In NE China, voluminous granitoids were emplaced in late Paleozoic and Mesozoic times. We report here Sr–Nd–O isotopic and elemental abundance data for two highly evolved granitic plutons, Woduhe and Baerzhe, from the Great Xing'an Mountains. They show a rather “juvenile” Sr–Nd isotopic signature and a spectacular tetrad effect in their REE distribution patterns as well as non-CHARAC (charge-and-radius-controlled) trace element behavior. The emplacement ages are constrained at 130±4 Ma for the Woduhe and 122±5 Ma for the Baerzhe granites by Rb–Sr and Sm–Nd isotope analyses. Both granites are also characterized by low but imprecise initial 87Sr/86Sr ratios of about 0.703. The Nd–Sr isotope data argue for their generation by melting of dominantly juvenile mantle component with subordinate recycled ancient crust. This is largely compatible with the general scenario for much of the Phanerozoic granitoids emplaced in the Central Asian Orogenic Belt. The parental magmas for both the Woduhe and Baerzhe granites have undergone extensive magmatic differentiation, during which intense interaction of the residual melts with aqueous hydrothermal fluids (probably rich in F and Cl) resulted in the non-CHARAC trace element behavior and the tetrad effect of REE distribution. Both the Woduhe and Baerzhe granites show the characteristic trace element patterns of rare-metal granites, but their absolute abundances differ by as much as two orders of magnitude. The oxygen isotope compositions of the two granites have been severely disturbed. Significant 18O depletion in feldspar, but not so much in quartz, suggests that the hydrothermal alteration took place in a temperature condition of 300–500 °C. This subsolidus hydrothermal alteration is decoupled from the late-stage magma–fluid interaction at higher temperatures. Despite the two distinct and intense events of “water–rock” interaction, the Rb–Sr and Sm–Nd geochronological systems seem to have maintained closed, hence, suggesting that the two events occurred shortly after the plutonic emplacements.

To date, few adakitic rocks have been reported in direct association with contemporary intra-continental extensional structures, which has cast doubt on genetic models involving partial melting of the lower crust. This study presents Early Cretaceous (143–129 Ma, new Sensitive high-resolution ion microprobe (SHRIMP) zircon U-Pb ages) adakitic granites, which are directly associated with a contemporary metamorphic core complex (i.e., the Northern Dabie Complex in the Dabie area). These granites exhibit relatively high Sr contents, negligible to positive Eu and Sr anomalies, high La/Yb and Sr/Y ratios, but very low Yb and Y contents, similar to subducted oceanic crust-derived adakites. They are also characterized, however, by very low MgO or Mg# and Ni values, and Nd–Sr isotope compositions (εNd(t) = −14.6 to −19.4 and (87Sr/86Sr)i = 0.7067–0.7087) similar to Triassic continent-derived eclogites subducted in the Dabie–Sulu Orogen. Additionally, late granitic dikes in the adakitic intrusions exhibit low Sr contents, clearly negative Eu and Sr anomalies, low La/Yb and Sr/Y ratios, but relatively high Yb and Y contents, similar to 118–105 Ma granites in the Northern Dabie Complex. Based on composition and geochronology data of Neoproterozoic amphibolites and orthogneisses, Triassic high- to ultra-high pressure metamorphic rocks, and Early Cretaceous mafic–ultramafic intrusive rocks, and the constraints provided by experimental melt data for tonalites, metabasaltic rocks and eclogites, we suggest that the adakitic granites were most probably generated by partial melting of thickened amphibole or rutile-bearing eclogitic lower crust as a consequence of Triassic–Middle Jurassic subduction and thrusting. The late dikes probably originated from plagioclase-bearing intermediate granulites. Moreover, we suggest that late Mesozoic delamination or foundering of thickened eclogitic lower crust is also a more plausible mechanism for the petrogenesis of Early Cretaceous mafic–ultramafic intrusive rocks in the Dabie area, and probably involved partial melting of a mixed source comprising eclogitic lower crust that had delaminated or foundered into upper lithospheric or asthenospheric mantle peridotite. Asthenospheric upwelling in response to post-collisional delamination of lithospheric mantle was likely to have provided the heat source for the Cretaceous magmatism.

Both adakitic and shoshonitic igneous rocks in the Luzong area, Anhui Province, eastern China are associated with Cretaceous Cu–Au mineralization. The Shaxi quartz diorite porphyrites exhibit adakite-like geochemical features, such as light rare earth element (LREE) enrichment, heavy REE (HREE) depletion, high Al2O3, MgO, Sr, Sr / Y and La / Yb values, and low Y and Yb contents. They have low εNd(t) values (− 3.46 to − 6.28) and high (87Sr / 86Sr)i ratios (0.7051–0.7057). Sensitive High-Resolution Ion Microprobe (SHRIMP) zircon analyses indicate a crystallization age of 136 ± 3 Ma for the adakitic rocks. Most volcanic rocks and the majority of monzonites and syenites in the Luzong area are K-rich (or shoshonitic) and were also produced during the Cretaceous (140–125 Ma). They are enriched in LREE and large-ion lithophile elements, and depleted in Ti, and Nb and Ba and exhibit relatively lower εNd(t) values ranging from − 4.65 to − 7.03 and relatively higher (87Sr / 86Sr)i ratios varying between 0.7057 and 0.7062. The shoshonitic and adakitic rocks in the Luzong area have similar Pb isotopic compositions (206Pb / 204Pb = 17.90–18.83, 207Pb / 204Pb = 15.45–15.62 and 208Pb / 204Pb = 38.07–38.80). Geological data from the Luzong area suggest that the Cretaceous igneous rocks are distributed along NE fault zones (e.g., Tanlu and Yangtze River fault zones) in eastern China and were likely formed in an extensional setting within the Yangtze Block. The Shaxi adakitic rocks were probably derived by the partial melting of delaminated lower crust at pressures equivalent to crustal thickness of > 50 km (i.e., ∼1.5 GPa), possibly leaving rutile-bearing eclogitic residue. The shoshonitic magmas, in contrast, originated mainly from an enriched mantle metasomatized by subducted oceanic sediments. They underwent early high-pressure (> 1.5 GPa) fractional crystallization at the boundary between thickened (> 50 km) lower crust and lithospheric mantle and late low-pressure (< 1.5 GPa) fractional crystallization in the shallow (< 50 km) crust. The adakitic and shoshonitic rocks appear to be linked to an intra-continental extensional setting where partial melting of enriched mantle and delaminated lower crust was probably controlled by lithospheric thinning and upwelling of hot asthenosphere along NE fault zones (e.g., Tanlu and Yangtze River fault zones) in eastern China. Both the shoshonitic and adakitic magmas were fertile with respect to Cu–Au mineralization.

Mineralization with exchangeable rare earth element (REE) and yttrium (MEX-REY) has been recognized in the weathering profiles in South China since the early 1970's. This type of REY mineralization occurs in weathering profiles of parent rocks ranging in composition from granite to acidic volcanic rocks and lamprophyre. The majority of the known resources occurring in the weathering profiles of granitic rocks. Total resources of this type of REY amount to millions tons of rare earth oxides, and therefore represent one of the most important types of rare earth resources in China, particularly for heavy rare earth elements (HREE) and yttrium. Accumulation of REY in the weathering profiles of granitic rocks is strongly controlled by the resistance to weathering of the principal REY-bearing accessory minerals in the parent rocks; only a limited proportion of total REY (< 30%) is incorporated in the rock-forming minerals. MEX-REY more commonly occur in weathering profiles developed on granitic rocks within which most of the REY are incorporated in accessory minerals weakly resistant to weathering (doverite, parisite, etc.). For the well-developed weathering profiles, three horizons can be distinguished from surface downwards: the lateritic horizon (A), the weathered horizon (B), and the weathering front (C). Continuous leaching, coupled with low rate of denudation, results in the accumulation of REY in the subsurface horizons (the B and C horizons), and thus results in REE differentiation within the well-developed, layered, and mature weathering profiles. Exchangeable REY, which can be replaced by cations like NH4+ and Na+ etc. in electrolyte solutions and can be removed by complexing agents such as EDTA, are commonly the major form of REE occurrence in the B horizon. Cerium is enriched in the top layer (A horizon) and depleted in the subsurface horizons of the weathering profiles, most likely due to the oxidation of Ce(III) to Ce(IV) followed by cerianite formation or absorption onto clays and/or Fe and Al oxyhydroxides.

The Central Asian Orogenic Belt (CAOB) is a natural laboratory for the study of accretionary tectonics and crustal growth owing to its massive generation of juvenile crust in the Paleozoic. There is a debate, however, on the mechanism of this growth. In the Baogutu area of the western Junggar region, northern Xinjiang (west China), diorite–granodiorite porphyry plutons and dikes are widely associated with Cu–Au mineralization. In this study, we present new results of zircon U–Pb geochronology, major and trace elements, and Sr–Nd–Pb–Hf isotope analyses for two diorite–granodiorite porphyry plutons and two dikes from this area. LA-ICP-MS zircon U–Pb analyses of four plutonic and dike samples yield Late Carboniferous ages of 315–310 Ma. The Baogutu diorite–granodiorite porphyries exhibit low-Fe and calc-alkaline compositions. They are also characterized by high Sr (346–841 ppm) contents, low Y (9.18–16.5 ppm) and Yb (0.95–1.60 ppm) contents, and relatively high Sr/Y (31–67) ratios, which are similar to those of typical adakites. In addition, some samples have relatively high MgO (2.35–8.32 wt.%) and Mg# (48–75), and Cr (22.7–291 ppm) and Ni (32.0–132 ppm) values, which are similar to those of high-Mg andesites. All rock samples exhibit mid-oceanic ridge basalt (MORB)-like Nd–Sr–Pb–Hf isotope features: high εNd(t) (+ 5.8–+8.3) and εHf(t) (+ 13.1–+15.7) values, and relatively low (87Sr/86Sr)i (0.7033 to 0.7054) and (206Pb/204Pb)i (17.842–18.055). The Baogutu adakitic rocks also contain reversely zoned clinopyroxene phenocrysts, which have low MgO cores and relatively high MgO rims. Geochemical modeling indicates that the Baogutu adakitic rocks could have been derived by mixing ~ 95% altered oceanic crust-derived melts with ~ 5% sediment-derived melts. Taking into account the regional geology, I- and A-type granitoids and Cu–Au mineralization, and the presence of Carboniferous ophiolite mélanges in northern Xinjiang, we suggest that the Baogutu adakitic rocks were most probably generated by partial melting of a slab edge close to a subducting spreading ridge in the Late Carboniferous. Ridge subduction and the resultant slab window probably caused strong extension in the overlying lithosphere, extensive melting of subducting oceanic crust, mantle and juvenile lower crust, and interaction between slab-derived melts and the mantle. Thus, events associated with ridge subduction are likely to have played an important role in crustal growth in the CAOB in addition to previously recognized accretion of subduction and arc complexes and post-collisional crustal melting.

Chlorophyll-a (Chl-a) serves as a crucial indicator of water quality, making the precise monitoring of its concentration essential for aquatic environment ecosystem protection. Water color retrieval technology has gained prominence in monitoring spatiotemporal variations in water quality. This study evaluated inversion models for Chl-a estimation in urban water bodies using ground-based hyperspectral data in Nanjing, China. The results indicate that the normalizing of water-leaving reflectance significantly enhances the correlation between water-leaving reflectance and measured Chl-a concentration. However, due to the complexity of urban water bodies and the diversity of interfering components, the three ratio algorithms of OC2V4, OC4V4, and TChla using blue–green bands yielded suboptimal inversion results. In contrast, the normalized fluorescence line height (NFH) algorithm exhibited a robust performance, yielding an R2 of 0.70. Furthermore, the overall performance of the near-infrared–Red (NIR-red)-band algorithms showed a commendable overall performance (R2 > 0.60), and the best four-band algorithm, 4BDA, achieved an R2 of 0.72. Other index algorithms, such as the Yang index and the normalized difference Chl-a index (NDCI), also performed well (R2 = 0.61). Notably, the classification of Chl-a concentrations did not significantly enhance the inversion accuracy of the empirical and semi-analytical models. Only the NFH algorithm using the fluorescence band greatly improved the inversion accuracy for low Chl-a concentrations (R2 = 0.75), likely due to the influence of Chl-a and other substances on fluorescence peak positioning and height. Ultimately, the NFH model is identified as the optimal approach for Chl-a inversion across varying Chl-a concentrations in urban water bodies. This study provides critical technical support for the protection of aquatic environments and the management of urban water resources.