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2005年 30卷 第6期
2005, 30(6): 639-645.
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微量地质样品的高精度同位素比值测试已经成为地质和环境科学等领域极其重要的研究手段.新型固体热电离质谱计以其高精度和高灵敏度, 将在同位素年代学和地球化学领域有广阔的应用前景.报道采用IsoProbeT质谱计测量标准物质溶液的结果.测量锶标准物质NBS987和钕标准物质Ames分别获得平均87Sr/86Sr比值0.710 241 8±0.000 005 1和平均143Nd/144Nd比值0.512 148 4±0.000 002 9, 内部精度可达0.000 3%.微量锶标准物质(0.3~1 ng) 的同位素比值测量内部精度可以优于0.003%.结合低本底化学流程, 实现了微量地质样品的高精度同位素比值测试.这一结合将有效地促进单颗粒矿物年代学和同位素示踪在岩浆岩、变质岩、矿床、构造岩研究的应用.
微量地质样品的高精度同位素比值测试已经成为地质和环境科学等领域极其重要的研究手段.新型固体热电离质谱计以其高精度和高灵敏度, 将在同位素年代学和地球化学领域有广阔的应用前景.报道采用IsoProbeT质谱计测量标准物质溶液的结果.测量锶标准物质NBS987和钕标准物质Ames分别获得平均87Sr/86Sr比值0.710 241 8±0.000 005 1和平均143Nd/144Nd比值0.512 148 4±0.000 002 9, 内部精度可达0.000 3%.微量锶标准物质(0.3~1 ng) 的同位素比值测量内部精度可以优于0.003%.结合低本底化学流程, 实现了微量地质样品的高精度同位素比值测试.这一结合将有效地促进单颗粒矿物年代学和同位素示踪在岩浆岩、变质岩、矿床、构造岩研究的应用.
2005, 30(6): 646-658.
摘要:
镁铁质火成岩作为分布最为广泛的典型幔源岩石, 已成为探索地幔化学性状及示踪岩石圈深部过程的主要研究对象.通过对典型样品元素-同位素组成的系统测定, 并结合前人已有资料, 综合研究了鲁西中生代和新生代镁铁质岩石的地质与地球化学特征.研究结果表明, 中生代镁铁质火成岩总体具有富轻稀土和大离子亲石元素、贫高场强元素、ISr值变化范围大(0.70396~0.71247)、εNd (t) 值显著偏低(-9.20~-21.21) 的地球化学特征, 但该区南部和北部的中生代镁铁质岩石在元素-同位素组成上仍存在一定差别, 主要表现在南部较之北部镁铁质岩石具有更高的稀土总量(ΣREE为325.52×10-6~555.75×10-6)和轻、重稀土比值(LREE/HREE=17.75~25.97), 以及更高的LILE/HFSE比值(如La/Nb=6.37~13.85, Th/Nb=0.52~1.53).南部镁铁质岩石较之北部镁铁质岩石也更富放射成因锶, ISr值分别为0.70844~0.71247和0.70396~0.70598.元素-同位素综合示踪指示鲁西中生代地幔总体具有因岩石圈大规模拆沉作用形成的EMⅠ型富集地幔特征, 但其南部叠加了因深俯冲而进入地幔的扬子陆壳的影响, 因而表现出EMⅠ和EMⅡ组分混合的富集地幔特征.新生代玄武岩具有类似于大洋玄武岩的地球化学特征, 其源区应为亏损的软流圈地幔, 但在部分熔融形成岩浆之前遭受了近期的交代作用.自中生代至新生代, 华北克拉通地幔具有由富集向亏损演变的趋势, 这一化学性状的演变最可能是中生代以来岩石圈大规模拆沉作用, 导致软流圈地幔上涌并对原有岩石圈地幔再改造所致.
镁铁质火成岩作为分布最为广泛的典型幔源岩石, 已成为探索地幔化学性状及示踪岩石圈深部过程的主要研究对象.通过对典型样品元素-同位素组成的系统测定, 并结合前人已有资料, 综合研究了鲁西中生代和新生代镁铁质岩石的地质与地球化学特征.研究结果表明, 中生代镁铁质火成岩总体具有富轻稀土和大离子亲石元素、贫高场强元素、ISr值变化范围大(0.70396~0.71247)、εNd (t) 值显著偏低(-9.20~-21.21) 的地球化学特征, 但该区南部和北部的中生代镁铁质岩石在元素-同位素组成上仍存在一定差别, 主要表现在南部较之北部镁铁质岩石具有更高的稀土总量(ΣREE为325.52×10-6~555.75×10-6)和轻、重稀土比值(LREE/HREE=17.75~25.97), 以及更高的LILE/HFSE比值(如La/Nb=6.37~13.85, Th/Nb=0.52~1.53).南部镁铁质岩石较之北部镁铁质岩石也更富放射成因锶, ISr值分别为0.70844~0.71247和0.70396~0.70598.元素-同位素综合示踪指示鲁西中生代地幔总体具有因岩石圈大规模拆沉作用形成的EMⅠ型富集地幔特征, 但其南部叠加了因深俯冲而进入地幔的扬子陆壳的影响, 因而表现出EMⅠ和EMⅡ组分混合的富集地幔特征.新生代玄武岩具有类似于大洋玄武岩的地球化学特征, 其源区应为亏损的软流圈地幔, 但在部分熔融形成岩浆之前遭受了近期的交代作用.自中生代至新生代, 华北克拉通地幔具有由富集向亏损演变的趋势, 这一化学性状的演变最可能是中生代以来岩石圈大规模拆沉作用, 导致软流圈地幔上涌并对原有岩石圈地幔再改造所致.
2005, 30(6): 659-672.
摘要:
对大别造山带北麓的北淮阳新开岭地区岩浆岩进行了锆石阴极发光显微结构观察和SHRIMP法锆石微区UPb定年.在锆石阴极发光图像中, 一个花岗岩样品中的大部分锆石颗粒具有明显的初始岩浆振荡环带, 为典型的岩浆锆石, 少有蚀变的颗粒和/或区域; 而另一个花岗岩样品中的锆石虽然同样具有振荡环带, 但是大部分颗粒中心的初始岩浆环带被扰动, 指示这些锆石为岩浆锆石, 受到了较强的后期热液蚀变的改造.对锆石具有初始岩浆环带和溶蚀结构的区域分别进行SHRIMP法UPb微区定年结果表明, 这些岩浆岩的形成年龄为(820±4) Ma, 热液蚀变作用发生的时间为(780±4) Ma.新开岭地区新元古代花岗质岩石的形成和后期超固相热液蚀变作用分别对应于超大陆裂解之前的约830~795Ma岩浆活动和裂解过程中约780~745Ma的岩浆作用.单矿物激光氟化氧同位素分析结果表明, 这些岩浆岩具有非常低的δ18O值, 其中锆石为1.90‰~5.78‰, 石英为-2.88‰~-7.67‰, 斜长石为-4.01‰~-11.40‰.锆石和其他矿物之间表现出强烈的氧同位素不平衡, 而其他矿物之间则达到了氧同位素的再平衡.结合不同δ18O值锆石的内部结构特征, 认为该地区的热液蚀变作用为超固相条件下的高温热液蚀变.这一过程不但改变了石英等矿物的氧同位素组成, 同时也不同程度地改变了锆石的氧同位素组成, 所以这些样品中低δ18O值锆石可能是超固相条件下热液蚀变的结果.石英中具有异常低的δ18O值表明蚀变流体来源应为寒冷气候大气降水.所以, 新开岭地区亏损18O蚀变岩石的形成与裂谷岩浆作用和雪球地球事件相耦合的高温大气降水热液蚀变有关.
对大别造山带北麓的北淮阳新开岭地区岩浆岩进行了锆石阴极发光显微结构观察和SHRIMP法锆石微区UPb定年.在锆石阴极发光图像中, 一个花岗岩样品中的大部分锆石颗粒具有明显的初始岩浆振荡环带, 为典型的岩浆锆石, 少有蚀变的颗粒和/或区域; 而另一个花岗岩样品中的锆石虽然同样具有振荡环带, 但是大部分颗粒中心的初始岩浆环带被扰动, 指示这些锆石为岩浆锆石, 受到了较强的后期热液蚀变的改造.对锆石具有初始岩浆环带和溶蚀结构的区域分别进行SHRIMP法UPb微区定年结果表明, 这些岩浆岩的形成年龄为(820±4) Ma, 热液蚀变作用发生的时间为(780±4) Ma.新开岭地区新元古代花岗质岩石的形成和后期超固相热液蚀变作用分别对应于超大陆裂解之前的约830~795Ma岩浆活动和裂解过程中约780~745Ma的岩浆作用.单矿物激光氟化氧同位素分析结果表明, 这些岩浆岩具有非常低的δ18O值, 其中锆石为1.90‰~5.78‰, 石英为-2.88‰~-7.67‰, 斜长石为-4.01‰~-11.40‰.锆石和其他矿物之间表现出强烈的氧同位素不平衡, 而其他矿物之间则达到了氧同位素的再平衡.结合不同δ18O值锆石的内部结构特征, 认为该地区的热液蚀变作用为超固相条件下的高温热液蚀变.这一过程不但改变了石英等矿物的氧同位素组成, 同时也不同程度地改变了锆石的氧同位素组成, 所以这些样品中低δ18O值锆石可能是超固相条件下热液蚀变的结果.石英中具有异常低的δ18O值表明蚀变流体来源应为寒冷气候大气降水.所以, 新开岭地区亏损18O蚀变岩石的形成与裂谷岩浆作用和雪球地球事件相耦合的高温大气降水热液蚀变有关.
2005, 30(6): 673-684.
摘要:
大陆深俯冲板块到一定深度后(约90~110km), 几乎没有含水矿物存在, 超高压岩石中名义上无水矿物(NAMs) 成为俯冲板块中水的主要载体, 是示踪超高压变质流体的重要途径.对大别山双河地区超高压榴辉岩中的石榴石和绿辉石进行了详细的微区傅立叶变换红外光谱(MicroFTIR) 分析.FTIR结果显示所有石榴石和绿辉石颗粒都含有结构水, 以OH的形式存在, 其含量范围分别为(30~1860)×10-6和(360~620)×10-6.榴辉岩全岩水含量为(300~750)×10-6, 表明即使是在超高压变质作用的温压条件下, 榴辉岩也可以至少携带数百10-6的水进入深部地球.对石榴石颗粒内部的多点观察发现, 结构水含量的分布出现2种情况: (1) 颗粒内部的均一分布; (2) 核部水含量高而边部低.石榴石颗粒边部的低水含量可能是抬升过程中由于压力降低引起的H扩散所致, 扩散出来的H可能构成了早期退变质流体的重要来源.对于同一样品来说, 结构水含量在绿辉石和石榴石之间的比值为0.5~3.5.
大陆深俯冲板块到一定深度后(约90~110km), 几乎没有含水矿物存在, 超高压岩石中名义上无水矿物(NAMs) 成为俯冲板块中水的主要载体, 是示踪超高压变质流体的重要途径.对大别山双河地区超高压榴辉岩中的石榴石和绿辉石进行了详细的微区傅立叶变换红外光谱(MicroFTIR) 分析.FTIR结果显示所有石榴石和绿辉石颗粒都含有结构水, 以OH的形式存在, 其含量范围分别为(30~1860)×10-6和(360~620)×10-6.榴辉岩全岩水含量为(300~750)×10-6, 表明即使是在超高压变质作用的温压条件下, 榴辉岩也可以至少携带数百10-6的水进入深部地球.对石榴石颗粒内部的多点观察发现, 结构水含量的分布出现2种情况: (1) 颗粒内部的均一分布; (2) 核部水含量高而边部低.石榴石颗粒边部的低水含量可能是抬升过程中由于压力降低引起的H扩散所致, 扩散出来的H可能构成了早期退变质流体的重要来源.对于同一样品来说, 结构水含量在绿辉石和石榴石之间的比值为0.5~3.5.
2005, 30(6): 685-691.
摘要:
江西九岭花岗岩体产于扬子地块东南缘, 是我国华南的一个规模巨大的复式花岗岩基.该岩体一直被认为是在晋宁期、海西期和燕山期多期次岩浆侵入活动的产物.在对该复式岩基进行详细野外调查的基础上, 开展了锆石SHRIMPUPb年龄测定, 过去认为是晋宁期形成的花岗岩样品, 测出的206Pb/238U年龄为(9828±8) Ma; 而原来认为是海西期形成的甘坊岩体测出的年龄为(820±10) Ma, 说明该区不存在海西期的花岗岩, 结合其他新的年代学资料推测扬子板块内可能不存在加里东—海西期的岩体; 原认为是燕山中期的样品测出的年龄为(151.4±2.4) Ma, 研究结果与原来的一致.此外, 还获得了1.4~1.9 Ga的继承锆石的年龄, 可能代表九岭新元古代花岗岩源岩的年龄.
江西九岭花岗岩体产于扬子地块东南缘, 是我国华南的一个规模巨大的复式花岗岩基.该岩体一直被认为是在晋宁期、海西期和燕山期多期次岩浆侵入活动的产物.在对该复式岩基进行详细野外调查的基础上, 开展了锆石SHRIMPUPb年龄测定, 过去认为是晋宁期形成的花岗岩样品, 测出的206Pb/238U年龄为(9828±8) Ma; 而原来认为是海西期形成的甘坊岩体测出的年龄为(820±10) Ma, 说明该区不存在海西期的花岗岩, 结合其他新的年代学资料推测扬子板块内可能不存在加里东—海西期的岩体; 原认为是燕山中期的样品测出的年龄为(151.4±2.4) Ma, 研究结果与原来的一致.此外, 还获得了1.4~1.9 Ga的继承锆石的年龄, 可能代表九岭新元古代花岗岩源岩的年龄.
2005, 30(6): 692-706.
摘要:
在苏鲁超高压变质带东北端山东威海地区皂埠镇发现锆石δ18O值低至-7.8‰左右的花岗片麻岩, 与前人在苏鲁超高压变质带西南端江苏东海青龙山地区发现的锆石δ18O值为-7‰~-9‰左右的花岗片麻岩一致.对这些低δ18O值花岗片麻岩进行了锆石SHRIMP法UPb定年和系统的激光氟化法矿物氧同位素分析, 结果对低δ18O值锆石成因和花岗片麻岩的原岩性质提供了制约.研究得到: (1) 这些低δ18O值锆石以新元古代岩浆锆石为主, 但部分岩浆锆石在印支期超高压变质作用过程中发生了不同程度的重结晶作用.δ18O值为-7.08‰的岩浆核锆石UPb定年得到的花岗片麻岩原岩谐和年龄和不一致线上交点年龄分别为(760±49) Ma和(751±27) Ma, 变质谐和年龄和不一致线下交点年龄分别为(232±4) Ma和(241±33) Ma, 指示其原岩为新元古代花岗岩并经历了印支期变质作用; (2) 锆石δ18O值在局部范围内变化于-7.76‰~5.40‰之间, 低δ18O值岩浆锆石表明它们是从新元古代低δ18O值岩浆中直接结晶形成, 锆石δ18O值的局部变化表明其原岩岩浆的氧同位素组成具有不均一性, 指示低δ18O值岩浆源区物质曾经在地表与极度亏损18O的大气降水发生过不同程度的高温水岩反应; (3) 低δ18O值花岗片麻岩在印支期板块俯冲和折返过程中基本没有与外部发生显著的氧同位素交换, 在退变质作用过程中花岗片麻岩内部缓冲流体对原岩岩浆锆石的δ18O值影响不大.威海皂埠镇地区和东海青龙山地区的花岗片麻岩在原岩时代、变质时代和氧同位素组成等方面基本相同, 指示它们应具有相同的原岩性质, 并经历了相同的变质作用和水岩相互作用过程.因此, 极度亏损18O的新元古代双峰式基性-酸性岩浆岩可能分布于整个大别-苏鲁造山带.
在苏鲁超高压变质带东北端山东威海地区皂埠镇发现锆石δ18O值低至-7.8‰左右的花岗片麻岩, 与前人在苏鲁超高压变质带西南端江苏东海青龙山地区发现的锆石δ18O值为-7‰~-9‰左右的花岗片麻岩一致.对这些低δ18O值花岗片麻岩进行了锆石SHRIMP法UPb定年和系统的激光氟化法矿物氧同位素分析, 结果对低δ18O值锆石成因和花岗片麻岩的原岩性质提供了制约.研究得到: (1) 这些低δ18O值锆石以新元古代岩浆锆石为主, 但部分岩浆锆石在印支期超高压变质作用过程中发生了不同程度的重结晶作用.δ18O值为-7.08‰的岩浆核锆石UPb定年得到的花岗片麻岩原岩谐和年龄和不一致线上交点年龄分别为(760±49) Ma和(751±27) Ma, 变质谐和年龄和不一致线下交点年龄分别为(232±4) Ma和(241±33) Ma, 指示其原岩为新元古代花岗岩并经历了印支期变质作用; (2) 锆石δ18O值在局部范围内变化于-7.76‰~5.40‰之间, 低δ18O值岩浆锆石表明它们是从新元古代低δ18O值岩浆中直接结晶形成, 锆石δ18O值的局部变化表明其原岩岩浆的氧同位素组成具有不均一性, 指示低δ18O值岩浆源区物质曾经在地表与极度亏损18O的大气降水发生过不同程度的高温水岩反应; (3) 低δ18O值花岗片麻岩在印支期板块俯冲和折返过程中基本没有与外部发生显著的氧同位素交换, 在退变质作用过程中花岗片麻岩内部缓冲流体对原岩岩浆锆石的δ18O值影响不大.威海皂埠镇地区和东海青龙山地区的花岗片麻岩在原岩时代、变质时代和氧同位素组成等方面基本相同, 指示它们应具有相同的原岩性质, 并经历了相同的变质作用和水岩相互作用过程.因此, 极度亏损18O的新元古代双峰式基性-酸性岩浆岩可能分布于整个大别-苏鲁造山带.
2005, 30(6): 707-720.
摘要:
在冀北—辽西地区, 冀北的滦平地区是中生代地层最为齐全, 也是唯一的晚中生代沉积作用基本连续的地区.许多研究者认为该地区的土城子组与张家口之间存在着J3—K1界线和中生代的构造转换界面.该地区分布的主要中生代地层自下而上依次为髫髻山组、土城子组、张家口组、大北沟组、大店子组和西瓜园组.通过LAICPMS方法的锆石UPb测年, 获得了该地区中生代火山岩地层的年代格架, 即髫髻山组的顶界年龄为(162.8±3.2)Ma, 土城子组形成的主体年代范围是(142.6±1.3)~(136.4±1.9)Ma, 张家口组形成的年代范围是(135.7±1.8)~(135.2±2.3)Ma, 大店子组顶部安山岩的年龄是(131.4±3.7)~(130.2±3.0)Ma.锆石的稀土元素分析表明: 土城子组中锆石的稀土元素特征与张家口组中锆石的特征一致, 而与髫髻山组中的锆石有较大的区别.综合以上分析数据及野外地质特征可以得出以下结论: (1)该地区的土城子组与髫髻山组之间不仅时间间隔较长, 而且二者中火山岩的源区也有较大的区别; 土城子组与张家口组之间不仅时间上基本连续, 而且二者中火山岩的源区也有明显的一致性.这就表明了滦平地区的土城子组与张家口组是同一地质背景下的产物, 即该地区二者之间应不存在J3—K1界面和构造转换界面.(2)滦平地区大店子组顶部火山岩在年代上与辽西北票—义县地区的义县组底部、辽西凌源地区的张家口组顶部基本相当.
在冀北—辽西地区, 冀北的滦平地区是中生代地层最为齐全, 也是唯一的晚中生代沉积作用基本连续的地区.许多研究者认为该地区的土城子组与张家口之间存在着J3—K1界线和中生代的构造转换界面.该地区分布的主要中生代地层自下而上依次为髫髻山组、土城子组、张家口组、大北沟组、大店子组和西瓜园组.通过LAICPMS方法的锆石UPb测年, 获得了该地区中生代火山岩地层的年代格架, 即髫髻山组的顶界年龄为(162.8±3.2)Ma, 土城子组形成的主体年代范围是(142.6±1.3)~(136.4±1.9)Ma, 张家口组形成的年代范围是(135.7±1.8)~(135.2±2.3)Ma, 大店子组顶部安山岩的年龄是(131.4±3.7)~(130.2±3.0)Ma.锆石的稀土元素分析表明: 土城子组中锆石的稀土元素特征与张家口组中锆石的特征一致, 而与髫髻山组中的锆石有较大的区别.综合以上分析数据及野外地质特征可以得出以下结论: (1)该地区的土城子组与髫髻山组之间不仅时间间隔较长, 而且二者中火山岩的源区也有较大的区别; 土城子组与张家口组之间不仅时间上基本连续, 而且二者中火山岩的源区也有明显的一致性.这就表明了滦平地区的土城子组与张家口组是同一地质背景下的产物, 即该地区二者之间应不存在J3—K1界面和构造转换界面.(2)滦平地区大店子组顶部火山岩在年代上与辽西北票—义县地区的义县组底部、辽西凌源地区的张家口组顶部基本相当.
2005, 30(6): 721-728.
摘要:
大量的同位素地质年代学和地球化学研究表明, 大别山中生代中酸性岩为俯冲扬子陆壳再循环的产物.REE配分的定量模拟计算结果表明, 与基性下地壳相似的北大别基性闪长质片麻岩部分熔融并经过结晶分异能够形成与天柱山中性岩类似的稀土元素组成, 而与中性地壳相似的北大别中性灰色片麻岩部分熔融能够形成与天柱山花岗岩类似的稀土元素组成.残留相微量元素定量计算结果表明, 大别山现今出露的中基性麻粒岩不是部分熔融后形成的残留体.早白垩世地幔超柱事件热扰动所引起的加厚地壳部分熔融后的残留体可能由于比重较大而拆离进入地幔, 从而发生去山根作用和造山带的大面积隆起.
大量的同位素地质年代学和地球化学研究表明, 大别山中生代中酸性岩为俯冲扬子陆壳再循环的产物.REE配分的定量模拟计算结果表明, 与基性下地壳相似的北大别基性闪长质片麻岩部分熔融并经过结晶分异能够形成与天柱山中性岩类似的稀土元素组成, 而与中性地壳相似的北大别中性灰色片麻岩部分熔融能够形成与天柱山花岗岩类似的稀土元素组成.残留相微量元素定量计算结果表明, 大别山现今出露的中基性麻粒岩不是部分熔融后形成的残留体.早白垩世地幔超柱事件热扰动所引起的加厚地壳部分熔融后的残留体可能由于比重较大而拆离进入地幔, 从而发生去山根作用和造山带的大面积隆起.
2005, 30(6): 729-737.
摘要:
铅同位素组成对于研究构造分区与演化、块体相互作用以及识别地壳中不同块体的上、下层次关系等具有重要意义.桐柏-大别造山带高压变质单元岩石的全岩Pb同位素组成研究表明, 在该造山带不同区段, 高压变质岩系二云钠长片麻岩与榴辉岩具有相似的Pb同位素组成, 表现为上部地壳高放射成因的Pb同位素组成特征, 其中Pb同位素组成为: 206Pb/204Pb=17.599~18.310, 207Pb/204Pb=15.318~15.615, 208Pb/204Pb=37.968~39.143.大别和桐柏地区高压变质岩系Pb同位素组成的一致性进一步证明了大别地区与桐柏地区的高压变质岩系是可以相连的, 它们应属于同一构造单元.高压变质岩系Pb同位素比值总体高于超高压变质岩系, 验证了桐柏-大别造山带扬子俯冲陆壳从下部岩系到上部岩系Pb同位素比值呈规律增长这一Pb同位素化学特征.侵入于高压变质岩系中的面理化(含榴)花岗岩, 其Pb同位素组成与高压变质岩系相比相对较低, 而与超高压变质岩系及其中的面理化(含榴)花岗岩相似, 为: 206Pb/204Pb=17.128~17.434, 207Pb/204Pb=15.313~15.422, 208Pb/204Pb=37.631~38.122.这表明高压变质岩系和超高压变质岩系中的面理化(含榴)花岗岩具有相同的岩浆来源.结合面理化(含榴)花岗岩具有A型花岗岩的地球化学特征分析, 它们的岩浆物质可能来自超高压变质岩折返至中下地壳的减压退变和部分熔融.
铅同位素组成对于研究构造分区与演化、块体相互作用以及识别地壳中不同块体的上、下层次关系等具有重要意义.桐柏-大别造山带高压变质单元岩石的全岩Pb同位素组成研究表明, 在该造山带不同区段, 高压变质岩系二云钠长片麻岩与榴辉岩具有相似的Pb同位素组成, 表现为上部地壳高放射成因的Pb同位素组成特征, 其中Pb同位素组成为: 206Pb/204Pb=17.599~18.310, 207Pb/204Pb=15.318~15.615, 208Pb/204Pb=37.968~39.143.大别和桐柏地区高压变质岩系Pb同位素组成的一致性进一步证明了大别地区与桐柏地区的高压变质岩系是可以相连的, 它们应属于同一构造单元.高压变质岩系Pb同位素比值总体高于超高压变质岩系, 验证了桐柏-大别造山带扬子俯冲陆壳从下部岩系到上部岩系Pb同位素比值呈规律增长这一Pb同位素化学特征.侵入于高压变质岩系中的面理化(含榴)花岗岩, 其Pb同位素组成与高压变质岩系相比相对较低, 而与超高压变质岩系及其中的面理化(含榴)花岗岩相似, 为: 206Pb/204Pb=17.128~17.434, 207Pb/204Pb=15.313~15.422, 208Pb/204Pb=37.631~38.122.这表明高压变质岩系和超高压变质岩系中的面理化(含榴)花岗岩具有相同的岩浆来源.结合面理化(含榴)花岗岩具有A型花岗岩的地球化学特征分析, 它们的岩浆物质可能来自超高压变质岩折返至中下地壳的减压退变和部分熔融.
2005, 30(6): 738-746.
摘要:
位于额尔齐斯-玛音鄂博大断裂带南侧的阿热勒托别变质基性岩产于下石炭统姜巴斯套组一套细碎屑沉积岩中.岩石组成以变质玄武岩为主, 它们具有相对高的TiO2、MgO和低SiO2、K2O的特点; 在稀土元素组成上, 显示轻稀土弱富集的配分模式, 无明显Eu异常; 微量元素组成显示大离子亲石元素富集, 并具有明显的正Th异常和弱的Nb负异常、高的Nb含量(> 2×10-6) 以及HFSE基本上和MORB相当的特点; 其Zr/Nb比值落在MORB范围之内, 而Ti/V比值略比MORB高, 表明其为MORB源的亏损地幔在相对较低熔融程度下熔融的产物.其εNd(t) 值为+7.40~+8.35, 略低于MORB, 但高于洋岛以及大陆板内玄武岩.因此该变质基性岩总体上兼有火山弧和洋中脊玄武岩特征, 因而其可能形成于弧后环境, 代表了弧后盆地扩张早期的产物.
位于额尔齐斯-玛音鄂博大断裂带南侧的阿热勒托别变质基性岩产于下石炭统姜巴斯套组一套细碎屑沉积岩中.岩石组成以变质玄武岩为主, 它们具有相对高的TiO2、MgO和低SiO2、K2O的特点; 在稀土元素组成上, 显示轻稀土弱富集的配分模式, 无明显Eu异常; 微量元素组成显示大离子亲石元素富集, 并具有明显的正Th异常和弱的Nb负异常、高的Nb含量(> 2×10-6) 以及HFSE基本上和MORB相当的特点; 其Zr/Nb比值落在MORB范围之内, 而Ti/V比值略比MORB高, 表明其为MORB源的亏损地幔在相对较低熔融程度下熔融的产物.其εNd(t) 值为+7.40~+8.35, 略低于MORB, 但高于洋岛以及大陆板内玄武岩.因此该变质基性岩总体上兼有火山弧和洋中脊玄武岩特征, 因而其可能形成于弧后环境, 代表了弧后盆地扩张早期的产物.
2005, 30(6): 747-760.
摘要:
叶巴组早侏罗世双峰式火山岩分布在拉萨、达孜至墨竹工卡之间, 岩性为浅变质玄武岩、玄武质熔结凝灰岩、英安岩、酸性凝灰岩及火山角砾岩等.火山岩SiO2含量集中在41%~50.4%和64%~69%两个区间, 为钙碱性系列的玄武岩和英安岩2类.玄武岩的显著特征是TiO2含量极低, 仅为0.66%~1.01%, 远低于大陆拉斑玄武岩.玄武岩的稀土总量∑REE=60.3~135μg/g, 英安岩的稀土总量∑REE=126.4~167.9μg/g.玄武岩和英安岩具有相似的稀土和微量元素特征, 两者均为轻稀土富集型, 分布特征相似, 轻、重稀土的分馏较明显, Eu异常均不显著; 均表现为LILE、LREE富集, HFS、HREE亏损的特点.玄武岩亏损Ti、Ta、Nb、Zr, Nb和Ta仅略负亏损, Nb*=0.54~1.17, 平均为0.84;英安岩亏损HFS中P、Ti, Ta、Nb略负异常, Nb*=0.74~1.06, 平均为0.86.玄武岩类的εNd(t) =0.96~10.03、(87Sr/86Sr)i=0.7043~0.7064, 英安岩的εNd(t) =-1.42~1.08、(87Sr/86Sr)i=0.7038~0.7049.从微量元素和同位素成分看, 玄武岩和英安岩浆起源于俯冲带之上的地幔楔不同程度的部分熔融, 源岩可能是亏损的尖晶石二辉橄榄岩.源区曾受到具地壳成分特征的流体不均匀交代.后期变质作用对岩石大离子亲石元素含量有影响.叶巴组双峰式火山岩形成于成熟岛弧后期的短暂拉张环境, 是印支期冈底斯岩浆弧演化的结果.
叶巴组早侏罗世双峰式火山岩分布在拉萨、达孜至墨竹工卡之间, 岩性为浅变质玄武岩、玄武质熔结凝灰岩、英安岩、酸性凝灰岩及火山角砾岩等.火山岩SiO2含量集中在41%~50.4%和64%~69%两个区间, 为钙碱性系列的玄武岩和英安岩2类.玄武岩的显著特征是TiO2含量极低, 仅为0.66%~1.01%, 远低于大陆拉斑玄武岩.玄武岩的稀土总量∑REE=60.3~135μg/g, 英安岩的稀土总量∑REE=126.4~167.9μg/g.玄武岩和英安岩具有相似的稀土和微量元素特征, 两者均为轻稀土富集型, 分布特征相似, 轻、重稀土的分馏较明显, Eu异常均不显著; 均表现为LILE、LREE富集, HFS、HREE亏损的特点.玄武岩亏损Ti、Ta、Nb、Zr, Nb和Ta仅略负亏损, Nb*=0.54~1.17, 平均为0.84;英安岩亏损HFS中P、Ti, Ta、Nb略负异常, Nb*=0.74~1.06, 平均为0.86.玄武岩类的εNd(t) =0.96~10.03、(87Sr/86Sr)i=0.7043~0.7064, 英安岩的εNd(t) =-1.42~1.08、(87Sr/86Sr)i=0.7038~0.7049.从微量元素和同位素成分看, 玄武岩和英安岩浆起源于俯冲带之上的地幔楔不同程度的部分熔融, 源岩可能是亏损的尖晶石二辉橄榄岩.源区曾受到具地壳成分特征的流体不均匀交代.后期变质作用对岩石大离子亲石元素含量有影响.叶巴组双峰式火山岩形成于成熟岛弧后期的短暂拉张环境, 是印支期冈底斯岩浆弧演化的结果.
2005, 30(6): 761-770.
摘要:
根据全岩K-Ar年龄(287.5~243.6Ma), 辽西朝阳长茂河子辉绿岩墙群形成于晚古生代.这些辉绿岩分为低铁钛辉绿岩和高铁钛辉绿岩2种, 以低铁钛辉绿岩为主.低铁钛辉绿岩以低TiO2(< 2%)、FeOt(12.39%~15.33%)、V(227~335μg/g)、Sc(24~36μg/g) 含量和高的SiO2 (45.61%~47.72%)、Al2O3(12.51%~16.71%)、MgO(6.66%~9.31%)、K2O(0.57%~2.39%)、Cr(107~177μg/g)和Ni(96~235μg/g) 含量, 以及低Ti/Y(327~496)和Ti/Zr (69~114) 比值为特征, 类似于大陆拉斑玄武质岩石; 高铁钛辉绿岩以高的TiO2 (5%~6%)、FeOt(22.13%~22.16%)、V(850~859μg/g)、Sc(51~52μg/g) 含量和低的SiO2 (42.88%~44.90%)、Al2O3(11.53%~11.57%)、MgO (5.15%~5.29%, Mg#=0.32)、K2O (0.48%~0.51%)、Cr(< 2μg/g)和Ni(< 30μg/g) 含量及高的Ti/Y(1046~1106)、Ti/Zr(250~263) 比值为特征, 类似于Skaergaard侵入体.这些辉绿岩相对富集Rb、Th、U、Pb、Ti和轻稀土元素, 而相对亏损Ba、Sr、P和Nb、Ta.εNd(t) (-6.43~-4.12)、εSr(t) (42.94~64.19) 显示Sr-Nd同位素组成较为均匀, 并反映它们源于富集岩石圈地幔.认为长茂河子辉绿岩形成于富集岩石圈地幔的部分熔融, 经历了岩浆结晶分异与地壳混染作用.高铁钛辉绿岩和低高铁钛辉绿岩形成环境不同, 前者形成于相对低氧逸度或相对封闭的结晶环境中.
根据全岩K-Ar年龄(287.5~243.6Ma), 辽西朝阳长茂河子辉绿岩墙群形成于晚古生代.这些辉绿岩分为低铁钛辉绿岩和高铁钛辉绿岩2种, 以低铁钛辉绿岩为主.低铁钛辉绿岩以低TiO2(< 2%)、FeOt(12.39%~15.33%)、V(227~335μg/g)、Sc(24~36μg/g) 含量和高的SiO2 (45.61%~47.72%)、Al2O3(12.51%~16.71%)、MgO(6.66%~9.31%)、K2O(0.57%~2.39%)、Cr(107~177μg/g)和Ni(96~235μg/g) 含量, 以及低Ti/Y(327~496)和Ti/Zr (69~114) 比值为特征, 类似于大陆拉斑玄武质岩石; 高铁钛辉绿岩以高的TiO2 (5%~6%)、FeOt(22.13%~22.16%)、V(850~859μg/g)、Sc(51~52μg/g) 含量和低的SiO2 (42.88%~44.90%)、Al2O3(11.53%~11.57%)、MgO (5.15%~5.29%, Mg#=0.32)、K2O (0.48%~0.51%)、Cr(< 2μg/g)和Ni(< 30μg/g) 含量及高的Ti/Y(1046~1106)、Ti/Zr(250~263) 比值为特征, 类似于Skaergaard侵入体.这些辉绿岩相对富集Rb、Th、U、Pb、Ti和轻稀土元素, 而相对亏损Ba、Sr、P和Nb、Ta.εNd(t) (-6.43~-4.12)、εSr(t) (42.94~64.19) 显示Sr-Nd同位素组成较为均匀, 并反映它们源于富集岩石圈地幔.认为长茂河子辉绿岩形成于富集岩石圈地幔的部分熔融, 经历了岩浆结晶分异与地壳混染作用.高铁钛辉绿岩和低高铁钛辉绿岩形成环境不同, 前者形成于相对低氧逸度或相对封闭的结晶环境中.
