阴山地块固阳地区新太古代TTG片麻岩成因及构造意义:锆石U-Pb年代学、地球化学和Lu-Hf同位素约束

作为太古宙基底保存较完整的地区,华北克拉通阴山地块出露大量的新太古代岩石组合,主要包括表壳岩、TTG片麻岩(英云闪长质片麻岩-奥长花岗质片麻岩-花岗闪长质片麻岩)、钾质花岗岩和闪长岩(赞岐岩)等。前人对阴山地块新太古代TTG片麻岩开展了一系列的工作,但有关其岩石成因、构造背景以及新太古代地壳生长机制仍然存在较大争议。本次工作在内蒙古固阳西部的花岗-绿岩带中新识别出一套TTG片麻岩组合,并对其进行了岩石学、同位素年代学和岩石地球化学的综合研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示TTG片麻岩组合形成时代为2550~2524Ma;Lu-Hf同位素分析结果显示其εHf(t)值为+0.54~+4.96,t C DM模式年龄为2985~2715Ma,这与阴山地块目前最古老的奥长花岗质片麻岩(2.7Ga)的岩浆年龄近一致,说明其可能来源于2.7Ga新生镁铁质地壳的部分熔融。全岩地球化学分析结果显示,该TTG片麻岩组合具有较高的SiO 2(63.32%~70.80%)和Al 2O 3(15.19%~16.55%)含量,以及较高的Sr(410×10^(-6)~1532×10^(-6))和较低的Y(2.61×10^(-6)~14.04×10^(-6))含量,同时具有相对较高的(La/Yb)N(10.31~56.85)和Sr/Y(44.32~349.1)比值,并相对富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),这些均与典型的埃达克质岩石地球化学特征相似。另外,该TTG片麻岩样品具有相对较低的MgO(0.60%~2.60%)、Ni(3.12×10^(-6)~11.12×10^(-6))、Cr(3.77×10^(-6)~18.11×10^(-6))含量和Mg#(34.88~53.45),说明其来源于加厚的大陆下地壳埃达克质岩浆。因此,本文认为在2.55~2.52Ga,固阳新太古代TTG片麻岩可能由加厚的镁铁质下地壳部分熔融形成的。结合前人的研究结果,进一步推断阴山地块在新太古代可能经历两期岩浆事件:第一期岩浆事件发生在2.7Ga,形成加厚的镁铁质地壳和少量的~2.7Ga TTG岩石;第二期岩浆事件发生在2.55~2.50Ga,形成阴山地块大面积的新太古代TTG岩石和其他花岗质岩石组合。综上,我们认为以地幔柱为主导的地球动力学机制可以较好地解释阴山地块加厚镁铁质下地壳部分熔融和TTG岩浆的形成过程。

激光进样等离子体质谱技术及其在地球科学中的应用

对激光进样等离子体质谱固体分析新技术进行了评述，包括这一技术的性能特点、仪器结构和进展概况、有关参数、分析理论、样品制备及其在地球科学中的应用。引用主要文献４１篇。

新疆西准噶尔地区赞岐岩(sanukite)的地球化学特征、成因机制及其与铜金矿化的关系

西准噶尔地区广泛发育高镁质闪长质岩墙。对全岩样品的Ar-Ar测年获得了321Ma的坪年龄,显示其主要形成于石炭纪末。这些岩墙样品以富Si(SiO252.3%～56.9%)、Mg(Mg#>60)、Cr(134～204μg/g)、Ni(59～141μg/g)、Sr(468～724μg/g)、Ba(316～676μg/g)为特征且K/Na比值在0.38～0.63之间,类似于日本中新世Setouchi火山岩带中的赞岐岩。这些岩墙大多具有不同程度的Eu正异常并具有高的Ba/La比值(27～124),反映其主要来自消减带环境下受流体交代的地幔源区的部分熔融。赞岐岩和区内同时代埃达克质岩石的共生组合意味着该区在晚石炭世末曾受到热消减机制的影响。这种热的洋壳俯冲机制,不仅在石炭纪末期产生了大量的岩浆活动,而且也导致了铜金等成矿元素的富集。深入了解赞岐岩-埃达克岩共生组合与铜金矿化之间的密切关系将有助于正确评价区内成矿潜力。

北疆阿尔泰南缘泥盆系浅变质碎屑沉积岩地球化学特征及其形成环境

对于北疆阿尔泰地区泥盆纪所处的大地构造环境，目前仍旧存在不同观点。前人基于阿尔泰南缘泥盆纪火山岩地球化学研究，分别提出了活动大陆边缘和被动大陆边缘裂谷等不同构造观点。阿尔泰造山带南缘的泥盆纪浅变质碎屑沉积岩地球化学研究表明，该套浅变质碎屑沉积岩原岩主要为泥质或砂质沉积岩。尽管不同岩性样品主量元素含量不同，但其化学蚀变指数（CIA）小于75，成分变异指数（ICV）接近或小于1．0，斜长石蚀变指数（PIA）平均70，说明其源区物质比较新鲜，成熟度相对较低，化学风化作用较弱。同样，不同岩性样品微量元素含量差别较大，但表生过程中不活泼的微量元素比值却比较一致，轻稀土（LREE）中度富集（LaN／YbN=2．88-9．90），重稀土（HREE）比较平坦，并伴有明显的Eu负异常（Eu／Eu^＊=0．45-0．89）。绝大多数样品具有高的La／Sc（1～3）、La／Y（0．5～1）和Ti／Zr（10～35），以及较低的Sc／Cr（0．1～0．3）比值，类似于大陆岛弧相关环境碎屑沉积物。在La—Th—Sc和Th—Sc—Zr／10构造环境判别图解中，除一千枚岩样品外，其他所有样品均落入大陆岛弧区。以上地球化学特征明显不同于大洋岛弧和被动陆缘沉积物，说明该套浅变质碎屑沉积岩可能沉积于活动大陆边缘的大陆岛弧相关环境，为认识阿尔泰造山带泥盆纪岛弧增生构造演化过程提供了一个重要证据。

晚新元古代-早寒武世现代板块构造与现代地球系统的建立

板块构造是维持岩石圈与表生系统之间物质与能量交换循环、保持地球生命力的一级动力学机制,但是板块构造在地球上并非与生俱来。板块构造的演化主要受控于地幔温度下降,并部分受俯冲带富水沉积物的影响。自太古代板块构造启动以来,其经历了热俯冲、浅俯冲为特征的早期板块构造阶段、地球中年期以及冷俯冲、深俯冲为特征的现代板块构造阶段。新元古代晚期,特别是显生宙以来,地球上开始广泛出现低温/压(T/P)比的超高压变质岩;与此同时,同样受控于地幔温度的马里亚纳型大洋初始俯冲蛇绿岩开始出现于地球上了。这显示新元古代以来,由于地幔温度下降,板块构造体制进入深俯冲阶段。在此阶段,随着冈瓦纳古大陆的逐步聚合,在530~520 Ma,其周缘形成了俯冲带并发生了全球性的构造联动。此外,活动陆缘数量、温压比(T/P)、锆石Hf-O同位素演化趋势等都在早寒武世达到了峰值或低谷,表明早寒武世全球俯冲通量达到了一个新高度,俯冲作用达到全板块尺度。因此,启动于新元古代的现代板块构造,很可能在早寒武世才建立起来,在此之前,经历了构造转换阶段。板片的深俯冲造就了冈瓦纳古大陆聚合阶段史无前例、高耸入云的造山带,这些巨型山脉显著改变了地球的气候,为海洋输送了大量Fe,P等营养物质,促进了海洋初级生产力。此外,这一时期的高俯冲通量导致CO_(2)的构造排气量达到峰值。全球性构造过程显著提高了初级生产力,引发新元古代大气增氧事件(NOE),为早寒武世生命大爆发提供了必要条件。在此之后,地球表生气候环境逐渐接近现代地球,多门类高级生命繁盛,多圈层密切协同演化的现代地球系统逐渐建立。

喜马拉雅造山带始新世和中新世的地壳深熔条件:来自花岗岩的地球化学证据

与花岗岩岩浆作用相关的地壳深熔条件与汇聚板块边缘的构造体制和热结构密切相关。对喜马拉雅新生代花岗岩来说,不同时代的地壳源区深熔条件被两组花岗岩记录下来。第一组形成于43~44 Ma的始新世;第二组形成于17~18 Ma的中新世,具有典型高喜马拉雅淡色花岗岩的地球化学组成。始新世花岗岩经历了分离结晶作用,形成了两个亚组,一组具有高镁铁度、高CaO含量和高Na2O/K2O和Sr/Y值,另一组则恰恰相反。Sr-Nd同位素组成表明,始新世花岗岩的源区物质由角闪岩和变泥质岩组成。相平衡模拟结果显示,始新世花岗岩的原始熔体由角闪岩和变泥质岩构成的混合源区在(850±50)℃和(0.85±0.05)GPa条件下部分熔融产生。而中新世花岗岩的源区熔融条件与典型高喜马拉雅淡色花岗岩的一致,为750~770℃和0.6~0.8 GPa,源岩为变泥质岩。综合包括变质岩石学在内的多学科研究结果,碰撞造山带从同碰撞阶段向碰撞晚期和碰撞后阶段的演化过程中发生了热结构的变化。同碰撞阶段的超高压变质岩记录了低的地温梯度(<10℃/km),碰撞晚期的始新世花岗岩形成于高的地温梯度(约30℃/km),碰撞后阶段的中新世花岗岩也形成于高的地温梯度(约25~35℃/km)。地温梯度的改变可以通过碰撞造山带构造体制的变化来解释,即由同碰撞阶段的挤压体制转变为始新世碰撞晚期和中新世碰撞后的伸展体制。

非稳态地下水流系统响应降雨变化的数值模型研究

区域地下水流系统的发育受地质、气候和地形多种因素的影响。以往的地下水流系统研究主要探讨了地质、地形和稳态气候条件下所形成的局部、中间和区域流动系统的组成特征,对非稳态的地下水流系统认识不足。聚焦于研究地下水流系统对降雨变化的动态响应规律,使用HydroGeoSphere构建了剖面二维地下水地表水耦合数值模型,模拟在降雨的周期性和随机性叠加动态驱动下非稳态渗流场形成的地下水流系统。模拟结果表明,各层级流动系统的空间范围都会随着降水波动而发生变化。局部地下水流系统在雨季并非都处于扩张状态,在旱季也并非都处于收缩状态。各个局部流动系统的同时刻穿透深度之间可能具有无关、正相关或负相关关系,这取决于各个局部流动系统响应降雨变化的滞后性。中间流动系统在非稳态条件下非常活跃,其排泄出口、补给入口和循环路径随时间变化,并强烈影响局部流动系统。通过5种不同含水层参数和降雨情景的模拟对比,发现地下水流系统的滞后性和穿透深度的相关性对含水层各向异性特征较为敏感。下一步,需要更加深入地研究地下水流系统在季节尺度、多年乃至跨世纪时间尺度气候波动过程中的非稳态响应规律。

华南晚中生代大陆变形、深部过程及动力学

受控古太平洋板块俯冲及后撤作用,华南晚中生代经历了强烈大陆再造,并伴随幕式岩浆活动,是研究活动大陆边缘构造-岩浆作用、壳幔过程和板块俯冲动力学的天然实验室。本文系统综述了近年来发表的构造变形、岩浆作用和深部结构等多学科成果,以构造解析为主线,深-浅结合,在华南识别出与古太平洋板块俯冲相关的中晚侏罗世弧背缩短和白垩纪弧后伸展系统,厘定了二者的时空格架和叠加改造关系。弧背缩短系统以扬子中部的隔档-隔槽式褶皱、深部多层滑脱和双重逆冲推覆构造为特征,具SE向NW的逆冲扩展变形规律,与古太平洋板块的前进式俯冲有关。白垩纪主体以大陆伸展为主,经历了伸展和挤压变形交替,并伴随着岩浆活动的爆发、迁移和停止,其可能与板片俯冲动力学变化有关。在此基础上,我们分析了白垩纪岩石圈长距离伸展的深部过程及浅表响应,提出了岩石圈随深度变化的分层差异伸展模式。自下而上,从岩石圈地幔到上地壳,应变近一致地表现为(W)NW-(E)SE伸展,反映了垂向变形一致性。可能的垂向应力传播过程:板片后撤诱发长距离地幔流,其在岩石圈底部形成剪切牵引应力,促进下岩石圈地幔被动拉伸;上岩石圈地幔局部发育强应变剪切带,作为应力传播构造,其可有效加强壳-幔间剪切,促进下地壳韧性拉伸,将下地壳和岩石圈地幔的变形关联。我们认为岩石圈伸展、板片后撤和地幔流形成了三位一体的动力学耦合系统,将华南岩石圈长距离伸展的驱动力归结为:(1)古太平洋俯冲带海沟后撤和板片回卷诱发的远程效应,和(2)地幔流在岩石圈底部施加的剪切牵引应力。

柴-欧微地块花岗岩地球化学和Nd-Sr-Pb同位素组成:基底性质和构造属性启示

本次工作研究了柴达木地块和欧龙布鲁克地块中的古元古代莫河岩体、新元古代沙柳河岩体、早三叠世香日德岩体和察汉诺岩体以及晚三叠世可日岩体的主量元素、微量元素和Nd-Sr-Pb同位索组成．沙柳河岩体和可日岩体具S型过铝质花岗岩成因特征，其他岩体具Ⅰ型花岗岩类成因特征．TDM和εNd（t）值的对比揭示，沙柳河岩体的源岩区为欧龙布鲁克地块的Ⅱ型基底变质表壳岩系，其余岩体的岩浆都不可能源自暴露地表的基底变质表壳岩系。花岗岩类和基底变质表壳岩系的亏损地幔最大模式年龄集中在1.5-2．3Ga和0．9～1．3Ga，在欧龙布鲁克地块中亦有～2．5Ga及2．8Ga显示，一般Pb同位素比值（205^Pb/204^Pb）。〉18，（207^Pb／204^Pb）。〉15．5，（208^Pb／204^Pb）。〉38，具高放射成因铅特征．这表明，柴达木地块和欧龙布鲁克地块基底与扬子陆块具有密切的亲缘性，现今的扬子陆块范围可扩大到中国西部阿尔金断裂东、西两侧的微陆块群，昆中断裂带和柴北缘高压-超高压变质岩带代表扬子陆块内部裂解小地块的再汇聚带．

丹东花岗岩的地球化学特征及其成因

新的SHRIMP定年结果表明,原先划归于古元古代的丹东花岗杂岩现在被确定为中生代岩体.其岩浆型环锆石带的年龄代表结晶年龄,为167～157 Ma;但是这些锆石的核部年龄主体为古元古代.本文侧重探讨丹东花岗岩体的岩石学和地球化学特征,论证其起源和产生的构造背景.研究结果表明,丹东花岗岩体具铕异常(Eu/Eu*=0.59～1.41),轻重稀土分异明显,其微量元素特征与安第斯型构造背景下的花岗岩特征一致,其tDM和εNd(t)变化范围分别为1.93～2.30 Ga和-17.95～-21.32.εNd(t)-t图解显示丹东花岗岩的源岩以古元古代中酸性壳源岩石为主.构造环境环境判别结果表明其形成于大陆边缘岩浆弧.结合中生代丹东地区所处的大地构造背景,本文认为丹东花岗岩体的起源和侵位与古太平洋板块向欧亚板块的俯冲有关.

铜陵地区中生代中酸性侵入岩的地球化学特征及其成矿-地球动力学意义

本文对铜陵地区晚侏罗世-早白垩世高钾钙碱性中酸性侵入岩进行了研究,发现该类岩体具有埃达克岩的地球化学特征,具体表现为:SiO2≥56％,Al2O3含量高(>15％),Na2O/K2O>1,亏损HREE,(La/Yb)N>12,负Eu异常不明显(Eu*/Eu=0.71-0.96),Sr含量高(>750μg/g),Sr/Y比值高(>38)。但是,由于岩石的K2O含量较高、εNd(t)较低和ISr值较高,又不同于典型的与板块俯冲有关的埃达克岩,而与中国东部中生代的C型埃达克岩比较类似,暗示铜陵地区的高钾钙碱性岩可能是加厚的下地壳底部基性岩部分熔融的产物。本文主要依据铜陵埃达克质岩的HREE特征,将其分为三类:第一类岩体为HREE平坦型,Yb含量较高(>1.8μg/g);第二类为HREE平坦型,Yb<1.8μg/g,(Ho/Yb)N≈1;第三类岩体HREE亏损,Yb<1.8μg/g,(Ho/Yb)N<1.2。上述三类岩石地球化学性质上的差异不太可能是分离结晶作用或地壳混染的 结果,而可能是由于幔源岩浆与下地壳物质混合的程度不同引起源区成分不同形成的。铜陵地区及中国东部埃达克质岩石可能代表了中国东部中生代时的地壳增生和加厚过程。铜陵埃达克岩主要是古老下地壳和底侵玄武岩不同比例混合部分熔融形成的,在岩浆演化过程中可能还不同程度地叠加了分离结晶作用和岩浆混合作用的影响。铜陵埃达克岩具岛弧特征。

化学地球动力学中的铂族元素地球化学

对球粒陨石和地幔样品来讲 ,Ru、Rh、Pd、Os、Ir和 Pt等贵金属元素的含量比值在一定程度上是相同的 ,但是在地幔样品中它们的含量实际上比球粒陨石低大约 2个数量级 ,因此提出了核幔分离之后地球增生过程的“后增薄层”假说。数百公里尺度地幔橄榄岩的 PGE分布的不均一性除被认为由于增生阶段的不均一造成外 ,更可能是由于地幔形成之后的地幔过程、核 -幔及壳 -幔相互作用造成。部分熔融、岩浆结晶分异 (特别是硫化物、金属相析离 )、流体 (包括岩浆 ) /岩石相互作用等造成了大型俯冲带、造山带中地幔橄榄岩、蛇绿岩和杂岩体的 PGE分异 ,也是形成铬铁矿。

晚太古代Sanukite(赞岐岩)与地球早期演化

Shirey and Hanson(1984)将某些太古代的高镁闪长岩套称为sanukite(赞岐岩),类似于日本中新世(11～15 Ma)Setouchi火山岩带的高镁安山岩.Sanukitoids由闪长岩-二长闪长岩-花岗闪长岩组成,不同于TTG岩套(奥长花岗岩-英云闪长岩-花岗闪长岩).Sanukitoids具有下列地球化学特征:富Mg,Mg#＞0.60,Ni和Cr＞100μg/g,Sr和Ba＞500μg/g,LREE富集(大于球粒陨石100倍),无Eu异常.高镁安山岩在太古代很少见,而其相应的侵入岩高镁闪长岩或sanukitoids,虽然数量也很少,但却是各地晚太古代地体中随处可见的.Sannkitoids的原始岩浆是交代的地幔楔部分熔融形成的,随后可能经历了广泛的分离结晶作用.TTG和sanukitoids岩套可以相伴产出,二者均与板片熔融有关,TTG与其直接有关,sanukitoids可能与其间接有关.全球Sanukitoids主要集中在晚太古代时期,可能暗示板块的消减作用在～3.0 Ga以后才起了重要的作用.

新疆东天山白石泉铜镍矿床基性-超基性岩体锆石U-Pb同位素年龄、地球化学特征及其对古亚洲洋闭合时限的制约

白石泉铜镍硫化物矿床位于中天山北缘,阿齐库都克-沙泉子断裂带南侧,产于同源侵入基性-超基性复式岩体中。采用锆石激光剥蚀法(LA-ICP-MS)获得矿化辉长岩中锆石U-Pb年龄为281．2±0．9Ma。辉长岩和橄榄岩的地球化学数据表明白石泉含矿杂岩体具高Mg特征。岩石富集大离子亲石元素(Rb、Ba、K、Sr)、LREE和高场强元素(U、Pb),而具有Ce负异常和亏损高场强元素(Th、Nb、Ta、Zr、Hf)的特征。这些表明白石泉含矿杂岩体具有幔源特征和岛弧岩浆特征。结合对白石泉岩体地质特征和区域地质背景的综合分析,本文推断白石泉岩体形成于岛弧环境或活动陆缘环境,即早二叠世期间在东天山地区还存在俯冲作用,因而古亚洲洋至少应在早二叠世晚期或以后才闭合。

华北陆块南部熊耳群火山岩的地球化学特征与成因

分布于华北陆块南部的熊耳群火山岩由玄武质到流纹质火山岩组成,并以玄武安山岩、安山岩为主,次为英安-流纹岩,SiO2=62％±的岩石较少,显示双峰特点。中基性熔岩的主要造岩矿物是辉石和斜长石,没有角闪石和黑云母,表明熊耳群火山岩形成于相对无水的环境。岩石地球化学上的显著特点是,富K2O、FeO,低Al2O3、MgO、CaO;富含大离子亲石元素(LILE,如K、Rb、Ba)和轻稀土元素(LREE),相对亏损高场强元素(HFSE,Nb、Ta、Ti),表现出岛弧型火山岩的地球化学亲合性。文中详细的岩石地球化学证据表明,熊耳群火山岩具有岛弧型地球化学特征的主要原因是其地幔源区遭受俯冲带组分的改造,而岩浆在上升到地表的过程中混染地壳物质是次要的。基于熊耳群及下伏结晶基底的地质学和地球化学特征,表明熊耳群形成于夭折的三叉裂谷环境,推断俯冲带组分的改造和富集事件发生在华北陆块南部古元古代大陆壳的形成和 拼贴过程中,由于洋壳和地壳物质再循环到上地幔中,使陆下岩石圈地幔源区富集LILE、LREE并亏损HFSE。熊耳期岩浆作用正是源于这样的保留有早期俯冲带组分改造特征的陆下岩石圈富集地幔。

西昆仑山库地北岩体的地球化学特征及构造意义

运用主元素、微量元素及同位素地球化学方法对西昆仑地区库地北岩体的地球化学特征、源区、构造意义 及成岩模式进行了系统的研究。研究表明，库地北岩体是一个高钾的Ⅰ型花岗岩岩体，其微量元素和同位素组成表 明，该岩体来源于陆壳岩石的部分熔融。其独特的微量元素分布特征以及与其共生的基性岩脉表明，该岩体形成于 加里东末期一引张的构造环境。该期引张构造的识别为研究西昆仑地区构造演化历史提供了新的依据。

埃达克质岩与Cu-Au成矿作用关系的初步探讨

近来的研究发现,埃达克质岩与Au、Cu、Mo等浅成低温热液矿床及斑岩矿床有密切的关系。我们的研究表明:(1)我国的斑岩铜矿大多与埃达克质岩有关,如德兴、沙溪、多宝山、乌奴格吐山和新近发现的东疆土屋斑岩铜矿等,有些被划归与富碱侵入岩或A型花岗岩有关的斑岩铜矿,如玉龙,也具有埃达克质岩的地球化学特征;(2)华北地区的Au矿床大多与埃达克质岩有关,最典型的如胶东和小秦岭;(3)长江中下游地区的Cu、Au、Mo矿床的岩浆岩大多为埃达克质岩。埃达克质岩与成矿作用之所以密切相关,其原因在于它们在地壳深部形成的条件和环境类似,这就为Au、Cu、Mo等的找矿开辟了一个 新的思路。埃达克质岩浆是玄武质岩石在高压、高温和含水条件下熔融形成的,上述条件有利于Cu、Au、Mo等金属元素溶解进入熔体。关于找矿方向,文中指出3点:(1)埃达克质岩发育的地区可能是矿床聚集的地区;(2)与消减作用有关的埃达克岩更有利于成矿元素的富集,对于中国来说,晚元古宙-古生代的古亚洲洋造山带内消减作用广泛发育,有巨大的找矿前景;(3)找矿工作应围绕埃达克质岩体及周围地质体进行。

山西吕梁地区古元古界小两岭组火山岩地球化学特征及其地质意义

山西吕梁地区古元古界小两岭组火山岩角度不整合于华北克拉通结晶基底之上,主要由玄武-安山岩、英安-流纹岩组成,SiO_2含量57%～63%的火山岩很少。岩石富集大离子亲石元素(Ba、K等)和轻稀土元素,相对亏损高场强元素(Nb、Ta等)。主、微量元素及Nd同位素地球化学特征表明:玄武-安山岩与英安-流纹岩为同源岩浆产物,成分间隙的产生由分离结晶作用导致;岛弧型火山岩地球化学特征产生的原因主要不是由于地壳的混染,而是继承于受俯冲组分改造的岩石圈富集地幔。对小两岭组顶部流纹岩中的锆石进行激光探针等离子体质谱(LA-ICP-MS)年龄测试,表明火山岩形成于1779±20Ma (^(207)Pb/^(206)Pb)。通过对小两岭组火山岩与熊耳群火山岩的地层层位、岩相学、地球化学和Nd同位素特征的对比,以及年代学方面的证据,表明小两岭组火山岩与熊耳群火山岩相当,是同期岩浆活动在不同空间的产物,都形成于大陆裂谷环境,可能与地幔柱有关。

华北克拉通吉南夹皮沟新太古代石榴黑云斜长片麻岩的变质P-T-t演化及构造意义

华北克拉通东部陆块新太古代末期的构造体制是近年来备受学界关注的热点议题。本文对地处华北克拉通东部陆块东北部的吉南夹皮沟石榴黑云斜长片麻岩进行了详细的岩相学、矿物化学、变质相平衡模拟、传统地质温压计和锆石U-Pb年代学研究,以明确其变质P-T-t演化,探讨构造过程和动力学机制。石榴黑云斜长片麻岩主要由石榴石、黑云母、斜长石、角闪石、石英和少量钛铁矿组成,记录了逆时针P-T轨迹,可以划分为三个变质阶段。岩石第一阶段的矿物组合为黑云母+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿(+熔体)(Bt 1+Pl 1+Amp 1+Qz+Ilm(+L)),记录的温压条件为790~854℃和0.55~0.88GPa,之后通过升压略降温到达压力峰期阶段,在这个过程中角闪石分解、石榴石生长、基质型斜长石的X_(An)值从核到边降低。第二阶段的矿物组合为石榴石+黑云母+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿(+熔体)(Grt+Bt_(2)+Pl_(2)(核部)+Amp_(2)+Qz+Ilm(+L)),相平衡模拟获得该阶段的温压条件为670~745℃和1.10~1.24GPa,传统地质温压计的结果为707~771℃和0.99~1.18GPa,两者可相互佐证,可能代表了岩石的压力峰期阶段。第三阶段的矿物组合为黑云母+斜长石+石英+钛铁矿(Bt_(3)+Pl_(2)(边部)+Qz+Ilm),形成于压力峰期后的降温降压过程,石榴石边部分解形成斜长石,该类斜长石的X_(An)值从核到边逐渐升高。变质锆石U-Pb定年获得2483±8Ma(MSWD=3.2)的年龄,结合稀土配分模式和锆石Ti温度计计算结果,将该年龄解释为岩石压力峰期阶段前的变质时代。考虑到吉南变质地体新太古代末期岩浆活动与变质作用的时间重叠性、区域上的“穹窿-龙骨”构造样式、前人的变质作用资料以及石榴黑云斜长片麻岩记录的升压轨迹,本文认为吉南新太古代末期变质作用与重力凹沉构造有关。

Sanukite(赞岐岩)的地球化学特征、成因及其地球动力学意义

赞岐岩 (サヌカイト ,sanukite)是指发现于日本四国北部的一种富Mg的火山岩 ,主要产于日本中新世 (11～14Ma)Setouchi火山岩带 ,是一种黑色玻璃质的火山岩。其化学成分以富Si质 (安山英安质 )、具很高的Mg# 值 (>0 .6 )、高的Cr、Ni丰度和K/Na值 (0 .33～ 0 .5 2 )为特征。赞岐岩的形成与菲律宾海板块年轻的热的岩石圈俯冲和四国盆地的张开有关 ,产于岛弧的弧前或弧后盆地环境。赞岐岩不只代表火山岩 ,也包括侵入岩。Shirey和Hanson(1984 )将该术语引入太古宙 ,将太古宙具上述赞岐岩特征 (Si过饱和、Mg# 高和Ni、Cr、LILE含量高 )的深成岩和火山岩称为sanukite岩套。赞岐岩与埃达克岩具有大体类似的地球化学特征 ,但前者更富Mg、Cr和Ni,表明赞岐岩可以直接由地幔岩部分熔融形成 ,而埃达克岩只能由玄武岩部分熔融形成。现代的赞岐岩很少见 ,而太古宙的赞岐岩比较常见 ,暗示太古宙导致板片熔融的消减的岩石圈本身或上地幔可能具有更高的温度。赞岐岩集中出现在晚太古代 (<3.0Ga) ,表明板块消减作用可能在 3.0Ga之后才成为一个重要的过程 。