东海大衢岛高压麻粒岩的发现及其构造指示意义

东海陆架作为华夏地块东部的重要块体,其成因问题一直存在争议,关键是对其变质基底情况认识不清。本文通过对东海陆架西部舟山群岛变质表壳岩开展调查与研究,在其中的大衢岛发现了具有“石榴石+单斜辉石+斜长石+石英”特征组合的高压麻粒岩,通过计算压力-温度视剖面图确定其峰期变质温压条件为860~890℃、(1.28~1.32)×10^(6)kPa,具有顺时针样式温压演化轨迹;峰期后经历近等温降压(ITD)过程,反映了加厚地壳的快速减薄过程,其成因很可能与造山作用有关。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得该高压麻粒岩的变质时代为(247.9±1.7)Ma,代表了峰期后麻粒岩地体抬升阶段年龄。变质表壳岩的碎屑锆石年龄介于963~339 Ma之间,既不属于新元古界陈蔡群,也不属于古元古界八都群,可能是一套独立的变质沉积建造。尽管其变质时代与华夏板块印支期退变榴辉岩相近,但变质过程迥异,可能不是同一造山带产物。

胶北荆山群富铝岩系石榴石扩散环带特征及其成因指示意义

通过详细的微区成分测定,发现胶北荆山群富铝岩系中石榴石普遍发育扩散环带,但扩散环带的发育程度及样式很不均匀,明显受与其相邻矿物的控制。与黑云母接触时,石榴石晶体边部的镬含量最低,环带最为发育,与堇青石接触时次之,与长英质矿物接触时则环带发育较弱或不发育。这种特征的石榴石扩散环带样式与传统认识有很大差异,反映降温过程中石榴石与黑云母等镁铁矿物之间的Fe-Mg交换作用主要是通过彼此接触的界面来实现,粒间流体对组分的传输作用有限。但是当岩石中黑云母大量存在而石榴石含量又较低时,由于体系水活度增高,粒间流体也会传输一定的Fe、Mg组分,导致与长英质矿物相邻的石榴石晶体边部发育微弱的扩散环带。通过分析,确定粒径大于1500μm的石榴石晶体核部可以保存变质峰期的平衡成分,基质中远离石榴石等镁铁矿物处于长英质矿物之间的大颗粒黑云母颗粒核部也基本可以保存变质峰期的平衡成分。

贺兰山高压泥质麻粒岩——华北克拉通西部陆块拼合的岩石学证据

贺兰山孔兹岩系作为华北克拉通西部孔兹岩带的重要组成部分,其成因问题一直存在争议。近来,在对贺兰山富铝岩系研究过程中,发现了具有"蓝晶石+条纹长石+石榴石"特征组合的高压泥质麻粒岩。通过岩相观测与相平衡定量模拟,确定其曾经历四个阶段的变质演化过程,即早期进变质阶段(M1)、变质峰期阶段(M2)、峰期后降压阶段(M3)和晚期退变阶段(M4)。早期进变质阶段,以石榴石中包裹黑云母和白云母为特征。变质峰期阶段,以出现"蓝晶石+条纹长石+石榴石"组合为特征,变质温、压条件为850～870℃、1.4～1.5GPa。峰期后降压阶段以峰期石榴石和蓝晶石转变为堇青石和夕线石为特征,温压条件大致为840～860℃、0.6～0.8GPa。晚期退变阶段以出现新生黑云母为标志,温、压条件为780～810℃、0.45～0.55GPa。PT轨迹具有顺时针演化样式,峰期后表现为先发生近等温降压(ITD)、后发生近等压冷却(IBC)的退变过程,反映陆-陆碰撞发生高压麻粒岩相变质作用,后又快速折返到正常地壳深度的变质动力学过程,进而从岩石学角度证明华北克拉通西部孔兹岩带是由北部的阴山陆块与南部的鄂尔多斯陆块发生碰撞所致。

山东南墅地区孔兹岩系变质矿物的成因及演化

南墅地区孔兹岩系的变质矿物具有多成因、多世代的特征 ,其经历三阶段五幕的变质作用 ,形成了以Sil+Gt +Cord +Bi +Kf +Pl+Q为代表的共生矿物组合。通过对主要变质矿物成因及演化特征的分析 ,结合温压计估算 ,确定该区孔兹岩系峰期变质作用温度为 70 0～ 75 0℃ ,压力为 0 .6～0 .7GPa ,变质程度达角闪麻粒岩相。确立 pTt轨迹具顺时针演化特点 ,反映一种陆 -陆碰撞造山带式构造演化模式。

高温变泥质岩石中石榴石-黑云母地质温度计的应用——以胶北荆山群富铝岩石为例

在对胶北荆山群麻粒岩相富铝岩石中石榴石、黑云母的成分环带进行深入研究基础上,选取不同粒径、与不同矿物相邻的石榴石、黑云母各微区点成分,利用石榴石-黑云母温度计分别进行了温度估算。确定在黑云母含量较高的岩石(V_(Grt)/V_(Bt)≤1)中,利用大颗粒石榴石(d≥1500μm)晶体核部(或靠近长英质矿物一侧的晶体幔部)成分与基质中远离石榴石等镁铁矿物处于长英质矿物之间的黑云母核部成分配合。通过石榴石-黑云母温度计可以获得相当可信的变质峰期温度。但是对于黑云母含量极低的岩石(V_(Grt)/V_(Bt)≥6),由于黑云母的成分普遍遭到了强烈改造。使得温度估算结果异常偏低,因此不适合采用石榴石-黑云母温度计估算峰期温度。同一岩石中,采用不同的相邻石榴石-黑云母矿物对晶体边缘成分获得的温度值差异较大,反映它们在峰期后发生Fe-Mg交换反应并达到封闭温度平衡状态的程度不同,因此利用石榴石-黑云母温度计难以获得准确的封闭温度。通过热力学计算,建立了一个新的石榴石-黑云母温度计公式。确定胶北荆山群所经历的变质峰期温度为720～770℃,峰期后最低相对封闭温度为480～500℃。

胶北地块高压与低压泥质麻粒岩的相平衡关系与p-T演化轨迹

利用最新的内洽性热力学数据库和THERMOCALC3．21程序对胶北地块高压与低压泥质麻粒岩的相平衡关系进行了定量分析。计算了胶北地块高压泥质麻粒岩、低压泥质麻粒岩和夕线石榴黑云片岩等代表性富铝岩石KFMASH（K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O）体系的p-T视剖面图，再现了这些岩石随温压条件变化可能出现的各种矿物组合与矿物成分变化，发现原岩成分不同的变质岩石，尽管变质演化过程有所差异，但在麻粒岩相变质条件下所形成的矿物组合一致。通过计算泥质岩石在高压（p=1．0GPa）和低压（p=0．5GPa）条件下的T-X视剖面图，发现极度富铁、贫镁的岩石，在高压麻粒岩相条件下并不会生成含蓝晶石的特征矿物组合，在低压麻粒岩相条件下也不会生成含堇青石的特征矿物组合。将样品实际观测结果与p-T视剖面图的计算结果对比，确定胶北地块高压泥质麻粒岩变质峰期的温压条件为830～860℃，1．25～1．4GPa,峰期后呈现顺时针样式的p-T演化轨迹，反映陆壳先碰撞增厚、后又快速减薄的地质动力学过程；确定胶北地块低压泥质麻粒岩变质峰期的温压条件为790-820℃，0．62～0．68GPa，峰期后呈现近等压冷却的p-T演化轨迹。

黑龙江省老柞山金矿成矿模式探讨

老柞山金矿经历了早、晚两期成矿地质作用。通过对矿质来源、控矿构造、流体特征、成矿时代等控矿因素的分析 ,确定早期成矿作用为中高温热液蚀变岩型 ,矿体受北西西—东西向张性断裂控制 ,成矿年龄为 (2 39± 34 )Ma,与华力西晚期的岩浆活动有关 ;晚期成矿作用为中温热液充填脉型 ,矿体受北北西—北西向压扭性断裂控制 ,其成因与燕山期的岩浆活动有关。两期成矿作用的成矿物质主要来自于上地幔 ,并有部分壳源物质的加入。

老柞山金矿磁黄铁矿的标型特征及其矿化指示意义

老柞山金矿的磁黄铁矿由两期成矿作用生成。早期为六方磁黄铁矿 ,具有 2AC型超结构 ,产出量大 ,含矿性好 ,是重要的矿石矿物。其生成温度大致在 35 0～ 380℃之间 ,是由高温热液的突然冷凝形成 ;晚期磁黄铁矿为六方和单斜两变种的混合相 ,产出少 ,含矿性相对较差。生成温度在 30 0℃以下 ,其中的单斜磁黄铁矿既可以由高温的磁黄铁矿固溶体逐渐冷却溶离生成 ,也可由后期的热液作用于早期的六方磁黄铁矿发生蚀变而成。

通化地区集安群变质表壳岩锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造指示意义

有关胶-辽-吉带巨量变沉积岩系时代与物源归属问题一直存在争议。利用LA-MC-ICP MS技术对出露于该带北段通化地区集安群变质表壳岩、片麻状花岗岩、斑状花岗岩和TTG片麻岩样品开展了锆石U-Pb与Lu-Hf同位素分析。结果显示,集安群变质表壳岩碎屑锆石年龄呈现2.5 Ga与2.1 Ga两个明显的主峰,不同类型变质岩中碎屑锆石的年龄分布并不一致。变质程度较低的含墨变粒岩碎屑锆石年龄集中在2.5 Ga左右,反映主要来自新太古代地质体。变质程度较高的夕线石榴堇青片麻岩、透辉片麻岩和大理岩碎屑锆石含量很少,且普遍遭受了变质改造,难以反映真实的物源时代。集安群变质锆石年龄呈现1.95~1.90 Ga、1.90~1.85 Ga和1.85~1.80 Ga 3个阶段,根据定量相图模拟的变质锆石与熔体的产出关系,推断第1阶段年龄代表了变质地体降温初期,第2阶段年龄代表了降温后期大规模熔体冷凝结晶时代,第3阶段则与地体进一步抬升到地壳浅部层次的构造运动有关。集安群变质表壳岩的锆石εHf(t)值介于-12.40~+6.17之间,主峰在-8~-2之间,二阶段模式年龄介于3.0~2.3 Ga之间,并且与太古宙TTG片麻岩和古元古代片麻状花岗岩具有同源演化特点。通化地区太古宙角闪斜长片麻岩(TTG)的侵位年龄为2574±11 Ma,锆石εHf(t)值介于1.87~7.30之间,二阶段模式年龄介于2.89~2.60 Ga之间,显示为新生地壳部分熔融产物。片麻状花岗岩的侵位年龄为2104±18 Ma,锆石εHf(t)值介于-2~+2之间,模式年龄介于2.8~2.7 Ga之间,显示为新生地壳与古老表壳岩共同熔融产物。未变形斑状花岗岩的侵位年龄为1888±8 Ma,锆石εHf(t)值介于-5.43~+0.03,模式年龄介于2.7~2.5 Ga之间,显示主要为古老表壳岩重熔产物。总体来说,胶-辽-吉带早期2.3~2.0 Ga期间呈现典型大陆裂谷发育特征,晚期1.95~1.85 Ga期间呈现碰撞造山带演化特点,二者可能分属不同的构造热事件。

高温变泥质岩石中石榴石、黑云母微区成分的指示意义

在对胶北荆山群泥质麻粒岩中石榴石、黑云母的微区成分进行详细研究基础上，利用最新的内洽性热力学数据库和THERMOCALC程序计算了其中两种代表性岩石——夕线石榴堇青黑云片麻岩(V_(bi)／Vg＞1)和夕线石榴片麻岩(V_(bi)／Ug＜0．2)在KFMASH体系下的P-T视剖面图和相关石榴石、黑云母的成分(Fe／(Fe+Mg))变化等值线。根据岩石中峰期矿物组合所限定的温压范围，将图中所示峰期石榴石、黑云母成分信息与实际观测结果进行对比，确定对于石榴石普遍发育扩散环带的高温变泥质岩石，经降温过程改造后，其中大颗粒石榴石核部依然可以保留变质峰期平衡成分，对于其中黑云母含量较高的岩石(V_(bi)／Kg＞1)，其基质中处于长英质矿物之间的黑云母核部也基本可以保留变质峰期成分，但是对于黑云母含量很低的岩石(V_(bi)／Vg＜0．2)，由于受粒间流体作用影响，所有黑云母都无法保留峰期成分。

胶北荆山群富铝片麻岩的脱水熔融实验研究

通过对胶北荆山群富铝片麻岩块状样品的脱水熔融实验研究表明 ,半开放体系下富铝岩石熔融作用的发生首先表现为含水矿物黑云母的暗化脱水 ,并诱发其他矿物熔融 ,各矿物组分参与熔融的顺序为 :Bi→ Kf→ Pl→ Gt→ Cord→ Sil→ Q。研究发现石榴石这种原认为比较难熔的矿物 ,当其被大量黑云母包围时极易熔融 ,而黑云母脱水并生成一种强腐蚀性流体物质 ,是导致矿物及岩石发生熔融的主要原因。熔体的成分既依附于其周边的矿物相 ,但又有所差异 ,具有多相混熔的特点。实验过程中某些新生结晶矿物的出现表明熔融变质反应的发生可能未必需要很长的时间 ,也未必是在宏观平衡状态下。

中亚-蒙古造山带东段的锡林郭勒杂岩:早华力西期造山作用的产物而非古老陆块?——锆石SHRIMP U-Pb年代学证据

锡林郭勒杂岩是华北板块北缘古生代褶皱带内出露面积最大的变质岩系,以前多被当着前寒武纪的古老地块。本文通过对该杂岩中副片麻岩和正片麻岩的锆石SHRIMP U-Pb年代学研究发现,副片麻岩中的锆石多为岩浆锆石,其^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为406±7Ma,指示它们的原岩主要是由近同期(略早些)的岩浆岩风化后就近沉积的产物,该年龄应代表源区(岛弧型?)花岗岩的形成时间,同时也是副片麻岩原岩沉积的下限年龄。正片麻岩中岩浆锆石的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为382±2Ma,代表花岗片麻岩原岩的侵位年龄。岩石中锆石的变质增生边的形成年龄为337±6Ma,代表锡林郭勒杂岩发生变质和变形的时间,该变质事件可能与贺根山缝合带内所发生的一次主要的碰撞造山作用有关。这些年龄资料充分说明,锡林郭勒杂岩并非古老地块,而是华力西早期岩浆作用、沉积作用和变质作用事件的产物.整个事件是在较短的时间范围内(～70Ma)完成的,推测该杂岩发育在碰撞造山带的弧前环境。中亚-蒙古造山带东南部(内蒙古的中、东部)碰撞前的构造格局可能不是典型的多岛洋体制,由于缺少古老的陆块,造山过程更多的表现为大洋的大陆化过程,即洋内俯冲形成岛弧,岛弧在被动大陆边缘拼贴聚合转化为新的大陆。

扬子地台西缘结晶基底的时代

对扬子地台西缘结晶基底变质地层以及岩浆片麻岩中变质地层残片或包裹体中锆石SHRIMPU-Pb同位素年龄研究表明,在康定地区辉长–闪长质片麻岩中,表壳岩包体—糜棱岩化的长英质片岩和宝兴地区黑云斜长角闪岩的年龄分别为816±8.6Ma和826±13Ma,代表了它们的原岩——酸性火山岩和火山凝灰岩的形成年龄;泸定地区变质岩层中长英质糜棱岩和斜长角闪岩的年龄分别为816±9Ma和818±8Ma,代表了中性火山岩和基性火山岩的形成时代;茨达地区斜长角闪岩和角闪黑云斜长片麻岩的年龄分别为830±7Ma和827±10Ma,代表了其原岩火山–沉积建造的形成时代。以上数据表明,所谓的结晶基底都是新元古代的产物,在形成时间上与盐边群、盐井群等褶皱基底的相一致,只是变质程度上略有差异。因此该区并不存在古老(太古宙—古元古代)的结晶基底。

扬子地台西缘康定群的再认识:来自地球化学和年代学证据

康定群(康定杂岩)在扬子地台前寒武纪地质研究中具有非常重要的意义,但对其具体的形成时代存在不同认识。本文选择位于德昌茨达—大六槽之间康定群咱里组中斜长角闪岩、斜长片麻岩和花岗质片麻岩进行了较为系统的岩石学和地球化学研究。斜长角闪岩的主、微量元素主要具有N-MORB特征,一个斜长角闪岩样品的地球化学特征介于E-MORB和OIB之间,而斜长片麻岩地球化学具有岛弧岩浆特征。斜长角闪岩的εNd(t)为+3.65^+12.65,具有亏损地幔岩浆特征,综合分析认为其形成于弧后盆地环境,与盐边群类似。斜长角闪岩和斜长片麻岩的离子探针(SHRIMPⅡ)定年结果表明,康定群玄武岩的形成时代约为830Ma,为新元古代,同时经历了约700Ma的变质作用。本文研究不支持扬子地台西缘存在新太古代—古元古代的古老结晶基底,同时研究表明扬子地台西缘新元古代为岛弧环境。

天宝山组形成时代和形成环境——锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学证据

川西会理一带出露的天宝山组以酸性火山岩为主,它们的SiO2含量为68.78%～76.96%,K2O含量明显大于Na2O含量,Na2O/K2O比值介于0.01～0.34之间,多属于流纹岩。酸性火山岩的轻重稀土元素分馏程度不高,Eu的负异常明显,Eu/Eu*=0.18～0.35。微量元素中Ba、Ta、Nb、Sr、Ti相对亏损。这些地球化学特征与A型花岗岩相似。酸性火山岩的εNd(t)值介于-5.32到-4.78之间,与地壳衍生的S型花岗岩相似,表明天宝山组酸性火山岩主要来自先存的地壳物质。锆石SHRIMPU-Pb定年结果表明,天宝山组酸性火山岩的形成年龄为1028±9Ma,属于中元古代晚期。

扬子地台西缘盐边群玄武质岩石地球化学特征及SHRIMP锆石U-Pb年龄

选择盐边群底部荒田组玄武质岩石(原划为蛇绿岩),通过岩石化学和微量元素地球化学研究,认为盐边群玄武质岩石可能形成于弧后盆地环境;通过SHRIMP锆石U-Pb年代学研究,获得玄武质岩石岩浆结晶年龄为782±53Ma,其形成时代为新元古代。同时获得其中继承性变质锆石年龄为1837±14Ma。变质锆石年龄可能代表扬子地台西缘变质基底年龄,证明扬子地台西缘可能存在古元古代变质基底。

扬子地台西南缘高家村岩体成因:岩石学、地球化学和年代学证据

高家村岩体辉长岩-橄榄岩中矿物组合、矿物结晶顺序及岩浆成因角闪石的普遍出现,指示矿物结晶于富含水的岩浆体系。主量元素Al_2O_3、CaO与MgO呈明显的负相关关系,表明斜长石并非早期堆晶相。稀土元素含量为5.97×10^(-6)～221.32×10^(-6),轻稀土元素相对富集,弱-中等程度轻重稀土元素分异,辉长岩-含辉石闪长岩无明显的Eu异常,而橄榄辉长岩-橄榄岩具有较明显的正Eu异常。微量元素中,辉长岩-含辉石闪长岩类具有明显的Nb、Ta、Zr、Hf和Ti负异常,Ba、Sr正异常,同时ε_(Nd)(t)为0.59～1.86,低于同期的亏损地幔值,与岛弧基性岩浆特征类似。含辉石闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄结果822±8Ma,为新元古代。综合分析认为,高家村岩体应形成于受俯冲带流体改造的亏损上地幔部分熔融。

大兴安岭西南坡成矿带晚古生代中期未变质岩浆岩的SHRIMP锆石U-Pb年代学

大兴安岭西南坡晚古生代中、晚期未变质的岩浆岩广泛分布,它们的侵位时间虽不尽相同,但都晚于中亚-蒙古造山区(带)东部峰期造山的时间,且大多与主缝合带拼合后的拉张构造环境有关,岩石性质也多具有偏碱性或双峰式的特点。本文测定了内蒙古东南部二连浩特-贺根山缝合带与索伦山-西拉木伦缝合带之间的维拉斯托石英闪长岩和闪长岩、拜仁达坝花岗闪长岩以及道伦达坝英安质晶屑凝灰岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄,它们分别为310±2、311±2、319±3和300±5Ma,时代均为晚石炭世。这些岩浆岩的形成时间比(峰期造山形成的)锡林郭勒杂岩的变质年龄(337±6Ma)晚约20～40Ma,未受到变形和变质作用的影响,推测其属于晚造山/后造山的岩浆岩。认为西伯利亚板块与华北板块之间主缝合带的闭合时间应在晚石炭世前,主缝合带的位置应在二连浩特-贺根山一线。

阿拉善变质基底古元古代晚期的构造热事件

阿拉善地块可分为太古宙的叠布斯格杂岩(岩群)、古元古代的巴彦乌拉山杂岩(岩组)和古-中元古代的阿拉善杂岩(岩群)、波罗斯坦庙片麻杂岩和毕级格台片麻杂岩。太古宙的叠布斯格岩群和片麻岩中的锆石记录了1926Ma和1802Ma的变质事件年龄,角闪石记录了1918Ma的变质事件年龄,斜长石记录了1722Ma的冷却年龄。同时,在波罗斯坦庙变形的片麻状杂岩中的锆石记录了1839Ma的岩浆事件年龄。该区古元古代晚期的构造热事件,可初步将划分为2000～1900Ma的早期事件和1850～1800Ma的晚期事件,并在时间和特点上与大青山-集宁-大同一带变质地体中广泛发育古元古代晚期的岩浆-变质事件非常相似,进而表明,华北克拉通西部陆块中的古元古代晚期造山带(孔兹岩带)向西可延伸到阿拉善东部地区。