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。

西大别石榴黑云斜长片麻岩中金红石的退变质演化

以取自大别山西段七里坪的石榴黑云斜长片麻岩为例,使用矿物热力学数据库和THER-MOCALC程序（3.33版）,计算了0.3~1.5GPa和450~650°C条件下的P-T视剖面相图,讨论了该类岩石中金红石、钛铁矿与榍石矿物稳定的P-T条件,分析了该岩石从高压条件近等温降压过程中金红石的退变质作用。研究表明,金红石具有较高的稳定压力,一般大于0.75GPa,压力低时稳定范围仅局限于较低温的小区域内;榍石具有小于565°C的较低温度和0.35~1.40GPa的压力范围,榍石可与金红石共生,但其P-T条件处于榍石稳定域边缘较狭窄的范围内;在温度大于475°C、压力低于0.75GPa的区域,金红石可与钛铁矿共生,钛铁矿则稳定于温度大于570°C、压力低于0.55GPa的范围。根据金红石向钛铁矿的转变及体系含水量,约束该片麻岩角闪岩相退变质P-T条件为压力0.55~0.75GPa且温度大于570°C。

胶北新太古代两类片麻岩的岩石地球化学特征和成因指示

在胶北三口探矿深钻中识别出两类新太古代片麻岩,一种是TTG片麻岩,数量较多;另一类是石榴黑云斜长片麻岩,数量相对较少,以夹层状发育于TTG片麻岩中。已有年代学资料显示,两种片麻岩原岩均形成于～2.5Ga。TTG片麻岩SiO2含量为53.95%～75.56%,Na2O为1.51%～5.94%,Na2O/K2O>1;贫Fe2O3T(2.22%～9.54%)和MgO(0.53%～4.87%),Al2O3多大于15%(10.45%～17.64%),A/CNK=1.18～1.75,说明其属于高铝TTG岩系。富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Sr),亏损高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Hf),Sr含量高(204×10-6～2906×10-6),Sr/Y比值高(7.30～355)。∑REE含量(40.4×10-6～512×10-6)相对较高,轻重稀土强烈分异((La/Yb)N=11.5～121),Eu无异常或弱正异常(δEu=0.79～1.89)。以上地球化学性质表明,胶北TTG片麻岩是含水玄武质岩石高压下部分熔融形成的,残留相主要是石榴石、角闪石和含Ti矿物,没有斜长石。全岩Nd和锆石Hf同位素数据显示其模式年龄与形成年龄相近,表明岩石源区可能是来源于亏损地幔的2.57～2.64Ga的初生玄武质地壳。另外,胶北TTG片麻岩高的Mg#值(40～67)和Cr(147×10-6～371×10-6)、Ni(6.68×10-6～156×10-6)含量,表示与地幔楔发生了反应,结合Nb、Ta负异常以及源区为初生的玄武质地壳等特征,说明研究区TTG形成于与俯冲有关的岛弧环境,而非加厚的下地壳。DF值和K-A关系图显示,石榴黑云斜长片麻岩原岩是泥质-粉砂质沉积岩。Cr/Zr比值(0.90～1.99,平均为1.62)和Th/Sc比值(平均为0.30)与太古宙沉积岩相应值相近(分别为1.44和0.4),稀土配分型式与太古宙沉积岩类似,表明源区物质以长英质为主。绝大多数样品显示轻稀土富集、重稀土平坦的特征,总稀土含量平均为176×10-6,(La/Yb)N比值平均为14.7,LREE/HREE平均为3.3,Eu无异常或微弱的负异常(δEu=0.69～0.92,平均为0.84),这些特征值表明原岩形成的大地构造背景为岛弧或主动大陆边缘。Grt-Bi地质温度计得到的变质温度为549～663℃,其中黑云母化学成分与角闪岩相中黑云母特征相同,共同指示变质程度为角闪岩相,可能代表了～2.5Ga麻粒岩相-高角闪岩相变质作用的退变质阶段。石榴黑云斜长片麻岩原岩与TTG属同一时代(～2.5Ga)的产物,形成的构造背景类似(岛弧或主动大陆边缘),说明当时该区有俯冲过程发生;TTG岩浆事件和～2.5Ga的变质事件大体同时,但变质事件较岩浆事件稍晚,可以用俯冲后的碰撞来解释。因此,研究区在～2.5Ga可能发生过一次重要的俯冲-碰撞拼合事件:TTG和石榴黑云斜长片麻岩原岩形成于俯冲阶段,后期发生碰撞引发麻粒岩相-高角闪岩相的区域变质作用。

内蒙古乌拉山哈达门沟金矿地质特征及找矿意义

1区域地质概况华北地台北缘内蒙地轴,是一个近东西走向隆起带,前寒武绿岩带广泛分布,为一套高、中、低级变质层状岩系。中太古界乌拉山群绿岩带,主要分布在乌拉山和大青山南、北两麓,其变质岩石组合可分为基性麻粒岩夹片麻岩组合和片麻岩夹麻粒岩组合。原岩建造下部为大洋拉斑玄武岩建造,夹少量科马提岩;中部为钙碱系列火山岩建造;上部为沉积岩建造。

冀北镇宁堡—赤城一带红旗营子杂岩变基性岩及其围岩锆石U-Pb年代学研究

红旗营子杂岩主要块体包括太古代火成岩(斜长角闪片麻岩、石英闪长岩英云闪长岩花岗闪长岩),晚古元古代或古生代变基性岩(退变榴辉岩和斜长角闪岩),晚古生代变表壳岩(石榴角闪黑云斜长片麻岩和蛇纹石化大理岩)。本次研究的变基性岩(石榴斜长角闪岩)角闪岩相变质作用发生的时间为322.0 Ma—317.3 Ma,其围岩变表壳岩(石榴角闪黑云斜长片麻岩)沉积作用发生的时限可能为357 Ma—350.9 Ma,发生角闪岩相变质作用的时间为350.9 Ma—343.5 Ma。对红旗营子杂岩已报道的变质年龄进行汇总研究表明,存在显著的3个变质年龄区间:晚太古代2494 Ma—2448 Ma;晚古元古代1900 Ma—1734 Ma(峰期为1824.6 Ma)和显生宙495 Ma—234 Ma(峰期为323.7 Ma)。其中,晚古元古代变质年龄和显生宙变质年龄的峰值最为显著,晚古元古代变质事件可能与华北克拉通东西陆块的相互碰撞及哥伦比亚超大陆的形成有关;显生宙变质事件,可能与古亚洲洋的开裂、俯冲、关闭及造山后的伸展有关。

青海省乌兰县早古生代低压高温变质岩:柴北缘存在双变质带?

乌兰县二郎洞南侧一带的矽线石榴黑云斜长片麻岩矿物组合为石榴子石＋黑云母＋长石＋石英＋矽线石,是典型的低压高温高角闪岩相岩石.岩石学和矿物化学研究表明其峰期变质P-T条件为：T=677~696℃,P=0.349~0.419 GPa.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得二郎洞南侧低压高温矽线石榴黑云斜长片麻岩的峰期变质年龄为450~483 Ma.研究区内同时期岛弧岩浆作用、混合岩化作用的存在,以及低压高温峰期变质的P-T条件,共同指示二郎洞一带低压高温高角闪岩相岩石形成于柴达木地块与祁连地块之间的原特提斯洋向北俯冲过程中,俯冲形成的岛弧岩浆侵入并加热大陆地壳,在该热异常强烈区内形成了低压高温高角闪岩相岩石.通过分析该套低压高温变质岩与柴北缘高压-超高压变质带内岩石的变质属性、峰期变质时代和大地构造位置关系,二郎洞地区低压高温高角闪岩相岩石可能与其南部柴北缘大洋俯冲阶段形成的高压变质岩构成了双变质带.