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北大巴山超基性、基性岩墙和碱质火山杂岩形成时代的新证据及其地质意义

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地质学报 2016年第5期90卷 896-916页

作者：向忠金闫全人宋博王宗起中国地质科学院地质研究所北京100037 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球科学学院北京100049 中国地质调查局西安地调中心西安710054 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

北大巴山早古生代地层广泛出露一套超基性、基性岩墙和碱质火山杂岩(包括碱性玄武岩和粗面岩),为研究北大巴山早古生代构造演化提供了重要的载体。本文通过利用锆石U-Pb定年和金云母^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年方法对它们的形成时代进行... 详细信息

北大巴山早古生代地层广泛出露一套超基性、基性岩墙和碱质火山杂岩(包括碱性玄武岩和粗面岩),为研究北大巴山早古生代构造演化提供了重要的载体。本文通过利用锆石U-Pb定年和金云母^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年方法对它们的形成时代进行了系统研究,结合地球化学特征探讨它们的成因及构造意义。通过对岚皋县和镇坪县的两个辉绿岩墙开展锆石U-Pb定年,分别获得它们的年龄为399±1Ma和451±4 Ma,是研究区目前已报道的有关超基性、基性岩墙最年轻和最老的就位时代。地球化学分析结果表明,它们的主量元素与区内其他基性岩墙位于同一演化趋势线上,微量和稀土元素地球化学特征相似,类似于OIB的特征,表明它们来自相同的地幔源区。因此,研究区内基性岩墙侵入事件最早开始于晚奥陶世中期(约450Ma),结束于早泥盆世晚期(约400 Ma),期间经历了多次岩浆侵入活动。对与碱性玄武岩共生的火山碎屑岩中金云母晶屑进行^(40)Ar/^(39)Ar同位素定年,获得年龄446±3Ma,代表了火山喷发时间,表明碱性玄武质岩浆喷发活动与基性岩浆侵入事件大致同时发生。对粗面岩进行SHRIMP锆石U-Pb定年虽未获得准确的岩浆结晶年龄,但较年轻锆石年龄(165±3Ma和229±2Ma)的存在,暗示其形成时代可能属于中生代。系统的年代学研究表明,北大巴山地区早古生代地层中的超基性、基性岩墙和碱性玄武质火山杂岩为同期岩浆活动的产物,最早开始于450Ma,经历了多期火山喷发和岩浆侵入活动(450~400 Ma),结束于早泥盆世晚期(~400Ma)。而粗面岩与上述岩石不是同一期岩浆活动产物,研究区不存在双峰式火成岩组合,它们可能形成于中生代,属于南秦岭中生代岩浆活动的产物,为南秦岭、北大巴山中生代成矿作用提供物源。

关键词：金云母锆石U-Pb定年碱性玄武岩基性岩墙北大巴山

北大巴山志留系火山碎屑岩序列与成因环境研究

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北大巴山志留系火山碎屑岩序列与成因环境研究

作者：向忠金中国地质科学院

学位级别：硕士

北大巴山志留系滔河口组为一套以火山碎屑岩为主、夹碱性玄武岩和海相沉积岩的火山—沉积地层,一系列规模不一的辉绿岩脉侵入地层中。本文通过系统的1/10,000地质填图、大比例尺实测剖面和地球化学分析工作,对滔河口组的相序组合、火山... 详细信息

北大巴山志留系滔河口组为一套以火山碎屑岩为主、夹碱性玄武岩和海相沉积岩的火山—沉积地层,一系列规模不一的辉绿岩脉侵入地层中。本文通过系统的1/10,000地质填图、大比例尺实测剖面和地球化学分析工作,对滔河口组的相序组合、火山—沉积序列及火山活动的岩浆源区及构造环境进行了研究。滔河口组火山—沉积序列包含共生相、原生火山碎屑岩相、同喷发火山碎屑岩相、含火山碎屑沉积岩相和正常沉积岩相5个相组合、22种不同岩相。自下而上由玄武岩(一般下部为粗粒/细粒玄武岩、上部为枕状或杏仁构造玄武岩)、凝灰角砾岩(局部为再沉积富辉石火山砾岩)、无结构(或叠瓦状)凝灰质粗砾岩、凝灰质砂岩、生物灰岩或泥岩等岩相构成。具有下部为玄武岩,上部为火山碎屑岩(碎屑流沉积)或碳酸盐岩的“二元”结构特征,与洋岛/海山相似。区域地质填图表明,滔河口组火山活动具有西强东弱的特征,可能受断裂控制,具裂隙式喷发特征。根据火山碎屑岩组成和沉积特征,推测古火山活动以夏威夷—斯托柏林型(Hawiian-Strombolian type)喷发为主,在初始阶段可能存在舒尔特赛型(Surtseyan)喷发。地球化学分析表明,碱性玄武岩中辉石斑晶主要为次透—透辉石,少量为深绿辉石。普遍富集LREE,轻重稀土强烈分异。不同岩相玄武岩中辉石主量元素含量呈连续线性变化,REE和微量元素标准化配分曲线大致平行,表明它们是同一岩浆连续结晶分离的产物。滔河口组碱性玄武岩的岩浆源区为富不相容元素流体交代的,由HIMU、EMII和EMI三个端元混合而成的复杂地幔源区。根据单斜辉石—熔体平衡温压计算方程,计算获得辉石斑晶三组结晶温度和压力,分别为1246-1324℃,1.13-2.05 Gpa;1200-1211℃,0.44-0.62 Gpa;1159-1183℃,0.14-0.28 GPa。结晶压力差异表明岩浆在上升过程中分别在37-68 km、15-20 km和5-9 km三个深度发生了储积结晶。随着岩浆的上升演化,辉石具有镁降低、钙和铁升高,碱性玄武岩具有基性降低、逐渐富硅、碱质和挥发分的变化规律。火山—沉积地层序列、辉石斑晶和碱性玄武岩的地球化学特征等综合表明,滔河口组形成于被动大陆边缘环境。

关键词：火山碎屑岩碱性玄武岩滔河口组北大巴山

松潘-甘孜地体中部晚三叠世安山质增生弧的确定及其意义

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岩石学报 2017年第2期33卷 579-604页

作者：夏磊闫全人向忠金江文宋博陈辉明中国科学院大学地球科学学院北京100049 中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质调查局西安地质调查中心西安710054

本文研究揭示,巴颜喀拉-松潘甘孜地体(简称松潘-甘孜地体)中部三叠系复理杂岩中的安山岩块是增生弧岩浆活动的产物,具有高度不均一均匀的岩石组构、地球化学与同位素组成。特别是这些安山岩显示了与松潘-甘孜三叠系海相浊积岩具有高度的... 详细信息

本文研究揭示,巴颜喀拉-松潘甘孜地体(简称松潘-甘孜地体)中部三叠系复理杂岩中的安山岩块是增生弧岩浆活动的产物,具有高度不均一均匀的岩石组构、地球化学与同位素组成。特别是这些安山岩显示了与松潘-甘孜三叠系海相浊积岩具有高度的Sr-Nd同位素亲缘性,沿亏损地幔和三叠系海相浊积岩混熔曲线分布,且主要分布于三叠系海相浊积岩端元区。这表明该增生弧安山质岩浆主要由增生楔中的海相浊积岩基质部分熔融形成,并受到了增生楔中大洋岩石圈残片等超镁铁/铁镁质组分的不同程度混染。安山岩时代(226.8±1.9Ma^213.7±0.9Ma)以及同时期广泛的S型花岗岩侵入活动(228±2Ma^204±7Ma)揭示增生弧形成于晚三叠世Norian期。前人工作表明,位于松潘-甘孜地体东北隅的诺尔盖-松潘盆地是一个周缘前陆盆地。因此,松潘-甘孜地体并非单一构造成因的地质体,至少由二叠纪-三叠纪演化的古特提斯大洋和中三叠世拉丁期-晚三叠世诺列期周缘前陆盆地两部分构成。前者是松潘-甘孜地体的主体部分,由松潘-甘孜古特提斯洋在三叠纪时期快速收缩形成的增生楔杂岩组成,其上发育增生弧,局部残存古特提斯大洋盆地及被构造移置的洋壳残片;后者为西秦岭弧(248~234Ma)与扬子地块碰撞的产物。

关键词：松潘-甘孜地体斑状安山岩增生楔杂岩增生弧

北大巴山新元古代龙潭河组的源区特征:来自碎屑组成和锆石年代学的证据

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地质学报 2016年第8期90卷 1886-1899页

作者：向忠金闫全人夏磊宋博王宗起中国地质科学院地质研究所北京100037 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球科学学院北京100049 中国地质调查局西安地调中心西安710054 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

沿扬子板块北缘大巴山弧形断裂出露的新元古代龙潭河组主体为一套富火山碎屑沉积岩夹原生火山碎屑岩组合。长期以来，它们以及上覆砂砾岩组合（木座组）（前人认为冰踱岩）统被解释为扬子板块北缘新元古代陆内裂谷和被动陆缘沉积。龙潭... 详细信息

沿扬子板块北缘大巴山弧形断裂出露的新元古代龙潭河组主体为一套富火山碎屑沉积岩夹原生火山碎屑岩组合。长期以来，它们以及上覆砂砾岩组合（木座组）（前人认为冰踱岩）统被解释为扬子板块北缘新元古代陆内裂谷和被动陆缘沉积。龙潭河组岩石组合包括杂砂岩、含砾粗砂岩、砾岩、凝灰质粉砂岩夹（含砾）凝灰岩。砂岩碎屑组成研究表明，龙潭河组碎屑以火山岩岩屑和斜长石为主，少量石英，砾岩砾石主要为玄武岩、玄武安山岩／安山岩。这些特征表明物源区主要出露中、基性火山岩和富火山碎屑沉积岩，少量长英质岩石，源区大地构造背景为岛弧。本文对一套具有近源堆积特征的火山质砾岩进行了碎屑锆石LA—ICP—MSU—Pb定年分析，结果显示锆石具有两组集中年龄群，峰值分别为～770Ma和～705Ma，表明源区存在至少两期岩浆活动。龙潭河组砾石、岩屑和锆石较差的磨圆度和分选性共同表明它们为一套近源沉积，碎屑组成表明物源区为～705Ma岛弧，形成于弧后环境。龙潭河组物源区岛弧构造背景的确定暗示南秦岭造山带北大巴山地区与俯冲相关的岛弧构造体制一直持续到～705Ma。

关键词：火山碎屑安山岩岛弧新元古代大巴山

南盘江盆地南缘富宁—那坡地区早—中三叠世火山-沉积组合形成环境

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地质通报 2021年第1期40卷 138-151页

作者：向忠金闫全人夏磊夏文静中国地质科学院地质研究所北京100037 自然资源部深地动力学重点实验室北京100037 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 云南大学地球科学学院云南昆明650500 北京航空航天大学学生处北京100191

南盘江盆地南缘发育大量早—中三叠世岩浆岩和巨厚三叠系,为研究沿中越边界一带是否发生洋盆俯冲消亡过程提供了重要的岩浆-沉积证据。选取中越边界地区出露面积最大的富宁—那坡地区早—中三叠世火山岩及相关沉积作为研究对象,通过系... 详细信息

南盘江盆地南缘发育大量早—中三叠世岩浆岩和巨厚三叠系,为研究沿中越边界一带是否发生洋盆俯冲消亡过程提供了重要的岩浆-沉积证据。选取中越边界地区出露面积最大的富宁—那坡地区早—中三叠世火山岩及相关沉积作为研究对象,通过系统的地质填图和剖面测量,查明这套火山-沉积组合具有下部玄武安山岩,上覆碳酸盐岩质砾岩、含砾粗砂岩和钙质砂岩的沉积序列,与岛弧环境火山-沉积序列相似。玄武安山岩SHRIMP锆石U-Pb定年结果为247±1 Ma和246±3 Ma,与野外产于中三叠统碎屑岩之下的地质事实相符。结合前人研究成果,确定这套火山岩形成于早—中三叠世(247~242 M a)。全岩地球化学分析结果显示,玄武安山岩富集大离子亲石元素(LILEs,R b、T h和U)和轻稀土元素(LR EE),其具有明显的Nb、Ta和Ti负异常。火山-沉积序列和火山岩地球化学特征表明,富宁—那坡地区早—中三叠世火山-沉积组合形成于与俯冲相关的弧环境。中越边界地区早—中三叠世弧火山岩与蛇绿混杂岩带的时空展布特征表明,该地区晚古生代洋盆发生了向北的俯冲消减。

关键词：玄武安山岩岛弧三叠纪南盘江盆地华南

南秦岭大堡组奥陶纪洋岛玄武岩的识别及其构造意义:来自地球化学和年代学证据

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岩石学报 2009年第12期25卷 3241-3250页

作者：王涛王宗起闫臻闫全人张英利向忠金中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

秦岭造山带以商-丹构造带为界分为北秦岭和南秦岭构造带。大堡组位于南秦岭构造带内,由灰色-深灰色的泥岩、粉砂岩和炭硅板岩,以及夹含炭硅质岩、灰岩和基性火山岩块体组成。在大堡组中出露的能干上和蚂蝗峡基性岩块夹于黑色的泥岩之中... 详细信息

秦岭造山带以商-丹构造带为界分为北秦岭和南秦岭构造带。大堡组位于南秦岭构造带内,由灰色-深灰色的泥岩、粉砂岩和炭硅板岩,以及夹含炭硅质岩、灰岩和基性火山岩块体组成。在大堡组中出露的能干上和蚂蝗峡基性岩块夹于黑色的泥岩之中,岩石地球化学分析结果表明,SiO_2含量为41.53%～53.59%,富TiO_2为2.14%～3.58%,REE的总量为∑REE=282.3×10^(-6),轻稀土元素较重稀土元素富集[(La/Yb)_N=8.34],略显Eu正异常(Eu~*=1.13～1.25),具有较高的Ti/Y(300～622)和Zr/Y(3.8～7.4)比值。大离子亲石元素Rb、Ba和K相对富集,无明显的Nb和Ta异常,其Nb和Ta值为N-MORB标准值的10～20倍,为典型洋岛玄武岩(OIB)地球化学特征。锆石SHRIMPⅡU-Pb测年获得能干上和蚂蝗峡基性岩块体分别形成于446Ma和455Ma。这些资料进一步表明,奥陶纪时期南秦岭存在着古洋盆。

关键词：南秦岭奥陶纪洋岛玄武岩识别构造意义岩石地球化学年代学证据 southern Qinling tectonic significance Qinling orogen geochemical characteristics geochemical analysis 构造带 high zircon SHRIMP south Qinling 轻稀土元素岩块基性岩

滇东南富宁地区基性侵入岩与峨眉山地幔柱存在成因关系吗?——来自1∶5万洞波幅和皈朝幅地质填图的证据

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岩石学报 2017年第10期33卷 3109-3122页

作者：江文向忠金夏文静夏磊张慧 PHAM Van Tho 闫全人卫巍中国科学院大学地球科学学院北京100049 中国地质科学院地质研究所北京100037

在滇东南富宁地区,出露一系列以辉绿岩为主、含少量辉长辉绿岩和辉绿玢岩的基性侵入岩。根据地球化学、同位素地球化学以及锆石U-Pb年代学等分析结果,前人将这些基性侵入岩视作峨眉山大火成岩省的组成部分,源自峨眉山地幔柱。国内外研... 详细信息

在滇东南富宁地区,出露一系列以辉绿岩为主、含少量辉长辉绿岩和辉绿玢岩的基性侵入岩。根据地球化学、同位素地球化学以及锆石U-Pb年代学等分析结果,前人将这些基性侵入岩视作峨眉山大火成岩省的组成部分,源自峨眉山地幔柱。国内外研究的共识认为,峨眉山地幔柱活动发生于263~252Ma之间,持续时间极短。在开展1∶2.5万大比例尺地质调查与填图(洞波幅和皈朝幅1∶5万地质调查手图)过程中,我们发现,这些基性侵入岩不仅侵入古生代地层,还侵入了富宁县皈朝一带的晚二叠世-中三叠世岛弧玄武安山岩(255~241Ma)以及早-中三叠世地层。这些地质事实表明,富宁地区基性侵入岩的形成时代至少晚于中三叠世Anisian期或更晚,与峨眉山地幔柱活动时代存在很大的时差,岩石类型与组合上也与峨眉山大火成岩省的有很大差异。根据我们填图过程中获得的基本地质事实分析,滇东南富宁地区的基性侵入岩是华南地块与北越地块间的古特提斯分支洋盆闭合、两个地块碰撞造山(即印支造山)后的岩浆活动产物,与峨眉山地幔柱没有成因关系。

关键词：云南富宁基性侵入岩古特提斯印支造山后峨眉山地幔柱

南盘江盆地中部西林断隆南翼中-下三叠统沉积学特征及其大地构造意义

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岩石学报 2018年第7期34卷 2119-2139页

作者：夏文静闫全人向忠金夏磊江文卫巍李晓剑周斌中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 Institut des Sciences de la Terre d' Orleans UMR 7327-CNRS/Universite d' Orleans Orleans 45100 中国地质科学院地质研究所北京100037 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

印支造山带对华南地质演化具有重要影响,南盘江盆地作为华南与印支造山带相关的最大的盆地,其构造演化过程备受关注,然而对于盆地由伸展到挤压的构造转换时限还存在争议。西林县位于南盘江盆地的中部,古生界和中-下三叠统出露良好,是进... 详细信息

印支造山带对华南地质演化具有重要影响,南盘江盆地作为华南与印支造山带相关的最大的盆地,其构造演化过程备受关注,然而对于盆地由伸展到挤压的构造转换时限还存在争议。西林县位于南盘江盆地的中部,古生界和中-下三叠统出露良好,是进行沉积大地构造学研究的理想地区。为进一步明确南盘江盆地的构造演化过程,本文选取南盘江盆地中部西林县一带中-下三叠统进行了详细的沉积相分布和演化、古水流以及碎屑组成分析。结果表明,空间上,下三叠统自下而上自北向南依次出露:(1)泥岩、泥灰岩、砂屑灰岩和凝灰岩构成的潮坪-泻湖相沉积;(2)砾岩、含砾砂岩、细砂岩和粉砂岩构成的块体搬运沉积(MTD,Mass-transport deposit)与浊积扇相沉积互层;(3)中粗砂岩、粉砂岩、泥岩组成的浊积扇相沉积,构成向上水体急剧加深的沉积序列。中三叠统为一套浊积扇相沉积,由粗砂岩、细砂岩、粉砂岩和泥岩组成。古水流和碎屑组成分析结果显示,西林县一带下三叠统碎屑物主要来自北侧西林-隆林一带的碳酸盐岩台地,而中三叠统碎屑除来自北侧相邻碳酸盐岩台地外,还可能来自江南造山带、康滇古陆、云开地块和峨眉山玄武岩。沉积相的垂向变化记录了西林一带由古生代孤立碳酸盐岩台地向三叠纪半深海浊积岩盆地的演化过程,而早三叠世MTD是盆地张开过程中的直接沉积记录,以上地质事实暗示了南盘江盆地在早三叠世受控于区域伸展体制,西林一带的古生代孤立碳酸盐岩台地则是伸展过程中形成的断隆。盆地内的基性岩墙侵位(258~248Ma)以及西林一带早三叠世晶屑沉凝灰岩的锆石U-Pb年代学分析结果(249.4±1.2Ma)表明南盘江盆地在晚二叠世至早三叠世处于伸展构造背景之下,中三叠统为半深海浊积岩沉积则表明这一伸展过程至少持续至中三叠世。由于在时间上和空间上,南盘江盆地的张开都与古特提斯分支洋盆的俯冲消减有关,因而我们认为南盘江盆地也是晚二叠世到中三叠世古特提斯洋岩石圈俯冲体系的一部分。由于南盘江盆地及其邻近区缺失上三叠统沉积,这可能说明古特提斯洋俯冲结束于中三叠世。

关键词：西林断隆南盘江盆地中-下三叠统块体搬运沉积

北大巴山志留系滔河口组碱质斑状玄武岩的岩浆源区及形成环境——来自全岩和辉石斑晶地球化学的约束

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岩石学报 2010年第4期26卷 1116-1132页

作者：向忠金闫全人闫臻王宗起王涛张英利覃小锋中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

北大巴山志留系滔河口组火山-沉积地层发育有粗粒玄武岩、细粒玄武岩、杏仁构造玄武岩和枕状玄武岩四种斑状玄武岩相。它们都属于碱性玄武岩,并具有相似的地球化学特征,富Ti、贫Si,富集大离子亲石元素(LILE,如Th、Rb、Ba)和LREE,轻重稀... 详细信息

北大巴山志留系滔河口组火山-沉积地层发育有粗粒玄武岩、细粒玄武岩、杏仁构造玄武岩和枕状玄武岩四种斑状玄武岩相。它们都属于碱性玄武岩,并具有相似的地球化学特征,富Ti、贫Si,富集大离子亲石元素(LILE,如Th、Rb、Ba)和LREE,轻重稀土分异明显。稀土和微量元素标准化配分型式具有与洋岛玄武岩(OIB)类似的特征。斑晶主要属于单斜辉石族中的次透辉石-透辉石,具有与全岩相似的微量和稀土元素配分形态,表明四种玄武岩相由同一岩浆源区形成。由单斜辉石-熔体平衡温压计计算获得的初始岩浆深度大于67.65km,表明岩浆源区来自地幔。岩浆在上升过程中在39.93～67.65km、14.52～20.46km、4.62～9.24km三个深度范围发生了储积结晶,最后喷出到地表分别形成粗粒玄武岩、细粒和枕状玄武岩、杏仁构造玄武岩。粗粒玄武岩中富含金云母表明岩浆源区遭受了富不相容元素流体的交代作用。玄武岩全岩、单斜辉石地球化学特征以及火山-沉积序列共同表明,滔河口组碱性玄武岩形成于大洋板内环境。

关键词：单斜辉石斑晶碱质斑状玄武岩志留系滔河口组北大巴山