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。     

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。     

东昆仑造山带东段大格勒花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

大格勒花岗岩是东昆仑弧岩浆岩的重要组成部分,对解译古特提斯演化具有重要意义。通过对东昆仑造山带东段大格勒地区出露的花岗岩进行详细的岩石学、锆石U-Pb年代学与岩石地球化学研究,探讨其岩石成因和构造背景。结果表明:大格勒岩体岩石类型主体为灰白色中细粒块状花岗岩,岩体内发育大量的暗色闪长质包体; LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示花岗岩和暗色闪长质包体的结晶年龄分别为(261.0±2.8)Ma和(261.6±1.6)Ma; 大格勒花岗岩主体呈准铝质—弱过铝质、中—高钾钙碱性系列,具有富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素特征,含有较低的Mg^#值和Nb/Ta值,为Ⅰ型花岗岩; 闪长质包体为中钾钙碱性系列,富Fe、Mg、Ca、Ti等,具有较高的Mg^#值。岩石成因研究表明花岗岩为大陆下地壳基性岩部分熔融的产物,闪长质包体为镁铁质岩浆注入花岗岩快速冷凝的结果。结合区域资料认为,大格勒花岗岩形成于与布青山—阿尼玛卿洋向北俯冲相关的陆缘弧构造环境,进一步表明古特提斯洋于晚二叠世已向北俯冲于东昆北地块之下。     

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。     

微粒花岗岩类包体的成因

花岗质岩石中广泛产出的微粒花岗岩类包体的成因是多种多样的。本文通过综合与微粒花岗岩类包体形成机理相关的实验、理论资料,结合华南7个花岗岩体中岩石包体地质实例,着重讨论3种不同成因的微粒花岗岩类包体(淬冷包体、残留体和不混溶包体)在岩相学、地球化学等方面的特征。这些特征表明,3种包体分别受岩浆混合作用、部分熔融作用和交代作用、岩浆液态不混溶作用所制约,是不同岩浆作用过程的反映。     

适用于壳幔混合物源成因花岗岩中暗色微粒包体的单斜辉石压力计

花岗岩的壳幔混合物源成因及花岗岩中暗色微粒包体的成因信息是地质学关注的重要研究对象,但至今还没有适用于花岗岩中暗色微粒包体这种基性矿物组合的压力计。依据Patino Douce模拟壳幔岩浆混合过程的试验岩石学研究资料,发现具有基性矿物组合的暗色微粒包体中单斜辉石的Na、Al含量与压力密切相关,得出了压力与单斜辉石中的Na₂O含量、Al₂O₃含量、硬玉分子摩尔分数、契尔马克辉石分子摩尔分数、硬玉分子与契尔马克辉石分子摩尔分数之和的线性关系,以及压力与斜方辉石中Al₂O₃含量的线性关系,进而得出适用于壳幔混合物源成因花岗岩中暗色微粒包体的有效地质压力计。这一压力计为了解壳幔混合物源成因花岗岩浆形成的深度提供了研究手段。将地质压力计应用于西秦岭天水地区车河花岗岩体及其中的暗色微粒包体研究,对了解壳幔混合作用形成的花岗岩等深部地质问题具有重要意义。     

大吉山岩体中包体特征及成岩物质来源的探讨

大吉山岩体的岩石中含有大量的微粒包体，经过对包体的一般特征、结构构造、矿物和化学成分等分析，表明是中基性岩浆与较冷的花岗岩浆不完全混合而成的．据包体与寄主岩石的关系，得出大吉山岩体的成分具有多种混合物质来源．     

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。     

东准噶尔中酸性浅成岩浆建造的地质地球化学特征、成因及其成矿意义

近年来研究证实 ,新疆东准噶尔地区存在着一套以闪长质岩石为主规律组合的中酸性浅成岩浆建造。它们在时空分布和成因上与同期陆相火山活动密切相关 ,以金、铜为主的成矿作用十分明显。其地质地球化学特征及成矿专属性 ,与长江中下游地区富产铜、铁、金 ,且也以闪长质岩石为主的中酸性浅成侵入岩类十分类似 ,同属形成于挤压造山环境下的科迪勒拉Ⅰ型花岗岩。如同长江中下游中酸性侵入岩类是我国东部重要的成矿岩浆建造一样 ,东准噶尔乃至整个新疆北部 ,这套中酸性浅成岩浆建造 ,也日益显示其重要的成矿意义     

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。     

华北陆块南缘张士英岩体岩石地球化学特征及地质意义

通过研究张士英岩体的地球化学特征,探讨其岩体成因及地质意义。主量元素研究表明,花岗斑岩、角闪石英正长岩及暗色包体均表现出碱性岩特征。微量元素显示,张士英岩体内的角闪石英正长岩和暗色包体具有相似稀土元素配分模式曲线,轻稀土富集,曲线总体右倾;两者都有着较高的稀土总量,前者稀土总量平均值319.28×10~(-6),δEu=0.24～0.25;后者稀土总量略高,平均值357.00×10~(-6),δEu=0.24～0.31;张士英岩体内的花岗斑岩稀土总量平均值156.63×10~(-6),δEu=0.12～0.19。3类岩石都表现出Eu的负异常和Ce的正异常。角闪石英正长岩与暗色包体的微量元素蛛网图相似,均富集Rb,Th等大离子亲石元素,亏损Nb,Ta等高场强元素,暗示成岩以幔源物质为主。花岗斑岩有着较低的w(Nb)/w(Ta),其形成过程中可能有壳源物质加入。综合认为,张士英岩体形成于构造体制由挤压向伸展转折以及之后的岩石圈大规模的伸展、减薄期间,是一种具有壳源特征的花岗岩体。     

湘南地区深部岩石剖面的建立--来自深源岩石包体的证据

研究了湘南道县玄武岩中深源岩石包体尤其是下地壳岩石包体的特征,对代表下地壳化学组成的典型岩石－麻粒岩包体和辉长岩包体进行了详细研究,利用多种地质温压计计算了包体的平衡压力及深度,并就此建立了该区的深部岩石剖面;（1）上地幔顶部主要为尖晶石二辉橄榄岩及辉石岩,深度在85－38km;(2)下地壳主要由基性麻粒岩组成,平衡深度为38－25km;(3)中地壳下部由尖晶石辉长岩层状侵入体及花岗质片麻岩组成。以波速为6．05－6．40km/s为特征,深度为25－19km;中地壳上部主要由元古界浅变质岩组成,深度为19－2kg;(4)上地壳表层主要由沉积岩组成,深度为4－0km。从包体的岩石类型来看,下地壳的物质组成以基性玄武质岩石为主,麻粒岩和辉长岩则分别代表了不同时期幔源岩浆对下地壳的添加。     

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。     

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。     

广西大瑶山社垌钨钼矿区花岗闪长质岩体及暗色包体成因

报道了社垌矿区加里东期花岗闪长质岩石及其暗色包体的锆石Ｕ－Ｐｂ定年、Ｈｆ同位素和全岩主微量测试结果,并对岩体成因类型、岩浆演化及大地构造背景进行了探讨。结果显示：社垌矿区加里东期岩体及ＭＭＥ的锆石ε_Ｈｆ（ｔ）值有正有负,都表现出较大程度的不均一性（变化范围６～９个单位）,说明岩浆形成过程为一开放的系统,两阶段模式年龄（Ｔ_ＤＭ２）均为１.３～１.９Ｇａ,显示原始成岩物质可能主体来源于中元古代古老地壳物质的深熔或重熔,形成过程中有幔源物质参与。     

东准噶尔卡拉麦里地区黄羊山岩体岩石学特征

在前人研究基础上,对黄羊山岩体取得了新的认识:萨北岩体和苏吉泉岩体只是黄羊山岩体的一个组成部分,并非单独岩体。黄羊山岩体寄主岩石划分为中粒黑云母碱长花岗岩、中粒角闪石碱长花岗岩、中粒钠铁闪石碱长花岗岩、中细粒钠铁闪石碱长花岗岩、细粒黑云母碱长花岗岩和细粒混合花岗岩(含石墨)6个单元。岩石学及矿物特征表明,岩体有从黑云母碱长花岗岩向钠铁闪石碱长花岗岩演化的趋势,可能是幔源重熔分异的碱性花岗岩(A型花岗岩),而闪长质微细粒包体及大量发育的闪长(玢)岩脉和辉绿(玢)岩脉提供了有力的佐证,初步研究认为黄羊山岩体形成于后碰撞张性环境,其就位与卡拉麦里断裂有关,其形成和演化标志了准噶尔地区显生宙幔源岩浆活动及其分异产物导致大陆地壳垂向生长过程。     

姑婆山里松花岗岩体原始形态的恢复及其形成机制的探讨

本文提出了一些与前人不同的研究结论。无论在对恢复岩体原始形态、岩相带划分、暗色包体成因以及阐明南岭花岗岩类形成的地质构造理论方面,都提出了一些值得重视的问题。     

桃林韧性剪切带的地质特征

在详细地的野外观察和室窗基础上,描述了桃林韧性剪切带中的韧性变形岩石－花岗质糜棱岩系殃地石和绢绿石英构造片岩的岩相学特征。首次对该区糜棱岩中石英内的包体进行了镜下观察和均一法测量,并对其成因进行了讨论;韧为形过程中岩石化学成分明显变化,岩石体积损失约４０％。     

西秦岭西段塔洞花岗闪长岩体年代学、地球化学特征及其地质意义

塔洞花岗闪长岩体位于西秦岭造山带西段,主体岩性为灰白色中细粒块状花岗闪长岩,岩体中未见暗色闪长质包体。对该岩体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测试,所选锆石均为具岩浆韵律环带结构的岩浆锆石,锆石w(Th)/w(U)值主体大于0.4,锆石U-Pb加权平均年龄为(219.0±5.3)Ma,代表塔洞花岗闪长岩体的结晶年龄。地球化学特征显示,该岩体具有高SiO₂质量分数（66.88%~67.46%）、高Al₂O₃质量分数（15.39%~16.54%）、富K（质量分数为2.83%~4.12%）、准铝质（A/CNK值介于0.97~1.0之间）的高钾钙碱性花岗岩特征。该岩体轻、重稀土元素分异强烈,Eu异常不明显,球粒陨石标准化稀土元素配分模式为右倾型,原始地幔标准化微量元素蛛网图具明显的富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba等）,亏损重稀土元素与高场强元素（如Nb、Ta等）的特征。该岩体具有与埃达克质花岗岩相似的特征,如高Sr质量分数（主体大于400×10^-6）、低Y质量分数（（5.49~12.8）×10^-6）、低Yb质量分数（（0.34~0.91）×10^-6）、高w(Sr)/w(Y)值（大于40,多介于50~90之间）。岩石成因研究表明,该岩体为加厚下地壳石榴子石角闪岩（石榴子石体积分数为10%~20%）部分熔融并经历分离结晶作用形成的。综合区域资料认为,西秦岭造山带西段古特提斯洋于印支晚期已经关闭,南北陆块完成同碰撞造山作用,并进入后碰撞构造演化阶段。     

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。