油气储层中自生伊利石K-Ar同位素年代学研究若干问题的初步探讨

对油气储层中自生伊利石K Ar体系产生影响的有关问题如砂岩岩性、伊利石 /蒙皂石间层矿物的间层比和绿泥石进行了初步试验和讨论。结果表明 :中、细砂岩的应用效果相对较好 ,粉砂岩、泥质粉砂岩则难度较大 ;I/S有序间层的应用效果相对较好 ,I/S无序间层则难度较大 ;绿泥石对自生伊利石K Ar体系测年结果的影响不明显。油气注入可能是引起伊利石成岩作用终止的原因之一。最后对各种典型年龄剖面可能的成因解释进行了简要介绍和初步探讨。

东昆仑大格勒地区碱性杂岩体中辉石岩的年代学、地球化学、Sr-Nd同位素特征及其地质意义

近年团队在东昆仑大格勒地区发现了Nb、P矿化碱性杂岩体,并对杂岩体的岩石组合、岩石学特征及含矿性开展了研究,初步圈定了Nb、P矿化体,显示东昆仑具有寻找与碱性岩-碳酸岩型稀有稀土矿潜力。对碱性岩的形成时代、地球化学组成、矿物成分以及形成环境等方面的研究,不仅对重建东昆仑古构造环境具有重要的意义,还可推动东昆仑稀有金属成矿规律研究与找矿突破。本文在野外地质调查的基础上,选取杂岩体中重要的含矿辉石岩为研究对象,开展了单矿物电子探针原位分析、磷灰石和榍石U-Pb年代学、岩石地球化学及Sr-Nd同位素研究。结果显示,东昆仑大格勒地区辉石岩的形成时代为418 Ma。辉石岩主要矿物中存在似长石(霞石)、碱性暗色矿物(富铁黑云母),单斜辉石为透辉石,角闪石为钙质角闪石(铁韭闪石),黑云母为铁质黑云母和镁质黑云母。岩石地球化学特征显示辉石岩具有富K(K_(2)O>Na_(2)O)、CaO含量高、轻稀土元素强烈富集、富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,不亏损Nb、Ta元素,亏损Zr、U、Ti等高场强元素的特征。全岩的(87Sr/86Sr)i为0.704058~0.704278,ε_(Nd)(t)为-0.4~-0.2。矿物组成、元素和同位素地球化学特征均指示大格勒辉石岩为钾质碱性岩,具有与OIB相似的特征,岩浆源区为EMⅠ型地幔端元。岩石的形成过程为母岩浆在相对较深的地幔源区经历了1%~3%较低程度的部分熔融作用,在上侵过程中经历了较强的分离结晶作用和微弱的同化混染作用,其形成时代为该地区岩浆活动最强烈的时期,可能与碰撞后软流圈地幔的上涌和岩石圈的强烈伸展相关。

单种矿物单颗粒Rb-Sr同位素等时线定年的成矿年代学应用前景

矿床成矿年龄的厘定一直是矿床学研究中的重点和难点,也是深入研究矿床成因的基础。然而,由于缺少合适的定年矿物、不同矿物之间同位素平衡以及矿物多期生长等因素,长期以来通过同位素定年技术确定成矿年龄还存在诸多限制。不同学者或不同体系同位素定年结果常常存在明显差异,严重制约了矿床成因和成矿系统的深入研究,也难以为找矿勘查工作提供有效的理论依据。近年来,随着化学分离纯化技术和热电离质谱计性能的提高,可以准确测试低含量样品的同位素组成,进而为单颗粒矿物同位素定年提供了技术前提。文章简要回顾了Rb-Sr同位素等时线定年技术在矿床成因研究中的应用,重点介绍单种矿物单颗粒Rb-Sr同位素等时线定年技术的优点和难点。结果表明:相较于传统的Rb-Sr同位素等时线定年,单种矿物单颗粒等时线定年可以最大限度地满足“同时、同源、封闭、平衡”的同位素定年基本原则。在同种矿物不同颗粒中,母体与子体同位素87 Rb/86 Sr比值的差异可以达到最大范围,进而有助于获得高质量的等时线,得到高精度的成矿年龄。单种矿物单颗粒Rb-Sr同位素等时线定年技术能够有效地突破矿床定年的技术瓶颈,为诸多类型的热液矿床成矿年龄厘定和矿床研究提供重要基础。

西秦岭天水地区志留纪利桥花岗岩的岩石成因——来自地球化学和锆石U-Pb年代学与Hf同位素的约束

花岗岩在探讨大陆地壳生长与演化、造山带的形成及地球动力学演化等方面具有重要的意义。西秦岭天水地区利桥花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石和黑云母等矿物组成,锆石U-Pb年代学表明岩体结晶年龄为439±3 Ma。利桥花岗岩具有高硅、富碱的特征,其铝饱和指数A/CNK值介于1.01~1.16之间,属于弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性花岗岩。利桥花岗岩富集K、Ba等大离子亲石元素和La、Ce等轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,显示具有俯冲带岛弧岩浆岩的地球化学特征。利桥花岗岩具有较低的Mg#值(25~41),且La/Yb-La、La/Sm-La图解显示该花岗岩在形成明显与部分熔融作用相关,此外岩体中的镁铁质微粒包体和正的锆石εHf(t)值,表明这些花岗岩在形成过程中有幔源物质的贡献。结合区域地质背景,我们认为利桥花岗岩是弧-陆碰撞前俯冲洋壳中先存的基性岩或新生地壳发生部分熔融所致,当然也不排除其为大陆边缘弧增厚下地壳部分熔融的产物。

内蒙古半沟地区紫苏碱长花岗岩的年代学、同位素地球化学及构造意义

为进一步探讨华北克拉通古-中元古代构造演化过程,本文对位于华北克拉通北缘孔兹岩系与怀安片麻岩接触界限附近、侵入TTG片麻岩的紫苏碱长花岗岩进行了地质年代学及地球化学研究。锆石U-Pb测年结果表明,该紫苏碱长花岗岩的结晶年龄为1792±19Ma;此外,分析样品的主量元素显示高硅、贫镁铁、准过铝质-弱过铝质特征,属高钾钙碱性I型花岗岩;同时,微量元素具有右倾式稀土配分模式、Eu呈正异常、富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征。锆石εHf(t)呈负值(-12.1~-6.2),εNd(t)=-4.5~-9.4,具有相对富集的同位素组成。锆石Hf和Nd同位素单阶段模式年龄分别为2.41~2.62Ga、2.40~2.61Ga,与年龄为~2.5Ga的TTG片麻岩对应值一致。岩石地球化学及Nd-Hf同位素证据指示紫苏碱长花岗岩源自碰撞后伸展抬升阶段TTG片麻岩的重熔,标志着华北克拉通古元古代造山运动结束。

内蒙古黄土窑地区古元古代辉石正长岩的锆石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素地球化学及岩石成因

华北克拉通中部造山带古元古代构造演化一直是前寒武纪地质研究的热点问题,尤其是最后一期造山碰撞的性质,一直存在多种解释。本文对出露于黄土窑地区、侵入怀安片麻岩中的古元古代辉石正长岩进行了锆石U-Pb年代学、Nd-Hf同位素地球化学及岩石地球化学研究。辉石正长岩侵位时代为~1830Ma,并捕获了围岩中~1.92Ga的变质锆石及~2.4Ga的岩浆锆石。辉石正长岩贫硅、高钠钾,轻重稀土分馏明显,无Eu异常,Rb、Ba、K等大离子亲石元素相对富集,Th、U、Nb、Ta等高场强元素相对亏损。辉石正长岩εNd(t)-5.2~-5.9,Nd亏损地幔模式年龄(t DM)为2.56~2.61Ga,所有锆石的Hf同位素一阶模式年龄为~2.5Ga,二阶段模式年龄为~2.7Ga,其中~1824Ma岩浆锆石的Hf同位素相对富集(εHf(t)-11.3~-2.1)。岩石地球化学及同位素证据指示辉石正长岩源自与其围岩TTG源区类似的中下地壳的部分熔融,并较少受到地幔物质的影响。本文研究为限定华北克拉通古元古代最后一期碰撞挤压-抬升的时限、规模及形式提供了新的证据。

胶东西南部三合山岩体岩石成因和构造背景:年代学、地球化学及Sr-Nd-Pb-Hf同位素约束

【研究目的】胶东地区是中国最大的金矿矿集区,也是山东省最为重要的铜钼多金属矿成矿区。加强中生代花岗岩的岩相学、岩石地球化学和年代学等方面的研究,有利于进一步促进该区金及多金属矿的找矿工作。【研究方法】本文以胶东半岛西南部三合山岩体中细粒二长花岗岩和花岗斑岩为研究对象,开展系统的岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、主微量元素地球化学、全岩Sr-Nd-Pb同位素及锆石Lu-Hf同位素研究,旨在探讨其岩石成因、岩浆源区性质和构造背景。【研究结果】LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,中细粒二长花岗岩的成岩年龄为(115.42±0.27)Ma,花岗斑岩的形成年龄为(115.21±0.25)Ma,形成时代均属中生代早白垩晚期;岩石地球化学特征表明,中细粒二长花岗岩和花岗斑岩均属高钾钙碱性I型花岗质岩石,LREE较HREE分馏明显,具弱Ce负异常和明显Eu中等负异常,富集Rb、K、Zr和Hf,亏损Sr、Ba、Nb、P、Ti;全岩Sr-Nd-Pb及锆石Hf同位素分析结果表明,三合山岩体起源于重熔的下地壳,并受到了幔源物质的混染。【结论】三合山岩体形成于早白垩世太平洋板块相对欧亚板块俯冲导致的陆内伸展背景下,为中国东部岩石圈减薄过程中壳幔相互作用的产物。

海南岛西部近岸海域碎屑锆石U-Pb同位素年代学物源示踪及其地质意义

海南岛西部近岸海域海砂资源丰富、经济价值巨大,对其物质来源却缺乏系统研究。为解决这一科学问题,为该区域海砂资源的开发利用提供科学依据,对海南岛西部近岸海域和昌化江入海口1 471粒碎屑锆石开展了U-Pb同位素年代学和微区元素地球化学研究。海南岛西部近岸海域年龄范围在3.45 Ga~82 Ma,具有99、241、252 Ma 3个主要年龄峰值,以及113、155、325、357 Ma 4个次要年龄峰值;昌化江入海口具有2.3 Ga~96 Ma的年龄范围,存在101、244、254 Ma 3个主要年龄峰值,以及122、266、281、307、342 Ma 4个次要年龄峰值。结果表明:海南岛西部近岸海域沉积物以具有~99 Ma的显著年龄峰,并缺乏晋宁期、加里东期和喜山期年龄峰为识别标志,海南岛应是其主要物源区,区内丰富的海砂资源来源于海南岛内岩浆岩和沉积岩的风化剥蚀和搬运沉积;海南岛西部近岸海域与昌化江沉积物年龄峰值的差异,指示海南岛西部近岸海域沉积物并非单纯来源于近源昌化江输入,也在北部湾逆时针环流的作用下接受琼西南部河流的物源贡献;更新昌化江入海口的碎屑锆石年龄组成,新识别出的380~310 Ma年龄群,可作为昌化江流域物源的识别标志;本次碎屑锆石年龄频谱特征与海南岛经历的多次重要地质事件相吻合,有助于了解海南岛复杂的地质演化历史。

同位素年代学和地球化学特征对西南天山库木拜勒一带构造演化的约束

研究区位于西南天山-霍拉山上叠盆地,属塔吉克-塔里木构造岩浆带,侵入岩以中粗粒二长花岗岩为主,侵位于石炭系地层中,岩体与地层的外接触带矿化蚀变强烈,成矿类型以热液型铜、铁、金、铅锌多金属矿为主。该二长花岗岩206Pb/238U同位素年龄测试,其成岩时代为早二叠世(287.1±2.3Ma)。经岩石地球化学分析属过铝质,高钾钙碱性系列与钾玄岩性系列岩石,结晶分异程度较好;稀土元素分馏作用较强,轻稀土富集,重稀土亏损;微量元素显示了大洋-岛弧相碰撞的成岩特征,为同碰撞(A型)花岗岩的产物。

湘南长城岭锑铅锌矿床方解石Sm-Nd同位素年代学、地球化学特征及地质意义

长城岭矿区位于南岭成矿带与钦杭成矿带的叠合部位,发育多期次的岩浆活动,同时产出锑铅锌多金属矿床和铷等稀有金属矿床,锑铅锌矿床的成矿时代和成矿物质来源研究较为薄弱,本文对与锑铅锌矿共生的脉石矿物方解石开展Sm-Nd同位素年代学、元素地球化学和C-O同位素分析。结果显示:①方解石Sm-Nd同位素等时线年龄为151.5±3.2 Ma,表明锑铅锌矿是南岭燕山期成矿大爆发产物,与矿区内花岗斑岩型铷矿(222.5±1.8 Ma)属于两期不同成矿作用的产物;②方解石稀土元素配分模式为轻稀土元素富集型,Y/Ho-La/Ho分布特征显示方解石为同源热液产物;不同矿物组合的方解石稀土元素变化特征表明,成矿过程中成矿流体的稀土元素总量随成矿作用进行而减少;较负的Eu异常值指示,原始成矿流体亏损Eu元素;③热液方解石δ13CPDB值为−5.12‰~−0.63‰,δ18OSMOW值为3.80‰~12.69‰,具有明显较低的δ18OSMOW值,表明成矿CO_(2)源于深源地幔。εNd(t)值为−12.48~−12.37,表明成矿物质来自于地壳与地幔的部分熔融。综合研究表明,锑铅锌矿床与铷矿床形成时代不同,二者具有两期叠合成矿特点,推测矿区存在燕山期隐伏的岩浆岩,深部具有较好的找矿前景。

自生伊利石同位素年代学在钾盐矿床中的应用展望

伊利石是一种层状硅酸盐矿物,层间主要为钾离子,可利用K-Ar法、Ar-Ar法和Rb-Sr法等相关的测年方法来分析和限定与自生伊利石有关的地质事件的时代,例如盆地演化历史、热液活动、构造活动和油气运移。本文讨论了利用钾盐矿床中自生伊利石进行蒸发岩地层年代学研究的可能性。虽然多数研究表明温度是控制自生伊利石形成的主要控制因素,即自生伊利石一般形成于温度较高的条件下,但一些研究表明在地表温度的盐湖环境中也可形成自生伊利石,此种环境下控制自生伊利石形成的主要因素为流体成分。这构成了利用自生伊利石定年来研究蒸发岩地层时代的理论基础。然而在实际研究过程中仍存在很多问题,需进行进一步的研究。

山东省微山县郗山稀土矿同位素年代学、岩石地球化学及其成因

山东省微山县郗山稀土矿床位于鲁西隆起区的西南部,属硬岩型超大型轻稀土矿床。前人研究发现稀土成矿与郗山碱性杂岩体关系密切,岩体成因、侵位时间以及矿床形成时代仍是需要关注的科学问题。本文对郗山碱性杂岩体进行了岩石学、年代学、主微量元素及同位素地球化学研究,岩体中石英正长岩的锆石U-Pb年龄为119.9±0.9 Ma,辉钼矿Re-Os同位素年龄为120.0±1.8 Ma,表明成岩成矿均为早白垩世岩浆作用产物。郗山碱性杂岩体具有富碱、贫镁的特征,为碱性岩系列;稀土元素总量较高,整体呈轻稀土强烈富集右倾模式;微量元素以富集Ba、Th、U和Nd,亏损Nb、Ta、Zr和Hf为特征;全岩(^(87)Sr/^(86)Sr)i值为0.70636-0.71168,ε_(Nd)(t)值为-8.82--9.70,锆石ε_(Hf)(t)值为-6.75--12.22,显示其岩浆源区具有EMⅠ富集地幔特征。综上,郗山稀土矿成岩成矿作用可能形成于伸展型构造背景,与早白垩世华北克拉通岩石圈破坏与减薄导致的富集地幔上涌关系密切。

东昆仑浪木日镁铁质-超镁铁质岩成因:锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素特征

浪木日镁铁质-超镁铁质岩体位于东昆仑造山带东段,临近昆中断裂,主要由橄榄岩、橄榄辉石岩、辉石岩和辉长岩组成,且局部发育星点状和浸染状硫化物矿化。辉石岩和橄榄辉石岩获得的锆石U-Pb年龄分别为(421.2±1.2)Ma和(421.10±0.96)Ma,表明岩体侵位于晚志留世。岩石地球化学特征显,浪木日镁铁质-超镁铁质岩具有较高的Mg#(Mg#>80),富集LILE(Rb、Th、U等),亏损HFSE(Nb、Ta、Ti等),轻、重稀土元素分馏程度较强((La/Yb)N=6.28~50.91,(La/Sm)N=1.45~4.15,(Gd/Yb)N=1.43~9.71),具有弱的负Eu异常(δEu=0.226~0.824)。锆石Lu-Hf(εHf(t)=-2.9~-10)和全岩Sr-Nd(εNd(t)=-10.3~-8.9)同位素特征显示,其岩浆源区主要来自富集地幔,与俯冲洋壳脱水交代上覆地幔楔活动有关。综合研究表明,浪木日镁铁质-超镁铁质岩体是原特提斯洋洋壳俯冲晚期的产物,随着俯冲的深入,板片最终断离形成板片窗,导致软流圈上涌促使地幔楔发生部分熔融形成镁铁质-超镁铁质岩浆,岩浆上升过程中与地壳发生混染最终形成浪木日岩体。

大别造山带白垩纪花岗岩对太古宙基底的再造:来自U-Pb年代学、Sr-Nd-Hf同位素的证据

本文对大别造山带大崎山花岗岩进行了系统的野外调查、岩石学、地球化学、锆石U-Pb-Hf和Sr-Nd同位素研究。锆石U-Pb定年结果显示大崎山花岗岩形成于早白垩世,年龄为124~120 Ma。样品具有较高的SiO_(2)(69.3%~75.2%)、Al_(2)O_(3)(13.4%~15.3%)和全碱(7.94%~8.71%)含量,较低的MgO(0.23%~0.84%)、TiO_(2)(0.16%~0.49%)与TFeO(1.05%~2.66%)含量,A/CNK=1.01~1.03,显示弱过铝质特征。岩石富集大离子亲石元素(如Rb、K、Pb)、轻稀土元素以及Th、U等,亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)、重稀土元素以及Sr和Ba,具有明显Eu负异常(δEu=0.34~0.52),属于高钾钙碱性的I型花岗岩,这些地球化学特征表明大崎山花岗岩经历了以斜长石、钾长石和磷灰石为主的分离结晶作用。白垩纪锆石ε_(Hf)(t)值为32.9~15.2,对应t_(DM2)为3258~2140 Ma,全岩ε_(Nd)(t)为22.5~15.8,对应t_(DM2)=2754~2209 Ma,指示岩浆源区主要为古老地壳物质。样品中含有大量的~2.65 Ga继承锆石,锆石ε_(Hf)(t)为7.3~3.6,显示与贾庙地区2.65~2.63 Ga片麻状花岗岩有良好的亲缘性。大崎山花岗岩可能源自北大别变质带太古宙基底的再造,其源区还存在年轻地壳物质的参与,可能形成于古太平洋板块的俯冲板片在130 Ma后快速后撤的伸展背景。

湘东北传梓源206号伟晶岩脉地球化学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成及其地质意义

位于湘东北幕阜山南缘的传梓源稀有金属矿床是我国近年新发现的大型伟晶岩型锂铌钽矿床。针对矿区内伟晶岩的形成年龄、物质来源和大地构造背景等问题,选择206号脉的锂辉石钠长石伟晶岩及白云母钠长石伟晶岩,开展全岩地球化学、锆石微量元素和Hf同位素分析以及锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。研究结果表明:花岗伟晶岩表现出高硅、富铝、富碱、贫钙、贫磷、贫镁、钙碱性及过铝质特征;微量元素含量很低,属轻稀土元素相对富集的右倾型;微量元素富集Rb、Th、Nb、Zr、Hf,相对亏损Ba、Ti、Yb、Lu;锆石颗粒较小(粒径为50~150μm),阴极发光强度较弱,大部分锆石为弱振荡环带或无环带,少部分锆石发育韵律环带,前者锆石U质量分数相对较高(>4000×10^(-6)),后者锆石U质量分数相对较低(<4000×10^(-6));但这些锆石大部分w(Th)/w(U)较小(<0.1),具有热液锆石特征。两件锆石U-Pb协和年龄分别为(144.2±1.43)Ma和(145.1±1.79)Ma,可以代表花岗伟晶岩脉的形成时代,表明传梓源伟晶岩型稀有金属矿床形成于早白垩世,与燕山期岩浆热液活动密切相关。花岗伟晶岩脉中锆石Hf同位素标准化值(εHf(t))为-6.3~-5.4,二阶段模式年龄为1592~1537 Ma,与幕阜山花岗岩Hf同位素组成相似。从大地构造环境来看,区内花岗伟晶岩的形成与燕山期太平洋板块向欧亚大陆俯冲紧密相关,主要受制于后造山的伸展构造背景,属冷家溪群减压熔融的产物。

同位素年代学数据处理技术及常见问题解析

同位素年代学数据处理是同位素年代学研究的重要环节之一,是获得可靠年龄的基本保证。数据处理过程涉及等时线及U-Pb不一致线、反等时线等直线的拟合,年龄计算过程中分析数据不确定度的设定、加权平均计算,以及假等时线的识别等诸多环节。本文介绍了常用同位素年代学数据处理程序Isoplot的使用技巧;并对数据处理过程中涉及的线性回归、等时线质量的判断及常见问题提出一些见解,以期对同位素年代学的研究有所助益。

稀有金属矿物微区同位素定年与示踪

作为战略性关键金属矿产资源,钨、锡、铌、钽、锂、铍、铷、铯、锆、铪、稀土等稀有金属,在国民经济与国家安全方面有着重要的研究意义。稀有金属矿石矿物微区同位素定年与示踪,是开展稀有金属矿床成矿作用研究的最直接手段,具有整体分析无可比拟的优点。近年来,钨锡铌钽锆铪稀土等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪发展迅速,而锂铍铷铯等稀有金属矿物微区Rb-Sr/Lu-Hf定年正蓬勃发展。本文综述了黑钨矿、白钨矿、锡石、铌钽矿(铌钽氧化物类矿物的简称)、独居石、磷钇矿、氟碳铈矿等稀有金属矿物微区U-Pb定年与Sr-Nd-Hf同位素示踪技术主要进展,展望了锂云母、铁锂云母、铯沸石、钾长石(天河石)等微区Rb-Sr定年与磷钇矿、磷灰石、褐帘石、独居石、黑钨矿、白钨矿等微区Sm-Nd和Lu-Hf定年的广阔前景,获得如下认识:(1)低铀矿物U-Pb定年,除了采用高灵敏度磁式等离子质谱外,元素成像技术能很好地揭示微量元素之间相关性,进而快速锁定高U/Pb区域,提高低铀矿物U-Pb定年成功率;(2)铌钽矿-锡石激光微区Hf同位素能够直接示踪花岗岩-伟晶岩稀有金属成岩成矿物质源区,但这方面工作仍需进一步加强;(3)碰撞/反应池等离子质谱的出现,使高Rb/Sr、Sm/Nd或高Lu/Hf比矿物的同位素定年成为现实,是未来稀有金属激光微区同位素年代学发展的新方向;(4)实验方法研发与标准物质研制相辅相成、相互促进,仍是当前迫切需要解决的关键技术难题。随着战略性关键金属日渐成为国内外成矿作用研究的热点,钨锡铌钽锂铍铷铯锆铪稀土等稀有金属矿物微区同位素定年与示踪方法研究,必将为我国新一轮稀有金属矿床学研究做出应有的学术贡献。

华北克拉通五台绿岩带锆石年代学及地质意义

五台花岗-绿岩带位于华北克拉通中部造山带的中心地区,保存有较完整的地质记录,并赋存条带状铁建造(BIFs)型铁矿,一直是研究的热点地区之一。然而,该绿岩带尚需详细年代学研究来重新厘定其岩石地层划分。本文对该区域三个组,即金岗库组、柏枝岩组和鸿门岩组中发育的变质火山岩开展了锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素组成分析。锆石U-Pb定年结果显示,五台花岗-绿岩带五台群中的金岗库组、柏枝岩组和鸿门岩组的变质火山岩喷发年龄分别为2540±8 Ma、2524~2530 Ma和2513~2517 Ma,同时还记录了~2700 Ma的继承年龄和1930~1853 Ma的变质年龄。锆石Lu-Hf同位素分析结果显示它们的εHf(t)值分别为+0.4~+5.5、+1.2~+7.5和+2.2~+10.5,相应的亏损地幔模式年龄为2639~2845 Ma、2546~2788 Ma和2425~2752 Ma,εHf(t)值呈现大的变化且增加的趋势。结合前人的研究,本文确定了五台群中的金刚库组、庄旺-文溪组、柏枝岩组和鸿门岩组分别形成于~2540 Ma、~2530 Ma、~2525 Ma和~2515 Ma,它们记录了四期火山活动,说明五台绿岩带中的表壳岩系尽管经历了变形变质作用的改造依然保存了较完整的地层层序序列,并提出回撤-前进式俯冲-底冲演化模型。这些结果对理解五台花岗-绿岩带乃至华北克拉通新太古代-古元古代构造及演化具有重要意义。

东昆仑大格勒地区碱性杂岩体中辉石角闪石岩的年代学、地球化学特征及地质意义

东昆仑大格勒地区发现了以铌为主的稀有和稀土矿化碱性杂岩体,辉石角闪石岩构成了杂岩体的主体且有弱矿化显示。为了查明辉石角闪石岩的成岩时代和岩石成因、了解稀有和稀土矿的成矿背景,指导区域找矿突破,本文对其进行了详细野外地质调查、年代学、矿物学、全岩元素地球化学及Sr-Nd同位素研究。辉石角闪石岩由角闪石、黑云母、少量辉石以及矿石矿物(易解石、褐帘石、磷灰石、含铌钛铁矿)等组成,其中角闪石主要为钙角闪石组中的镁绿钙闪石,少量为浅闪石和阳起石;黑云母为镁质黑云母;辉石为透辉石和普通辉石。辉石角闪石岩成岩年龄为418 Ma,岩石具有低硅(SiO_(2)=35.49%~42.62%)、高MgO(7.27%~16.04%)、CaO(11.94%~13.44%)、TiO_(2)(1.80%~6.13%)、P_(2)O_(5)(0.52%~2.79%)含量特征,轻稀土元素强烈富集,在微量元素蛛网图中显示Nb、Ta正异常以及Pb负异常,与OIB特征类似。岩石具有富集的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)i=0.700444~0.705404,ε_(Nd)(t)=-0.4~0.9),落入OIB型富集地幔的范围。综合研究表明大格勒辉石角闪石岩可能源于OIB型软流圈地幔,源区Nb-Ta的富集及Pb和K的亏损主要与再循环脱水洋壳有关。大格勒辉石角闪石岩的形成时代稍晚于东昆仑高压变质带榴辉岩相的峰期变质时代,因此其产出的构造环境可能与陆-陆碰撞期间俯冲大洋岩石圈断离软流圈地幔上涌熔融有关。

阿尔金西段榴辉岩岩石学、地球化学和同位素年代学研究及其构造意义

阿尔金西段的榴辉岩呈透镜状产于角闪岩相为特征的长英质片麻岩和泥质片麻岩中,岩相学研究和反应结构显示它经历了峰期的榴辉岩相、减压过程中的高压麻粒岩相和角闪岩相变质作用。峰期榴辉岩相的变质条件为t=710～850℃,p>1.5GPa。在退变质早期,通过绿辉石分解成相对贫钠的单斜辉石及斜长石后成合晶,榴辉岩转变成高压麻粒岩,局部的平衡组合显示其t=700～800℃,p=1.1～1.4GPa。晚期的退变质作用使麻粒岩组合转变成由韭闪石、韭闪石质普通角闪石和斜长石所组成的角闪岩相平衡共生组合,其平衡变质条件为t=620～740℃,p=0.65～0.95GPa。榴辉岩的微量及稀土元素分析显示其原岩主要具有“T”型大洋玄武岩特征,少量具有堆晶岩性质。保存较好榴辉岩的全岩及Sm-Nd矿物等时线测定获得500±10Ma的年龄;其变质锆石的U-Pb年龄为503.9±5.3Ma,两者基本一致的年龄数据反映了榴辉岩的峰期变质时代,从而表明了阿尔金西段加里东期与深俯冲和陆-陆碰撞作用有关的山根的存在。通过与柴达木北缘存在的类似的榴辉岩的对比,估算出阿尔金断裂的左行位移为400km。