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藏南冈底斯岩基晚白垩世含紫苏辉石侵入岩的地球化学特征及其成因探讨

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岩石学报 2020年第9期36卷 2667-2700页

作者：高家昊曾令森高利娥赵令浩王亚莹王亚飞自然资源部深部动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质科学院国家地质实验测试中心北京100037 北京大学地球与空间科学学院北京100871

冈底斯岩基南缘自西向东,从楠木林到米林广泛出露一系列含暗色细粒包体的含紫苏辉石侵入岩。这一系列含紫苏辉石的侵入岩具有斜长石以及紫苏辉石的巨晶(> 5mm),呈现出堆晶结构。锆石U-Pb定年表明,这一系列含紫苏辉石侵入岩的结晶年龄为9... 详细信息

冈底斯岩基南缘自西向东,从楠木林到米林广泛出露一系列含暗色细粒包体的含紫苏辉石侵入岩。这一系列含紫苏辉石的侵入岩具有斜长石以及紫苏辉石的巨晶(> 5mm),呈现出堆晶结构。锆石U-Pb定年表明,这一系列含紫苏辉石侵入岩的结晶年龄为97~77Ma,并不随侵位位置具有显著的经度上的变化。含紫苏辉石的基性岩具有高的Al2O3(17.3%~18.2%)含量,较高的Mg O (3.9%~4.1%)含量,Fe OT含量在8.7%~9.0%之间;低的Cr ( 39.7);变化较大的Cr(5.7×10-6~260×10-6)和Ni(10.2×10-6~78.2×10-6)含量,具有微弱-强烈的Eu的负异常,富集LILE和LREE,亏损HFSE。暗色细粒包体与含紫苏辉石基性岩相比具有相似的Si O2含量,Fe OT(8.1%~9.0%)含量,稍高的Mg O (4.7%~5.4%)含量,Al2O3(18.1%~19.4%)含量以及Mg#值(51.0~52.6);具有与含紫苏辉石基性岩相似的微量元素分布和稀土元素配分模式。这一系列含紫苏辉石的侵入岩具有较低的初始Sr同位素比值(87Sr/86Sr(t)=0.7037~0.7044),较高并变化较大的εNd(t)值(+3.7^+9.4)和εHf(t)值(+9.9^+14.6)。这些特征共同说明,经流体+熔体交代的地幔楔中软流圈部分在俯冲流体存在的情况下发生部分熔融形成母岩浆,其母岩浆随后与俯冲板片熔体发生混合。在岩浆演化过程中经历了单斜辉石、斜方辉石以及斜长石的分离结晶并最终形成了冈底斯岩基南缘出露的含紫苏辉石侵入岩。暗色细粒包体可以代表母岩浆的早期堆晶,是岩浆淬火作用的产物。母岩浆中大量流体的存在,使其结晶顺序为单斜辉石-斜长石(紫苏辉石),随后的堆晶作用使得这一系列侵入岩得以赋存紫苏辉石。

关键词：冈底斯岩基紫苏辉石堆晶作用斜长石分离结晶暗色细粒包体

北秦岭四方台基性-超基性杂岩的地球化学特征及其成因

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地球化学 2008年第2期37卷 174-186页

作者：刘军锋孙勇冯涛胡艳华孙卫东西北大学大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系陕西西安710069 中国科学院广州地球化学研究所同位素年代学和地球化学重点实验室广东广州510640

四方台杂岩体是沿北秦岭商-丹带出露的最大的基性-超基性杂岩体,出露面积约40km2,由超基性-基性-中性岩石组成,侵入到丹凤群中。该岩体样品SiO2含量在45%～54%之间,在AFM图中则显示出钙碱性系列和拉斑系列共存的特征。与普通幔源岩相比... 详细信息

四方台杂岩体是沿北秦岭商-丹带出露的最大的基性-超基性杂岩体,出露面积约40km2,由超基性-基性-中性岩石组成,侵入到丹凤群中。该岩体样品SiO2含量在45%～54%之间,在AFM图中则显示出钙碱性系列和拉斑系列共存的特征。与普通幔源岩相比,全岩富集稀土元素,尤其富集轻稀土元素,具有明显的Rb、Th、Nb、P、Zr负异常和Ba、Pb、K、Sm正异常。辉长岩是该岩体的主体,灰黑色,中粒,地球化学特征显示其经历壳-幔物质交换。与典型岛弧辉长岩相比,具有Rb、Th负异常,结合特殊的岩石组合和紧邻商-丹断裂的地质特征,认为四方台镁铁-超镁铁质杂岩体可能是沿商-丹带发生俯冲板块断离或者山根拆沉,扰动软流圈,发生下地壳部分熔融和壳-幔物质交换形成的。普遍的Eu正异常表明成岩过程中受到斜长石堆晶作用的影响。

关键词：镁铁-超镁铁质杂岩地球化学断离堆晶作用四方台秦岭

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高分异花岗岩的识别与研究

中国科学：地球科学 2017年第7期47卷 745-765页

作者：吴福元刘小驰纪伟强王佳敏杨雷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 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学地球科学院北京100049

作为大陆地壳的重要组成部分,花岗岩一直是地质学中经久不衰的研究课题.从小型岩枝、岩脉,到大型岩基,花岗岩在不同尺度上表现出结构、构造、矿物组成及化学成分的不均一性.对导致花岗岩成分变异的原因,目前学术界则存在不同的认识.争... 详细信息

作为大陆地壳的重要组成部分,花岗岩一直是地质学中经久不衰的研究课题.从小型岩枝、岩脉,到大型岩基,花岗岩在不同尺度上表现出结构、构造、矿物组成及化学成分的不均一性.对导致花岗岩成分变异的原因,目前学术界则存在不同的认识.争论的焦点在于,花岗岩浆是否能够发生有效的结晶分异作用,以及如果有的话,将发生何种类型的结晶分异作用.本文通过资料的归纳与整理认为,尽管花岗岩浆由于较高的SiO_2含量导致其较高的粘度,但花岗岩浆的结晶分异作用既有野外宏观地质资料证据,也有微观尺度矿物组成及其成分变化的证据,更有大量地球化学资料的支持.这些资料显示,单纯的重力分异并不是花岗岩浆结晶分离作用的主导机制.相反,流动导致的分异可能是花岗岩浆成分变异最主要的原因.根据结晶分异程度,花岗岩可划分为低分异花岗岩、高分异花岗岩以及与之伴生的堆晶花岗岩,它们都将是未来花岗岩岩石学研究的前沿.在大型岩浆房中,高分异花岗岩的出现主要与它的高温及富挥发分相关;而沿伸展构造的侵位也是花岗岩浆能够发生强结晶分异作用的重要控制因素.在高度结晶分异作用情形下,花岗岩浆较长的结晶时间使其极易受到围岩同化混染的影响.因而,花岗岩在很多情况下并不能反映源区的特征及岩浆形成的物理化学条件.从目前的研究来看,高分异花岗岩有可能是大陆地壳成分成熟度的重要标志,且与W、Sn、Nb、Ta、Li、Be、Rb、Cs和REE等稀有金属成矿作用关系密切.

关键词：结晶分异作用堆晶作用高分异花岗岩花岗岩浆大陆地壳演化

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内蒙古苏尼特左旗东苏岩石系列的成因与演化

中国地质 2002年第3期29卷 291-296页

作者：罗照华谌宏伟柯珊罗飞中国地质大学地球科学与资源学院北京100083

东苏岩石系列具有高SiO2富碱的特征,各组成单元之间具有明显的脉动型或涌动型侵入接触关系。但是,无论是主元素还是痕量元素地球化学特征,均不能用单一的岩浆成因模型得到解释。根据地质学、岩石学与地球化学特征,认为岩浆起源于麻粒岩... 详细信息

东苏岩石系列具有高SiO2富碱的特征,各组成单元之间具有明显的脉动型或涌动型侵入接触关系。但是,无论是主元素还是痕量元素地球化学特征,均不能用单一的岩浆成因模型得到解释。根据地质学、岩石学与地球化学特征,认为岩浆起源于麻粒岩相下地壳,源区残留矿物组合中含有斜长石,不含石榴石和角闪石。较早形成的芒乃陶勒盖单元可能与钾长石的堆晶作用有关,哈纳音哈达单元有幔源组分的贡献,哈纳音哈达与塔木嘎特两个单元之间具有同源岩浆演化的特征,而最后形成的乌兰哈达单元则可能是更深位岩浆侵入的产物。

关键词：内蒙古岩石系列花岗岩超单元堆晶作用岩浆起源演化

江南造山带西段镁铁-超镁铁质岩年代学、地球化学研究及其地质意义

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江南造山带西段镁铁-超镁铁质岩年代学、地球化学研究及其地质意义

作者：朱喜西北大学

学位级别：硕士

江南造山带(JOB)位于中国华南大陆,传统上被认为是存在于扬子地块和华夏地块之间的碰撞缝合带。新元古代岩浆岩广泛分布于江南造山带西段,包括镁铁-超镁铁质杂岩体,这为研究华南大陆前寒武纪的构造演化提供了良好的视角。本文报导了江... 详细信息

江南造山带(JOB)位于中国华南大陆,传统上被认为是存在于扬子地块和华夏地块之间的碰撞缝合带。新元古代岩浆岩广泛分布于江南造山带西段,包括镁铁-超镁铁质杂岩体,这为研究华南大陆前寒武纪的构造演化提供了良好的视角。本文报导了江南造山带西段花桥和双朗(龙胜地区)出露的镁铁-超镁铁质岩石,主要运用全岩主微量地球化学、矿物电子探针、Re-Os同位素分析测试、锆石U-Pb年代学等技术手段对其开展了系统的研究工作。橄榄岩样品相对较高的Mg(0.78-0.81)、Cr(2185-3087 ppm)和Ni(1238-1561ppm)含量,显示地幔橄榄岩的特征。MgO与SiO、AlO、TiO含量的具有负相关关系和Ni、Cr的正相关关系,表明了橄榄石、单斜辉石和铬铁矿矿物发生了明显的堆晶过程。相对较低的稀土元素含量(15.79-22.27 ppm)、轻稀土元素显示轻微富集的配分形式,无明显的Nb、Ta、Ti亏损、大离子亲石元素富集的特征,表明其不同于典型特征的岛弧岩浆岩和亏损轻稀土元素特征的深海橄榄岩,我们推断橄榄岩可能形成于陆内环境并且受到交代作用的改造。橄榄岩中单斜辉石矿物Mg的变化(0.91-0.93、0.83-0.86)反映了橄榄岩堆晶过程中矿物成分的变化。全岩Re-Os同位素分析中,橄榄岩具有较高的Re(116-633 ppt)、Os(837-2468 ppt)含量,相似的Os/Os(0.1496-0.1896)、Re/Os(0.5939-2.2937)同位素比值、均一的γOs(6.4-26.9),良好的Os/Os与1/Os比值的线性关系,表明了岩浆岩系统中初始Os同位素的不均一性,结合橄榄岩样品尖晶石相反映的深度较浅的特征,我们认为高于球粒陨石的Os/Os同位素比值(0.1296)可能与大陆岩石圈地幔经历了多次高比例的流体/熔体的渗透反应有关。橄榄岩具有较高的T模式年龄(1.71-4.41 Ga),说明龙胜地区至少在古元古代到太古代存在古老的大陆岩石圈地幔。相比橄榄岩,辉长岩样品具有较低的Mg(0.41-0.50)、Cr(34-85 ppm)和Ni(27-67ppm)含量,MgO与SiO、CaO、AlO、TiO显示明显的负相关关系,表明镁铁质岩浆上升过程中发生了分离结晶作用。辉长岩相对较高的稀土元素含量(35.77-53.20ppm),更加平坦的稀土配分形式,以及轻微富集的轻稀土元素,具有类似于E-MORB的特点,明显不同于典型的岛弧岩浆岩和OIB的特征,很可能形成于一个陆内的环境,而微量元素特征则记录了后期交代作用的影响。辉长岩中角闪石矿物具有较低的Mg(0.43-0.61)、TiO、NaO和AlO含量,继承了辉石的成分特征,其可能为辉石交代富Si流体而成。斜长石矿物成分比较均一,具有低含量的CaO(0.08-0.31 wt.%)和KO(0.03-0.07 wt.%)、较高含量的NaO(10.7-11.9 wt.%)和AlO(15.6-19.0 wt.%),显示为钠长石,为典型的镁铁质岩浆分离结晶的产物。全岩Re-Os同位素分析中,辉长岩具有比较低的Re(199-452 ppt)、Os(7.6-30.8 ppt)含量,变化程度较大的Re/Os(37.37-4528.49)和Os/Os(1.19-444.67)比值,以及良好的Os/Os与1/Os比值的线性关系,表明了岩浆岩系统中初始Os同位素的不均一性。结合Re/Os和Os/Os明显的趋势线,我们认为辉长岩成岩过程中经历了分离结晶作用,后期可能经历了富Si流体的交代作用。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,辉长岩的加权平均年龄为810.5±3.9 Ma,解释为辉长岩的结晶年龄,代表了龙胜地区镁铁质杂岩体的侵位年龄。结合前人的研究成果,我们得出龙胜地区的橄榄岩具有堆晶岩的特征,可能来源于古老的大陆岩石圈地幔。辉长岩在成岩的过程中发生了分离结晶作用。最终,结合区域镁铁-超镁铁质岩浆的地球化学特征和研究成果,我们推断龙胜地区的镁铁-超镁铁质岩石更可能形成于“板内裂谷”环境,而非“地幔柱”或者“岛弧”相关的构造环境。

关键词：江南造山带西段新元古代镁铁-超镁铁质岩石 Re-Os同位素板内裂谷大陆岩石圈地幔堆晶作用分离结晶作用