大别造山带岳西沙村镁铁-超镁铁岩体的锆石U-Pb年龄

北大别造山带岳西沙村镁铁 超镁铁岩侵入体的单颗粒锆石稀释法U Pb年龄测定结果为 ( 12 8± 2 .0 )Ma ,表明该岩体的侵位时代在燕山期 ,与大多数中生代花岗岩一样 ,是燕山期岩浆活动的产物 ,而不是发生在印支期与扬子陆块俯冲及超高压变质作用有关的同碰撞侵入岩     

四川盐边高家村镁铁-超镁铁质杂岩体的形成时代:单颗粒锆石U-Pb和角闪石40Ar/39Ar年代学制约

四川盐边高家村镁铁-超镁铁质杂岩体是一个分异良好的似层状侵入体, 该岩体可以分为两个堆积旋回. 对高家村杂岩体主体岩相的角闪辉长岩进行系统的单颗粒锆石U-Pb定年以及单矿物角闪石⁴⁰Ar/³⁹Ar定年的研究, 表明高家村杂岩体的主体岩相形成年龄为840±5 Ma. 对“盐边蛇绿岩”的提法提出了质疑, 认为高家村杂岩体的形成很可能与Rodinia超级大陆下的一个超级地幔柱活动有关. 以上的研究成果有助于重新认识盐边地区新元古代构造演化特征.     

云南金宝山超镁铁岩体锆石SHRIMP年龄

云南金宝山超镁铁岩体蛇纹石化橄榄岩及斜长角闪石岩的锆石 SHRIMP 年龄分别为(260.6 ± 3.5)和(260.7 ± 5.6) Ma, 反映金宝山超镁铁岩体的形成年龄在260 Ma 左右, 与峨眉山大火成岩省其他镁铁-超镁铁岩体的SHRIMP年龄一致并与峨眉山玄武岩同期, 从年代学上界定了金宝山岩体为峨眉山大火成岩省岩浆活动的产物, 支持峨眉山大火成岩省主要岩浆活动时间发生在260 Ma左右.     

大别造山带的去山根过程与机制:碰撞后岩浆岩的年代学和地球化学制约

系统的大别山碰撞后岩浆岩年代学和地球化学研究表明,大别山加厚镁铁质下地壳在143-131 Ma时发生部分熔融,生成低镁埃达克质岩;130 Ma左右加厚下地壳拆沉,引起了地幔上涌,产生了130 Ma以后的大规模镁铁质和花岗质岩浆作用.在大别山低镁埃达克岩形成同时,已折返至中地壳的北大别岩片也发生部分熔融,产生北大别混合岩.本文论证了在山根垮塌前,诱发大别山中、下地壳发生部分熔融需要造山带加厚岩石圈地幔根先期发生了减薄.根据克拉通岩石圈地幔的地温梯度(6.6℃/km)和玄武质地壳熔融温度(1000℃),可估计在发生造山带加厚下地壳部分熔融时,其下的岩石圈地幔厚度应减薄到小于45 km.据此,提出大别山两阶段去山根过程模型.岩石圈冷山根诱发的地幔对流导致在-145 Ma时岩石圈地幔突出部位被先减薄.它导致加厚镁铁质下地壳温度和地壳中下部地热增温率升高,并使其发生部分熔融.加厚下地壳的部分熔融导致了造山带下地壳弱化,加大其重力不平衡,从而引发加厚镁铁质下地壳的拆沉和山根垮塌.因此,软流圈对流侵蚀和加厚下地壳拆沉这两种岩石圈减薄机制具有因果关系.     

大别山北部饶拔寨超镁铁岩体的形成时代: Re-Os同位素法定年

沿饶拔寨岩体北西-南东向的中轴线,从5个钻孔中采集了15个岩芯样品.分析了常量和微量元素成分,样品的Al2O3与MgO和Yb之间有很好的相关性,反映了该岩体经过了部分熔融作用,形成了从饱满到亏损玄武质成分的特征.选择了9个样品分析:Re-Os同位素,Re含量为0.004—0.376 ng/g-1,Os含量为0.695～3.761ng/g-1,187Re/188Os为0.022-2.564,187Os/188Os为0.1165-0.1306,具有亏损地幔的特征.187Os/188Os-Yb和187Os/188Os-Al2O3都有很好的正相关性,由Os同位素代用等时线法获得饶拔寨超镁铁岩体的形成年龄为1.8±0.1 Ga,为古老的大陆岩石圈地幔的残片.在扬子板块向华北板块俯冲过程中,大陆岩石圈地幔楔以固态形式侵入俯冲带,在印支期伴随经超高压变质的俯冲地壳板片折返到地壳,成为造山带橄榄岩.     

大陆俯冲带壳幔相互作用的碰撞后镁铁质岩浆岩记录

对大别-苏鲁造山带和华北陆块东南缘中生代碰撞后镁铁质岩浆岩进行详细的同位素年代学和地球化学研究,结果显示出弧型微量元素分布特征、富集的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成和异常的锆石18O值.尤其特别的是,大别造山带部分镁铁质岩浆岩具有低的锆石18O值并含有新元古代和三叠纪U-Pb年龄的残留锆石,这是区分俯冲华南陆块与上覆华北陆块的鉴定性特征.这些特征指示它们来源于造山带岩石圈地幔的部分熔融.在三叠纪大陆碰撞过程中,来源于俯冲华南陆壳的长英质熔体与上覆华北岩石圈地幔橄榄岩反应,形成了富集的造山带岩石圈地幔.根据某些特定的微量元素比值如Ba/Th,Sr/Rb和(La/Yb)N等,可以厘定出卷入大陆俯冲隧道壳幔相互作用的陆壳物质既有俯冲陆壳基底,也有上覆沉积盖层.因此,碰撞造山带以及上覆陆块边缘的碰撞后镁铁质岩浆岩为大陆俯冲带壳幔相互作用提供了岩石学和地球化学记录.     

大别-苏鲁造山带碰撞后的岩石圈拆离

应用地质、各市地球化学及地球物理3个方面已有的研究结果，探讨大别-苏鲁造山带碰撞后岩石圈撤拆离发生的可能性及发生时代，大别山超高压变质（UHPM）岩第1次快速冷却时代（226～219Ma）与秦岭-苏鲁地区同碰撞花岗岩年龄（220～205Ma）的一致性，说明UHPM岩石第1次快速抬升与俯冲板块断离有关，因此它们的第2次快速抬升（180～170Ma）需要碰撞后的岩石圈拆离，同时导致大别山170Ma左右的岩浆事件，此外，早白垩世（130～110Ma）大别山穹隆的迅速隆升及相对应的大规模岩浆事件也需要另外一次岩石圈拆离，碰撞后幔源镁铁-超镁铁岩侵入体的同位素年代学及相互关系的研究表明，大别-苏鲁造山带碰撞后的早白垩世大规模岩浆事件源于深部软流圈地幔上涌，辉石-辉长岩随MgO降低，SiO2也下降的分离结晶演化趋势，及典型的下地壳地球化学特征表明，这一幔源岩浆在侵入地壳之前曾经历过岩浆的板底垫托（underplating）过程及与下地壳相互作用，岩石圈拆离可能是引发造山带碰撞后地幔上涌及岩浆板底垫托事件的原因，大别-苏鲁造山带的地震层析结果显示，大别山南北两侧岩石圈均已显著减薄，除合肥盆地靠近郯庐断裂部分的岩石圈减薄可能与新生代玄武岩事件有关系外，因为大别山缺乏新生代玄武岩事件，大别山区的岩石圈减薄可能主要是岩石圈拆离造成的，此外，在40km处该带普遍存在一薄的低速层，以及该带白垩纪存在盆地 穹隆 盆地的耦合关系，均显示了该造山带两侧曾发生了岩石圈拆离和岩浆板底垫托作用。     

诸广山南体印支期花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄及其构造意义

诸广山南体是一个由加里东期、印支期和燕山期花岗岩组成的巨型复式岩体.但先前主要依据K-Ar年龄数据,认为复式岩体的绝大部分属燕山期.本文对位于诸广山南体东部的6个岩体(白云、乐洞、江南、龙华山、大窝子和寨地,除白云和江南岩体外,其余均被认为属燕山期)采用SHRIMP锆石U-Pb法进行精确定年,测定结果分别为239±4Ma(MSWD=3.2),239±5Ma(MSWD=2.5),239±2Ma(MSWD=1.7),236±2Ma(MSWD=1.3),231±2Ma(MSWD=0.81)和231±3Ma(MSWD=1.8),表明它们都是印支早期岩浆活动产物.根据这些岩体的岩石地球化学特征以及相邻地区研究成果,可以认为它们形成于伸展构造环境.因此,诸广山南体中的印支期花岗岩是在华南地块和印支地块碰撞结束后不久发生的加厚岩石圈构造垮塌过程中,由位于中-下地壳部位的古元古-中元古代地壳组分通过升温减压熔融而形成.     

西藏冈底斯带林周盆地与碰撞过程相关花岗斑岩的形成时代及其意义

在林周盆地西缘发现古新世与碰撞过程相关花岗斑岩体, 获得岩体锆石SHRIMP加权平均年龄值为(58.7±1.1)Ma(MSWD = 0.79), 代表了印度-亚洲大陆碰撞过程中斑岩体的岩浆侵位年龄. 岩石性质属钙碱性为主-高钾钙碱性系列过铝质钾质花岗岩类, 具有弱-中等Eu负异常和中等斜率右倾的LREE富集型, 以及相对富集Rb, Th, K和La等大离子亲石元素, 亏损Ba, Nb, P和Ti等元素的特点. 林周盆地古新世花岗斑岩是在65 Ma开始的印度-亚洲大陆碰撞早期阶段, 由于地壳缩短的加压升温引起“岛弧带”地壳岩石部分熔融作用的产物, 并在一定程度上带有弧火山岩的岩石地球化学特征与构造环境的“烙印”, 既与林子宗群典中组火山岩有异, 又与冈底斯中新世花岗斑岩明显不同.     

大陆深俯冲作用对邻区岩石圈地幔影响的时空范围:以华北陆块东南部为例

大陆深俯冲作用对邻区岩石圈地幔影响的时空范围是大陆动力学研究的核心问题之一,来源于大陆岩石圈地幔的火成岩为探索这一科学问题提供了重要资料.我们对华北陆块东南部朝鲜-辽东半岛以及辽南-吉南地区晚三叠世花岗质-镁铁质火成岩进行了详细的岩石学、同位素年代学和地球化学研究,结果表明它们是由华南与华北陆块俯冲碰撞后伸展过程中多元岩浆混合形成;相对亏损和富集地幔组分的识别标志着晚三叠世期间华北陆块东南部表现为亏损与富集岩石圈地幔共存的属性.鲁西-辽南-吉南地区早白垩世镁铁质火成岩Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成表现出与郯庐断裂距离有关的空间变化,结合吉南地区三叠纪变质锆石和新元古代岩浆锆石的发现,推测起源于深俯冲华南陆块部分熔融的熔体改造了靠近郯庐断裂带的鲁西一侧(如方城、费县、上峪)和辽南地区的岩石圈地幔,而起源于华北陆块加厚地壳部分熔融的熔体则主要改造远离郯庐断裂带的鲁西西北部(如济南、金岭)和吉南地区的岩石圈地幔.因此,华南大陆深俯冲作用对邻区华北岩石圈地幔影响的时间为晚三叠世-早白垩世,影响的空间范围约为200 km.     

陆壳的生成: 与赞歧岩类的联系

陆壳的平均成分为中性, 而某些典型岛弧岩浆岩也具中性的化学组成, 因而, 人们认为陆壳应产生于古老的会聚板块边界. 中性陆壳形成的一个可能机制是直接产生于上地幔的安山质熔体. 产于日本西南Setouchi火山岩带的赞歧岩类包括高镁安山岩(HMA), 是俯冲板片熔融及其后的熔体-地幔相互作用的结果. 该岩类形成于特殊构造环境(例如, 热的岩石圈俯冲进入异常热的上地幔), 这种环境可能在太古代时业已存在. 富水的高镁安山岩岩浆很可能在地壳内固结形成高镁安山质岩体, 然后这些岩体重熔产生了分异的赞歧岩类. 目前, 高镁安山岩岩浆的形成和分异可能正发生于Izu-Bonin-Mariana (IBM)弧-沟系. 这是因为: (1) IBM演化初始阶段以高镁安山岩岩浆作用为特征; (2) IBM中地壳的波速VP与总体陆壳的波速一致. 对具高镁安山质深成岩的VP估计也支持了这一点, 但也不能排除英云闪长质岩在该岛弧中部地壳的存在. 因此, 陆壳的形成也有可能由幔源玄武质岩浆分异而产生.     

金川超镁铁侵入岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及地质意义

金川超镁铁岩体位于阿拉善地块西南缘的龙首山隆起, 南邻北祁连造山带(图 1). 岩体呈岩墙状侵位于龙首山群白家嘴子组混合岩、片麻岩和大理岩 中, 长约6500 m, 宽20~527 m, 走向NW50°, 出露面积约1.34 km2 [1]. 金川岩体已探明的Ni-Cu硫化物(含Pt)矿石储量超过5亿吨, Ni和Cu的平均品位分别为1.2%和0.7%[2], Ni金属量仅次于加拿大的Sudbury矿床和西伯利亚的Norilsk矿床, 列世界第三位[3]. 金川超镁铁岩体及其赋存的Ni-Cu硫化物矿床的形成时代和成因一直受到广泛的关注. 汤中立等人[4]报道了金川岩体的Sm-Nd等时线年龄为150831 Ma, 但…     

东秦岭方城新元古代碱性正长岩形成时代及其动力学意义

通过对秦岭造山带东段北秦岭构造域的新元古代方城碱性岩体研究, 对Rodinia超大陆形成后岩石圈拉张起始时间提供了重要制约. 方城岩体岩石类型主要为角闪云霞正长岩、霓辉正长岩和碱性长石正长岩. 岩石为中性(SiO₂ = 54% ~ 62%), 富碱(K₂O+Na₂O = 12%~ 15%)、铝(Al₂O₃ = 16.81%~23.26%)与大离子亲石元素, 无Nb, Ta, Zr, Hf异常, 轻稀土元素相对富集、重稀土元素分异较弱, 呈较显著的负Eu异常(δ Eu = 0.13 ~ 0.23), 其ε_Nd(t)值为-1.37~ -3.90, Nd模式年龄为1364~1569 Ma. 正长岩岩浆形成的温度较高(915~1044℃). 岩体形成于板内-非造山伸展构造环境, 可能主要来源于上地幔的小比例部分熔融, 在上升或侵位过程中受到少量地壳物质的混染. 方城碱性正长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为(844.3 ± 1.6) Ma (MSWD = 0.86), 表明其形成于新元古代早期, 为秦岭造山带及华南地区已知形成时代最早的新元古代碱性岩, 也暗示在844 Ma左右秦岭造山带新元古代构造演化已由碰撞后伸展转换为板内非造山拉张阶段. 因此, Rodinia拼合过程中沿扬子克拉通边缘形成的碰撞造山过程结束并转入拉张体制地球动力学背景的时限应不晚于844 Ma.     

大别山同碰撞镁铁-超镁铁岩侵入体的Sm-Nd年龄及其地质意义

在大别山的北大别地体,有许多辉石岩-辉长岩侵入体出露(图1),已有的年龄数据中仅有一个祝家铺辉石岩Sm-Nd等时年龄((230±30.7)Ma),显示它为同碰撞岩浆岩.然而,它们的角闪石~(40)Ar/~(39)Ar年龄为(124.1±0.6),(125±0.5)和(129.7±0.6)Ma.一些作者根据该类岩石没有变形变质的特征、与围岩(片麻岩)的侵入关系以及~(40)Ar/~(39)Ar年龄认为该区辉石岩-辉长岩是碰撞后侵入岩,还将大别山缺少同碰撞岩浆岩作为俯冲陆壳不可能析出大量流体交代楔形地幔并引发部分熔融的旁证.因此弄清这类侵入岩的真实侵位时代具有重要的地质、地球化学意义.我们研究了北大别任家湾含长斜方辉石岩的Sm-Nd年代学,证明它们是同碰撞侵入岩.     

西藏冈底斯朱诺斑岩铜矿床成岩成矿时代约束

冈底斯成矿带西部最近发现的朱诺大型斑岩铜矿床, 锆石SHRIMP U-Pb年龄明显可分为新、老两组, 记录了4次以上的主要构造岩浆事件: 残留锆石中(62.5 ± 2.5) Ma可能与印-亚大陆碰撞不久形成的林子宗群火山岩有关; (50.1 ± 3.6) Ma可能代表了冈底斯地区地幔镁铁质岩浆底侵事件; 岩浆锆石中(15.6 ± 0.6) Ma代表了朱诺含矿斑岩的成岩年龄; 而矿石中获得的辉钼矿Re-Os等时线年龄(13.72 ± 0.62) Ma与锆石中(13.3 ± 0.2) Ma的年龄相当, 代表了朱诺的成矿年龄. 冈底斯带斑岩铜矿的成岩成矿年龄具有从东往西逐渐变新的趋势. 朱诺斑岩铜矿床与冈底斯东、中部其他斑岩铜矿床属同一构造演化阶段的产物, 此为该斑岩铜矿带向西继续部署找矿工作提供了重要依据.     

通化地区印支期花岗岩锆石U-Pb年龄及其与大别-苏鲁超高压带碰撞造山作用之间的关系

应用颗粒锆石U-Pb法, 对出露于吉林省南部通化地区的岔信子岩体、小苇沙河岩体和龙头岩体进行了侵位年代测定, 确认它们形成于印支期, 年龄为203~217 Ma. 地质与地球化学研究显示, 该时期形成的岩体主要包括石英闪长岩和花岗岩两大岩石类型, 前者来自于基性下地壳或者岩石圈地幔的部分熔融; 而后者来源于加厚地壳的部分熔融, 且岩浆源区存在石榴石残留相. 尽管上述两类岩石的源区不同, 但它们具有完全一致的形成年龄. 由于这些花岗岩与北侧兴蒙-吉黑造山带中的同期岩石性质差别较大, 而其年代仅比大别-苏鲁超高压变质作用的年代晚10~20 Ma左右, 与超高压变质岩的第1次快速折返和碰撞后花岗岩的年代一致, 推测其形成应与大别-苏鲁超高压碰撞造山带作用有关.     

地幔通道流:青藏高原大规模生长的深部机制

地处喜马拉雅造山带后陆区的青藏高原,其成因与生长一直存在争议.基于前人资料和我们的综合研究发现,西起西昆仑,东经北羌塘和昆仑山口,向南折向芒康-大理,直抵红河-哀牢山,发育一条跨越青藏高原不同构造单元的长达数千公里的巨型高热流带,并显示由高原内部向东北部边缘迁移之势.沿此巨型高热流带,岩石圈地幔部分熔融产生的钾质镁铁质岩-煌斑岩群(42～32 Ma)和钾质碱性岩-碳酸岩(27～7 Ma)、软流圈减压熔融产生的洋岛玄武岩(ocean island basalts, OIB)(16～1 Ma),以及中下地壳熔融产生的钾质长英质岩(40～0.3 Ma)呈群聚式断续展布;以峰期麻粒岩相变质为特征的高温深变质带与大型走滑断裂带(40～17 Ma)相伴发育;下地壳麻粒岩包体具有高达800°C的变质温度,地幔橄榄岩包体显示地幔垂直流动特征;地球物理探测所揭示的6个大型低速异常体呈群聚式、等间距、断续式展布.我们提出:印度大陆岩石圈地幔俯冲触发了亚洲大陆软流圈涌动,后者沿后陆区若干地幔通道垂直上涌,热蚀并吞噬地幔岩石圈,直抵地壳底部.这些"地幔通道流"源于400 km深处,形成于晚(硬)碰撞以来(≤40 Ma),不仅为维持青藏高原隆升提供了深部热能,而且为高原地壳生长输送了新生幔源物质,同时引发中下地壳塑性流变和侧向流动,并驱动青藏高原向北东方向侧向生长.     

华南贵东杂岩体单颗粒锆石激光探针ICPMS U-Pb定年及其成岩意义

系统的单颗粒锆石激光探针ICPMS U-Pb同位素定年表明, 贵东杂岩体是印支期~燕山期多次岩浆侵入形成的复式杂岩体, 其中鲁溪岩体(239 ± 5 Ma)、下庄岩体(235.8 ± 7.6 Ma)是印支期花岗岩; 隘子岩体(160.1 ± 6.1 Ma)、司前岩体(151 ± 11 Ma)是燕山期花岗岩. 下庄岩体中1275~2137 Ma残留锆石的发现, 表明贵东花岗岩杂岩体的物质来源与华南元古宙陆壳基底有关. 详细的单颗粒锆石激光探针ICPMS U-Pb同位素定年为研究该杂岩体的形成演化与构造作用、成矿作用的关系提供了重要的依据.     

阿尔金超高压花岗质片麻岩中锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

阿尔金英格利萨依超高压花岗质片麻岩中锆石阴极发光图像和包裹体矿物组合特征显示, 其内部结构为由核部岩浆残留部分、幔部变质增生部分和边部后期新生部分组成的核-幔-边三层结构．对其进行的离子探针(SHRIMP)U-Pb年龄测试结果表明, 位于锆石颗粒幔部的5个测点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄值为484±11~491±12 Ma, 对应Th/U为0.01~0.03, 加权平均年龄为487±10 Ma(2σ), 应代表该岩石的变质年龄; 位于锆石颗粒核部具岩浆生长环带部位测点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄值介于809±19 Ma与885±21 Ma之间, Th/U为0.42~0.83, 对应于岩石的原岩岩浆结晶时代. 该岩石变质年龄(487±10 Ma)与阿尔金西段江格萨依榴辉岩峰期变质年龄(约500 Ma)的一致性, 以及其原岩岩浆结晶年龄介于809±19 Ma与885±21 Ma之间的确定, 不仅证实沿阿尔金南缘断续分布着一条超高压变质岩带, 而且进一步表明阿尔金超高压变质岩石是先存地壳物质在早古生代发生深俯冲作用的产物.     

桂东北花山-姑婆山侵入杂岩体和暗色包体的锆石微区Hf同位素组成及其成岩指示意义

锆石年代学研究表明花山-姑婆山侵入杂岩体中的主要岩体(牛庙、同安、花山、里松)和里松花岗岩中的暗色包体均形成于160~163 Ma. 花山花岗岩中锆石的ε_Hf(t)值为−2.8~−0.3, 里松花岗岩中锆石的ε_Hf(t)值为−2.3~−0.3, 而里松花岗岩中所包含的闪长质暗色包体中锆石的ε_Hf(t)值为?2.6~?7.4, 明显不同于寄主花岗岩, 表明暗色包体和寄主花岗岩形成于不同来源的岩浆, 为岩浆混合作用提供了直接的证据. 暗色包体中锆石最高的ε_Hf(t)值为?7.4, 显示该基性端元岩浆来自一个相对亏损的地幔源区. 结合对区域地质情况以及同时期基性岩和碱性岩的研究结果, 我们推测该岩浆端元并不是玄武质新生地壳的重熔, 而可能为地幔部分熔融形成的岩浆, 但还有待确定到底是软流圈地幔还是岩石圈地幔的部分熔融. 花山花岗岩和里松花岗岩可能是该幔源岩浆端元与壳源岩浆端元的较完全混合形成, 暗色包体是这种岩浆混合过程中幔源岩浆的残余. 牛庙辉石闪长岩体中锆石的ε_Hf(t)值为−1.1~−2.1, 同安石英二长岩体中锆石的ε_Hf(t)值为−1.7~−1.7, 都明显低于里松花岗岩中的暗色包体, 说明它们并不与里松花岗岩中暗色包体所代表的熔浆具有同源性. 牛庙岩体和同安岩体中锆石的ε_Hf(t)值只是略高于花山花岗岩和里松花岗岩, 并且在岩体中也可以见到大量的暗色包体, 因此它们可能是与花岗岩同源的壳-幔岩浆混合的岩浆经较少程度分离结晶作用和地壳混染作用形成. 在中晚侏罗世之交, 湘东南和桂东北地区发生了一次强烈的地壳拉张减薄事件, 造成了强烈的壳-幔岩浆混合作用并随着分离结晶作用, 形成了该区众多的闪长岩和花岗岩.