新太古代球粒陨石型对流上地幔: 河北遵化豆荚状铬铁矿的Os同位素组成

豆荚状铬铁矿是蛇绿岩方辉橄榄岩中特征性的地幔单元, 具有低Re高Os含量的特性, 能够抵抗变质、蚀变和风化作用对其Os同位素组成的影响. 豆荚状铬铁矿Os同位素组成的测量值可以代表其形成时的初始Os同位素组成, 为认识大洋岩石圈的形成和演化提供重要证据. 本文报道了河北遵化新太古代蛇绿混杂岩带中7个豆荚状铬铁矿全岩的Re-Os含量和Os同位素组成, Re含量为0.019~0.128 ng/g, Os含量为8.828~354.0 ng/g, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比值为0.11003~0.11145. 3个Os含量>300 ng/g的块状铬铁矿矿石的¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os平均值为0.11026±0.00005, 在2.6 Ga时的g _Os为-0.12±0.06, 表明新太古代对流上地幔的Os同位素组成是球粒陨石型的. 这是迄今为止报道的最古老的蛇绿岩豆荚状铬铁矿的Os同位素组成.     

北祁连东草河蛇绿岩: 一个早古生代的洋壳残片

位于北祁连山俯冲杂岩带南面的东草河蛇绿岩是一个构造移置岩块(大小为3 km×6 km). 其下部岩石组合为多期次侵入的岩床状堆晶纯橄岩-橄长岩-斜(钙)长岩-斜(钙)长质辉长岩-辉长岩系列, 其中可见不谐合的纯橄岩-橄长岩侵入体. 往上过渡到均质的辉长岩-苏长质辉长岩系列, 顶部则有辉绿岩质岩墙与玄武岩质熔岩. 矿物结晶顺序为橄榄石±铬尖晶石→斜长石→单斜辉石→斜方辉石→钛铁氧化物矿物. 堆晶岩中的铬尖晶石成分(Mg#: 42-66, Cr#: 41-57)类似于现今的洋壳特征. 堆晶岩石与均质岩石系列中的斜长石与单斜辉石成分变化, 反映了岩浆结晶分异的过程且与现今的洋壳成分特征相似. 辉绿-玄武质熔岩的全岩地球化学成分与N-MORB类似. 东草河蛇绿岩组成岩石群的REE与微量元素蛛网图分布特征显示它们是N-MORB岩浆分异的结果. 利用SHRIMP锆石U-Pb定年法, 获得苏长质辉长岩的锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(497±7) Ma, 代表东草河蛇绿岩的构造侵位年龄. 由岩石建造、矿物化学、全岩地球化学与定年学的研究结果, 可以确认东草河蛇绿岩是一个古祁连洋洋壳残片, 为古祁连洋向北俯冲的一个重要标志.     

一种新的洋壳类型及其动力学意义

大洋岩石圈是由洋壳和上地幔组成的,洋壳剖面通常认为是相当于特罗多斯蛇绿岩所建立的剖面。其底部为超镁铁质的堆晶岩,向上依次出现堆晶辉长岩、均质辉长岩、席状岩墙群和枕状熔岩,上覆深海沉积物。海洋地球物理调查表明,洋壳分为三层:第一层主要是很薄的沉积物;第二层推测由玄武岩和席状岩墙群组成(深海钻探已经在哥斯达黎加裂谷之下打到了席状岩墙群);第三层推测由辉长岩杂岩组成。由于洋壳与蛇绿岩剖面惊人地相似,故使人们相信它们是可以类比的。迄今为止,在世界上发现的大多数蛇绿岩尽管不具有特罗多斯蛇绿岩那样完整的剖面,但由于可以在一个不大的范围内找到上述岩石组合,故通常均把它恢复为类似特罗多斯的剖面。并认为这就是洋壳剖面。然而,蛇绿岩中并非只有上述一种类型的剖面。笔者认为,还有一种新的洋壳类型,如:阿尔卑斯和双沟蛇绿岩的例子。     

原始上地幔的Os同位素组成

利用幔源橄榄岩包体及造山带橄榄岩的锇同位素＾１８７Ｏｓ／１８８Ｏｓ比值与主量元素Ａｌ２Ｏ３含量相关的特点,获得了原始上地幔的锇同位素＾１８７Ｏｓ／＾１８８Ｏｓ比值为０．１２６￣０．１２７,落在ｕｃｋ和Ａｌｌｅｇｒｅ的原始地幔锇同位素组成（ＡＬＭ）范围内,与Ｙｉｎ的Ｒｅ－Ｏｓ体系均一源（ＮＵＲ）的锇同位素组成接近,显示原始地幔的同位素＾１８７Ｏｓ／＾１８８Ｏｓ比值可能低于普通球粒陨石和顽火辉石球粒陨     

冀东3.8 Ga锆石Hf同位素特征与华北克拉通早期地壳时代

锆石U-Pb同位素测定显示, 冀东铬云母石英岩来自于36~38亿年左右花岗质岩石的风化剥蚀. 激光原位Hf同位素分析表明, 这些锆石在后期地质演化过程中基本保持Hf同位素体系的封闭, U-Pb谐和点锆石的Hf同位素模式年龄均在38亿年左右, 反映了该古老地壳物质的再循环. 其中38亿年左右年龄的锆石具有与球粒陨石相同的Hf同位素组成, 表明其源岩花岗质岩石来自于年轻地壳的部分熔融, 且该年轻的地壳来源于未经明显壳幔分异事件的地幔. 因此, 冀东地区在38亿年以前未发生大规模的地壳生长事件. 结合其他地区的锆石Hf同位素资料, 本文推测, 华北克拉通最早期的地壳可能形成于40亿年左右. 目前, 在华北地区找到更古老地壳的可能性很小.     

西藏吉定蛇绿岩中辉长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄

雅鲁藏布缝合带吉定蛇绿岩中的均质辉长岩与堆晶辉长岩呈过渡关系, 是研究区特提斯洋壳轴下岩浆房过程的产物. 对其进行SHRIMP锆石U-Pb定年, 得出加权平均年龄为128 ± 2 Ma(2σ, MSWD = 0.71), 即辉长岩结晶年龄. 该结果代表了吉定地区特提斯洋海底扩张的时代, 与中段大竹卡洋盆形成时代一致, 但晚于东段和西段洋盆发育时代, 表明藏南日喀则地区洋盆时代相当, 而整个东特提斯洋盆发育消亡时代存在差异.     

昌宁-孟连结合带南汀河早古生代辉长岩锆石年代学及地质意义

昌宁-孟连结合带南汀河地区发育比较完整的蛇绿岩组合, 由变质橄榄岩、堆晶辉长岩、变质辉长岩、斜长角闪岩以及玄武岩等构造单元组成. 通过该蛇绿岩中堆晶辉长岩以及辉长岩的LA-ICPMS 锆石U-Pb 定年研究显示, 堆晶辉长岩有两种类型的岩浆锆石, ²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为473.0±3.8 Ma和443.6±4.0 Ma, 分别代表了堆晶辉长岩早期与晚期岩浆作用事件的时代; 而辉长岩16个测点加权平均年龄为439.0±2.4 Ma. 地球化学分析表明, SiO₂含量在46.46%~52.11%之间, TiO₂ 含量为0.96%~1.14%, K₂O含量为0.48%~0.75%; REE 配分曲线呈弱亏损型及富集型, 微量元素蛛网图与洋中脊玄武岩类似, 部分样品高场强元素Nb, Ta, Zr, Hf, Ti 亏损, 指示这些岩石可能形成于弧后裂谷盆地环境. 堆晶辉长岩晚期岩浆结晶时代与辉长岩结晶时代基本一致, 表明南汀河地区存在444~439 Ma 的弧后盆地, 这是昌宁-孟连结合带首次精确限定的早古生代蛇绿岩. 南汀河蛇绿岩与羌塘地区龙木错-双湖结合带中段果干加年山以及桃形湖盆地形成时代一致, 地球化学性质相似, 本文认为昌宁-孟连结合带与龙木错-双湖结合带可能一起代表了一个统一的古特提斯洋壳的残余.     

云南哀牢山带蛇绿岩中的变质橄榄岩及其岩石系列

哀牢山蛇绿岩带中的变质橄榄岩主要由二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成 ,前者具有原始地幔岩特征 ,后者具有亏损 (残留 )地幔岩特征 .二辉橄榄岩经部分熔融后形成二种原生岩浆 :拉斑玄武岩浆和苦橄玄武岩浆 ;前者演化成辉长岩_辉绿岩_辉石玄武岩系列 ,具有洋脊型玄武岩特征 ;后者演化成辉石岩_辉长闪长岩_钠长玄武岩_苦橄玄武岩系列 ,具有准洋者玄武岩特征 .     

云南哀牢山带蛇绿岩中的变质橄榄岩及其岩石系列

哀牢山蛇绿岩带中的变质橄榄岩主要由二辉橄榄岩和方辉橄榄岩组成 ,前者具有原始地幔岩特征 ,后者具有亏损 (残留 )地幔岩特征 .二辉橄榄岩经部分熔融后形成二种原生岩浆 :拉斑玄武岩浆和苦橄玄武岩浆 ;前者演化成辉长岩-辉绿岩-辉石玄武岩系列 ,具有洋脊型玄武岩特征 ;后者演化成辉石岩-辉长闪长岩-钠长玄武岩-苦橄玄武岩系列 ,具有准洋者玄武岩特征 .     

西藏丁青蛇绿岩中玻镁安山岩类的深成岩及其地质意义

丁青蛇绿岩位于班公湖-东巧-怒江蛇绿岩带内。在丁青地区,分为东、西两个杂岩体。东部蛇绿岩从下至上有方辉橄榄岩、堆晶斜方辉石岩、堆晶辉长岩、辉长岩和岩墙杂岩,包括辉绿岩、辉长岩和斜长花岗岩。岩相学上,辉长岩和辉绿岩分别具典型的辉长结构和辉绿结构,辉绿岩岩墙的边缘具淬冷结构。岩石由斜长石(拉长石和倍长石)、石英和辉石等组成。大多数     

日喀则蛇绿岩白马让岩体的穹窿形结构及构造意义

镁铁质岩石出露有限,超镁铁岩出露厚度大是西藏雅鲁藏布江日喀则蛇绿岩的典型特征.20世纪80年代中国科学家及中法合作研究以来,积累了大量岩石学、地球化学和同位素年代学资料,阐明了该蛇绿岩的基本地质特征,但是其形成背景一直是争论的焦点.通过对日喀则蛇绿岩西段白马让岩体地质填图和构造地质学的研究,从岩体中厘定出2条糜棱岩化蛇纹岩带,发现岩体具有穹窿形的几何学结构.研究发现岩体的岩石组合及构造变形特征类似于大洋核杂岩构造:岩体核部发育高温流动构造的方辉橄榄岩相当于大洋核杂岩核部的大洋岩石圈地幔;方辉橄榄岩两侧的糜棱岩化蛇纹石带相当于拆离断层带,拆离断层内发育有强烈变形的辉绿岩、细粒辉长岩和碳酸岩;拆离断层之上的辉绿岩和玄武岩则相当于拆离断层的上盘.该成果对于重新理解雅鲁藏布江蛇绿岩成因、多样性,在造山带厘定和开展大洋核杂岩研究,以及在造山带中研究岩浆作用与大洋岩石圈伸展构造的相互作用具有重要的理论意义.     

鲁西中生代金岭闪长岩中纯橄岩和辉石岩包体的发现及其意义

鲁西中生代金岭岩体闪长岩中含有众多的深源捕虏体, 主要为纯橄岩和辉石岩. 其中纯橄岩又可分为两亚类, 一类具板状结构, 橄榄石的Mg#值(93~94)高; 另一类具变质变形结构, 并叠加有矿物反应结构, 橄榄石的Mg#值(86~87)低. 矿物化学表明前者可能来源于古老的岩石圈地幔, 后者曾遭受过富硅钾质熔体的改造. 辉石岩中矿物出溶结构的存在、辉石较高的Mg#值以及较高的平衡温度均暗示该类捕虏体可能为中生代幔源岩浆在上地幔顶部或壳幔边界附近形成的堆积体.     

中国3块普通球粒陨石的Re-Os同位素地球化学

吉林陨石(H5)、亳县陨石(LL3.8)和庐江陨石(LL6)全岩及其磁性组分、非磁性组分和团块等分别测量了Re和Os元素丰度及Os同位素组成. 结果表明3块陨石全岩的Re和Os元素丰度分别在对应的H群和LL群普通球粒陨石范围内. 亳县陨石和庐江陨石磁性组分的Re和Os元素丰度在高Os含量的ⅡAB+ⅢAB铁陨石范围内. 非磁组分的Re和Os元素丰度低于全岩. 吉林陨石团块的Re和Os元素丰度在LL群范围里. 3块陨石全岩的Re-Os同位素比值分布在ⅡAB+ⅢAB岩浆型铁陨石等时线附近的普通球粒陨石范围内. 亳县陨石磁性和非磁性组分的Re-Os同位素比值有较大的变化范围. 庐江陨石非磁性组分有近期Re的加入, 使其¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os比值明显偏离铁陨石等时线. 吉林陨石团块的Re和Os元素丰度较全岩的低, 但¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比值较全岩的高.     

西南三江特提斯洋扩张与晚古生代东冈瓦纳裂解: 来自甘孜蛇绿岩辉长岩的SHRIMP年代学证据

辉长岩SHRIMP锆石U-Pb测年结果确定: 四川甘孜县城南7 km水电站蛇绿岩的同位素地质年代为292±4 Ma (n=21), 表明甘孜-理塘特提斯洋盆形成于晚石炭世末或早二叠世初. 综合前人研究成果分析, 西南三江特提斯洋盆的形成是东冈瓦纳大陆于石炭纪至二叠纪大规模裂解的产物.     

安徽歙县伏川蛇绿岩套的Sm-Nd等时线年龄及其地质意义

安徽歙县的蛇绿岩套呈NE向分布,延长40余公里,在伏川出露最完好,故名伏川蛇绿岩套。它由纯橄榄岩、方辉橄榄岩、堆晶辉石岩、伟晶辉长岩、辉长岩、富钠闪长岩和石英闪长岩,细碧岩、角斑岩和凝灰质千枚岩组成(图1),被构造推覆于前寒武纪歙县花岗闪长岩体上。     

西昆仑库地蛇绿岩铂族元素初步研究

对库地蛇绿岩的铂族元素进行了初步研究，地幔橄榄岩所代表的亏损Ｉｒ的异常地幔受到了来逢消减带之上的洋壳重熔组分的渗透，使之富Ｐｄ，堆晶辉石岩和辉长岩的ＰＧＥ配分曲线为陡的正倾斜曲线。     

大陆深俯冲作用对邻区岩石圈地幔改造的时间、方式与过程:鲁西橄榄岩类与辉石岩类捕虏体证据

鲁西早白垩世镁铁质岩石中有橄榄岩类和辉石岩类捕虏体,前者包括含尖晶石方辉橄榄岩(约占3%)、含铬铁矿纯橄岩(约占95%)和含铬铁矿异剥橄榄岩(约占2%).它们的岩相学、全岩地球化学与矿物地球化学为深俯冲陆壳对相邻岩石圈地幔的改造过程提供了直接证据.含尖晶石方辉橄榄岩主要由橄榄石(82%-89%)、斜方辉石(8%-13%)以及次要的尖晶石(1%-2%)、单斜辉石(-1.5%)和角闪石(-1%)组成,橄榄石的Mg#值介于92.1-93.8之间,其平均值为92.5,橄榄石的δ18O值介于5.5‰-5.6‰之间,全岩的Re亏损模式年龄(TRD)为2.6-2.68 Ga;部分纯橄岩和异剥橄榄岩中的橄榄石具有相对较低的Mg#值(85-90)和较高的δ18O值(6.1‰-7.7‰)以及明显偏高的全岩187Os/188Os比值(0.1269-0.5780).前者代表了鲁西早白垩世期间古老岩石圈地幔的少量残留,后者意味着鲁西早白垩世期间岩石圈地幔的绝大多数已经被改造.费县早白垩世玄武岩中含橄榄石的二辉石岩中可观察到橄榄石被斜方辉石所交代和相继出现的斜方辉石被单斜辉石所交代的改造过程,这与斜方辉石(1097-1491μg/g)和单斜辉石(581-809μg/g)明显富集Ni的地球化学属性相吻合.辉石岩中橄榄石的氧同位素组成(δ18O=7.28‰-8.21‰)和单斜辉石的锶同位素组成(介于0.70862-0.70979之间)表明,改造岩石圈地幔的熔体起源于深俯冲扬子板片的部分熔融.     

青藏高原拉萨地块新元古代(~925Ma)变质辉长岩的确立及其地质意义

报道了西藏自治区拉萨地块中部仁错地区的念青唐古拉岩群中变质辉长岩的锆石U-Pb定年结果和岩石地球化学资料以及锆石Hf同位素组成.LA-ICP-MS和SIMS锆石U-Pb定年结果表明,变质辉长岩原岩形成于新元古代早期(约925 Ma),这是目前拉萨地块乃至整个青藏高原内部最古老的基性岩浆记录.全岩地球化学资料显示,变质辉长岩具有类似典型大洋中脊玄武岩(N-MORB)的地球化学特征,并有部分岛弧拉斑玄武岩(IAT)的亲缘性.变质辉长岩锆石具有明显正的?Hf(t)值(8.26~13.7)和年轻的Hf模式年龄(TDM=933~1205 Ma),表明变质辉长岩原岩的岩浆来自于亏损的地幔源区.综合这些资料可知,变质辉长岩可能代表了新元古代早期的洋壳残片,这为深入理解青藏高原前寒武纪的构造演化的研究提供了重要信息.     

封面说明

正位于藏南雅鲁藏布江缝合带中段的日喀则蛇绿岩是缝合带中保存最完整的蛇绿岩,研究其产出特征、形成背景及就位机制有助于提升对缝合带构造演化等关键问题的认识.通过1∶5万地质填图和构造地质学研究发现,日喀则蛇绿岩白马让岩体的结构及构造变形样式具有大洋核杂岩的"洋壳+拆离带+地幔"的三层结构.岩体核部具高温流动构造的方辉橄榄岩相当于大洋核杂岩核部的岩石圈     

龙木错-双湖-澜沧江洋的打开时限:来自斜长花岗岩的制约

报道了藏北羌塘中部驼背岭蛇绿岩中斜长花岗岩的锆石U-Pb定年结果和岩石地球化学资料以及锆石Hf同位素成分.斜长花岗岩的SIMS和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果分别为504.8±4.2和491.6±1.5 Ma,相当于中-晚寒武世.斜长花岗岩中锆石具有正的?Hf(t)值(11.46~15.16),反映其源区为亏损型地幔.地球化学分析结果表明,斜长花岗岩具有高SiO2、富Na2O、贫K2O的特点,同时具有较低的稀土元素含量和平坦的稀土元素球粒陨石标准化曲线.综合地球化学资料以及野外观察结果可知,斜长花岗岩为洋壳运移过程中含水条件下辉长质岩石发生角闪岩相变质作用后部分熔融形成的,其形成年龄略晚于洋壳的形成时代.这一成果表明,龙木错-双湖-澜沧江洋的开启时限为中寒武世以前.