西天山石炭纪火山岩SHRIMP年代学及其微量元素地球化学研究

西天山广泛分布的石炭纪火山岩(大哈拉军山组, 主要由粗面安山岩、粗面岩、流纹岩、中酸性凝灰岩和少量玄武岩组成)的岩浆成因一直存在争议. 该火山岩曾经被认为是裂谷作用的产物, 最近有人认为是“古地幔柱”的组成部分. 本文对此火山岩开展了详细的岩石学和地球化学研究, 结果表明, 该火山岩具有典型大陆弧岩浆的地球化学特征. 火山岩以粗面安山质岩石为主, 岩浆源区富集LILE, Th和Pb而亏损HFSE和Ce. 微量元素地球化学模拟计算表明, 玄武岩样品可以由石榴二辉橄榄岩发生7%~11%的部分熔融来模拟. 大哈拉军山组火山岩代表古南天山洋的火山岛弧, 既不是裂谷演化的产 物, 也不是“古地幔柱”的组成部分. 在比较漫长的岛弧演化过程中, 地幔楔被俯冲带熔体交代并发生部分熔融形成岩浆, 地壳物质(主要是洋底沉积物)通过俯冲带熔体加入到岛弧火山岩中. 不同地区的火山岩可能代表不同时期岛弧火山喷发的产物. 锆石SHRIMP定年结果表明, 西部最早喷发玄武岩中锆石的表观年龄在334~394.9 Ma之间变化, 其中13个测点的平均年龄为(353.7 ± 4.5) Ma(MSWD = 1.7); 东部最早喷发粗面安山岩中锆石样品的表观年龄在293.0~465.4 Ma之间变化, 所有年龄测定值落在U-Pb谐和线上, 并分成明显的两个年龄组; 其中8个测点计算得到的一个平均年龄值为(312.8 ± 4.2) Ma (MSWD = 1.7), 代表粗面安山岩中锆石边部的结晶年龄. 所获得的两个年龄(即354和313Ma)分别属于早石炭世早期和晚石炭世早期, 显然不是同一期岩浆活动的产物. 文中认为, 随着高精度定年结果和地球化学研究成果的积累, 大哈拉军山组火山-沉积岩将来可能会被解体成若干组.     

准噶尔北缘晚古生代岛弧中与俯冲作用有关的adakite火山岩: 消减板片部分熔融的产物

在准噶尔北缘地区的晚古生代岛弧火山岩中,发现了具有adakite成分特征的岩石,这些adakite火山岩分布在早泥盆统的托让格库都克组（D1t)内,它们有高的Sr,Sr/Y和La/Yb)N值,低的Y,Yb和HREE含量,与世界上典型的adakite岩的成分非常 相 似,但明显不同于共生的其他正常岛弧火山岩,这些adakite火山岸是古亚洲洋的俯冲板片在消减过程中发生部分熔融产生的,这意味着准噶尔地区的古亚洲洋在早泥盆世开始了一次新的俯冲消减。     

埃达克岩成因回顾

埃达克岩最初是用来定义那些富硅、高Sr/Y和 La/Yb的源于俯冲带玄武质洋壳部分熔融形成的火山岩和侵入岩. 最初, 人们认为埃达克岩仅形成在年青且尚未冷却的大洋板块俯冲会聚带, 但随后的研究表明埃达克岩也可以形成于岛弧的一些特殊环境, 在这里某些异常构造条件可降低古老板片的熔融温度. 目前认为, 埃达克岩涵盖了一系列的岛弧火山岩, 包括原生俯冲洋壳熔体, 埃达克岩-橄榄岩混合熔体以及源于板块熔体交代后地幔楔橄榄岩的熔融产物. 近年来埃达克岩的研究产生了一些让人困惑的地方, 其原因包括: (1) 埃达克岩定义相当宽泛, 并依化学特征与其他岩石相区别; (2) 将含水体系下玄武岩的高压熔融实验结果作为板块熔融存在的确凿证据; 而且(3)存在有与板块熔融无关的埃达克质岩. 近期研究表明, 埃达克质岩和许多曾被认为是埃达克岩的岩石在岛弧和非岛弧环境下均可形成, 主要通过以下几种机制: 镁铁质下地壳的分熔或直接是幔源低侵岩浆; 高压下玄武质岩浆的结晶分异; 低压下玄武岩浆的结晶分异加上相关的岩浆混合过程. 这些机制在岛弧环境或非岛弧环境都有可能. 尽管对埃达克岩和埃达克质岩的成因解释比较混乱, 但对这些岩石的研究丰富了我们对俯冲带环境中物质循环、地壳演化和成矿作用的理解.     

LA-ICP-MS测年对辽西-冀北地区髫髻山组火山岩上限年龄的限定

在辽西-冀北地区, 髫髻山组火山岩发育, 同时它的测年数据也较多, 但是, 由于测年数据的差别较大, 因而影响了相关地质问题的认识和研究. 在野外, 髫髻山组火山岩与之上的土城子组常常同时出露, 两者是平行不整合接触. 通过对该地区典型的中生代盆地(即冀北的滦平盆地、承德盆地, 辽西的凌源三十家子盆地、金岭寺-羊山盆地)中髫髻山组火山岩的系统采样, 尤其对上部层位进行了系统的采样, 应用LA-ICP-MS方法进行了测年, 并结合前人的测年结果, 得出了髫髻山组火山岩的上限年龄在156~153 Ma之间, 并认为髫髻山组火山岩的下限年龄应该在165 Ma附近, 髫髻山组应该是中侏罗世晚期到晚侏罗世的产物.     

中朝陆台东北部晚二迭纪火山岩及有关问题

辽宁太子河流域的紫色郑家组,是华北石千峯组的相当层。它在桓仁暖河子、南票、虹螺岘、黑鱼沟、朝阳、平泉、承德等地区也有保存。从观察本溪郑家组底部火山岩开始,本文注意到在朝阳、平泉等地的同一层位,均有火山岩组发育。它主要由安山——流纹岩质的火山碎屑岩类组成,厚由数十米至百余米。南票区郑家组底部砾岩中,也含有少量安山岩类砾子。这一火山岩组,层位稳定地复盖在石盒子组之上,本身又为连续沉积的、岩性单一的厚层紫色交错层砂岩所掩复。当后者被剥蚀时,该火山岩举常直接为晚里阿斯北票煤系及其底部熔岩,或它们的相当层不整合复盖。以下暂称该火山岩组为郑家火山岩。     

江西东乡-相山中生代S型火山岩带的发现及其地质意义

酸性和中酸性火山岩经常与不同规模的花岗岩体具有密切的成因联系,因而按照源区物质对花岗岩的成因分类亦应适用于酸性和中酸性火山岩。以往,人们普遍认为,S型花岗岩由于侵位低,不存在与之对应的S型火山岩。但近年来,已在澳大利亚发现了三条S型火山岩带。据报道在秘鲁亦发现S型火山岩。在我国江西东乡-相山一带,经作者最近研究证实亦存在一条证据确凿的S型火山岩带,它位于江南古岛弧与华南加里东褶皱带的交接部位。     

南极乔治王岛中国长城站地区火山岩系矿物熔融包裹体成分的研究

中国长城站地区位于乔治王岛菲尔德斯半岛,主要由玄武质、玄武安山质的熔岩、火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩所组成,具有典型的岛弧火山岩特征。自下而上可分为5个岩段:Ⅰ——碧玉山段、Ⅱ——玛瑙滩段、Ⅲ——化石山段、Ⅳ——岩块山段和Ⅴ——长山段。总厚度是150—350m,其时代为第三纪。 本区玄武岩属于高铝贫钾拉斑向钙碱性过渡的岩系,其斑晶有橄榄石、辉石和拉长石等。     

安徽庐枞地区巴家滩和矾山-石马滩岩体的时代和岩浆物质来源

庐枞地区火山岩自下而上分为四个旋回,即龙门院、砖桥、双庙、浮山。以前所发表的火山岩同位素年龄数据相差很大,如砖桥旋回火山岩有11组数据为135—109Ma,相当于K_1。另有9组为136—178Ma,约相当于J_2-J_3。这些数据多用全岩K-Ar法测定。我们通过对该地区火山-侵入岩巴家滩和矾山-石马滩岩体的Sm-Nd,Rb-Sr同位素研究,为解决庐枞中生代火山岩时代和岩浆来源提供了重要依据,并得出了新认识。     

新疆东准噶尔北部俯冲花岗岩的SHRIMP U-Pb锆石定年

对东准噶尔北部地区侵入于中泥盆世北塔山组地层的希勒克特哈腊苏花岗闪长斑岩和喀腊萨依二长闪长斑岩的锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明, 其形成时代分别为(381 ± 6)和(376 ± 10) Ma, 代表俯冲过程形成的花岗质岩石, 这是该地区迄今为止首次报道的位于350~390 Ma的花岗质岩石的同位素年龄. 喀腊萨依二长闪长斑岩锆石的另一组年龄(408 ± 9 Ma)可能代表了其下部下泥盆统火山岩的时代. 同时, 同位素测年结果暗示了准噶尔洋由南西向北东俯冲过程的时间间隔可能为408~376 Ma(实际间隔间隔可能要略大一些). 由于含矿斑岩是在中泥盆世北塔山组火山岩形成后不久侵位的, 因此本区与产出有世界级斑岩铜矿的安第斯山的构造背景相似, 具有形成大型斑岩铜矿的成矿潜力.     

大兴安岭韩家园子和新林地区“兴华渡口群”和“扎兰屯群”锆石SHRIMP U-Pb年龄

大兴安岭北部的兴华渡口群和扎兰屯群长期以来一直被认为是古元古代变质岩，代表兴安和额尔古纳地块”的前寒武纪基底，但这种认识缺乏可信的同位素年代学及古生物资料的支持。本文采用高精度离子探针（SHRIMP II）对黑龙江新林-韩家园子地区出露的兴华渡口群中变质火成岩和变质碎屑岩和内蒙古扎兰屯地区的扎兰屯群变火山岩进行了锆石U-Pb定年研究。结果表明     

北秦岭铜峪铜矿床铅同位素的fsLA-MC-ICP-MS微区原位分析测定及其地质意义

利用飞秒激光剥蚀多接收等离子体质谱(fsLA-MC-ICP-MS)微区原位分析技术对铜峪铜矿床的矿石硫化物以及赋矿火山岩、矿区煤沟岩体和火山碎屑岩中的长石进行了Pb同位素组成的系统测定分析.分析结果表明,矿石和赋矿火山岩的Pb同位素比值相似,反映了成矿物质与赋矿火山岩同源,在Pb同位素构造演化图解中,二者大多数样点集中于地幔演化线和造山带演化线附近,表明矿石和赋矿火山岩中的铅主要来源于地幔和下地壳的混合铅;矿区煤沟岩体Pb同位素组成高于矿石和赋矿火山岩,分布趋势与矿石和赋矿火山岩相似,主体落在造山带演化线附近;火山碎屑岩Pb同位素组成投点落入上地壳演化线附近,远离于矿石、赋矿火山岩和煤沟岩体分布范围.在(35)g-(35)b成因分类图解中,大多数矿石、赋矿火山岩和煤沟岩体样品点落入与岩浆作用有关的俯冲带铅范围内,且与形成于岛弧环境的东秦岭VHMS型铜矿床、新疆阿尔泰南缘多金属成矿带矿石的Pb分布范围重叠或接近,指示成岩成矿与俯冲作用有关的壳-幔相互作用关系密切.铜峪铜矿床和煤沟岩体形成于与早古生代商丹洋壳北向俯冲作用有关的岛弧环境,成矿物质与赋矿火山岩同源.     

西藏林周盆地林子宗火山岩40Ar/39Ar年代格架

在详细的地质填图和地层层序研究基础上, 系统采集西藏林周盆地林子宗火山岩底部、近顶部以及各组不同层位的样品, 测定了其阶段升温⁴⁰Ar/³⁹Ar同位素年龄. 由此建立了林子宗火山岩各组的年代学框架, 确定林子宗火山岩活动时期为古新世~始新世中期(64.43~43.93 Ma). 其中, 帕那组: 48.73~43.93 Ma; 年波组: 54.07 Ma; 典中组: 64.43~60 Ma. 通过火山岩地球化学特征及西藏南部地层综合研究对比, 认为不整合于晚白垩世设兴组之上的林子宗火山岩典中组最底部火山岩的形成年龄可能最接近西藏南部印度-亚洲大陆碰撞开始的时间.     

东准噶尔盆地巴塔玛依内山组火山岩锆石U-Pb年代及Hf同位素研究

对准噶尔盆地陆梁隆起东部三参1井所钻巴塔玛依内山组玄武岩, 开展了详细锆石内部结构研究基础上的U-Pb年代学、微量元素和Hf同位素系统分析. 结果显示, 所有锆石都属岩浆成因, 都有一致的稀土配分型式, 都具明显的Ce正异常(δCe=5.06~134)、Eu负异常(δEu=0.06~0.55)和重稀土元素富集特征. 25颗锆石中, 谐和年龄主要分成3组, 分别是(300.4±1.3) Ma (n=11), (339.2±2.7) Ma (n=3)和(392.0±1.7) Ma (n=8); 此外, 还有3颗近谐和年龄锆石, 它们的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别是(510±7), (488±6)和(453±6) Ma. 最小的谐和年龄为(300.4±1.3) Ma, 可以代表巴塔玛依内山组火山岩的形成时代(如晚阶段年龄). 其他年龄如早泥盆世、奥陶纪等, 与盆地周缘岛弧火山岩(富集Pb)和蛇绿岩的时代一致, 而且这些年龄锆石都具有正的ε_Hf(t)值(+3.6~+10.5), 推测所研究火山岩穿越的盆地基底, 可能与由早古生代-中古生代的残余洋壳和岛弧地体组成有关. 晚石炭世锆石的ε_Hf(t)值变化于 +17.1~+4.2, 显示该玄武岩主要来源于软流圈地幔或亏损岩石圈地幔熔融作用, 熔体在上升-侵位过程中混染了少量较古老基底物质组分. 由于这些玄武岩是后碰撞幔源岩浆直接加入到地壳的物质表现, 推测东准噶尔地区晚石炭世已经有了大规模的陆壳垂向生长过程.     

北淮阳晚中生代火山岩定年及火山砾石地球化学:对大别灰色片麻岩隆升和中生代地层格架的约束

对北淮阳晚中生代火山岩的野外调查和K－Ar定年结果表明，该区发生过两期火山喷发作用：主要分布于金寨、鲜花岭和毛坦厂地区的原毛坦厂组火山岩，形成于149－138Ma；主要分布于舒城一带的原晓天组火山岩K－Ar年龄为132－116Ma。两者之间为含灰色片麻岩、榴辉岩和火山岩砾石的火山沉积砾岩层。砾岩层内火山砾石的地球化学特征与毛坦厂组火山岩一致，而有别于晓天组火山岩。该砾岩层于138－132Ma堆积而成，暗示135Ma前后北大别灰色片麻岩已从中上地壳折返至地表接受剥蚀，成为北淮阳中生代沉积盆地的重要蚀源区。结合北淮阳地区中生代火山－沉积特征，将该区中生代沉积地层依次划分为防虎山组（＞160Ma)、圆筒山组（三尖铺组中下部，约160－149Ma?)、毛坦厂组（周公山组／三尖铺组上部／凤凰台组，约149－135Ma，顶部为砾岩层）、晓天组（白大畈组／黑石渡组，底部为砾岩层，135－116Ma).     

沧水铺火山岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及“南华系”底界新证据

湖南益阳地区沧水铺组陆相火山岩-火山碎屑沉积砾岩为一套高角度不整合于中元古界冷家溪群复理石浊积岩之上的楔状地层. 取自该组地层下部火山岩段底部的英安质火山集块岩样品(N3)的高精度离子探针(SHRIMP)锆石U-Pb同位素年龄为814±12 Ma, 这一年龄数据与已有的沧水铺组火山岩年龄数据(921~933 Ma)差距较大, 它代表了该地区新元古界新的底界年龄. 此项研究结果改变了沧水铺火山岩的时代归属, 并支持以下观点: (1) 研究区缺失了新元古代早期(814~1000 Ma之间)的沉积地层; (2)华南裂谷系始于约820 Ma左右; (3) 820 Ma可能是中国新元古界“南华系”的底界年龄.     

长江中下游鄂东南地区大寺组火山岩SHRIMP定年及其意义

鄂东南地区金牛盆地是长江中下游地区最西部的一个重要火山岩盆地. 金牛盆地火山岩分布于马家山组、灵乡组和大寺组, 岩性主要分别为流纹岩、玄武岩和玄武质安山岩及(粗面)玄武岩、玄武质粗面安山岩、(粗面)安山岩、(粗面)英安岩和流纹岩, 其中大寺组火山岩是分布范围最广和规模最大的.选择大寺组火山岩为研究对象, 应用SHRIMP锆石微区U-Pb测年技术对大寺组英安岩进行了精确测年, 结果表明:火山岩存在大量的岩浆成因锆石, 以高U和Th含量为特征, 13个点SHRIMP谐和年龄为(128 ± 1) Ma (MSWD = 3.0). 根据锆石形态和高的Th/U值, 该年龄代表了火山岩的结晶年龄. 马架山组、灵乡组与大寺组具有相似的富集大离子亲石元素和轻稀土特征, 其同位素(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr) _i和(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd) _i分别为0.7063~0.7070, 0.7065, 0.7066~0.7072和0.5121~0.5123, 0.5121, 0.5121~0.5122. 结合区域资料分析表明: 鄂东南盆地火山岩主体形成于早白垩世, 与长江中下游地区其他火山岩盆地形成时代类似, 白垩纪长江中下游地区处于伸展构造背景.     

塔里木西南早三叠世早期孢粉组合及二叠系/三叠系界线研究

塔里木盆地西南皮山、和田一带有一套巨厚的陆相地层,关于这套地层的划分对比和时代确定,长期以来争论很大.早年被称为叶尔羌系,依据所产植物化石将其划归上二叠统到中、下侏罗统.1962年,斯行健等将叶尔羌系易名为叶尔羌群,并将涵义限制于这套地层上部的侏罗纪含煤地层.其下部原归上三叠统的部分因发现晚二叠世动、植物化石,遂改属上二叠统,后被另名为杜瓦组(新疆石油管理局编表组,1977).因此,本区在相当长一段时间内被认为缺失三叠系.1988年,刘淑文研究了李永安等在皮山县杜瓦地区采得的一批叶肢介化石,再次认为三叠系在这一地区存在,侯静鹏研究了该地区的晚二叠世孢粉.但这一地区二叠系和三叠系的接触关系以及杜瓦组的确切时代一直是悬而未决的难题.本文依据对皮山杜瓦地区杜瓦组19块样品分析出的孢粉所进行的研究,首次发现了该区早三叠世最早期地层的存在,论证了二叠系/三叠系界线在该区为连续过渡.     

浙江平水群角斑岩的成因: 锆石U-Pb年龄和Hf同位素制约

报道了平水群角斑质岩石的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素以及全岩地球化学组成, 讨论了其岩石成因和地质意义. 研究结果表明, 来自平水群的角斑岩形成于(904±8) ~ (906±10) Ma. 地球化学组成上, 这些中酸性岩浆岩相对富集轻稀土, 亏损重稀土和高场强元素(Nb, Ta, Ti和P), 类似于岛弧环境下岩浆作用的产物. 这些角斑岩具极高的锆石初始Hf同位素组成[εHf(t) = 8.6~15.4], 能较好地对应其全岩初始Nd同位素组成[εNd(t) = 6.4~7.9], 远超过一般壳源岩石的Nd-Hf同位素体系. 因此, 它们可能是新元古代早期弧-陆碰撞过程中对年轻岛弧地壳即时再造的产物. 结合锆石Hf模式年龄, 认为扬子板块东南缘除了有Grenville期(1.3~1.1 Ga)的地壳生长外, 在新元古代早期(约1000~900 Ma), 局部(平水地区)可能还存在一次非常重要的年轻岛弧地壳生长事件.     

兴蒙造山带东段斑岩型Cu,Mo矿床成矿时代及其地球动力学意义

兴蒙造山带东段是中国斑岩型铜-钼矿床发育的重要地区, 但对这些矿床形成的具体时代及其动力学意义一直缺乏应有的研究. 选择多宝山地区铜矿和大黑山钼矿的花岗闪长质岩石进行了SHRIMP锆石U-Pb年代学研究, 结果表明, 多宝山地区铜矿的形成有两期, 与多宝山斑岩Cu矿有关的花岗闪长岩形成于早古生代((485±8) Ma), 而与三矿沟矽卡岩型Cu矿有关的花岗闪长岩形成于侏罗纪((176±3)和(177±3) Ma); 吉林大黑山地区与斑岩钼矿有关的花岗闪长斑岩形成时代为(170±3) Ma, 而与成矿无关的二长花岗岩形成时代为(178±3) Ma. 因此, 兴蒙造山带东段存在两期斑岩型铜钼成矿作用. 根据东北地区的地质演化历史, 以及东北地区花岗岩的时空分布规律, 则认为多宝山铜矿的形成与兴安地块和额尔古纳地块间的拼合造山事件有关, 而中生代三矿沟铜矿和大黑山钼矿的形成与古太平洋板块的俯冲作用密切. 结合近年来发表的与铜钼矿有关的年代学资料, 对中国东部侏罗纪-早白垩世斑 岩-矽卡岩型铜钼矿的时空分布及其动力学意义进行了讨论.     

10亿年前的地-日-月关系: 来自叠层石的证据

对北京周口店地区中元古界铁岭组叠层石进行的研究发现, 叠层石明暗纹层对厚度呈周期性变 化, 这些周期性变化被解释为月节律和季节节律, 结合S型叠层石的形态特征初步得到如下古天文信 息: 10亿年前的中元古代晚期, 一年至少有516±20天、12.9±0.5个月, 一个月有40天, 一天最多16.99±0.66小时, 古黄赤交角为29.2～30.6°.