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。     

扬子板块西北缘碧口微地块新元古代大陆弧岩浆作用:来自锆石U-Pb年代学、Hf同位素和地球化学证据

扬子板块西北缘碧口微地块内部发育有较多的新元古代基性—中酸性侵入岩体。对碧口微地块勉略宁地区出露的新元古代二里坝花岗闪长岩进行了岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素研究。结果表明:二里坝花岗闪长岩2件样品的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为(821.3±5.5)Ma和(822.6±5.8)Ma; 二里坝花岗闪长岩主体为准铝质—弱过铝质、钙碱性系列岩石,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素Ti、Nb、Ta等,为I型花岗岩; 稀土元素总含量(质量分数)为(81.5～147.3)×10^-6,球粒陨石标准化稀土元素配分模式呈右倾型,具弱的正Eu异常(0.92～1.26); 锆石ε_Hf(t)为-14.06～-7.38,二阶段Hf模式年龄为2.25～1.90 Ga。结合区域地质资料认为,二里坝花岗闪长岩主要是由下地壳变基性岩部分熔融形成,是与俯冲相关的新元古代大陆弧环境下的产物。     

新疆阿斯喀尔特Be-Nb-Mo矿床Re-Os同位素年龄及地质意义

阿斯喀尔特Be-Nb-Mo矿床位于新疆阿尔泰成矿带,是同时产有花岗岩型和花岗伟晶岩型矿体的稀有金属矿床。为确定该矿床的成矿年龄,采用ICP-MS辉钼矿Re-Os同位素技术,测得白云母钠长石花岗岩带内6件辉钼矿样品的Re-Os等时线年龄为211.9±4.1 Ma,加权平均年龄为214.9±1.2 Ma,表明该矿床形成于燕山早期。同位素精确定年结果暗示阿斯喀尔特矿床上部似伟晶岩成矿带形成的主要机制可能是岩浆液态不混溶作用。     

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩成因及其地质意义

四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩位于茅口组顶部王坡层黏土岩之上,其成因可能对认识峨眉山大火成岩省火山活动时限具有重要意义。对朝天剖面吴家坪组2个凝灰岩样品进行全岩矿物含量、地球化学特征、锆石U-Pb定年、锆石微量元素和Hf同位素分析,探讨凝灰岩的成因,进而讨论其对峨眉山大火成岩省火山活动时限的启示。结果表明:广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩主要由黏土矿物组成,锆石U-Pb年龄为(260.1±2.8)Ma,并具有较高的Al₂O₃/TiO₂值(分别为37.90和31.49)、明显的Eu负异常(Eu/Eu^*值分别为0.13和0.06)及缺失Nb、Ta负异常; 凝灰岩样品中,锆石具有较高的ε_Hf(t)值(7.8～11.4)和较低的Th/Nb值(5.4～14.9),与宾川剖面峨眉山火山序列酸性熔结凝灰岩及上寺剖面上二叠统下部凝灰岩基本一致,而明显不同于清音阁王坡层黏土岩锆石ε_Hf(t)值和Th/Nb值。综上所述,四川广元地区朝天剖面上二叠统吴家坪组凝灰岩的形成与峨眉山大火成岩省酸性火山活动有关,且峨眉山大火成岩省的火山活动时限可能一直持续到晚二叠世早期。     

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。     

中哈俄阿尔泰稀有金属矿床时空分布、成因及成矿规律

中哈俄阿尔泰发育许多大型—超大型稀有金属矿床,是世界著名的稀有金属成矿省。该成矿省可分为3个稀有金属成矿带,自西南向东北依次为哈萨克斯坦Kalba-Narym、中国阿尔泰和俄罗斯山区阿尔泰等。这3个成矿带稀有金属矿床以伟晶岩型为主,但伟晶岩与花岗岩关系及其伟晶岩成因不一致:在哈萨克斯坦Kalba-Narym成矿带和俄罗斯山区阿尔泰成矿带,矿区发育同期的花岗岩,伟晶岩是花岗质岩浆分异演化的产物; 而在中国阿尔泰成矿带,矿区未见同期的花岗岩,伟晶岩成因有变质深熔和岩浆分异结晶两种不同认识。这3个成矿带稀有金属矿床的成矿规律也有差异:在成矿时代上,自西南向东北,矿床形成分别集中在二叠纪、三叠纪和晚三叠世—早侏罗世,成矿时代逐渐变新; 在成矿类型和元素组合上,哈萨克斯坦Kalba-Narym成矿带和中国阿尔泰成矿带的稀有金属矿床以伟晶岩型为主,元素组合分别为Ta-Nb-Be-Li和Be-Li-Nb-Ta(-Cs-Rb-Hf),俄罗斯山区阿尔泰成矿带稀有金属矿床则以云英岩型钼钨(铍)矿床为主,有少量的伟晶岩型锂钽矿床。     

新疆阿尔泰大喀拉苏花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

大喀拉苏似斑状黑云母二长花岗岩出露于新疆阿尔泰南缘,是研究阿尔泰二叠纪构造环境的理想对象。采用LA-Q-ICP-MS锆石U-Pb定年获得其加权平均年龄为(261.4±2.1)Ma,属中二叠世。岩石具有高Si(SiO₂质量分数为69.03%～70.94%)、富Al(Al₂O₃为14.18%～14.71%)、富K(Na₂O/K₂O值为0.70～0.87)的特征,A/CNK值为1.02～1.04,属高钾钙碱性弱过铝质花岗岩,显示I-A过渡型特点。微量元素表现出Rb、Th、Pb、Nd、Sm的相对正异常; Ti、P、Sr和Ba的负异常; 稀土元素显示轻稀土元素强富集、重稀土元素平缓及明显的负Eu异常(0.55～0.82)。岩石的ε_Nd(t)值和两阶段模式年龄分别为2.66～3.01和0.79～0.80 Ga。综合区域地质资料和岩体地球化学特征,认为大喀拉苏黑云母二长花岗岩形成于后造山伸展环境,岩浆来源于地幔和地壳物质的混合,并在岩浆源区经历了分离结晶作用。     

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。     

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。     

川西甲基卡稀有金属矿区花岗岩岩石地球化学特征

川西甲基卡是我国规模最大的花岗伟晶岩型稀有金属矿床富集区,矿区出露的晚三叠世二长花岗岩侵入体与含矿伟晶岩脉具有密切的时空及成因联系。本文对该区花岗岩岩石地球化学特征进行了研究,结果表明：二长花岗岩具有高ＳｉＯ_２（７３.１７％ ～７４.５３％）、高碱（Ｋ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＝７.８６％ ～８.２４％）、富钾（Ｋ_２Ｏ／Ｎａ_２Ｏ＝１.０７～１.４６）的特征;铝饱和指数Ａ／ＣＮＫ为１.２３～１.２６,为高钾钙碱性强过铝质Ｓ型花岗岩。岩石总体上大离子亲石元素相对富集,高场强元素Ｚｒ和Ｔｉ亏损明显;稀土总量（ΣＲＥＥ）为（２８.２７～３４.２７）×１０^－６,平均３１.１５×１０^－６,（Ｌａ／Ｙｂ）Ｎ 为１５.７７～１９.３４,δＥｕ＝０.５０～０.５６,显示轻稀土富集、重稀土亏损的特征,具有中等的负铕异常。地球化学研究表明,该花岗岩是以泥质岩为主的岩石部分熔融而成,岩浆可能来源于本区三叠纪西康群砂泥岩为代表的地壳物质的部分熔融,是典型的壳源成因类型,具同碰撞花岗岩的特征。花岗岩的形成时代为２２３±１Ｍａ,是印支末期松潘－甘孜造山带大规模滑脱推覆阶段的产物。花岗岩中富集Ｌｉ、Ｂｅ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｓｎ、Ｆ等,为岩浆结晶分异形成含稀有金属伟晶岩矿床提供了成矿物质。     

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。     

西昆仑苏纳克早古生代花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

苏纳克花岗岩位于西昆仑造山带库尔良裂谷带内,岩体岩性为黑云母二长花岗岩,其中侵入有花岗闪长岩脉。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩脉的结晶年龄分别为(477.0±2.1)Ma和(466.7±2.0)Ma,为早—中奥陶世岩浆活动的产物。苏纳克黑云母二长花岗岩主量元素组成具有高硅(SiO₂含量(质量分数,下同)为72.75%～76.44%)、富碱(Na₂O+K₂O值为8.58%～9.12%)的特征,A/CNK值为1.02～1.11,为弱过铝质、高钾钙碱性系列。球粒陨石标准化稀土元素配分模式表现为平缓的右倾型特征,并呈“V”字型,且具有显著的负Eu异常。微量元素组成明显富集Rb、K等大离子亲石元素及Th、U等高场强元素,强烈亏损Ba、Sr、Eu、P、Ti等。整体上,苏纳克黑云母二长花岗岩具有高分异I型花岗岩的地球化学特征,是西昆仑早古生代原特提斯洋俯冲过程中的产物。     

西天山阿吾拉勒东南部晚石炭世—中二叠世中酸性小岩体成因及地质意义

西天山阿吾拉勒东南部艾肯达坂花岗岩和2752高地闪长玢岩浅成小岩体侵入于石炭系火山 沉积岩中,岩石无变形,呈均一块状,具斑状/似斑状结构,属准铝质到弱过铝质高钾钙碱性花岗岩类,富集Rb、Th、U、K和Pb等大离子亲石元素,贫Zr、Hf等高场强元素,显示中等到弱的负Eu异常,亏损Nb、Ta、P、Ti和Sr等元素,具壳源岛弧区岩浆作用的地球化学特征。这两个岩体锆石均为正ε_Hf(t)值和新元古代Hf陆壳模式年龄,指示其主要源自新元古代陆壳物质的部分熔融,个别锆石ε_Hf(t)值明显高表明岩体形成过程还有幔源岩浆物质的加入。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分别获得2752高地闪长玢岩307 Ma和艾肯达坂花岗岩282 Ma的形成年龄,与区域上同期小岩体一同对应于西天山大规模壳-幔花岗岩浆活动末期,证明在晚石炭世—中二叠世期间,伴随着西天山大规模花岗岩浆活动的减弱,出现一期重要的小规模中酸性岩浆活动。综合分析西天山晩石炭世—中二叠世各类岩浆作用,该时期中酸性小岩体为后碰撞向陆内伸展拉张过渡阶段岩浆活动的产物,指示西天山晚石炭世晚期深部动力学背景和构造环境发生了重要转折。     

新疆阿尔泰克兰盆地泥盆纪花岗岩年代学特征及其地质意义

新疆阿尔泰克兰盆地及外围广泛发育花岗质侵入岩。对分布于克兰盆地西南部和东北部的花岗岩开展了详细的岩相学及年代学研究,旨在为进一步研究克兰盆地的形成和演化机制提供新的依据。研究的花岗岩类有中细粒含二云正长花岗岩、中粗粒二云二长花岗岩、白云二长花岗岩和中粗粒英云闪长岩,LA-MC-ICP-MS 锆石U-Pb年龄分别为(404.6±4.7)、(386.7±4.8)、(395.6±2.9)和(406.6±3.1)Ma,表明岩体侵位于早—中泥盆世。结合区域年代学和地质背景的研究成果认为,克兰盆地花岗岩形成时代有奥陶纪、泥盆纪和二叠纪,其中泥盆纪花岗岩的分布范围最大,泥盆纪特别是400 Ma左右为克兰盆地花岗质岩浆侵入活动的高峰期,与区域上一致。克兰盆地泥盆纪花岗岩与康布铁堡组火山岩时代大体一致,花岗岩侵位略晚于火山岩,花岗岩与火山岩的时空关系表明两者为陆缘弧构造背景下同一岩浆事件的产物。