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岩矿测试 2012年第6期31卷 1090-1092页

作者：袁洪林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

1 发展历史西北大学大陆动力学国家重点实验室在地质学系原实验室的基础上于1992年成立，1995年获准批准为陕西省重点实验室，

关键词：国家重点实验室大陆动力学西北大学发展历史地质学陕西省

东南极茹尔群岛梅瑟半岛富铁铝副片麻岩超高温变质作用:相平衡模拟与锆石U-Pb年龄

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岩石学报 2023年第8期39卷 2279-2300页

作者：吴浩博仝来喜刘兆李超杨文强大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

东南极梅瑟半岛出露大量的副片麻岩。本文以岩相学和矿物化学为基础,结合相平衡模拟、地质温度计及年代学分析方法对费拉副片麻岩中的含尖晶石榴夕线石片麻岩和梅瑟副片麻岩中的含堇青石榴夕线石片麻岩进行综合研究,结果显示片麻岩经历... 详细信息

东南极梅瑟半岛出露大量的副片麻岩。本文以岩相学和矿物化学为基础,结合相平衡模拟、地质温度计及年代学分析方法对费拉副片麻岩中的含尖晶石榴夕线石片麻岩和梅瑟副片麻岩中的含堇青石榴夕线石片麻岩进行综合研究,结果显示片麻岩经历了超高温(UHT)麻粒岩相变质作用。两个样品峰期前阶段(M1)进变质条件为600~650℃和0.63~0.85GPa;峰期UHT阶段(M2)变质条件为930~1000℃和0.9~1GPa;峰期后变质重结晶阶段(M3)变质条件为610~780℃和0.3~0.39GPa。三个不同阶段的变质条件定义了一致的顺时针的P-T演化轨迹。锆石U-Pb年龄分析结果表明两个片麻岩样品的超高温变质和相关的深熔作用发生在990~920Ma期间的早新元古代格林威尔期,而流体改造与变质重结晶作用发生在~510Ma的早古生代泛非期。结合区域地质特征,超高温变质作用发生的构造背景可能与以放射性元素衰变为热源的大型热碰撞造山带相关。

关键词：东南极梅瑟半岛富铁铝变泥质岩相平衡模拟超高温变质作用锆石U-Pb年龄

陇山杂岩变沉积岩的沉积时代、物源及构造意义:来自地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素的证据

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岩石学报 2023年第8期39卷 2445-2469页

作者：李玉婷卢俊生孔旭刘刚封强张艺一大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

陇山杂岩位于秦-祁结合部位,长期以来该杂岩的形成时代及构造归属仍存在较大争议,对其进行详细的研究对于理解该地区的构造演化历史具有重要意义。本文对陇山杂岩中的5个变沉积岩样品进行了全岩主微量元素分析、碎屑锆石U-Pb定年及Lu-H... 详细信息

陇山杂岩位于秦-祁结合部位,长期以来该杂岩的形成时代及构造归属仍存在较大争议,对其进行详细的研究对于理解该地区的构造演化历史具有重要意义。本文对陇山杂岩中的5个变沉积岩样品进行了全岩主微量元素分析、碎屑锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素分析,在此基础上对其原岩类型、沉积时限、物源及其构造归属进行了探讨。初步判断陇山杂岩变沉积岩的原岩可能为杂砂岩。根据样品中最年轻的岩浆成因碎屑锆石的加权平均年龄值,结合陇山杂岩中侵入体的年龄,可以限定陇山杂岩变沉积岩的沉积时限在491~463Ma之间。变沉积岩中碎屑锆石的年龄分布存在593~486Ma、1294~634Ma两个主要区间,以及1876~1528Ma、2594~2027Ma两个次要区间;与之对应的两个主要年龄群的εHf(t)值分别为-21.69~11.48和-28.52~20.74,次要年龄群的εHf(t)分别为-11.88~8.81和-7.97~5.99;且5个样品中约70%以上的εHf(t)值均为负值,表明锆石的母岩浆主要来源于古老地壳的部分熔融和少量年轻地壳物质的加入;结合碎屑锆石年龄及Hf同位素特征,推断变沉积岩的物源主要来自于祁连造山带和秦岭造山带,并有少量华北克拉通南缘结晶基底的贡献。陇山杂岩变沉积岩碎屑锆石年龄特征与北秦岭造山带宽坪岩群及二郎坪岩群极其相似,同时得到390~338Ma、426Ma、465~442Ma三阶段变质锆石变质边的年龄,与北秦岭古生代变质作用年龄在误差范围内保持一致。综上,本文初步推断陇山杂岩是北秦岭造山带的西延部分,形成于商丹洋向北俯冲的大陆边缘弧环境。

关键词：秦-祁结合部位陇山杂岩变质沉积岩碎屑锆石 U-Pb年龄 Lu-Hf同位素源区性质构造背景

北秦岭造山带西段早古生代榴辉岩相变质岩石的发现及其地质意义

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岩石学报 2022年第3期38卷 585-597,I0001页

作者：唐源陈丹玲任云飞王海杰西北大学大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

西秦岭地处中国中央造山系东西转换衔接部位,随着东秦岭以及祁连、柴北缘和东昆仑早古生代高压-超高压变质岩石的陆续发现和深入研究,西秦岭造山带变质作用研究吸引了大家的普遍关注。本文在大范围野外地质调查基础上,在北秦岭造山带西... 详细信息

西秦岭地处中国中央造山系东西转换衔接部位,随着东秦岭以及祁连、柴北缘和东昆仑早古生代高压-超高压变质岩石的陆续发现和深入研究,西秦岭造山带变质作用研究吸引了大家的普遍关注。本文在大范围野外地质调查基础上,在北秦岭造山带西段天水南部的秦岭岩群长英质片麻岩中发现了一套石榴子石斜长角闪岩(榴闪岩),并开展了详细的锆石形貌和内部结构、微区微量元素和U-Th-Pb同位素研究。CL图像显示榴闪岩锆石普遍具有核-幔-边或核-边结构,部分存在原岩残留锆石。定年结果得到榴闪岩原岩残留锆石年龄为710±52Ma,同时得到497±3Ma、452±3Ma和423±7Ma三期变质年龄。其中497±3Ma变质年龄来自锆石核部并显示出轻稀土亏损、重稀土平坦且没有明显负Eu异常的稀土配分曲线特征,表明该时期的矿物组合中有石榴子石但没有斜长石,与榴辉岩相变质锆石特征一致;452±3Ma变质年龄来自锆石幔部或边部,对应测点重稀土元素的分异加大,并出现弱的负Eu异常,说明此时石榴子石被消耗且出现少量斜长石;423±7Ma变质年龄来自锆石的最边部,对应稀土配分曲线表现出更明显的负Eu异常和更大的重稀土元素分异特征,指示此时岩石中石榴子石含量更少,斜长石含量更多。上述结果表明该榴闪岩可能经历了~500Ma的榴辉岩相变质作用,并在~450Ma和~420Ma叠加了两期退变质改造。天水地区榴闪岩无论是其野外产状,还是变质锆石的形貌和内部结构、稀土配分曲线特征及其所记录的原岩和三期变质年龄都与北秦岭造山带东段大陆俯冲型高压-超高压变质榴辉岩近乎一致,指示早古生代时期,北秦岭造山带西段与东段经历了相似的大陆(深)俯冲和折返过程,它们共同构成一条统一的早古生代高压-超高压变质岩带。

关键词：北秦岭造山带西段秦岭岩群榴辉岩相变质作用锆石U-Pb定年

弧地壳深部岩浆结晶分异过程:来自中祁连西段哈马尔达坂杂岩体的年代学、地球化学和热力学模拟研究

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岩石学报 2022年第4期38卷 1169-1188页

作者：孙晓奎王超李航郝江波喻遵谱张帅马得青李雪大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

俯冲带弧岩浆分异是大陆地壳形成的主要过程,对研究大陆地壳的演化与生长机制具有重要意义。本文通过对中祁连弧地体西段盐池湾地区的哈马尔达坂杂岩体进行野外地质、地球化学、年代学和热力学模拟研究,来讨论弧岩浆分异过程。哈马尔达... 详细信息

俯冲带弧岩浆分异是大陆地壳形成的主要过程,对研究大陆地壳的演化与生长机制具有重要意义。本文通过对中祁连弧地体西段盐池湾地区的哈马尔达坂杂岩体进行野外地质、地球化学、年代学和热力学模拟研究,来讨论弧岩浆分异过程。哈马尔达坂杂岩体主要存在两类岩石类型:镁铁质-超镁铁质堆晶岩(包括辉石角闪石岩、角闪辉长岩和角闪石岩)和闪长岩类(包括闪长岩、石英闪长岩)。锆石U-Pb定年结果显示辉石角闪石岩的形成时代为473±1Ma,与相邻高钾岛弧玄武岩的形成时代一致。哈马尔达坂杂岩体与高钾岛弧玄武岩具有相似的全岩Sr-Nd-Hf同位素组成,(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值在0.7035~0.7053之间,ε_(Nd)(t)=+3.9~+5.1,ε_(Hf)(t)=+10.8~+13.1,表明它们来自同一岩浆源区。结合野外地质关系与岩石地球化学特征,推测该侵入杂岩体的原始熔体为相邻的高钾玄武质弧岩浆。岩石学和地球化学特征表明:闪长岩类是来源于受沉积物熔体交代的俯冲带地幔楔部分熔融形成的原始玄武质岩浆在中下地壳发生(以角闪石为主)结晶分异的产物;镁铁质-超镁铁质岩石具有堆晶结构,地球化学特征呈现富铁贫硅的特征,具有较高的MgO含量(6.19%~14.29%,Mg^(#)=52.3~74.6),代表原始玄武质岩浆分离结晶形成的堆晶体。热力学模拟计算与实验岩石学资料对比,进一步说明该杂岩体中的闪长岩是玄武质岩浆在中压(约0.7GPa)和氧逸度为NNO+1的条件下、发生50%~67%分离结晶的产物。闪长岩类与镁铁质-超镁铁质堆晶岩具有相似的矿物结晶顺序与全岩同位素组成,指示它们具有发生分离结晶作用的互补成分特征,分别代表了玄武质岩浆分离结晶后的衍生熔体和堆晶岩。因此,本文研究表明角闪石分异是弧岩浆分异的主要机制,它导致富SiO_(2)熔体的形成,推动岩浆成分向富硅的方向演变,从而产生新生的安山质地壳。

关键词：弧地壳角闪石分异热力学模拟中祁连

东昆仑早古生代变质演化:来自浪木日石榴斜长角闪岩的记录

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岩石学报 2022年第3期38卷 639-654页

作者：李诚浩张宏福陈安平大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

东昆仑造山带近年来被厘定为早古生代高压-超高压变质带。带内广泛出露早古生代的中-高级变质基性岩,这些岩石记录了不同的变质温压和多期的变质年龄,是反演和制约东昆仑早古生代变质演化的重要样品。本文选取东昆仑浪木日地区的石榴斜... 详细信息

东昆仑造山带近年来被厘定为早古生代高压-超高压变质带。带内广泛出露早古生代的中-高级变质基性岩,这些岩石记录了不同的变质温压和多期的变质年龄,是反演和制约东昆仑早古生代变质演化的重要样品。本文选取东昆仑浪木日地区的石榴斜长角闪岩为研究对象,开展了变质岩石学及锆石年代学研究。石榴斜长角闪岩呈团块状出露在黑云二长片麻岩中,主要组成矿物为石榴子石、角闪石、斜长石、透辉石和石英,含少量黑云母、绿泥石、金红石、钛铁矿和榍石。石榴子石变斑晶的核部含有绿帘石、角闪石、斜长石、金红石和石英包裹体,其成分从核部到边部,锰铝榴石逐渐降低、钙铝榴石和Mg/(Mg+Fe;)比值逐渐升高,为进变质作用形成的环带。岩石中的矿物结构关系和成分特征显示其经历了进变质、峰期变质和退变质三个阶段的变质演化,变质温压分别为:T≈610℃和P≈6.5kbar、T≈700℃和P≈10.5kbar以及T≈650℃和P≈4.5kbar。这三阶段的变质作用构成顺时针的变质P-T轨迹,指示岩石经历进变质升温升压至峰期阶段,随后经历近等温降压的退变质阶段。同时该P-T轨迹特征表明岩石形成于俯冲-碰撞的构造背景。对石榴斜长角闪岩中的锆石进行SIMS U-Pb定年,得到492.8±5.1Ma的谐和年龄。锆石的形态特征与典型的变质锆石一致,其内包裹的石榴子石、角闪石和斜长石组合与岩石的峰期矿物组合一致。因此,锆石在峰期变质阶段结晶,所测年龄~493Ma为角闪岩相峰期变质年龄。本文研究的石榴斜长角闪岩与该区高压-超高压榴辉岩在野外产状、P-T轨迹和变质年龄等方面密切相关,暗示ca.490Ma是该区高压-超高压变质作用的一个重要时间节点。石榴斜长角闪岩和榴辉岩之间的变质差异,表明东昆仑早古生代经历了多阶段的变质作用,不同岩石记录了原特提斯洋俯冲-碰撞过程的不同阶段。本文获得的变质P-T轨迹和变质年龄可为进一步探究东昆仑早古生代高压-超高压变质作用提供限定。

关键词：东昆仑造山带石榴斜长角闪岩变质演化锆石年代学

鄂尔多斯盆地深部富铀烃源岩提供铀源可能性的实验研究

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地球科学 2022年第1期47卷 224-239页

作者：王苗吴柏林李艳青刘池阳郝欣刘明义张婉莹李琪姚璐航张效瑞西北大学大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7段石油优质烃源岩以富铀为特色,而盆地侏罗‒白垩纪地层以赋存大量砂岩型铀矿而著称.为探索深部长7富铀烃源岩为浅部砂岩型铀矿形成提供铀源的可能性,选择盆地南部的富铀烃源岩、油样以及具有代表性的碳酸... 详细信息

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长7段石油优质烃源岩以富铀为特色,而盆地侏罗‒白垩纪地层以赋存大量砂岩型铀矿而著称.为探索深部长7富铀烃源岩为浅部砂岩型铀矿形成提供铀源的可能性,选择盆地南部的富铀烃源岩、油样以及具有代表性的碳酸铀酰作为反应物,在中‒高温高压还原条件下分别进行烃源岩生排烃‒排铀模拟实验和油‒铀关系模拟实验.结果表明,铀元素可随烃源岩排烃过程一同排出,30~200℃和2~5 MPa内温压的增高有利于生烃量和排铀量的增加;且铀携出率随生烃量增加而增大,一般为55%~75%.其中水溶性铀占比约12%,由生烃作用叠加导致的铀携出率为43%~48%.本实验发现铀迁移形式特殊,为四价(UO_(2))、六价(UO_(3))、四价与六价的混合价态(U_(3)O_(8))及水合物胶体形式(UO_(3)·H_(2)O、U_(6)O_(7)(OH)_(2)O),主要是被低温油气流体吸附而随之迁移,且铀吸附量随温度的增加和压力的降低呈增加的趋势.因此,低温热液含铀的油‒水流体往浅部地层迁移时对铀矿形成是有利的.综合研究认为鄂尔多斯盆地深部的长7富铀烃源岩可大量释放或排出铀元素,铀以四价、六价、混合价态等形式被低温油气吸附,并且随油水流体一起沿断裂通道向上迁移,从而为盆地浅部砂岩型铀矿的形成提供铀源.

关键词：鄂尔多斯盆地富铀烃源岩砂岩型铀矿模拟实验铀源铀迁移形式矿床学

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部马家沟组马五_(5)亚段白云岩地球化学特征及其成因

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地球科学 2019年第8期44卷 2761-2774页

作者：于春勇崔军平西北大学大陆动力学国家重点实验室

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部奥陶系马家沟组马五5亚段优质白云岩储层发育,多口井在该层系钻获高产工业气流,展现出巨大的天然气勘探潜力,而关于该层系白云岩储层的成因机理至今未达成共识.为此,在岩石学特征分析基础上,通过对白云岩碳... 详细信息

鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部奥陶系马家沟组马五5亚段优质白云岩储层发育,多口井在该层系钻获高产工业气流,展现出巨大的天然气勘探潜力,而关于该层系白云岩储层的成因机理至今未达成共识.为此,在岩石学特征分析基础上,通过对白云岩碳、氧、锶同位素及微量元素等测试资料的系统分析,深入探讨了鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部马五5亚段白云岩的成因机理.结果表明:研究区马五5亚段主要发育泥、粉细晶白云岩和豹斑灰云岩3种类型,前者主要发育于马五5亚段底部,后两者主要发育于马五微晶白云岩5亚段中上部,是主要的天然气储集体;粉细晶白云岩和豹斑灰云岩白云石有序度均较低,平均值分别为0.86、0.68,δ13C值多数与同期海水一致,δ18O值均显著偏负;多数粉细晶白云岩87Sr/86Sr值较同期海水显著偏正,豹斑灰云岩与同期海水一致;总体具有高Fe、Mn、Na、K和低Sr含量特征,豹斑灰云岩Fe、Mn、Na含量介于泥晶灰岩与粉细晶白云岩之间;稀土元素含量总体较低,且稀土元素配分模式相似,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具明显Eu负异常和弱Ce正异常.综上认为研究区白云石化流体主要为海源性流体,早期可能有大气淡水的混入,两类优质白云岩均应形成于局限台地潮间-潮下带环境中的浅埋藏期回流渗透作用阶段.基于上述岩石学和地球化学特征,建立了研究区马五5亚段纵向的沉积与成岩序列模式,为研究区优质白云岩储层的预测提供了理论依据.

关键词：白云岩成因同位素微量元素马五_(5)亚段伊陕斜坡鄂尔多斯盆地地球化学

西秦岭东段对青藏高原东向扩展过程构造响应的古地磁制约

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地球物理学报 2022年第9期65卷 3502-3520页

作者：陶帅王彬李玮段亮大陆动力学国家重点实验室西安710069 西北大学地质学系西安710069

为探究青藏高原东向扩展隆升过程中“十字构造”枢纽处西秦岭各部分的变形特征,在舟曲、武都、成县和凤县等地区下白垩统和新近系中开展了详细的古地磁研究.获得了舟曲和成县地区的早白垩世古地磁极(舟曲85.7°N,279.8°E,A_(95)=9.1°... 详细信息

为探究青藏高原东向扩展隆升过程中“十字构造”枢纽处西秦岭各部分的变形特征,在舟曲、武都、成县和凤县等地区下白垩统和新近系中开展了详细的古地磁研究.获得了舟曲和成县地区的早白垩世古地磁极(舟曲85.7°N,279.8°E,A_(95)=9.1°;成县72.3°N,226.3°E,A_(95)=6.8°),以及武都地区的新近纪古地磁极(65.8°N,206.1°E,A_(95)=12.8°).将其分别与同时代的华北地区古磁极进行对比后表明:(1)早白垩世之后,舟曲地区相对于华北发生了14.7±5.8°的逆时针局部构造旋转;(2)成县地区早白垩世古地磁极与华北参考极一致;(3)新近纪之后,武都地区相对于华北参考极发生了25.1±5.6°的顺时针局部构造旋转.结合前人成果,我们认为:青藏高原向东扩展演化过程在西秦岭地区的构造响应,各构造部位展示出不同的活动特征.北西侧区域表现为左行走滑断裂,控制断裂两侧地块呈现原地顺时针旋转,与青藏高原东北部地区的动力机制一致;南西侧区域主体受控于松潘甘孜北东向挤压逆冲,并在北东向次生走滑断裂作用下平移错动,伴随断裂附近的拖曳变形,导致局部逆时针转动;东部区域早期走滑断裂形成拉分盆地,晚期受挤压应力改造,边界断裂发生构造翻转,盆地内弱变形.

关键词：古地磁学新近系下白垩统西秦岭构造响应

200 ka以来澳大利亚西北岸外沉积物源区风化的Mg同位素记录及其对澳洲古季风的响应

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地质学报 2023年第2期97卷 565-582页

作者：可菲徐建张鹏包志安马龙宗春蕾西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069

本文通过对IODP 363航次于澳大利亚西北岸外陆架上钻取的U1483站岩芯进行沉积物粒度、镁同位素以及主量元素成分等分析,重建200 ka以来帝汶海西南部沉积物输入演化及其指示的源区风化和侵蚀历史,探讨海洋沉积物中细粒硅质碎屑组分镁同... 详细信息

本文通过对IODP 363航次于澳大利亚西北岸外陆架上钻取的U1483站岩芯进行沉积物粒度、镁同位素以及主量元素成分等分析,重建200 ka以来帝汶海西南部沉积物输入演化及其指示的源区风化和侵蚀历史,探讨海洋沉积物中细粒硅质碎屑组分镁同位素的古环境指示意义。U1483站陆源碎屑组分主要由黏土质粉砂组成,其δ^(26)Mg变化范围超过0.25‰。通过计算化学蚀变指数(chemical index of alteration,CIA)和两种物理侵蚀指标(包括陆源物质堆积速率和Ti/Ca比值),结果显示200 ka以来δ^(26)Mg指标与CIA具有非常一致的曲线形态。本文推测陆源碎屑组分的Mg同位素组成主要反映物源区大陆硅酸盐风化强度的变化,而受矿物学分选、岩性和早期成岩作用的影响较小。结合区域古气候记录,我们发现本研究中的风化和侵蚀记录与同一个站位已发表的澳洲夏季风降水和表层海水温度变化具有较好的耦合关系,而与赤道太平洋海平面变化的相关程度较低,反映了轨道时间尺度上沉积物所记录的物源区风化和侵蚀演化主要受控于澳洲古季风系统,表现为气候驱动型风化模式。本研究δ^(26)Mg指标的应用为我们理解区域大陆风化及其对气候演化的响应和反馈机制提供了全新的同位素视角。

关键词：粒度镁同位素陆源硅酸盐碎屑帝汶海澳洲古季风