆石Hf-O同位素研究

对新疆东准噶尔贝勒库都克岩体具代表性岩石进行Hf-O同位素测定,结果显示贝勒库都克岩体碱长花岗岩和二长花岗岩锆石具较一致的高正εHf(t)值。两个样品εHf(t)值分别为εHf(t)=12.6±0.3(正长花岗岩)和εHf(t)=12.7±0.3(二长花岗岩),其中二长花岗岩δ18O=9.19。结合微量元素地球化学特征,认为贝勒库都克岩体花岗岩不是直接起源于亏损地幔,源岩可能是该区早期发育的玄武质洋壳与少量陆源沉积物的混合物。

宁芜盆地钟姑矿田典型铁矿成矿岩体Hf-O同位素特征及地质意义

钟姑矿田位于宁芜盆地南部,受矿田内格状构造控制产出一系列早白垩世(129~132Ma)闪长岩及二长岩类侵入体,与铁矿床的形成密切相关,而区域内成矿岩体的研究尤其是岩浆岩的起源和演化有待进一步探讨。本次工作以矿田内的姑山辉石闪长玢岩、龙山辉石闪长岩、白象山闪长岩、钟九闪长岩和太平山二长岩等与铁成矿有关的岩体为研究对象,开展LA-ICP-MS原位锆石Hf同位素和SHRIMP原位O同位素研究。结果显示,钟姑矿田各成矿岩体具有较一致的锆石Hf-O同位素组成,^(176)Hf/^(177)Hf值为0.282425~0.282695,εHf(t)值为-12.3^-3.9,tDM2范围在1.26~1.86Ga;锆石δ18O集中于3.34‰~8.05‰,捕获锆石的176Hf/177Hf比值为0.282324~0.282487,εHf(t)=-15.8^-10.1,锆石tDM2年龄在1.72~20.8Ga之间,锆石δ^(18)O相对集中于5.90‰~6.51‰。钟姑矿田岩浆岩起源于富集的岩石圈地幔,同位素特征指示其携带板块俯冲和蚀变洋壳信息,钟姑矿田的成岩成矿作用应与伸展背景下古太平洋板块俯冲有关。与长江中下游其他矿集区岩浆岩对比研究表明,包括宁芜在内的长江中下游地区岩浆岩具有相同的地幔源区,以铁矿床为主的宁芜和庐枞盆地岩浆岩源区成分以交代岩石圈地幔为主,而以铜陵、繁昌为代表的铜多金属成矿区的岩浆岩受长江中下游新元古代基底的更多影响。

湘东邓阜仙花岗岩成因及对成矿的制约:锆石/锡石U-Pb年代学、锆石Hf-O同位素及全岩地球化学特征

南岭地区晚三叠世成矿规模较小且零散,而晚侏罗世成矿规模巨大,以往的研究较少关注两期花岗岩之间的成因联系及与成矿的关系。湘东邓阜仙花岗岩体位于南岭地区中段,是具有晚三叠世、晚侏罗世两期岩浆活动的复式岩体,并发育有钨矿床。本文对区内花岗岩及蚀变岩型矿体进行了锆石/锡石U-Pb定年、锆石Hf-O同位素与全岩主微量分析,以期揭示两期花岗岩的地球化学特征、成因联系和与成矿的关系。锆石SIMS U-Pb定年结果表明,区内花岗岩的成岩年龄分别为~228Ma和~153Ma。湘东钨矿的锡石U-Pb定年结果为154.4±2.1Ma,表明钨锡矿化形成于晚侏罗世。两期花岗岩均具有高硅、高钾、弱过铝质至强过铝质的特征,结合锆石的Hf-O同位素组成,指示它们具有相似的成因,均起源于中-古元古代基底地壳物质的部分熔融,晚三叠世花岗岩混入了更多的成熟地壳物质,区域的富矿地层对于湘东钨矿形成的直接影响不大。邓阜仙晚侏罗世花岗岩更高的Fe含量和Rb/Sr、Rb/Ba比值,更显著的Eu、Ce负异常,指示其经历了更高程度的分异演化,两期成岩过程中的差异可能与区域上的晚侏罗世发生的太平洋俯冲作用相关。

南秦岭新元古代基性侵入岩的岩石成因及其构造背景:锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素地球化学制约

秦岭造山带是一条由多期次不同构造运动叠加改造形成的复合造山带,其中,南秦岭是其重要的组成部分。文中冷水沟辉长岩及碾盘沟辉长闪长岩具有一致的U-Pb谐和年龄(~621 Ma),该年龄代表岩浆冷却结晶年龄。冷水沟辉长岩具有亏损地幔模式年龄(1.1~1.35 Ga),表明其原岩形成于中元古代。其较为亏损的Hf-O同位素特征(ε_(Hf)(t)=-3.3^+5.3;δ^(18)Ο=3.48~5.09),表明其来源于亏损地幔的部分熔融。碾盘沟辉长闪长岩具有更为亏损的Hf-O同位素特征(ε_(Hf)(t)=5.8~11.1;δ^(18)Ο=-3.72^-2.58),其负的δ^(18)Ο值是岩浆与低δ^(18)Ο流体发生高温水岩作用的结果。研究结果表明这些基性岩石形成于弧后伸展环境。对比新元古代早期(>735 Ma)南秦岭及扬子北缘广泛发育的岛弧岩浆作用,南秦岭与扬子北缘在新元古代晚期发生了由岛弧环境向弧后伸展环境的转变。其中本文辉长质岩石为南秦岭新元古代最晚一期岩浆活动的产物,代表了南秦岭与扬子北缘新元古代俯冲-碰撞作用的结束,标志着南秦岭基底的最终形成。

西藏纳如松多矿区晚白垩世石英闪长岩锆石原位Hf-O同位素特征与岩石成因

拉萨地体的增生演化受到新特提斯洋俯冲的制约,新特提斯洋于中生代启动北向俯冲,在拉萨地体南部形成晚白垩世“岩浆大爆发”。纳如松多铅锌矿床位于中拉萨地体南缘,矿区内晚白垩世石英闪长岩的岩浆源区特征及成因机制目前尚未得到很好的解释。通过矿区内该石英闪长岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄与Hf-O同位素组成研究,结果表明,纳如松多石英闪长岩结晶年龄为83.0±1.0 Ma,锆石εHf(t)和二阶段模式年龄T_(DM2)分别为-2.6~1.0(平均值为-0.8)和1139~1363 Ma(平均值为1253 Ma);δ^(18)O值介于6.5‰~7.9‰之间(平均值为7.2‰)。锆石原位Hf-O同位素组成指示,石英闪长岩源区具有壳幔二端元混合的特征,二端元混合模式计算显示幔源岩浆贡献较大,且存在成熟地壳物质加入。纳如松多石英闪长岩与南拉萨地体晚白垩世岩浆的活动时间和动力学背景一致,是拉萨地体南部晚白垩世岩浆大爆发事件的一部分,指示由新特提斯洋北向俯冲引起的晚白垩世强烈岩浆活动的范围不局限于南拉萨地体,还延伸到中拉萨地体。

中亚造山带东部元古宙基底组成:来自锆石U-Pb-Hf-O同位素的制约

兴安-艾力格庙地块(XAB)作为中亚造山带(CAOB)内微陆块的一部分,存在大量中-新元古代地质记录。然而,对于古老地壳物质的起源、时空分布及其在地壳演化中的作用仍存在较大争议。基于此,本文对内蒙古二连浩特地区中元古代、古生代花岗岩的锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素进行了综合研究。中元古代(1450 Ma)正长花岗岩的侵入标志着兴安-艾力格庙地块前寒武纪结晶基底可以从苏尼特左旗向西延伸至二连浩特北部。含中元古代继承锆石的晚古生代花岗岩具有元古宙的锆石Hf二阶段模式年龄,进一步表明地块西部之下广泛存在元古宙地壳物质。元古宙地壳的旋回生长和再造与超大陆旋回造山作用密切相关。此外,在1450~1360 Ma期间,西部(二连浩特)新生地壳生长和东部(苏尼特左旗-阿巴嘎旗)古老地壳再造过程的差异可能是哥伦比亚超大陆裂解过程中后撤式俯冲作用的结果;而在1.2~1.0 Ga期间地壳再造和0.9~0.7 Ga地壳生长则可能是罗迪尼亚超大陆碰撞聚合和裂解过程的响应。此外,也证实了在中亚造山带古生代多阶段增生过程中新元古代地壳再造发挥了重要作用。

中国阿尔泰基底性质研究:锆石Hf-O同位素证据

中国阿尔泰的基底属性是中亚造山带构造演化和成岩成矿研究的关键问题。本次研究对中国阿尔泰地区3例典型古生代花岗岩开展了精细的锆石Hf-O同位素研究。结果显示吉尔塔斯、大桥东和可可托海东花岗岩的锆石普遍存在继承晶核,晶核的U-Pb年龄介于886.1 Ma至1803.7 Ma,重结晶边缘锆石的U-Pb年龄介于392.1 Ma至451.9 Ma,晶核的的εHf(t)值介于-15.03至1.19,重结晶边缘锆石的εHf(t)值介于1.94至6.06,晶核的δ18O值介于10.87‰~14.78‰之间,重结晶边缘的δ18O值介于6.49‰~9.09‰之间。晶核是原岩不完全熔融的产物,重结晶边缘是后期岩浆作用的产物,因此,样品锆石核部和边部不同的Hf-O同位素组成说明岩石成因于古老原岩在年轻的、基性的岩浆加热下发生重熔,二者发生混合后固结成岩。因此,我们认为中国阿尔泰地区可能存在前寒武纪古老基底。

新疆西准噶尔造山带北部晚石炭世I型花岗岩的岩石地球化学和锆石Hf- O同位素特征:对其岩石成因与构造过程的启示

新疆西准噶尔造山带发育大量的晚古生代侵入岩,但它们的岩浆源区和形成的构造背景仍然存在较大争议。本文对西准噶尔造山带北部阿尔加提山石英二长岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石Hf-O同位素研究,旨在揭示其岩石成因和构造背景,探讨其与地壳生长的关系。两件样品的锆石U-Pb定年结果分别为301.8±1.4 Ma和303.7±3.1 Ma,形成于晚石炭世。阿尔加提山石英二长岩样品含有角闪石,高硅(SiO_(2)=67.8%~68.9%)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=9.36%~9.89%)、具有低的铝饱和指数(A/CNK=0.96~1.00),伴有低的Ga/Al值(2.27~2.34),Rb/Sr值(0.35~0.50),显示出I型花岗岩的特征。同时,这些样品均富集大离子亲石元素和轻稀土,亏损高场强元素(如Nb、Ta和Ti等),和负的Eu异常(δEu=0.72~0.85),类似于典型俯冲相关的岛弧岩浆特征。这些I型花岗岩具有高的、正的锆石ε_(Hf)(t)值(+11.2~+14.5)和年轻的二阶段Hf模式年龄(t_(DM2)=604~392 Ma),以及比地幔值略高的锆石δ^(18)O值(5.73‰~6.51‰)和高的锆石饱和封闭温度(T_(zr)=854~895℃),可能是新生下地壳在高温背景下部分熔融的产物。结合前人在西准噶尔造山带北部发现的晚石炭世早二叠世A1和A2型花岗岩和埃达克质岩墙,本文认为这些高温岩石组合的形成可能与晚石炭世的洋中脊俯冲及其相关板片窗作用有关。在洋脊俯冲背景下,软流圈地幔上涌加热新生下地壳,促使其发生部分熔融形成I和A_(1)和A_(2)型花岗岩。西准噶尔造山带大多数下地壳主要形成于早古生代,表明该地区在显生宙发生了显著的地壳增长。

幔源岩浆在南岭燕山早期花岗岩形成中的作用:锆石原位Hf-O同位素制约

一些岩石学和同位素地球化学证据表明许多花岗岩是两种岩浆混合形成的,但对于是否有幔源岩浆参与大规模花岗岩的形成一直有不同意见.对南岭3个代表性的燕山早期(～160Ma)岩体进行了系统的锆石Hf-O同位素分析,结果显示清湖二长岩锆石具有非常一致的锆石Hf-O同位素组成,εHf(t)=11.6±0.3,δ18O=(5.4±0.3)‰,结合全岩Sr-Nd同位素和微量元素地球化学特征,表明清湖二长岩的母岩浆来源于受到近期地幔交代作用的含金云母岩石圈地幔,没有地壳物质的混染.里松花岗岩及其中暗色微粒包体(MME)和佛冈花岗岩的锆石Hf-O同位素组成有很大的变化范围,锆石Hf-O同位素呈负相关关系,里松MME主要为幔源岩浆(类似于清湖二长岩母岩浆)结晶的产物,有少量壳源岩浆的加入;里松和佛冈花岗岩是幔源岩浆与沉积岩重熔岩浆不同比例混合形成的,花岗岩的形成伴随着重要的陆壳增生和分异.