东昆仑东段早泥盆世花岗岩成因:来自龙漠卡岩体的证据

龙漠卡岩体位于东昆仑造山带东段昆北构造带都兰—沟里一带。通过龙漠卡岩体锆石U-Pb定年、全岩地球化学及锆石Hf同位素研究,对岩体成因及其动力学背景进行探讨。结果表明:龙漠卡岩体主要为花岗闪长岩,其锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(409±2)Ma,属于早泥盆世早期侵入体;全岩SiO₂含量(质量分数,下同)为66.25%~69.61%,具有较高的Al₂O₃、Na₂O含量和较低的K₂O、MgO、CaO含量,相对富Na,铝饱和指数(A/CNK)为1.04~1.19,属于过铝质,具有Ⅰ型花岗岩特征;花岗闪长岩稀土元素总含量较低,轻、重稀土元素分异不明显,相对富集Rb、Ba、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损Th、Ta、Nb、Ti等高场强元素,具有较高的w(Sr)/w(Y)值(56.9~80.8)和Eu正异常,显示出与埃达克岩相似的地球化学特征;ε_Hf(t)为5.6~11.7,地壳二阶段Hf模式年龄为659~867 Ma,表明其可能为幔源物质上隆诱发新生玄武质下地壳部分熔融的产物;东昆仑造山带在早泥盆世可能处于后碰撞伸展构造环境。     

新疆北部二叠纪基性岩墙群岩浆作用及其动力学背景

新疆北部西准噶尔、吐哈盆地、东天山、西天山以及塔里木东北缘广泛发育的二叠纪(260~290Ma)基性岩墙群与塔里木大火成岩省形成时代相近。基性岩墙群主量元素与MgO含量具有较好的相关性,富集Rb、Ba和Sr等大离子亲石元素以及轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,无明显Eu异常,与岛弧岩浆特征相似。ε_Nd(t)值为-11.25~7.86,初始N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值为0.703~0.710。西天山基性岩墙群亏损轻稀土元素,塔里木东北缘亏损Sr。新疆北部二叠纪基性岩墙群岩浆可能起源于富集型软流圈地幔源区,岩浆演化过程中存在不同程度的地壳物质或俯冲交代岩石圈地幔的混染,其中西准噶尔、东天山、西天山和吐哈盆地岩墙经历了板片俯冲流体交代的岩石圈地幔混染,东天山及塔里木东北缘基性岩墙在岩浆演化过程中受到明显的地壳物质混染。新疆北部二叠纪基性岩墙群可能是地幔柱岩浆作用不同演化过程的产物。     

内蒙古巴林右旗晚侏罗世巴彦琥硕花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成

巴彦琥硕花岗岩采自内蒙古巴林右旗北部,其主要岩性为中细粒花岗岩、细粒二长花岗岩。通过地球化学、锆石U-Pb定年及Hf同位素分析研究,探讨巴彦琥硕花岗岩成因及其地质意义。锆石U-Pb年代学研究结果表明,巴彦琥硕花岗岩锆石U-Pb年龄为150 Ma,形成于晚侏罗世。岩石学和地球化学研究表明:SiO₂质量分数不低于71.3%,Al₂O₃不低于12.15%,w(K₂O)+w(Na₂O)值为7.74%~8.29%,w(K₂O)/w(Na₂O)值为0.88~1.57,Sr质量分数为(61.7~197.5)×10^-6,Y为(17.3~33.2)×10^-6,w(Sr)/w(Y)值低,为1.77~3.56,巴彦琥硕花岗岩属低锶高钇型岩石;岩石轻、重稀土元素分馏明显,w(La)_N/w(Yb)_N值为3.06~10.89,显示出明显的Eu负异常。锆石Hf同位素分析显示ε_Hf(t)值介于6.1~12.3之间,显示源区亏损的特征。考虑到侏罗世—白垩世期间太平洋板块对中国东部边缘的俯冲作用,巴林右旗北部晚侏罗世巴彦琥硕花岗岩的形成受太平洋板块俯冲作用影响,形成于挤压向伸展体制转换的过渡期。     

西天山备战铁矿石炭纪火山岩地球化学特征及岩石成因

选取西天山阿吾拉勒东段备战铁矿区出露的石炭纪火山岩为研究对象。通过对岩相学与主量、微量元素地球化学等方面的研究来约束其构造环境与岩浆源区性质。分析测试显示该地区火山岩多属中高钾钙碱性及橄榄玄粗岩系列,富集轻稀土元素及大离子亲石元素(Rb、Th、K等),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti等)。岩石组合及地球化学特征表明:该地区火山岩形成于活动大陆弧环境,其形成与早石炭世末期北天山洋盆向位于其南部的伊犁地块之下发生B型俯冲作用有关。另外,火山岩ε_Nd(t)值介于0.73~4.33之间,显示岩浆源区具亏损地幔的属性,且母岩浆在演化过程中还经历有结晶分异作用以及陆壳物质混染作用。     

滇西腾冲地块勐连花岗岩及暗色包体锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素特征

滇西腾冲地块是东特提斯构造带的重要组成部分,广泛发育中生代和新生代岩浆作用。出露于腾冲地块东南部的勐连花岗岩及暗色包体的锆石U-Pb定年显示,勐连花岗岩形成时代为(127±2)Ma,暗色包体为(125±2)Ma。勐连花岗岩主要岩石类型为石英二长岩、花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩,属于高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩,兼具部分S型花岗岩的过铝质特征。虽然暗色包体与花岗岩形成时代基本一致,但是暗色包体的矿物粒度更小,稀土元素总质量分数((305.2～322.8)×10^-6)更高,同时具有较高的w(Nb)/w(Ta)值(18.2～19.5)、较低的Pb同位素组成和更亏损的ε_Nd(t)值,表明勐连花岗岩内暗色包体应为异源包体,可能是基性岩浆侵入酸性岩浆中淬冷的产物。勐连花岗岩的全岩Sr-Nd同位素随SiO₂并没有明显的变化趋势,暗示地壳物质混染作用并不显著。Ba-Sr图解显示勐连花岗岩主要经历了斜长石和钾长石的分离结晶过程。二阶段Nd模式年龄(1.37～1.58 Ga)和上地壳类似的Pb同位素组成暗示中元古代高黎贡山群是勐连花岗岩的主要物质源区。但与高黎贡山花岗岩相比,更亏损的ε_Nd(t)值暗示勐连花岗岩源区中存在亏损地幔物质的加入。整体上,全岩初始N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值(0.710 020～0.712 001)和ε_Nd(t)值(-4.6~-2.1)暗示勐连花岗岩与拉萨地块北部岩浆带具有类似的形成环境。结合岛弧特征的构造环境和高w(Nb)/w(Ta)值的异源暗色包体,认为勐连花岗岩及暗色包体的形成可能是中特提斯洋俯冲-碰撞-闭合过程的产物。     

佳木斯地块东部二叠纪锦山花岗杂岩体的成因及其地质意义

报道了佳木斯地块东部锦山花岗杂岩体的锆石LA-ICPMS U-Pb定年结果、全岩地球化学和锆石Hf同位素特征,确定了花岗质岩石的形成时代、源区性质及其地球动力学背景,同时也为中亚造山带东段的构造演化提供重要线索。花岗岩的锆石主要呈自形—半自形晶,发育显著的震荡生长环带,w(Th)/w(U)值在0.12~1.20之间,显示其典型的岩浆成因。测年结果表明这些花岗质岩石形成于早—中二叠世(260~278Ma)。地球化学特征显示:花岗质岩石w(SiO₂)值为66.75%~70.10%,w(Na2O)值为4.40%~5.23%,w(K₂O)值为0.77%~2.80%,w(K₂O)/w(Na₂O)值为0.18~0.61,A/CNK值为0.97~1.14;这些岩石富集大离子亲石元素(Rb、Ba和K),相对亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Zr、Ti和Hf)。锆石原位Hf同位素分析显示,花岗岩的ε_Hf(t)值介于-0.8~7.7之间,两阶段Hf模式年龄介于953~1578Ma之间。该区花岗质岩石属于偏铝质—弱过铝质的低钾—中钾钙碱性I型花岗岩,原始岩浆起源于中—新元古代增生的下地壳物质的部分熔融。结合区域研究资料,研究区内早—中二叠世花岗岩就位于活动大陆边缘环境,其形成可能与佳木斯地块东侧古大洋板块的西向俯冲作用有关。     

江西赣州隆木花岗岩体年龄、成分特征及其构造意义

为了查明江西赣州隆木花岗岩形成时代及演化过程,对隆木岩体中的黑云母花岗岩与似斑状黑云母二长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和同位素地球化学研究。结果表明：黑云母花岗岩与似斑状黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb定年结果分别为（457±6）、（450±9）Ma,表明岩体形成于晚奥陶世;岩体铝饱和指数为1.11～1.29,K2O与Na2O含量（质量分数）之比为0.97～1.51,属强过铝质及高钾钙碱性岩石;根据ACF图解,岩体投影于S型花岗岩区域内;岩体Rb、Th＋U、La＋Ce、P、Nd、Zr＋Hf＋Sm相对富集,而Ba、Nb、Sr、Ti相对亏损,总体上属于低Ba、低Sr的花岗岩;岩体Rb与Sr含量之比为0.60～2.82,平均值为1.68,明显高于大陆地壳与上地壳的平均值,具壳源花岗岩特征;根据A/MF-C/MF图解,岩体物源区为砂质岩;岩体稀土元素含量总量偏低,为（113～176）×10-6,轻稀土元素富集明显,配分模式明显呈右倾型,Eu异常为0.38～0.67,Eu亏损程度中等偏高;化学成分显示,岩体属于强过铝质高钾钙碱性S型花岗岩,是一种壳源花岗岩,岩浆源区为成熟上地壳的砂质岩源区;构造判别图解、年龄信息及野外特征表明,岩体形成于后碰撞伸展构造环境。总之,隆木岩体形成于早古生代晚期的加里东构造运动,是华夏古陆块与扬子古陆块在新元古代碰撞拼贴之后裂解、在中奥陶世再次发生陆内碰撞使得地壳加厚部分重融、造山后期地壳伸展减薄、熔融物质上升侵位形成的岩体。     

西秦岭造山带早中生代花岗岩成分多样性及形成机制

花岗质岩体产状及组成上的差异主要受控于源区性质和岩浆过程。以西秦岭造山带内几个代表性早中生代花岗岩为例,简要介绍其形成中所记录的岩浆过程,探讨花岗岩成分多样性的原因。西秦岭造山带内S型花岗岩是变泥质岩部分熔融的产物; 根据地球化学特征可分为两类,即高Sr含量、低Rb/Sr值和稀土元素总含量的Group A,及低Sr含量、高Rb/Sr值和稀土元素总含量的Group B,其分别可由白云母水致熔融和脱水熔融形成。糜署岭岩体的暗色微粒包体中发育3类晶形和成分不同的锆石,其与寄主岩石的锆石具有一致的U-Pb年龄; 其中,暗色微粒包体中的类型3锆石与寄主岩石中锆石具有一致的晶形和ε_Hf(t)值,捕获于寄主岩石,而类型1和类型2锆石具有较高的Th/U值和ε_Hf(t)值,结晶于混合程度不同的基性岩浆,其基性端元可能来自幔源岩浆; 因此,糜署岭岩体的暗色微粒包体记录了壳-幔岩浆混合过程。中川岩体由形成时代没有明显差异的5个岩相呈同心环状产出; 边部的似斑状花岗闪长岩被含斑中粒黑云母二长花岗岩侵入,中粒黑云母二长花岗岩被中粒电气石二云母花岗岩侵入,后者又被细粒黑云母二长花岗岩侵入; Rb-Sr-Ba微量元素特征显示各岩性之间不存在成分分异趋势; 因此,中川岩体的环带结构是由多期次岩浆侵位、聚集形成的。     

内蒙古乌兰五台地区三叠纪铝质A型花岗岩年代学及地球化学特征

基于1∶50 000区域地质调查工作,在内蒙古乌兰五台地区识别出铝质A型花岗岩。通过研究该套斑状二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征,分析其成因类型,探讨早—中三叠世该区大地构造环境特征。结果表明:内蒙古乌兰五台地区斑状二长花岗岩单颗粒锆石U-Pb年龄加权平均值为(231.84±0.99)Ma,是印支期岩浆活动的产物,其岩石组合为中细粒、细粒斑状二长花岗岩;岩石地球化学特征属于高钾钙碱性系列,主量元素与微量元素表现为高硅、高碱,w(K₂O)/w(Na₂O)>1,A/CNK值为1.01～1.10的特点;Eu负异常明显,Rb、Th、K、Pb相对富集,Sr、Ti亏损;Ba、Nb、Sr、Ti呈现明显负异常,Rb、Th、K、Pb呈现明显正异常,w(Rb)/w(Sr)、w(Rb)/w(Ba)值高,w(Sr)/w(Ba)值低。上述特征显示该花岗岩为中—下地壳脱水部分熔融形成的岩浆侵位,可能形成于后碰撞挤压环境下的局部拉张构造环境,标志着大规模碰撞造山运动的结束和新的板内构造运动演化阶段的开始。     

海南岛晚二叠世大岭岩体岩石成因:锆石原位Hf同位素制约

LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究表明,海南岛大岭闪长质岩体形成于255. 7±1. 9 Ma,锆石的εHf(256 Ma)值为-4. 7～-0. 2,变化范围较大。计算结果表明,低εHf(256 Ma)值锆石的εNd(256 Ma)值为-5. 6,这与岩体全岩εNd(256 Ma)值(-5. 8)以及海南岛中-新元古代结晶基底火成岩的εNd(256 Ma)值(-7. 42～-4. 19)范围相一致;但高εHf(256 Ma)值锆石的εNd(256 Ma)值为-4. 19～-2. 25,明显高于岩体和结晶基底火成岩的εNd(256 Ma)值,暗示存在一个来自相对亏损(εHf(t) 0)地幔源区的端元组分的贡献。结合全岩主微量元素特征,大岭闪长质岩浆很可能是相对年轻的富集交代岩石圈地幔来源的基性岩浆与中-新元古代结晶基底火成岩来源的酸性岩浆发生混合的产物。因此,壳-幔岩浆混合成因模式可以很好地解释海南岛大岭闪长岩元素地球化学特征以及锆石微区Hf同位素组成变化。     

南秦岭胭脂坝花岗岩成因:锆石U-Pb年龄、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素的制约

秦岭造山带广泛发育新元古代、古生代、早中生代和晚中生代岩浆作用,是长期复杂造山作用的结果。胭脂坝花岗岩岩体出露于南秦岭宁陕地区五龙岩体群的最东部,是南秦岭早中生代花岗岩的重要组成部分。5个花岗岩样品的锆石U-Pb定年结果分别为(202.9±3.5)、(201.0±3.0)、(202.1±2.6)、(200.4±5.4)、(205.5±3.3)Ma,平均年龄为（201.9±1.5）Ma,属于早中生代五龙岩体群岩浆作用中晚期的产物。岩石地球化学成分显示该岩体的主体为黑云母花岗岩,具有高硅、富碱的地球化学特征,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,属于弱过铝质、高钾钙碱性岩石系列。初始Sr同位素组成为0.704 31~0.706 78,ε_Nd(t)值为-5.2~-2.0,初始Pb同位素组成相对高,(N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)）_(t)=17.737~18.191,（N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb)）_(t) =15.511~15.574,（N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)）_(t) =37.439~38.071。较高的放射性成因Pb同位素组成说明胭脂坝岩浆源区具有扬子地块的属性;初始Sr同位素组成和εNd(t)值随着SiO2含量的升高呈现出线性变化趋势,说明胭脂坝花岗质岩浆在上升侵位过程中存在围岩物质的同化作用;结合与新元古代火山沉积岩（如耀岭河群、武当群、碧口群）相似的初始Sr-Nd同位素组成,推测胭脂坝岩体的岩浆源区主要是具有扬子地块属性的新元古代地壳物质。     

西准噶尔巴音布拉克花岗斑岩成因:岩石地球化学、年代学与Sr-Nd-Hf同位素证据

西准噶尔雪米斯坦成矿带是中国重要的铀多金属成矿带,带内分布有大量古生代中酸性侵入岩体,这些岩体为探索雪米斯坦成矿带古生代岩浆活动及其构造演化提供了重要依据。巴音布拉克花岗斑岩岩体位于该成矿带东南部。对该花岗斑岩开展了系统的岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究。结果表明:该岩体形成于(393.7±1.7)Ma(MSWD值为1.3),属于早泥盆世,侵入于志留系雪米斯坦组地层中; 在主量元素组成上,巴音布拉克花岗斑岩具有高Si、贫水、高Al、富碱(特别是富K)以及低Mg和Ca的特征,属准铝质—过铝质A₂亚型花岗岩; 微量元素组成上,岩石富集Rb、Th、U等,亏损Sr、P、Ti等,球粒陨石标准化稀土元素配分模式整体呈轻稀土元素相对富集的右倾模式,轻、重稀土元素分馏明显,稀土元素总含量较高且具有较为明显的Eu负异常; ε_Nd(t)为4.3～6.7,变化范围很小,说明岩浆相对均一,二阶段Nd模式年龄为591～788 Ma,ε_Hf(t)为3.98～9.35,二阶段Hf模式年龄为794～1 130 Ma,成岩物质可能来自于新元古代的亏损地幔。综上所述,巴音布拉克花岗斑岩是在俯冲环境下地幔发生部分熔融,并在沿俯冲带上升过程中混入了少量古老地壳物质形成的。通过与雪米斯坦成矿带西部杨庄岩体对比,巴音布拉克岩体具有形成工业性铀矿的前景。     

四川泸定地区新元古代火山岩地球化学特征及其大陆动力学意义

四川泸定地区火山岩属于扬子地块西缘岩浆岩带,是“康滇地轴”北段的重要组成部分,出露在现今龙门山断裂带与鲜水河断裂带的交汇部位。该火山岩形成年龄为(772.4±5.5)Ma,属于新元古代火山岩。岩石SiO₂质量分数介于59.18％～72.44％,为一套典型的岩浆弧成因亚碱性高钾钙碱系列安山岩-英安岩-流纹岩组合。岩石微量及稀土元素具典型的岛弧火山岩特征,Nb和Ta强烈亏损,w(Nb)/w(Th)值为0.72～1.77,w(La)/w(Nb)值为3.12～7.36,w(Ta)/w(Yb)值为0.13～0.29,w(Th)/w(Yb)值为1.06～5.21,明显不同于大陆裂谷型火山岩组合以及与地幔柱相关的火山岩组合。岩石N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值为0.737 169～0.743 441,N(¹⁴³Nd)/N(¹⁴⁴Nd)值为0.512 091～0.512 549,N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为18.670 1～18.882 3,N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb) 值为15.663 3～15.677 4,N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb) 值为38.717 2～39.177 4,ε_Nd(t)值为-2.76～6.00,这充分表明在新元古代时期本区的构造背景为岛弧系统。由俯冲作用导致的地幔物质上涌,引起大陆边缘弧地壳熔融,形成了泸定地区这套陆缘弧中酸性火山岩组合。     

华北克拉通胶—辽—吉带古元古代条痕状花岗岩成因及其构造意义

华北克拉通胶—辽—吉带内发育大量古元古代条痕状花岗岩,岩性主要为含角闪石或磁铁矿的二长花岗岩,以暗色矿物定向排列为显著识别特征。基于系统的野外调查、岩石学、地质年代学和地球化学研究,对条痕状花岗岩成因和其形成的构造环境提出了不同的模式。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示这些条痕状花岗岩形成于2 173~2 205 Ma,基性岩脉侵位于2 159 Ma,后期的角闪岩相变质发生于约1 907 Ma。条痕状花岗岩中发育基性暗色微粒包体,也发育钙质角闪石和镁铁质角闪石,副矿物为锆石、榍石和磁铁矿。主量和微量元素分析结果显示:条痕状花岗岩属于钙碱性岩浆系列,A/CNK值为0.9～1.2(多数小于1.1),A/NK值为0.9～1.4,SiO₂质量分数为68.3%～76.9%,岩石具有低TiO₂质量分数(小于0.3%);岩石富集大离子亲石元素(如K、Rb、Sr、Cs),亏损部分高场强元素(如Nb和Ti)。这些特征都指示条痕状花岗岩可能是形成于俯冲带环境下的I型花岗岩。部分岩体(如大房身岩体)具有类似A型花岗岩的特征,这是岩浆体系富硼而引起的高分异所致的,岩体高SiO₂质量分数(76.7%~77.1%)也是高分异的表现。硼的加入会导致岩浆体系固相线温度降低,使得岩浆具有更为充分的时间进行演化。全岩ε_Nd(t)值(-8.6~1.5)和锆石ε_Hf(t)值(-1.3~5.6)都具有非常宽的变化范围,结合基性暗色微粒包体的岩相学特征以及斜长石的环带,说明条痕状花岗岩形成于下地壳熔融的酸性岩浆和富集地幔熔融的基性岩浆的混合。花岗岩的弧岩浆属性及其老于2 500 Ma的太古代继承锆石指示胶—辽—吉带在古元古代可能发生了北向俯冲。     

东准噶尔卡拉麦里地区黄羊山岩体岩石学特征

在前人研究基础上,对黄羊山岩体取得了新的认识:萨北岩体和苏吉泉岩体只是黄羊山岩体的一个组成部分,并非单独岩体。黄羊山岩体寄主岩石划分为中粒黑云母碱长花岗岩、中粒角闪石碱长花岗岩、中粒钠铁闪石碱长花岗岩、中细粒钠铁闪石碱长花岗岩、细粒黑云母碱长花岗岩和细粒混合花岗岩(含石墨)6个单元。岩石学及矿物特征表明,岩体有从黑云母碱长花岗岩向钠铁闪石碱长花岗岩演化的趋势,可能是幔源重熔分异的碱性花岗岩(A型花岗岩),而闪长质微细粒包体及大量发育的闪长(玢)岩脉和辉绿(玢)岩脉提供了有力的佐证,初步研究认为黄羊山岩体形成于后碰撞张性环境,其就位与卡拉麦里断裂有关,其形成和演化标志了准噶尔地区显生宙幔源岩浆活动及其分异产物导致大陆地壳垂向生长过程。