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。     

大别造山带宿松地体早白垩世中—基性脉岩地球化学特征

大别造山带是三叠纪华南陆块俯冲于华北陆块之下所形成的陆 陆碰撞造山带,在早白垩世发育强烈的碰撞后岩浆作用。侵位于宿松群高压变质岩石中的大量中—基性脉岩是认识大陆板块深俯冲过程的壳幔相互作用和折返过程中岩石圈构造响应的重要载体之一。报道了有关宿松地体中—基性脉岩的岩石学和地球化学研究结果,探讨了其成因特征和源区演化?结果表明:中—基性脉岩总体具有安粗岩的性质,主量元素含量变化较大,SiO₂质量分数介于48.45%~61.37%,偏基性脉岩具有偏高的MgO、Cr、Ni含量;所有脉岩样品的微量元素和稀土元素组成均一,大离子亲石元素和轻稀土元素相对富集,重稀土元素和高场强元素亏损;脉岩样品都具有相对富集的同位素组成特征,包括较高的初始N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值(0.706 3~0.710 9),较低的ε_Nd(t)值(-22.7~-15.1);初始Pb同位素比值也相对偏低,初始N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为15.858 5~17.196 7,初始N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为15.207 2~15.332 1,初始N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为36.814 4~37.633 8, 这些特征暗示岩浆源区具有扬子板块下地壳物质的显著贡献。总之,中—基性脉岩具有高Sr含量和低Y、Yb含量,与埃达克质岩组成类似,可能指示宿松地体早白垩世中—基性脉岩的形成与增厚的造山带岩石圈拆沉及其和地幔的相互作用有关。     

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。     

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。     

青藏高原东南缘腾冲地块新生代玄武岩地球化学特征及其地幔源区性质

腾冲地块位于青藏高原东南缘,是全球特提斯—喜马拉雅构造域东部的重要组成部分,自新生代以来构造活动频繁且岩浆作用强烈,其中广泛发育的新生代玄武岩是研究现今地幔岩石学性质的良好对象。通过研究腾冲地块新生代玄武岩的主、微量元素和Sr-Nd同位素特征,以及其中橄榄石斑晶的地球化学成分,探讨腾冲地块现今地幔源区特征。结果表明:腾冲地块新生代玄武岩富集轻稀土元素和大离子亲石元素,并且富集Th、U、Pb、Zr、Hf,而亏损Sr、Eu,具有高N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值(0.705 964~0.706 277)和较低N(¹⁴³Nd)/N(¹⁴⁴Nd)值(0.512 416~0.512 467),没有受到明显地壳物质的同化混染作用,反映岩浆源区是富集型地幔,其形成过程可能与洋壳俯冲作用有关;橄榄石斑晶晶形较好,具有较低的Fo值、Ni含量以及变化较大的w(FeO)/w(MnO)值,这是受到了早期橄榄石分离结晶和部分熔融的影响;玄武岩的CaO、MgO、FeO含量和w(FeO)/w(MnO)值表现出富硅辉石岩熔体的特征,FC3MS参数为0.84~1.17,指示其地幔源区主要由辉石岩组成,形成可能与洋壳俯冲和硅酸盐熔体交代作用有关。     

川西北塔公石英闪长岩地球化学特征和岩石成因

川西北塔公地区位于青藏高原东部,属于松潘—甘孜造山带的东南部边缘。塔公石英闪长岩侵位于晚三叠世地层中,岩体的K-Ar同位素年龄为134～136 Ma,形成于早白垩世。岩石SiO₂质量分数为61.37%～62.25%,铝饱和指数为0.93～0.95,全碱质量分数为5.46%～5.77%,里特曼指数为1.62～1.74,样品属于亚碱性准铝质高钾钙碱系列石英闪长岩。岩石Mg^#值较高,总体具有高Sr含量、低Nd含量的同位素地球化学特征。N（⁸⁷Sr）/N（⁸⁶Sr）值为0.712 589～0.713 009,初始N（⁸⁷Sr）/N（⁸⁶Sr）值为0.709 503～0.709 878,N（¹⁴³Nd）/N（¹⁴⁴Nd）值为0.512 135～0.512 196,εNd(t)值均为负（-8.6～-7.5）,Nd模式年龄为1.33～1.41 Ga,Hf模式年龄为1.13～1.37 Ga。该岩体是早白垩世期间,川西北地区陆缘-陆内造山环境下由松潘—甘孜造山带古老的下地壳镁铁质物质局部熔融形成的晚碰撞-碰撞后非分异Ⅰ型花岗岩类。     

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。     

东天山三岔口地区早、晚古生代岩体成因及其对康古尔缝合带演化的意义

对东天山地区三岔口矿岩体和三岔口东岩体的成因及构造背景进行探讨。三岔口矿岩体为一套花岗闪长岩-闪长岩体,形成于443 Ma,为晚奥陶世岩浆作用产物。三岔口矿岩体具有轻稀土元素及大离子亲石元素富集、高场强元素亏损的特征,表明其形成于岛弧环境,高放射成因Nd(ε_Nd(t)=6.6~7.5)和低初始N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值(0.703 69~0.703 89)表明岩浆混合中的基性端元很可能起源于俯冲带亏损的岩石圈地幔,幔源岩浆底侵导致下地壳部分熔融,并与生成的花岗质熔体混合形成中酸性岩浆。三岔口东岩体为一套花岗岩-花岗闪长岩-闪长岩体,侵位时代约为322 Ma,属于中亚造山带碰撞后岩浆作用的产物。三岔口东岩体同样具有岛弧岩浆特征,富集轻稀土元素及大离子亲石元素,亏损高场强元素,但其岛弧特征继承自其下地壳源区的性质,东天山地区下地壳主要是早古生代形成的深埋弧岩浆岩拼贴而成的。三岔口东岩体同样由壳幔岩浆混合作用形成,其基性端元可由区内同期基性—超基性岩体模拟。三岔口矿火山弧岩浆组合的确立可将康古尔地区俯冲作用的时间追溯至奥陶纪。晚石炭世早期,康古尔缝合带区域构造由挤压向拉伸转换,三岔口东岩体对应区域的后碰撞构造演化阶段。     

甘肃康县阳坝岩体岩石成因及壳幔相互作用

出露于甘肃康县南部阳坝镇一带的阳坝岩体具有典型的岩浆混合特征,岩体中暗色微粒包体发育,主 要类型为暗色细粒微粒闪长质及石英闪长质岩浆包体,岩浆包体与寄主岩石界限清晰。岩浆包体具淬火结构: 角闪石呈长柱状,黑云母呈长条片状,磷灰石呈针状,包体中出现石英颗粒集合体及发育熔蚀环的斜长石捕虏 晶。岩石学、地球化学研究表明,微粒闪长质包体的(La/Yb)N、Rb/Sr值都比寄主岩石高,且铕亏损程度更大, 包体和寄主岩石的Mg#高(寄主岩石Mg#=50.8～54.5,暗色包体Mg#=55.6～60.1)。结合岩相学特征可以 认为,暗色微粒包体可能是幔源的高温偏基性岩浆侵入到花岗闪长质岩浆中淬火结晶的产物,在此过程中,花岗 质岩浆受到幔源物质混染,表明在中三叠世,扬子板块西北缘曾发生壳-幔混合作用。     

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。     

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。     

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。     

大别山镁铁质下地壳的Pb同位素成分:来自榴辉岩的制约

北大别高温超高压杂岩带中榴辉岩的岩石学和地质年代学研究已经证明它们为华南板块新元古代镁铁质下地壳岩石经三叠纪深俯冲变质成因。基于此,开展了北大别榴辉岩的Pb同位素地球化学研究。结果表明:北大别榴辉岩表现出与北大别片麻岩相似的低放射性成因Pb同位素特征,并具有更低的N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)值;其初始Pb同位素组成分别为N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)_i=15.217～17.522,N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb)_i=15.077～15.540和N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)_i=35.219～38.082,表现出目前已知的大别造山带3个含榴辉岩的超高压变质岩片中最低的Pb同位素组成,这进一步证明北大别榴辉岩的原岩来自于俯冲镁铁质下地壳;北大别榴辉岩表现出较宽的Pb同位素组成变化范围,其中最低的Pb同位素组成源自于具有低w(U)/w(Pb)值、低w(Th)/w(U)值演化特征的晚太古代至古元古代镁铁质下地壳,而相对较高的Pb同位素组成则继承于新元古代底侵的幔源岩浆,表明北大别榴辉岩的Pb同位素特征是幔源岩浆混染古老镁铁质下地壳的结果。与大别山中生代埃达克质岩的Pb同位素对比研究表明,早白垩纪拆沉再循环的陆壳物质中不仅含有镁铁质下地壳岩石,还含有长英质下地壳物质,大别山深部的长英质下地壳随镁铁质下地壳一起拆沉并再循环进入地幔。     

北秦岭晚三叠世关山岩体地球化学特征及成因机制

关山地区位于北秦岭与北祁连造山带的结合部位,目前有关关山岩体的岩石成因存在争议。锆石U-Pb定年结果表明关山岩体二长花岗岩的加权平均年龄为(236.3±4.0)Ma(样本数为6个,平均标准权重偏差为2.6)。地球化学特征显示岩石具有高Si(SiO₂ 含量(质量分数,下同)高于69%)、富碱(K₂O含量高于3.84%,Na₂O含量高于4.18%)、Mg^#值较高(50.4～51.0)的特征,轻稀土元素较富集,重稀土元素亏损且相对平坦,Eu呈微弱负异常(0.75～0.82),岩石富集Sr、Rb、Ba,亏损Y、Yb等,Sr/Y值为37.5～60.7,具有埃达克岩的性质。锆石Lu-Hf同位素(除去捕获锆石)分析结果表明,二长花岗岩5颗锆石具有负ε_<sub>Hf(t)值(-21.59～-4.49),对应的二阶段Hf模式年龄为1 538～2 622 Ma,1颗锆石为正ε_<sub>Hf(t)值(0.19),对应的二阶段Hf模式年龄为1 245 Ma,指示关山岩体来源于新元古代地壳物质。岩石具有高SiO₂、Al₂O₃含量,相比于地幔明显较低MgO以及Cr、Ni等元素含量,指示关山岩体来源于地壳物质的熔融,岩石较高Mg^#值说明其源区可能有地幔组分的加入。岩相学、地球化学、同位素特征和区域地质资料综合显示,关山岩体二长花岗岩形成于碰撞挤压环境,是下地壳增厚环境下脱水部分熔融的产物,其中伴随有地幔组分的加入。