新疆三塘湖盆地古生代晚期火山岩地球化学特征及其构造-岩浆演化意义

三塘湖盆地早石炭世安山岩（ECA）、早二叠世粗面岩类（EPT）以及中二叠世玄武岩（MPB）样品都具有大离子亲石元素（LILE）相对于高场强元素（HFSE）富集，Nb和Ta强烈亏损，轻稀土元素（LREE）相对于重稀土元素（HREE）富集，类似于和俯冲带相关的岩浆特征。ECA具有高的Zr／Nb（4．67～12．39），低的Nb／La（0．27～0．30），Ce／Ce＊=0．63～0．89，Sr／Sr＊=1．32．2．49，并具有Ti的负异常，另外（^87Sr／^86Sr）i=0．70408～0．70451，εNd（t）=＋7．42-＋7．88。与ECA相比，EPT大离子亲石元素更为富集，Ti和P的负异常明显，特别是Ce／Ce＊=0．72—1．64，Sr／Sr＊=0．38～1．87，相对较低的Al2O3和CaO含量以及（^87Sr／^86Sr）；=0．70414～0.70481和εNd（t）=＋4．93～＋6．13而区别于ECA。MPB与ECA相比具有较低的大离子亲石元素含量和较高的Nb、Ta含量，Ce／Ce＊=0．69～0．84，Sr／Sr＊=1、44～2．13，未有明显的Ti负异常，（^87St／^86Sr）i=0．70388～0．70396，εNd（t）=＋7．10-＋7．99。所有的地球化学特征表明：早石炭世或更早，三塘湖盆地为与俯冲带相关的构造背景，ECA是典型的弧火山岩，其岩浆主要源于被流体或沉积物交待改造的亏损地幔楔。早石炭世以后，三塘湖地区逐渐进入碰撞后伸展拉张阶段，EPT和MPB都为后造山火山岩。EPT岩浆主要源于亏损软流圈底侵前二叠纪形成的造山组分的部分熔融；MPB的岩浆主要源于亏损地幔的部分熔融，并被前二叠纪形成的造山组分或是年轻地壳混染。三塘湖地区二叠纪伸展拉张的动力学机制主要是由于造山带增厚的岩石圈大范围拆沉而导致的大范围亏损地幔部分熔融岩浆和上部造山组分或是年轻地壳的相互作用，这种造山组分或是年轻地壳具有低的（^87Sr／^86Sr），比值和正的εNd（t）值。火山岩地球化学特征指示没有明显地幔柱的作用特征。

甘肃北山中带早泥盆世的构造-岩浆作用：来自公婆泉花岗岩体年代学和地球化学证据

为加深对北山地区古生代构造演化的认识，选取甘肃省北山公婆泉花岗岩体进行年代学和地球化学研究。公婆泉花岗岩体位于北山中带，明水一小黄山蛇绿岩带与红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带之间。根据花岗岩矿物组成及地球化学特征将其分为两种不同类型：1）淡色花岗岩含石榴石、原生白云母和电气石等特征矿物，轻、重稀土元素分异不明显，（La／Yb）N=1.38-1．93，有明显的Eu负异常（δEu=0．19～0．28），同时富集Cs，Rb，Th，U，K，P和Hf,亏损Ba，Nb，Nd和Ti；2）二长花岗岩具有过铝质S型花岗岩的特征，A／CNK值平均大于1．1，轻、重稀土元素分异不明显，（La／Yb）N=2．74～22．78，具轻微的Eu异常（δEu=0．83～1．07），同时富集Cs，Rb，Ba，Th，U和K，亏损Nb，Ta，P和Ti。公婆泉两类花岗岩的矿物学和地球化学特征表明其形成于后碰撞环境。公婆泉花岗岩体的锆石LA—ICPMSU．Pb年龄为402．2±3．0Ma，代表其岩浆结晶年龄，eHf（t）值介于0．1～2．9之间，暗示幔源物质的加入。公婆泉后碰撞花岗岩体与北山造山带西段相关花岗岩类的地球化学和年代学特征证实，北山中带的俯冲过程于早泥盆世之前在西段结束，并且此时在区域上处于后碰撞环境。

北山北部双井子复式岩体年代学、地球化学及其大地构造意义

白山构造带位于北山南北构造单元的结合部位，该构造带内出露的侵入岩对于认识北山北部地区晚古生代的构造演化具有重要意义。本次研究针对白山构造带中双井子岩体进行了锆石U-Pb年代学、岩石学和地球化学研究。双井子花岗闪长岩和钾长花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为284.9±1.5 Ma和327.6±1.6 Ma。地球化学研究发现两者都表现出弱过铝质钙碱性I型花岗岩的特征，并且都相对富集大离子亲石元素，亏损高场强元素。另外，锆石Hf同位素研究表明两者都具有高的εHf（t）值（分别为7.92—12.24和5.87—10.28），以及相对年轻的锆石Hf同位素二阶段模式年龄（TDM2=510—796 Ma和679—961 Ma），表明了北山北部地区在晚石炭世-早二叠世经历了强烈的陆壳生长过程。北山北部地区的红石山蛇绿岩及白山组火山岩的研究成果都表明白山构造带在石炭纪-中二叠世期间仍处于大洋俯冲阶段，而双井子侵入岩应形成于红石山蛇绿岩所代表的古大洋向南俯冲过程。

阿拉善地块北缘雅干花岗岩体地球化学、地质年代学及其对区域构造演化制约

位于阿拉善北部中蒙边境地区的雅干花岗岩体以二长花岗岩为主,岩体的锆石离子探针U-Pb年龄为283.2±2.2Ma(n=14,MSWD=0.016)。该花岗岩体具有相对较低的SiO2含量(66.96%～70.71%),和较高的Al2O3(15.05%～16.05%)和(Na2O+K2O)含量(7.24%～9.19%),且岩体钠含量稍高(Na2O/K2O>1)。雅干花岗岩体总体上表现为高钾钙碱性及偏铝质-过铝质的特征。岩体稀土元素总含量为101.9×10-6～133.1×10-6,在稀土元素配分模式图中,岩体表现为轻-重稀土元素中等程度-强烈分异,同时具有明显的负Eu异常(δEu=0.59～0.77);在微量元素原始地幔标准化蛛网图中,岩体表现为亏损Nb、Ta、P、Ti,富集Ba、Rb、Cs、Th、K等大离子亲石元素;岩体同位素特征则表现为具有高的(87Sr/86Sr)i值(0.707654～0.710235)以及负εNd(t)值。根据雅干花岗岩体的形成时代、地球化学特征以及相关的沉积建造特征,可推断该岩体形成于后碰撞环境,表明古亚洲洋在阿拉善地块北缘北部地区的分支于早二叠世(283.2±2.2Ma)之前已经闭合。

达拉布特蛇绿岩带的时限和属性以及对西准噶尔晚古生代构造演化的讨论

萨尔托海附近的也格孜卡拉花岗岩侵入到达拉布特蛇绿岩带中,为典型的"钉合岩体",其锆石SHRIMPU-Pb年龄结果为308±3Ma(MSWD=0.83),限定了达拉布特蛇绿岩带侵位时限不晚于308Ma,同时达拉布特蛇绿岩中辉长岩的年龄(Sm-Nd等时线年龄395Ma;LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄391Ma),给出了达拉布特蛇绿岩带的形成年龄。达拉布特蛇绿岩带两侧地层均为下石炭统,为稳定火山-沉积序列,岩石组合特征相同,具有很好的可对比性,表明达拉布特蛇绿岩带不是分隔两侧不同板块的板块缝合带。在综合分析前人板片窗、增生楔等不同构造模型的基础上,提出残余洋盆的被动垮塌充填是西准噶尔地区晚古生代构造演化的主要形式,残余洋盆闭合过程中可能伴随着洋壳俯冲过程,侵入于西准增生杂岩的多个花岗岩体和闪长岩墙,限定了西准晚古生代增生作用不晚于晚石炭世。

新疆南天山南缘库车河流域早二叠世酸性火山岩的地球化学、锆石年代学及构造意义

库车河流域小提坎里克组火山岩主要为一套流纹岩建造,富碱(Na_2O+K_2O=6.89~8.46%)、高钾(K_2O/Na_2O=1.6~2.1)、铝含量12.83~14.78%(平均为14.18%),低钙(1.06~2.51%,平均为1.50%)、低镁(MgO=0.27~0.44%,平均为0.37%),Fe_2O_3~*=1.29%~2.68%(平均为2.17%)。其铝饱和指数A/CNK为0.98~1.15,为过铝质高钾钙碱性—钾玄质花岗岩类。流纹岩的轻稀土强烈富集,重稀土亏损,明显富集Rb、Th、U、K、Pb等大离子亲石元素,亏损Sr、Nb、Ta、P、Ti等元素,具明显的铕负异常(δEu为0.46~0.54)。主微量元素特征显示其壳源成因,原岩为变质杂砂岩,源区有石榴石、角闪石、斜长石的残留。对两个流纹岩样品中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb年龄测定,获得288.3 Ma和290.3 Ma的形成年龄,与西部温宿和拜城地区的小提坎里克组火山岩为同期火山活动产物。该套火山岩具有同碰撞过铝质S型花岗岩特征,结合区域上广泛分布的二叠纪后造山花岗岩,认为西南天山洋至少在早二叠世已经闭合。

甘肃北山音凹峡南花岗岩体的锆石LA-ICP MS定年及其构造意义

本文对位于甘肃北山南带的音凹峡南花岗岩体进行了锆石LA-ICP-MS定年和Hf同位素分析,结果表明该花岗岩体的形成年龄为281.7±2.9Ma,εHf(t)=+4.4～+7.8,平均+5.9;Hf同位素的模式年龄为613～771Ma。音凹峡南花岗岩体以黑云母花岗岩为主,偏铝质-过铝质,中钾钙碱性特征,具有较高的SiO2(72.84%～74.59%)、Na2O+K2O(6.54%～9.06%),富钠(Na2O/K2O>1);球粒陨石标准化分配模式图上,具相对平缓的富集轻稀土元素稀土配分模式,重稀土元素分馏不明显且相对亏损,Eu具有弱负异常,δEu=0.58～0.81。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,亏损Nb、Ba、P、Ti,富集Rb、Pb、K。结合区域地质背景,可以认为音凹峡南花岗岩体是壳幔混合成因的,形成于早二叠世后碰撞伸展体制下,进而认为音凹峡地区可能在晚石炭世洋盆闭合进入碰撞作用阶段,可以确定在早二叠世晚期进入后碰撞的裂谷伸展发育阶段。

内蒙古西乌旗地区二叠纪双峰式火山岩的年代学、地球化学特征和地质意义

为了加深对中亚造山带东段晚古生代构造背景的认识,选取内蒙古西乌旗地区二叠纪火山岩进行年代学和地球化学研究。分别利用X光荧光光谱(XRF)、SHRIMP锆石U-Pb测年、ICP-MS和ISOPROBE-T方法测定研究区火山岩的主量元素含量、年龄、微量元素和稀土元素含量及Sr-Nd同位素。结果表明,这套火山岩的SiO2含量集中分布在53.54%~54.71%和72.61%~80.81%两个区间,分别属于玄武安山岩和流纹岩,构成双峰式火山岩组合。流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为279?4.3 Ma,说明它喷发于早二叠世。玄武安山岩轻稀土略富集而重稀土略亏损,(La/Yb)N为2.06~2.34,有轻微的Eu负异常,富集大离子亲石元素和高场强元素,Nb,Ta和Sr有明显的负异常,推断其来源于深部非原始地幔,很大程度上受地壳成分的混染。流纹岩亦略富集轻稀土,略亏损重稀土,(La/Yb)N为1.70~3.81,有很强的Eu负异常,Sr,P和Ti相对强烈亏损,Nb和Ta轻度亏损,K,Zr和Hf相对富集,具有较高的正εNd(t)值(+3.98^+5.62)和年轻的模式年龄TDM(490~690Ma),具有A型花岗岩的特征,推断其为新生陆壳来源。综合地球化学特征、区域地质特征和前人研究资料,这套双峰式火山岩具有板内成因特征,形成于碰撞后的伸展环境。

甘肃北山西涧泉子富碱高钾花岗岩体的锆石LA-ICP-MS定年及其构造意义

位于甘肃北山南带的西涧泉子花岗岩体锆石的LA-ICP-MS年龄为266.1±2.2Ma、其Hf同位素的模式年龄为746～871Ma,εHf(t)=+1.3～+4.7,平均+2.7。西涧泉子花岗岩体以二长花岗岩为主,具有较高的SiO2含量(74.33%～76.67%)和Na2O+K2O含量(9.26%～9.57%),NK/A=0.9～1.08,富钾(Na2O/K2O<1),属碱性系列;球粒陨石标准化分配模式图整体呈V字型,具相对平缓的富集轻稀土元素稀土配分模式,重稀土元素分馏不明显且相对亏损,Eu具有明显的负异常,δEu=0.10～0.16。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,亏损Nb、Ba、Sr、Ti,富集Rb、Th、K。结合区域地质背景,认为西涧泉子富碱高钾花岗岩体受音凹峡二叠纪裂谷带的影响强烈,为壳幔混合成因,是后碰撞环境裂谷作用阶段的产物,进而确定该地区在中二叠世进入裂谷作用阶段。

甘肃北山桥湾北花岗岩体的年代学、地球化学及其地质意义

为加深对北山晚古生代构造演化的认识,选取位于甘肃北山南带、敦煌地块北缘的桥湾北花岗岩体进行年代学、地球化学研究。桥湾北角闪石花岗岩体锆石LA-ICP MS年龄为303.7±2.4 Ma,εHf(t)为1.2～5.8,εNd(t)相对较高(0.40～0.06),(87Sr/86Sr)i=(0.704524～0.705062)。桥湾北花岗岩体K2O含量为4.09%～5.58%,属高钾钙碱性岩石,A/CNK值在0.92～1.04之间,为I型花岗岩;微量元素较富集LILE,相对亏损HFSE,有明显的Nb,Ta负异常。岩体具相对富集的微弱分馏的轻稀土元素,重稀土元素分馏不明显,基本没有Eu异常。由Hf,Nd同位素及地球化学特征判断,桥湾北花岗岩体为壳幔混合成因,其形式可以是底侵的幔源岩浆再分异,上升过程中遭受地壳物质混染。根据区域构造背景及岩石学、地球化学特征,可以认为桥湾北岩体是北山南带后碰撞过程岩浆活动的产物,反映出在晚石炭世北山地区的碰撞拼贴已经完成。

新甘交界红柳河地区二叠纪玄武岩年代学、地球化学及构造意义

新甘交界红柳河地区二叠系剖面中发育有块状和枕状玄武岩,激光ArAr定年确定的玄武岩形成时间在280～300Ma之间;玄武岩SiO_2含量为44.71%～49.27%,Mg~#为42.4～52.4,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i为0.703834～0.706819,(^(143)Nd/^(144)Nd)_i为0.518861～0.5121220,ε_(Nd)(t)为-3.01～3.67。玄武岩微量元素、稀土元素和Sr-Nd同位素均显示出与OIB性质相似的特征。其弱富集的不相容元素和轻稀土元素,显示出源区富集的特点。而Zr/Nb(14.63)和Th/U(2.83)则指示岩浆中可能有少量循环原始地幔和亏损地幔物质的加入。综合对比北山南部柳园地区二叠纪玄武岩源区特征,提出红柳河地区早二叠世OIB型玄武岩主要来源于北山地区晚古生代裂谷带下伏已被不同程度改造的富集地幔。

准噶尔南缘古生代晚期盆山关系：阿尔巴萨依组火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年及岩石地球化学限定

准噶尔盆地南缘沿巴音沟蛇绿岩带北侧发育一套晚古生代(原下二叠统)阿尔巴萨依组中基性、酸性火山岩夹火山碎屑岩。采用锆石SHRIMPU-Pb定年方法,对其中流纹岩进行定年,得到年龄为307.2±1.3Ma(MSWD=1.2),表明原定为早二叠世的阿尔巴萨依组火山岩的确切喷发时间为晚石炭世。地球化学分析表明,阿尔巴萨依组火山岩为钙碱性和高钾钙碱性系列,富集轻稀土(LREE),轻重稀土有一定程度的分馏,富集大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta等高场强元素,流纹岩有Ba、Sr、P、Eu、Ti的异常。阿尔巴萨依组火山岩的εNd(t)值在+4.21～+7.79之间,显示源区富集特征。晚石炭世阿尔巴萨依组火山岩、火山碎屑岩与后碰撞A型花岗岩在岩石学、地球化学特征方面相似,表明两者应有相似的构造背景,都为后碰撞伸展环境。阿尔巴萨依组还发育一套火山沉积地层,表明准噶尔南缘沉积作用在晚石炭世已经开始,开始沉积盆地的类型应为伸展断陷盆地。

北祁连山古大洋俯冲带高压变质岩研究评述

北祁连山是中国研究古板块构造和俯冲带的经典地区,肖序常先生在此进行了开创性的研究工作。该俯冲带记录了490~440Ma的高压变质年龄,是目前世界上最老的大洋冷俯冲带之一。较系统地总结了北祁连造山带的研究历史、近年来在高压变质岩及相关岩石研究领域的最新进展,并根据详细的矿物学、岩石学、地球化学和同位素年代学资料,对本区大洋扩张、俯冲和大陆碰撞造山的构造演化过程进行了新的透视和评述。

东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛依内山组火山岩特征和年代确定

巴塔玛依内山组火山岩在新疆准噶尔盆地东部及其周缘山区广泛分布,是陆东、五彩湾等地区卡拉麦里大气田的主要储层。根据两个实测剖面和一口钻井岩性剖面的对比,巴塔玛依内山组陆相喷发火山岩具有多期次,间歇性喷发的特征,沉积岩夹层是主要的喷发间断面标志。火山岩地层厚度变化快,岩相岩性变化大。岩石化学分析表明巴塔玛依内山组火山岩主要是亚碱性-碱性、高钾的中基性岩。巴塔玛依内山组火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果为350.0±6.3Ma,结合其上覆地层的生物化石证据,认为巴塔玛依内山组属于下石炭统。

新疆东准噶尔石炭纪火山机构类型与时限

东准噶尔卡拉麦里大气田的主要储层是石炭纪火山岩,石炭纪古火山机构的样式与组合特征,与火山岩储层展布关系密切。野外调查表明,隐爆角砾岩是东准噶尔石炭纪古火山机构最常见的标志之一。东准噶尔石炭纪古火山机构类型主要有中心式、裂隙式和裂隙-中心式等样式。中心式火山机构以大石头层状火山、柯克巴斯套锥状火山最为典型;巴塔玛依内山附近沿断裂分布的带状火山岩具有裂隙式喷发的特征;东黑山火山具有火山口串珠状排列特征,是裂隙-中心式喷发的产物。大石头地区原缪林托凯陶山组火山岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为345.6±7.1 Ma,而已知巴塔玛依内山组火山岩年龄是350.0±6.3Ma,因此东准噶尔火山活动的主要时期是早石炭世。

新疆三塘湖盆地后碰撞火山岩的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

新疆三塘湖盆地广泛出露哈尔加乌组地层,主要为陆相中性喷发岩夹火山碎屑岩。火山岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为319.6±9.8Ma(MSWD=4.8)。地球化学分析表明,哈尔加乌组火山岩高钾富碱,属于高钾钙碱性系列;LREE强烈富集、大离子亲石元素(LILE)强烈富集、大多数高场强元素(HFSE)明显高于MORB,没有Ti的负异常和P的正异常,Nb、Ta负异常明显,基本没有Eu、Ce的异常,Ti/Y(467～494)、Nb/Y(0.41～0.43)值高。判别图解投入板内火山岩和岛弧火山岩区域,整体显示板内火山岩的特征又携带岛弧火山岩的地球化学痕迹。ε_(Nd)(t)值(+5.90～+6.31)为正值、Mg~#较高(0.54～0.57),显示与亏损地幔相关的源区特点,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i值(0.70397～0.70464)相对于亏损地幔高、La/Nh(3.12～3.39)、Nb/U(5.86～9.80)比值显示源区有陆壳组分的参与。综合区域地质特征和前人研究资料表明,三塘湖盆地哈尔加乌组火山岩是碰撞造山中增厚的岩石圈根部拆沉作用致使软流圈地幔上涌底侵,致使早期的陆壳组分和弧组分部分熔融而形成的火山喷发,形成于后碰撞伸展转换背景。

甘新交界红柳河蛇绿岩形成和侵位年龄的准确限定及大地构造意义

采用锆石SHRIMP U-Pb同位素定年方法,获得新甘交界红柳河蛇绿岩中的堆晶辉长岩年龄为516.2±7.1Ma,代表了红柳河蛇绿岩的形成年龄;侵入到红柳河蛇绿岩中未变形变质的黑云母花岗岩的年龄为404.8±5.2Ma,限定了红柳河蛇绿岩侵位的上限。作为南天山洋壳的残骸,红柳河蛇绿岩新的可靠年龄数据表明,南天山洋在早寒武世已经开始形成,并于早泥盆世埃姆斯阶之前在红柳河地区已经闭合。上述洋盆演化过程对进一步研究东天山的大地构造演化具有重要的意义。

一株胶质芽孢杆菌与蒙脱石交互作用实验研究

硅酸盐矿物是地表系统三大岩石中最主要的造岩矿物,广泛分布于土壤与地层中,且与微生物之间存在着普遍的交互作用,该交互作用对于研究元素的生物地球化学循环具有重要的科学意义。

单轴压缩剪应变局部化带分布的数值模拟及其对最大有效力矩准则的验证

基于应变软化理论,模拟岩石加载应力时出现局部化韧性剪切带到发育褶劈理的过程,从而验证最大有效力矩准则的有效性。根据相关试验规程和标准规定的试样形状、尺寸和应力加载速率,采用FLAC3D软件,对岩石试样在单轴轴对称压缩条件下局部化剪切带的形成过程进行数值模拟,应变软化后得到的共轭剪切应变集中带共轭夹角为107.7°,论证了最大有效力矩准则的109°规律,同时也合理解释了横切面的剪切应变等值线的随机性表现。

祁连山玉石沟橄榄岩中非生物成因甲烷-石墨流体包裹体及其形成条件

研究北祁连造山带玉石沟橄榄岩中富甲烷流体包裹体。激光拉曼光谱原位分析结果显示,这些流体包裹体主要由液态或气态CH_(4)+C(石墨)组成,次要成分为N_(2),H_(2)O,C_(2)H_(6)和C3H8,代表还原性的C-H流体形式。根据石墨的拉曼特征谱峰,利用石墨化碳质拉曼光谱(RSCM)温度计计算石墨形成温度,结果指示石墨在流体中沉淀的最低温度介于430~590℃之间,表明CH_(4)+C是非生物成因的,并形成于地幔环境。