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冀北沽源铀矿田粗面岩的年代学、地球化学特征及岩石成因

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地球化学 2017年第2期46卷 105-122页

作者：巫建华张婧妍姜山解开瑞郭国林吴仁贵核资源与环境国家重点实验室培育基地(东华理工大学) 江西南昌330013 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 核工业243地质大队内蒙古赤峰024006

沽源铀矿田位于开源-赤峰断裂带以南的华北古板块北缘,燕辽Mo-U-Ag-Pb-Zn多金属成矿带西段和沽源-红山子铀成矿带西南段,铀矿赋存在粗面岩-流纹岩组合中。2个粗面岩样品(样号分别为GY101和GY108)的锆石均具有明显的环带结构,Th/U比值高... 详细信息

沽源铀矿田位于开源-赤峰断裂带以南的华北古板块北缘,燕辽Mo-U-Ag-Pb-Zn多金属成矿带西段和沽源-红山子铀成矿带西南段,铀矿赋存在粗面岩-流纹岩组合中。2个粗面岩样品(样号分别为GY101和GY108)的锆石均具有明显的环带结构,Th/U比值高,属典型的岩浆成因锆石。SHRIMP锆石U-Pb测年结果表明:GY101粗面岩13个分析点的206Pb/238U年龄范围为142~136 Ma,加权平均值为(138.4±1.3)Ma,MSWD=0.47;GY108粗面岩12个分析点的^(206)Pb/^(238)U年龄范围为143~137 Ma,加权平均值为(139.5±1.3)Ma,MSWD=0.49,指示地质时代属早白垩世早期。粗面岩具有较高的SiO_2、K_2O+Na_2O含量和K_2O/Na_2O、Fe_2O_3/FeO比值,在SiO_2-(K_2O+Na_2O)图解中落在碱性系列粗面岩或粗面英安岩范围,在SiO_2-K_2O图解中落在橄榄玄粗岩系列范围,结合标准矿物Q含量小于20%,属典型的高钾碱性粗面岩。稀土元素含量高,富集轻稀土,Eu负异常不明显,稀土分布模式为右倾轻稀土富集型,具高压型粗面岩的稀土元素特征;富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Pb和高场强元素Zr、Y,亏损Nb、Ta、Sr、Ti元素,具高Sr-Ba英安岩-流纹岩的微量元素特征。较低的Ti/Zr、Nb/Ta比值和较高的Rb/Sr比值,具有壳源火山岩的特征;具有较高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_i(0.707781~0.708156)、εNd(t)(–5.31~–5.83)和δ^(18)OVSMOW(7.08‰~8.05‰),较小的tDM2(1361~1376 Ma),较低的(^(206)Pb/^(204)Pb)_i(16.97~17.00)、(^(207)Pb/^(204)Pb)_i(15.06~15.62)和(^(208)Pb/^(204)Pb)_i(36.73~36.80),在ε_(Nd)(t)-(^(87)Sr/^(86)Sr)_i图解中落在EMⅠ富集地幔与亏损地幔的联线附近,在(^(208)Pb/^(204)Pb)t-(^(206)Pb/^(204)Pb)_t图解中落在靠近EMⅠ富集地幔的下地壳和地幔之间,在(^(87)Sr/^(86)Sr)_i-(^(206)Pb/^(204)Pb)_t和(^(143)Nd/^(144)Nd)_i-(^(206)Pb/^(204)Pb)_t图解中均落在EMⅠ富集地幔端元附近,在Zr/Al_2O_3-TiO_2/Al_2O_3和Y-Zr判别图解中都落在板内构造环境内。可见,沽源铀矿田粗面岩的成因可用两阶段模式进行解释:中元古代源于EMⅠ富集地幔和亏损地幔的岩浆混合并在底侵于下地壳的过程中受到少量古老下地壳物质混染后形成年轻下地壳;中侏罗世晚期-晚侏罗世发生的挤压构造事件导致地壳加厚,早白垩世早期在拉张构造环境下加厚地壳的年轻下地壳发生部分熔融形成的粗面质岩浆喷出地表形成粗面岩。

关键词：粗面岩 SHRIMP锆石U-Pb年龄 Sr-Nd-Pb-O同位素年轻下地壳早白垩世早期沽源铀矿田

冀北大滩盆地粗面岩的年代学、地球化学特征及成因研究

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高校地质学报 2016年第4期22卷 608-620页

作者：夏应冰巫建华姜山吴仁贵刘帅东华理工大学地球科学学院南昌330013 核资源与环境国家重点实验室培育基地(东华理工大学) 南昌330013 核工业243地质大队赤峰024006

丰宁大滩盆地位于西拉木伦河断裂带以南的华北古板块北缘,燕辽Mo-U-Ag-Pb-Zn多金属成矿带西段和沽源-红山子铀成矿带西南段,空间上与赋存张麻井大型铀钼矿床的沽源盆地毗邻。大滩盆地张家口组粗面岩-流纹岩组合构成盆地的主体,是热液型... 详细信息

丰宁大滩盆地位于西拉木伦河断裂带以南的华北古板块北缘,燕辽Mo-U-Ag-Pb-Zn多金属成矿带西段和沽源-红山子铀成矿带西南段,空间上与赋存张麻井大型铀钼矿床的沽源盆地毗邻。大滩盆地张家口组粗面岩-流纹岩组合构成盆地的主体,是热液型铀矿的主要围岩。粗面岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为140.3±1.4 Ma(2σ,MSWD=1.09),地质时代属于早白垩世早期。具有较高的SiO_2、K_2O+Na_2O含量,SiO_2=61.6%-63.1%,K_2O+Na_2O=9.28%-10.2%,在K_2O-SiO_2图解中投影点落在橄榄玄粗岩系列范围,TAS图解上都落在碱性系列粗面岩或粗面英安岩范围,结合标准矿物Q含量为12.9%-18.4%(小于20%),属典型的粗面岩。稀土元素含量高,富集轻稀土,铕负异常不明显,∑REE=(279-318)×10^(-6),δEu=0.77~0.88,稀土配分曲线图表现为右倾的轻稀土富集型,具高压型粗面岩的稀土元素特征;富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Pb和高场强元素Zr、Y,亏损Nb、Ta、Sr、Ti元素。较低的Ti/Zr(8.40~14.72),Nb/Ta(14.07~15.26)比值,较高的Rb/Sr(0.95-1.60),具有高Sr-Ba英安岩-流纹岩的微量元素的特征;具有较高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_i(0.7077-0.7096)、较低的ε_(Nd)(t)(-12.09--10.67),较大的T_(DM2)(1911-1796 Ma),较低的(^(206)Pb/^(204)Pb)_t(16.92-17.04)、(^(207)Pb/^(204)Pb)_t(15.39-15.42)和(^(208)Pb/^(204)Pb)_t(37.58-37.67),在(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i-t)/Ga和(^(208)Pb/^(204)Pb)_t-(^(206)Pb/^(204)pb)_t图解上投影点位于下地壳和地幔之间,并靠近EMⅠ富集地幔,在ε_(Nd)(t)-(^(87)Sr/^(86)Sr)_i图解上投影点位于EMⅠ富集地幔演化线上,与汉诺坝二辉麻粒岩包体的区域一致。可见,大滩盆地粗面岩的成因可用两阶段模式进行解释:古元古代源于EMⅠ富集地幔的岩浆与少量古老下地壳物质部分熔融产物混合形成年轻下地壳,早白垩世早期在加厚地壳背景下年轻下地壳部分熔融形成的岩浆喷出地表形成粗面岩。

关键词：粗面岩成因 Sr-Nd-Pb同位素年轻下地壳早白垩世早期大滩盆地

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江西会昌盆地粗面岩年代学与地球化学特征

江西会昌盆地粗面岩年代学与地球化学特征

作者：钟志菲东华理工大学

学位级别：硕士

江西会昌盆地位于武夷山中段,属中国东南大陆晚中生代火山-侵入岩带的一部分。本文系统研究了该盆地粗面岩产出的地质背景、空间展布、地质时代、岩石学以及岩石地球化学特征和Sr、Nd、Pb、O同位素地球化学特征,并据此探讨了粗面岩的成... 详细信息

江西会昌盆地位于武夷山中段,属中国东南大陆晚中生代火山-侵入岩带的一部分。本文系统研究了该盆地粗面岩产出的地质背景、空间展布、地质时代、岩石学以及岩石地球化学特征和Sr、Nd、Pb、O同位素地球化学特征,并据此探讨了粗面岩的成因与构造环境。会昌盆地以红色碎屑沉积岩为主并夹有少量火山岩,粗面岩主要分布于盆地内岽背村一带红色沉积岩系中,而在盆地内站塘乡一带红色沉积岩系中则发育有玄武岩。粗面岩的SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示,14个分析点的206Pb/238U年龄变化范围为11408 Ma,加权平均年龄值为110.7Ma±1.0Ma,MSWD=0.47;玄武岩的SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示,12个分析点的206Pb/238U年龄变化范围为94.201.6Ma,加权平均年龄值为99.0Ma±1.0Ma,MSWD=1.14。这不仅指示粗面岩和玄武岩的形成地质时代属早白垩世晚期,而且说明粗面岩形成的地质时代早于玄武岩形成的地质时代。会昌盆地粗面岩呈灰-灰绿色,断面粗糙,致密块状构造,斑状结构,斑晶以碱性长石为主,其次为角闪石、暗色矿物等。SiO2含量为59.0%4.6%(平均为61.9%),富碱和钠,Na2O含量为6.50%.70%(平均为7.03%),K2O含量为0.69%.23%(平均为1.84%),(Na2O+K2O)含量为7.19%0.1%(平均为9.70%),K2O/Na2O比值为0.11.47(平均为0.26);在SiO2-(K2O+Na2O)图上,除一个样品外都落入碱性系列粗面岩或粗面英安岩范围內;CIPW计算结果显示,标准矿物Q含量为6.07%4.7%(平均为9.95%),小于20%,属粗面岩。MgO含量为0.28%.92%(平均为0.55%),TiO2含量为0.84%.94%(平均为0.90%),FeOt含量为4.17%.04%(平均为4.51%),CaO含量为0.87%.38%(平均为2.25),Al2O3含量为15.5%8.9(平均为17.7%),A/CNK值为0.73.24,(平均为1.02),属弱铝质-过铝质岩石。稀土总量较低,轻稀土明显富集,重稀土强烈亏损,Eu负异常不明显,∑REE含量为114×10-668×10-6,∑LREE含量为101×10-648×10-6,∑HREE含量为14.9×10-69.6×10-6,∑LREE/∑HREE比值为6.54.52,(La/Yb)N比值为24.94.2(平均为27.4),δEu的值为0.81.10(平均为0.98),在稀土曲线图上呈明显的右倾,具高压型粗面岩的稀土特征。较低的Y和Yb含量,较高的Sr含量和Sr/Y比值,Y含量为8.99×10-61.7×10-6(平均为10.8×10-6),Yb含量为0.55×10-6.82×10-6(平均为0.7×10-6),Sr含量为329×10-636×10-6(平均为498×10-6),Sr/Y比值为36.51.8(平均为48.2),具有埃达克质岩石的特征;Zr含量为203×10-619×10-6(平均为209×10-6),Ba含量为477×10-6123×10-6(平均为699×10-6),在Zr-Sr-Ba图解上落入高Sr-Ba英安岩-流纹岩区,显示出深部地壳来源的特征;在不相容元素蛛网图上显示富集大离子亲石元素(Cs、Rb、Ba、K等元素),强烈亏损高场强元素(Ta、Nd)。粗面岩(87Sr/86Sr)i值为0.7074.7082(平均为0.7077),(143Nd/144Nd)i值为0.512491.512497(平均为0.512494),(206Pb/204Pb)i值为18.108.19(平均为18.14),(207Pb/204Pb)i值为15.765.77(平均为15.77),(208Pb/204Pb)i值为38.528.53(平均为38.54),εNd(t)值为-1.992.60(平均为-2.29),TDM2=1071 Ma120Ma(平均为1094 Ma),表明粗面岩具有年轻下地壳部分熔融产物的特征;在(87Sr/86Sr)i-(206Pb/204Pb)i、(143Nd/144Nd)i-(206Pb/204Pb)i和εNd(t)-(87Sr/86Sr)i图解上,投影点皆位于DMM、EMⅡ端员之间,表明年轻下地壳源岩是由DMM和EMⅡ型地幔物质混合型成的;综合以上地球化学特征,会昌盆地粗面岩是由亏损地幔(DM)和Ⅱ型富集地幔部分熔融的产物混合形成的年轻下地壳再经部分熔融形成的岩浆喷发地表而形成。

关键词：粗面岩锆石U-Pb年龄早白垩世晚期年轻下地壳会昌盆地

江西会昌盆地埃达克质粗面岩年代学、地球化学与成因研究

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东华理工大学学报（自然科学版） 2015年第2期38卷 167-175页

作者：钟志菲巫建华东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 东华理工大学核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地江西南昌330013

江西是华南白垩纪红色碎屑沉积岩系最发育的地区之一,且常夹有火山岩层。会昌岽背村一带红色沉积岩系底部的火山岩具有较高Si O2和Al2O3,较低的Mg O,Si O2=59.0%~64.6%(平均61.9%),Al2O3=15.5%~18.9(平均17.7%),Mg O=0.28%~0.92%(平均0.... 详细信息

江西是华南白垩纪红色碎屑沉积岩系最发育的地区之一,且常夹有火山岩层。会昌岽背村一带红色沉积岩系底部的火山岩具有较高Si O2和Al2O3,较低的Mg O,Si O2=59.0%~64.6%(平均61.9%),Al2O3=15.5%~18.9(平均17.7%),Mg O=0.28%~0.92%(平均0.55%);富碱和钠,(Na2O+K2O)=7.19%~10.1%(平均9.70%),Na2O=6.50%~7.70%(平均7.03%),在Si O2-(Na2O+K2O)图解上落入碱性系列粗面岩或粗面英安岩范围;CIPW计算结果显示,标准矿物Ab=57.2%~65.7(平均60.5%),Q=6.07%~14.7%(平均9.95%),小于20%,属粗面岩。稀土总量较低,轻稀土明显富集,重稀土强烈亏损,Eu负异常不明显,∑REE=114×10-6~168×10-6,∑LREE=101×10-6~148×10-6,∑HREE=14.9×10-6~19.6×10-6,∑LREE/∑HREE=6.54~7.52,(La/Yb)N=24.9~34.2(平均27.4),δEu=0.81~1.10(平均0.98%),在稀土曲线图上呈明显的右倾,具高压型粗面岩的特征。较低的Y和Yb含量,较高的Sr含量和Sr/Y比值,Y=8.99×10-6~11.7×10-6(平均10.8×10-6),Yb=0.55×10-6~0.82×10-6(平均0.7×10-6),Sr=329×10-6~836×10-6(平均498×10-6),Sr/Y=36.5~71.8(平均48.2),具有埃达克岩的特征;在不相容元素蛛网图上显示富集大离子亲石元素(Cs,Rb,Ba,K等元素),强烈亏损高场强元素(Ta、Nd),具壳源的特征。较低的(87Sr/86Sr)i值、较高的εNd(t)和较小的TDM2值,(87Sr/86Sr)i=0.7074~0.7082(平均0.7077),εNd(t)=-1.99^-2.60(平均-2.29),TDM2=1 071 Ma^1 120 Ma(平均1094 Ma),具年轻下地壳部分熔融产物的特征。SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示,14个分析点的206Pb/238U年龄变化范围为(114~108)Ma,加权平均年龄为(110.7±1.0)Ma,MSWD=0.47,指示地质时代属早白垩世晚期。上述特征显示,会昌岽背村一带红色沉积岩系底部的火山岩为早白垩世晚期加厚地壳背景下年轻下地壳部分熔融形成的埃达克质粗面岩。

关键词：粗面岩锆石U-Pb年龄早白垩世晚期年轻下地壳会昌盆地