内蒙古乌兰五台地区三叠纪铝质A型花岗岩年代学及地球化学特征

基于1∶50 000区域地质调查工作,在内蒙古乌兰五台地区识别出铝质A型花岗岩。通过研究该套斑状二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地球化学特征,分析其成因类型,探讨早—中三叠世该区大地构造环境特征。结果表明:内蒙古乌兰五台地区斑状二长花岗岩单颗粒锆石U-Pb年龄加权平均值为(231.84±0.99)Ma,是印支期岩浆活动的产物,其岩石组合为中细粒、细粒斑状二长花岗岩;岩石地球化学特征属于高钾钙碱性系列,主量元素与微量元素表现为高硅、高碱,w(K₂O)/w(Na₂O)>1,A/CNK值为1.01～1.10的特点;Eu负异常明显,Rb、Th、K、Pb相对富集,Sr、Ti亏损;Ba、Nb、Sr、Ti呈现明显负异常,Rb、Th、K、Pb呈现明显正异常,w(Rb)/w(Sr)、w(Rb)/w(Ba)值高,w(Sr)/w(Ba)值低。上述特征显示该花岗岩为中—下地壳脱水部分熔融形成的岩浆侵位,可能形成于后碰撞挤压环境下的局部拉张构造环境,标志着大规模碰撞造山运动的结束和新的板内构造运动演化阶段的开始。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

东昆仑大水沟—带花岗岩体锆石年龄、岩石地球化学特征及地质意义

东昆仑造山带大水沟—带花岗岩体位于东昆仑造山带中段, 主要由正长花岗岩和少量的二长花岗岩组成。本文对该花岗岩体开展了锆石U-Pb 年代学、主量元素、微量元素及矿质元素研究: 正长花岗岩的锆石U-Pb 年龄为395±3 Ma, 属早泥盆世; 主量元素组成上, 正长花岗岩具高硅(SiO₂ 70. 78%~75. 14%)、富钾(Na₂O/ K₂O=0. 43~0. 75)特点, 二长花岗岩具高硅(SiO₂ 67. 93%~70. 41%)、 主体富钠(Na₂O/ K₂O=0. 73~1. 35)特点; 两种岩性属弱过铝质(A/ CNK=0. 95~1. 22)钙碱性-钾玄岩系列。微量元素显示轻稀土、高场强元素Zr、Hf、U、Th、Ce 及大离子亲石元素K、Rb 相对富集, 亏损Ba、Sr、P 和Eu; δEu=0. 01~0. 66,具典型的海鸥式REE 分配模式, 表现为同源岩浆演化且岩浆分异特征明显。花岗岩体具低Sr 高Yb 型特征, 源区物质来源为壳-幔混合物质, 整体显示为A₂ 型花岗岩, 构造环境属造山型花岗岩。在实测剖面中获得正长花岗岩及二长花岗岩的10 个成矿元素分析数据, 与中国花岗岩、青海省主要成矿带及邻近成矿带平均元素丰度值进行对比, 初步得到不同岩性、不同类型花岗岩富集的矿质元素为Y、Nb、Sb、Sn、Zn、Co 等。与区域上已发现的成矿花岗岩体进行成因对比, 认为研究区有较好的找矿前景, 应引起足够的重视。     

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。     

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。     

南祁连党河南山地区中酸性浅成侵入体和岩脉岩石地球化学特征及其与金矿成矿关系

南祁连党河南山地区加里东晚期中酸性小型浅成侵入体和岩脉包括花岗(斑)岩、次流纹斑岩、次英安斑岩和石英闪长(玢)岩。岩石SiO₂质量分数为53.05%~74.12%,K₂O与Na₂O质量分数之和为4.01%~10.43%。岩石系列包括钙碱性、高钾钙碱性、钾玄岩和碱性系列,以高钾钙碱性和碱性为主,具过铝质—准铝质性质。岩石稀土元素总含量较低,相对富集轻稀土元素、大离子亲石元素(Rb、Ba、La、Ce、Sr)、Th和U,亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf)和重稀土元素,具弱—中等负Eu异常。中酸性侵入体和岩脉产出特征和微量元素特征显示岩石形成于后碰撞环境,岩浆源岩为变质基性岩及少量变质碎屑岩,可能指示其继承了源岩的地球化学特征,岩浆在侵位过程中与围岩发生了交代作用。岩浆分异程度从石英闪长(玢)岩→次英安斑岩→花岗(斑)岩→次流纹斑岩逐渐增强。脉岩Au含量较低,偏酸性脉岩在蚀变后Au含量普遍升高,偏中性脉岩(石英闪长岩)在狼查沟、东洞沟矿区为金矿成矿提供了热源和物源。     

陕西凤太矿集区东塘子铅锌矿床地质-地球化学特征与成因

东塘子铅锌矿床位于南秦岭凤太矿集区南部,铅锌矿体产于中泥盆统古道岭组灰岩与上泥盆统星红铺组千枚岩接触界面,受背斜构造与硅钙岩性界面控制。热液成矿作用过程可划分为脉状硫化物-铁碳酸盐-石英(Ⅰ)、块状硫化物-碳酸盐(Ⅱ)、方解石石英脉-贫硫化物(Ⅲ)、厚大石英碳酸盐脉-贫硫化物(Ⅳ)4个阶段,其中,Ⅰ、Ⅱ阶段为主成矿阶段。东塘子乃至整个凤太矿集区内铅锌矿床成因认识的分歧主要集中在沉积成因和热液成因之争,进一步研究矿床成因是凤太矿集区深部找矿预测的基础。通过矿石的结构构造、黄铁矿成分、H-O同位素组成、微量元素地球化学特征等研究,对东塘子铅锌矿床成因进行探讨。结果表明:东塘子铅锌矿床脉状与块状矿石中的黄铁矿w(Co)/w(Ni)平均值分别为18.70与8.56,为热液成因;矿石δD_V-SMOW值为-94.9‰～-83.3‰,平均值为-87.0‰,δ¹⁸O_H2O值为8.0‰～11.1‰,平均值为9.8‰,成矿流体早期主要来源于岩浆水,晚期有地层水与大气降水混入。综合矿床地质、地球化学、H-O同位素等特征,认为东塘子铅锌矿床属于受中泥盆统古道岭组灰岩与上泥盆统星红铺组千枚岩之间“硅钙面”控制的岩浆热液型矿床,矿床深部可能存在隐伏岩体与成矿作用中心,深部找矿潜力较大。     

南祁连敖果吞乌兰侵入岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过对南祁连敖果吞乌兰侵入岩的岩石学、岩石地球化学和锆石U-Pb年龄的研究,确定该侵入岩的形成时代,并探讨其岩石成因及构造意义。结果表明:敖果吞乌兰侵入岩中的似斑状黑云母花岗闪长岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(443.9±2.1)Ma,表明其形成于早志留世初期;敖果吞乌兰侵入岩的SiO₂含量（质量分数,下同）为65.72%～69.87%,全碱含量为5.13%～6.70%,Al₂O₃含量为12.69%～13.82%,Fe₂O₃含量为0.75%～1.24%,MgO含量为1.67%～2.38%,显示富硅、富碱、富铝和贫铁、贫镁的特征,铝饱和指数主体介于0.96～1.20之间,属于弱过铝质—强过铝质、高钾钙碱性系列岩石;轻稀土元素相对富集(w(La)_N/w(Yb)_N=6.84～11.36),Eu具明显负异常(0.47～0.62);岩石富集大离子亲石元素K、Rb、B、Th和Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、P和Ti。以上特征表明,南祁连敖果吞乌兰侵入岩为Ⅰ型花岗岩。结合区域资料认为,敖果吞乌兰侵入岩形成于同碰撞构造环境,是早志留世初期南祁连洋闭合,两侧陆块发生碰撞,进入碰撞造山阶段的产物。