苏鲁造山带新沂地区新元古代花岗片麻岩成因及对Rodinia超大陆裂解的响应

新沂地区花岗片麻岩位于苏鲁造山带的西缘。本文通过新沂地区花岗片麻岩岩相学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学等方面的研究,探讨其成因与构造环境,以揭示Rodinia超大陆裂解事件在该地区的反响。研究认为:研究区花岗片麻岩属准铝质-弱过铝质A型花岗岩,具有高SiO_(2)、富碱、贫CaO、低Al_(2)O_(3)质量分数的特征,以及右倾海鸥型稀土元素配分模式,富集Rb、Zr、Hf等元素,严重亏损Sr、Eu、Nb、Ta等元素,形成年龄为746.0~742.5 Ma。新沂地区花岗片麻岩是来自下地壳物质为主、少量幔源物质的部分熔融,在岩浆演化过程中经历了以钾长石和斜长石为主的分离结晶,而后经过超高压变质作用最终形成。研究区花岗片麻岩形成于新元古代后碰撞伸展环境,是Rodinia超大陆裂解事件在苏鲁造山带新沂地区的最初响应。

太古界潜山花岗片麻岩储层温度敏感性实验研究

太古界潜山花岗片麻岩储层岩性复杂、矿物类型丰富,且具有埋藏深度大、储层温度高的特点,高温作用对岩石孔隙结构和渗流特征具有显著的影响。选取太古界花岗片麻岩露头岩样,开展了渗透率温度敏感性评价实验和不同温度下的应力敏感性评价实验,探索渗透率对温度和有效应力的响应特征。结果表明:渗透率为0.1~1mD的花岗片麻岩基块岩样,室温为20七、有效应力为20MPa条件下其渗透率是储层温度为170T、有效应力为20MPa条件下的1.66-2.04倍,随着温度升高,渗透率呈指数递减趋势;氮气驱条件下,20t花岗片麻岩储层应力敏感性为中等偏强,100和170T高温环境下应力敏感性为中等偏弱,随着温度增加应力敏感性有减弱趋势。200t以内适中温度有利于提升岩石强度,弱化岩石应力敏感性。

花岗片麻岩用于胶粉沥青路面上面层的试验分析

文章基于花岗片麻岩使用于胶粉沥青路面,分析了骨料原材料试验和沥青混合料配合比设计及性能试验,研究表明该碎石为酸性岩石,采用6种方案进行沥青黏附性试验,具体为水泥改性后的骨料和沥青、掺抗剥落剂沥青和骨料、骨料和沥青老化后、骨料和掺抗剥落剂沥青老化、沥青和骨料、水泥改性后骨料和掺抗剥落剂沥青老化,从而为沥青混合料配合比设计、沥青混合料性能试验及混合料老化后性能试验提供翔实的数据。

东昆仑祁漫塔格花岗片麻岩记录的岩浆和变质事件

东昆仑青海祁漫塔格尕林格一带原定为金水口群的眼球状花岗片麻岩,实际为新元古代早期形成的花岗岩。采用SHRIMP和LA-MC-ICP-MS两种方法对其中的锆石进行了测试,获得的年龄分别为938±5Ma和938±2Ma,代表了花岗岩的形成时代。花岗岩地球化学特征显示为S-型,属于钙碱性系列的弱过铝-过铝质花岗岩,εNd(0)为-9.4～-11.7,εNd(t=938Ma)为-0.6～-3.2,显示低的负值,tDM为1.6～2.1Ga,推测其源岩与白沙河岩组类似。东昆仑东段、柴北缘以及阿尔金均有1000～900Ma的花岗岩形成,表明这次岩浆活动比较广泛,可能与我国西部不同陆块间的汇聚有关,是我国西部新元古代克拉通基底形成的反映,同时也响应于全球Rodinia超大陆的形成。花岗片麻岩中1粒锆石边部获得了416±11Ma的年龄,与区域上志留-泥盆纪花岗岩形成时代一致,代表了新元古代花岗岩发生变质作用的时代,其中白云母40Ar/39Ar的坪年龄和等时线年龄为406±2Ma,代表了变质花岗岩的冷却年龄,这些年龄表明新元古代花岗岩卷入了古生代中期与祁漫塔格洋/海盆关闭有关的造山事件。

阿尔金山东端花岗片麻岩中3.6Ga锆石的地质意义

本文报道首次用单颗粒锆石U Pb同位素测年技术在我国西北阿尔金山东端古老花岗片麻岩中发现36 0 5± 43Ma的锆石。这是塔里木地块存在始太古代基底的重要证据 ,对研究该地区的地壳演化及其与我国东部和全球其他古老地块的对比研究具有重要的意义。

青藏高原羌塘中部蜈蚣山花岗片麻岩锆石U-Pb定年——泛非与印支事件的年代学记录

羌塘盆地位于青藏高原北部,是研究青藏高原古特提斯洋演化及冈瓦纳大陆与欧亚大陆界线的关键区域,其基底的时代和性质直接决定了羌南—保山板块的大地构造属性和冈瓦纳大陆的范围。笔者通过对羌塘中部蜈蚣山花岗片麻岩捕虏体的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年,确定该花岗片麻岩形成于晚三叠世(209.1±2.8Ma),是冈瓦纳大陆与欧亚大陆汇聚事件的物质记录,与羌塘中部已有的研究结果相一致;同时还在花岗片麻岩中发现了冈瓦纳大陆泛非运动晚期(464.5±4.8Ma)的年龄记录,是羌塘地区首次发现泛非运动的物质记录,并且该年龄可以与滇西怒江、保山以及印度板块内部和喜马拉雅造山带中发育的大量早古生代花岗质岩石相对比,表明羌南—保山板块与印度大陆具有很好的亲缘性。以上研究成果为探讨羌塘地区的基底属性和确定冈瓦纳大陆与欧亚大陆碰撞的时限提供了新的证据。

柴北缘花岗片麻岩的岩浆作用计时和前寒武纪地壳增长的锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

本文应用LAM-ICPMS技术测定了柴达木盆地北缘花岗片麻岩带中的锡铁山东全吉河花岗岩和都兰县北部沙柳河花岗岩的锆石U-Pb年龄,利用LAM-MC-ICPMS技术选择测定了沙柳河花岗岩锆石Hf同位素成分。全吉河花岗岩岩浆结晶锆石的谐和年龄为910+15/-17Ma;捕虏晶锆石的^(207)Pb/^(206)Pb年龄为1351Ma;～520Ma的变质锆石(^(232)Th/^(238)U=0.04) ^(206)Pb/^(238)U年龄可能是前高压超高压构造事件的产物。沙柳河花岗岩的岩浆锆石普遍含有继承碎屑锆石核。21个颗粒测得21个数据中,代表岩浆结晶锆石的10个点的Robust(Median)平均^(206)Pb/^(238)U年龄为920+31/-17Ma,碎屑锆石核^(207)Ph/^(206)Pb年龄大于1250Ma。在沙柳河花岗岩30颗锆石的30个Hf同位素分析点中,27个代表纯粹岩浆结晶锆石的^(176)Hf/^(177)Hf=0.282081～0.282222,平均0.282178+0.000009/-0.000015,以920Ma计算的Hf_1=0.28206～0.28220,平均值0.28215+/-0.00003;ε_(Hf)值的变化范围+0.21～-4.70,Robust(Median)加权平均值为-1.53+0.41/-0.52;锆石Hf的地壳模式年龄(T_(DM)~C)范围是1.59～1.75Ma,Robust(Median)加权平均值为1.68+0.03/-0.02Ma。其余2个锆石为继承性锆石,其^(176)Hf/^(177)Hf比值分别为0.281892和0.281792,Hf_1和ε_(Hf)值分别为0.28186～0.28178,和-11.83～-14.82,T_(DM)~C=2.18～2.33Ga。结合前人的研究结果,柴北缘花岗片麻岩的岩浆作用持续时间为～950Ma～～910Ma。峰值年龄为～920Ma,以沙柳河花岗岩为代表的柴北缘过铝S-型花岗片麻岩的岩浆来自现今剥露于地表的沙柳河岩群之下具高度再循环上地壳物质的基底表壳岩系;该物质的形成年龄可约束在1.4～1.7Ga,保存了蚀源区～1.7Ga和～2.3Ga的地壳增生事件的年代学记录。

海南五指山地区花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学特征及其地质意义

海南五指山地区出露大面积花岗片麻岩,且广泛发育NW向定向变形构造,表明经历了明显的动力变形变质作用;4个花岗片麻岩样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学测试数据表明它们形成于263～269 Ma,代表了中二叠世的一次重要地质构造热事件。结合前人研究成果认为,海南五指山地区263～269 Ma花岗片麻岩可能形成于华南与印支块体的碰撞拼合作用。这也暗示华南与印支的碰撞拼合可能始于263～269 Ma。

聂荣微陆块花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年——新元古代基底岩石的发现及其意义

聂荣微陆块呈透镜体状夹持在班公湖-怒江板块缝合带内,其上出露有黑云母花岗片麻岩以及二长花岗片麻岩等不同类型的古老片麻岩,本文报道产出于聂荣微陆块上花岗片麻岩的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果,样品锆石的岩浆震荡环带十分发育,多数锆石具有典型的岩浆结晶锆石的特征。所有测点中有16个测点的Th/U值较高,介于0.58～1.24之间,平均值为0.79,获得的206Pb/238U年龄基本一致,加权平均值为819.6±5.2Ma,笔者等认为该年龄代表了花岗片麻岩的原岩结晶时代为新元古代。我们在羌塘南部地区的碎屑岩中获得了同样的年龄峰值(809Ma)。此外,我们认为年龄中具有507Ma左右的信息反映了泛非事件之后另外一次强烈构造热事件的影响在该区的存在。

西天山前寒武纪天窗花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄及Nd-Sr同位素特征

采用颗粒级锆石U－Pb定年方法，精确测定了西天山前寒武纪天窗花岗片麻岩的结晶锆石年龄为798Ma，它代表了花岗质岩浆的结晶时代。花岗片麻岩具有较高的IAS。值（1.17～1．55）和LILE、LREE含量，明显的Eu负异常（δEu＝024～0.38）和Ba、Sr、P、Ti、Nb、Ta的亏损，表明源岩为成熟度很高的陆壳物质。其负的εNd（t）值（-4.4～-6.4）和较高的初始87Sr／86Sr比值（0．7196～0．7207），均表明熔融母岩具有很长的地壳存留时间，1．93～2．01Ga的Nd模式年龄值可能代表了源岩的平均地壳存留年龄。

天山冰达坂和拉尔敦达坂花岗片麻岩SHRIMP锆石年代学特征及其地质意义

西天山冰达坂和拉尔敦达坂地区出露前寒武纪花岗片麻岩,具有变余花岗结构和眼球状构造,表明经历了明显的动力变质作用;SHRIMP锆石U-Pb年代学测试表明它们分别形成于(926±8)Ma和(948±8)Ma,代表了9～10亿年左右的一次重要地质热事件,其中冰达坂花岗片麻岩分析数据中有一颗锆石的年龄为1.4Ga,与前人所报道的天山地区更古老的一期岩浆作用时代相同,可能代表了古老地壳物质的残留锆石。结合前人研究成果认为,天山地区普遍存在这一时期的岩浆作用,可能与Rodinia超大陆聚合过程中的Grenville造山运动有关。

大别山东部花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄

花岗片麻岩是大别山区除超高压变质杂岩外的另一种重要岩石类型 ,本文测得南大别二长花岗片麻岩中单颗粒锆石U Pb不一致线的上交点年龄为 789± 43Ma。位于五河—水吼韧性剪切带南缘的糜棱岩化二长花岗片麻岩中锆石的2 0 7Pb 2 0 6Pb表面年龄接近一致年龄 ,为 71 5～ 777Ma ,平均 75 7Ma ,U Pb不一致线的上交点年龄为 81 5± 70Ma ,下交点年龄为482± 1 6 7Ma。北大别石英二长片麻岩中锆石2 0 7Pb 2 0 6Pb表面年龄的变化范围较广 ,介于 5 94～70 0Ma ,平均为 6 4 9Ma ,U Pb不一致线的上、下交点年龄分别为 81 4± 97Ma和 477± 77Ma。这说明这些正片麻岩的侵位时间范围大致为 75 0～ 85 0Ma的晚元古代 ;南、北大别正片麻岩中的锆石年代学显示它们可能具有相似的形成与演化历史 ;约 480Ma前后的加里东运动对大别山地区可能也有影响。

苏鲁高压-超高压变质带南部花岗片麻岩-花岗岩的多时代演化

苏鲁高压-超高压变质带中,广泛分布有花岗片麻岩-花岗岩系列,有关其形成的时代和成因机制长期存在争议。岩石露头表现为强烈的片麻理,并且多数和榴辉岩及榴辉岩相岩石密切伴生。其岩石类型有变化,从斜长片麻岩-花岗闪长质片麻岩-二长花岗片麻岩演化到花岗岩。矿物和地球化学变化也较大。从残留的高压和超高压矿物及其退变质反应等,说明它们中有部分曾经历了高压-超高压变质作用。该变质带南部连云港地区4个二长花岗片麻岩-花岗岩岩体中精选的单颗粒锆石,运用Pb-Pb法(质谱计双带源逐层蒸发-沉积法)和U-Pb法(离子探针SHRIMP分析),获得的年龄值跨度大,从859Ma到150Ma,分别属于4个年龄段(时段),但是主要数据集中在600～859Ma和220～250Ma两个时段。锆石的形貌特征研究显示,这些花岗片麻岩-花岗岩是苏鲁高压变质带中长期演化的产物,其物质来源与古元古代,乃至太古宙变质表壳岩密切相关。新元古代大量岩浆结晶型锆石指示了当时存在强烈的花岗岩浆活动,导致大量花岗岩类岩石的形成。古生代(加里东期)和中生代早期(印支期)分别经历了变质作用,尤其是印支期,至少一部分和榴辉岩原岩一起经历了高压-超高压变质作用,并且伴随有地壳部分熔融,引起又一次花岗岩浆活动,再生花岗岩,该区南部东海地区尤为明显。中生代晚?

青海都兰东北部哈莉哈德山花岗片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及构造意义

青海都兰东北部哈莉哈德山花岗片麻岩原岩为具有S-型花岗岩特征的酸性侵入岩。来自该片麻岩的20粒锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄测定表明,该片麻岩的原岩花岗岩岩浆于约950Ma侵位结晶,岩浆物源源区存在中—新元古代的物质成分。正确甄别哈莉哈德山花岗片麻岩的变质围岩是否隶属于全吉地块的达肯大坂岩群,是理解全吉地块与柴达木地块在新元古代时期构造演化关系的关键。

西盟地区奥陶纪花岗片麻岩的锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成特征及其大地构造意义

对云南西部侵入于原西盟群帕可组的花岗片麻岩开展主量元素、锆石U-Pb年龄及原位Hf同位素组成分析。岩石地球化学特征显示其为高钾钙碱性强过铝质S型花岗岩,两件代表性样品分别给出了461.4±2.5 Ma和461.5±3.3 Ma的206Pb/238U加权平均年龄,相应的锆石εHf(t)值分别介于-6.45^-1.90和-5.60^-1.44之间,二阶段模式年龄(tDM2)分别为1.57~1.86 Ga和1.54~1.90 Ga。这些数据表明西盟地区侵入于原西盟群帕可组内的花岗片麻岩并非前人所认为的中元古代岩石,而是中奥陶世产物,其源岩可能是元古宙变质杂砂岩。结合前人研究成果,作者推测西盟地区早古生代花岗片麻岩是环冈瓦纳大陆边缘安第斯型造山作用的产物。

北祁连山西段吊大坂花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄及地质意义

对北祁连山西段北大河岩群中发现的吊大坂花岗片麻岩进行了颗粒级锆石U-Pb同位素年龄的测定,获得岩体的形成年龄为(751±14)Ma,结合区域地质背景分析,认为该年龄反映了晋宁期北祁连山地区的第一次造山事件。岩石化学和地球化学特征表明花岗片麻岩是古老地壳物质重熔形成的钙碱性石英闪长岩,该年龄的确定为北祁连山早期地壳演化史分析提供了直接的重要的地质信息。

大别山宿松变质带花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素成分

宿松变质带位于大别碰撞造山带南部,是一个相对低级变质的构造岩石单位。该带岩石类型丰富,如云母石英片岩、花岗片麻岩、变玄武岩/斜长角闪岩、变质辉长岩、异剥钙榴岩、大理岩、石墨片岩和含磷岩系等。然而,它们的形成时代和岩石成因一直存在较大争议。为此,重点对大别山宿松变质带中花岗片麻岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年及Hf同位素分析。锆石定年结果表明,这些花岗片麻岩的原岩形成时代包括晚太古代(2.5~2.7Ga)和新元古代(770~830 Ma)两大类,经历了晚三叠纪的绿帘角闪岩相变质作用。新元古代花岗片麻岩的原岩是由经历了约2.0Ga变质作用的晚太古代岩石在新元古代大陆裂解过程中发生重熔作用形成的。鉴于花岗片麻岩的新元古代岩浆锆石年龄记录与大别造山带超高压正变质岩的原岩形成时代一致,结合变质作用特点和已有资料与区域地质背景,进一步证明宿松变质带花岗片麻岩等参与了扬子板块的三叠纪俯冲,并发生了绿帘角闪岩相变质作用,局部可能达到高压榴辉岩相变质作用,是扬子俯冲板块在较浅深度折返的岩片。由于大陆碰撞→造山后的逆冲、推覆以及构造堆叠与剥蚀作用,造成宿松变质带中有可能卷入较深俯冲的岩片。

苏鲁超高压变质带西北缘五莲断裂外侧浅变质花岗片麻岩的地球化学特征与原岩成因研究

五莲杂岩中的正片麻岩主要为正长花岗质片麻岩,少数石英正长质片麻岩,具有适度碱性的演化趋势。以贫CaO、低MgO、高Na2O为特征,岩石中虽然碱度较高,但仍属较强过铝型。这套正片麻岩还表现为较强的轻、重稀土元素分馏程度和强的负Eu异常,尤以强烈富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U、K)和亏损高场强元素Ti、Zr、Hf、Nb、Ta(部分样品中Zr、Hf除外),明显的Ba、P负异常为显著特征。岩石地球化学的总体特征与苏鲁造山带内的花岗质片麻岩有一定的可比性,而与华北克拉通内的前寒武纪正片麻岩明显不同。推测五莲地区正片麻岩的原岩是晚元古代由大陆下地壳富钾的变质玄武质组分部分熔融形成的,母岩浆的演化主要表现为以长石(奥长石和钾长石)的分离结晶为主,其中可能还有少量黑云母和角闪石,以及副矿物锆石和磷灰石的分离结晶。

蚀变花岗片麻岩破坏过程中声发射事件的演化规律

通过单轴压缩条件下的声发射试验,分析了蚀变花岗片麻岩破坏过程中声发射事件的演化规律,研究发现:对于多数试件,高能级声发射事件的首次出现可作为岩石处于高应力水平的标志,中能级声发射事件在试件空间内形成贯通分布可作为岩石应力水平进一步上升的标志,最后贯通区出现高能级声发射事件可作为岩石破坏的前兆现象;发生脆性破坏的试件,不会出现中能级声发射事件在试件空间内形成贯通分布的现象;对于含弱区的试件,首个高能级声发射事件会出现于低应力水平,此时岩石内声发射事件呈条带状密集分布于高能级声发射事件周围,其他区域的声发射事件少、能级低。以上研究为利用声发射信息识别岩石应力水平及评价岩石稳定性提供了试验依据。

海南公爱地区抱板群花岗片麻岩的年代学、地球化学及其构造意义

海南岛地处华南陆块南缘,紧邻印支陆块,大地构造位置独特,其地质特征一直备受关注。厘定该地区中元古代岩石的成因对恢复华南中元古代构造演化具有重要意义。海南岛西部公爱地区花岗质岩石与围岩抱板群变沉积岩呈侵入接触关系,绝大部分岩石片麻状构造发育、韧性剪切标志明显。这些岩石高SiO_2、K_2O、Al_2O_3、Rb、U,贫CaO、MgO、FeO^T、TiO_2,铝饱和指数A/CNK>1.1,具S型花岗岩特点,稀土元素配分模式类似于抱板群变沉积岩,全岩ε_(Nd)(t)=-2.02^-2.38,Nd同位素二阶段亏损模式年龄(t_(DM2)^(Nd))为2.2~2.3 Ga,锆石Hf同位素ε_(Hf)(t)=-5.4~4.0,Hf同位素二阶段亏损模式年龄t_(DM2)^(Hf)=1.71~2.53 Ga。对四个代表性花岗片麻岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,其^(207)Pb/^(206)Pb加权平均年龄为1444±15 Ma、1439±19 Ma、1433±31 Ma和1450±23 Ma,属中元古代。综合区域研究资料认为,海南岛西部公爱地区中元古代花岗质岩石的熔融源区为类似抱板群变沉积岩组分,推测其产出于大陆边缘构造背景,是哥伦比亚超大陆边缘的增生产物。