右江盆地构造属性及地幔特征:来自凭祥基性岩地球化学及Sr-Nd同位素的证据

对凭祥辉绿岩岩石进行了全岩主量、微量元素地球化学及Sr-Nd同位素研究。结果表明,该辉绿岩属于碱性玄武岩系列,具有低SiO_2(46. 27%～47. 39%)和高MgO(5. 46%～7. 18%)的特征;相对富集LREE亏损HREE,(La/Yb)N为4. 37～9. 45,δEu为0. 98～1. 08,无明显Eu异常;具有Sr的正异常,呈现出从E-MORB向OIB过渡的地球化学特征。辉绿岩的(87Sr/86Sr)i为0. 705 568～0. 706 617,εNd(t)为-0. 65～+1. 69,具有向富集地幔Ⅱ(EMⅡ)演化的趋势,揭示了其源区来自于轻微亏损的MORB型软流圈地幔至OIB型富集地幔的过渡源区。La/Sm-Sm/Yb判别图指示了基性岩来自石榴石二辉橄榄岩的部分熔融,结合Th/Yb-Ta/Yb判别图及区域地质背景,认为凭祥基性岩可能形成于古特提斯洋俯冲体系与峨眉山地幔柱相互作用引起的弧后拉张环境。     

西秦岭天水地区早中生代草川铺花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

西秦岭天水地区早中生代草川铺岩体内发育一套似斑状花岗岩,岩体主要由寄主似斑状二长花岗岩及闪长质微粒包体组成。SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示,寄主岩体的侵位年龄为(210.9±1.7)Ma,平均标准权重偏差(MSWD)为1.74,属于早中生代花岗岩体。岩石地球化学研究表明:寄主岩体属于高钾钙碱性系列,具准铝质特征,A/CNK值为0.99~1.07;稀土元素总质量分数为（128.13~196.56）×10^-6,轻、重稀土元素质量分数比值为8.20~9.47,岩体富集轻稀土元素,微量元素特征表现为高场强元素贫化,但元素Ta、Nb明显亏损。岩相学、地球化学和年代学特征表明,早中生代草川铺岩体与南秦岭糜署岭岩体具有相似的岩相学特征和近一致的结晶年龄,并且二者的稀土、微量元素特征相似。因此,早中生代草川铺岩体和糜署岭岩体是同一套岩浆活动的产物,前者虽然构造位置处于北秦岭造山带内,但其物质来源于南秦岭造山带,表明南秦岭造山带和北秦岭造山带在晚三叠世之前已经碰撞。由于早中生代草川铺岩体具高钾钙碱性埃达克岩地球化学特征,所以其是南秦岭造山带向北秦岭造山带俯冲熔融的产物。     

右江盆地早期演化:来自桂西靖西地区碱性基性-超基性岩地球化学研究的启示

对靖西地区出露的晚古生代基性-超基性岩进行了全岩主量、 微量元素等地球化学研究, 结果表明:基性岩主要为辉绿岩, 超基性岩则为苦橄岩;基性岩具有较低的SiO₂(51. 34% ~53. 17%)和较高的MgO(4. 67%~6. 12%)含量, (K₂O+Na₂O)在5. 03%~8. 06%, 具有典型碱性玄武岩特征;超基性岩则具有更低的SiO₂(39. 76%)和极高的MgO(23. 97%), 二者均落入碱性玄武岩系列。基性-超基性岩ΣREE 在(45. 47~128. 95)×10^-6, (La/ Yb)_N 值在6. 67~10. 75, δEu 值为0. 96~1. 08, 稀土特征总体显示为轻稀土相对富集,重稀土相对亏损的右倾型式, 具有与OIB 相似的配分趋势, 指示源区相对富集; 基性-超基性岩不相容元素含量整体偏低, 略亏损高场强元素(HREE、 Nb、 Ti 等), 指示源区部分熔融程度较低。结合前人研究及岩石沉积背景特征, 认为靖西基性-超基性岩为右江盆地早期演化的产物, 形成于局部拉张的构造环境, 与裂谷作用相关, 推测该区域晚古生代受金沙江-哀牢山特提斯洋的打开和演化的影响, 右江盆地局部拉张裂解,一系列深大断裂沿北西向展开, 早期在局部形成与裂谷作用相关的岩浆活动。晚古生代后期右江盆地可能已演变为弧后盆地属性。     

辽东营口—辽阳地区古元古代花岗岩和变质基性岩形成时代及意义

辽东地区保存有较为完好的古元古代地质记录。对位于辽东营口—辽阳地区古元古代花岗岩(建一花岗岩)和变质基性岩(隆昌变质辉绿岩和蒜盘峪变质辉长岩)进行了锆石U-Pb定年、地球化学和岩石成因学研究。结果表明:建一花岗岩形成于(2 322±18)Ma,隆昌变质辉绿岩形成于(2 335±21)Ma,蒜盘峪变质辉长岩形成于(2 353±22)Ma;建一花岗岩源自太古宙古老地壳部分熔融,属于准铝质钙碱性I型花岗岩,富集Rb、Ba、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,具有俯冲带岩浆特征;隆昌变质辉绿岩和蒜盘峪变质辉长岩均具有富集型洋中脊玄武岩(E-MORB)特点,并显示岛弧地球化学特征;隆昌变质辉绿岩源自新太古代富集程度不高的地幔部分熔融,并在上升过程中受到年轻地壳的改造,蒜盘峪变质辉长岩是古太古代—中太古代富集地幔部分熔融的产物;古元古代早期,辽吉地区处于大陆弧后盆地构造环境,弧后伸展作用导致大陆岩石圈部分熔融产生花岗岩和基性岩,在后期的地体拼贴过程中,两者遭受到不同程度的变质变形,进而形成了条痕状花岗岩和变质基性岩。     

桂东南花岗岩风化土与残余节理的微观结构及演化

花岗岩残余节理是指花岗岩高度风化土体内的节理,常常被铁锰氧化物充填,呈褐黑色或黑色薄夹层,对边坡稳定性有重要影响。选取广西东南部容县陈村风化花岗岩滑坡内残余节理土及其两侧土体(全风化土)和上覆残积土为研究对象,分别研究这3种土样的矿物成分、化学成分、微观结构、孔隙分布特征,并探讨残余节理的演化过程及其对边坡稳定性的影响。结果表明:组成花岗岩全风化土和残积土的主要黏土矿物为高岭石、石英及少量伊利石。其中,全风化土内高岭石单晶尺寸在数微米至数十微米,呈书本状构造; 残积土内高岭石矿物渐碎片化,单晶尺寸小于全风化土,呈杂乱无章分布。残余节理土的主要矿物类型为赤铁矿和水钠锰矿。初始风化阶段铁锰氧化物胶体呈球状、粒状分布,颗粒孔径主要为数微米至数十微米,表面呈多孔蜂窝状,具有较大的比表面积和胶体活性; 随着风化作用持续,铁锰氧化物胶体颗粒被拉长呈椭球状,沿节理走向呈片状定向挤密排列; 最终形成薄板状定向分层排列,且胶体颗粒的蜂窝状结构逐渐消失,比表面积逐渐降低,圆度降低。残余节理土的饱和渗透系数比两侧全风化土约低两个数量级,节理由风化早期的渗流优先通道逐渐转变为风化后期的隔水夹层,从而影响风化土体内地下水渗流过程,对其边坡稳定性产生不利影响。     

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。     

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。     

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。     

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。