东昆仑地区中生代熔融、同化、存储和均一(MASH)过程及壳幔岩浆混合

哈西亚图石英闪长岩是东昆仑地区中生代具幔源组分贡献的花岗岩类典型代表,岩体出露于东昆仑中构造带,广泛发育暗色微粒包体。包体为闪长质岩石,并含有一系列岩浆混合成因的证据,如水滴状、长条状塑性流变外形,淬冷边、反向脉等高—中温混合迹象,以及低Mg/(Fe+Mg)、Na/(Ca+Na)值等混合成因特征。包体A/CNK值介于0.77~0.87,属准铝质,富Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO,贫K₂O、Na₂O,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、K等),同时又具有Ta、Nb、Ti的“TNT”负异常,具有俯冲带幔源岩石的成分特点。依据岩石学、地球化学特征并结合同时期大地构造背景,东昆仑晚古生代—早中生代含暗色微粒包体花岗质岩石是幔源岩浆经历多次熔融、同化、存储和均一(MASH)过程后与壳源岩浆混合的产物。在混合岩浆中,富镁铁质端元是由辉长质岩浆进化而来的闪长质岩浆。     

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。     

东昆仑中段灶火沟花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

东昆仑中段灶火沟花岗岩为一套石英闪长岩-英云闪长岩-花岗岩闪长岩-二长花岗岩的岩石组合。岩石具有连续的地球化学成分变化特征,SiO₂含量(质量分数,下同)为60.94%～74.14%,Al₂O₃含量为12.73%～16.22%,Na₂O+K₂O值为4.51%～7.61%,属中—高钾钙碱性的准铝质至弱过铝质I型花岗岩。岩石稀土元素总含量((106.62～182.76)×10^-6)较低,平均值为144.25×10^-6,总体表现出相对富集大离子亲石元素和轻稀土元素、亏损高场强元素的特征,同时具有Ta、Nb、Ti负异常。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析表明,该套花岗岩形成于262～260 Ma,属中二叠世晚期。岩石地球化学特征表明,灶火沟花岗岩形成于大陆弧环境。结合区域地质背景可知,中二叠世晚期古特提斯洋已开始向北俯冲。岩石成因研究表明,幔源岩浆的底侵作用导致下地壳部分熔融,随后壳源熔体与幔源熔体发生不同程度的混合作用形成母岩浆,而后经历了一定程度的结晶分异作用,最终固结成岩。     

华北陆块南缘老牛山杂岩体岩石成因:来自黑云母的信息

老牛山杂岩体位于华北陆块南缘,由晚三叠世（印支期）和晚侏罗世（燕山期）花岗岩组成。在野外地质和岩相学观察的基础上,对老牛山杂岩体中的黑云母进行系统的化学成分研究。结果表明:不同时期不同岩性的黑云母成分变化不大,具有富Mg、Ti、Al、K的特征;黑云母主要是镁质黑云母;自印支期到燕山期黑云母的成分具有一定的变化规律,主要表现为TiO₂、FeO^T和Al₂O₃含量有所升高,而MgO含量逐渐降低;印支期花岗岩中黑云母结晶温度在600 ℃~700 ℃之间,结晶压力为0.98~1.95 kbar,相应的侵位深度为3.72~7.38 km;燕山期花岗岩中黑云母结晶温度在650 ℃~700 ℃之间,结晶压力为1.47~2.01 kbar,相应的侵位深度为5.55~7.61 km;老牛山杂岩体属于同熔型（I型）花岗岩,具有壳幔混源成因的特征,但花岗岩类成岩物质来源略有不同,印支期花岗岩较燕山期花岗岩的源区物质组成,可能幔源物质更多一些。     

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。     

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。     

西秦岭糜署岭岩浆混合花岗岩 地球化学特征及构造意义

西秦岭糜署岭岩体是壳幔岩浆混合的产物。从寄主岩石和基性端元暗色微细粒镁铁质包体的 主要元素、稀土元素岩石地球化学研究入手,深入探讨了糜署岭岩体是壳源和幔源两类岩浆混合形成的 混浆花岗岩,其岩石地球化学特征介于壳源和幔源两个端元之间并有显著的过渡特征,表明二者在岩浆 侵位过程中发生过不同程度地物质成分交换。这对研究西秦岭中生代壳幔混合作用和地壳增生有重要 意义。     

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。     

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。     

广西马山永州玻基橄辉岩及其深源包体的研究

主要对玻基橄辉岩和碱性橄榄玄武岩及其所含的尖晶石二辉橄榄岩包体的特征进行了详细研究描述,并根据这些岩石的化学成分和稀土元素含量讨论了它们的成因,根据二辉地质温度计和辉石地质温度计估算了它们的形成深度。研究结果表明:广西马山永州出露的这些基性-起基性小岩体多数为玻基橄辉岩,少数为碱性橄榄玄武岩,两者均属碱性玄武岩浆分异的产物。它们所含尖晶石二辉橄榄岩包体(Ⅰ型超镁铁质岩包体),为亏损地幔岩碎块,系上地幔部分熔融形成碱性玄武岩浆后残留的地幔碎块被岩浆携带上来的。尖晶石二辉橄榄岩平衡温度为1015～1114℃,压力为1.86～1.99GPa。形成深度为60～70km。玻基橄辉岩与碱性橄榄玄武岩的同位素年龄为28～51Ma。     

鲁西地块济南辉长岩岩石学、地球化学和Os-Nd-Sr同位素研究

对华北克拉通东部陆块鲁西地块济南辉长岩进行了详细的岩石学、地球化学和Os-Nd-Sr同位素研究,探讨了该岩体的成岩过程、地幔源区特征以及地壳混染在幔源岩浆演化过程中的作用。济南辉长岩在地球化学上富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素以及高场强元素;它们具有高放射性成因的Os同位素组成,Sr-Nd同位素组成具有EM1型特征。岩石学和元素地球化学研究表明,该岩体在成岩过程中经历了显著的橄榄岩+辉石+斜长石的分离结晶、岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素特征研究表明,济南辉长岩的母岩浆应该是含水的岩浆体系,且起源于一个古老的富集岩石圈地幔?岩体所具有的高放射性成因的初始Os同位素组成以及呈反相关关系的ε_Nd(t)值和初始Sr同位素比值表明,其母岩浆在深部地壳位置侵位过程中遭受了古老的前寒武纪基性下地壳的混染。     

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。     

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。     

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。     

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。     

小秦岭华山和文峪岩体成金潜力异同分析:来自锆石群形态标型的证据

小秦岭金矿集中区的华山和文峪岩体均是与金矿有密切成因联系的花岗岩。目前在文峪岩体周边发现的金矿床数量明显比华山岩体周边多。明确华山和文峪岩体的成矿潜力异同对在华山岩体周边找矿具有重要意义。在岩相学研究基础上,主要运用Pupin提出的锆石群形态温度指数-碱度指数图解,对采自华山岩体中间相粗粒黑云二长花岗岩、边缘相中细粒黑云二长花岗岩及文峪岩体中间相粗粒黑云二长花岗岩样品进行镜下观察,并对挑选出的锆石群进行形态分类、统计和对比分析。据野外观察,文峪岩体的暗色微晶包体较华山岩体中相对较多。两个岩体中部的锆石结晶较晚,粒度集中在60~240 μm,边部的锆石结晶较早,粒度多在30~100 μm。锆石标型群演化势(TET)曲线显示岩浆向低温富碱方向演化。华山岩体边缘相中细粒黑云二长花岗岩的锆石标型群演化势曲线较短,显示锆石整体结晶环境温度较高;两个岩体中间相粗粒黑云二长花岗岩岩浆均形成于混合源区,显示经历了较长时间的冷却过程,也更富碱。这些现象暗示形成华山岩体的岩浆经历了与形成文峪岩体的岩浆相似的起源和演化过程,即在地壳深部形成花岗岩浆的同时发生幔源岩浆混合生成混源岩浆。因此,华山岩体应当具有与文峪岩体相似的成金潜力,应加强在华山岩体周围的金矿找矿工作。