新疆若羌县阿确墩地区1∶5万红土岭等四个图幅矿产地质调查工作主要进展及成果

为查明新疆东昆仑地区早古生代铜镍矿和早中生代金矿的成矿规律和成矿背景,采用“找矿发现-规律总结-新区发现”工作技术方法,在新疆若羌县阿确墩地区开展了1∶5万红土岭等四幅矿产地质调查工作,取得的新进展及主要成果为①查明研究区内吐特卡—红土岭一带出露的基性—超基性岩体具有镁铁—超镁铁质岩的特征,是早泥盆世早期裂解环境下亏损地幔与岩石圈地幔共同作用的产物,而非原定的“蛇绿岩残片”;②首次在研究区内的金水口岩群白沙河岩组中新发现退变质榴闪岩,呈透镜状产出于片麻岩中,获得的两组变质年龄与东昆仑已报道的榴辉岩、榴闪岩等高压变质岩石的高压变质年龄(450~430 Ma)和退变质作用时代(420~405 Ma)相接近,暗示了东昆仑早古生代存在规模巨大(大于1000 km)的高压变质岩带,对探讨东昆仑造山带早古生代构造演化具有重要意义;③通过1∶5万化探综合异常查证,新发现金、铜镍等6处矿(化)点,其中以玉古萨依铜镍矿化点和豹子沟金矿点最具找矿潜力;④在系统总结研究区含矿层位、成矿地质背景、成矿时代及成矿规律的基础上,划分了2个成矿远景区,圈定2个找矿靶区,并对优势矿产资源潜力进行了初步分析。

东天山黄山西角闪辉长岩成因及其地质意义:来自锆石U-Pb年代学及地球化学的证据

东天山觉罗塔格构造带广泛分布石炭纪—二叠纪岩浆岩,前人对其形成构造背景进行了大量研究,但仍存在较大争议。笔者对1∶5万区域地质调查新圈定的角闪辉长岩体开展了岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代学研究。岩石地球化学分析结果显示,角闪辉长岩SiO_(2)含量为48.72%~53.09%,Al_(2)O_(3)含量为16.75%~19.48%,MgO含量为5.67%~7.87%,Mg^(#)值介于53.83~66.85,里特曼指数σ为2.37~2.95,属于钙碱性岩石系列特征。稀土元素配分呈比较平坦的右倾型,LREE/HREE=4.78~5.69,δEu介于0.95~0.98,(La/Yb)_(N)=4.66~5.80。Rb、Ba、Th、U、K、Sr等大离子亲石元素(LILE)明显富集,高场强元素Ta、Nb亏损。根据上述特征,认为角闪辉长岩岩浆源区受俯冲带流体交代作用影响。对比区域石炭纪—二叠纪岩浆作用,本次获得角闪辉长岩的锆石年龄(319.8±2.6)Ma与区域上晚石炭世早期的岩浆活动相对应,形成于北天山洋闭合后的板内伸展构造环境。

商丹俯冲增生带南缘土地沟–池沟地区侵入岩形成时代及地质意义

位于商丹俯冲增生带南缘山阳–柞水地区的侵入岩类在形成时代主要集中在新元古代(885~621 Ma)和中晚三叠—早白垩世(233~132 Ma)2个阶段,且后者多为秦岭造山带印支期—燕山期造山活动的产物。该构造带内土地沟至池沟地区出露有部分与成矿作用有关的小岩体,锆石LA–ICP MS U–Pb同位素测年结果表明其形成时代为144.4~158.8 Ma,属于晚侏罗世—早白垩世侵入岩类。岩石地球化学特征显示出富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,高Sr、低Y的特征。结合区域岩浆岩演化研究,可以认为土地沟–池沟地区晚侏罗—早白垩世侵入岩类的形成可能与西太平洋活动应力作用以及区内的北西向构造系统约束具有密切关联。受此影响,以中南秦岭地区在后碰撞–后造山阶段拆沉和幔源物质上涌作用下,地壳物质发生重熔从而在山阳–柞水一带形成一系列中酸性侵入岩类。

北山造山带南部芦草沟地区早三叠世酸性脉岩成因

位于中亚造山带南缘的北山造山带芦草沟地区发育多条酸性岩脉,对其开展系统的岩石学、岩石地球化学和锆石UPb年代学研究,对再造区域地质演化具有重要意义。研究结果显示,芦草沟地区酸性脉岩的U-Pb年龄为（248.8±1.8）Ma,即早三叠世;具有高Si低Mg的地球化学特征;富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P,Eu异常不明显;具低的Y、Yb含量,高的Sr/Y、La/Yb值和较低的Na_2O/K_2O值,与中国东部燕山期类埃达克岩的地球化学特征相似。岩石成因研究显示其具较低的MgO、Cr、Ni含量,并强烈亏损Nb、Ta,其残留相可能由辉石＋石榴子石＋金红石±角闪石组成,是在后碰撞背景下加厚下地壳部分熔融的产物。

全吉地块前寒武纪地层学研究进展

青藏高原北部全吉地块的全吉群和小高炉群记录了“新元古代冰期事件”、“超大陆循环”和“大不整合事件”等一系列意义重大的地质事件,并以此作为探索全吉地块前寒武纪地质演化史的重要窗口。近年来,关于全吉地块的前寒武纪生物地层学、年代地层学和事件地层学研究取得了一系列重要进展:(1)在全吉地块发现的埃迪卡拉型宏体生物化石以及共生的管状动物化石,为探索现代型海洋生态系统起源提供了新的视角,同时将小高炉群的时代上限进一步限定为埃迪卡拉纪晚期(551~543 Ma)。(2)全吉地块缺失寒武系纽芬兰统,其埃迪卡拉纪—寒武纪界限的地层缺失大致为25~50 Ma,与华北克拉通西缘-西南缘的“大不整合事件”尺度具有相似性。(3)全吉群红藻山组与上覆地层小高炉群黑土坡组之间存在一个较大的不整合,年代地层学研究显示红藻山组的形成时代为古元古代末期(1640~1646 Ma),而不是之前认为的埃迪卡拉纪(635~539 Ma)。(4)全吉地块仅存在一期新元古代冰碛岩,即埃迪卡拉纪红铁沟组冰碛岩,其与华北克拉通西缘-西南缘分布的罗圈组和正目观组冰碛岩时代大致相当。(5)全吉地块与华北克拉通在埃迪卡拉纪—寒武纪过渡时期具有相似的构造-沉积演化史,二者在埃迪卡拉纪末期同处于中高纬度,而不是之前认为的低纬度地区。

东天山康古尔构造带红丘陵段主期构造变形温度及时代约束——来自石英EBSD组构的证据

康古尔构造带位于东天山觉罗塔格造山带北部,是构建中亚造山带晚古生代增生造山过程的关键。系统建立康古尔构造带的变形样式和变形条件,对进一步理解其构造背景和动力学机制具有重要意义。本文基于康古尔构造带红丘陵段构造解析、糜棱岩显微构造和石英c轴组构分析,厘定出2期构造变形:D1期为南北向挤压韧性剪切,变形温度为500~650℃;D2期为右行剪切,变形温度小于350℃。综合已有区域构造热年代学数据分析认为,D1期变形时间为294~280 Ma,形成于康古尔有限洋盆闭合后的中天山地块与吐哈地块南北向碰撞挤压过程,D2期右行剪切发生于276~242 Ma的后碰撞陆内缩短环境。本研究可为康古尔构造带晚古生代构造演化过程提供重要支撑。

祁连山-柴北缘地区岩浆活动的时空分布、成因演变及构造岩浆演化

祁连山及邻区广泛出露有形成于不同时代、具有复杂成因类型的侵入岩类,它们记录了祁连山、柴北缘和宗务隆构造带多阶段、多期次的构造岩浆事件。根据侵入岩的空间展布情况、年代学时空格架和岩石成因类型,祁连山-柴北缘地区的侵入岩浆活动主要可分为3个阶段:前寒武纪(2.47 Ga~561 Ma)、早古生代—泥盆纪(517~360 Ma)、中晚二叠世—三叠纪(271~210Ma)。(1)前寒武纪花岗岩(2470~561 Ma)的形成记录了区内古老大陆的聚合、离散过程及北祁连洋的开启。(2)自前寒武纪末期洋盆打开以来,祁连山和柴北缘地区在517~359 Ma形成有大量的侵入岩类,祁连山、柴北缘和宗务隆地区自中泥盆世以来开始明显的显示出相对独立的构造-岩浆演化过程。其中,自517 Ma以后,祁连山地区形成有俯冲成因地球化学特征的花岗岩、埃达克质岩石和碱性花岗类,与区内同期火山岩一同构成弧盆系的火山-侵入岩组合;中南祁连在奥陶纪(452~444 Ma)和早志留世初(431 Ma)广泛形成的强过铝质S型碰撞成因花岗岩与晚奥陶世出现的磨拉石沉积建造,表明了祁连山碰撞造山事件发生于晚奥陶世—早泥盆世(452~431Ma)阶段;柴北缘地区可能于463 Ma左右已经开始进入碰撞-后碰撞造山阶段,略早于祁连山地区。440~425 Ma阶段,大量高Mg中性侵入岩和具有正εNd(t)、εHf(t)值同位素特征的埃达克质岩类,与430~420 Ma阶段的A型花岗岩,共同代表了中-南祁连后碰撞造山伸展作用。至泥盆纪,祁连山和柴北缘地区岩浆作用显示相对独立的构造演化进程。祁连地区该阶段侵入岩浆活动开始急剧减弱,北祁连少量形成于409~402 Ma阶段的A型花岗岩、中南祁连386 Ma的辉绿岩岩墙和老君山组山间磨拉石的出现,为祁连山在中泥盆世开始由后碰撞造山转为陆内伸展作用的地质记录;柴北缘地区在402~367 Ma折返及后续造山过程中发育有高Sr、低Y型花岗岩,且几乎同期形成有少量板块拆离成因的A型花岗岩(413~391 Ma)。晚泥盆世牦牛山组陆相砾岩-裂谷系火山岩建造,及早—中泥盆世至晚二叠世宗务隆山南缘-隆务峡、兴海-赛什塘-苦海等地断续出露的镁铁、超镁铁质岩石,可能与相对广泛的陆内裂解事件及宗务隆洋的形成、演化有关。(3)中晚二叠世—三叠纪(271~210 Ma),祁连山全区花岗岩浆活动仍较为微弱,但宗务隆构造带在中生代构成一期显著而特有的岩浆活动期。晚二叠世—早三叠世花岗岩形成于宗务隆洋向南的俯冲环境,240~220 Ma阶段的花岗岩与西秦岭地区碰撞-后碰撞成因花岗岩显示有相似的地球化学特征。至215 Ma,宗务隆地区A型花岗岩的发现标志了宗务隆构造带及邻区已全部进入了陆内造山阶段,整个秦-祁整个地区主造山期已经结束。三叠纪以后(<201 Ma),祁连山和柴北缘地区几乎无侵入岩浆活动。

东昆仑西段阿确墩地区白沙河岩组锆石U-Pb年龄——对前寒武纪基底演化的约束

对东昆仑西段阿确墩地区金水口岩群白沙河岩组片麻岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。结果显示,片麻岩中锆石的年龄范围为2400~410 Ma,峰值范围为1650~1400 Ma,其中存在少量新元古代(1.0~0.9 Ga)和早古生代(410M a)的变质锆石,从而限定了原岩的最早沉积时代,为中元古代末期,指示片麻岩先后经历了新元古代和早古生代变质作用。片麻岩锆石含有大量早古生代变质的信息,考虑到片麻岩中的榴辉岩形成于早古生代(450~410 Ma),推测该地区片麻岩也经历了早古生代榴辉岩相变质作用,片麻岩与榴辉岩为原地关系。结合区域研究资料,表明东昆仑早古生代可能存在1条上千千米的高压变质岩带,可能为俯冲折返后的产物。

东昆仑西段新疆阿确墩地区豹子沟金矿的发现及其找矿意义

东昆仑造山带位于中央造山系中西部,金矿资源丰富,是中国重要成矿带之一。然而,由于自然条件恶劣,在新疆和青海接壤的东昆仑地带仍然存在较大的找矿薄弱区,金矿找矿工作一直未取得重大突破。本次在东昆仑西段新疆阿确墩地区开展矿产地质调查中,通过1∶5万水系沉积物测量异常查证、1∶1万地质草测,在豹子沟一带新发现金矿化蚀变带2条,地表出露规模较大,Au品位较高,具有良好的金矿找矿前景。豹子沟金矿的发现,对促进新疆东昆仑西段的金矿找矿工作具有重要意义。

锡的地球化学性质与华南晚白垩世锡矿成因

锡在地质过程中表现出亲氧、亲硫和亲铁三重特性。在地幔岩浆过程中,锡是一种中等不相容的金属元素。锡成矿主要与酸性岩浆活动有关,其地球化学性质决定了其成矿主要受源区性质、氧逸度以及挥发分含量、岩浆结晶分异等因素控制。高度结晶分异可使锡在岩浆中进一步富集,是锡成矿相关花岗岩的普遍特征;锡为变价元素,岩浆体系氧逸度影响源区中锡的迁移能力和分离结晶过程中锡的元素行为,还原性岩浆体系有利于锡富集成矿。富含F、Cl和B等挥发组分对锡元素的迁移和富集起积极的作用。全球锡矿床分布与俯冲带关系密切,特提斯和环太平洋构造域是主要蕴藏区。重要的锡成矿事件表现出区域性和阶段性的特征。结合锡的地球化学特性以及锡矿分布特征,我们认为最有利锡成矿的动力学机制是俯冲板片后撤机制。俯冲板片后撤引发深部软流圈地幔上涌,导致强烈的壳幔相互作用,形成低氧逸度、富F、Cl和B等花岗岩,有利于锡成矿。对于华南晚白垩世锡成矿事件,新特提斯洋俯冲板片发生后撤是其成矿地球动力学背景。

柴北缘西段小赛什腾山黑云母二长花岗岩和石英闪长岩岩石成因及其动力学背景:锆石U-Pb年代学、地球化学和Hf同位素约束

位于柴北缘西段的小赛什腾山分布大量海西晚期中酸性岩浆岩,其形成时代和成因类型对揭露区域构造演化具有十分重要的意义。本研究以小赛什腾山二叠纪黑云母二长花岗岩和石英闪长岩作为研究对象,对其进行岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及Lu-Hf同位素研究。结果表明,黑云母二长花岗岩和石英闪长岩的成岩年龄分别为272±3 Ma和273±2 Ma,指示两者均形成于早—中二叠世。地球化学结果显示,黑云母二长花岗岩属弱过铝质钾玄岩系列I型花岗岩,石英闪长岩为准铝质钙碱性系列I型花岗岩,两者均不同程度富集大离子亲石元素Rb、Th、K等,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具有典型的弧岩浆地球化学特征。锆石Lu-Hf同位素表明黑云母二长花岗岩具正的εHf(t)值(2.04~8.16)和较年轻的二阶段Hf模式年龄(t_(DM2)=0.77~1.16 Ga)。结合前人研究成果,认为小赛什腾山早—中二叠世黑云母二长花岗岩和石英闪长岩均为宗务隆洋俯冲消减的产物,石英闪长岩为玄武质洋壳板片发生部分熔融产生的熔体遭受地幔橄榄岩混染而成,而黑云母二长花岗岩为洋壳熔融产生的岩浆底侵加热由新生地壳和古老基底地壳构成的混合地壳,在角闪岩相条件下部分熔融形成。

华北克拉通南缘古元古代晚期汝阳群微体化石及其古环境意义:来自微细构造和生物标志化合物的证据

华北克拉通南缘古元古代晚期汝阳群白草坪组页岩中产出大量的具刺和细网状纹饰的球形疑源类,其中以Shuiyousphaeridium macroreticulatum与Dictyosphaera macroreticulata化石标本最具代表性.利用扫描电子显微镜结合光学生物显微镜对其膜壳微细构造进行观察,结果显示:膜壳表面的刺饰形态具有多样性分叉;其膜壳壁可能是由多边形网脊及膜层构成,而不是由多角形板片及膜层构成.同时通过对比研究,认为两种最具代表性的特征分子可能是同一生物不同阶段的产物.此外,通过对赋存微体化石页岩进行生物标志化合物分析,检测到的姥鲛烷/植烷比(Pr/Ph)大于1、伽马蜡烷丰度中等及生物标志化合物(C_(30)藿烷、C_(27)甾烷和三环萜烷),结合前人关于汝阳群沉积环境的研究,不仅指示了汝阳群微体化石群沉积古环境应为正常的海洋环境——滨海-浅海相,也指示了元古代真核生物已经存在,为重建微体化石群和探讨早期生命演化提供了重要的理论依据.