南秦岭前寒武纪岩浆构造事件与地壳生长

前寒武纪构造体制与地球动力学机制是当前南秦岭构造带研究的薄弱环节，利用南秦岭广泛分布的前寒武纪岩石地层、岩浆－构造事件，尤其是记录前寒武纪地壳生长、演化及其地幔动力学机制的岩浆构造事件，对南秦岭前寒武纪地质体、岩浆活动、构造事件的组成、特征与年代学进行了综合研究。结果表明：南秦岭太古代类似于华北太古代地幔的特征；元古代地幔则发生了先亏损后富集的演化；其中，8－9亿年南秦岭发生了急剧的地壳生长事件，并以垂向加积增生为主要机制。     

西秦岭竹林沟新生代碱性玄武岩地球化学及其成因

目的研究出露在甘肃礼县竹林沟地区的新生代火山岩成因及其大陆动力学意义。方法运用系统的岩石学、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征进行分析。结果竹林沟火山岩具有低SiO2(40.72%～42.47%)、高TiO2(3.32%～3.62%),全碱含量高(K2O+Na2O=2.59%～3.40%),以及Na2O>K2O,K2O/Na2O=0.68～0.75的特征,属于典型的碱性系列钠质苦橄玄武岩-碱玄岩类。火山岩高的Mg#值(63.0～69.8)表明其原生岩浆的属性,岩石富集轻稀土,(La/Yb)N=39.3～41.9,(Ce/Yb)N=27.8～29.8,Ba,Th,Nb,Ta等元素呈显著的富集状态,具有典型的板内火山岩特征,而K和Rb含量较低,呈相对亏损状态。岩石87Sr/86Sr(0.704 189～0.704 418),143Nd/144Nd(0.512 803～0.512 906),206Pb/204Pb(18.643 446～18.685 488),207Pb/204Pb(15.591 105～15.594 871),208Pb/204Pb(39.042 692～39.077 318)等同位素变化特征具有显著的混源属性,投影点位于EMI,EMII,BSE及PREMA等典型地幔储库的过渡部位,不同于单一地幔源局部熔融形成的玄武岩的同位素组成特征。结论结合西秦岭新生代的总体构造背景,竹林沟钠质苦橄玄武岩-碱玄岩可能起源于一个特殊的多源混合地幔的局部熔融作用。新生代期间,青藏、扬子及华北3大构造体系域在西秦岭—松潘地区的强烈汇聚拼贴作用导致的深部地幔混合和这套特殊的钠质碱性玄武岩的产出有密切的成因关系。     

南秦岭岚皋基性火山岩的地质学 、地球化学及其构造意义

为了研究南秦岭岚皋地区基性火山岩的岩石成因和区域构造背景, 选择岚皋县境内的玄武岩和火山角砾岩进行岩相学、常量元素、微量元素和稀土元素的分析。通过分析发现, 它们同属于碱性玄武岩系列, 轻重稀土分异明显, Rb, K 相对Th, Hf 亏损, 不具 Nb, Ta, Zr, Ti 负异常, 整体表现出与 OIB( 洋岛玄武岩) 高度一致的稀土图谱和微量元素特征。岩石成因分析表明, 它们为同源岩浆演化序列, 其原始岩浆起源于尖晶石-石榴石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩地幔源区的低度部分熔融, 在上升过程中基本未受地壳混染的影响。岩浆演化过程中主要经历了单斜辉石、少量斜长石的分离结晶作用。综合区域地质学和微量元素特征, 该组火山岩最有可能形成于洋盆台地或大洋岛构造环境。     

武夷地块黎川铝质A型花岗岩成因及其地质意义

华南早古生代花岗岩的成因和后碰撞伸展环境的形成机制仍存在争议。选择华南早古生代黎川花岗岩开展锆石U-Pb同位素、全岩地球化学研究,探讨其成因并分析后碰撞伸展环境的起始时间及形成机制。黎川岩体形成于443 Ma,属于志留纪兰多维列世岩浆活动的产物。样品属于高硅、富钾的高钾钙碱性花岗岩系列;其A/CNK值为1.04 ~ 1.39,显示过铝质花岗岩特征。样品微量元素显示亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti,富集Rb、Th、U、K、Pb等元素;轻稀土相对富集,强Eu负异常（δEu=0.27~0.74）。其具有低εNd(t)值（-8.4 ~ -9.8）、高（87Sr/86Sr）i值（0.478 83 ~ 0.723 64）、高104×Ga/Al（3.24 ~ 4.19）比值的特征。上述特征表明,黎川花岗岩属于A型岩浆岩范畴。元素和同位素地球化学特征显示,黎川过铝质A型花岗岩可能是前寒武纪变质沉积岩部分熔融的产物。结合华南早古生代武夷-云开造山运动的高级变质岩和花岗岩的年代学特征,笔者认为华南早古生代武夷地块自志留纪兰多维列世开始就从同碰撞环境转变为后碰撞伸展环境;该伸展环境可能是受到地壳迅速减薄,热地幔岩浆底侵导致造山带深部和壳幔相互熔融的影响。     

黔东南新元古代花岗质岩石的特征及其地质意义

目的研究黔东南新元古代花岗质岩石地球化学、同位素年代学特征及其地质意义。方法对该花岗质岩石样品进行地球化学分析和锆石的LA-ICP-MS U-Pb定年。结果黔东南从江县秀塘花岗质岩石的SiO_2含量为54.21%～75.46%,Na_2O+K_2O为3.12%～6.89%,铝饱和指数均大于1,具有过铝质特征。稀土总量中等(∑REE=106.68×10~(-6)～216.46×10~(-6)),轻稀土强烈富集且轻稀土较重稀土分异明显,具有中等负铕异常(δEu=0.56～0.79)。Cs,K,Th等大离子亲石元素明显富集,Nb,Ta,P亏损,Zr富集。该花岗质岩石样品进行的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得其年龄值为836 Ma±5.1 Ma。结论黔东南秀塘地区新元古代早中期的花岗质岩浆活动是同时代黔东南—桂北地区超基性至中酸性岩浆活动的一部分,这期岩浆活动是新元古代早中期江南造山带碰撞后伸展作用的产物。     

西秦岭美武花岗岩地球化学特征

美武花岗岩在揭示西秦岭地区中生界构造演化方面具有特殊的作用。本文通过岩石化学和微量元素地球化学特征研究,对美武花岗岩岩体演化过程中的地球化学特征变化、岩体戍因及其形成的构造演化背景进行了探讨。结果表明,该岩体随着侵入期次由早向晚演化,岩石化学和地球化学特征具有明显的变化规律,反映出美武复式岩体各单元为同源岩浆系列结晶而成。它们之间既有差异性,又具有继承性。美武花岗岩形成于地壳的部分熔融,其岩浆源岩主要为高钾角闪质类岩石。而岩浆混合作用也造成沉积性质物源的加入,同时造成不同侵入单元体之间地球化学性状差别。     

蟒西地区中酸性岩体地质特征及找矿潜力

通过对陕西蟒西地区中酸性岩体地质、地层、岩体构造等进行论述,归纳总结了区域中酸性岩体的特征,并通过矿床分析得出,陕西秦岭东部地区钼矿床地质学基本特征与中国内陆地区的大部分钼矿床的地质特征大致相同,其中Eu含量有所异常,K、Ra、Ba、Nb、Ta等元素的含量较为丰富,Ti为亏损状态;造山环境下易形成矿与岩;秦岭北部地区含矿岩浆中含有更多的壳液物质,南秦岭北部钼矿床含矿岩浆中含有较多的幔源物质。秦岭南部的大型岩体中原位Hf同位素特征值较高(-6.0～5.0,通常为负数),但是亏损地幔二阶段年龄的值较低(1.47～0.79 Ga),相关数据结果表明岩浆的来源为幔源物质与新生的加厚地壳。可见,地质和地球化学特征指示,秦岭地区有形成钼矿床的有利条件,形成小-中型铜、钼矿床的潜力大。     

南秦岭勉略构造带三岔子硅质岩地球化学特征及其地质意义

勉略带内广泛发育古生代硅质岩,其对南秦岭造山带古生代沉积环境和构造背景具有重要的指示意义。重点分析了勉略带三岔子地区泥盆系硅质岩地球化学特征,结果显示,三岔子硅质岩SiO_2含量较高,为94.04%～98.08%,平均96.92%,质地较纯,Al_2O_3和TiO_2含量明显偏低;微量元素中Ba、U含量较高、Zr含量较低,U/Th值和Ba/Sr值较高;稀土元素显示样品的ΣREE值显著偏低,为7.61～51.04μg/g,平均22.51μg/g,经PAAS标准化后的稀土配分曲线表现出富集HREE的左倾特征,Eu正异常和Ce负异常,以及Al/(A1+Fe+Mn)值、Fe/Ti值和(Fe+Mn)/Ti值等指标均指示硅质岩具有典型的热水沉积成因。硅质岩Al/(Al+Fe)值、Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3+MnO)值、Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)值、δCe值以及(La/Ce)_N值等地球化学特征指示其主要形成于大陆边缘环境。(La/Lu)_N值、(La/Yb)_N值及δEu值等指标反映硅质岩形成受到深大断裂相关的岩浆活动的影响。三岔子硅质岩Th/U值、U/Th值、δU值等特征指示其形成于缺氧的沉积环境。综合上述研究,该硅质岩发育地区在古生代处于伸展裂陷的构造背景之下,形成了裂陷或断陷盆地以及区域性同生断裂为主的一系列伸展构造。裂谷内岩浆活动在硅质岩的形成过程中为热水活动提供了热源,区域性同生断裂为热水流体的上升提供了通道;对流热水对周边物质的的淋滤和溶解导致了SiO_2的富集;三者的共同作用最终导致一系列不同时代的热水沉积硅质岩在勉略带中形成。     

南秦岭新元古代基性侵入岩的岩石成因及其构造背景:锆石U-Pb年代学和Hf-O同位素地球化学制约

秦岭造山带是一条由多期次不同构造运动叠加改造形成的复合造山带,其中,南秦岭是其重要的组成部分。文中冷水沟辉长岩及碾盘沟辉长闪长岩具有一致的U-Pb谐和年龄(~621 Ma),该年龄代表岩浆冷却结晶年龄。冷水沟辉长岩具有亏损地幔模式年龄(1.1~1.35 Ga),表明其原岩形成于中元古代。其较为亏损的Hf-O同位素特征(ε_(Hf)(t)=-3.3~+5.3;δ~(18)Ο=3.48~5.09),表明其来源于亏损地幔的部分熔融。碾盘沟辉长闪长岩具有更为亏损的Hf-O同位素特征(ε_(Hf)(t)=5.8~11.1;δ~(18)Ο=-3.72~-2.58),其负的δ~(18)Ο值是岩浆与低δ~(18)Ο流体发生高温水岩作用的结果。研究结果表明这些基性岩石形成于弧后伸展环境。对比新元古代早期(>735 Ma)南秦岭及扬子北缘广泛发育的岛弧岩浆作用,南秦岭与扬子北缘在新元古代晚期发生了由岛弧环境向弧后伸展环境的转变。其中本文辉长质岩石为南秦岭新元古代最晚一期岩浆活动的产物,代表了南秦岭与扬子北缘新元古代俯冲-碰撞作用的结束,标志着南秦岭基底的最终形成。     

甘肃北山桥湾北花岗岩体的年代学、地球化学及其地质意义

为加深对北山晚古生代构造演化的认识, 选取位于甘肃北山南带、敦煌地块北缘的桥湾北花岗岩体进行年代学、地球化学研究。桥湾北角闪石花岗岩体锆石LA-ICP MS年龄为303.7±2.4 Ma, ε_Hf(t)为-1.2~5.8, ε_Nd(t)相对较高(-0.40~-0.06), (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i =(0.704524~0.705062)。 桥湾北花岗岩体K₂O含量为4.09%~5.58%, 属高钾钙碱性岩石, A/CNK值在0.92~1.04之间, 为I型花岗岩; 微量元素较富集LILE, 相对亏损HFSE, 有明显的Nb, Ta负异常。岩体具相对富集的微弱分馏的轻稀土元素, 重稀土元素分馏不明显, 基本没有Eu异常。由Hf, Nd同位素及地球化学特征判断, 桥湾北花岗岩体为壳幔混合成因, 其形式可以是底侵的幔源岩浆再分异, 上升过程中遭受地壳物质混染。根据区域构造背景及岩石学、地球化学特征, 可以认为桥湾北岩体是北山南带后碰撞过程岩浆活动的产物, 反映出在晚石炭世北山地区的碰撞拼贴已经完成。     

论峨眉地幔热柱活动的时效性

峨眉地幔热柱是目前世界上公认的少数几个地幔热柱之一.但是,它的活动时间一直是地学界争论的热点,观点一认为:它是指发生于早晚二叠世之间大量喷发的峨眉山玄武岩浆时期;观点二认为:它起源于晚泥盆世,包含石炭纪、二叠纪以及整个中生代,一直延续到新生代早期.作者通过对中国西南地区峨眉山玄武岩及相关岩浆活动的地质学、地球化学研究,...     

试论峨眉山玄武岩喷发构造环境——微量元素地球化学证据

本文讨论了峨眉山玄武岩微量元素地球化学和锶、钕同位素特征,并与不同构造环境火成岩进行了对比。研究表明,峨眉山玄武岩显示了次大陆地幔富集的特征和地幔部分熔融、分异结晶的成因特点,喷发在大陆边缘裂谷构造环境。这一结论与其他地质研究成果的一致性,说明微量元素地球化学特征可以提供基性岩浆喷发构造环境的重要信息。本文还提出了玄武岩浆喷发、裂谷作用可能的动力机制。     

鄂尔多斯盆地南缘晚古生代沉积物源及其对秦岭造山带北部演化的指示

鄂尔多斯盆地南缘位于华北克拉通盆地的西南部,其形成演化和沉积过程与华北克拉通南侧秦岭造山带的活动有紧密的联系.晚古生代沉积的物源特征能够帮助提取关于秦岭造山带的演化信息.基于对鄂尔多斯盆地南缘澄城和韩城2条出露本溪组－石千峰组的剖面岩石学特征的详细研究,从岩石性质、碎屑特征、重矿物组合和碎屑组分的Dickinson三角图解等方面进行分析讨论,获得了鄂尔多斯盆地南缘晚古生代物源的详细信息,并揭示了秦岭造山带北部晚古生代的演化过程.研究表明,本溪组－太原组的物源为秦岭造山带中的华北板块南缘带;山西组－石千峰组的物源来自于北秦岭构造带,物源区有向南迁移的特征.晚泥盆－晚石炭世商丹带的点接触初始碰撞造成华北板块南缘发生抬升,早二叠世秦岭造山带进入面接触碰撞阶段,造成北秦岭弧后盆地和岛弧带依次发生隆升,成为鄂尔多斯南缘沉积区的主要物源供给区.扬子板块与华北板块自东向西剪刀状的碰撞,造成鄂尔多斯南缘沉积的山西组－下石盒子组的古流向由南东－北西方向朝南西－北东方向的转变.     

Evidence from Sardinian basalt geochemistry for recycling of plume heads into the Earth's mantle

Up to 10 per cent of the ocean floor consists of plateaux--regions of unusually thick oceanic crust thought to be formed by the heads of mantle plumes. Given the ubiquitous presence of recycled oceanic crust in the mantle source of hotspot basalts, it follows that plateau material should also be an important mantle constituent. Here we show that the geochemistry of the Pleistocene basalts from Logudoro, Sardinia, is compatible with the remelting of ancient ocean plateau material that has been recycled into the mantle. The Sr, Nd and Hf isotope compositions of these basalts do not show the signature of pelagic sediments. The basalts' low CaO/Al2O3 and Ce/Pb ratios, their unradiogenic 206Pb and 208Pb, and their Sr, Ba, Eu and Pb excesses indicate that their mantle source contains ancient gabbros formed initially by plagioclase accumulation, typical of plateau material. Also, the high Th/U ratios of the mantle source resemble those of plume magmas. Geochemically, the Logudoro basalts resemble those from Pitcairn Island, which contain the controversial EM-1 component that has been interpreted as arising from a mantle source sprinkled with remains of pelagic sediments. We argue, instead, that the EM-1 source from these two localities is essentially free of sedimentary material, the geochemical characteristics of these lavas being better explained by the presence of recycled oceanic plateaux. The storage of plume heads in the deep mantle through time offers a convenient explanation for the persistence of chemical and mineralogical layering in the mantle.     

Water content in the early Cretaceous lithospheric mantle beneath the south-central Taihang Mountains: implications for the destruction of the North China Craton

Based on studies of the water content of the early Cretaceous Feixian high-magnesium basalts in the eastern part of the North China Craton （NCC）, it has been suggested that the early Cretaceous lithospheric mantle of the eastern NCC was highly hydrous （〉1,000 ppm, HeO wt.） and that this high water content had significantly reduced the vis- cosity of the lithospheric mantle and provided a prerequisite for the destruction of the NCC. The eastern part of the NCC had undergone multistage subduction of oceanic plates from the south, north, and east sides since the early Paleozoic, and these events may have caused the strong hydration of the NCC lithospheric mantle. To determine which subduction had contributed most to this hydration, we measured the water contents of the peridotite xenoliths hosted by the early Cretaceous high-magnesium diorites of Fushan in the south- central part of the Taihang Mountains. Our results demon- strate that the water content of the early Cretaceous litho- spheric mantle beneath the south part of the Taihang Mountains was ~ 40 ppm and significantly lower than that of the contemporary lithospheric mantle beneath the eastern part of the NCC. Thus, the hydration of the early Cretaceous lithospheric mantle of the eastern part of the NCC can be ascribed to the subduction of the Pacific plate from the west side. Thus, the main dynamic factor in the destruction of the NCC was likely the subduction of the Pacific plate.     

内蒙古西乌旗地区二叠纪双峰式火山岩的年代学、地球化学特征和地质意义

为了加深对中亚造山带东段晚古生代构造背景的认识, 选取内蒙古西乌旗地区二叠纪火山岩进行年代学和地球化学研究。分别利用X光荧光光谱(XRF)、SHRIMP锆石U-Pb测年、ICP-MS和ISOPROBE-T方法测定研究区火山岩的主量元素含量、年龄、微量元素和稀土元素含量及Sr-Nd同位素。结果表明, 这套火山岩的SiO₂含量集中分布在53.54%~54.71%和72.61%~80.81%两个区间, 分别属于玄武安山岩和流纹岩, 构成双峰式火山岩组合。流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为279 ± 4.3 Ma, 说明它喷发于早二叠世。玄武安山岩轻稀土略富集而重稀土略亏损, (La/Yb)_N为2.06~2.34, 有轻微的Eu负异常, 富集大离子亲石元素和高场强元素, Nb, Ta和Sr有明显的负异常, 推断其来源于深部非原始地幔, 很大程度上受地壳成分的混染。流纹岩亦略富集轻稀土, 略亏损重稀土, (La/Yb)_N为1.70~3.81, 有很强的Eu负异常, Sr, P和Ti相对强烈亏损, Nb和Ta轻度亏损, K, Zr和Hf相对富集, 具有较高的正ε_Nd(t)值(+3.98~+5.62)和年轻的模式年龄T_DM(490~690 Ma), 具有A型花岗岩的特征, 推断其为新生陆壳来源。综合地球化学特征、区域地质特征和前人研究资料, 这套双峰式火山岩具有板内成因特征, 形成于碰撞后的伸展环境。     

Early differentiation and volatile accretion recorded in deep-mantle neon and xenon

The isotopes (129)Xe, produced from the radioactive decay of extinct (129)I, and (136)Xe, produced from extinct (244)Pu and extant (238)U, have provided important constraints on early mantle outgassing and volatile loss from Earth. The low ratios of radiogenic to non-radiogenic xenon ((129)Xe/(130)Xe) in ocean island basalts (OIBs) compared with mid-ocean-ridge basalts (MORBs) have been used as evidence for the existence of a relatively undegassed primitive deep-mantle reservoir. However, the low (129)Xe/(130)Xe ratios in OIBs have also been attributed to mixing between subducted atmospheric Xe and MORB Xe, which obviates the need for a less degassed deep-mantle reservoir. Here I present new noble gas (He, Ne, Ar, Xe) measurements from an Icelandic OIB that reveal differences in elemental abundances and (20)Ne/(22)Ne ratios between the Iceland mantle plume and the MORB source. These observations show that the lower (129)Xe/(130)Xe ratios in OIBs are due to a lower I/Xe ratio in the OIB mantle source and cannot be explained solely by mixing atmospheric Xe with MORB-type Xe. Because (129)I became extinct about 100 million years after the formation of the Solar System, OIB and MORB mantle sources must have differentiated by 4.45 billion years ago and subsequent mixing must have been limited. The Iceland plume source also has a higher proportion of Pu- to U-derived fission Xe, requiring the plume source to be less degassed than MORBs, a conclusion that is independent of noble gas concentrations and the partitioning behaviour of the noble gases with respect to their radiogenic parents. Overall, these results show that Earth's mantle accreted volatiles from at least two separate sources and that neither the Moon-forming impact nor 4.45 billion years of mantle convection has erased the signature of Earth's heterogeneous accretion and early differentiation.     

内蒙古苏尼特左旗早古生代乌华敖包弧前盆地的识别及其古地理意义

通过野外观察和剖面测量、锆石年代学分析及沉积相分析等方法, 对新发现的苏尼特左旗乌华敖包地区浅变质岩系进行研究, 并探讨其古地理意义。结果表明, 该套浅变质岩系以变质火山岩、变质砂岩与大理岩互层为特征, 构成 3 个沉积旋回, 代表弧前盆地中?晚期向上变浅的海相火山喷发?沉积环境; 多层火山岩的出现揭示持续的岩浆活动; 火山岩锆石U-Pb定年结果为454.4±4.1 Ma, 与北部早古生代宝力道岛弧带的岩浆岩年龄相近, 表明该套浅变质岩系与早古生代岛弧岩浆活动有关。由于该岩系位于北部宝力道岛弧岩浆岩带与南部混杂岩带之间, 因此其古地理位置应属早古生代弧前盆地。乌华敖包浅变质岩系的层序、成分、时代和位置特征揭示研究区曾存在弧前盆地。根据早古生代地层、岩浆岩和变质特征, 认为弧前盆地经历了俯冲及碰撞两个阶段。     

兰坪盆地及邻区岩浆岩的微量元素地球化学研究

采用中子活化分析方法系统研究了云南省兰坪盆地内永平卓潘、云龙皂角场及邻区二龙山、剑川、甸南、马登、北衙、老君山等岩体的稀土元素及微量元素组成 ,探讨了岩浆岩系的稀土元素特征、成岩物质来源、成岩方式、构造环境。该区岩浆岩系的稀土元素地球化学特征表现为 :(1)稀土元素组成特征相似 ,配分型式为轻稀土富集向右倾型 ;(2 ) (L a/Yb) n 较高 ,轻重稀土元素分异明显 ;(3) Eu负异常不明显 ,无 Ce负异常或略显正 Ce异常。该区岩浆岩系的微量元素以富集 Rb,Ba,Sr,Th,U ;而亏损 Ta为特征。稀土元素、微量元素结合同位素地球化学研究表明 ,该区岩浆岩系成岩物质主要来源于富集地幔并有地壳混染 ,成岩方式以地幔部分熔融为主 ,成岩环境为大陆裂谷。