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中国东北地区显生宙岩浆作用和洋-陆格局及其与气候演变的关系

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岩石学报 2022年第5期38卷 1443-1459页

作者：杨浩葛文春纪政井佳浩董玉景妍吉林大学地球科学学院长春130061 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029

显生宙期间,地球经历了温室-冰室气候的周期性交替变化。在数百万年的时间尺度,这种古气候的转变被认为是碳源和碳汇过程耦合的结果,但一直以来关于两者贡献程度的认识尚不明确。通过全球统计分析,不同学者提出大陆弧火山脱气模型和热带... 详细信息

显生宙期间,地球经历了温室-冰室气候的周期性交替变化。在数百万年的时间尺度,这种古气候的转变被认为是碳源和碳汇过程耦合的结果,但一直以来关于两者贡献程度的认识尚不明确。通过全球统计分析,不同学者提出大陆弧火山脱气模型和热带弧-陆碰撞模型用于解释整个显生宙古气候的演变,分别强调了碳源和碳汇的一级控制作用。为了检验上述模型,更好地理解古气候的转变机制和演化细节,本文系统总结了中国东北地区显生宙岩浆作用-矽卡岩型矿床的时空展布和构造背景,以及弧-陆碰撞的时代、规模和古地理位置,通过数据统计和作图对比,发现东北地区岩浆作用-矽卡岩成矿峰期、弧-陆碰撞缝合带的时空迁移与大气圈CO_(2)浓度和大陆冰川沉积有很好的对应关系,暗示东北显生宙构造-岩浆过程和古气候演变的内在联系。综合东北地区及全球的研究进展,本文提出如下倾向性认识:1)洋-陆俯冲过程中火山-变质脱气的强度决定了CO_(2)排放量,而热带区域弧-陆碰撞缝合带的规模决定了全球硅酸盐风化速率和CO_(2)吸收量,在地质演化过程中两者紧密联动,共同控制了显生宙古气候的演变;2)大陆弧岩浆作用的全球爆发不一定能造成温室气候的出现,如果缺乏充分矽卡岩变质脱碳反应,大陆弧CO_(2)排放通量与岛弧、大洋中脊和板内并无显著区别;3)SO_(2)属于短期效应气体,理论和实例研究均暗示爆发式火山作用难以诱发大冰期的形成,火山作用之于长期气候应该仍是促使地球升温而非变冷。

关键词：中国东北显生宙气候变化大陆弧矽卡岩弧-陆碰撞

大兴安岭南段那斯嘎吐云英岩型铍矿化的形成时代和成因探讨:独居石年代学和地球化学证据

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岩石学报 2022年第7期38卷 1915-1936页

作者：吴浩然杨浩葛文春纪政王可勇井佳浩景妍吉林大学地球科学学院长春130061

本文报道了大兴安岭南段林西地区新发现的那斯嘎吐云英岩型铍矿点的独居石U-Pb年龄、主微量元素及Nd同位素组成,并与大兴安岭南段同期的经棚高分异碱长花岗岩中的独居石地球化学数据进行对比,以探讨云英岩型铍矿化的形成时代与成因。那... 详细信息

本文报道了大兴安岭南段林西地区新发现的那斯嘎吐云英岩型铍矿点的独居石U-Pb年龄、主微量元素及Nd同位素组成,并与大兴安岭南段同期的经棚高分异碱长花岗岩中的独居石地球化学数据进行对比,以探讨云英岩型铍矿化的形成时代与成因。那斯嘎吐云英岩主要呈带状赋存于早白垩世(~140Ma)碱长花岗岩岩体顶部,矿物组成包括石英、白云母、萤石、独居石以及锡石-绿柱石等铍-锡稀有金属矿物,其全岩Be含量可达397×10^(-6)~13908×10^(-6)。那斯嘎吐富铍云英岩-云英岩化花岗岩与经棚贫铍碱长花岗岩中的独居石均具有较高的ThO_(2)(平均值为3.01%~6.88%)和较低的UO_(2)含量(<0.55%),并呈现出富集轻稀土元素、亏损重稀土元素和强烈Eu负异常(δEu<0.08)的地球化学特征。与经棚岩浆成因独居石(TE_(1,3)=0.95~1.00)相比,那斯嘎吐云英岩化相关的独居石具有明显高的TE_(1,3)值(0.98~1.26)。岩相学和矿物地球化学研究结果表明,那斯嘎吐独居石形成于岩浆-热液过渡阶段,起源于高演化花岗质岩浆的富钠钙氟流体在其形成过程起到了关键作用。独居石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年结果显示,那斯嘎吐云英岩型铍矿化形成于早白垩世(~139Ma),与赋矿碱长花岗岩时代一致。那斯嘎吐独居石的ε_(Nd)(t)值为-0.29~0.95,与经棚独居石的ε_(Nd)(t)值(-2.38~-1.68)和大兴安岭南段早白垩世高分异花岗岩的全岩ε_(Nd)(t)值(-2.51~2.11)基本相当。独居石年龄和Nd同位素结果指示,那斯嘎吐富铍云英岩的形成与早白垩世花岗质岩浆高度分异晚期熔-流体相互作用密切相关,源区主要由新生和古老地壳物质共同组成。综合区域地质资料,查明早白垩世是大兴安岭南段Sn-W-Li-Be等稀有金属成矿作用的一个重要时期,其形成于古太平洋板块回卷诱发的岩石圈伸展环境。那斯嘎吐云英岩型铍矿的发现表明大兴安岭南段具有铍成矿的良好前景,林西地区是未来铍矿产勘查的重点靶区,值得在今后研究过程中予以充分关注。

关键词：大兴安岭南段云英岩型铍矿化独居石高分异花岗岩熔-流体相互作用

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中国东北地区晚古生代构造-岩浆演化历史

岩石学报 2022年第8期38卷 2249-2268,I0001-I0008页

作者：董玉王锶淼于倩陈井胜杨浩葛文春毕君辉井佳浩吉林大学地球科学学院长春130061 河北地质大学地球科学学院石家庄050031 中国地质调查局沈阳地质调查中心沈阳110034 中国地质调查局天津地质调查中心天津300170

中国东北地区位于中亚造山带东段,由多个不同构造属性的微陆块拼贴而成,包括额尔古纳地块、兴安地块、松嫩-张广才岭地块、佳木斯地块以及那丹哈达地体。伴随不同微陆块的复杂拼贴演化过程,东北地区发育强烈的晚古生代岩浆作用,因此这... 详细信息

中国东北地区位于中亚造山带东段,由多个不同构造属性的微陆块拼贴而成,包括额尔古纳地块、兴安地块、松嫩-张广才岭地块、佳木斯地块以及那丹哈达地体。伴随不同微陆块的复杂拼贴演化过程,东北地区发育强烈的晚古生代岩浆作用,因此这些岩浆作用的产物是记录东北地区晚古生代构造演化历史的重要媒介。根据东北地区晚古生代岩浆岩的岩石学、年代学以及地球化学等特征,发现大兴安岭地区晚古生代岩浆作用以石炭纪-二叠纪为主,其中早石炭世岩浆作用的产物为辉长岩-闪长岩-花岗岩组合,晚石炭世产物以花岗质岩石为主以及少量辉长岩,二叠纪岩浆作用的产物以花岗质岩石为主,同时这些晚古生代岩浆岩大部分具有典型的弧属性特征;而吉黑东部地区则广泛发育的晚古生代岩浆岩,以二叠纪花岗质岩石为主,同时包含少量辉长岩,且这些二叠纪岩浆岩普遍表现出典型的弧属性特征。结合岩石学、年代学、地球化学以及同位素等资料,认为大兴安岭地区和吉黑东部岩石可能具有不同的构造-岩浆演化历史,同时东北地区内各微陆块具有复杂的地壳增生历史。

关键词：中亚造山带中国东北晚古生代岩浆作用构造演化

三江盆地北缘晚白垩世花岗质岩石的年代学、地球化学及其构造意义

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岩石学报 2013年第2期29卷 369-385页

作者：于介江张彦龙葛文春杨浩吉林大学地球科学学院长春130061

本文报道了黑龙江东部三江盆地北缘花岗质岩石的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果、全岩地球化学和锆石Hf同位素资料,以确定该区花岗质岩石的形成时代、源区性质及其构造属性。花岗质岩石中的锆石多呈自形-半自形晶,振荡环带发育,Th/U比值=0.3... 详细信息

本文报道了黑龙江东部三江盆地北缘花岗质岩石的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果、全岩地球化学和锆石Hf同位素资料,以确定该区花岗质岩石的形成时代、源区性质及其构造属性。花岗质岩石中的锆石多呈自形-半自形晶,振荡环带发育,Th/U比值=0.32～1.09,指示其岩浆成因。对岩浆锆石的定年结果表明,这些花岗质岩石均形成于晚白垩世(88.9～95.1Ma),而非前人认为的晚印支期。该期花岗质岩石均为含角闪石黑云母花岗闪长岩,它们的SiO2含量主要在63.9%～68.1%之间,Na2O=3.03%～4.25%,K2O=2.28%～3.27%,Na2O/K2O=1.06～1.73,A/CNK=0.94～1.08;稀土配分模式均呈右倾型,除了个别样品外,它们的LREE/HREE=8.13～15.5,(La/Yb)N=8.61～21.0,δEu=0.82～1.11;在微量元素蛛网图上表现为大离子亲石元素(Rb、Ba、K)的富集和高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf)及P的亏损;锆石εHf(t)值介于+4.44～+9.00之间,二阶段Hf模式年龄(tDM2)介于583～875Ma之间。上述特征表明,该期花岗质岩石具有准铝质-弱过铝质的高钾-中钾钙碱性I型花岗岩的成因类型,源区岩石为新增生的陆壳物质,岩浆起源于深部陆壳基性火成岩的部分熔融。结合同时代火成岩的组合特征和区域构造演化历史,认为该区晚白垩世花岗质岩石形成于古太平洋板块向东亚大陆下俯冲所产生的活动大陆边缘环境,该期岩浆事件标志着古太平洋板块正向(北西向)俯冲作用的开始。

关键词：年代学地球化学 Hf同位素构造意义晚白垩世花岗质岩石三江盆地北缘

中国东部火山岩型铍铀矿床成矿潜力与找矿远景

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岩石学报 2022年第7期38卷 1861-1878页

作者：李晓峰吴福元韦星林车旭东饶灿陈振宇葛文春朱艺婷中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 江西省地质局南昌330046 南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210023 浙江大学地球科学学院杭州310027 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037 吉林大学地球科学学院长春130061

火山岩型铍铀矿床是铍金属矿床的主要成矿类型,它是指赋存于火山岩-次火山岩中,与高硅流纹岩和花岗斑岩有关的浅成低温交代和脉状矿床。1969年美国发现的Spor Mountain火山岩型铍铀矿床改变了世界金属铍的分布格局和供应态势。中国东部... 详细信息

火山岩型铍铀矿床是铍金属矿床的主要成矿类型,它是指赋存于火山岩-次火山岩中,与高硅流纹岩和花岗斑岩有关的浅成低温交代和脉状矿床。1969年美国发现的Spor Mountain火山岩型铍铀矿床改变了世界金属铍的分布格局和供应态势。中国东部地区发育大量的中生代火山岩,该地区是否具备火山岩型铍铀矿床的成矿条件,成矿潜力如何?有没有找矿远景?这些科学问题尚未完全回答。本文在厘定火山岩型铍铀矿床的概念和基本成矿地质特征的基础上,对中国东部大兴安岭及其邻区和东南沿海地区已发现的火山岩型铍铀矿床的找矿线索进行了梳理,如:冀北窟窿山、内蒙古东山湾、江西密坑山、浙江青田、福建大湾、福里石等。中国东部地区已有的火山岩型铍铀矿床(矿化点)主要赋存于张家口组、南园组、鸡笼嶂组火山岩中;成矿年代学研究表明其主要形成于晚侏罗世、早白垩世早期和晚白垩世早期,其中早白垩世早期是主要的成矿期,与欧亚大陆中生代早期的伸展构造时限和中国东部构造体制大转折的时限基本一致,因此,该期火山岩型铍铀矿床又可称为“构造体制转折型”铍铀矿床。本文认为中国东部具有良好的火山岩型铍铀矿床的成矿潜力,找矿远景广阔。未来中国东部大兴安岭及其邻区的上白垩统张家口组、满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组,东南沿海地区的上白垩统南园组、鸡笼嶂组、鹅湖岭组火山岩是火山岩型铍铀矿床的有利找矿层位。

关键词：火山岩型铍铀矿床构造体制大转折早白垩世早期火山岩中国东部

兴凯地块伊曼群的形成时代与物源:碎屑锆石与岩浆锆石U-Pb年代学证据

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岩石学报 2020年第3期36卷 741-758页

作者：熊帅许文良王枫葛文春吉林大学地球科学学院长春130061 自然资源部东北亚矿产资源评价重点实验室长春130061

本文对出露在兴凯地块南部伊曼群的变沉积岩和侵入其中的火成岩进行了系统的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素研究,旨在查明伊曼群的形成时代与物源,并讨论侵入岩的成因和构造背景。伊曼群二云母片岩中锆石呈自形-半自形,显示典型的岩... 详细信息

本文对出露在兴凯地块南部伊曼群的变沉积岩和侵入其中的火成岩进行了系统的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和Hf同位素研究,旨在查明伊曼群的形成时代与物源,并讨论侵入岩的成因和构造背景。伊曼群二云母片岩中锆石呈自形-半自形,显示典型的岩浆生长环带,暗示其岩浆成因。定年结果表明:100个碎屑锆石分析点给出了555~1322Ma的年龄区间,主要峰值年龄为555Ma、612Ma、700Ma、739Ma、769Ma、839Ma、936Ma;其中约533Ma的锆石εHf(t)值介于-4.1^+3之间,二阶段模式年龄tDM2介于1305~1755Ma之间;700~839Ma的锆石εHf(t)值介于-3.7^+7.8之间,二阶段模式年龄tDM2介于1246~1907Ma之间。侵入伊曼群的白云母二长花岗岩的定年结果显示为443±3Ma,此年龄对应εHf(t)值介于-17.6^-4.2之间,二阶段模式年龄tDM2介于1688~2529Ma之间。结合二云母片岩中碎屑锆石的最小年龄以及穿切其中花岗岩的形成时代,可以判定伊曼群二云母片岩的形成时代介于443~555Ma之间,应为新元古代晚期至晚奥陶世之间。基于伊曼群中碎屑锆石的年龄众数及与区域岩浆事件的对比,伊曼群的沉积物源主要来自松嫩地块和佳木斯地块的新元古代火成岩。此外,白云母二长花岗岩显示出埃达克岩的地球化学属性,岩浆源于加厚下地壳的部分熔融,暗示晚奥陶世研究区可能发生了陆壳加厚事件。

关键词：兴凯地块伊曼群形成时代物源碎屑锆石岩浆锆石

佳木斯地块东北缘早二叠世六连岩体的岩浆混合成因:岩相学、年代学和地球化学证据

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岩石学报 2013年第9期29卷 2971-2986页

作者：于介江侯雪刚葛文春张彦龙柳佳成吉林大学地球科学学院长春130061

本文报道了佳木斯地块东北缘六连岩体中主岩花岗闪长岩和暗色微粒包体的岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学以及锆石Hf同位素资料,以确定该岩体的形成时代、岩石成因及其构造属性。主岩花岗闪长岩和暗色微粒包体中角闪辉长岩分别获得... 详细信息

本文报道了佳木斯地块东北缘六连岩体中主岩花岗闪长岩和暗色微粒包体的岩相学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学以及锆石Hf同位素资料,以确定该岩体的形成时代、岩石成因及其构造属性。主岩花岗闪长岩和暗色微粒包体中角闪辉长岩分别获得了284Ma和278Ma的成岩年龄,表明六连岩体形成于早二叠世而非前人认为的晚印支期。包体具有岩浆结构,部分包体存在塑性流变特征,包体中可见淬冷边、反向脉和针状磷灰石,包体和主岩中均发育矿物异常共生或不平衡结构,结合主岩和包体的年代学和地球化学特征可以判定六连岩体为早二叠世岩浆混合作用的产物。全岩地球化学和锆石Hf同位素特征揭示出,六连岩体中主岩和包体的原始岩浆分别起源于新元古代增生的深部陆壳基性火成岩和受俯冲流体交代的亏损地幔楔的部分熔融。结合同时代火成岩组合的空间变异特征以及区域构造演化历史,认为佳木斯地块东北缘早二叠世六连岩体形成于活动大陆边缘环境,其地球动力学机制与佳木斯地块东侧古洋板块的西向俯冲作用有关。

关键词：岩浆混合作用年代学地球化学 Hf同位素早二叠世六连岩体佳木斯地块东北缘

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大兴安岭中生代花岗岩类的地球化学

岩石学报 2004年第3期20卷 403-412页

作者：林强葛文春吴福元孙德有曹林吉林大学地球科学学院长春130061

大兴安岭中生代花岗岩根据微量元素地球化学特征划分为高锶花岗岩类和低锶花岗岩类,前者富集Ba、Sr、Ti,而后者强烈亏损这些元素而富集大离子亲石元素和高场强元素。高锶花岗岩类主要由石英闪长岩、英云闪长岩和花岗闪长岩组成,属于I型... 详细信息

大兴安岭中生代花岗岩根据微量元素地球化学特征划分为高锶花岗岩类和低锶花岗岩类,前者富集Ba、Sr、Ti,而后者强烈亏损这些元素而富集大离子亲石元素和高场强元素。高锶花岗岩类主要由石英闪长岩、英云闪长岩和花岗闪长岩组成,属于I型花岗岩;低锶花岗岩类由二长花岗岩、正长花岗岩、碱长花岗岩和碱性花岗岩组成,二长花岗岩-正长花岗岩-碱长花岗岩也属于I型花岗岩,碱性花岗岩为A_1型花岗岩。这两类花岗岩均显示ε_(Nd)(t)正值、^(87)Sr/^(86)Sr低值以及较低的Nd模式年龄。高锶与低锶花岗岩类地球化学差异性表明,高锶花岗岩起源于相对亏损的幔源岩浆的分异作用,而低锶花岗岩类的源区与显生宙地壳增生时期起源于地幔的年轻地壳物质有关,即起源于富集型幔源基性岩石的部分熔融。大兴安岭中生代花岗岩与流纹岩之间地球化学相似性以及与玄武岩类的相关性表明,它们是统一的构造-岩浆体系的产物,共同制约于古亚洲洋闭合后的大陆伸展的构造环境和闭合期间壳幔相互作用形成的地幔源区。

关键词：高锶花岗岩低锶花岗岩流纹岩大兴安岭

大兴安岭十二站晚古生代后造山花岗岩的特征及其地质意义

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岩石学报 2009年第10期25卷 2679-2686页

作者：隋振民葛文春徐学纯张吉衡吉林农业大学资源与环境学院长春130118 吉林大学地球科学学院长春130061

东北大兴安岭地区的十二站岩体主要由钾长花岗岩、二长花岗岩组成。钾长花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Ph定年结果为298Ma,属于晚古生代岩浆活动的产物。十二站岩体岩石化学以高钾(4.82%～6.06%)为特征,属于钾玄质系列,富集大离子亲石元素(L... 详细信息

东北大兴安岭地区的十二站岩体主要由钾长花岗岩、二长花岗岩组成。钾长花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Ph定年结果为298Ma,属于晚古生代岩浆活动的产物。十二站岩体岩石化学以高钾(4.82%～6.06%)为特征,属于钾玄质系列,富集大离子亲石元素(LREE和Rb、Th、K等)而亏损高场强元素(Nb、Ta、P、Ti等),显示后造山花岗岩的特征,是兴安地块与松嫩地块碰撞拼合后后造山阶段的产物。岩体的Hf同位素将大兴安岭北部兴安地块的地壳增生时间限定在显生宙,而额尔古纳地块地壳增生主要发生在新元古代-显生宙,暗示两地块具有不同的早期地壳演化历史。

关键词：大兴安岭地区晚古生代造山花岗岩特征地质意义 post Late Paleozoic 钾长花岗岩额尔古纳地块地壳增生岩体显生宙后造山高场强元素二长花岗岩演化历史岩石化学岩浆活动新元古代地块碰撞