辽东地区赛马碱性杂岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其对构造背景的制约

通过LA-ICP-MS测得辽宁赛马地区浅肉红色霞霓正长岩中的锆石U-Pb年龄为225.8±1.9 Ma,赛马碱性杂岩的侵位时代为晚三叠世。地球化学分析表明,霞霓正长岩SiO_(2)含量为55.87%~60.88%,Na_(2)O为0.41%~5.32%,Al_(2)O_(3)为17.81%~19.53%,K_(2)O为9.46%~11.91%,MgO为0.46%~1.36%,里特曼指数为7.54~17.01;稀土元素总量较高,高于300×10^(-6),强烈富集轻稀土元素,(La/Yb)N值大于10,个别达到100以上;亏损Nb、Ta、P等高场强元素,富集Rb、Th等大离子亲石元素,总体表现出富碱性岩石特征。锆石ε_(Hf)(t)值为-13.37~-9.30,对应的两阶段Hf模式年龄T_(DM2)为2102~1855 Ma。通过岩石成因分析和构造环境判别,赛马碱性杂岩可能形成于由俯冲挤压向陆内伸展、拉张转换的动力背景下的下地壳(或上地幔)部分熔融。赛马碱性杂岩侵位时代(225.8±1.9 Ma)可能代表了华北克拉通北缘岩石圈开始伸展减薄的时间,也是郯庐断裂形成的时间。

皖南伏岭A型花岗岩的成因——地球化学、锆石U-Pb年龄及Lu—Hf同位素特征

伏岭花岗岩体,位于江南造山带东段的皖浙相邻区,岩浆岩沿着近北东向的宁国—绩溪深大断裂断分布。笔者等对伏岭岩体鱼龙川(γ_(5)^(3-2))单元花岗岩开展了系统的全岩岩石地球化学、LA-ICPMS锆石U-Pb同位素年龄和锆石原位Lu—Hf同位素地球化学研究,结果表明,花岗岩的侵位年龄为131.8±0.9 Ma,富硅、富碱、贫钙、贫铁,具有较高的Rb、Th、U、Ga、Zr和Y含量,较低的Sr、Ba和Nb含量,稀土配分曲线呈现典型的“海鸥式”分布特征,显示强烈的负Eu异常;微量元素原始地幔标准化蛛网图显示明显的Ba、Sr、Nb的负异常。其高SiO_(2)含量和Rb/Sr值、低Ba、Sr含量具备江南造山带东段皖南地区A型花岗岩的典型特征。岩体具有同源岩浆演化特征,源区可能存在磷灰石、钛铁矿的分离结晶作用,而辉石类的分离较少。伏岭岩体主要来源于地壳中镁铁质岩石的部分熔融,其地球化学特征继承于源岩。锆石ε_(Hf)(t)变化范围较小,均在-7.0~-4.6之间,二阶段模式年龄(TDM2)为1478~1630 Ma,伏岭花岗岩可能由中元古代古老下地壳部分熔融形成。伏岭岩体的形成可能受到碰撞作用的影响,岩体形成于后碰撞期,中元古代的基底岩石被大范围的熔融,从而产生了伏岭A型花岗岩。

赣南铁山垅钨矿田花岗斑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

赣南铁山垅钨矿田位于南岭钨锡多金属成矿带东段,已探获黑钨矿资源量超10万吨。铁山垅复式岩体包括主体似斑状黑云母花岗岩和补体细粒二云母花岗岩两部分,花岗斑岩呈脉状分布。矿田内花岗岩具有相似的地球化学特征,都属过铝质高钾钙碱性花岗岩类,表现出高硅、富铝、富碱、高钾、富成矿元素(W、Sn、Cu、Mo)和亏损Ba、Sr、Ti、P、REE、Eu,稀土配分曲线呈典型的“海鸥式”分布和M型四分组效应等特征。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得花岗斑岩^(206)Pb/^(238)U年龄为146.7±0.5 Ma(MSDW=0.5),成岩时代属晚侏罗世。锆石的n(^(176)Lu)/n(^(177)Hf)=0.000973~0.001989,f_(Lu/Hf)=-0.97~-0.94,ε_(Hf)(t)=-17.9~-10.3,二阶段模式年龄(TDM2)为1.86~2.33 Ga,显示原岩为古元古代地壳。综合分析认为,铁山垅矿田岩浆活动可划分为170~155 Ma、155~150 Ma、150~145 Ma三个阶段,钨锡矿成矿主要集中在第二阶段,且第三阶段花岗斑岩与铜多金属矿成矿关系密切,推测铜岭矿区深部具有较大的找矿前景。

MOS器件Hf基高k栅介质的研究综述

随着金属氧化物半导体(MOS)器件尺寸的持续缩小,HfO2因其介电常数(k)高、带隙大等特点,成为取代传统SiO2栅介质最有希望的候选材料.本文综述了Hf基高k栅介质薄膜的近年的研究进展.针对HfO2结晶温度低、在HfO2薄膜和Si衬底间易形成界面层导致漏电流大、界面态密度高、击穿电压低等问题,回顾了最近论文报道的两种策略,即掺杂改性和插入缓冲层.接着举例讨论了Hf基材料从二元到掺杂氧化物/复合物的演变、非Si衬底上淀积Hf基高k栅介质、Hf基高k栅介质的非传统MOS器件结构,为集成电路(IC)中MOS器件的长期发展提供一些思路.

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。

东秦岭伟晶岩型高纯石英矿地球化学、锆石U-Pb及Hf同位素研究:对高纯石英找矿方向的探讨

[研究目的]高纯石英是战略性新兴产业的关键基础材料,是世界稀缺的战略性矿产资源。目前美国以Spruce-Pine花岗伟晶岩作为原料生产的4N8及以上高端石英砂产品几乎垄断国际市场。东秦岭4N级伟晶岩型高纯石英矿点的发现为研究高纯石英形成机制、实现找矿突破和建立成矿模型提供了难得的机遇。[研究方法]通过对东秦岭新发现的伟晶岩型高纯石英矿点开展野外调查,并与美国Spruce-Pine高纯石英矿床伟晶岩开展岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学和Hf同位素等方面的对比研究。[研究结果]东秦岭10号高纯石英矿形成于早泥盆世,锆石U-Pb年龄为(406.8±0.8)Ma,稍早于美国Spruce-Pine的高纯石英花岗伟晶岩形成时代。东秦岭高纯石英矿点伟晶岩与美国Spruce-Pine高纯石英矿床伟晶岩形成温度均为600℃左右。东秦岭高纯石英矿点伟晶岩与美国Spruce-Pine高纯石英矿床伟晶岩具有相似的岩石地球化学特征,表现I型花岗岩和高分异演化特征,源区物质来源既有下地壳,也有幔源物质。仅通过对东秦岭高纯石英矿点伟晶岩和灰池子花岗岩体空间关系、形成时代和岩石地球化学特征,是不足以完全反演源区特征及成岩成矿过程,对于东秦岭高纯石英矿点伟晶岩和灰池子花岗岩体是否存在同源演化仍需要进一步研究。[结论]东秦岭与美国Spruce-Pine高纯石英矿床在花岗岩类型、岩浆特征和形成温度等方面具有相似性,为进一步揭示高纯石英成矿地质背景和实现找矿突破提供理论依据。

川西九龙白台花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其稀有金属成矿意义

为揭示川西九龙白台花岗岩成因及其与稀有金属成矿的关系,笔者等对白台花岗岩开展了岩相学、岩石地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、锆石微量元素地球化学、Hf同位素地球化学测试。结果显示,白台黑云母二长花岗岩具高SiO_(2)(69.01%~70.55%)、高K_(2)O(3.86%~4.99%)、高碱(K_(2)O+Na_(2)O=7.41%~8.18%),低CaO(1.49%~2.2%)、低MgO(0.44%~0.57%)等特征,里特曼指数σ=2.03~2.43,A/CNK=1.07~1.14,为弱过铝质的高钾钙碱性系列岩石;微量元素特征显示相对富集Rb、K等大离子亲石元素,相对亏损Nb、P、Hf等高场强元素;球粒陨石标准化的稀土元素配分模式为明显的轻稀土富集和重稀土亏损的右倾型。白台黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(213~212)Ma,ε_(Hf)(t)值为-7.4~-1.1,Hf同位素二阶模式年龄T_(DM2)为(1.6~1.2)Ga。研究结果表明,白台花岗岩形成于后碰撞伸展背景,是在松潘—甘孜地块遭受挤压碰撞后,增厚的岩石圈地幔拆沉,软流圈地幔物质上涌后发生减压熔融形成的晚三叠世I型花岗岩。同时,笔者等认为白台伟晶岩型铍矿床与白台花岗岩密切相关,是该花岗岩体残余岩浆热液分异的产物。

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。

辽北地区克拉通与造山带边界的限定:来自晚古生代-早中生代花岗质岩石锆石Hf同位素证据

华北地块北缘主要由北侧白乃庙弧带和南侧华北克拉通组成,尽管白云鄂博-多伦-赤峰-开原断裂被认为是克拉通与造山带边界,但在辽北地区该断裂带的具体位置并不明确。华北克拉通与白乃庙弧不同的基底属性和演化历史导致了两大构造单元内岩浆岩(主要为中酸性岩石)具有不同的Nd-Hf同位素组成。本文以辽北地区广泛出露的晚古生代—早中生代花岗质岩石为研究对象,通过对其进行年代学和Hf同位素研究,以此来限定辽北地区克拉通与造山带的边界位置。研究结果表明:位于白乃庙弧与华北克拉通北缘之上的石炭纪和二叠纪—早三叠世花岗质岩石锆石Hf同位素组成具有明显差异,具体表现为前者ε_(Hf)(t)值均为正值且平均地壳模式年龄T^(C)_(DM)普遍小于1.0Ga,后者ε_(Hf)(t)值均为负值且平均地壳模式年龄T^(C)_(DM)普遍大于2.2Ga。尽管中三叠世花岗质岩石锆石Hf同位素组成变化范围较大且有少量区域重合,但总体上仍表现出不同的特征。本文通过对比辽北地区石炭纪-中三叠世花岗质岩石锆石Hf同位素组成,结合太古宙-古元古代变质结晶基底岩系的分布范围,初步限定了辽北地区古老克拉通(华北克拉通)与年轻造山带(白乃庙弧)的边界位置:阜新北约60km-彰武西南部-新民北部-法库南部-铁岭西部-开原东部-清河断裂。

燕辽裂陷槽基底陆壳生长事件——来自长城系碎屑锆石U-Pb年龄和Lu—Hf同位素的启示

华北克拉通大陆地壳生长已有大量研究,但对于被巨厚沉积盖层覆盖的燕辽裂陷槽基底地壳生长的问题前人讨论较少。笔者等以燕辽裂陷槽基底之上的长城系沉积岩为研究对象,统计了燕辽裂陷槽内长城系地层中碎屑锆石年龄频谱和Lu—Hf同位素数据,探讨长城系地层沉积年龄、碎屑锆石沉积源区和地壳生长事件等科学问题。同位素年龄将燕辽裂陷槽长城系沉积年龄约束为1680 Ma,代表着燕辽裂陷槽的开启时间。燕辽裂陷槽长城系碎屑锆石年龄频谱主要显示为2.7~2.5 Ga和2.2~1.9 Ga两个阶段,Hf同位素ε_(Hf)(t)表现为高的正值区间0.1~34.6。通过对比长城系碎屑锆石与华北克拉通结晶基底的U-Pb定年、Lu—Hf同位素ε_(Hf)(t)和T_(DM2)模式年龄数据,推测燕辽裂陷槽长城系沉积物源为燕辽裂陷槽下伏基底。结合碎屑锆石U-Pb定年、ε_(Hf)(t)值和T_(DM2)模式年龄数据,我们认为燕辽裂陷槽下伏基底中元古代前地壳生长有3个峰值,分别为2.7~2.5 Ga,2.2~1.9 Ga和1.7~1.6 Ga。

东准噶尔三塘湖盆地中侏罗统砂岩碎屑锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及对铀成矿的意义

三塘湖盆地汉水泉地区是东准噶尔地区砂岩型铀矿找矿的有利地段,为揭示该地区中侏罗统西山窑组和头屯河组沉积物物源体系,分析地层铀源条件,对西山窑组和头屯河组砂岩开展碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和Hf同位素分析。分析结果显示西山窑组砂岩的碎屑锆石年龄集中于晚古生代,2个样品年龄峰值分别为328 Ma和340 Ma,碎屑锆石ε_(Hf)(t)为8.9~14.7,二阶段模式年龄介于690~415 Ma之间;头屯河组砂岩的碎屑锆石年龄可划分出238~163 Ma、505~259 Ma和1950~744 Ma 3个区间段,碎屑锆石ε_(Hf)(t)为-6.5~12.1,二阶段模式年龄介于1709~575 Ma之间。物源分析表明西山窑组砂岩物源单一,主要来自于研究区西部卡拉麦里—麦钦乌拉和野马泉地区;头屯河组砂岩物源相对复杂,除了有来自于卡拉麦里地区的碎屑物质外,还接受了其他区域的物源供给。二者之间碎屑锆石年龄特征的突变,代表了东准噶尔地区中侏罗世一次剧烈的构造变形事件,物源特征指示汉水泉地区中侏罗统地层铀含量相对有限,铀源是限制该地区砂岩型铀矿成矿的重要因素。

赞皇杂岩翁城地区长城系常州沟组砂岩碎屑锆石U-Pb-Hf同位素研究

常州沟组是华北克拉通太古宙-古元古代变质基底上最早的沉积盖层之一,其碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素特征分析对探讨长城系形成时代、源区特征以及基底演化均具有重要的研究意义。本文对华北克拉通中部赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组底部砂岩样品进行了LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年和LA-MC-ICP-MS碎屑锆石Lu-Hf同位素分析。砂岩样品中碎屑锆石主要年龄峰值约为2 500 Ma,推断其碎屑物质主要来自于华北克拉通新太古代晚期变质基底,而最年轻的碎屑锆石年龄为1 822 Ma,结合赞皇杂岩变质基底普遍经历了1 850~1 800 Ma变质作用以及区域上上覆大红峪组火山岩中1 635 Ma结晶锆石年龄,限定瓮城地区长城系常州沟组沉积时代为1 800~1 635 Ma。砂岩样品中碎屑锆石的εHf(t)值变化于-6.8~+5.2之间,相应的两阶段模式年龄峰值约为2 820 Ma,结合赞皇杂岩已发表的2 900~2 700 Ma岩浆锆石和碎屑锆石Hf同位素结果,进一步表明2 900~2 700 Ma为赞皇杂岩地壳生长最主要的时期。综合太行山中南部地区已发表的长城系常州沟组的沉积学与新的年代学数据,推测赞皇杂岩瓮城地区长城系常州沟组沉积于陆内裂谷盆地。

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。

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。

鄂北耿集-板桥地区新元古代变火山岩系地层归属——来自锆石U-Pb测年、Hf同位素的证据

扬子克拉通北缘、鄂北枣阳市耿集-板桥地区震旦系—奥陶系中相间出露两套变火山岩系,其地层归属存在武当群和花山群的争议且长期缺乏深入研究。耿集-板桥地区野外调查、变火山岩系LA-ICPMS锆石U-Pb测年、Lu-Hf同位素分析结果表明:耿集地区变火山岩系主要为浅灰色、灰白色变酸性含砾晶屑岩屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、玻屑凝灰岩、粉砂岩,与打鼓石群硅质条带叠层石白云岩共生,其中变酸性晶屑凝灰岩锆石年龄为821.7 Ma、ε_(Hf)(t)值为-2.44~9.70,其可能是扬子克拉通前南华纪基底青白口系花山群组成部分;板桥地区变火山岩系主要由灰白色变酸性晶屑岩屑凝灰岩、火山凝灰岩、酸性火山岩、粉砂岩组成,内部发育大量基性侵入岩,其中变酸性火山岩锆石年龄为741.2 Ma,ε_(Hf)(t)值为4.62~9.56,其应归属为南秦岭造山带南华系武当群,可能是印支期逆冲到扬子克拉通盖层上的残块。

新疆乌拉斯台河沉积物碎屑锆石U-Pb和Hf同位素研究及其地质意义

本文利用LA-MC-ICP技术,对乌拉斯台河沉积物碎屑锆石进行了U-Pb定年和Hf同位素组成分析研究。U-Pb测年结果显示,样品中碎屑锆石年龄主要分布在470~390 Ma、380~320 Ma和310~260 Ma。通过与南天山南部河流碎屑锆石U-Pb年龄对比分析,并结合其他相关证据,探讨了古生代中天山南缘的地质演化过程。本文样品中年龄为470~390 Ma的碎屑锆石及南天山南部河流中460~390 Ma的碎屑锆石,揭示了南天山洋在中奥陶—晚泥盆世期间发生的双向俯冲作用。380~320 Ma锆石记录了晚泥盆世—晚石炭世南天山洋北向俯冲到中天山—伊犁地块之下。310~260 Ma的碎屑锆石记录了石炭世晚期南天山洋的闭合和之后发生的同碰撞和碰撞后的岩浆作用。结合Lu-Hf同位素分析结果表明,巴伦台地区古生代期间有大量新生物质逐渐加入到岩浆生成过程中,这可能与南天山洋北向俯冲和该洋盆闭合等过程有关。

扬子板块西缘早中生代“绿豆岩”成因及构造启示:锆石U-Pb年龄、微量元素及Hf同位素约束

为了研究早中生代“绿豆岩”的火山灰来源,及其与古特提斯弧火山活动的时空联系,对滇东北乌蒙山地区两件绿豆岩样品进行了锆石U-Pb年代学及Hf同位素分析。结果显示:嘉陵江组绿豆岩谐和年龄为(250.0±2.8)Ma,εHf(t)值为-18.1~-9.5,二阶模式年龄T_(DM2)为2141~1674 Ma;关岭组底部绿豆岩锆石谐和年龄为(247.0±1.2)Ma,εHf(t)值为-16.4~-7.5,对应的T_(DM2)范围为2050~1559 Ma。两层绿豆岩相似的年代学数据、Hf同位素组成和模式年龄分布,表明两层绿豆岩具有相同的物质来源,均为古—中元古代地壳物质熔融产物。锆石微量元素具有酸性岩浆锆石特征,表明绿豆岩原岩为长英质岩石。通过与区域数据对比,确定“绿豆岩”火山灰来源于三江造山带,且有证据显示在早—中三叠世期间,沿西南三江—宋马—十万大山一带存在一条由古特提斯洋发生俯冲消减形成的岩浆弧,两层绿豆岩都是古特提斯洋俯冲背景下的火山活动记录。结合野外地质特征及项目研究成果,限定古特提斯弧火山作用至少于嘉陵江组绿豆岩形成前(254.9 Ma)启动,至关岭组底部绿豆岩形成时(247.1 Ma)仍在活动。

内蒙古南炮台花岗斑岩成因与构造环境:锆石U-Pb年代学、Hf同位素和全岩元素组成制约

华北板块北缘中段多伦地区记录了强烈的早白垩世早期岩浆作用,构造环境的确立有助于解决其是受控于蒙古—鄂霍次克构造体系还是古太平洋板块俯冲上的争议。本文对多伦地区南炮台花岗斑岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、Hf同位素和全岩元素组成研究。结果显示,花岗斑岩岩浆锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为(136±1)Ma,代表南炮台花岗斑岩形成于早白垩世早期。锆石εHf(t)值变化于-8.1~+1.9之间,Hf同位素地壳模式年龄(TDMC)为1044~1680 Ma。南炮台花岗斑岩属弱过铝质钾玄岩系列,富SiO2(70.53%~72.72%)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=9.09%~9.48%)、贫MgO(0.19%~0.39%)、CaO(0.55%~0.67%)和P2O5(0.19%~0.39%),富集轻稀土元素和大离子亲石元素(K、Cs和Rb)、亏损高场强元素(Nb、Ta和Ti)及Sr、P元素,其(La/Yb)N介于22.10~57.67之间,Eu负异常(δEu=0.38~0.52)。综合地球化学特征,表明南炮台花岗斑岩为板内非造山伸展构造环境下的产物,属A型花岗岩,原始岩浆起源于古老下地壳物质的部分熔融,且存在幔源物质加入。结合区域构造演化,认为多伦地区早白垩世早期岩浆作用与蒙古—鄂霍次克洋闭合后的某个伸展环境有关,指示蒙古—鄂霍次克构造体系向南东的影响范围已波及至华北板块北缘中段内蒙古东南部地区。

太行山麻棚地区高Ba-Sr花岗质侵入岩的地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其地质意义

华北克拉通经历了长期而复杂的地质过程,中生代时期在太行山地区构造岩浆活动强烈,形成了一系列中酸性岩体。麻棚岩体位于太行山北段,侵位于新太古代片麻岩和表壳岩中,由中心向边缘分别出露似斑状二长花岗岩、花岗闪长岩和石英闪长岩。前人已经对麻棚岩体进行过岩石学、岩石化学、岩体成因类型和年代学等多方面的研究,其花岗岩类型仍存有争议。本文对麻棚岩体进行了系统的岩石地球化学、锆石SHRIMP U-Pb同位素年代学分析和Lu-Hf同位素组成研究,进一步探讨了麻棚岩体的地球化学类型、形成时代和岩浆源区性质。岩石地球化学特征表明麻棚岩体具有较高的SiO_(2)、Na_(2)O+K_(2)O、Ba、Sr、LREE含量和K_(2)O/Na_(2)O值,较低的Al_(2)O_(3)、MgO、Rb、Nb、Ta、Th、U、Y、HREE含量和Mg^(#)值,无明显的Eu异常,明显亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,属于高Ba-Sr花岗岩。新获得的3个不同相带岩石的锆石SHRIMP U-Pb同位素206Pb/238U加权平均年龄为129.4±1.4、131.2±2.2和129.5±1.3 Ma,且具有相似主量元素组成及稀土和微量元素分布模式,反映了麻棚岩体为同一期岩浆活动产物。Lu-Hf同位素测试分析数据计算获得麻棚岩体岩浆锆石的εHf(t)值为-27.00~-15.44,二阶段模式年龄t_(DM2)为2 358~1 765 Ma。麻棚岩体是前寒武纪变质基底部分熔融形成的岩浆与幔源岩浆混合作用的结果。

小兴安岭南段翠峦杂岩体成因及构造环境:来自地球化学及锆石Hf同位素的证据

通过对黑龙江省小兴安岭南段中奥陶世翠峦杂岩体的年代学、岩石地球化学、锆石Hf同位素特征的研究,探讨岩体的形成时代、成因、物质来源和构造背景。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得花岗闪长岩和二长花岗岩样品的年龄分别为463±2 Ma和462±2 Ma,时代为中奥陶世。全岩地球化学研究表明,岩石均具有高Si、高K富碱,贫Ti、Mg、Fe、P等特征。大离子亲石元素K、Rb富集,高场强元素Ti、Nb、Ta、P和HREE亏损,具有显著的负Eu异常(δEu=0.38~0.64),以上都显示岩浆的壳源特征。花岗闪长岩锆石的εHf(t)=2.4~3.4,数值集中且均分布于球粒陨石线之上,暗示岩浆源区为新生陆壳物质的部分熔融;地壳模式年龄TDM c=1070~1128 Ma,证实该地区存在中元古代地壳增生事件。本次研究认为,翠峦杂岩体形成于洋陆板块俯冲的构造环境。