Zircon LA-ICP-MS U-Pb Age and Island-Arc Origin of the Bayanhua Gabbro in the Hegenshan Suture Zone, Inner Mongolia

Objective The Bayanhua Nb-enriched gabbro is newly discovered in the Diyanmiao-Meilaotewula SSZ-type ophiolitic m61ange belt of the Hegenshan suture zone, Inner Mongolia. Nb-enriched arc gabbros are usually believed to result from partial melting of the mantle wedge peridotites metasomatized by slab melts derived from the subducting oceanic slab, which represent arc magmatic markers of the oceanic subduction zone. However, whether the Hegenshan ocean basin of the Paleo-Asian Ocean was in its subduction stage in the Early Permian requires further study for a final conclusion, and what is the evolution process of the oceanic subduction and lithospheric mantle of the Hegenshan suture zone remains speculative for the lack of further definitely petrological and chronological evidence and constraints. Therefore, this study carried out zircon LA-ICP-MS U-Pb geochronology and geochemistry on the Bayanhua Nb-enriched gabbro to discuss its origin, in order to provide new evidence for the tectonic evolution of the Hegenshan suture zone of the eastern Central Asian Orogenic Belt.

西藏羌塘地体南部多龙增生杂岩早三叠世辉长岩的发现及其地质意义

西藏多龙矿集区是班公湖-怒江缝合带北缘在增生楔基础上发育的超大型岛弧斑岩铜金矿床。对多龙增生杂岩中的辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及主量、微量元素分析和Sr-Nd同位素组成研究,获得了多龙增生杂岩中辉长岩的成岩时代。由LA-ICP-MS测得的辉长岩锆石^(206)Pb/^(238)U年龄为246.0±1.4Ma,代表了岩浆的结晶年龄。辉长岩以低钛、富钠、富镁、贫钾、富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Ba、U、La、Sr)、亏损高场强元素Nb和Ta为特征,具有与岛弧玄武岩相似的主量和微量元素组成,相对于原始地幔具高Sr、低Nd的同位素组成和古老的Nd同位素二阶段模式年龄(T_(DM2)=0.54~0.99Ga),属于增生楔基础上发育的板内岛弧辉长岩。由此认为,多龙矿集区早三叠世末岩浆活动很可能是班公湖-怒江洋向北俯冲诱发洋壳物质与岩石圈地幔物质相互作用的结果。该发现和认识为班公湖-怒江洋早三叠世向北俯冲,提供了重要的岩浆作用证据。

东昆仑东段阿拉思木辉长岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及洋盆闭合时限界定

东昆仑东段广泛分布晚古生代的中酸性花岗岩,基性岩浆岩记录较少。本文选择位于东昆仑北弧岩浆岩带南缘的阿拉思木基性岩进行研究,为东昆仑东段晚古生代岩浆演化研究提供新的依据。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得阿拉思木基性岩形成年龄为(241±1)Ma,为中三叠世岩浆活动的产物。岩石地球化学特征显示岩石具有低Ti O2(0.17%~0.37%,平均值0.25%)和较高的Mg#值(72.94~77.32,平均值为74.95)及Al2O3值(13.08~23.20%,平均值18.9%),富集大离子亲石元素(LILE:Sr、Rb、Ba),明显亏损高场强元素(HFSE:Nb、Ta、Zr、Hf)。Harker图解表明,Mg O与Fe2O3T、Ti O2、Ni、Co呈明显的正相关,暗示阿拉思木基性岩浆在形成过程中有一定程度的橄榄石、钛铁氧化物的分离结晶。阿拉思木辉长岩具有岛弧玄武岩的地球化学特征,并且其结晶年龄明显早于东昆仑碰撞及后碰撞构造岩浆时限。综合区域地质资料认为,阿拉思木辉长岩可能代表了东昆仑地区中三叠世洋壳俯冲的最晚期岩浆记录,进而确定东昆仑古特提斯洋俯冲结束碰撞开始的时间可能为中三叠世。

东昆仑东段清水泉辉长岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

清水泉辉长岩体位于东昆仑中缝合带清水泉蛇绿岩北侧,主要岩性为角闪辉长岩。该岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为452.1±5Ma,形成时代为晚奥陶世。辉长岩体样品SiO_2含量为43.89%~45.99%,Na_2O含量为1.30%~2.32%,K_2O含量为0.68%~1.39%,P_2O_5含量为0.26%~0.40%,TiO_2含量较低,为0.74%~0.95%,MgO含量为5.72%~6.54%,Mg~#值较低,为53~54。岩石地球化学特征显示,该岩体属于拉斑玄武岩系列,稀土元素表现出轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特点,微量元素以富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba等,尤其以Ba的正异常最为突出）、亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti、Zr、Hf）为特征。微量元素构造判别显示,其形成于活动陆缘岛弧构造环境。结合区域地质资料研究表明,清水泉辉长岩体可能形成于以清水泉蛇绿岩为代表的东昆仑中弧后有限洋盆向北俯冲的初始阶段。

三类构造背景辉长岩单斜辉石主量元素和微量元素的数据分析研究

判别岩浆岩产出的构造环境已经成为岩石学、地球化学及其地球动力学研究的重要内容。作为岩浆岩中的一种喷出岩,玄武岩被视为判别构造环境的最佳成员。对其中单斜辉石的研究,由于其数据本身的利用程度有限而效果欠佳。理论上,不同构造环境的辉长岩也会存在一定差异。为此,利用机器学习算法研究全球新生代辉长岩的单斜辉石势在必行。本文主要针对岛弧(IAB)、洋岛(OIB)及大洋中脊(MORB)3种构造背景辉长岩的单斜辉石进行特征筛选和数据分类。从GEOROC数据库中,经数据收集与清洗,我们分别获得岛弧辉长岩单斜辉石数据385条,洋岛辉长岩单斜辉石数据756条,大洋中脊辉长岩单斜辉石数据5 500条。其中绝大部分为主量元素数据,其余为微量元素数据。在特征提取部分,我们选用卡方检验判断特征独立性,F检验估计两个随机变量之间的线性依赖程度,互信息法捕获其他种类的统计相关性。3种检验方法互相印证,得出了统计学可靠的重要分类特征。在数据分类过程中,本文对比了K-近邻、决策树和支持向量机3种主流机器学习分类算法在辉长岩数据上的表现。研究表明,对于上述3种构造背景,Al2O3、TiO2为最有区分度的辉长岩单斜辉石主量元素成分,Sr为最有区分度的微量元素成分。另外,对于3种构造背景的辉长岩单斜辉石主量元素和微量元素数据,机器学习模型分类准确率均达94%。

塔里木西部奥依塔克辉长岩地球化学、锆石U-Pb年龄及其地质意义

奥依塔克辉长岩出露于塔里木盆地西部,位于塔里木地块与北昆仑地体之间的奥依塔克韧性剪切带上,侵入于奥依塔克斜长花岗岩和英云闪长岩内。本研究对辉长岩进行了岩相学分析、全岩主微量分析、锆石微量元素分析和锆石U-Pb定年测试。研究结果显示,辉长岩的SiO_(2)含量为49.6%~51.3%,K_(2)O含量为0.16%~0.41%, Na_(2)O含量为2.58%~3.30%,为拉斑系列的辉长岩, Mg#值为66~68。辉长岩的REE球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,Eu正异常。奥依塔克辉长岩富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,微量元素N-MORB标准化图解中Nb负异常。锆石U-Pb年代学研究表明,辉长岩的侵位年龄为206.5±3.2Ma。在Th-Hf-Ta构造图解中和U/Yb-Nb/Yb构造判定图解中,奥依塔克辉长岩都落入岛弧构造环境。地球化学特征表明奥依塔克辉长岩可能形成于大洋俯冲的背景,岩浆来源可能为地幔物质和俯冲板片混合作用的熔体。奥依塔克辉长岩可能形成于古特提斯洋洋壳的向北俯冲到西昆仑地区206Ma可能依然存在着古特提斯洋的洋壳俯冲,北昆仑地体与塔里木地块尚未完全碰撞。

大兴安岭南段朝克乌拉地区晚侏罗世—早白垩世辉长岩年代学和地球化学研究

基于内蒙古朝克乌拉地区开展的1∶5万区域地质调查工作,发现一期以辉长岩为主的基性岩浆活动。研究表明:朝克乌拉地区辉长岩锆石U-Pb年龄为142.6±0.5 Ma、145.1±2.1 Ma,显示岩石为晚侏罗世—早白垩世产物。辉长岩为拉斑系列岩石,具有低硅、低钛、贫碱且高钠低钾特点,分异作用极弱,Eu异常不明显,微量元素Ba、Ta、Sr、Hf富集,Rb、Th、Nb、P亏损。辉长岩岩石地球化学显示其岩浆源区为亏损尖晶石二辉橄榄岩地幔发生30%以上的部分熔融形成,存在流体影响的地球化学特征。岩浆在演化过程中存在一定程度的分离结晶作用,地壳混染作用极其微弱。通过与贺根山蛇绿岩配套岩系的类比,结合研究区古生代至中生代构造背景和贺根山缝合带壳幔电性结构全面分析,推断晚侏罗世—早白垩世辉长岩具有的岛弧印记特征为贺根山洋发育时期古岛弧环境的反映,辉长岩只是伸展背景下幔源岩浆沿深大断裂上涌作用的产物。

冈底斯南缘唐加地区早侏罗世辉长岩成因及其构造意义

冈底斯南缘发育的早侏罗世岩浆岩对于讨论新特提斯洋早期的俯冲消减演化具有重要约束意义。在详尽地野外地质调查工作基础上,本次研究对唐加地区辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、全岩地球化学组成的研究。结果表明,唐加辉长岩形成于早侏罗世(183.9±0.9 Ma);样品w(SiO2)(46.77%~48.48%)较低,较高的w(MgO)含量(平均为7.71%),Mg#为42.0~67.6。此外,轻稀土元素富集[(La/Yb)N=4.33~12.02],具有略右倾的配分模式和弱的Eu异常(δEu=0.69~0.79);富集大离子亲石元素,亏损高场强元素(Nb, Ta, Zr, Hf, Ti)。综合区域数据全面分析,认为唐加早侏罗世辉长岩可能为新特提斯洋北向俯冲消减的背景下典型的岛弧岩石,是俯冲流体交代地幔楔部分熔融的产物。