大地构造与成矿学 /oa 目录 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104000 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 1 3 8815192 太古宙岩石圈构造变形过程与岩浆作用的数值模拟研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104001 太古宙岩石圈构造变形是岩石圈与软流圈在高温条件下发生垂向运动的结果, 反映了太古宙非板块构造体制下的地球动力学过程。为了解释这个已经消失的过程, 前人利用数值模拟方法并结合较少的地质实例, 提出了盖子构造、热管构造、湿盖子构造、地幔柱构造等多种可能存在于太古宙的前板块构造体制。这些体制的主要差异源于前人实验中对岩浆作用的简化方式不同, 进而导致了对太古宙地球动力学过程认识的不一致性。为了解决上述矛盾, 本研究在不简化岩浆运移过程的前提下, 讨论了五种可能条件及其组合对太古宙岩石圈构造变形的控制作用。结果显示, 太古宙岩石圈强度较高时, 只有经充分弱化才可能产生垂向变形。岩浆的存在不仅弱化了岩石圈, 还借由自身浮力提供了变形所需的驱动力。地幔柱主要引发岩石圈减薄与底部拆沉, 其他因素如岩石圈厚度、地壳性质、薄弱带等并非岩石圈变形的敏感因素。该结论揭示了太古宙岩浆作用对岩石圈构造变形过程起到了重要控制作用。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 621 633 4698528 董 昊<sup>1、2</sup>, 戴黎明<sup>1、2*</sup>, 李三忠<sup>1、2</sup>, 杨 悦<sup>1、2</sup>, 胡泽明<sup>1、2</sup> 西准噶尔达尔布特蛇绿岩带萨尔托海岩体深部结构、构造特征: 地质与地球物理证据 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104002 西准噶尔地区分布多条蛇绿混杂岩带, 地表地质已有大量研究成果, 但蛇绿岩深部结构构造研究相对薄弱, 一定程度上制约了该地区地质构造演化的深入认识。为此, 本文选取达尔布特蛇绿混杂岩带萨尔托海段开展了大比例尺地质填图配套地面重力、磁法和可控源音频大地电磁测深(CSAMT)等综合测量, 获得了该蛇绿岩体地表分布、接触关系以及深部的磁性、密度结构和电性特征, 精细刻画了蛇绿岩的深部结构与构造, 并进一步分析了其侵位机制和动力学过程。萨尔托海蛇绿岩具有低重力、高磁性和变化范围较宽的电阻率值, 岩体整体以构造岩块状产出, 表现出挤压逆冲、走滑剪切、破碎蚀变等变形变质。本文及前人研究成果表明, 萨尔托海岩体是在近东西向挤压兼走滑应力作用下以斜向楔冲形式构造就位, 并进一步受到后期左行走滑和岩浆作用的叠加改造。结合区域构造演化, 西准噶尔蛇绿岩的构造侵位与晚石炭世板块汇聚背景下残余洋盆的收缩有关, 持续的挤压兼走滑应力使残余洋盆下伏基底蛇绿岩沿断裂构造侵位于上覆沉积地层。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 634 650 9553973 李 海<sup>1</sup>, 李永军<sup>1、2*</sup>, 徐学义<sup>1、3</sup>, 万 阈<sup>4</sup>, 赵 强<sup>4</sup>, 杨高学<sup>1、2</sup>, 王祚鹏<sup>1</sup> 中国阿尔泰造山带的变形-变质历史研究: 以富蕴县乌恰沟地区为例 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104003 通过对中国阿尔泰造山带南缘富蕴县乌恰沟地区出露的含石榴子石副片麻岩进行详细的野外地质观察及岩相学分析, 确定了至少三期构造变形-变质事件: ①第一期变形变质作用(D1)可划分为早期的埋深变质作用与后期的伸展作用, 埋深作用初期发育M1期变质矿物组合(黑云母+斜长石+石英), 该阶段P-T条件为4.6×102 MPa/~590 ℃, 后达到P-T条件为5.5×102 MPa/~650 ℃的变质峰期, 发育M2期变质矿物组合(矽线石+石榴子石+黑云母+斜长石+石英), 随后由于泥盆纪(400~380 Ma)地壳的水平伸展运动, 发生广泛的减压熔融且伴随石榴子石的生长, 并形成以混合岩化条带为基础的区域上的主性面理S1; ②第二期变形变质(D2)为发生于晚泥盆世(~380 Ma)的褶皱构造, 区域上形成以S1面理为基础的NE-SW向近直立褶皱(F1), 该期变形导致后期位于同一地壳深度的岩石, 变质程度在垂直于F1方向上呈现出对称分布的特点, 该阶段P-T条件为4.5×102 MPa/~630 ℃; ③第三期变形变质(D3)为发生于早二叠世(~280 Ma)的NE-SW向压扭性变形, 表现为在被D2变形改造过的S1面理为基础上, 形成由一系列NW-SE向小型褶皱F2组成的大背形, 此时伴有左旋剪切, 并发育以尖晶石+堇青石+黑云母+斜长石矿物组合为特征的M4期变质矿物组合, 其P-T条件为~2.1×102 MPa/~ 615 ℃。以上不同阶段温压条件定义了一个顺时针P-T轨迹, 反映了岩石在埋藏后经历伸展减压, 并伴随热量的加入。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 651 666 6518070 仲 正<sup>1、2</sup>, 仝来喜<sup>3*</sup>, 刘 兆<sup>1、2</sup>, 李 超<sup>1、2</sup> 黔西南地区中-新生代构造变形特征及应力场模拟分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104004 黔西南地区位于扬子克拉通西南缘, 是世界著名的卡林型金矿集中区, 中-新生代受特提斯域构造域和滨太平洋域构造域叠加复合影响, 区域构造变形过程不清, 控矿机理不明。针对这些问题, 本文对区内构造裂缝的几何形态、主要构造期次及应力状态进行了分析, 并运用Abaqus有限元软件模拟了各构造期应力与应变分布。研究获得下列认识: (1) 晚三叠世-早白垩世: 受古特提斯构造域与早燕山运动的影响, 最大主应力优势方向为NE-SW, 应力强度西强东弱, 形成NW向构造, 先存的NE向断层多表现为走滑性质, 为成矿构造的主要形成时期; (2)古新世: 受晚燕山运动的影响, 最大主应力优势方向为NNW-SSE, 形成新的NE向构造, 构造变形强度较大, 对早期形成的金矿床有较强的改造作用; (3) 始新世: 受太平洋板块向亚洲大陆俯冲的影响, 最大主应力优势方向为近东西向, 应力强度东强西弱, 该期构造对金矿床改造较弱; (4) 基于上述研究预测, 隐伏金矿床存在于青山变形区中部、兴仁-贞丰变形区北部及南部东侧。联合野外地质调查及Abaqus有限元模拟, 开展复杂构造区构造演化与金属矿床形成关系研究, 为卡林型金矿勘探提供依据, 并为隐伏矿床预测提供新方法。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 667 680 7289945 陈友智<sup>1</sup>, 杨贵来<sup>2</sup>, 唐 永<sup>3*</sup> 大兴安岭南段毛登Sn-Cu矿床岩浆作用对成矿制约: 年代学、地球化学及Sr-Nd-Pb同位素证据 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104005 毛登Sn-Cu矿床位于大兴安岭南段内蒙古锡林浩特境内, 其Sn、Cu储量均达到中型。本文利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法测得与成矿关系密切的花岗斑岩成岩年龄为138±0.6 Ma; 利用LA-ICP-MS锡石U-Pb法测得锡石-硫化物-石英脉型矿石中锡石的Tera-Wasserburg谐和年龄为139±3.2 Ma, 表明花岗斑岩体形成年龄与毛登矿床成矿年龄在误差范围内一致, 均形成于早白垩世。花岗斑岩富硅(SiO2=73.18%~77.3%)、富碱(Na2O+K2O=8.00%~8.69%)、富钾(K2O=4.80%~ 5.22%)、贫铝(Al2O3=11.67%~12.83%), 贫钙(CaO=0.49%~0.95%)、镁(MgO=0.12%~0.46%), 具有较高的FeOT/(MgO+FeOT)值(0.74~0.91)、10000×Ga/Al值(3.64~4.28); 微量元素亏损Ba、Sr、P、Ti等元素, 富集Rb、Th、K、Hf等元素; 稀土元素配分模式图呈典型的“海鸥型”以及显著的Eu负异常(δEu=0.05~0.2); 锆石饱和温度为817~861 ℃, 以上均说明花岗斑岩具有A型花岗岩特征。全岩Sr-Nd同位素结果显示低初始(87Sr/86Sr)i值(0.702907~0.704506)、较高的εNd(t)值(+0.8~+4.4)以及年轻的二阶段模式年龄(tDM2=572~863 Ma), 说明花岗斑岩可能为新生地壳经部分熔融后, 在上升过程中经历较强烈的结晶分异演化作用而形成。Pb同位素组成指示岩体和矿石的Pb同位素组成接近, 说明成矿物质主要来源于岩浆。微量元素特征、构造环境判别图解显示花岗斑岩具有A2型造山后花岗岩特征, 成岩环境处于伸展构造背景。结合前人研究成果以及矿区地质特征、成岩(矿)年代学、Sr-Nd-Pb同位素特征, 认为毛登矿床成矿物质的富集与花岗斑岩体侵入密切相关, 矿床成矿物质的富集规模受花岗斑岩结晶分异演化程度制约。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 681 704 7475504 季根源<sup>1、2</sup>, 江思宏<sup>1*</sup>, 李高峰<sup>1、3</sup>, 易锦俊<sup>2</sup>, 张莉莉<sup>1</sup>, 刘翼飞<sup>1</sup> 闽西南马坑铁矿稀土元素地球化学及其对矿床成因的指示 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104006 马坑铁矿是国内著名的大型磁铁矿床之一, 为闽西南地区最重要的铁多金属矿床, 其矿体主要呈层状、似层状、透镜状赋存于晚古生代-中三叠世的碎屑岩-碳酸盐岩沉积建造中。本次研究对马坑铁矿的辉绿岩、大理岩、林地组砂岩和磁铁矿矿石进行了全岩稀土元素测试, 并利用激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位微区分析法对各类磁铁矿矿石中的磁铁矿单矿物进行稀土元素测试, 以探讨马坑铁矿的成因类型和成矿作用机制。结果显示, 磁铁矿矿石的稀土元素地球化学特征具有一定的差异, 但Y/Ho值大多变化于24~37之间, 指示为岩浆热液成因; 各类蚀变围岩的稀土元素地球化学特征显示其与磁铁矿矿石具有成因联系; 磁铁矿单矿物具有十分相似的稀土元素地球化学特征, 表明其成因一致; 岩石、矿石以及磁铁矿单矿物的稀土元素地球化学特征表明, 马坑铁矿的成矿作用有较多的壳源物质参与, 成矿流体与矿区内具有明显分异特征的大洋和莒舟花岗岩体密切相关。综合矿床地质特征、前人研究成果以及本次测试结果, 认为马坑铁矿属层间破碎带控制的钙矽卡岩型矿床。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 705 726 8693904 易锦俊<sup>1、2</sup>, 张 达<sup>2*</sup>, 季根源<sup>1、3</sup>, 王 楠<sup>1、3</sup>, 王 森<sup>4</sup> 辽东连山关地区古元古代基性岩特征及与铀矿关系探讨 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104007 连山关地区位于华北克拉通北缘铀成矿省辽东铀成矿带, 以往的勘探发现铀矿周围大量基性岩发育, 为进一步了解基性岩构造环境及其与铀成矿的关系, 本文以钻孔深部基性岩为研究对象, 通过岩石学、地球化学及年代学等研究, 探讨基性岩的地质地球化学特征、形成时代、岩石成因及与铀成矿的关系。研究表明: 钻孔深部基性岩以变辉绿岩和辉绿玢岩为主, 具有钾、钠含量相当, 过铝质等特征, 属于碱性-过碱性系列岩石; 稀土元素含量偏高, 轻稀土元素相对富集, 重稀土元素相对亏损, 轻重稀土元素分异作用不明显, Eu呈现中等程度负异常, Ce呈微弱负异常; 微量元素Ba、La、Zr、Hf相对富集而U、K、P、Ti相对亏损。地球化学特点表明, 研究区基性岩属于板内碱性玄武岩, 源区为过渡型地幔, 形成于大陆碰撞后伸展裂解的构造环境, 并在上侵过程中存在地壳混染作用。连山关岩体南缘发育的韧性剪切带及相伴生的张性破裂为基性岩的就位提供空间。基性岩同时也为铀成矿提供热源、矿化剂及部分成矿流体。综合分析认为, 造山期后伸展张裂阶段形成的基性岩与铀成矿关系密切, 连山关岩体南部辽河群覆盖区可作为下一步重点找矿地段。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 727 744 6304467 吴 迪<sup>1、2</sup>, 刘永江<sup>3*</sup>, 王庆喜<sup>4</sup>, 李伟民<sup>1</sup> 上黑龙江盆地虎拉林金矿床黄铁矿LA-ICP-MS原位测试及其对矿床成因的制约 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104008 位于上黑龙江盆地内的虎拉林金矿床为区域重要的金矿床之一, 关于该矿床的成因一直存在较大的争议。为厘清虎拉林金矿床成矿物质来源及赋存状态, 确定矿床成因及形成机制, 作者运用LA-ICP-MS原位测试技术, 分析了矿床中不同期次黄铁矿的元素组成。结果表明, 该矿床存在PyI、PyII和PyIII三期黄铁矿, 不同期次黄铁矿的微量元素组成差异明显, PyII为金主成矿期, 其Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Bi、As、Mo、V、Cr、Mn、Sb、Sn和Ga等微量元素含量较高。在PyI、PyII和PyIII三期黄铁矿中, Co、Ni、As、Se以类质同象形式赋存于黄铁矿中; 而Cu、Pb、Zn、Bi及Te、Mo、V、Cr、Mn、Sb、Sn、Ga分别以金属矿物微粒及纳米微粒金属矿物包体存在于黄铁矿颗粒中或间隙; Au、Ag以银金矿微粒形式存在于黄铁矿晶体及间隙中, 且As在Au的迁移、富集和沉淀等过程中具有重要的作用。三个不同期次黄铁矿的Co/Ni值均小于10, 且在Co-Ni成因判别图中PyI主要分布于沉积区, PyII与PyIII则主要分布于沉积改造区及岩浆区。结合研究区区域地质背景、矿床地质特征及黄铁矿微量元素特征, 认为虎拉林金矿床首先经历了早期沉积作用, 之后受到来自含Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi等元素成矿流体的热液叠加改造, 成矿物质源于早白垩世深部岩浆, 且成矿过程中存在岩浆热液与早期沉积地层的混染作用, 是典型的斑岩型金矿床。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 745 760 9448318 巩 鑫<sup>1、2</sup>, 魏小勇<sup>3</sup>, 赵元艺<sup>2*</sup>, 刘春花<sup>2</sup>, 水新芳<sup>2</sup>, 杜 蔺<sup>1</sup>, 宋小军<sup>1</sup>, 衮民汕<sup>1</sup>, 谭 伟<sup>2</sup> 桂东北晚震旦世-寒武纪砂岩物源特征: 对华南早古生代构造演化的制约 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104009 桂东北位于南岭西段, 为江山-绍兴断裂带的南部延伸地带, 较好地保存了华南晚震旦世-寒武纪构造演化的沉积记录。本文对桂东北晚震旦世-寒武纪砂岩开展了岩相学、地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学工作, 试图揭示其物质来源及地质意义。分析结果表明, 永福、贺州两地浅变质长石石英砂岩和石英杂砂岩具有富集轻稀土元素, 亏损重稀土元素, 弱Ce负异常, 明显Eu负异常的特征, 母岩以上地壳长英质岩石和再循环古老沉积物组分为主。地球化学构造判别图显示, 研究区在晚震旦世-寒武纪时可能处于类似被动大陆边缘的构造环境。永福地区晚震旦世砂岩中900~780 Ma的碎屑锆石含量丰富并少量出现2.0 Ga的锆石, 与扬子陆块具有明显的亲缘性; 但贺州地区晚震旦世砂岩以含大量~1.0 Ga碎屑锆石, 与华夏陆块具有明显的亲缘性。永福与贺州地区寒武纪砂岩中的碎屑锆石均以~1.0 Ga为主, 暗示其物源区在早-中寒武世前(>520 Ma)由扬子陆块转变为华夏陆块。结合古地理特征, 这一物源变化暗示早寒武世开始南华裂谷盆地逐渐变浅和缩小。受加里东期构造运动的影响, 扬子与华夏陆块于早-中寒武世再次拼合, 其西南分界线可能从永福与贺州之间通过。依据碎屑锆石物源分析, 我们认为晚震旦世-寒武纪时期华南位于东冈瓦纳大陆北缘, 可能在印度北西缘的外围。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 761 785 10199315 刘奕志<sup>1、2</sup>, 庞崇进<sup>1、2、3*</sup>, 冯佐海<sup>1、2、3</sup>, 康志强<sup>1、2、3</sup>, 蓝健宁<sup>1</sup>, 朱家明<sup>1</sup>, 肖冰清<sup>1</sup>, 喻文亮<sup>1</sup> 西天山伊犁地块早古生代拼贴: 来自碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素的制约 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104010 西天山伊犁地块记录着中亚造山带构造演化方面的关键信息, 前人多认为伊犁地块是一个单独块体, 但其西延境外部分对应着多个块体。这些块体在奥陶纪末期完成拼贴, 它们之间的缝合带在西天山的延伸部分被晚古生代-中新生代地层覆盖, 但通过境内外地质对比, 认为其很可能沿着伊犁地块中部向东延伸, 并将伊犁地块划分为南、北伊犁两个块体。目前, 对于南、北伊犁地块的拼贴时限缺少精确限定, 其是否类似于境外部分于奥陶纪末期完成拼贴仍不清楚。为此, 本项研究选取北伊犁地块志留系库茹尔组为研究对象, 通过开展碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析, 约束南、北伊犁两个块体的拼贴时限。结果显示, 库茹尔组碎屑锆石U-Pb年龄主要集中在早古生代(422~519 Ma), 其最年轻峰值432 Ma约束了库茹尔组的最大沉积时代。在对比南北伊犁地块岩浆活动的基础上, 发现库茹尔组沉积地层同时接收到了南北伊犁地块的物源供给, 表明南北伊犁地块已在库茹尔组沉积前完成拼贴。通过综合解析碎屑锆石及区域岩浆岩锆石Hf同位素数据, 发现其在奥陶纪末期同时向富集和亏损的方向演化, 与显生宙以来东亚多块体拼贴过程中的Hf同位素演化趋势相似, 因而我们将这种εHf(t)值扇形演化样式归因于南北伊犁地块的碰撞拼贴, 进而约束伊犁地块的拼贴时限在奥陶纪末期。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 786 804 7428038 黄惠明<sup>1、2、3</sup>, 李鹏飞<sup>1、2*</sup>, 胡万万<sup>1、2、3</sup>, 令佳琪<sup>1、2、3</sup> 内蒙古中部苏尼特左旗早三叠世枕状玄武岩地球化学特征及地质意义 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104011 内蒙古中部苏尼特左旗地区最新发现的枕状玄武岩, 对研究兴蒙造山带的构造演化将提供重要线索。本文首次报道了苏尼特左旗枕状玄武岩的地球化学组成以及锆石U-Pb年代学数据。锆石U-Pb测年结果显示其形成于早三叠世。该枕状玄武岩具有较低的SiO2(43.44%~52.84%)含量, 以及较高的Fe2O3(8.02%~13.65%)和MgO(3.68%~10.34%)含量, 属于拉斑玄武岩系列。微量元素及同位素地球化学组成揭示苏尼特左旗枕状玄武岩并未受到明显的地壳混染作用, 其岩浆演化主要受铁镁矿物的分离结晶作用控制。该枕状玄武岩中的锆石组成复杂, 不同于大洋中脊产出的玄武岩, 且其微量元素地球化学特征和全岩Sr-Nd同位素组成也明显不同于正常洋脊玄武岩。同时, 该枕状玄武岩显示近平坦的稀土元素配分模式, 与典型的岛弧玄武岩存在明显差别。总体来看, 本文研究的苏尼特左旗枕状玄武岩地球化学特征及同位素组成与大陆裂谷玄武岩相近。因此, 该枕状玄武岩可能起源于交代地幔物质的减压部分熔融。结合前人研究成果, 我们认为苏尼特左旗枕状玄武岩可能产自古亚洲洋闭合后由于岩石圈拆沉导致的伸展环境, 与新疆北山地区早二叠世枕状玄武岩产出环境类似。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 805 821 5488287 唐建洲<sup>1</sup>, 张志诚<sup>1*</sup>, 刘 博<sup>2</sup>, 张怀惠<sup>1</sup> LA-ICP-MS锆石U-Pb定年实验流程的建立及其在滇西剑川正长岩锆石年代学中的应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202104012 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术, 能够快速、精确地测定矿物的同位素信息, 是锆石U-Pb年代学最常用的定年方法之一。应急管理部国家自然灾害防治研究院同位素热年代学实验室利用RESOlution SE型193 nm准分子激光器和Agilent 7900型四级杆电感耦合等离子质谱仪联机, 成功建立了锆石U-Pb原位定年方法。对91500、GJ-1、Plesovice、Qinghu和蓬莱5个标准锆石样品开展了详细的U-Pb定年研究, 均获得了与国际推荐值在误差范围内一致的结果, 表明本实验室建立的实验流程准确可靠, 可以实现较老到较年轻锆石U-Pb年龄的精确测定。实验室运用新建立的方法对滇西剑川正长岩进行了锆石U-Pb年代学测试, 结果表明该岩体形成于35.7±0.2 Ma, 属晚始新世, 与SIMS锆石U-Pb定年结果一致。研究发现剑川正长岩中存在晚三叠世-新元古代(220~860 Ma)的继承锆石, 表明岩浆物质来源的多元性。综合前人研究, 剑川正长岩是金沙江碱性岩带向青藏高原东南缘的延伸, 可能形成于晚始新世高原隆升后岩石圈伸展的构造背景。 2021年07月25 00:00 2021年45卷04期 822 838 4584896 雷海佳<sup>1、2</sup>, 沈晓明<sup>2</sup>, 刘希军<sup>1</sup>, 唐秀党<sup>2</sup>