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地质通报 2023年第5期42卷 828-845页

作者：祝东刘帅巫建华杨东光黄美化马树松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国家重点实验室江西南昌330013 核工业二四三大队内蒙古赤峰024000

赣杭铀成矿带位于扬子板块和华夏板块拼接部位,马荃盆地是该带中段的一个产铀火山盆地,铀矿体赋存在安山岩中。但其岩石类型、岩石系列归属存在一定争议,且缺少较精确的岩石年龄。以马荃盆地内中性火山岩为研究对象,对其进行了年代学、... 详细信息

赣杭铀成矿带位于扬子板块和华夏板块拼接部位,马荃盆地是该带中段的一个产铀火山盆地,铀矿体赋存在安山岩中。但其岩石类型、岩石系列归属存在一定争议,且缺少较精确的岩石年龄。以马荃盆地内中性火山岩为研究对象,对其进行了年代学、岩石学、地球化学特征研究。研究表明,火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为137.1±1.1 Ma(n=15,MSWD=1.5),为早白垩世早期岩浆活动的产物。马荃盆地中性火山岩呈块状构造,斑状结构,以斜长石斑晶为主,并发育少量辉石、角闪石、黑云母斑晶,具有富碱、高钾、低铁、贫钛特征,以及富集轻稀土元素和大离子亲石元素(Rb、Ba、K),亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)等地球化学特征,应为安山岩,属于典型高钾钙碱性系列火山岩。安山岩(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)=0.70855~0.70882,εNd(t)=-9.77~-7.02,(^(206)Pb/^(204)Pb)_(i)=18.17~18.27,(^(207)Pb/^(204)Pb)_(i)=15.56~15.62,(^(208)Pb/^(204)Pb)_(i)=38.43~38.61,(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)-(^(206)Pb/^(204)Pb)_(i)和(143 Nd/144 Nd)_(i)-(^(206)Pb/^(204)Pb)_(i)及(143 Nd/144 Nd)_(i)-(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)图解指示,马荃盆地安山岩源区具有emⅱ型富集地幔的特征。构造环境判别图指示,马荃盆地安山岩形成于板内伸展环境。综合研究表明,马荃盆地安山岩是在早白垩世早期拉张构造背景下,由地幔流体交代形成的emⅱ型富集地幔部分熔融喷出地表的产物。

关键词：安山岩锆石U-Pb年龄地球化学 emⅱ型富集地幔早白垩世早期马荃盆地

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江西龙南东坑盆地余田群玄武岩地质、地球化学特征及源区性质分析

江西龙南东坑盆地余田群玄武岩地质、地球化学特征及源区性质分析

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作者：张婧妍东华理工大学

学位级别：硕士

江西南部余田群火山岩,沿三南(全南、龙南、定南)—寻乌断裂带出露于龙南东坑盆地和临江盆地、定南白面石盆地、寻乌菖蒲盆地中,岩石组合为“流纹岩—玄武岩”双峰式火山岩组合,地质时代属早侏罗世早期。本文以东坑盆地余田群玄武岩为... 详细信息

江西南部余田群火山岩,沿三南(全南、龙南、定南)—寻乌断裂带出露于龙南东坑盆地和临江盆地、定南白面石盆地、寻乌菖蒲盆地中,岩石组合为“流纹岩—玄武岩”双峰式火山岩组合,地质时代属早侏罗世早期。本文以东坑盆地余田群玄武岩为研究对象,通过野外地质考查、镜下鉴定和岩石学、地球化学和Sr-Nd-Pb同位素、单斜辉石物质组成的系统研究,厘定余田群的岩石地层划分,查明了东坑盆地玄武岩及单斜辉石的地球化学特征,探讨了源区性质和形成的构造环境。综合野外地质特征和地质剖面分析,余田群可分为三部分:下部为杂色砾岩、砂岩夹粉砂岩、玄武岩,属沉积喷发相,可称为水头迳组;中部为“流纹岩—玄武岩”双峰式火山岩组合,属喷发相,可称为菖蒲组;上部为黄绿、黄色砾岩、含砾砂岩、黄绿色凝灰质砂岩和紫红色泥质粉砂岩,属湖相沉积岩,可归入罗坳组。不仅证实余田群是一个完整火山旋回的产物,而且首次证实罗坳组整合于菖蒲组之上。东坑盆地玄武岩的SiO含量为47.1%0.1%,平均48.9%,KO相对NaO含量较低,KO含量为0.52%.59%,平均1.19%;NaO含量为2.23%.06%,平均2.51%;全碱含量2.75%.65%,平均3.70%;在TAS图解中多数点落在亚碱性系列的玄武岩区;MgO含量4.16%.83%,平均4.95%,TFeO含量为14.3%7.1%,平均16.2%,在A-F-M图解上投点落于拉斑系列区,指示玄武岩属拉斑系列玄武岩。在主量元素Harker图解上,随着MgO含量的降低,CaO含量增加,TiO、FeO、NaO和MnO的含量增加,SiO、FeO和KO的含量变化不明显,指示岩浆演化过程中存在结晶分异。东坑盆地玄武岩稀土元素总量较低、变化范围较小,ΣREE=113.9×1055.5×10,平均184.2×10,轻重富集,重稀土亏损,LREE/HREE值为2.34.11,平均3.5,在稀土配分曲线图上表现为不太明显的右倾型,Eu负异常不明显,东坑盆地玄武岩富集高场强元素Nb、Zr、Hf、Th、La和大离子亲石元素Ba、Sr、U,相对亏损Rb、Ce;在Zr/AlO-TiO/AlO判别图解及2Nb-Zr/4-Y图解上,投影点均落在板内拉张区域,指示玄武岩形成于拉张构造环境。玄武岩中单斜辉石电子探针分析结果显示,单斜辉石具有低Ti、Al和Na,以及高Si、Fe的特征,SiO=51.6%3.0%,AlO=2.04%.62%,TiO=0.23%.38%,MgO=15.3%6.7%,MnO=0.16%.34%,CaO=12.0%3.2%,NaO=0.1%.19%,TFeO=15.1%6.9%,Mg=54.37.8,Wo=27.2%8.0%,En=43.5%7.9%,Fs=23.4%7.9%,结晶温度为1 139 165℃,压力为0.001.24 GPa;在SiO-AlO图解上落在亚碱性系列范围內;在AlO-TiO图解上全部落在拉斑玄武岩系列范围内,与全岩系列划分结果一致;在Wo-En-Fs图解上全部落入铁普通辉石范围;在F1-F2双因子判别图解中大部分落在板内拉斑玄武岩+洋底玄武岩范围,与全岩构造特征一致。玄武岩具有较高的I=0.70926.72944(平均0.70933),和较低的ε=0.4.7值(平均0.53),在t/Ga-I、t/Ma-ε等图解上,表现出地幔物源的性质,同时微量元素Nb/U、Nb/Th、Ti/Yb的比值证明该岩浆有壳源物质加入,Nb/Y与Th/Y比值、Sr/Sr与δO的相关性证明岩浆受到源区混合作用影响;较低的(Pb/Pb)t=18.018.19(平均18.11)、(Pb/Pb)t=15.315.45(平均15.36)、(Pb/Pb)t=37.808.40(平均38.10)、在Pb/Pb-Pb/Pb和Pb/Pb-Pb/Pb图解上也显示出具有亏损地幔DMM和emⅱ型富集地幔物源的特征。Nd同位素两阶段模式年龄(91749Ma),结合本区铁镁质火山岩形成于板内拉张构造环境的特征,表明其很可能是大陆岩石圈地幔与软流圈地幔混合的产物。

关键词：拉斑玄武岩 Sr-Nd-Pb同位素早侏罗世余田群 emⅱ型富集地幔

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江西盛源铀矿田安山岩的年代学和地球化学特征

江西盛源铀矿田安山岩的年代学和地球化学特征

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作者：刘茜东华理工大学

学位级别：硕士

江西峡江-广丰火山岩带盛源盆地的火山岩系不整合于白垩系红色碎屑岩系之下，称为武夷群，并可进一步划分为双峰岭、鹅湖岭和石溪三个组，安山岩产于双峰岭组顶部。SHRIMP锆石U-Pb年龄表明，安山岩锆石4个分析点的206Pb/238U年龄加权平... 详细信息

江西峡江-广丰火山岩带盛源盆地的火山岩系不整合于白垩系红色碎屑岩系之下，称为武夷群，并可进一步划分为双峰岭、鹅湖岭和石溪三个组，安山岩产于双峰岭组顶部。SHRIMP锆石U-Pb年龄表明，安山岩锆石4个分析点的206Pb/238U年龄加权平均值为448.7±2.2Ma、5个分析点的206Pb/238U年龄加权平均值为220.2±5.4Ma和7个分析点的206Pb/238U年龄加权平均值为129.8±2.3Ma，其中前两个年龄代表捕获锆石或残留锆石的年龄，后者代表安山岩的形成年龄。双峰岭组中上部流纹岩11个分析点的206Pb/238U年龄加权平均值为134.3±1.6Ma，与安山岩最年轻的锆石206Pb/238U年龄在误差范围内基本一致，且与地层层序相吻合，进一步证实129.8±2.3Ma代表安山岩形成年龄的可靠性。盛源盆地安山岩具斑状结构，块状结构，斑晶以斜长石、黑云母、单斜辉石为主，斜长石斑晶偶见钾长石环边;安山岩SiO2含量为57.1%9.3%(平均58.33%)，(Na2O+K2O)含量高，为5.54.94%(平均为5.94%)，在TAS图解中盛源盆地安山岩落入亚碱性系列的范围;而Fe2O3+FeO的含量(=6.96%.09%，平均值7.56%)、MgO的值偏低(=1.86%.5%，平均2.23%)，Fe2O3/FeO=0.45.18(平均0.76)，在FAM图解上落入钙碱性系列的范围;K2O(=3.14%.58%，平均3.30%)含量高，K2O/Na2O(=1.07.34，平均1.26)比值高，在SiO2-K2O图解上落入高钾钙碱性系列区，在SiO2-K2O/Na2O图解上落入橄榄玄粗岩系列区;Al2O3含量高为17.0%%9.7%(平均17.99%)，TiO2含量相对较高，为0.96%.17%(平均1.06%)。稀土元素总量(ΣREE=21387×10-6)偏高，具有明显轻稀土富集((La/Sm)N=3.93.37)，其中Eu的范围为(δEu=0.90.17)和Ce的范围(δCe=0.70.94)并无亏损;明显富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th等元素)和Sr、Nd高场强元素的强烈亏损。(87Sr/86Sr)i值为0.711266.712299，εNd值为-3.515.35，206Pb/204Pb比值在18.128.35，207Pb/204Pb值为15.595.90，208Pb/204Pb值为38.608.60。在87Sr/86Sr(t)-SiO2、87Sr/86Sr(t)-1/Sr图解上呈正相关分布，根据εNd(t)-SiO2和εNd(t)-1/Nd图解来看，并没有明显的线性关系，暗示岩浆在上升过程中未见明显的地壳混染，地幔源区混合的结果是因为地壳物质的加入。在143Nd/144Nd-206Pb/204Pb图解中，盛源盆地安山岩位于emⅱ型富集地幔附近，而且87Sr/86Sr和206Pb/204Pb、143Nd/144Nd和87Sr/86Sr图解中其变化趋势与emⅱ型富集地幔的变化趋势一致，暗示源区可能有emⅡ型地幔的贡献。在Ce/Yb-Ba/La、Ce/Yb-Cs/Rb、Rb/Ba-La/Yb (La/Sm)N-(Ba/La)N、Zr/Ba-Ce/Y、Th/Yb-Ta/Yb和Th/La-Rb/La图解上，安山岩具有明显的地幔流体交代特征，暗示在早白垩世早期或更早的时期古太平洋板块向华南板块俯冲所产生的流体与岩石圈地幔交代使其演化成为emⅱ型富集地幔。在Zr-Zr/Y、MgO-FeO-Al2O3及Th/Hf-Ta/Hf图解中，盛源盆地安山岩落入大陆板内拉张构造环境。综上所述，盛源盆地安山岩是早白垩世早期拉张构造背景下由受地幔流体交代形成的emⅱ型富集地幔部分熔融并在上升过程中有少量地壳物质加入形成的。

关键词：安山岩成因 SHRIMP锆石U-Pb年龄 Sr-Nd-Pb同位素 emⅱ型富集地幔早白垩世早期盛源盆地

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江西广丰盆地和玉山盆地橄榄玄粗岩的厘定及其成因探讨

江西广丰盆地和玉山盆地橄榄玄粗岩的厘定及其成因探讨

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作者：项媛馨东华理工大学

学位级别：硕士

华夏古板块和扬子古板块结合带内的广丰盆地和玉山盆地，均以红色碎屑岩和镁铁质火山岩组合为特征。广丰盆地火山-沉积岩系可划分为罗塘、赣州和圭峰三个群级岩石地层单位，火山岩分别产于赣州群上部和圭峰群上部;玉山盆地火山-沉积岩... 详细信息

华夏古板块和扬子古板块结合带内的广丰盆地和玉山盆地，均以红色碎屑岩和镁铁质火山岩组合为特征。广丰盆地火山-沉积岩系可划分为罗塘、赣州和圭峰三个群级岩石地层单位，火山岩分别产于赣州群上部和圭峰群上部;玉山盆地火山-沉积岩系可归入圭峰群，火山岩产于其上部。SHRIMP锆石U-Pb年代学研究表明，广丰盆地赣州群镁铁质火山岩锆石U-Pb年龄为99±0.7Ma，属晚白垩世最早期的产物;玉山盆地圭峰群镁铁质火山岩锆石U-Pb年龄为93±1Ma，属晚白垩世早期的产物。广丰、玉山盆地圭峰群镁铁质火山岩具有橄榄玄粗岩的矿物学和主元素特征：岩石具斑状结构，斑晶主要以斜长石、辉石为主，并常见橄榄石;辉石斑晶主要为单斜辉石，但常见斜方辉石，斜长石斑晶具有钾长石环边;全岩SiO含量范围为49.8%3.6%(平均51.72%)，(NaO+KO)(=5.00.94%，平均6.35%)含量高，在TAS图解上落入碱性系列的范围;(FeO+FeO)(=7.10.99%，平均8.26%)、MgO(=2.30.14%，平均4.20%)含量低，FeO/FeO(=0.392.87，平均2.84)比值高，在FAM图解上落入钙碱性系列的范围;KO(=2.40.33%，平均2.79%)含量高，KO/NaO(=0.68.08，平均0.79)比值高，在SiO-KO图解上落入橄榄玄粗岩系列范围，在SiO-KO/NaO图解上落入高钾系列范围;Al2O3(=15.88.4%)含量高且变化大，TiO2(=1.41.07%，平均1.69%)含量相对较低。广丰、玉山盆地橄榄玄粗岩稀土总量较高(ΣREE=23993×10-6)，轻稀土富集明显((La/Sm)N=3.44.55)，无Eu(δEu=0.79.97)、Ce(δCe=0.89.06)亏损，微量元素中明显富集亲石元素(Rb、Sr、Ba、Th等)，高场强元素Nd、Ti强烈亏损，Nb/Th(=4.3.2)比值和Ti/Yb(3088444)比值较低，显示有地壳物质的加入。广丰、玉山盆地圭峰群橄榄玄粗岩在87Sr/86Sr(t)-SiO和εNd(t)-SiO图解上没有明显的相关性，在87Sr/86Sr(t)-1/Sr和εNd(t)-1/Nd图解上也没有明显的线性关系，而呈离散分布，这些都说明岩浆上升过程中陆壳混染不明显，地壳物质的加入是地幔源区混合的结果。广丰盆地和玉山盆地北部橄榄玄粗岩(87Sr/86Sr)i值为0.705856.706352，εNd值为-0.07.93，n(206Pb)/n(204Pb)值为17.958.08，n(207Pb)/n(204Pb)值为15.465.54，n(208Pb)/n(204Pb)值为38.208.38;而玉山盆地东部橄榄玄粗岩(87Sr/86Sr)i值为0.703626.703711， εNd值为3.40.86， n(206Pb)/n(204Pb)值为17.807.86，n(207Pb)/n(204Pb)值为15.205.24， n(208Pb)/n(204Pb)值为37.827.93。在n(87Sr)/n(86Sr)-n(206Pb)/n(204Pb)、n(143Nd)/n(144Nd)-n(206Pb)/n(204Pb)和n(143Nd)/n(144Nd)-n(87Sr)n/(86Sr)图解中，广丰、玉山盆地圭峰群橄榄玄粗岩均位于亏损地幔(DMM)和emⅱ型富集地幔之间，而且n(87Sr)/n(86Sr)和n(206Pb)/n(204Pb)呈正相关、n(143Nd)/n(144Nd)和n(206Pb)/n(204Pb)呈负相关，意味着两个盆地的橄榄玄粗岩源区中可能均有DMM和emⅡ型地幔的贡献;玉山盆地东部橄榄玄粗岩更偏向DMM端元指示其DMM端元所占的比例更高。通过微量元素和相关构造环境图解(Ce-Y图解、Zr/AlO-TiO/AlO图解、Ce/PO-Zr/TiO图解和Zr×3-Nd×50-Ce/PO图解)，显示广丰、玉山盆地圭峰群橄榄玄粗岩产出于后碰撞的构造环境。在早侏罗世或更早古太平洋板块向中国东南大陆发生俯冲，产生的流体交代交代岩石圈地幔使华南形成emⅱ型富集地幔。晚白垩世早期，古太平洋板块俯冲角度由缓变陡，赣东北地区处于后碰撞的快速拉张环境，使原本加厚的地壳发生拆沉作用，导致软流圈地幔上涌并发生减压部分熔融，软流圈部分熔融产生的熔体进入岩石圈地幔并为后者发生部分熔融提供热量，软流圈部分熔融产生的熔体与岩石圈emⅱ型富集地幔产生的熔体在源区混合形成橄榄玄粗质岩浆。由于广丰盆地和玉山盆地的分别位于广丰微板块和怀玉坳陷两个不同的次级构造单元之上，来自DMM的组份和emⅱ型富集地幔的组份的不同比例混合，导致广丰和玉山盆地橄榄玄粗岩的同位素组成存在一定的差别。

关键词：橄榄玄粗岩 SHRIMP锆石U-Pb年龄 Sr-Nd-Pb同位素 emⅱ型富集地幔白垩纪成因机制赣东北

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