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    2019年  44卷  第4期

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    2019, 44(4).
    摘要:
    地幔岩石地球化学与岩石圈演化专栏
    造山带橄榄岩岩石学与构造过程:以松树沟橄榄岩为例
    张宏福, 于红
    2019, 44(4): 1057-1066. doi: 10.3799/dqkx.2019.952
    摘要:
    造山带橄榄岩不仅是地幔地球化学,而且是造山带形成与演化过程研究的主要对象.造山带橄榄岩主要有3种类型:(1)阿尔卑斯型橄榄岩,即岩石圈地幔构造-热侵位就位于造山带浅部地壳的橄榄岩;(2)前期层状基性-超基性堆晶岩经俯冲变质形成的橄榄岩;(3)蛇绿岩型橄榄岩.松树沟糜棱岩化橄榄岩及其相关高级变质岩详细的岩石学和地球化学研究发现这些橄榄岩记录了洋岩石圈形成到角闪岩相变质的全过程.即1 000~800 Ma洋岩石圈形成阶段,主要形成纯橄岩; < 800~500 Ma洋-陆转换即陆岩石圈演化阶段,岩石圈被交代形成大量方辉橄榄岩;500~480 Ma快速深俯冲和榴辉岩相变质阶段;460~335 Ma角闪岩相退变质阶段,此阶段在松树沟橄榄岩中形成大量富镁的直闪石类矿物,包括透闪石、阳起石和镁闪石.由此可见,蛇绿岩型造山带橄榄岩能够记录造山带形成与演化的全过程,通常会经历4个形成和演化阶段:(1)洋岩石圈(蛇绿岩)形成阶段,形成纯榄岩;(2)洋-陆转换阶段,陆岩石圈演化阶段,岩石圈受交代形成方辉橄榄岩;(3)岩石圈深俯冲,榴辉岩相变质;(4)俯冲板片抬升至角闪岩相时退变质,此时在橄榄岩中形成富镁的直闪石类矿物.不同造山带中蛇绿岩型橄榄岩的区别可能只是俯冲深度和退变质程度不同而已.最后,蛇绿岩一定要强调是什么时代的蛇绿岩.同时,造山带进变质作用产物经常会被后期抬升过程中退变质作用彻底改造,这应该引起重视.
    造山带橄榄岩中锆石的成因及其地质意义
    郑建平, 赵伊, 熊庆
    2019, 44(4): 1067-1082. doi: 10.3799/dqkx.2018.375
    摘要:
    造山带橄榄岩记录了板块俯冲、碰撞、折返等复杂过程信息,可分为壳源和幔源两种类型.造山带橄榄岩(特别是幔源类型)中锆石极为罕见,锆石内部具有橄榄岩的特征矿物或组合包裹体说明这些锆石可以生长于地幔中.造山带橄榄岩在经历板块汇聚(例如超高压变质等)复杂作用过程中,经历了不同时期的熔/流体的交代作用,对橄榄岩的矿物组合和元素组成都能产生重要影响.橄榄岩中锆石作为典型的交代作用产物,它的形成受控于熔/流体的化学组成、来源属性以及形成物理化学环境等.幔源型造山带橄榄岩中锆石的形成过程可能包括:(1)锆石结晶能力强,在地幔环境变化中Zr优先与其他地幔硅酸盐矿物中的Si结合,形成锆石;(2)原始锆石的溶解和含Zr矿物相(如石榴石等)的破坏或晶间熔体析出,在亚固相线条件下形成锆石;(3)再循环地壳物质来源的熔/流体,交代地幔楔并结晶形成锆石.因此利用锆石可以揭示特定岩石圈域的演化历史,有助于深刻理解大陆克拉通及其边缘过程.
    华北古元古代碳酸岩起源深度及现代板块构造启动
    许成, 匡光喜, 曾亮, 宋文磊, 邓淼, 韦春婉
    2019, 44(4): 1083-1095. doi: 10.3799/dqkx.2018.318
    摘要:
    俯冲作用是改变地球内部物质演化的关键因素之一,而现代板块的启动时间一直存在争论.华北克拉通中部造山带内蒙古丰镇古元古代碳酸岩内超硅石榴石包体和榴辉岩捕虏体的发现,为研究岩浆起源深度和板块构造提供了窗口.矿物学和高温高压实验限定超硅石榴石(Si~3.18 pfu)富集三价铁(Fe3+/∑Fe~0.8),来源于地幔约400 km的深度表明碳酸岩岩浆起源于地幔过渡带.矿物对温压计和P-T视剖面图确定榴辉岩捕虏体变质峰期温压分别为~660 ℃和~2.65 GPa,温压梯度为~250 ℃·GPa-1,与现代板块深俯冲产物相似,说明现代板块构造在古元古代已经启动.统计显示全球古元古代碳酸岩与造山带内高压变质岩石密切共生.全球古元古代的板块俯冲可能与哥伦比亚超大陆的拼合有关.大规模板片俯冲携带地壳沉积物质进入深部地幔,形成碳酸岩岩浆及氧化的富Fe3+超硅石榴石.地壳物质在地幔源区循环约20亿年,导致了地幔源区的不均一性以及长时间的碳循环.
    大兴安岭北段中—新生代玄武岩成分变异:对地幔热演化过程意义
    唐杰, 许文良, 李宇, 孙晨阳
    2019, 44(4): 1096-1112. doi: 10.3799/dqkx.2019.055
    摘要:
    近年来,东北地区地幔热演化过程的相关研究相对较少,而揭示东北地区地幔热演化过程的有效手段就是研究东北地区玄武岩的成分变异特征.系统总结并对比了大兴安岭北段早白垩世玄武质岩石和新生代玄武质岩石的化学成分变异,以便揭示研究区中生代晚期-新生代的地幔热演化过程.大兴安岭北段早白垩世玄武岩在化学上属于拉斑玄武岩系列,以亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素为特征,它们的La/Nb和La/Ta比值分别介于1.8~5.6和30~87,暗示岩浆起源于岩石圈地幔;它们的初始87Sr/86Sr值、εNdt)和εHft)值分别介于0.704 5~0.706 9、-1.52~+3.60和+1.74~+7.77,表明岩浆源区属于弱亏损-弱富集的岩石圈地幔;早白垩世玄武质岩石的Sr-Nd-Pb同位素成分指示岩浆源区是由DM和EMⅡ型地幔端元混合而成,并经历了俯冲流体的交代.表明大兴安岭北段早白垩世玄武质岩浆源区为受早期俯冲流体交代的岩石圈地幔.新生代超钾质和钾质玄武岩具有Nb-Ta的弱负异常,87Sr/86Sr值为0.704 7~0.705 7、εNdt)值为-6.3~-0.8,而地幔捕掳体具有Sr-Nd同位素亏损特征;钠质玄武岩具有Nb-Ta的正异常,较超钾质和钾质玄武岩具有低的87Sr/86Sr(0.703 5~0.704 2)以及高的εNdt)值(+3.4~+6.6),类似MORB的同位素组成,这些特征说明大兴安岭北段新生代玄武质岩石起源于软流圈地幔.综上所述,大兴安岭北段早白垩世和新生代玄武质岩石成分的差异不仅指示其岩浆源区从岩石圈地幔转变为软流圈地幔,更为重要的是它揭示了研究区地幔的热演化过程——从早白垩世高的地温梯度到新生代低的地温梯度的转变.这一过程也是岩石圈从中生代晚期到新生代逐渐增厚的过程.结合区域构造演化,可以得出大兴安岭北段早白垩世的玄武质岩浆作用与岩石圈伸展、减薄形成的裂陷作用相关,而新生代玄武质岩浆作用则与陆内裂谷作用相关.
    地幔橄榄岩中碳酸盐熔体交代作用及其鉴定特征
    邓黎旭, 刘勇胜, 宗克清, 朱律运, 胡兆初
    2019, 44(4): 1113-1127. doi: 10.3799/dqkx.2018.357
    摘要:
    碳酸盐熔体交代作用是指在地幔碳酸盐熔体与橄榄岩之间的相互作用,是改造地幔的重要方式之一.碳酸盐熔体交代会显著改变地幔橄榄岩的岩石学和地球化学特征.首先,碳酸盐熔体交代作用会改变地幔橄榄岩中的矿物组成和比例.尽管碳酸盐熔体与橄榄岩的反应结果受控于初始反应物成分和反应的温压条件,但多数反应会导致橄榄岩中辉石的比例增加,而且有时还会出现磷灰石、独居石等副矿物.另外,在有些受碳酸盐熔体交代显著的橄榄岩的矿物中不仅可发现大量CO2流体包裹体和碳酸盐熔体包裹体,也会出现特殊的反应边结构和熔体囊.其次,碳酸盐熔体在改造地幔橄榄岩过程中,会在地幔矿物中留下明显的地球化学指纹.在主量元素特征上,受到碳酸盐熔体交代的橄榄岩中的单斜辉石往往具有偏高的Mg#和Ca/Al比值(>5);而在微量元素组成特征上的变化更为显著,包括单斜辉石具有高的(La/Yb)N、Eu/Ti、Zr/Hf、Y/Ho比值,并显著亏损HFSE等.另外,值得注意的是,碳酸盐熔体与地幔橄榄岩反应的程度不同也会导致这些地球化学特征存在差异,因此在判别碳酸盐熔体交代作用时要采用岩石学和地球化学特征相结合,多方面对比分析.对于引起地幔碳酸盐熔体交代作用的交代介质来源的识别主要用Mg-Zn-Ca-Sr等多种同位素体系进行示踪研究,尤其是近年来微区Sr同位素分析方法的建立为地幔碳酸盐熔体交代作用研究提供了重要手段.
    俯冲带岩浆作用与大陆地壳生长
    马超, 汤艳杰, 英基丰
    2019, 44(4): 1128-1142. doi: 10.3799/dqkx.2019.026
    摘要:
    大陆地壳的起源、生长和改造一直都是国际地学界广泛关注的热点问题,目前仍存在一定的争议,特别体现在陆壳增生的方式和速率上.为了探讨大陆地壳的生长方式,简要综述了俯冲带及其岩浆作用和大陆地壳生长的研究成果.俯冲带可划分为洋洋俯冲带、洋陆俯冲带和陆陆俯冲带,其岩浆作用以产出弧岩浆岩为主要特征,被广泛接受为大陆地壳生长的主要方式.目前主要有两种陆壳生长的假说:玄武岩模式和安山岩模式.玄武岩模式主要通过拆沉和底垫过程来实现新生地壳向大陆地壳的演化;安山岩模式则强调陆壳直接形成于产出安山质岩浆的俯冲带岩浆弧环境.俯冲带和碰撞带等板块汇聚边界是显生宙大陆地壳生长和改造的主要位置,俯冲带岩浆作用对陆壳生长发挥着重要的作用.
    中国东北软流圈地幔中的原始橄榄岩质地幔:来自大兴安岭地区新生代玄武岩的地球化学证据
    薛笑秋, 陈立辉, 刘建强, 何叶, 王小均, 曾罡, 钟源
    2019, 44(4): 1143-1158. doi: 10.3799/dqkx.2019.951
    摘要:
    为了进一步了解中国东北新生代玄武岩地幔源区的物质属性,报道了大兴安岭哈拉哈河-柴河地区新生代玄武岩的全岩主量、微量元素和Sr、Nd、Pb、Hf同位素组成.哈拉哈河-柴河玄武岩属钠质碱性系列,具有与洋岛玄武岩相似的微量元素特征,如富集大离子亲石元素(LILEs)、明显的Nb、Ta正异常等.它们具有中等亏损的Sr-Nd-Hf同位素组成(87Sr/86Sr=0.703 5~0.703 9、εNd=5.21~6.55、εHf=10.00~11.25),接近中国东部新生代玄武岩的亏损端元.这些玄武岩具有中等的放射成因Pb同位素组成(206Pb/204Pb=18.37~18.57、207Pb/204Pb=15.52~15.54和208Pb/204Pb=38.24~38.43),在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb相关图上位于4.42~4.45 Ga的地球等时线之间.它们在Sr-Nd-Pb同位素相关图中均落入地幔柱来源的、高3He/4He比(>30Ra)的洋岛玄武岩范围内,暗示其源区可能存在来自深部地幔的古老原始地幔物质.此外,这些玄武岩具有高MgO(8.49%~11.58%)、高Ni(174×10-6~362×10-6)和高Mg#(59.1~66.9)的特征,表明它们接近于原始岩浆的成分.反演的哈拉哈河-柴河玄武岩的原始岩浆组成具有中等的SiO2、低Al2O3以及高CaO/Al2O3比的特征,与石榴子石橄榄岩高压(>2.5 GPa)实验熔体的成分相当,暗示玄武岩的源区岩性最可能为橄榄岩.对以原始地幔(而不是亏损地幔)的微量元素为初始成分的饱满石榴子石二辉橄榄岩进行低程度(1%~2%)部分熔融的模拟计算,产生的熔体与哈拉哈河-柴河玄武岩具有一致的微量元素特征,这进一步支持了上述推断.综上所述,认为大兴安岭地区哈拉哈河-柴河玄武岩的源区含有来自深部地幔的古老的橄榄岩质原始地幔组分.
    中国东南部晚中生代基性岩脉地幔源区的岩性演化历史
    雷祝梁, 曾罡, 王小均, 陈立辉
    2019, 44(4): 1159-1168. doi: 10.3799/dqkx.2019.021
    摘要:
    中国东南部晚中生代的岩浆活动被认为与古太平洋板块的俯冲作用密切相关,而板块的俯冲作用又势必会对地幔的性质产生重要影响.晚中生代基性岩脉在中国东南部尤其是沿海地区广泛分布,为揭示中国东南部地幔演化历史及其与古太平洋板块俯冲之间的潜在成因联系提供了理想的研究对象.因此,对湘、赣、浙、闽、粤五省基性岩脉的年代学和地球化学数据进行了总结,通过恢复它们的原始岩浆组成,厘定其地幔源区岩性,揭示了研究区地幔的岩性演化历史.研究发现,中国东南部晚中生代基性岩脉的源区岩性在地域上没有显著差异,在时间尺度上表现出明显变化.在150~110 Ma期间,中国东南部地幔源区的岩性包含富硅辉石岩和贫硅辉石岩两类;而在110~64 Ma期间,地幔源区的主体岩性转变为贫硅辉石岩,伴随部分橄榄岩.基于上述地幔岩性的演化规律,并结合前人对研究区基性玄武岩的研究工作,认为研究区晚中生代地幔的岩性转变主要受控于古太平洋板块的俯冲过程,是板块俯冲角度改变的结果.
    山东昌乐新生代碱性玄武岩与地幔捕虏体中各类单斜辉石的地球化学特征及其意义
    刘晓寒, 孔凡梅, 李旭平, 魏贵东, 刘浩, 王笑, 贺振鹏
    2019, 44(4): 1169-1185. doi: 10.3799/dqkx.2018.360
    摘要:
    山东昌乐位于华北克拉通东部,郯庐断裂带中段,广泛出露挟裹幔源捕虏体的新生代碱性玄武岩.为深入了解华北克拉通演化,依据岩相学特征、矿物化学成分特征,把昌乐碱性玄武岩中单斜辉石主要分为三大类:第1类为幔源捕虏体中原生单斜辉石,其主、微量元素含量呈现趋势不一致的解耦现象,且LREE、HREE各异特征表明其经历了多期、不同程度的地幔富集交代和部分熔融作用(低于10%的尖晶石相部分熔融),交代熔体包括地幔富碱(K)富Al硅酸盐熔/流体,可能有碳酸盐熔体的贡献;第2类为幔源捕虏体中筛状单斜辉石,是部分熔融和熔体交代作用的共同产物,从无筛孔部位到筛孔周围远离筛孔部位和紧挨着筛孔部位,呈现出受熔体作用逐渐加强趋势,离筛孔较远部位记录了玄武质熔浆作用之前的一次富碱(K)富Al熔体交代的特征,而紧挨着筛孔的部位受晚期玄武质熔浆作用的影响最强;第3类为幔源捕虏体中反应边单斜辉石及玄武岩中斑晶单斜辉石,两者的化学成分及形成条件相似,显示HFSE正异常,LILE负异常,受OIB特征寄主玄武岩浆强烈的影响.昌乐新生代碱性玄武岩地幔捕虏体中单斜辉石显示经历多期"熔体作用"和不同程度的部分熔融特征,是研究区岩石圈地幔不均一性的体现.
    南秦岭封子山岩体的年代学、地球化学、Hf同位素特征及其地质意义
    柏治安, 时毓, 刘希军, 黄倩雯, 覃康乐
    2019, 44(4): 1186-1201. doi: 10.3799/dqkx.2018.586
    摘要:
    对南秦岭封子山岩体进行了锆石U-Pb年代学、岩石地球化学以及Hf同位素的研究,以确定其形成时代、岩体成因及形成时的构造环境.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试结果表明,该岩体形成于新元古代晚期(716~710 Ma).锆石Hf同位素分析显示εHft)为-3.16~1.17,二阶段模式年龄(TDM2)为1.84~1.52 Ga.地球化学特征显示封子山岩体具高硅(62.92%~73.57%)、高钠(3.33%~4.22%),富集轻稀土元素,富集K、Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素的特征,Eu显示弱负异常(δEu=0.79~0.95),为准铝质-弱过铝质中钾钙碱性Ⅰ型花岗岩.结果表明,封子山岩体主要来源于陡岭群片麻岩的部分熔融.封子山岩体形成于裂谷扩张与小洋盆间杂并存的构造环境,是洋壳向陆壳俯冲作用的产物,可能是Rodinia超大陆聚合与裂解事件在该地区作用的响应.
    云开池垌志留纪辉长岩体的年代学、地球化学特征及构造意义
    徐畅, 王岳军, 张玉芝, 徐文景, 甘成势
    2019, 44(4): 1202-1215. doi: 10.3799/dqkx.2018.592
    摘要:
    华南陆块早古生代的构造属性是华南地质研究争论的焦点,主要有洋-陆俯冲/碰撞和陆内构造两种观点之争.而华南陆块早古生代岩浆岩的报道以花岗质岩石为主,对构造指示意义更为明确的同期镁铁质岩浆岩则研究较少,且对已发现的少量早古生代镁铁质岩浆岩的岩石成因也颇具争议.为了更好地限定华南早古生代的构造属性,对云开地区新近识别出的池垌辉长岩体开展了详细的野外地质、年代学和地球化学研究.其SIMS锆石U-Pb年代学测试得到其206Pb/238U加权平均年龄为433.9±1.5 Ma,代表其结晶年龄.样品具较低的SiO2含量(47.81%~48.83%),高的MgO含量(13.02%~14.65%)、Cr含量(278×10-6~356×10-6)和Ni含量(120×10-6~184×10-6),富集大离子亲石元素、亏损高场强元素.(87Sr/86Sr)i=0.708 5~0.710 7,εNdt)=-6.0~-8.2,显示EMⅡ型富集地幔的Sr-Nd同位素特征.结合区域Lu-Hf同位素、古生物、古水流等地质资料,云开地区志留纪时期发育一个受古老俯冲交代作用影响的地幔楔,该地幔楔源区在华南广西运动期间才受到热扰动而部分熔融.认为池垌辉长岩是在早古生代华南陆内造山后的伸展背景下由古老俯冲交代地幔楔熔融而成的产物.
    江山-绍兴构造带陈蔡岩群斜长角闪岩变质时代、地球化学特征及其构造演化意义
    陈林燊, 陈汉林, 龚俊峰, 章凤奇, 孟立丰, 林秀斌, 杨树锋
    2019, 44(4): 1216-1235. doi: 10.3799/dqkx.2018.526
    摘要:
    目前前人对于陈蔡岩群的变质时限和形成环境的认识观点不一.斜长角闪岩作为陈蔡岩群的重要岩石单元,是认识整个陈蔡岩群原岩性质和构造演化最重要的窗口之一.对陈蔡岩群中的斜长角闪岩开展了详细的年代学和岩石地球化学研究.SHRIMP U-Pb定年结果显示,斜长角闪岩锆石加权平均年龄为424.0±3.6 Ma,代表了峰期变质事件时间,并保留了新元古代晚期到早古生代早期的变质年龄记录;地球化学特征和判别图解表明,陈蔡岩群斜长角闪岩原岩为洋岛碱性玄武岩,结合野外观察到的斜长角闪岩与大理岩密切共生现象,认为其原岩可能为一套来自洋岛-海山体系的洋岛玄武岩-碳酸盐岩组合.陈蔡岩群的原岩可能是在古南华洋板块向扬子板块俯冲过程中形成的增生楔岩石组合,在早古生代晚期经历了角闪岩相变质作用.
    内蒙古狼山地区早志留世石英闪长岩体的厘定及其地质意义
    滕学建, 田健, 刘洋, 张永, 滕飞, 段霄龙
    2019, 44(4): 1236-1247. doi: 10.3799/dqkx.2018.172
    摘要:
    内蒙古狼山山脉西侧分布有零星的早古生代岩浆岩,早志留世侵入体主要出露于哈日音熬瑞-迈罕陶勒盖一带.该岩体岩性为石英闪长岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示,其206Pb/238U加权平均年龄为440±1 Ma.岩石富集大离子亲石元素Rb、K、Pb,不同程度地亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti;轻稀土富集,重稀土亏损,具有弱的负Eu异常,显示了岩浆弧的地球化学特征.εHft)值为-12.1~-8.8及TDM2在1 973~2 182 Ma之间,反映了源区以古元古代古老地壳为主,闪长质包体中的斜长石斑晶及矿物成因判别图解显示了岩体在形成过程中受到了岩浆混合作用.构造判别图解及Hf同位素特征表明该岩体可能形成于大陆边缘弧的构造背景.对比达茂旗、白乃庙地区新近发表的有关数据,早志留世石英闪长岩的岩石地球化学特征与之十分相似,由此可见,华北地块北缘早古生代俯冲带从白乃庙地区可以延伸到狼山地区.
    新疆东准噶尔北缘顿巴斯套地区晚泥盆世石英闪长玢岩地球化学特征及构造意义
    周红智, 魏俊浩, 陈加杰, 李欢, 张道涵, 舍建忠, 黄啸坤, 孔德鼎, 白惠文
    2019, 44(4): 1248-1265. doi: 10.3799/dqkx.2018.270
    摘要:
    新疆顿巴斯套矿区石英闪长玢岩的研究对厘清古亚洲洋晚泥盆世的演化具有重要意义.新疆顿巴斯套矿区石英闪长玢岩位于东准噶尔盆地北缘,为确定其岩浆侵入活动时限和岩石成因,讨论准噶尔地块北侧的古亚洲洋在晚古生代早期的俯冲作用,开展锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、Hf同位素地球化学,全岩主微量元素地球化学、Sr-Nd同位素地球化学研究.矿区内石英闪长玢岩单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果为378±2 Ma,指示晚泥盆世岩浆活动.石英闪长玢岩全岩SiO2含量为54.94%~68.64%,富Na2O(平均含量为4.34%),Na2O/K2O为1.19~2.72,里特曼指数(σ)大多小于3.3,Fe2O3T含量为2.23%~5.65%、MgO含量为0.81%~2.77%、Al2O3含量为14.31%~16.99%,TiO2含量为0.32%~1.02%,CaO含量为2.58%~4.97%,Mg#变化于38.1~51.2,A/CNK为0.83~1.08,属准铝质钙碱性-高钾钙碱性系列.岩石富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(HFSE,如Nb、Ta、P、Ti),稀土元素配分曲线右倾,具有明显的轻重稀土分异,基本无Eu异常.全岩有较低的(87Sr/86Sr)i(0.703 783~0.703 901),较高的εNd(378 Ma)(+6.2~+6.7),年轻的TDM(560~608 Ma),锆石εHft)相对较高,变化于+12.1~+15.1,对应的一阶段模式年龄TDM1(Hf)为403~516 Ma,显示亏损地幔源区特征.综合上述地球化学特征认为石英闪长玢岩为俯冲环境下洋壳部分熔融的产物,俯冲洋壳脱水产生的流体、熔体在上升过程中与地幔楔发生了交代反应.结合新疆北部蛇绿岩及东准噶尔北缘、阿尔泰南缘相关岛弧花岗岩、火山岩等综合对比,认为区内中-晚泥盆世存在古亚洲洋的南北双向俯冲.
    华北西部贺兰山中段黄旗口花岗岩成因及地质意义
    余淳梅, 杨华本, 曾佐勋, 吴林波
    2019, 44(4): 1266-1277. doi: 10.3799/dqkx.2018.295
    摘要:
    华北克拉通孔兹岩带内发育类型复杂的各类岩石,是记录和反演华北西部早期块体拼合以及岩浆作用、变质演化的重要对象,而其中段发育的出露面积广阔、岩性复杂的黄旗口花岗岩体的研究还较为薄弱.在野外地质和岩相学研究基础上,主要报道了贺兰山中段黄旗口花岗岩的主、微量元素和Sr-Nd同位素组成,对岩体的源区特征、成因及地质意义进行了探讨.黄旗口复式花岗岩体主要由早期正长花岗岩、二长花岗岩和晚期英云闪长岩组成.两期岩体具有高K2O(2.97%~6.71%)含量,A/CNK均大于1.1,但晚期侵入单元较早期岩石更贫硅、富铝.两期岩体都表现为轻稀土富集、Eu负异常的特点,且强烈富集K、Rb、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素.岩石87Sr/86Sr初始比值变化范围较大,可能是后期改造的结果;εNdt)变化在+1.81~+4.90,对应的Nd同位素模式年龄TDM1为2.10~2.37 Ga,TDM2为2.10~2.35 Ga.这些特征表明黄旗口岩体为S型花岗岩,可能来自该区归属于孔兹岩的赵池沟组岩系的部分熔融,并可能有地幔岩浆的参与.结合区域变质、岩浆事件的综合研究成果,认为黄旗口不同期次的花岗岩具有造山带花岗岩的特征,分别形成于阴山地块和鄂尔多斯地块碰撞拼合以及造山后伸展的不同阶段.
    浙西北地区晚中生代花岗岩的岩石成因
    唐增才, 周汉文, 胡开明, 陈忠大, 吴小勇, 胡文杰, 董学发, 赵旭东, 余盛强, 张建芳
    2019, 44(4): 1278-1294. doi: 10.3799/dqkx.2018.208
    摘要:
    浙西北地区晚中生代处于环太平洋活动大陆边缘,区内岩浆侵入活动强烈,发育Ⅰ型和铝质A型两类花岗岩,前者又分为低分异Ⅰ型(简称Ⅰ型)和高分异Ⅰ型花岗岩两种,形成时限为中侏罗世-早白垩世早期(172~135 Ma),其中高分异Ⅰ型花岗岩集中于早白垩世早期(147~135 Ma);铝质A型花岗岩形成于早白垩世中期(135~123 Ma).同位素地球化学研究表明,中侏罗世-早白垩世早期Ⅰ型花岗岩(87Sr/86Sr)i值为0.707 004~0.711 896,εNdt)值为-6.70~-2.00,锆石εHft)值为-5.08~-1.67,TDMC值为1 162~1 358 Ma,系古太平洋板块俯冲挤压的构造环境下,少量幔源物质沿变向俯冲引起的板片裂隙(窗)与下地壳重熔岩浆混合作用的产物;晚侏罗世末期-早白垩世早期高分异Ⅰ型花岗岩(87Sr/86Sr)i为0.706 890~ 0.709 880,εNdt)值为-6.80~-4.50,锆石εHft)为-6.59~-5.23,TDMC为1 350~1 423 Ma,是古太平洋板块撤离机制下挤压向伸展转换的产物,系软流圈上涌诱发的幔源基性岩浆与中元古代地壳物质的部分熔融形成长英质岩浆混合并经高程度分异演化形成;早白垩世中期铝质A型花岗岩(87Sr/86Sr)i值为0.703 503~0.710 171,εNdt)值为-8.90~-0.30,锆石εHft)值为-9.70~2.48,TDMC值为734~1 593 Ma,为岩石圈持续减薄机制下,越来越多的幔源物质(或新生地壳)涌入深部长英质岩浆房混合形成.
    内蒙古博克图晶洞花岗岩形成时代、特征及其地质意义
    秦锦华, 刘翠, 石玉若, 罗照华, 邓晋福, 李玥霄
    2019, 44(4): 1295-1310. doi: 10.3799/dqkx.2018.585
    摘要:
    晶洞花岗岩成因类型和大地构造背景等方面的研究,目前颇具争议.先前的研究认为晶洞碱长、正长花岗岩属于A型花岗岩,形成于伸展环境,近年来的研究发现其成因类型具多样性.报道了博克图晶洞花岗岩的岩石学、岩石地球化学、年代学等方面的特征.SHRIMP锆石U-Pb定年结果为140.8±2.2 Ma,指示其属于早白垩世的产物.且其具有高SiO2,高ALK(Na2O+K2O)(7.99%~8.43%),K2O/Na2O=1.0~1.1,以及低的FeOT(1.15%~1.30%).微量元素富Th、U、Cs、Rb,贫Ba、Sr、P、Ti,10 000*Ga/Al、总稀土含量以及Zr+Nb+Y+Ce值均低于A型花岗岩最低平均值,由此指示其应属于Ⅰ型花岗岩,Hf同位素特征显示其成分为新生地壳来源.动力学机制上,博克图晶洞花岗岩主要受制于早白垩世时期蒙古-鄂霍次克洋闭合作用.在东北地区岩石圈由增厚到减薄转换事件中,早期的新生地壳在地幔物质的底侵作用下发生低程度的部分熔融作用.
    福建紫金山矿田黑云母花岗岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素组成
    谢其锋, 蔡元峰, 董云鹏, 黎敦朋
    2019, 44(4): 1311-1326. doi: 10.3799/dqkx.2018.256
    摘要:
    紫金山矿田位于华南褶皱系东部,闽西南凹陷西南部,是我国大型-超大型浅成低温热液铜金矿床,区内发现多个与岩浆活动密切相关的金、银、铜等金属矿床.对紫金山矿田东南矿段与成矿密切相关的细粒黑云母花岗岩开展了详细野外地质调查、岩相学和锆石稀土元素、U-Pb年代学和Hf同位素研究.LA-ICP-MS法获得细粒黑云母花岗岩中岩浆结晶锆石206Pb/238U-207Pb/235U谐和年龄为109.5±1.9 Ma(MSWD=0.74,N=16),206Pb/238U加权平均年龄为107.44±0.94 Ma(MSWD=1.06,N=16),二者在误差范围内结果一致,结合锆石稀土元素和岩浆振荡环带特征及Th/U比值,上述年龄结果可代表岩石的结晶年龄,表明细粒黑云母花岗岩侵位于燕山期早白垩世.细粒黑云母花岗岩锆石Hf同位素初始比值εHft)均为负,介于-4.99~-1.06(平均值为-2.99);两阶段Hf模式年龄(tDM2)介于1 233.7~1 485.4 Ma(平均值为1 362.4 Ma).样品的εHft)、Hf同位素地壳模式年龄分布范围变化较小,暗示岩体的岩浆来源具有较为均一的锆石Hf同位素组成.紫金山矿田东南矿段早白垩世花岗岩体的锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征,反映了闽西南早白垩世的岩浆成矿活动时间和源区特征,其成因与中国东南部岩石圈伸展减薄和壳源物质参与岩浆形成演化密切相关.
    广东文光岭铅锌铜多金属矿花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、地球化学特征及其成因
    欧阳志侠, 楚克磊, 陈友良, 吴晓东, 杨胜虎, 汪汝澎, 刘东宏, 汪礼明
    2019, 44(4): 1327-1337. doi: 10.3799/dqkx.2017.591
    摘要:
    广东省文光岭矿床是云开地区近年来新发现的铅锌铜多金属矿.以文光岭花岗闪长岩作为研究对象,对其开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和地球化学特征研究.获得其锆石206Pb/238U同位素加权平均年龄为165.7±1.9 Ma(n=18,MSWD=3.1).花岗闪长岩属于准铝质Ⅰ型花岗岩,SiO2含量在64.11%~66.64%之间,Al2O3含量为14.9%~15.57%,MgO含量在1.39%~1.61%之间,K2O+Na2O含量介于6.5%~7.21%,K2O/Na2O=1.25~2.74,铝饱和指数A/CNK=0.93~1.11.轻、重稀土元素分馏作用明显,(La/Yb)N=13.03~17.83,具有弱的负铕异常(δEu为0.70~0.88),HFSE和LILE分异明显,富集Rb、Th、U、K等元素,亏损Nb、Ta、P和Ti等元素.结合区内已有资料,认为文光岭铅锌铜多金属矿床的形成与古太平洋板块的俯冲作用密切相关.
    扬子板块西北缘大安花岗岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义
    栗朋, 裴先治, 李瑞保, 李佐臣, 杨运军, 陈有炘, 刘成军, 王盟, 裴磊, 高峰, 苏朕国, 梁国冰, 高翔宇
    2019, 44(4): 1338-1356. doi: 10.3799/dqkx.2018.163
    摘要:
    位于扬子板块西北缘宁强地区的大安花岗岩体,岩石类型主要为黑云母花岗闪长岩,但其形成时代却有一定的争议,成因及地质意义尚未明确.对大安花岗岩体进行详细的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究.结果表明,花岗闪长岩年龄为212.3±1.6 Ma和212.48±0.43 Ma,属晚三叠世.地球化学特征显示花岗闪长岩相对高硅(67.61%~69.02%)、高Al2O3(16.14%~16.80%),Na2O > K2O,富集大离子亲石元素(Cs、Ba)和轻稀土元素,Eu负异常不明显,强烈富集Sr(538×10-6~907×10-6)和亏损Y(3.10×10-6~3.90×10-6),高Sr/Y比值(138~291),表现出明显的埃达克质岩石的地球化学特征.综合区域地质资料认为,大安花岗岩体形成于后碰撞构造环境,是在华北板块与扬子板块碰撞后期伸展体制下,由于地幔物质上涌带来的热量导致加厚基性下地壳脱水熔融,形成了具有埃达克质性质的岩浆.
    海南荔枝沟中三叠世酸性火山岩年代学、地球化学特征及其构造意义
    芶琪钰, 钱鑫, 何慧莹, 张玉芝, 王岳军
    2019, 44(4): 1357-1370. doi: 10.3799/dqkx.2018.161
    摘要:
    海南岛位于印支与华南陆块的交界地带,构造演化复杂,因此海南岛的拼合历史和构造属性一直备受争议.在海南岛三亚荔枝沟地区新识别出的酸性火山岩对于探讨海南岛早中生代的构造属性具有重要指示意义.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示该套酸性火山岩中流纹岩的成岩年龄为241±6 Ma(MSWD=0.9).地球化学特征表明该套火山岩样品的SiO2含量介于72.34%~77.83%,具较高的Al2O3(10.51%~13.53%)、K2O(2.85%~4.85%)、Na2O(1.75%~3.79%)含量和A/CNK比值(0.99~2.07),为过铝质钙碱性酸性火山岩.样品稀土元素含量为∑REE=87×10-6~177×10-6,富集轻稀土元素,显示右倾岛弧型稀土元素配分模式,Eu负异常明显.样品富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,εNdt)变化于-12.1~-11.3之间,可被解释为变沉积物部分熔融后经历分离结晶作用的产物.区域对比研究表明该套酸性火山岩可与三江地区的金沙江-哀牢山-松马构造带的中三叠世岩浆岩进行类比,应形成于印支与华南陆块汇聚的构造背景.
    闽西南早侏罗世火山岩的锆石U-Pb年龄和Sr-Nd同位素特征及其地质意义
    许中杰, 程日辉, 何奕言, 王嘹亮, 蓝艺植
    2019, 44(4): 1371-1388. doi: 10.3799/dqkx.2018.201
    摘要:
    华南陆缘在湘南、湘东南、赣南及闽西南地区早中生代发育一条呈近EW向展布的火山岩带,闽西南永定堂堡和五湖藩坑组火山岩是其中的典型代表之一,利用锆石U-Pb测定其形成年龄分别为(189±6)~(195±2)Ma和184±2 Ma,是早侏罗世火山喷发形成的.为了解闽西南早侏罗世火山岩岩浆来源及形成构造背景等信息,对火山岩进行了岩石学鉴定、主量、微量元素地球化学特征和Sr-Nd同位素测试分析.藩坑组火山岩基性和酸性端员戴里间断达20左右,是典型的双峰式火山岩.基性端员玄武岩(碱玄岩)主量元素高TiO2、高TFe2O3(全铁),(Rb/Sr)N、(La/Nb)N、(Ba/Nb)N和(Rb/Yb)N的比值均高于原始地幔值,具有∑REE较高、轻稀土富集,δEu有微弱异常的特征,Isr值在0.704 4~0.707 5之间,εNdt)介于-1.19~4.30,说明岩浆源可能为较深的软流圈地幔,同时存在部分来自岩石圈地幔的组分.酸性端员流纹岩(英安岩)(Rb/Sr)N和(Rb/Yb)N比值均高于原始地幔值,(Ba/Nb)N比值全部低于原始地幔值,(La/Nb)N既有高值也有低值.具有∑REE较高、轻稀土富集、δEu存在异常的特征.Isr值在0.701 2~0.705 3之间,εNdt)介于-5.40~-1.95,说明岩浆物质来源为壳幔混熔型,主要为壳源成因,但有幔源组分参与.闽西南早侏罗世双峰式火山岩形成于板内靠近大陆边缘的特殊构造位置,受到古太平洋板块的低角度俯冲-弧后伸展-玄武岩浆底侵作用影响.
    西秦岭临潭地区十里墩组上段形成时代及物源:来自LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄的证据
    高翔宇, 裴先治, 李佐臣, 李瑞保, 魏立勇, 王盟, 刘成军, 高峰, 梁国冰, 邵嘉坤, 穆可斌
    2019, 44(4): 1389-1405. doi: 10.3799/dqkx.2018.122
    摘要:
    从前人的研究来看,十里墩组缺少限定其形成时代的标准化石,这导致其沉积时限尚有诸多争议,并且对于该套地层物源的相关研究甚少.以西秦岭临潭地区十里墩组上段碎屑岩为研究对象,进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,探讨其形成时代及物源.结果表明:十里墩组上部层位的2个样品中最小锆石年龄组加权平均年龄为265.7±6.5 Ma,即十里墩组上段沉积时代应不老于265.7±6.5 Ma,综合古生物化石信息将其形成年代厘定为中晚二叠世.所获得碎屑锆石年龄可划分为4组:①显生宙年龄组,265~467 Ma;②新元古代年龄组,564~996 Ma,该组有小段峰值,峰值年龄为955 Ma;③中元古代年龄组,1 099~1 539 Ma;④古元古代-太古代年龄组,1 622~3 153 Ma,该组年龄又可细分为古元古代中晚期年龄段:1 622~2 194 Ma,峰值为1 902 Ma;古元古代早期-太古代年龄段:2 343~3 153 Ma,峰值为2 516 Ma.综合研究认为,十里墩组上段的物源具多元性,包括华北板块南缘、祁连造山带东段以及西秦岭北缘构造带,且华北板块南缘古老基底为其主要物源.据沉积相、岩相古地理以及区域构造演化分析认为,十里墩组上段沉积于扬子板块俯冲伴随勉略洋收敛所形成的弧后盆地北缘斜坡地带.
    东阿拉善地块前寒武纪变质基底中晚古生代变质杂岩:来自波罗斯坦庙杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年的新证据
    邹雷, 刘平华, 田忠华, 冀磊, 施建荣
    2019, 44(4): 1406-1423. doi: 10.3799/dqkx.2018.386
    摘要:
    波罗斯坦庙杂岩是东阿拉善地块典型的中-高级变质杂岩之一,它的深入研究对进一步认识阿拉善地块起源、形成与演化过程具有十分重要的科学意义.通过对波罗斯坦庙杂岩中石英闪长质片麻岩、斜长角闪岩与花岗伟晶岩的野外观察、岩石学与锆石U-Pb定年发现,波罗斯坦庙杂岩中石英闪长质片麻岩、斜长角闪岩与花岗伟晶岩的岩浆锆石加权平均年龄分别为284±2 Ma、278±3 Ma,276±2 Ma、271±3 Ma与242±7 Ma,该组年龄被解释为其原岩成岩时代.石英闪长质片麻岩与斜长角闪岩中变质锆石加权平均年龄分别为274±6 Ma、272±5 Ma与269±3 Ma、268±2 Ma,代表它们遭受了晚古生代变质作用的时间.综合以上分析与前人研究资料,初步认为以往曾被认为是新太古代-古元古代的波罗斯坦庙杂岩,实际上可能是一个古元古代-晚古生代中-高级变质杂岩,并遭受了280~260 Ma角闪岩相变质作用,指示它们曾被卷入到中亚造山带晚古生代造山作用过程.
    南秦岭勉略构造带火神庙地区关家沟组变质沉积岩系碎屑锆石U-Pb年龄及地质意义
    苏朕国, 裴先治, 李瑞保, 李佐臣, 杨运军, 裴磊, 王盟, 刘成军, 陈有炘, 高峰, 栗朋, 高翔宇, 梁国冰
    2019, 44(4): 1424-1438. doi: 10.3799/dqkx.2018.127
    摘要:
    南秦岭勉略构造带南缘的略阳火神庙地区发育一套灰绿色绢云绿泥石英千枚岩、灰白色绢云钠长石英千枚岩和灰色黑云石英千枚岩的岩石组合.该套变质沉积岩系被前人划归关家沟组,但其原岩成岩时代和形成的构造环境都存在争议.采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法对从略阳火神庙地区关家沟组变质沉积岩中获得的碎屑锆石进行了研究,结果表明碎屑锆石的年龄介于932~723 Ma,主要年龄谱分别为727~723 Ma、760~758 Ma、897~809 Ma和932 Ma,主要峰值年龄为848 Ma,次要峰值年龄为725 Ma、758 Ma和932 Ma,最年轻的一组年龄为723~727 Ma(平均年龄为725 Ma),表明该地层的沉积时代应不早于南华纪.结合区域地质资料认为其碎屑物质的来源比较明确,主要来自勉略构造带和南侧碧口微地块内的岩浆岩,扬子板块北缘汉南地区出露的岩浆岩也为该地层提供了有限的物质.此次获得的碎屑锆石年龄较为集中,反映的皆为青白口纪到南华纪的年龄信息,结合前人对该区沉积地层的研究资料,认为其可能为一套裂谷环境的沉积地层.