柴北缘欧龙布鲁克地块中元古代晚期麻粒岩相变质作用——来自石榴夕线堇青石片麻岩的岩石学、相平衡模拟和U-Pb年代学的制约

在欧龙布鲁克地块乌兰北部地区察汗河岩群中识别出麻粒岩相石榴夕线堇青石片麻岩,其矿物组合为石榴子石、夕线石、堇青石、黑云母、斜长石、钛铁矿和少量钾长石等。岩相学观察显示,M1阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英,M2阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英+钛铁矿+黑云母,M3阶段矿物组合有堇青石+黑云母+钛铁矿+石英+石榴子石+斜长石±钾长石。相平衡模拟计算结果显示,该岩石的峰期温压条件为p=0.92~1.08 GPa,峰期温度t>790℃,峰期之后经历升温降压的p-T演化轨迹。锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究获得的变质年龄分别为1133±14 Ma和1125±37 Ma,1133~1125 Ma应代表了该期麻粒岩相变质作用的时代。结合区域地质资料和已有的研究成果,我们认为乌兰北部察汗河岩群的石榴夕线堇青石片麻岩可能形成于大洋俯冲作用下的弧或弧后构造环境,乌兰北部的岩浆-变质杂岩带经历了从中元古代晚期-新元古代早期俯冲增生到碰撞造山的演化过程,是全球Rodinia超大陆汇聚过程的响应。

希夏邦马峰地区始新世地壳加厚和隆升过程

中新世中期之前喜马拉雅山脉的隆升历史和深部动力机制,还存在极大的争议、缺乏基本的数据约束。喜马拉雅造山带核部高级变质岩的埋藏和折返过程可以约束地壳加厚和山脉隆升过程,但是现有的变质记录主要为渐新世晚期-中新世中期,始新世变质作用的分布范围、形成过程和地质意义仍然未被充分挖掘。本文首先厘定了希夏邦马峰(8027m)山体的基本岩石组成:下部为高喜马拉雅正/副片麻岩,上部为肉切村群变粒岩及贯入其中的淡色花岗岩席。进一步对1964年希夏邦马峰登山科考采集的眼球状片麻岩进行了变质作用相平衡模拟和独居石微区原位U-Th-Pb定年,确定了始新世变质记录的P-T-t演化轨迹:M1阶段中P/T型变质压力峰期,条件为~1.0GPa、~740℃(~22℃/km),变质年龄为~37Ma;后近等温降压至M2阶段低P/T型变质温度峰期,条件为0.5~0.4GPa、~760℃(45~57℃/km),变质年龄为~25Ma;在~18Ma左右冷却至固相线以下。希夏邦马峰~37Ma的中P/T型变质和地壳加厚事件与北喜马拉雅穹隆、高喜马拉雅主体、前陆飞来峰等地区的记录一致(40~37Ma,20~25℃/km),表明印度-亚洲初始碰撞约20Myr后中上地壳被堆叠埋藏至>33km以下,发生了广泛的整体性加厚和深熔作用。该事件与喜马拉雅内陆残留海最终退却的时间吻合,是喜马拉雅山脉初始隆升的诱因。喜马拉雅山脉不是晚新生代以来隆升的,而是经历了自始新世中期以来的长期地壳堆叠和隆升过程。

胶-辽-吉造山带辽河群含钴层位里尔峪组变火成岩成因机制及其对复杂构造演化过程的制约

辽河群里尔峪组变基性岩与变长英质粒状岩石记录了胶-辽-吉古元古代造山带复杂演化过程的重要信息。该组不仅是辽东钴富集成矿的关键层位,也是深入探讨胶-辽-吉造山带古元古代起始构造背景及其演化过程的关键研究对象。本文通过野外地质调查、岩相学、全岩地球化学、锆石年代学以及Lu-Hf同位素的综合研究,对里尔峪组中变基性岩与变长英质粒状岩石的原岩属性、成因机制、年代格架及构造背景进行了深入研究,结合胶-辽-吉带古元古代的构造演化过程及其与Co元素的初始来源的内在成因关系进行了初步讨论。里尔峪组变基性岩岩石主要由斜长角闪岩与变角闪石岩组成,变长英质粒状岩石包括浅粒岩和变粒岩。野外观察发现大量变基性岩侵入到变长英质粒状岩石中。锆石U-Pb定年结果表明,变基性岩的原岩形成时代为2160~2130Ma,变长英质粒状岩石原岩的形成时代为2200~2160Ma,两者共同经历了1950~1850Ma古元古代变质事件的改造。根据地球化学特征,变基性岩可分为三种类型:第一类斜长角闪岩属于拉斑玄武岩系列,轻微富集LREE,类似E-MORB特征,Nb、Ta、Ti、Zr和Hf轻微亏损,暗示有限的流体交代和地壳混染,变质锆石ε_(Hf)(t)值为-2.3~5.9,t DM1集中在2200~2100Ma,表明其原岩来源于亏损的软流圈地幔,指示古元古代新生地壳生长事件;第二类斜长角闪岩属于钙碱性系列,具有右倾的稀土元素配分曲线,Nb、Ta和Ti元素明显亏损,Zr、Hf正异常,表明其原始岩浆在离开源区后可能经历了地壳混染;第三类变角闪石岩属于超基性岩,REE总量相对偏高,LREE相对富集,Nb、Ta、Ti、Zr和Hf明显亏损,显示出有限的地壳混染和大量流体交代,岩浆锆石ε_(Hf)(t)值为-2.3~6.7,t DM1集中在2500~2200Ma;变质锆石ε_(Hf)(t)值为-5.9~-0.4,t DM1集中在2500~2300Ma,其原岩应来源于富集的岩石圈地幔。在变长英质粒状岩石中,变粒岩的SiO 2含量低于浅粒岩的,二者原岩均属于钙碱性系列并具有相似地球化学属性,暗示原岩来源于相同的岩浆源区。变长英质岩LREE富集而HREE相对亏损;Zr、Hf正异常,而Nb、Ta和Ti元素明显亏损,与弧源陆壳岩石特征相似;岩浆锆石的ε_(Hf)(t)值集中在-2~4,变质锆石ε_(Hf)(t)值则集中在-7~-1,两者t DM2集中在2900~2600Ma之间,表明其原岩为大陆下地壳太古宙TTG的部分熔融的产物。变长英质粒状岩石与变基性岩均指示其原岩形成于弧后盆地的构造环境,并经历了弧后盆地持续张裂至碰撞造山的演变过程,该过程可以划分为三个阶段:(1)2200~2160Ma期间,狼林陆块与北澳大利亚克拉通之间的大洋板块由西南向东北俯冲,随着俯冲的大洋岩石圈板块后撤,岩石圈开始伸展导致弧后盆地初始张裂;这一伸展作用导致软流圈地幔上涌,加热上覆太古宙大陆地壳;而由于持续的加热,大陆地壳开始部分熔融,形成了大量酸性火山岩(里尔峪组)及酸性侵入岩(条痕状花岗岩)。(2)2160~2130Ma期间,随着俯冲的大洋岩石圈板块后撤,导致上覆岩石圈进一步伸展减薄,弧后盆地继续拉张,软流圈地幔进一步上涌,减压熔融形成2160~2130Ma的基性岩浆;与此同时,软流圈上涌加热上覆岩石圈地幔,部分熔融形成少量富集型基性岩浆。(3)1950~1850Ma期间,狼林陆块与龙岗陆块发生陆-陆碰撞造山作用,并发生区域内角闪岩相-麻粒岩相变质作用;更为重要的是,里尔峪组钴的来源可能与基性岩浆作用密切相关,火山喷发过程中沿裂隙的流体从基性岩中萃取了Co元素,进而在里尔峪组沉淀形成富钴层位,并经历了古元古代变质-变形事件的改造。

吉南夹皮沟地区变质侵入岩的锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造意义

吉南夹皮沟变质地体作为华北克拉通东北部太古宙基底的重要组成部分,其新太古代到古元古代的构造演化过程一直存在争议。为此,在详细野外地质调查基础上,选择三种代表性变质侵入岩,开展了锆石稀土微量元素、锆石U-Pb定年与Lu-Hf同位素分析工作。结果显示:夹皮沟地区紫苏花岗岩的侵位年龄为2504±8Ma,并记录有2476±13Ma的变质年龄;其锆石Hf模式年龄介于2.82~2.66Ga之间,εHf(t)值介于1.72~5.1之间,反映为新生地壳物质再循环的产物。变辉长岩体(斜长角闪岩)的侵位年龄为2529±14Ma,并记录有2484±23Ma的变质年龄。变基性岩墙(石榴角闪岩)的侵位年龄为2214±18Ma,并记录有1930±16Ma的变质年龄;其岩浆锆石具有异常高的εHf(t)值(7~15),并存在明显的重稀土亏损现象,推测其母岩浆来源于富含石榴石的岩石圈地幔。综合多种信息,认为吉南地区新太古代末期(2.50~2.48Ga)构造热事件受大规模地幔柱活动控制,古元古代中晚期(2.2~1.84Ga)构造热事件可能源于克拉通边缘板块俯冲引起的碰撞造山作用。

西藏南部极低级变质岩及其地质与资源意义

极低级变质作用(very low-grade metamorphism)是当代地球科学的前沿研究课题之一。极低级变质岩(very low-grade metamorphic rocks)既是地质过程的记录,又在资源环境方面有实用意义。西藏南部广泛分布着处于成岩-极低级变质-低级变质阶段的岩石。它们记录了从新特提斯到青藏高原形成发展的诸多信息,并为在西藏南部寻找油气资源提供了有用的线索。本文对采自西藏南部不同地点和构造单元的71件珍贵的富含黏土矿物的岩石样品进行了XRD分析,获得了71套以伊利石结晶度(Ic)为主的黏土矿物数据。数据表明,这些岩石的伊利石结晶度(Ic)在0.21°~1.61°(Δ2θ)范围内,分别落在低级成岩区、高级成岩区、极低级变质区、低级变质区。不同构造单元显示不同的变质特点。北喜马拉雅碳酸盐台地P_(2),J-K,K_(2)均属极低级变质,N显示早期成岩阶段特征。拉轨岗日被动陆缘盆地发育P1,T_(1),T_(2),T_(3),J_(1),J-K,K_(1),K_(2)地层,绝大多数均遭受极低级变质,总的趋势是随着时代变新变质程度逐渐降低,具有埋藏变质的特点。也有部分样品的Ic落在成岩带内,提供了寻找油气的线索。从雅鲁藏布蛇绿(混杂)岩带中的沉积岩样品获得两组数据:一组相当于成岩阶段;另一组相当于极低级变质。初步解释,前者可能反映蛇绿岩形成时的古环境条件,后者可能代表蛇绿岩碰撞定位阶段的记录。日喀则弧前盆地中K_(2)(日喀则群)虽然有较强的褶皱变形,但变质程度不高,属高级成岩带,可能说明晚白垩世弧前盆地沉积并未卷入俯冲作用。冈底斯岩浆弧中侵入岩、火山岩、沉积岩均发育,沉积岩的伊利石结晶度(Ic),落入低级变质-极低级变质-成岩作用带的较宽范围,并显示埋藏变质与岩浆作用叠加的特点。西藏南部成岩阶段沉积岩-极低级变质岩中还蕴藏着有关石油天然气的信息。特别是,白垩纪中期发生的全球性的缺氧事件,也影响了西藏南部地区,已经在岗巴-定日盆地发现典型的黑色页岩,厚度巨大。前人研究还认为,定日-岗巴被动大陆边缘、羌塘周缘前陆盆地、冈底斯弧背盆地具有良好含油气前景。本文对西藏南部极低级变质作用和极低级变质岩做了初步研究,期望今后有更深入的研究。

石榴子石-石英弹性压力计对北祁连HP/LT变质岩进变质过程的限定

北祁连早古生代大洋俯冲带发育HP/LT变质带,以出露低温榴辉岩、蓝片岩和相关的HP/LT变沉积岩为特征。确定大洋俯冲带不同类型变质岩的温压条件对限定俯冲带的热结构和俯冲动力学过程至关重要。在北祁连早古生代大洋俯冲带中,已有的研究主要通过传统温压计和相平衡模拟来确定榴辉岩及相关岩石的温压条件,而不同类型的岩石是否经历了相同的变质条件及演化历史仍存在很大争议。显微激光拉曼光谱矿物包裹体弹性压力计基于物理学的模型,可以有效避免化学不平衡造成的计算偏差。本文利用石榴子石-石英弹性压力计,结合金红石的Ti温度计,来限定北祁连HP/LT变质带东段百经寺地区榴辉岩和变沉积岩的进变质过程中的温压条件变化历史。电子探针分析和成分面扫描显示榴辉岩和变沉积岩的石榴子石具有生长环带,这些石榴子石中石英包裹体的弹性压力计和金红石包裹体的Zr温度计结果显示,北祁连百经寺地区的榴辉岩石榴子石生长的压力范围为1.18~1.98GPa,蓝片岩中石榴子石生长的压力范围为1.32~2.02GPa,石榴云母片岩中石榴子石生长的压力范围为1.63~2.10GPa;这些结果显示不同样品均显示出压力条件从核部到幔(边)部升高的变化特征,且不同样品中石榴子石-石英包裹体的最大捕获温度压力条件大致一致的进变质温压变化历史,表明北祁连百经寺HP/LT岩片在俯冲过程中作为整体经历了相同的构造热历史。

柴西缘花土沟超高温变质地体中的镁铝麻粒岩岩石成因及其与熔体行为的关系

镁铝麻粒岩泛指一类全岩化学成分富镁、铝的麻粒岩相变质岩,是研究超高温变质作用的峰期变质条件和变质演化历史的重要对象,但目前对它的原岩属性和岩石成因的认识仍十分有限。本文以柴达木地块西缘的花土沟超高温变质地体为例,在野外调查基础上,对镁铝麻粒岩和泥质片麻岩进行了岩相学和全岩地球化学分析,发现镁铝麻粒岩与含浅色体的泥质片麻岩的SiO_(2)、TiO_(2)、P_(2)O_(5)含量相似,TFe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)、MnO、CaO、Na_(2)O含量虽有差异但变化范围存在交集。此外,两类岩石具有相似的微量和稀土元素配分曲线,结合两者的矿物组合也存在相似性,提出花土沟镁铝麻粒岩的原岩可能是与泥质片麻岩类似的泥质沉积岩。从低角闪岩相变泥质岩到含浅色体的泥质片麻岩,再到镁铝麻粒岩,其全岩化学成分向着贫铝、钙、钾、钠,富铁、镁的趋势变化。其中,高XMg值(0.51~0.69)是镁铝麻粒岩与其他泥质片麻岩(XMg=0.34~0.43)的最大差别。通过对变泥质岩的相平衡模拟和理论计算,发现部分熔融和熔体丢失能解释大部分的变化趋势,但基本不影响全岩XMg值;只有在进变质升温过程中丢失含石榴子石的熔体才能造成变泥质岩的镁铝麻粒岩化。此外,富石榴子石的泥质残留体相比附近的含浅色体泥质片麻岩,贫硅、钠、钾,富集铝、铁、镁、锰、钙,重稀土元素含量显著高于后者,上述地球化学特征对应石榴子石熔体的加入而后长英质熔体的丢失,支持野外观察到的熔体携带石榴子石迁移的现象。最后,对镁铝麻粒岩只呈透镜体产出的原因做出了推测,即熔体很难带着石榴子石完成长距离迁移,只有被长英质正片麻岩包围的泥质沉积物,其进变质加热阶段形成的熔体才能携带石榴子石完全迁出原岩,促成变泥质岩透镜体的镁铝麻粒岩化,目前仍需更多的相关研究来验证这一推测。在世界其他高温-超高温变质岩区,石榴子石熔体的迁出和泥质岩的镁铝麻粒岩化可能也不同程度有所保留和记录。

基于板岩的混凝土骨料碱活性反应试验研究

通过不同的碱硅酸反应试验方法,对贵州省东南片区大面积分部的板岩、变余砂岩等浅变质岩进行试验研究,分析其物理力学指标、碱硅酸反应的主要矿物成分含量等,通过转靶多晶体X射线衍射方法进行岩样矿物组成分析,采用不同的水泥集料配合比砂浆试验分析不同配合比砂浆膨胀率,为混凝土水泥及集料选择提供相关试验参考。

阴山地块固阳地区新太古代TTG片麻岩成因及构造意义:锆石U-Pb年代学、地球化学和Lu-Hf同位素约束

作为太古宙基底保存较完整的地区,华北克拉通阴山地块出露大量的新太古代岩石组合,主要包括表壳岩、TTG片麻岩(英云闪长质片麻岩-奥长花岗质片麻岩-花岗闪长质片麻岩)、钾质花岗岩和闪长岩(赞岐岩)等。前人对阴山地块新太古代TTG片麻岩开展了一系列的工作,但有关其岩石成因、构造背景以及新太古代地壳生长机制仍然存在较大争议。本次工作在内蒙古固阳西部的花岗-绿岩带中新识别出一套TTG片麻岩组合,并对其进行了岩石学、同位素年代学和岩石地球化学的综合研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示TTG片麻岩组合形成时代为2550~2524Ma;Lu-Hf同位素分析结果显示其εHf(t)值为+0.54~+4.96,t C DM模式年龄为2985~2715Ma,这与阴山地块目前最古老的奥长花岗质片麻岩(2.7Ga)的岩浆年龄近一致,说明其可能来源于2.7Ga新生镁铁质地壳的部分熔融。全岩地球化学分析结果显示,该TTG片麻岩组合具有较高的SiO 2(63.32%~70.80%)和Al 2O 3(15.19%~16.55%)含量,以及较高的Sr(410×10^(-6)~1532×10^(-6))和较低的Y(2.61×10^(-6)~14.04×10^(-6))含量,同时具有相对较高的(La/Yb)N(10.31~56.85)和Sr/Y(44.32~349.1)比值,并相对富集轻稀土元素(LREEs)和大离子亲石元素(LILEs),这些均与典型的埃达克质岩石地球化学特征相似。另外,该TTG片麻岩样品具有相对较低的MgO(0.60%~2.60%)、Ni(3.12×10^(-6)~11.12×10^(-6))、Cr(3.77×10^(-6)~18.11×10^(-6))含量和Mg#(34.88~53.45),说明其来源于加厚的大陆下地壳埃达克质岩浆。因此,本文认为在2.55~2.52Ga,固阳新太古代TTG片麻岩可能由加厚的镁铁质下地壳部分熔融形成的。结合前人的研究结果,进一步推断阴山地块在新太古代可能经历两期岩浆事件:第一期岩浆事件发生在2.7Ga,形成加厚的镁铁质地壳和少量的~2.7Ga TTG岩石;第二期岩浆事件发生在2.55~2.50Ga,形成阴山地块大面积的新太古代TTG岩石和其他花岗质岩石组合。综上,我们认为以地幔柱为主导的地球动力学机制可以较好地解释阴山地块加厚镁铁质下地壳部分熔融和TTG岩浆的形成过程。

华北克拉通冀东兴隆麻粒岩的变质演化及其构造意义

冀东地体位于华北克拉通东部陆块,其新太古代时期的构造热演化过程仍存较大争议,大致存在三种不同的观点:水平构造模式、简单地幔柱模式和重力凹沉(sagduction)模式。其中,关于变质演化的认知差异是上述争论的重要焦点之一。位于冀东地体西侧的兴隆变质杂岩,是探究华北克拉通东部陆块新太古代构造热演化历史的理想载体。本文对杂岩中的石榴二辉麻粒岩、石榴斜方辉石麻粒岩以及长英质脉体进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究。研究结果表明,麻粒岩中保存了进变质(M1)、变质峰期(M2)和退变质(M3)三个阶段的变质矿物组合:进变质阶段矿物组合为黑云母、石英,偶见角闪石、钾长石、斜长石和钛铁矿,变质温压条件为608~667℃/0.40~0.50GPa;峰期阶段矿物组合为石榴子石、角闪石、斜方辉石、黑云母、斜长石、钾长石、石英、钛铁矿和/或单斜辉石,变质温压条件为763~867℃/0.93~1.13GPa;退变质阶段矿物组合为石榴子石、角闪石、黑云母、斜方辉石、斜长石、钾长石、石英、钛铁矿和/或磁铁矿,变质温压条件为674~734℃/0.88~0.93GPa。因此,岩石记录了进变质阶段升温升压以及峰后降压降温型的逆时针变质作用P-T轨迹。锆石U-Pb年代学研究表明,两类麻粒岩的原岩形成于2534~2531Ma,随后于2523~2515Ma发生麻粒岩相变质作用。与麻粒岩同期变质的片麻岩中发育长英质脉体,后者中的锆石记录了与麻粒岩一致的约2534Ma的岩浆年龄和约2524Ma的变质年龄。结合前人研究,推测冀东地体新太古代末期发生的变质-岩浆事件可能与区域上的垂直构造模式下的重力凹沉构造活动有关。

云南澜沧地区澜沧岩群变质岩石类型特征与原岩恢复

云南澜沧地区澜沧岩群出露于昌宁-孟连结合带西部,划分为曼来岩组片岩,原岩为泥岩、粉砂质泥质岩、泥质粉砂岩类;惠民岩组钠长千枚岩,原岩为流纹岩;南坑河岩组变质石英砂岩,原岩为石英砂岩。为一套含火山陆源碎屑沉积,其沉积环境为被动陆缘。澜沧岩群变质带经历了三期变形变质作用,早期为加里东期,主变质时期为华力西期,后期局部叠加印支期动力变质作用。

胶东辽上金矿荆山群U-Pb年代学特征及其记录的多期地质事件

辽上金矿是近年来在胶东新发现的一类金矿,即黄铁矿碳酸盐脉型金矿。它明显区别于同地区焦家式破碎带蚀变岩型金矿和玲珑式石英脉型金矿,主要赋存于古元古代荆山群和晚侏罗世玲珑二长花岗岩接触带。矿区荆山群岩石的年代学研究,有助于理解辽上金矿成矿地质背景。在辽上金矿的钻孔岩心中采集5个荆山群样品,分别为黑云变粒岩、碎裂岩、透辉石变粒岩、浅粒岩和透辉石大理岩,这些岩石均遭遇了晚期成矿流体的交代作用,发生了不同程度的碳酸盐化和黄铁矿化。获取的锆石在阴极发光图像中多呈核-边结构,结合LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和原位微量元素特征显示,该地区荆山群变沉积岩系中碎屑锆石主要为岩浆锆石,年龄分布在2.6~2.0Ga之间,对应的年龄主峰为~2.11Ga,次峰为~2.46Ga,其中最年轻的碎屑锆石的207 Pb/206 Pb年龄为2024±33.6Ma,表明沉积物源主要来源于胶东地区出露的太古宙基底和古元古代中期岩浆岩,且沉积时间不早于2.02Ga。由于变质增生边较窄,获取的变质年龄相对较少,其中最古老的一组变质锆石年龄为~1.95Ga,结合碎屑锆石的年龄,推测该地区荆山群岩系的沉积时间介于2.02G~1.95Ga之间的某一时期。这些变质年龄主要分为两阶段,分别为~1.93Ga和~1.84Ga,与胶东地区古元古代经历的高压麻粒岩相峰期变质作用和峰期后近等压降温变质作用发生的时间一致。对碳酸盐透辉石变粒岩样品中磷灰石进行U-Pb定年,获取的变质年龄为252.5±2.4Ma,表明辽上地区荆山群岩系卷入到二叠纪末期华南板块和华北板块俯冲造山过程中。此外,在该样品的锆石中识别出一组热液锆石,年龄为132.4±3.2Ma,早于辽上金矿的主成矿年龄和胶东半岛其他金矿的成矿年龄,代表成矿前的热液活动,表明辽上金矿成矿作用至少持续了~20Myr。

华北克拉通吉南夹皮沟新太古代石榴黑云斜长片麻岩的变质P-T-t演化及构造意义

华北克拉通东部陆块新太古代末期的构造体制是近年来备受学界关注的热点议题。本文对地处华北克拉通东部陆块东北部的吉南夹皮沟石榴黑云斜长片麻岩进行了详细的岩相学、矿物化学、变质相平衡模拟、传统地质温压计和锆石U-Pb年代学研究,以明确其变质P-T-t演化,探讨构造过程和动力学机制。石榴黑云斜长片麻岩主要由石榴石、黑云母、斜长石、角闪石、石英和少量钛铁矿组成,记录了逆时针P-T轨迹,可以划分为三个变质阶段。岩石第一阶段的矿物组合为黑云母+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿(+熔体)(Bt 1+Pl 1+Amp 1+Qz+Ilm(+L)),记录的温压条件为790~854℃和0.55~0.88GPa,之后通过升压略降温到达压力峰期阶段,在这个过程中角闪石分解、石榴石生长、基质型斜长石的X_(An)值从核到边降低。第二阶段的矿物组合为石榴石+黑云母+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿(+熔体)(Grt+Bt_(2)+Pl_(2)(核部)+Amp_(2)+Qz+Ilm(+L)),相平衡模拟获得该阶段的温压条件为670~745℃和1.10~1.24GPa,传统地质温压计的结果为707~771℃和0.99~1.18GPa,两者可相互佐证,可能代表了岩石的压力峰期阶段。第三阶段的矿物组合为黑云母+斜长石+石英+钛铁矿(Bt_(3)+Pl_(2)(边部)+Qz+Ilm),形成于压力峰期后的降温降压过程,石榴石边部分解形成斜长石,该类斜长石的X_(An)值从核到边逐渐升高。变质锆石U-Pb定年获得2483±8Ma(MSWD=3.2)的年龄,结合稀土配分模式和锆石Ti温度计计算结果,将该年龄解释为岩石压力峰期阶段前的变质时代。考虑到吉南变质地体新太古代末期岩浆活动与变质作用的时间重叠性、区域上的“穹窿-龙骨”构造样式、前人的变质作用资料以及石榴黑云斜长片麻岩记录的升压轨迹,本文认为吉南新太古代末期变质作用与重力凹沉构造有关。

敦煌地块新太古代晚期岩浆-构造热事件:来自东巴兔山地区TTG片麻岩的证据

敦煌地块位于塔里木克拉通的东北缘,区内广泛出露前寒武纪岩石,主要由新太古代到古元古代TTG片麻岩、变质表壳岩及变基性-中酸性侵入岩组成,研究其中的TTG片麻岩对于探讨敦煌地块早前寒武纪大陆地壳的形成和演化具有重要的意义。本文对敦煌地块东巴兔山地区的太古宙TTG片麻岩进行了详细的野外调查、锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素分析,以查明其岩石成因和构造背景,进而探讨敦煌地块早前寒武纪构造演化过程。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,东巴兔山上口子和营湖峡地区的奥长花岗质片麻岩的形成年龄为2.6~2.5Ga,属于新太古代晚期岩浆作用的产物,之后经历了古元古代(~2.4Ga和~2.0Ga)和晚古生代(~350Ma)的两期变质事件。东巴兔山地区TTG片麻岩具有高的SiO 2(67.29%~76.20%)和Na 2O(4.94%~5.83%)含量,低的MgO(0.51%~1.57%)和K 2O(0.39%~1.30%)含量,以及中等Al 2O 3(14.09%~15.87%)含量,其铝饱和指数(A/CNK)值为0.96~1.04,Mg#值为50.2~66.1。TTG片麻岩具有低-中等的稀土元素含量(∑REE=69.6×10^(-6)~174×10^(-6)),轻、重稀土分馏明显((La/Yb)N=23.9~141),富集轻稀土,显示弱到明显Eu正异常(Eu/Eu=1.08~1.81),富集大离子亲石元素(如,Rb、Sr、Th、U等),亏损高场强元素(如,Nb、Ta、Ti等)。此外,这些岩石还具有高Sr(551×10^(-6)~824×10^(-6))、低Y(3.13×10^(-6)~8.98×10^(-6))含量,Sr/Y比值为66.8~215。锆石Hf同位素组成显示,东巴兔山地区TTG片麻岩具有负到正的εHf(t)值(-11.7~+8.3),但大部分为正值,对应的二阶段Hf模式年龄为3811~2521Ma。上述地球化学特征表明,敦煌地块东巴兔山地区新太古代晚期TTG片麻岩主体应为新生玄武质地壳物质部分熔融的产物,源区可能有石榴子石、角闪石和(或)金红石残留。结合已有的研究成果,本研究认为敦煌地块东巴兔山地区的新太古代TTG片麻岩形成于与俯冲相关的构造背景,代表了一期重要的地壳生长事件,之后经历了古元古代和古生代两期区域变质作用事件。

北秦岭高压-超高压岩石的多期变质时代及其地质意义

在岩相学观察和锆石CL图像研究的基础上,利用LA-ICP-MS原位微区定年分析方法,本文确定北秦岭清油河退变榴辉岩的峰期变质时代为490±6Ma,退变质时代为453±9Ma,原岩形成时代为655±9Ma;松树沟超高压长英质片麻岩的峰期变质时代为497±8Ma,两期退变质时代分别为448±4Ma和421±2Ma,原岩形成时代上限832±25Ma;寨根石榴石辉石岩的峰期变质时代为498±2Ma,中压麻粒岩相退变质时代为450±3Ma,角闪岩相退变质时代为426±1Ma,原岩形成时代为573±40Ma;西峡北榴闪岩的角闪岩相变质时代为423±3Ma,原岩形成时代为843±7Ma。新确定的这些岩石的峰期变质时代与前人已报导的区内高压-超高压岩石的峰期变质时代在误差范围内基本一致,结合区内高压-超高压岩石不仅分布在秦岭岩群北缘的官坡-双槐树一带,而且断续出露在秦岭岩群中部或偏南侧的清油河北-松树沟-寨根北甚至西峡北东西一线,进一步表明它们应是同一期构造地质事件的产物。北秦岭已发现的全部正变质的高压-超高压岩石均呈透镜体状分布在围岩片麻岩中,松树沟超高压长英质片麻岩的原岩为典型的陆壳沉积物,因此,这些高压-超高压岩石的形成可能都是陆壳俯冲-深俯冲作用的产物。结合岩相学观察、锆石CL图像和锆石U-Pb定年表明,这些高压-超高压岩石在～500Ma经历了峰期变质作用后,又分别在～450Ma和～420Ma遭受了中压麻粒岩相和或角闪岩相退变质作用的叠加,充分说明这些高压-超高压岩石经历了一个完整的由陆壳俯冲-深俯冲、之后连续两次抬升的构造演化过程。另外,本次研究新获得的这些岩石的原岩形成时代介于843±7Ma～573±40Ma之间,结合官坡榴辉岩的原岩形成时代为791～814Ma以及松树沟榴闪岩原岩时代为787±16Ma的研究,共同表明北秦岭高压-超高压岩石的原岩形成时代均为新元古代,因此,限定俯冲-深俯冲的陆壳物质应来自形成时代为新元古代的大陆地壳或地质体。结合区域地质背景和前人研究成果综合分析,本文初步认为,北秦岭高压-超高压变质岩带的形成是商丹洋向北俯冲拖曳南秦岭新元古代陆壳物质在～500Ma发生陆壳俯冲-深俯冲作用的产物,之后在～450Ma与～420Ma经历了两期抬升。

阿尔金江尕勒萨依榴辉岩和围岩锆石LA-ICP-MS微区原位定年及其地质意义

阿尔金江尕勒萨依榴辉岩及其直接围岩——石榴子石黑云母片麻岩锆石的阴极发光图像、微区原位LA-ICP-MS微量元素分析研究表明,榴辉岩锆石内部结构比较均匀,少数颗粒保留斑杂状残核;位于锆石斑杂状残核测点的重稀土相对富集,Th/U比值多大于0.4,为岩浆锆石的特征;位于锆石边部与内部结构均匀颗粒上的测点显示HREE近平坦型或弱亏损型的稀土配分模式,显示了与石榴石平衡共生的变质锆石特征;而石榴子石黑云母片麻岩的锆石具有核-幔-边结构,核部为碎屑锆石,幔部则为与石榴石平衡共生的变质锆石。LA-ICP-MS微区定年获得榴辉岩的变质年龄为(493±4.3)Ma,其原岩形成年龄为(754±9)Ma;石榴子石黑云母片麻岩的变质年龄为(499±27)Ma。榴辉岩的变质年龄滞后于其原岩的形成年龄约250Ma,并且榴辉岩与其直接围岩副片麻岩的变质年龄几乎完全一致,充分表明该超高压榴辉岩的形成是陆壳深俯冲作用的产物。

桐柏山高压变质带及其区域构造型式

桐柏山是秦岭 -大别山造山带的重要组成部分 .新近的构造学和岩石学详细研究表明 ,该区广泛分布有大量的、大小不一的榴辉岩及退变质榴辉岩块体 ,构成一个延展长约2 0 0km和宽约 4 0km的高压变质带 .由榴辉岩或退变质榴辉岩、遭受过高压变质作用的沉积和火山岩、由榴辉岩退变质而成的片麻岩和片岩、以及面理化的含榴或不含榴的花岗岩组成的高压变质单位 (HP) ,在组成及变质演化特征方面 ,均与大别—苏鲁地区的高压单位类似 .构造上 ,显示一典型的西北美型变质核杂岩 .分隔开由桐柏杂岩组成的核部杂岩单位 (CC)及上覆的高压单位的km尺度的伸展拆离带 ,具有下和中伸展拆离带的复合性质 ,是在高压变质作用期后伸展体制下形成的 .桐柏山高压变质带是与大别山地区的高压变质带相联接的 ,据其岩石学、构造学及相关的主要构造边界展布特征 ,推测该高压变质带穿过南襄盆地有继续向东秦岭延伸的趋势 .桐柏山高压变质带是东秦岭造山带与大别—苏鲁超高压和高压变质带间的构造纽带 .

青藏高原拉萨地体南部林芝岩群的物质来源与形成年代:岩石学与锆石U-Pb年代学

本文对位于青藏高原拉萨地体东南部林芝岩群中的变质岩进行了岩石学和年代学研究。研究表明,林芝岩群由角闪岩相的变质沉积岩和正片麻岩组成。变质沉积岩主要为含石榴石白云斜长角闪片岩、含石榴石云母石英片岩、含石榴石黑云钾长片麻岩、大理岩和石英岩等,代表性矿物组合包括石榴石+斜长石+角闪石+石英+黑云母+白云母,或石榴石+斜长石+钾长石+石英+夕线石+黑云母+白云母。花岗质片麻岩(含二云母片麻岩)的矿物组合是石英+斜长石+钾长石+黑云母+白云母。锆石U-Ph年代学分析表明,变质沉积岩中的碎屑锆石主要为岩浆成因,获得了2708～63Ma的^(206)Pb/^(238)U 年龄范围,在～1100Ma和～550Ma出现两个年代峰值。碎屑锆石的变质增生边给出了35Ma的变质年龄。正片麻岩获得了496Ma的锆石结晶年龄和1158Ma的继承年龄。基于上述研究结果、区域对比和相邻变质岩石中获得的多期变质年龄,我们认为林芝岩群的原岩很可能形成在早古生代,其沉积物质主要来源于印度陆块,与特提斯喜马拉雅早古生代的岩石一起同为印度大陆北缘的沉积盖层,在环冈瓦纳大陆周缘造山过程中被寒武纪花岗岩侵入。在新特提斯洋向北的俯冲过程中,林芝岩群经历了晚中生代的安第斯型造山作用,在印度与欧亚大陆的俯冲-碰撞过程中,林芝岩群部分地经历了新生代的变质和岩浆作用再造。本研究证明,林芝岩群并不是传统上认为的拉萨地体的前寒武纪变质基底,其角闪岩相至麻粒岩相变质作用发生在中、新生代。

北天山东段阿奇山组火山岩的地球化学特征及锆石U-Pb年龄

阿奇山组分布于北天山东段觉罗塔格构造带内部的雅满苏岛弧带中,属于原雅满苏组下部的火山岩部分,而上部火山岩则属于土古土布拉克组。在阿奇山地区,阿奇山组由中-酸性火山岩、火山碎屑岩和火山碎屑沉积岩组成。岩石地球化学特征显示为钙碱性岛弧火山岩系列,火山岩主体具有高Sr、Na_2O、Al_2O_3、SiO_2,低MgO、Y、Yb,及明显亏损HFSF、Nb、Ta等特征,与经典埃达克岩地球化学特征吻合,Nb、Sr、Sr/Y值显示为俯冲型埃达克岩。地球化学相关图解等表明岩浆同化混染作用弱、经历了辉石、斜长石、钛铁氧化物和磷灰石的分离结晶作用、且部分熔融发生在石榴石稳定域。与东部土屋-雅满苏地区阿奇山组火山岩的对比研究表明,东部地区的火山岩不具埃达克岩特征,说明埃达克岩分布的局限性。锆石U-Pb SHRIMP谐和年龄为341.7±2.7Ma,与首次在该组中采集的化石资料完全一致,代表了火山岩的形成年龄。与其北部大南湖岛弧带中的小热泉子组、企鹅山组形成年龄(325.1±3.2Ma、322.6±2.0Ma)对比研究暗示,准噶尔板块南缘石炭纪存在构造-岩浆活动随时间由南向北迁移。

青藏高原羌塘高压变质带的特征及其构造意义

羌塘高压变质带分布于龙木错-双湖板块缝合带的南侧,西起红脊山,经片石山、蓝岭、角木查尕日、纳若,到双湖以东的才多茶卡,长约500km。向东已经延伸到巴青以北和昌都的吉塘地区,再向南进入滇西与澜沧江蓝片岩带共同构成一条断续延伸近2000km的高压变质带。羌塘高压变质带主要由蓝片岩和榴辉岩构成,蓝闪石片岩中蓝闪石和多硅白云母同位素定年结果为223～215Ma,榴辉岩的变质年龄为243～217Ma。估算蓝片岩的变质温度为410～460℃,变质压力为0.67～0.75GPa;榴辉岩相的变质作用温度不超过500℃,压力为1.56～2.35GPa。羌塘高压变质岩定年研究结果确定龙木错-双湖板块缝合带最终碰撞闭合发生在晚三叠世早期。羌塘高压变质带是冈瓦纳与欧亚大陆汇聚事件的重要记录。