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。     

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。     

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。     

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。     

定量估算造山带地壳厚度的岩石地球化学方法:综述与实例

应用岩石地球化学数据定量、半定量估算岩浆弧地壳厚度的方法包括:钙碱性岩套K₂O含量、w(Sr)/w(Y)值、w(La)_N/w(Yb)_N值,玄武质岩石Na₂O含量、CaO含量、w(Ce)/w(Y)值等。目前提出的定量公式对厚度在20~45 km范围内的俯冲造山带地壳厚度反演结果可靠性较高。中酸性岩w(Dy)/w(Yb)值可以指示造山带是否存在加厚的地壳。应用岩石地球化学数据定量、半定量反演造山带地壳厚度的公式要求:明确其适用条件与应用范围;有足够数量的样本;进行数据筛选并且剔除离群值。藏南冈底斯弧的实例研究表明,w(La)_N/w(Yb)_N值能够估算碰撞造山带古地壳厚度,印度板块与亚洲大陆碰撞引起的地壳显著增厚导致冈底斯地体中酸性岩浆岩w(Sr)/w(Y)值、w(La)_N/w(Yb)_N值在40 Ma以来明显跃升。三江地区三叠纪义敦岛弧地壳厚度为60 km;福建长乐—南澳构造带早白垩世时期岩浆弧的地壳厚度为42 km;辽西地区中侏罗世—早白垩世时期火山岩地壳厚度为50~65 km。     

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。     

内蒙古白音诺尔铅锌矿铅同位素研究

内蒙古白音诺尔铅锌矿床是大兴安岭地区储量最大的铅锌矿床,矿体主要沿花岗闪长(斑)岩与大理岩接触带产出。为了查明成矿物质来源,对矿石中的硫化物和矿区内及外围主要侵入岩开展了铅同位素示踪分析。测试结果表明:矿石中硫化物的N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)为18.266～18.372,平均值18.296,N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb)为15.501～15.579,平均值15.536,N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)为38.016～38.339,平均值38.138。铅同位素年龄校正计算结果表明:矿石中硫化物的Pb同位素比值与大理岩和花岗闪长(斑)岩非常相似,表明矿石中的铅主要来自花岗闪长(斑)岩和大理岩,说明成矿物质也主要来自这两类岩石,进一步证明了白音诺尔铅锌矿床的成矿与花岗闪长(斑)岩和大理岩有关,属于矽卡岩型矿床,与喷流沉积型和火山岩块状硫化物矿床有明显的差别。与区域上其他银多金属矿床对比发现,本区银多金属矿床的Pb同位素组成非常相似,其组成范围多有重叠,暗示这些矿床的矿石铅来源也非常相似,可能表明有一个共同的富银的基底或地层为这些银多金属矿床的形成提供了成矿物质来源。     

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。     

扬子板块北缘马元铅锌矿床有机地球化学特征及成矿作用

近年来,有机质与金属成矿关系研究备受关注。扬子板块北缘马元矿床铅锌矿体分布与古油藏、沥青在空间上叠置,是探索有机质与铅锌成矿关系的理想地区。矿区发育分散有机质、沥青、气态烃类等不同赋存形式的有机质,生物标志化合物特征明显,以低碳数正构烷烃为主,具浅海环境藻类来源特征,均处于过成熟演化程度。沥青²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb值为17.946～18.071,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb值为15.593～15.703,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb值为37.812～38.072,Pb模式年龄为612～478 Ma,结合油-源对比结果,沥青主要来源于下寒武统郭家坝组烃源岩,郭家坝组烃源岩经历了较强的还原环境和缺氧的高盐度环境。各类有机质C同位素组成一致,δ¹³C值为-35.3‰～-31.4‰,与区内闪锌矿流体包裹体中甲烷、乙烷等C同位素一致,显示有机成因碳典型特征。综上所述,马元铅锌矿床成矿与有机质关系密切,古油藏热裂解和热化学硫酸盐还原(TSR)作用提供了还原硫,富含Pb、Zn的盆地卤水与富含CH₄、H₂S的有机还原性流体混合是其重要成矿机制。     

浙西毛坦地区基性岩墙地球化学特征及其构造意义

江南造山带中新元古代基性岩墙广泛发育,其成因和构造背景的研究对认识江南造山带的构造过程和华南板块新元古代构造演化具有重要意义。对出露于江南造山带东北段的浙西毛坦地区新元古代基性岩墙进行了系统的地球化学研究。结果表明:基性岩墙的岩性主要为辉绿岩和少量辉长岩,岩相学及地球化学特征显示其主要属拉斑玄武岩系列,稀土元素特征还显示了拉斑玄武岩到高铝玄武岩的过渡;在原始地幔标准化微量元素蛛网图上,Nb、Ta、Ti负异常显示了岛弧拉斑玄武岩的特征,但在MgO-FeO^*-Al₂O₃、Ti/100-Zr-3Y、TiO₂-FeO^T/MgO、Zr/Y-Zr、Ti-Zr、Zr/4-2Nb-Y和Th/Yb-Ta/Yb等图解上,基性岩墙样品大都落在洋岛、洋中脊和板内玄武岩区域,表明基性岩墙形成于伸展构造背景,主要为板内裂谷环境,且在岩浆上升侵位过程中不同程度混染了地壳物质;岩石的w(Th)/w(Ta)值及w(La)/w(Yb)值均较低,结合构造环境判别图解和岩石的拉斑玄武岩属性等,显示基性岩墙具有与地幔柱相关的岩石地球化学特征。这些特征显示,浙西毛坦地区的基性岩墙可能是Rodinia超大陆在新元古代因地幔柱活动导致软流圈上涌及部分熔融,使基性岩浆沿着由裂解作用形成的区域张裂构造侵入所形成的。     

勉略缝合带三岔子辉绿岩墙锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成——古特提斯洋壳俯冲的年代学证据

为了弄清楚勉略构造带中三岔子岛弧火山岩的形成时代及源区特征,对南秦岭勉略缝合带三岔子岛弧蛇绿混杂岩中的辉绿岩墙样品进行了锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素组成及微量元素组成研究。结果表明,三岔子辉绿岩中的锆石主要包括2个年龄区间:有8颗锆石记录古生代年龄信息,其n(²⁰⁶Pb)/n(²³⁸U)年龄为264～487Ma,w(Th)/w(U)为0.4～0.8,其中有6颗锆石的N(¹⁷⁶Hf)/N(¹⁷⁷Hf)初始值为0.281934～0.282292,对应的ε_<sub>Hf(t)值为-9.4～-16.4,为典型的壳源岩浆锆石,另外2个测点(BQG-014,BQG-021)的N(¹⁷⁶Hf)/N(¹⁷⁷Hf)为0.282722～0.282798,对应的ε_<sub>Hf(t)值为4.5～6.3,为典型的幔源岩浆锆石;有15颗锆石记录了元古代—太古代的年龄信息,N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁶Pb)年龄主要为1713～2559Ma,N(¹⁷⁶Hf)/N(¹⁷⁷Hf)初始值为0.281288～0.282263,对应的ε_<sub>Hf(t)值为-1.3～8.7,绝大部分锆石的ε_<sub>Hf(t)值大于2,显示出幔源岩浆锆石的特征。根据锆石Hf同位素组成,BQG-014和BQG-021样品为典型的幔源岩浆锆石,因此,其形成年龄(264～295Ma)应代表了勉略洋消减过程中一次重要的大陆弧岩浆作用时间。     

南秦岭老城花岗岩成因:锆石U-Pb年龄和Sr-Nd同位素的制约

老城岩体出露于南秦岭宁陕地区,属于五龙岩体群的重要组成部分。岩体的不同岩性单元均含有大量暗色微粒包体。锆石U-Pb年龄分析结果显示,寄主岩石形成年龄为213~219 Ma,其包体的锆石结晶年龄为211 Ma,属于早中生代五龙岩体群岩浆作用中期产物。岩石地球化学分析显示:寄主岩石的主体为花岗闪长岩和石英二长岩,具有低Si、弱过铝质、富碱和高Mg^#值(52~67)的地球化学特征,属于高钾钙碱性系列Ⅰ型花岗岩;暗色包体主要为闪长质成分,具有低SiO₂(53.64%~62.40%)、富碱和高Mg^#值(63~72)的地球化学特征,属于钾玄岩岩石系列。暗色包体与其对应的寄主岩石相比具有相对较低的初始N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值(0.704 66~0.705 82)、较高的εNd(t)值(-4.3~-1.6)和高Mg^#值,显示形成包体的原始岩浆可能源于幔源玄武质岩浆。Sr-Nd同位素地球化学特征显示,寄主岩石和包体之间发生过明显的成分交换,使这些成分在二者中大体达到平衡。对比南秦岭基底岩石的初始Sr-Nd同位素比值,推测老城花岗岩岩浆源区主要是新元古代基性下地壳物质。包体和寄主岩石的关系显示,岩浆混合可能为基性岩浆注入到已经开始结晶的酸性岩浆,两种岩浆发生不完全混熔,形成了寄主岩石和暗色基性包体。