江西龙南花岗岩风化壳形成和演化的铀系不平衡约束

花岗岩风化壳在我国华南地区广泛分布,其形成和演化对地貌、生态环境和矿产资源等具有重要影响。作为风化壳最基本的参数之一,生成速率是理解风化壳形成和演化的关键因子。铀系不平衡法是当前广泛应用于确定风化壳生成速率的重要地球化学手段,由于稀释剂获取困难,我国开展的研究较少。本研究以江西龙南花岗岩风化壳剖面为研究对象,开展铀系不平衡研究以确定其生成速率。研究结果显示:风化壳剖面中U和Th的含量范围分别为(3.25~3.39)×10^(-6)和(41.46~47.67)×10^(-6);活度比(^(234)U/238U)a、(^(230)Th/^(234)U)a和(^(230)Th/^(232)Th)a范围分别为1.008~1.023、1.063~1.112和0.239~0.271。通过铀系不平衡法对铀系同位素进行拟合后得到风化壳20~120 cm区域的演化时间约为841 ka,据此确定风化壳的生成速率约为1.2 m/Ma。本研究中,控制风化壳生成速率的因素主要是表层覆盖,气候和构造的影响很小。此外,由于风化壳的生成速率远低于宇宙成因核素确定的剥蚀速率,因此风化壳的演化状态为厚度逐渐减小的非稳态。

广西大瑶山地区花岗岩成矿系列

文章通过对前人资料收集、整理,结合国土资源地质调查项目的成果,总结了广西大瑶山地区花岗岩和矿床地质特征,认为大瑶山隆起区与其周边的花岗岩在岩体大小、形态、岩石组合、化学成分和微量元素组成及矿化种类具有较大的差异,呈现隆起区内部以金铜矿化为主、周边为钨锡铅锌矿化的空间分布现象,并初步划分成两个成矿系列,即与加里东期同熔型花岗岩有关的Au、Cu多金属成矿系列和与燕山期改造型花岗岩有关的W、Sn、Pb、Zn、稀土成矿系列。

花岗岩结晶分离作用问题——关于花岗岩研究的思考之二

岩浆结晶分离作用是一个古老的话题,很早就有学者指出,地球内部生成的岩浆大多是玄武质岩浆,大多数花岗岩是由玄武岩结晶分离形成的。本文在考察了岩浆结晶分离作用的制约因素、比较了不同性质岩浆结晶分离作用的特征之后指出:玄武质岩浆可以发生结晶分离作用,因为有与其相关的堆晶岩产出;安山质岩浆也可以发生结晶分离作用,因为也有与其相关的堆晶岩产出。但是,花岗质岩浆似乎不大可能发生结晶分离作用,因为,很少见到有与(富硅的)花岗质岩浆相伴的堆晶岩产出。花岗质岩浆之所以不大可能发生结晶分离作用的原因在于:(1)岩浆的黏性大,它不仅阻滞了矿物的结晶作用(使斜长石不能发育为自形晶),而且阻止了密度大的矿物(例如角闪石)下沉;(2)主要造岩矿物(例如斜长石)的密度与花岗质岩浆的密度相差无几,使结晶分离作用难以进行。本文详细考察了花岗质岩浆中斜长石的行为,指出在花岗质岩浆中斜长石结晶分离几乎是不可能的。那么,文献中大量充斥的花岗岩结晶分离作用的说法是依据什么呢?作者认为,文献中的许多说法可能主要是根据哈克图解得出的,而不是根据实际观察和理论研究得出的。作者认为,玄武岩和花岗岩不仅来源不同,成分不同,而且解释也不同。哈克图解中许多适合玄武岩的解释未必适合花岗岩。由于鲍文反应原理是结晶分离作用的理论基础,因此,文中也对鲍文反应原理进行了评述,并指出文献中存在的一些需要认真对待的问题,例如,从玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩的连续演化序列是不可能的;单元-超单元填图方法是不科学的;中国东部中生代大规模花岗岩不可能是玄武质岩浆结晶分离形成的等等。本文还以 Ajaji el ai.(1998)报道的摩洛哥 Tanncherfi 花岗岩为例,指出结晶分离作用的解释是不可能的。作者认为,花岗岩类的成分变化大,主要可能与源区组成、温度、压力、挥发分、部分熔融程度和过程、混合作用、岩浆分异及结晶分离作用有关。其中,源区组成可能是花岗岩多样性的最重要的原因,而结晶分离作用的影响可能是微乎其微的。本文认为,花岗岩结晶分离作用对于花岗岩成因的意义已经被大大地夸大了,我们应当重新思考结晶分离作用对于花岗质岩浆的意义。由于花岗岩的极端复杂性,许多问题还得不到比较合理的解释,本文的认识只是初步的。

西藏班戈花岗岩成因、构造环境及其含锡性

西藏班戈花岗岩基可划分为五个单元,属于二个花岗岩序列。其中班戈序列主要为花岗闪长岩类,以含普通角闪石为特征,地球化学特征表明其属同熔型花岗岩,形成于发育不完善的火山岩浆弧,含锡性较弱。期波下日序列主要是黑云母花岗岩,地球化学特征显示为陆壳改造型花岗岩,形成于碰撞造山带,具有良好的含锡性。

贺兰山古元古代同碰撞花岗岩地球化学、锆石 U-Pb年代及其地质意义

在华北克拉通西部的贺兰山地区出露的贺兰山孔兹岩系中,侵入有大量花岗岩,并以S型花岗岩为代表。本次研究的沙巴台花岗岩具有高SiO2和Al2O3(分别为71.96%～73.87%和14.36%～15.10%)的特征。其铝饱和指数A/CNK=1.19～1.30,A/NK=1.29～1.48,属于典型的过铝质花岗岩。球粒陨石标准化稀土配分模式显示轻稀土富集((La/Yb)N=12～191),并具强烈的铕负异常(δEu=0.15～0.32)。原始地幔标准化蛛网图显示,岩石富集Rb、Th、U和Pb并亏损Ba、Nb、Ta、Sr和Ti元素。综合研究推断其为孔兹岩系部分熔融的产物。利用LA-ICP-MS测定花岗岩锆石U-Pb年龄为1958±30Ma,代表了贺兰山S型花岗岩结晶年龄。综合前人及本次研究成果,推断贺兰山S型花岗岩形成于古元古代鄂尔多斯陆块与阴山陆块碰撞构造环境。

南岭地区花岗岩型铀矿的特征及其成矿专属性

南岭地区是我国花岗岩型铀矿的重要矿集区。该区产铀岩体的成因类型以S型(改造型)花岗岩为主,对岩性没有明显的选择性。构造是控制铀成矿的重要因素之一,几乎所有热液铀矿体都分布在一定的断裂或破碎构造中,并且与穿切于花岗岩中的中基性岩脉密切相伴。产铀岩体的热液蚀变发育,规模大、范围广、类型全的热液蚀变是判别产铀岩体的重要标志。产铀岩体的主要成岩时代为印支期和燕山期,铀成矿作用则主要发生于燕山晚期-喜山期,成岩成矿具有明显的时差,指示成岩和成矿作用是两次或两次以上不同的地质作用。印支期和燕山期花岗岩主要提供成矿铀源和成矿围岩,而铀矿成矿作用与燕山晚期-喜山期伸展断裂构造和蚀变交代的关系更为密切。对于南岭地区的花岗岩型铀矿,燕山晚期-喜山期的伸展构造活动及其伴随的中基性-酸性岩浆活动比印支期-燕山期的花岗岩更具有成矿专属性。

华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。

东秦岭燕山期大陆内部挤压-俯冲背景的A型孪生花岗岩带

按照花岗岩浆形成的不同方式、条件和过程可将花岗岩分成同熔和改造两个不同的成岩系列。以此为前提,我们发现同时代两个系列花岗岩带常平行成对分布,并与相应时期的B型俯冲或陆内俯冲带构成有规律的平行排布序列;据此提出了孪生花岗岩带的概念,并确定有A型、B型和AB型三种分带型式。本文以东秦岭燕山期孪生花岗岩带为例,系统阐述了产于陆内挤压-俯冲背景下A型孪生花岗岩带的特征、成因及其形成的构造模式,提出A型孪生花岗岩带是陆内挤压-俯冲的必然产物。

花岗岩拓扑学的反思

花岗岩成因与大地构造环境相结合的研究是壳、幔动力学研究中的重要组成部分。文中以花岗岩热力学体系的某一拓扑学处理为基础 ,把地质环境、花岗岩侵位和岩石、矿物、化学元素的共生组合相结合 ,形成“三位一体” ,建立起了花岗岩拓扑学的观点 ,用以说明一个地区的大地构造旋回各个阶段的花岗岩系的属性 ,并以此反映出大地构造中的某些基本问题。在拓扑学处理中以代表花岗岩体系主要组分的KNCASH为基础 ,建立了一系列不同层次的元素判据 ,描绘出花岗岩系的演化痕迹。其中TAS图解居于首位 ,用以说明演化的主要趋向 ;Al及Alk饱和度图解说明在各个主要趋向中Al及Alk的变化以及它们与源岩和演化过程的关系 ;K2 O在整个体系中是一个灵敏指示计 ,KS、K/N以及岩石中的K2 O含量对评价陆壳的参与程度以及岩浆作用过程中的变化是有效的。在上述前提下 ,以中国的主要花岗岩为准提出了一个花岗岩岩系分类 ,待进一步修正。

大别山超高压变质带燕山期花岗岩地球化学特征及成因探讨

依据花岗岩类的岩性组合、产出状况、结构、侵位机制和地球化学特征等,将大别山超高压变质带中燕山期花岗岩大致可以划分为两大类一类为高钾钙碱性系列,以大同岩体和司空山早、主期岩体为代表,岩性为花岗闪长岩—二长花岗岩,表现为SiO2>56%,Al2O3一般≥14%,MgO<3%,富集LREE,低HREE和Y、Yb(如Y<18×10-6,Yb<1.9×10-6),高Sr、Ba,高La/Yb>39和Sr/Y≥30,Sr、Eu异常不明显,与Adakite岩相似;另一类属正常钙碱性系列,以英山尖岩体为代表,岩性以二长花岗岩为主,具有高硅、低铝的特点,一般SiO2>70%,Al2O3<14%,LREE略显亏损,HREE略显富集和高Y、Yb(如Y>18×10-6,Yb>1.9×10-6),低Sr和La/Yb<10、Sr/Y<10,Sr、Eu负异常明显。高钾钙碱性花岗岩可能为增厚的下地壳部分熔融的产物,正常钙碱性花岗岩可能为正常的地壳重熔形成。

华北地台含钼和含金花岗岩系的地质地球化学及其成矿作用对比研究

总结了华北地台三个钼矿集中区中典型含钼花岗岩系和七个金矿集中区中典型含金花岗岩系的特点，对比了含钼和含金花岗岩系产出的地质背景、岩石学及矿物学、微量元素及稀上元素、锶同位素组成等，认为含钼和含金花岗岩系都是深融浅侵位的钙碱性岩系。含钼花岗岩源岩主要为下地壳源，但有部分地幔物质的加入；含金花岗岩源岩为下地壳源。由于岩系物源的差异、分异演化程度和成岩作用的不同，导致它们的成矿作用也不同。

华南大花岗岩省及其与钨锡多金属区域成矿系列

为揭示与华南大花岗岩省及其与钨锡多金属区域成矿系列的特征,特提出与成矿作用有关的深部构造-岩浆过程和表壳的岩浆-构造动力作用及其形成侵入接触构造体系的控矿模型。据此控矿构造模型列述了南岭钨锡多金属区域成矿的陆缘-陆内造山的构造岩浆作用过程形成的三大成矿系列。最后提出深部构造过程与表壳控矿最佳耦合以及岩浆冷速率、热效应与最佳成矿机制问题。

内蒙古苏尼特左旗东苏岩石系列的成因与演化

东苏岩石系列具有高SiO2富碱的特征,各组成单元之间具有明显的脉动型或涌动型侵入接触关系。但是,无论是主元素还是痕量元素地球化学特征,均不能用单一的岩浆成因模型得到解释。根据地质学、岩石学与地球化学特征,认为岩浆起源于麻粒岩相下地壳,源区残留矿物组合中含有斜长石,不含石榴石和角闪石。较早形成的芒乃陶勒盖单元可能与钾长石的堆晶作用有关,哈纳音哈达单元有幔源组分的贡献,哈纳音哈达与塔木嘎特两个单元之间具有同源岩浆演化的特征,而最后形成的乌兰哈达单元则可能是更深位岩浆侵入的产物。

右江褶皱带有色金属矿床成矿系列初步研究

右江褶皱带位于华南褶皱系的南西端，地质构造复杂，有色金属矿产丰富。本文对该区有色金属矿床的两个主要成矿系列进行了研究，一是与重熔型花岗岩类有关的锡－铜－银多金属矿床成矿系列，其中又可将其分为锡－铜与银多金属两个亚系列；二是沉积－改造型层控锑矿床成矿系列。本文以个旧、都龙、白牛厂、德保、凤凰山和木利、马雄等矿床为实例，分别讨论了两个成矿系列的主要特征、控矿因素和矿床成因。

鲁西地区早前寒武纪花岗岩类中镁安山质岩石系列(MA)的识别及大陆地壳生长

本文基于汇集的39个锆石SHRIMP和LA-ICP-MSU-Pb同位素年龄,186件岩石化学样品,并参考前人已有划分方案,提出鲁西地区早前寒武纪花岗岩类初步年代格架:(1)新太古代早中期(2741～2612Ma);(2)新太古代晚期(2563～2500Ma);(3)古元古代早期(2494～2435Ma)。探讨与之相对应的岩石组合和演化趋势:(1)英云闪长岩(T1)-奥长花岗岩(T2)-花岗闪长岩(G1),具奥长花岗岩演化趋势;(2)英云闪长岩(T1)-奥长花岗岩(T2)-花岗闪长岩(G1)-花岗岩(G2)-石英二长岩(QM),同时兼具奥长花岗岩演化趋势和钙碱性演化趋势;(3)花岗岩(G2)-石英二长岩(QM),具钙碱性演化趋势。基于SiO2-MgO和SiO2-FeO*/MgO关系,提出T1T2G1绝大部分具镁安山质岩石系列(MA)的性质,指示它们形成于洋俯冲环境,并结合岩石组合的类型,论证了第一、二、三期花岗岩类分别形成于岛弧、大陆边缘弧和大陆碰撞环境。进而认为,第一、二、三期花岗岩类代表了新生的初始不成熟陆壳,过渡性的半成熟陆壳和成熟的陆壳。这样,鲁西地区从新太古代早中期,经新太古代晚期,至古元古代早期的花岗岩类,记录了鲁西地区大陆地壳形成的完整的地质演化过程。

西准噶尔乌尔喀什尔山库鲁木苏序列A型花岗岩地球化学特征及地质意义

西准噶尔乃至整个北疆地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩类。作为其中的一部分,乌尔喀什尔山一带库鲁木苏岩基中的库鲁木苏序列主要由二长花岗岩、细粒正长花岗岩、中粗粒正长花岗岩、碱长花岗岩和碱长花岗斑岩组成。该序列富硅（Si O2=70.78%-76.85%）、富碱（K2O＋Na2O=7.87%-9.71%）、低钛（Ti O2=0.08%-0.41%）、贫钙（Ca O=0.16%-1.42%）,为准铝质至强过铝质（ACNK=0.98-1.15）;稀土元素配分曲线为典型的＂V＂字型,具有明显的负Eu异常;微量元素特征显示富集大离子亲石元素（Rb、Th、K）及高场强元素（Zr、Hf）,而强烈亏损Ba、Sr、P、Eu和Ti。以上特征表明库鲁木苏序列为A2型花岗岩,结合区域构造演化,认为库鲁木苏序列形成于后碰撞环境。

磁铁矿系列花岗岩含金差异性及其评价准则──以豫西地区为例

本文以豫西地区小秦岭、外方山为例 ,将磁铁矿系列花岗岩进一步划分为两大类 :一类与金矿具密切的空间关系 ,本文命名为 MI 型花岗岩 1 ,以文峪岩体、合峪岩体为代表 ;另一类成金能力较差的岩体 ,本文命名为 MS型花岗岩 ,以华山岩体、太山庙岩体为例。两类岩体在化学成分、矿物含量、同位素组成等方面均有一定差异。 MI 和 MS型花岗岩的源岩是一致的 ,均为陆内俯冲碰撞地壳板块俯冲下插作用所产生的物质 ,其成分及含矿性差异与源岩部分熔融程度、岩浆演化及其分熔序列有关。 MI 型花岗岩是在下地壳源岩分离熔融晚阶段、源岩部分熔融程度较高、环境较氧化的条件下形成的。

南天山英买来花岗岩:磁铁矿系列还是钛铁矿系列?

位于南天山中段英买来岩体的主体由中粗粒似斑状黑云母钾长花岗岩组成,局部有粗粒似斑状二云母钾长花岗岩。二者全岩化学成分相似,但在矿物组成上表现出一定差异。前者不透明矿物为钛铁矿,而后者出现原生白云母,不透明矿物全部为磁铁矿。根据石原舜三(1977)的划分方案,黑云母钾长花岗岩全部符合钛铁矿系列特征,而二云母钾长花岗岩虽然表现出不透明矿物为磁铁矿、所含黑云母富镁等看似符合磁铁矿系列的特征,但所有的磁铁矿均和黑云母、钾长石共生,因此推测磁铁矿是由黑云母分解析出而成,并结合其同样具有全岩Fe3+/(Fe3++Fe2+)低、且出现钛铁矿系列的特征共生矿物白云母,亦判定其属于钛铁矿系列。另外,英买来岩体的矿物学和地球化学特征均符合S型花岗岩的特征,说明在本区钛铁矿系列和S型花岗岩相当。研究结果也表明南天山地区在早二叠世还没有完全进入板内演化阶段。

商城岩体侵位对杨山煤系构造格局的影响

采用野外地质调查、构造要素测量和FLAC数值模拟等方法,探讨了北淮阳地区中生代岩浆活动对晚古生代杨山煤系变形-变质作用的影响.研究结果表明,商城岩体侵位所伴随的热力和应力,不仅显著促进煤的变形-变质进程,使煤级达到半石墨化阶段(Romax>8%),而且还对已有构造格局产生一定程度的改造.这种改造主要表现为区域构造线在岩体附近发生偏转、地层倾角增大、发育轴向与岩体边界近于平行的次级褶皱,从而导致杨山煤系构造格局复杂化并影响到含煤块段的赋存状况.FLAC数值模拟证实,岩体侵位施加放射状挤压应力在岩体周缘形成了一定宽度(约为岩体半径的1/5)的应力集中带,这是造成杨山煤系构造格局畸变的根本原因.

日本西南冲岛新生代过铝质花岗岩类的特征和成因

日本西南冲岛花岗岩类按岩性可划分出两种类型:谷尻型(Tanijiri type)堇青石-紫苏辉石花岗闪长岩和母岛型(Mashima type)电气石-石榴石黑云母花岗岩。两者均以中等过铝质,高的钛铁矿/磁铁矿比值、高的Rb/Sr比值和中等至强的负铕异常等指示其成因上应归属于钛铁矿系列花岗岩,与澳大利亚的S型花岗岩有相似之处。谷尻型花岗闪长岩的源岩主要为一套中性-中基性变质火山岩和火山沉积岩。由于未经充分的沉积分异,成熟度低,含放射成因^(87)Sr较少,由这种源岩经部分熔融形成的初始岩浆具有较低的I_(Sr)~t值(0.70765)和较高的ε_(Nd)~t值(-6.3),这些又不同于典型的S型花岗岩。根据Rb/Sr模拟计算,母岛型花岗岩可能是谷尻型花岗闪长岩浆经26～65％结晶相分离结晶后的产物。