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高精度第四纪年代学是第四纪研究的基础,对了解地球演化和发展非常关键。大型二次离子质谱(SIMS)锆石U-Th-Pb定年方法,集高空间分辨率、高精度、高效率和近无损分析等优势于一体,可以提取矿物微区中记录的丰富地质信息,在第四纪年代学研究中具有很大的应用潜力。文中对SIMS第四纪锆石原位微区年龄测定的基本原理、分析校正方法进行介绍,并报道我们测定台湾第四纪金瓜石英安岩锆石U-Pb年龄的结果((1.166±0.020)Ma)。 相似文献
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《地学前缘(英文版)》2023,14(2):101523
Oxygen isotopes are a versatile tool to address a wide range of questions in the Earth sciences. Applications include geothermometry, paleoclimatology, tracing of geochemical reservoirs, fluid-rock interaction, magmatic petrogenesis, and identification of extra-terrestrial materials. Zircon arguably provides one of the most robust records of primary magmatic O isotope ratio due to low diffusion rates in crystalline grains. The ability to correlate zircon O isotopes with temporal and petrogenetic information (e.g. U-Pb geochronology, Lu-Hf isotopes, and trace elements) makes this mineral a key archive for understanding Earth’s crustal evolution. Consequently, zircon O isotope geochemistry has found widespread usage to address fundamental questions across the earth and planetary sciences. The general apparent ease of O isotopic acquisition through the advancement of rapid in situ techniques (i.e. secondary ion mass spectrometry; SIMS) and associated dedicated national laboratories has led to the generation of large O isotopic data sets of variable quality, highlighting the importance of a coherent workflow for data collection, reduction, and presentation. This paper presents a set of approaches for measurement, assessment, and reporting of zircon O isotope data. The focus in this contribution is on in situ analysis via secondary ion mass spectrometry using large geometry instruments, but other commonly used techniques are briefly reviewed for context. This work aims to provide an analytical framework necessary for geologically meaningful interpretation of O isotope data. In addition, we describe inherent geological (e.g. radiation-induced disturbance of the zircon O isotopic system) and analytical (e.g. fractionation due to sample topography effects) challenges and outline means to identify and avoid such issues as a prerequisite to the generation of robust primary O isotopic signatures for geological interpretation. 相似文献
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This annual review of secondary ion mass spectrometry (SIMS) highlights significant progress in the application of the technology for the following areas: U-Pb geochronology (notably in the fields of reference material zircons), sources of uncertainty during analysis and secondary ion yields. Major publications introduced a new zircon reference sample and dealt with an intercomparison study of a suite of established calibrators, some of which have been shown to have certain limitations. Another publication claimed that the principal uncertainty in U-Pb dating is related to variations in the Pb and U relative emission yields over a complete analytical session. 2003 saw the introduction of an automated particle identification procedure applied to the analysis of a chondritic meteorite, as well as new geometries of SIMS hardware (NanoSIMS) and techniques (time-of-flight SIMS). NanoSIMS allows a two to three order of magnitude reduction in sampling volume as a result of a reduced beam diameter, and time-of-flight SIMS allows the study of sample surfaces, and can provide data for elements concurrently. 相似文献
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A new method integrating high-precision U-Pb geochronology with zircon trace element analysis (U-Pb TIMS-TEA) 总被引：1，自引：0，他引：1
Increased precision in isotope-dilution thermal ionization mass spectrometry (ID-TIMS) U-Pb geochronology has revealed age complexities in zircon populations that require new tools for understanding how the growth of zircon is related to geologic processes. U and Pb are routinely separated from other elements in dated minerals by ion exchange separation prior to TIMS isotope measurement. We develop a method in which trace elements in the exact same volume of zircon are redissolved and analyzed using solution nebulization inductively coupled plasma sector-field mass spectrometry with matrix-matched external liquid calibration. Using <0.5 ml solution, resulting concentrations are between <1 ppt for elements such as Ti, Nb and Ta and tens of ppb for Zr. By analyzing a series of standard solutions, zircons and procedural blanks, we show that accurate measurements are performed on Zr, Hf, Y, Sc, and the HREE while low-concentration elements can be measured accurately to <5 ppt. We performed combined U-Pb ID-TIMS geochronology with trace element analysis (here called U-Pb TIMS-TEA) on zircons from eight volcanic rocks comprising several volcanic systems and one metamorphic sample. Similar to previous in situ trace element analyses, zircon geochemistry is distinct between different samples and records petrogenetic processes such as fractional crystallization, assimilation and/or magma mixing. Unique from in situ analysis, U-Pb TIMS-TEA can trace geochemical evolution in accessory minerals with adequate age precision to resolve magmatic processes in rocks at least 200 million years old. This provides a means to identify auto-, ante- and xenocrystic zircon and lead to more robust age interpretations in ID-TIMS U-Pb geochronology. One suite of Cretaceous andesitic zircons shows correlations in geochemistry and absolute time that record evolution of a magmatic system over ∼250 ka prior to eruption. Future work will combine U-Pb TIMS-TEA with solution isotopic analysis of Nd, Sr and Hf and will be applied to a host of datable minerals such as monazite, sphene, apatite, rutile, xenotime, and baddeleyite. These combined tools will provide access to an improved understanding of a wide range of igneous and metamorphic processes as a function of time. 相似文献
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为确定延边地区明月沟组火山岩的形成时代、成因及构造背景,对明月沟组中的安山岩开展了岩石学、SIMS锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素特征研究。结果表明:明月沟组安山岩中的锆石为岩浆成因锆石。代表安山岩形成时代的两件样品中锆石的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄分别为(111±4)Ma(n=6,MSWD=3.2)和(113±3)Ma(n=6,MSWD=1.4),属早白垩世晚期。岩石地球化学特征上,明月沟组安山岩相对富钠,属高钾钙碱性系列,具有明显富集大离子亲石元素(K、Ba)和轻稀土元素,亏损重稀土元素和Ta、Nb等高场强元素的特征,结合其Hf同位素组成特征,暗示明月沟组安山岩的源岩应为受俯冲板片流体成份参与的亏损地幔。结合区域构造演化背景,明月沟组安山岩的形成应与早白垩世古太平洋板块向欧亚大陆板块的斜向俯冲作用相关。 相似文献
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湘东邓阜仙花岗岩成因及对成矿的制约:锆石/锡石U-Pb年代学、锆石Hf-O同位素及全岩地球化学特征 总被引：2，自引：2，他引：0
南岭地区晚三叠世成矿规模较小且零散,而晚侏罗世成矿规模巨大,以往的研究较少关注两期花岗岩之间的成因联系及与成矿的关系。湘东邓阜仙花岗岩体位于南岭地区中段,是具有晚三叠世、晚侏罗世两期岩浆活动的复式岩体,并发育有钨矿床。本文对区内花岗岩及蚀变岩型矿体进行了锆石/锡石U-Pb定年、锆石Hf-O同位素与全岩主微量分析,以期揭示两期花岗岩的地球化学特征、成因联系和与成矿的关系。锆石SIMS U-Pb定年结果表明,区内花岗岩的成岩年龄分别为~228Ma和~153Ma。湘东钨矿的锡石U-Pb定年结果为154.4±2.1Ma,表明钨锡矿化形成于晚侏罗世。两期花岗岩均具有高硅、高钾、弱过铝质至强过铝质的特征,结合锆石的Hf-O同位素组成,指示它们具有相似的成因,均起源于中-古元古代基底地壳物质的部分熔融,晚三叠世花岗岩混入了更多的成熟地壳物质,区域的富矿地层对于湘东钨矿形成的直接影响不大。邓阜仙晚侏罗世花岗岩更高的Fe含量和Rb/Sr、Rb/Ba比值,更显著的Eu、Ce负异常,指示其经历了更高程度的分异演化,两期成岩过程中的差异可能与区域上的晚侏罗世发生的太平洋俯冲作用相关。 相似文献
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将军墓含矿花岗闪长斑岩位于东昆仑造山带东段.通过岩石地球化学、锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素研究，结果表明，含矿花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为218.8±1.3 Ma，形成于晚三叠世.含矿花岗闪长斑岩SiO2含量为65.23%~67.25%，MgO含量1.50%~1.59%，Al2O3含量15.30%~15.75%，K2O/Na2O比值1.00~1.20，Mg#值43~44.表现富硅、富铝、富钾特征，显示高钾钙碱性系列；岩石具有轻重稀土分馏和轻稀土富集及负Eu异常特征，富集大离子亲石元素（LILE），如Th、U、Rb、K；亏损高场强元素（HFSE），如Nb、P、Zr等；锆石εHf（t）=-1.7~+1.01，TDM2=1 064~1 214 Ma，反映源区主体为中元古代下地壳.综合年代学、岩石学和地球化学证据，显示将军墓含矿花岗闪长斑岩源于中元古代下地壳重熔，并有少量地幔岩浆加入而发生不完全混合，含少量暗色微粒包体的含矿岩石.将军墓含矿花岗闪长斑岩形成于东昆仑晚三叠世碰撞后伸展环境，是东昆仑晚三叠世壳幔相互作用成岩-成矿的体现.该岩体不仅仅是东昆仑古特提斯构造岩浆事件的产物，同时具备良好的成矿条件，为东昆仑晚三叠世岩浆作用研究和寻找与之有关的斑岩型或热液型多金属矿床提供重要的证据. 相似文献
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测点相对位置对离子探针锆石U-Pb定年的影响 总被引：2，自引：1，他引：1
离子探针得益于高空间分辨率的特点,在复杂变质锆石的微区原位年代学研究中,其常被作为首选技术手段。对具有复杂环带结构的锆石进行原位分析,通常可以得到岩石多期次地质演化信息,因此在一颗有核(幔)边结构的锆石上进行多点分析是常见现象。为了定量地评估多点分析时测点的相对位置对离子探针测量结果的影响,本研究采用目前报道最为均一的锆石标样M257为测试对象,分为四种情况,即同一测点重复测试年龄、同一测点先氧同位素分析后年龄测试、在首个测点的上/下/左/右方且预剥蚀区域有部分重叠的范围内测试、距首个测点有显著距离测试等,进行了系统性U-Pb定年对比实验。结果显示,相对一个颗粒上的首个测点,第二个测点的测试深度和预剥蚀区域的变化会给测试结果带来-5%到+11%的系统偏差,尤以与首个测点的预剥蚀区域有重叠且位于一次离子入射方向后侧的分析点会产生最为显著的系统偏差。因此,在采用离子探针进行副矿物U-Pb测试的时候,当需要原位重复分析或在临近区域多点分析时,需要特别注意多个测点的相对位置和分析顺序。本实验结果指示,以往通过离子探针方法对变质锆石进行过核边多点分析,通过变质锆石边部所获得的年龄结果值得重新审视,有将变质时代持续时间扩大化的隐忧。 相似文献
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Dating high-grade metamorphism—constraints from rare-earth elements in zircon and garnet 总被引：32，自引：8，他引：24
We integrate petrography and SIMS REE analyses of garnet and polyphase zircon from a pelitic granulite adjacent to the Ronda peridotite, Betic Cordillera, southern Spain to constrain the significance of zircon U-Pb geochronology. Sillimanite inclusions in garnet rims suggest that they grew during decompression, and Ca enrichment in their rims records initiation of partial melting. Chondrite-normalised REE profiles of zircon cores are typically magmatic (positive La to Lu slope and Ce anomaly), whereas overgrowths have flat or negatively sloping heavy-REE profiles (Gd-Lu). The presence of rimmed zircon grains only in the garnet rims and the matrix suggests that this zircon phase grew after garnet had already sequestered heavy REEs, a process documented here by progressive depletion of heavy REE in the garnets from centre to rim. Combined with the textural evidence, we suggest that the U-Pb age of 21.3ǂ.3 Ma obtained from the zircon rims dates a point on this decompression path rather than the peak metamorphic pressure. 相似文献
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对华北东南缘荆山花岗岩进行了锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素分析,全岩主微量元素和Sr-Nd同位素分析.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,荆山花岗岩形成于晚侏罗世(160.9±0.8~161.6±1.5 Ma).残留锆石的U-Pb年龄主要为三叠纪和新元古代,分别与大别-苏鲁造山带超高压变火成岩的变质年龄和原岩年龄一致.这些花岗岩为钙碱性-高钾钙碱性,具有弧型的微量元素分布特征和富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,即高的全岩(87Sr/86Sr)i比值(0.708 0~0.709 1),低的εNd(t)值(-15.6~-13.5)和锆石εHf(t)值(-23.1~-9.5),对应的两阶段Nd-Hf模式年龄主要为古元古代.这些锆石U-Pb同位素年代学和地球化学特征与大别-苏鲁造山带超高压变火成岩一致,表明它们之间存在成因联系.特别地,残留锆石新元古代和三叠纪U-Pb年龄是俯冲华南陆壳的标志性特征.因此,荆山花岗岩是俯冲华南陆壳部分熔融的产物,华南陆壳是三叠纪大陆碰撞过程中进入华北地壳之中的.这些花岗岩具有低的Rb含量、高的Sr和Ba含量,低的Rb/Sr比值以及低的全岩锆饱和温度和锆石Ti温度(~700℃),表明它们源于俯冲华南陆壳低温加水部分熔融,可能与侏罗纪古太平洋板块俯冲于中国东部之下有关. 相似文献
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内蒙古锡林浩特乌拉苏太大石寨组火山岩年代学、地球化学特征及其地质意义 总被引：1，自引：1，他引：1
通过1∶5万区域地质调查,对中亚造山带南缘内蒙古锡林浩特乌拉苏太地区发育的大石寨组酸性火山岩进行了野外地质、岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、地球化学等研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示,该火山岩年龄为287.5±1.4Ma(MSWD=3.1),形成于早二叠世早期。岩石地球化学研究表明,大石寨组火山岩为一套中酸性火山岩,以高硅、富碱、高铝为特征,Ti、Mg、Fe、Ca等元素含量较低。微量元素总体含量较高,具有一致的配分曲线,Rb、Ba、Th、U、K、LREE等大离子亲石元素相对于Nb、Ta、HREE等高场强元素明显富集。稀土元素总量偏高,具有一致的右倾海鸥式配分型式。地球化学特征显示,该套火山岩具有岛弧火山岩的属性。结合大石寨组岩石学及地质学特征,大石寨组火山岩最可能形成于弧后扩张(或弧间)盆地,是早二叠世早期古亚洲洋闭合前洋壳俯冲消减作用的产物。 相似文献
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最近，在西藏直孔地区冲尼村附近识别出一套二叠纪岛弧玄武岩.本文报道了其岩相学、全岩地球化学及锆石U-Pb年代学数据，探讨了其岩石成因和构造背景.锆石U-Pb年代学和全岩地球化学分析显示, 玄武岩浆结晶年龄为270.8±2.1 Ma，时代属中二叠世；全岩地球化学分析表明：冲尼玄武岩为钙碱性系列，轻稀土元素(LREE)富集，重稀土元素(HREE)相对亏损，无Eu异常，微量元素蛛网图显示，冲尼玄武岩亏损高场强元素(HFSE)，富集大离子亲石元素(LILE)。综合区域地质调查研究成果，中二叠世冲尼岛弧玄武岩形成于直孔-松多古特提斯洋向北俯冲消减的构造背景下，由俯冲板片之上经流体交代的地幔楔部分熔融形成。 相似文献
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长安金矿是哀牢山成矿带南段典型的大型金矿床之一,矿区内发育大量的碱性岩脉。本文通过对矿区内碱性岩锆石U-Pb年代学、微量元素及Hf同位素的研究,限定碱性岩的形成时间、来源和成因,并进一步探讨该金矿床的成因。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄表明长安金矿区碱性岩主要形成于晚始新世（37.0~35.0 Ma）。碱性岩锆石微量元素、Hf同位素和结晶温度等表明其主要来自下地壳火成岩区,在形成过程中存在少量1 648.5~34.8 Ma不同时期的上地壳沉积岩物质的加入,碱性岩是哀牢山韧性剪切活动诱发基性-超基性熔体发生底侵作用,并加热下地壳发生部分熔融的产物。结合前人成矿流体稳定同位素研究结果,提出碱性岩的形成与金矿化是在印度-欧亚板块碰撞下,青藏高原物质东向逃逸诱发哀牢山韧性剪切活动构造背景下的独立产物,他们之间没有直接的成因联系,仅仅是同一构造-地质作用的不同表现形式。 相似文献
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宰便地区位于江南造山带西南段,发育有一系列新元古代镁铁质-超镁铁质火成岩。然而,其成因与构造背景仍存在广泛争议。因此,本文选择江南造山带西南段宰便辉绿岩为研究对象,系统开展岩石学、地球化学、Nd-Hf同位素和锆石U-Pb年代学研究。研究结果表明,辉绿岩具有高Mg^(#)(50~69)、高Al_(2)O_(3)(13.94%~18.63%)、低钾(0.03%~0.33%)、低磷(0.04%~0.28%)特征,显示为低钾拉斑系列岩石特点。同时,岩石整体相对富集Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb和Y等高场强元素,Eu具有微弱负异常特征。辉绿岩的Nb/Ta、Zr/Nb比值揭示了母岩浆在岩浆侵位过程中未发生地壳混染。3件样品的锆石U-Pb年龄分别为820.7±3.0Ma、821.1±9.2Ma和823.1±9.5Ma,表明岩浆侵位时代为新元古代早期。锆石ε_(Hf)(t)值介于-13.6~7.7之间,Hf的t_(DM2)值介于1214~2547Ma之间,结合全岩地球化学特征,揭示其原始岩浆可能源于富集地幔,并伴有一定的亏损地幔参与。综合前人和本次研究的地质、地球化学和年代学数据,本文认为江南造山带西南段宰便地区在新元古代早期处于板内构造环境。 相似文献
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桂北宝坛锡多金属成矿区内岩浆活动频繁,其中与锡多金属成矿作用有关的平英岩体由早晚两期侵入岩组成,且晚期侵入岩中常含有较多的电英岩包体。岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学研究表明：平英岩体晚期侵入岩主要岩性是（中）细粒斑状黑云母（二长-）碱长花岗岩;晚期侵入岩的形成年龄为（769.2±2.5）Ma,而电英岩包体的形成年龄为（795.1±3.1）Ma;平英岩体总体以富含大离子亲石元素（LILE,包括Rb、Th和U等）、贫高场强元素（HFSE,包括Nb和Ti等）为特征,其早期侵入岩属于高钾钙碱性强过铝质S型花岗岩,具有明显的Th-U元素"U"型峰值以及Ti元素"V"型谷值,晚期侵入岩属于钾玄岩系列岩石,具有U元素"V"型尖峰值以及La-Nd和Eu-Ti元素"U"型谷值,二者在地球化学特征上存在较大的差异。结合岩浆源区性质的研究结果,早期侵入岩属于造山后花岗岩类,可能是源自泥质岩类部分熔融形成的岩浆,再经历高程度分离结晶作用形成的产物;而晚期侵入岩属于非造山花岗岩类,可能是源自泥质岩和砂屑岩类部分熔融形成的岩浆与幔源岩浆发生了不同程度的混合形成的产物。结合电英岩包体和寨滚锡多金属矿床中岩浆热液成矿阶段形成的电英岩脉在成因上存在亲缘关系,且其形成年龄与田棚岩体的形成年龄基本一致的特征,推测电英岩包体应为晚期侵入岩侵位过程中捕获早期侵入岩（田棚岩体）侵位过程中形成的岩浆热液型电英岩脉而形成的包体,其形成年龄可能代表了本区电英岩成矿阶段的成矿年龄。 相似文献
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The Paraná volcanic province is a window into mantle and crustal processes in the Cretaceous. The variability and complexity of this province can be determined through the study of minerals. An integrated study of zircon from Paraná lavas (one high-Ti basalt, one low-Ti andesite, one high-Ti rhyodacite and one high-Ti andesite sill) was achieved using backscattered electron imaging, sensitive high resolution ion microprobe (SHRIMP-IIe) for U-Pb geochronology, and laser ablation inductively coupled mass spectrometer (LA-ICPMS) to determine the Lu-Hf isotopes and the trace-element compositions. U-Pb-Hf and trace-element data indicate that zircon crystallized from the magma at approximately 134 Ma. This South American large igneous province originated from the mantle and was contaminated by crust either in the mantle or during ascent and crystallization of magma. Contaminant continental crust had Precambrian age. Trace elements point to a new compositional field for zircon, different from other types of provinces. Examination of volcanic zircon improves our understanding of age and contamination of the Paraná volcanics. 相似文献
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老挝西北部的沉积演化历史一直未能很好地界定.因此,在老挝西北部地区出露较好的二叠纪地层中采集了4个砂岩样品,并系统开展了岩石学、地球化学和碎屑锆石U-Pb年代学的研究.岩相学表明该套样品主要包括了长石石英砂岩、岩屑砂岩和杂砂岩.全岩地球化学结果显示这些砂岩样品以高SiO2（64.9%~91.2%）、高Al2O3（5.0%~17.4%）和高CIA（59.6~89.9）为特征,说明它们经历了中等至强的风化作用.另外,样品的微量元素地球化学特征也暗示其物源主要为来自岛弧环境和活动大陆边缘的长英质岩石,并伴有少量再循环沉积物.碎屑锆石U-Pb年代学结果显示出这4个样品具有1 880~1 870 Ma、1 470~1 450 Ma、890~860 Ma、450~415 Ma和275~252 Ma的5个主要年龄峰,其中275~252 Ma为最大的沉积年龄,因此,可以将研究区地层时代限定在不早于晚二叠世.综合前人研究及与邻近盆地碎屑锆石U-Pb年龄谱系的对比,认为前志留纪的锆石大多来自于扬子板块古老基底的再循环沉积物,志留纪至二叠纪的碎屑锆石主要来源于长山带、昌宁-孟连带、临沧-素可泰岩浆岩带和邻近金三角地区,证明了印支板块北缘与思茅地块在古特提斯演化时期为一个整体,在二叠纪时期具有扬子板块的亲缘性. 相似文献
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通过对福州盆地西北缘发育的霏细斑岩脉野外地质特征、锆石U-Pb测年及地球化学研究,讨论其与福州复式花岗岩体的成因联系。研究区霏细斑岩呈紫灰色,局部可见明显的流动构造,主要由正长石斑晶组成,脉体呈北东向侵入于早期福州复式岩体中。研究结果显示,霏细斑岩脉形成于97.4Ma,具有钙碱性Ⅰ型花岗岩的特征。该期岩浆活动形成于福州复式岩体的过渡期,且其地球化学特征与早白垩世钙碱性Ⅰ型花岗岩、晚白垩世碱性A型花岗岩之间存在连续过渡的关系,反映其为福建东南沿海构造体制从弧后扩张向陆内伸展转换的产物,暗示该构造体制的转换时间约为97Ma。 相似文献
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多宝山矿区发现有侵位于晚奥陶世花岗闪长岩的角闪辉长岩和英云闪长岩,二者具有双峰式侵入岩的特征,在详细的野外地质调查基础上,对多宝山双峰式侵入岩进行了岩石学、年代学、地球化学方面的研究,并初步探讨其构造意义.角闪辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为224.3±1.7 Ma,英云闪长岩为226.3±2.3 Ma,两者形成于同一构造岩浆作用事件;侵入岩的SiO2含量呈双峰式,稀土、微量元素特征表明它们具有岛弧岩浆特征,二者具有相同的岩石圈地幔源区,其源区可能受到了俯冲流体交代作用的影响.结合区域构造背景,认为其形成与鄂霍茨克洋壳俯冲有关,产于活动大陆边缘环境,它们可能是受地壳混染的OIB型玄武质岩浆在地壳中部的一个“双扩散”岩浆房通过结晶分异形成的. 相似文献