念青唐古拉花岗岩锆石离子探针UPb同位素测年

对四川冕宁牦牛坪富稀土碱性花岗岩锆石的铀-铅同位素年龄研究,得出一致线上交点年龄为(249±43)×10~6a,下交点年龄为(12±2)×10~6a。前者相当于岩体中残余锆石的形成年龄,可能代表碱性花岗岩母体岩石的年龄,后者应是碱性花岗岩及新生锆石的形成年龄。(12±2)×10~6a的年龄值是攀西裂谷带内,甚至整个扬子准地台内最年轻的花岗岩年龄值。新的喜马拉雅期成岩成矿年龄数据的得出,对于认识区域构造-岩浆活动历史,了解稀土元素矿床的时间-空间分布,有重要意义。

四川冕宁牦牛坪碱性花岗岩锆石铀—铅同位素年龄及其地质意义

金厂沟梁-二道沟金矿田内花岗岩类侵入体shrimp锆石u-ph定年结果表明,该区中生代以来到少经历了三次中酸性岩浆侵入作用,它们分别以西台子二长花岗岩、娄上含辉石石英闪长岩和西对面沟花岗闪长岩及闪长玢岩脉在218±4ma(印支期)、161±1ma(燕山早期)和126±1ma(燕山晚期)的侵位为标志。花岗岩类的地球化学资料表明,这些花岗岩类侵入体形成与造山作用有关,为造山后或陆内拉张作用的产物。二道沟矿区成矿前或成矿期闪长玢岩脉的年龄126±1ma限定了该区金矿化的最大年龄;结合前人有关年代学资料,认为本区金矿化应发生在126～118ma。这说明金厂沟梁-二道沟金矿田的金矿床与我国胶东、小秦岭和辽东等地区的金矿床是同时形成的,再次证明燕山晚期是中国最重要而广泛的金成矿期。此外,在这些主要的金矿区内,金矿化时间上均具有与各自区内最晚一次花岗质岩浆作用同时或稍晚的特征,这可能指示金矿床是造山作用或区域构造-岩浆演化最晚期的产物。

对侵位于湖北宜昌崆岭杂岩中的圈椅埫花岗岩进行了主量元素、微量元素、锆石u-pb年龄和hf同位素分析.结果表明,圈椅埫花岗岩富硅、碱,贫钙、镁,富集ga,y,zr和nb,亏损sr和ba,表现出后造山a型花岗岩(a2型)的特征.圈椅埫a型花岗岩的锆石90%是谐和的,并给出平均1854ma的古元古代岩体结晶年龄.古元古代锆石初始(176hf/177hf)i比值为0.280863～0.281134,εhf(t)均为负值(最低为-26.3),亏损地幔模式年龄是2.9～3.3ga(平均3.0ga),平均地壳模式年龄高达3.6～4.2ga(平均3.8ga).表面年龄为中太古代(2859ma)的锆石有略高的亏损地幔模式年龄(3.4ga)但相似的平均地壳模式年龄(3.8ga).这些数据表明形成圈椅埫a型花岗岩的初始物质非常古老,至少老于2.9ga,甚至可以追溯到冥太古代.与圈椅埫a型花岗岩形成有关的古元古代地壳熔融事件记录着扬子大陆克拉通化过程,可能与columbia超大陆聚合后-裂解前的伸展作用所引起的深部太古宙地壳拉张垮塌有关。

宝鸡花岗岩体出露于商丹缝合带北部,是秦岭构造带中规模较大的复式深成岩体之一,呈不规则岩基产出。该花岗岩体具有多期次侵位的特征,前人对其岩石地球化学特征及其成因研究相对薄弱,其形成时代存在不同认识。因此,进一步的岩石学、地球化学、年代学和同位素组成研究可以为理解秦岭造山带中生代造山过程和岩浆作用提供基础科学依据。岩石学和地球化学特征表明,宝鸡花岗岩体主体为石英二长岩、二长花岗岩和钾长花岗岩,属亚碱性系列、高钾钙碱性i型花岗岩。其sio2质量分数为63%~73%,富al2o3(13.3%~15.6%),相对富k2o,k2o/na2o比值多数大于1,铝饱和指数(a/cnk)为0.87~1.10,属于准铝质—弱过铝质系列。轻重稀土元素分馏,但程度相对弱,富集大离子亲石元素(如:rb、ba、th、u),亏损高场强元素(如:nb、ta、zr、p、ti),部分岩石具有高sr/y比值,弱eu负异常。中重稀土元素分馏现象不强烈,且中稀土元素亏损,可能暗示源区没有石榴石残留,而有角闪石残留相。不同类型的花岗岩具有相似的微量、稀土元素组成,暗示相似的源区和或构造环境。本文分析了具有代表性的14个岩石样品的锆石u-pb年龄。锆石多呈柱状或短柱状,内部振荡环带清晰,th/u比均大于0.1,具有负eu异常和正ce异常,是典型的岩浆成因。锆石u-pb年龄变化范围较大,195~217ma,而且晚期酸性脉体u-pb年龄~170ma。4个样品的锆石hf同位素分析结果显示,不同期次和不同岩性样品具有不同的hf同位素组成特征。石英二长岩(217ma)初始εhf值为-3.6~+1.1,hf模式年龄~1.5~1.2ga;二长花岗岩(212ma)初始εhf值为-1.3~+4.4,hf模式年龄~1.3~1.0ga;二长闪长岩(213ma)初始εhf值为-15.1~-9.3,hf模式年龄~2.2~1.8ga;晚期钾长花岗岩(196ma)初始εhf值变化范围较大,为-18.8~-5.0,hf模式年龄~2.4~1.6ga;表明岩浆源区组成较复杂,具有古老的地壳物质和地幔或新生地壳物质参与。结合同位素年代学和地球化学特征,宝鸡花岗岩复式岩体可能由三期岩浆侵位构成,第一期为石英二长岩,岩浆源区以中、晚元古代壳源岩石为主,有部分幔源组分或新生地壳物质的贡献;第二期为二长花岗岩,原岩以新生地壳或幔源物质为主;第三期钾长花岗岩岩浆源区可能为更古老的地壳物质。

大黑山钨矿位于祁连山加里东造山带,其形成与宝库河黑云二长花岗岩密切相关。黑云二长花岗岩锆石la-icpmsu-pb测年结果显示其形成年龄为:450.2±2.8ma,为加里东期岩浆活动的产物。地球化学数据显示,宝库河黑云二长花岗岩富硅(sio2含量为73.03%～74.18%)、富钾(k2o/na2o为1.13～1.94,k2o+na2o含量为7.25%～8.51%)、铝过饱和(a/cnk为1.04～1.12),为过铝质钙碱性-高钾钙碱性花岗岩。p2o5含量低(0.03%～0.08%),且具有随sio2含量的增长呈现负增长的趋势。稀土含量低,eu明显负异常,lree分异强烈,hree分异不明显。微量元素蛛网图中th、u、pb、zr、hf呈现明显的正异常,ba、sr、ta、nb、p、ti呈现负异常,为i型花岗岩。结合对区域动力地质背景的分析,表明宝库河黑云二长花岗岩形成于活动大陆边缘,由地壳物质熔融并结晶形成。

青藏高原北部风火山花岗斑岩与逆冲推覆构造存在密切关系,岩浆侵位发生在区域地质构造演化的重要历史时期。对风火山北麓花岗斑岩及暗色包体,在显微观测和矿物鉴定的基础上,通过单颗粒锆石离子探针u-pb同位素测年,获得高精度的测年资料。测得早期岩浆锆石结晶平均年龄为(34.5±1.4)ma,对应于岩浆源区地壳局部熔融时代;晚期岩浆锆石结晶平均年龄为(27.6±0.5)ma,对应于岩浆向上侵入雅西错群的岩浆侵位时代。风火山北麓花岗斑岩属青藏高原北部出露的最年轻花岗岩,岩体内部不同类型锆石的u-pb同位素测年为区域地层、区域构造和高原隆升的研究提供了重要的年代学约束。

本文报道了南岭地区两个花岗岩(大东山和千里山)的全岩以及主要造岩矿物(黑云母、斜长石和石英)的硼含量和硼同位素组成。结果显示,黑云母含有最高的硼含量,斜长石次之,石英中的硼含量则非常低。花岗岩中的硼可能主要以晶格替换方式赋存在黑云母和斜长石中,而石英中的微量硼则来自其包裹的流体包裹体。同时,黑云母具有最低的硼同位素组成,斜长石次之,而石英则具有最高的硼同位素组成。本次研究首次发现花岗岩中的主要造岩矿物间存在着较大的硼同位素分馏:大东山花岗岩中黑云母与斜长石之间存在着-9.3‰的分馏,黑云母与石英之间存在-9.9‰的分馏;千里山花岗岩中黑云母与斜长石之间存在着-6.6‰的分馏,黑云母与石英之间存在着-10.2‰的硼同位素分馏。结合镜下观察和氧同位素研究发现,造成不同矿物间这一大的硼同位素分馏的原因很可能是岩浆后期的热液蚀变作用。综合以往所发表的研究数据,得到含四次配位硼为主的硅酸盐矿物与中酸性热液流体之间的硼同位素分馏方程:1000lnα硅酸盐-流体=-11.19×(103/t[k])+5.09,该分馏是由于硼的四次配位和三次配位之间的转换引起的。

吉黑东部花岗岩类分布广泛,形成历史漫长,岩石类型齐全。按成因类型划分,以i型为主,a型次之,s型很少,m型极少。其稳定同位素组成独特,大多数岩体锶初始值低,氧同位素正常或低,铅同位素以低204pb和高206pb/204pb、207pb/204pb、208pb/204pb为主,钕初始值高,说明其基底岩石成熟度低,地幔物质混入量较多。这些特点明显区别于华北和华南的花岗岩

黄峰岭铀矿隶属我国著名的鹿井铀矿田,其铀矿产与区内高铀含量的中粗粒似斑状黑云母花岗岩有着密切的时空、成因联系。本文对矿区出露的肉红色中粗粒似斑状黑云母花岗岩体进行了锆石shrimpu-pb同位素定年,获得锆石的结晶年龄为235.4±1.1ma,说明该岩体的侵位时代为印支期。该印支期的岩体被后期燕山期细粒黑云母花岗岩(全岩rb-sr年龄为155.2ma)侵入,铀矿的两期成矿时代分别为白垩纪的103～87ma(沥青铀矿u-pb年龄)和古近纪的48ma(沥青铀矿u-pb年龄)。印支期年龄锆石的εhf(t)值为-4.7～-13.5,hf两阶段模式年龄为2118～1564ma。这些岩浆锆石低的εhf(t)(-4.7～-13.5)值说明这些岩石主要来自地壳岩石的部分熔融,εhf(t)变化范围较大,说明源区同位素的不均一。印支期年龄锆石的hf同位素两阶段模式年龄(2.1～1.6ga)和中元古-古元古代继承锆石的存在说明该花岗岩的源区可能为古老的地壳物质。古元古代继承锆石中正的εhf(t)值(+10.8)的存在,暗示形成这些古老继承锆石的初始物质中有幔源物质的加入。这些新资料为探讨黄峰岭铀矿的形成演化提供了重要的年代学和hf同位素地球化学依据。

胶北地体晚侏罗世下地壳重熔的玲珑黑云母花岗岩大面积出露,其中残留有大量继承锆石,记录了多期热事件,为复杂的地壳演化过程提供了重要线索。论文通过分析玲珑黑云母花岗岩中继承锆石的u-pb年龄、微量元素和hf同位素组成,探讨了胶北地体的地壳演化历史。结果显示胶北地体前寒武纪经历了~2.9ga和~2.7ga两期主要的地壳生长事件,~2.5ga和2.2~1.8ga两期地壳重熔改造事件,~2.5ga和1.95~1.8ga两期变质事件。~2.9ga的岩浆作用形成于岛弧环境,~2.7ga岩浆活动与下地壳基性物质的部分熔融有关,~2.5ga发生的岩浆和变质事件与地幔柱底侵作用有关,并有同时期的表壳岩组合-胶东岩群形成。~2.1ga地壳处于拉张状态,伴有与裂谷活动有关的双峰式岩浆作用,荆山群和粉子山群开始沉积,而后1.95~1.8ga发生碰撞造山运动,胶北所有早前寒武纪岩石单元卷入此次事件,并发生变质作用。自此之后,直至二叠纪末,胶北处于岩浆活动的沉寂期,但于~1.7ga和~1.0ga发生沉积作用,形成芝罘群和蓬莱群。二叠纪末扬子板块向北俯冲于华北克拉通之下,并于三叠纪与华北克拉通发生陆陆碰撞作用,致使扬子板块北缘新元古代花岗岩发生超高压变质,形成苏鲁超高压变质带,之后超高压变质岩发生折返。玲珑黑云母花岗岩复杂的继承锆石组成可能表征了前寒武纪岩石卷入陆-陆碰撞事件而发生再循环作用。

本文对产于冈底斯南缘一个变形花岗岩进行了主量元素、微量元素、原位锆石la-icp-msu-pb定年和锆石hf同位素组成研究。结果表明,变形花岗岩为高硅(sio_2=73.38%～76.06%)钙碱性岩系,k_2o/na_2o=0.69～1.17,铝指数(a/cnk)=1.03～1.07,为弱过铝质岩石。变形花岗岩微量元素组成显示贫大离子亲石元素(e.g.rb=47×10~(-6)～71×10~(-6))和高场强元素(e.g.nb=1.3l×10~(-6)～3.09×10~(-6),ta=0.23×10~(-6)～0.54×10~(-6)),具有岛弧型花岗岩的地球化学属性。变形花岗岩锆石u-pb年龄为178±1ma,该年龄代表岩浆结晶年龄。锆石hf同位素组成显示ε_(hf)(178ma)值变化于+14.1～+17.7,表明变形花岗岩岩浆来自初生地壳物质的部分熔融。变形花岗岩的岩石成因与新特提斯洋向欧亚板块南缘的俯冲消减作用存在联系,其岩浆结晶年龄反映了新特提斯洋发生俯冲消减的开始时代不晚于早侏罗纪,说明了新特提斯洋经历了较长时间的演化。

大别造山带产出两期早白垩纪造山后花岗岩类:早期(≈132ma)变形的角闪石英二长岩和斑状二长花岗岩具高钾的类埃达克岩的地球化学特征,形成于增厚地壳(>50km)的下地壳部分熔融;晚期(≈128ma)未变形的花岗岩包括细粒二长花岗岩和钾长花岗(斑)岩,属于正常安山岩-英安岩-流纹岩系列岩石,它们形成于相对薄的地壳(132ma),增厚地壳(>50km)的下地壳存在双层结构:锆石hf模式年龄约为3.0ga的基性下地壳基底和约2.7ga的中酸性(英云闪长质-花岗质)上部下地壳.在大别造山带伸展垮塌的晚期阶段(≈128ma),减薄的下地壳(<35km)主要为锆石hf模式年龄约2.6～2.2ga的中酸性(英云闪长质-花岗质)岩石,并夹杂少量新元古代rodinia超大陆裂解时形成的新生陆壳。

贵州梵净山地区位于"江南造山带"西南段,出露地层为中新元古界梵净山群、青白口系板溪群、南华系及古生界地层。梵净山群已强烈褶皱,被青白口系板溪群角度不整合覆盖。浅色白云母花岗岩侵位于褶皱的梵净山群中;锆石原位la-icp-ms分析结果显示,其形成时代为(838.5±1.5)ma。地球化学分析结果表明,其a/cnk值>1.1,达1.27、1.30,为典型强过铝质花岗岩,具有低—中等cao/na2o比值(0.09～0.52),形成于富粘土质砂岩的高温(>875℃)局部熔融,可能是始于840ma的地幔柱活动为地壳的高温局部熔融提供了额外热源。锆石原位hf同位素分析结果显示,新元古代之前华南地块具有两次明显的地壳生长过程。

利源复式花岗岩体位于粤赣二省交界部位,处在"粤北乐昌-连平钨锡铅锌成矿带"的南东段,主要由中粒斑状黑云母二长花岗岩(主体)和细粒黑云母钾(二)长花岗岩(补体)组成,为弱过铝质高钾钙碱性系列的岩石。应用高精度的锆石shrimpu-pb法,获得前者的成岩年龄为(227.2±4.4)ma(mswd=3.4),属于印支期。结合岩石地球化学特征及区域成矿特征分析,认为补体花岗岩可能形成于燕山早期。

粤赣交界处的利源复式花岗岩体位于"粤北乐昌-连平钨锡铅锌成矿带"的南东段,大东山-贵东东西向岩浆岩-断裂带与北东向九连山复式褶皱带的复合部位,出露面积约100km2,呈椭圆状,近北东向展布。近年因在该复式花岗岩体南接触带发现了具有中型规模的鸡啼石钨矿床及研究,认为该区找矿潜力巨

在苏鲁超高压变质带东北端山东威海地区皂埠镇发现锆石δ18o值低至-7.8‰左右的花岗片麻岩,与前人在苏鲁超高压变质带西南端江苏东海青龙山地区发现的锆石δ18o值为-7‰～-9‰左右的花岗片麻岩一致.对这些低δ18o值花岗片麻岩进行了锆石shrimp法upb定年和系统的激光氟化法矿物氧同位素分析,结果对低δ18o值锆石成因和花岗片麻岩的原岩性质提供了制约.研究得到:(1)这些低δ18o值锆石以新元古代岩浆锆石为主,但部分岩浆锆石在印支期超高压变质作用过程中发生了不同程度的重结晶作用.δ18o值为-7.08‰的岩浆核锆石upb定年得到的花岗片麻岩原岩谐和年龄和不一致线上交点年龄分别为(760±49)ma和(751±27)ma,变质谐和年龄和不一致线下交点年龄分别为(232±4)ma和(241±33)ma,指示其原岩为新元古代花岗岩并经历了印支期变质作用;(2)锆石δ18o值在局部范围内变化于-7.76‰～5.40‰之间,低δ18o值岩浆锆石表明它们是从新元古代低δ18o值岩浆中直接结晶形成,锆石δ18o值的局部变化表明其原岩岩浆的氧同位素组成具有不均一性,指示低δ18o值岩浆源区物质曾经在地表与极度亏损18o的大气降水发生过不同程度的高温水岩反应;(3)低δ18o值花岗片麻岩在印支期板块俯冲和折返过程中基本没有与外部发生显著的氧同位素交换,在退变质作用过程中花岗片麻岩内部缓冲流体对原岩岩浆锆石的δ18o值影响不大.威海皂埠镇地区和东海青龙山地区的花岗片麻岩在原岩时代、变质时代和氧同位素组成等方面基本相同,指示它们应具有相同的原岩性质,并经历了相同的变质作用和水岩相互作用过程.因此,极度亏损18o的新元古代双峰式基性-酸性岩浆岩可能分布于整个大别-苏鲁造山带.

库姆塔格沙垄东二长花岗岩体由于缺乏同位素年龄依据,其时代厘定一直存在疑问。1∶5万区域地质矿产调查时,对该岩体进行了锆石shrimpu-pb年龄测定,获得了293ma±6ma年龄值,表明该岩体形成于晚石炭世。

对大别山超高压榴辉岩和花岗片麻岩进行了锆石lu-hf同位素分析,结果为原岩来源提供了制约,表明扬子陆块在rodinia超大陆裂解时的裂谷岩浆活动中发生了显著的陆壳生长。对这些锆石的不同区域进行的u-pb和lu-hf同位素分析和比较表明,不同成因的锆石在~(206)pb/~(238)u年龄、初始hf同位素组成、th/u及lu/hf比值等方面具有明显的差异。与年龄较老的岩浆核部和幔部相比,年轻的变质增生边具有低的th/u和lu/hf比值但高的ε_(hf)(t)值。不同成因锆石的th/u和lu/hf比值存在着正相关性,表明变质作用对锆石的u-th-pb和lu-hf同位素体系有着相似的影响。高级变质作用有时能够引起岩浆锆石增生边~(176)hf/~(177)hf比值的显著升高,导致变质新生颗粒或增生边类似于新生地壳的高ε_(hf)(t)值假象。对榴辉岩和片麻岩锆石核部的分析发现,镁铁质和长英质原岩在大约750ma左右形成一个双峰式火山岩套,另外包含少量的年龄约为2.15ga的陆壳。初始hf同位素组成可分成两组:第一组具有正的ε_(hf)(t)值,为5.9±0.9～12.9±0.7;第二组ε_(hf)(t)值在零左右,为-4.3±0.5-2.3±0.3。正的ε_(hf)(t)值与较年轻的模式年龄相对应,负的ε_(hf)(t)值与古元古代模式年龄相对应。前者表明,在扬子陆块北缘裂谷岩浆作用将亏损地幔物质加入到大陆地壳中,同时在新元古代中期的裂谷构造带中存在同时期的壳-幔相互作用。因此,在扬子陆块北缘新元古代中期裂谷岩浆活动中,既有新生地壳生长和即时再造,也有古老地壳再造。

秦岭杂岩中发育的花岗质片麻岩体是目前秦岭造山带核部所识别的最古老的花岗质深成岩体。选取６组粒径晶形好、无磁性锆石进行ｕｐｂ同位素年龄测定，结果是（９５９±３．６）ｍａ。这一成果对进一步认识该区晋宁期岩浆活动、构造背景及区域变形时代等具有一定意义。

用单颗粒锆石u-pb稀释法测定了中条山古元古代花岗岩的时代,获得寨子英云闪长质片麻岩、横岭关花岗闪长质片麻岩和烟庄钾长-二长花岗质片麻岩的成岩年龄分别为2321ma±2ma、2256ma±35ma和2297ma±21ma。结合区域地质背景和地球化学资料,认为中条山地区可能存在时限为2350～2250ma的构造-热事件。

用shrimp测定了冈底斯岩带西段麦拉山口岩体同碰撞黑云母二长花岗岩锆石的u-pb年龄,黑云母二长花岗岩锆石shrimpu-pb年龄为47.1±1.1ma。这就为前人提出的雅鲁藏布江地区洋盆闭合、板块开始碰撞的时间为50ma左右提供了同位素年代学的证据。