西藏雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩中锆石U-Pb定年及地质意义

西藏东波蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,由地幔橄榄岩、辉石岩和辉长岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩。地幔橄榄岩中有少量辉石岩和辉长岩的脉岩,宽约1m,走向北西与岩体的构造线方向基本一致。辉石岩由90%透辉石(Wo=48、En=46、Fs=6),少量的斜顽辉石(Wo=2、En=82、Fs=16),5%的斜长石(An=90)和透闪石组成。辉长岩主要由透辉石(Wo=47、En=36、Fs=17)、斜长石(An=47)及少量的镁角闪石组成,岩石成分以低K2O和P2O5含量(均<0.1%)和亏损的LREE模式为特征,显示N-MORB岩石的特征。经LA-ICP-MS锆石U-Pb原位微区测定,获得辉石岩和辉长岩的年龄分别为130±0.5Ma、128±1.1Ma。首次给出了东波蛇绿岩年龄,代表了东波地区新特提斯洋海底扩张的时代。

前寒武纪重大地质事件

本文概括性地阐述我国前寒武纪冥古宙、太古宙、元古宙三大地史阶段的重大地质事件,粗略勾绘前寒武纪地球演化的轨迹,期望了解我国与全球变化的异同,进一步突出我国前寒武纪三大地史阶段中新太古代超级地质事件及元古宙时期中国大陆块体对哥伦比亚及罗迪尼亚两个超大陆形成与破裂的地质响应。冥古宙是地球最早期的地史阶段,从太阳系形成的4 567Ma至地球上最老的4 030Ma的Acasta片麻杂岩。碎屑锆石保存最好的地点是西澳的Mt.Narryer和Jack Hills。目前在中国大陆至少有7个地点发现具有罕见的约4.0Ga的碎屑锆石,这些地点并不位于克拉通区,而是赋存于造山系新元古代至古生代以碎屑岩为主的地层中。太古宙（4 030～2 420Ma）定义为从最古老的岩石出现（4 030Ma Acasta片麻岩）至冰碛层首次广泛分布的寒冷期之间的一段地史。最古老的岩石为英云闪长片麻岩,构成加拿大西北斯拉夫克拉通4.03～3.94Ga Acasta片麻岩的一部分。西南格陵兰Isua带保存全球有最老的表壳岩,形成于3 810 Ma。太古宙最重大的地质事件莫过于2 780～2 420 Ma时期的新太古代超级事件。值得指出的是华北克拉通最古老、也是中国最古老的岩石出露在中国辽宁鞍山地区,约3.80Ga英云闪长岩-奧长花岗质片麻岩和3.30Ga的表壳岩已被识别。华北克拉通太古宙有与世界各地太古宙相似的演化历史和特点,包括花岗岩-绿岩带及高级变质片麻岩带、广泛的英云闪长岩-奧长花岗岩-花岗闪长岩（TTG）片麻岩、古陆壳的出露（略老于3.8Ga）、广泛分布的BIF等。我国太古宙花岗岩-绿岩带虽然在华北克拉通分布较广,但与南非、格陵兰、加拿大、西澳等地经典的花岗岩-绿岩带相比,时代偏新,仅以新太古代为主,规模偏小,缺少大面积分布的科马提岩,且变质程度偏高,主要为角闪岩相-麻粒岩相变质。演化到元古宙（2 420～541 Ma）,则进入成熟的、较冷的、刚性程度较高的地球,以现代样式板块构造、超大陆旋回和更复杂的疑源类（eukaryotic）生命的发育为特征。这种变化大致出现在2 420 Ma左右,与哈默斯利型BIF的消失及地史中首次广泛出现的冰川沉积物年代相近。古元古代早期十分重要的＂休伦冰川事件＂、指示大氧化事件的古老红层在我国尚未被发现,与Lomagundi-Jatuli（LJE）δ13 C的同位素漂移有关的关门山组古元古代沉积地层的同位素年代学依据不足;古元古代磷矿和具有巨大石油潜力的2.01Ga Shunga事件也未能鉴别。但中国最大特色是发育了与哥伦比亚和罗迪尼亚超大陆汇聚与裂解有关的良好地质记录,特别是华北克拉通保存了古元古代与哥伦比亚超大陆汇聚有关的超高温、高压麻粒岩等变质及岩浆事件,1 780 Ma以后的中元古代又保存了与哥伦比亚超大陆裂解有关的裂谷沉积及岩浆活动;而在扬子和塔里木陆块区则保存了与新元古代早期与罗迪尼亚超大陆汇聚有关的蛇绿岩、混杂岩、洋内弧、俯冲增生杂岩及大陆边缘弧,在约800 Ma以后则发育了与罗迪尼亚超大陆裂解有关的沉积及岩浆活动的地质记录,为中国和全球地质学者研究这一时期地球系统变化和成矿作用提供了客观的野外实验室和良好的范例。

胶东昌邑地区新太古代石英岩的锆石U-Pb年代学和Hf同位素特征及其地质意义

基底古老地层的研究可以为探索地球早期陆壳形成与演化历史提供重要支持,胶东地区是华北克拉通变质基底重要的出露区之一,在胶北地体的西缘有一套高成熟度的古老石英岩-山阳村石英岩,前人将其划归古元古代粉子山群的小宋组,但缺乏明确的年代学限定。本文对山阳村石英岩的碎屑锆石进行U-Pb年代学和Hf同位素分析,获得年龄谱的最大峰值为2501±16Ma,且是最小峰值年龄。与古元古的粉子山群和中元古的芝罘群的碎屑锆石年龄谱均不同。综合年龄谱特征、野外产状以及岩石组合,本文认为山阳村石英岩是新太古代的岩石建造,建议为其单独建立新太古代岩石地层单位。结合本次研究及前人工作本文认为应将原粉子山群小宋组划到太古代归属胶东岩群。山阳村石英岩中,~2.5Ga锆石Hf同位素εHf(t)>0且从下方靠近亏损地幔演化线并在~2.7Ga地壳演化线附近分布,显示其原岩来自~2.7Ga新生地壳的重熔;ca.2.7~3.0Ga的锆石Hf同位素εHf(t)>0且在~3.1Ga地壳演化线附近,意味着其母岩的源区为~3.1Ga的新生地壳,且在ca.2.7~3.0Ga发生了持续的地壳再熔融;>3.0Ga碎屑锆石的Hf同位素εHf(t)<0,源区岩石形成于更古老陆壳物质的再循环。已知的胶北地块>3.0Ga锆石的Hf同位素特征暗示华北克拉通在4.1Ga前就存在地壳,而且在~4.1Ga发生了重熔。

沉积盆地油气与砂岩型铀矿成矿关系研究

国内外许多砂岩型铀矿产于含油气盆地,油气参与砂岩型铀成矿作用越来越受到人们的重视;沉积盆地控制着油气田和砂岩型铀矿床的分布,多数盆地总体形成内部油气-边部铀矿、下部油气-上部铀矿的分布规律。文章认为油气藏与砂岩铀矿床相互联系的储集层系统及盆地有机/无机成因流体是两者同盆共存的物质基础,吸附作用和还原作用是油气参与砂岩型铀矿成矿的两种主要作用方式,重力流驱动的含铀流体与油气成藏过程中油气扩散形成的烃类流体相互混合是铀成矿作用的主要动力学机制,构造则是两种流体联系的纽带;油气与铀矿相互共生、相互作用,为"以铀找油"和"以油找铀"提供了基础。根据油气与铀的成因联系,结合石油勘探开发资料,提出利用油气田资料"二次开发"寻找砂岩型铀矿的思路和方法。利用油气田资料来寻找砂岩型铀矿,可节约大量勘探资金,提高油气田经济效益,经济价值高。

秦岭造山带早古生代蛇绿岩的多阶段演化:从岛弧到弧间盆地

秦岭商-丹缝合带是分隔北秦岭早古生代造山带和南秦岭晚古生代造山带的地质界线,其中的丹凤蛇绿岩被认为代表了秦岭地区早古生代的洋壳残片。迄今,前人已经提出多种模式来解释丹凤蛇绿岩成因和构造背景(如:岛弧、洋岛和成熟的大洋等)。然而,这些单一的构造演化模式却很难解释两个基本事实:(1)不同类型镁铁质岩(如N-MORB、E-MORB和IAT等)的穿时性分布;(2)几乎所有的早古生代镁铁质岩都显示出多种构造环境的叠加。对陕西太白鹦鸽嘴地区一条具有较完整层序的蛇绿岩剖面研究发现,剖面中存在HTI型(TiO2:1.21%～1.56%)和LTI(TiO2:0.09%～0.35%)两种类型的镁铁质岩(包括玄武岩和辉长岩),HTI型镁铁质岩具有LREE亏损,没有Nb、Ta负异常等的E-MORB特征;LTI具有LREE富集,Nb、Ta负异常的IAT特征。地球化学显示二者的源区均为北秦岭岩石圈地幔楔。本文获得鹦哥嘴蛇绿岩两个LTI型辉长岩锆石U-Pb年龄分别为523.8±1.3Ma和474.3±1.4Ma。认为秦岭早古生代蛇绿岩应是SSZ环境下多阶段演化的结果:第一阶段:约524Ma,秦岭洋盆向北俯冲开始。俯冲板片的脱水作用使熔融温度降低,形成的流体交代地幔楔,在北秦岭南缘产生了一个不成熟的岛弧;第二阶段:先存岛弧裂开阶段,约524～474Ma。秦岭洋壳的持续俯冲,在先形成的岛弧上拉张出了弧间盆地,形成了主要由轻稀土亏损、高Ti拉斑玄武岩和辉长岩组成的E-MORB型岩石组合;第三阶段:弧前盆地闭合阶段,474Ma之后。在这个阶段新生的弧间盆地闭合,俯冲洋壳携带的深海沉积物与北秦岭岩石圈地幔楔相互作用形成了北秦岭李子园的玻安岩。秦岭早古生代蛇绿岩的多阶段成因是典型特提斯构造域演化特征在秦岭地区的重现。

东胜地区直罗组含铀砂岩中方解石的碳氧同位素组成及铀成矿意义

方解石是东胜地区直罗组含铀砂岩中重要的胶结物类型,同时碳酸盐化与铀成矿作用关系密切。通过方解石胶结物岩石学、矿物学、碳氧同位素分析,研究了含铀砂岩中方解石碳氧同位素组成、沉淀机制及铀成矿意义。研究表明,东胜地区砂岩类型为长石岩屑砂岩、岩屑砂岩和石英砂岩,粘土矿物主要由蒙皂石、伊利石、高岭石和绿泥石组成,方解石类型以含铁矿方解石为主,其次为铁方解石。方解石δ^(13)C_(PDB)为-15.7‰^-1.6‰,平均-9.08‰,δ^(18)O_(PDB)为-15.6‰^-10‰,平均-12.4‰,显示其形成与有机酸脱羧作用有关,碳来源为有机碳。碳氧同位素分析数据计算表明,与方解石平衡的水相氧同位素组成变化范围较宽,为-7.66%-9.71‰,推测较轻的同位素组成具有封存大气降水的特征,而较重同位素组成则反映成岩成矿过程中深部富含油气低温热流体的加入。综合分析认为,东胜地区直罗组砂岩中方解石是地表水和深部油气共同作用的结果:早期有机酸促使长石类骨架颗粒溶蚀,形成石英颗粒次生加大边,并伴随着自生高岭石沉淀;后期随着大量烃类注入砂岩中,成岩成矿环境由酸性向碱性转变,还原性增强,介质水中的CO_2与Ca^(2+)圾Fe^(2+)结合形成含铁为特征的方解石,沉淀在原生粒间孔和各类次生溶蚀孔隙中。整个过程都伴随有铀元素运移和沉淀,暗示东胜铀矿床是地表水和深部油气混合作用形成的。