东天山黄山-镜儿泉地区二叠纪地质-成矿-热事件：幔源岩浆内侵及其地壳效应

东天山黄山-镜儿泉地区位于康古尔弧后盆地闭合带东段,该盆地于石炭纪末因弧-陆碰撞而闭合。二叠纪时本区进入碰撞后伸展阶段,并形成了时代相近的、如下一组地质特征:1)20多个镁铁-超镁铁岩体(其中有一部分产有工业铜镍矿床);2)低压高温变质作用和混合岩化;3)形成深度较浅(8～12 km)的韧性剪切带;4)原地改造型片麻状花岗岩;5)块状过铝花岗岩;6)与过铝花岗岩有关的锂铍伟晶岩矿床。此外,黄山-镜儿泉位于一个被推测为巨大镁铁质岩体的区域布伽重力和航磁高值区的边部。该处在人工地震剖面上表现为一个波速为6.99 km/s的高速层,其厚约22 km。这些特征表明,该区在二叠纪时期是一个热穹窿,其面积约5000～8000 km^2,而该热穹窿乃由地壳内部的一个幔源岩浆内侵体所引起。正是这个内侵体在黄山-镜儿泉地区造成了地壳岩石的低压高温变质作用、混合岩化和部分熔融。在内侵体热量和流体的影响下,韧性剪切得以在壳内较浅层次发生。与内侵有关的变质-超变质作用所释放出的流体和熔体强烈改造韧性剪切和细粒化的地壳岩石,即形成了片麻状花岗岩。部分熔融所产生的过铝花岗岩形成了以锂、铍等稀有金属为特色的伟晶岩矿床。本区存在同时代的钙碱性-高钾钙碱性花岗岩,表明底侵与内侵曾在这里相伴发生。众多的镁铁-超镁铁岩是底侵和内侵岩浆在地壳浅部的显示。侵入岩的年龄数据似乎表明,本区直接来自幔源岩浆的镁铁-超镁铁岩就位最早,与底侵有关的钙碱性-高钾钙碱性花岗岩次之,而作为内侵产物的过铝花岗岩最晚。过铝花岗岩与镁铁-超镁铁岩之间的时差可能代表了从幔源岩浆结晶到由内侵产生的岩浆结晶之间的时差。康古尔断裂是一条超岩石圈断裂,在碰撞后伸展阶段为幔源岩浆提供了良好的上升通道,因此内侵很容易在此地此时发生。与底侵一样,内侵是壳幔相互作用和地壳垂向增生的重要方式,也是花岗岩浆生成的重要机制。区域重力和航磁异常、人工地震中部地壳高速层、时代相近的地表镁铁-超镁铁岩、低压高温变质岩、混合岩、浅层次韧性剪切带、原地改造成因片麻状花岗岩、异地过铝花岗岩和有关的稀有金属矿床,过铝花岗岩中的幔源岩石包体或幔源流体可以用作为内侵体的识辨标志。

无外加流体、350℃和差异应力条件下硫化物再活化实验研究

红透山块状硫化物矿石主要成分为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和石英、角闪石、黑云母等脉石矿物。将此矿石烘干后作为试料置于岩石三轴应力试验机,在13h内将轴压、围压和温度分步升至1276MPa、414MPa和350°C,然后在空气中自然冷却至室温。实验产物中黄铁矿、石英、长石等以脆性碎裂为主,而磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和云母等以塑性变形为主。再活化的黄铜矿、磁黄铁矿和少量闪锌矿呈脉和网脉穿插黄铁矿碎斑。实验结果表明,即使没有外来流体加入,构造动力作用所导致的流体包裹体破坏所释出的流体,就足以使成矿物质发生活化转移和再活化。

博格达裂谷双峰式火山岩地质年代学与Nd-Sr-Pb同位素地球化学特征

东天山博格达造山带位于准噶尔和吐鲁番-哈密两个前寒武纪地块之间。已有充分的地质与元素地球化学证据证明东天山博格达陆内碰撞造山带构造属性是属于大陆裂谷,全区早石炭世火山岩的SiO_2含量在55%～64%之间出现明显的间断,其刺梅沟七角井组中玄武岩和流纹岩在时空上紧密拌生,为一典型的双峰式火山岩组合。该双峰式火山岩组合中玄武岩和流纹岩Rb-Sr同位素等时线年龄分别为:342．0±3．2 Ma和340．3±3．4 Ma。七角井组中玄武岩和流纹岩同位素等时线年龄在误差范围内与博格达古生物化石指示的早石炭世时代一致。七角井组玄武岩:ε_(Nd)(t)为+6．4～+6．7,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i为0．703261～0．703328,(^(206)pb/^(204)Pb)_i为17．703～17．989、(^(207)pb/^(204)Pb)_i为15．407～15．498、(^(208)Pb/^(204)Pb)_i为37．147～37．825;七角井组流纹岩:ε_(Nd)(t)为+6．4～+6．6,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i为0．703368～0．703469,(^(206)Pb/^(204)Pb)_i为17．827～18．114、(^(207)Pb/^(204)Pb)_i为15．460～15．517、(^(208)Pb/^(204)Pb)_i为37．077～37．973,由此可见七角井组玄武岩和流纹岩在Nd-Sr-Pb同位素特征方面具有相当一致。根据Nd-Sr-Pb同位素地球化学和元素地球化学认为其玄武岩是来源于亏损地幔,而伴生的流纹岩则是由玄武岩浆分离结晶作用的产物。一般都认为岩浆分离结晶作用只产生成分连续变化的岩浆系列,但是在特定条件下也是可以产生双峰式火山岩组合。由玄武岩浆分离结晶作用形成的双峰式火山岩并不少见,但是在裂谷环境下双峰式火山岩中流纹岩是由玄武岩浆分离结晶作用形成的这种双峰式火山岩组合至今还未发现。因此,博格达双峰式火山岩是大陆裂谷环境中比较特殊的并是十分少见的或可能是一种新的双峰式火山岩构造成因类型。

新疆白石头泉高铷氟花岗岩不同相带云母成分及其演化

白石头泉含黄玉花岗岩体在露头上显示很好的岩性分带,从下至上依次为:淡色花岗岩(a带)、含天河石花岗岩(b带)、天河石花岗岩(c带)、含黄玉天河石花岗岩(d带)和黄玉钠长花岗岩(e带)。岩体组成矿物主要为石英、钾长石(部分富铷的为天河石)、钠长石、黄玉和云母,副矿物为锰铝榴石和萤石。总体说来,从a带到c带,云母的Al、Mn、F和Rb含量递增,Fe、Mg和Ti含量递减;Li含量从a带到b带和c带递增,但b带和c带之间变化不明显。从c带到e带,随着Fe、Mg和Ti的减少,总体上表现为Al、Li递增,F、Mn和Rb递减的演化方向,但Li、F、Mn和Rb在c带和d带之间变化不明显,d带和e带之间却表现出急剧的变化。e带中的次生云母与原生云母相比,前者F、Li高而Al低,从a带到e带,Na+K变化不明显。云母成分的这些变化特征与岩体的演化趋势相一致。白石头泉岩体与世界上其他地方类似花岗岩相比,没有出现锂云母这种高度富锂矿物,这可能与岩体中锂含量较低有关。

辽河盆地欧利坨子富钾质火山岩特征与成因探讨

欧利坨子位于辽河盆地东部凹陷中段,是新生代古近纪火山活动非常强烈的地区,主要岩性为玄武岩、粗面岩和火山碎屑岩。对该区富钾质火山岩(粗面岩)的喷发特征、喷发年代、地球化学和成因进行了研究。火山口位于该区的中部,属于裂隙式喷发,弧形裂隙的两端喷发强度大,并在晚期形成了破火山口。粗面岩的KAr年代学和地球化学表明,它们形成于沙三时期(38.0～43.0Ma),具有富碱(K2O+Na2O=10.22%～12.47%)、富钾(K2O/Na2O=0.69～1.88)、高铝(Al2O3=17.82%～19.44%)、低钛(TiO2=0.19%～0.67%)的特点,属于典型的钾玄岩系。粗面岩的分布受火山裂隙控制,同时也受区域的断裂活动影响。在该区富钾质岩浆喷发前后,华北东部中、新生代构造体制存在由EW向挤压构造向NNE向以伸展为主的构造格局、由板缘向板内构造环境的重大转折,郯庐断裂由左旋走滑变为右旋走滑,辽河盆地在沙三期进入大幅度张裂期。欧利坨子富钾质火山岩的形成是裂谷期岩石圈伸展作用的产物,是玄武质岩浆经过大比例分离结晶作用的产物,可能与晚中生代太平洋板块俯冲残片的部分熔融有密切关系。