大别山造山带核部九资河-天堂寨花岗岩的成因和时代

近十余年来，众多国内外著名学者、专家对大别山造山带进行了深入研究，一些长期争论不休的问题逐渐取得了一致意见。如大别山造山带是华北地块与扬子地块于印支期陆—陆碰撞的产物［１～３］，但是，仍有相当多的重大地质问题还未取得共识。如伴随造山带形成的“天堂寨混...

周口店岩体热动力构造及定位机制研究

周口店岩体是一个具有两次侵入活动的复式岩株。根据与侵入体协调一致的围岩构造、岩体的流动构造、捕虏体应变测量、岩体西北缘强变形带特征及小型韧性剪切带研究,表明周口店岩体是一个典型的斜向底辟侵入、类热气球膨胀模式的岩体。岩体西北缘强变形区的“片麻状构造”是岩桨脉动形成的挤压片理(S),不是原生流动构造;岩体西北部小型韧性剪切带的剪切片理(C)晚于挤压片理(S)。它们都是岩桨脉动底辟侵入的产物。这一结论由韧性剪切带中石英组构分析得到验证。

大别山燕山期亏损重稀土元素花岗岩类的成因及动力学意义

本文通过岩石和元素地球化学研究对大别山(主要是张家咀地区)燕山期的花岗岩类进行了分类和成因研究,结果表明:(1)大别山燕山期存在两类花岗岩,一类为重稀土元素(HREE)和Y强烈亏损(Sr/Y≥40.0,La/Yb≥40.0,Yb≤1.90μg/g,Y≤18.0μg/g,Sr≥400μg/g,Rb/Sr≤0.20,Rb/Ba≤0.08)的花岗岩,另一类为重稀土元素(HREE)和Y亏损不明显(Sr/Y<40.0,La/Yb<40.0,Rb/Sr>0.20,Rb/Ba>0.08)花岗岩(包括A型和一些I型花岗岩)。重稀土元素(HREE)和Y强烈亏损的花岗岩存在两个亚类,一类富钠,与埃达克质岩石类似;另一类主要富钾,与富钾的高Ba-Sr的花岗岩类似。(2)大别山燕山期HREE和Y强烈亏损的花岗岩由增厚(>40km)的下地壳物质熔融形成,其热源可能是同期底侵的镁铁质一超镁铁质岩浆。这些花岗岩的形成可能诱导下地壳拆沉作用的发生。

江西九岭花岗岩类复式岩基锆石SHRIMP U-Pb年代学

江西九岭花岗岩体产于扬子地块东南缘,是我国华南的一个规模巨大的复式花岗岩基.该岩体一直被认为是在晋宁期、海西期和燕山期多期次岩浆侵入活动的产物.在对该复式岩基进行详细野外调查的基础上,开展了锆石SHRIMPUPb年龄测定,过去认为是晋宁期形成的花岗岩样品,测出的206Pb/238U年龄为(9828±8)Ma;而原来认为是海西期形成的甘坊岩体测出的年龄为(820±10)Ma,说明该区不存在海西期的花岗岩,结合其他新的年代学资料推测扬子板块内可能不存在加里东—海西期的岩体;原认为是燕山中期的样品测出的年龄为(151.4±2.4)Ma,研究结果与原来的一致.此外,还获得了1.4～1.9Ga的继承锆石的年龄,可能代表九岭新元古代花岗岩源岩的年龄.

大别山核部九资河花岗岩体成因

对大别山核部九资河花岗岩进行了岩石学、稀土和微量元素地球化学、同位素地球化学研究，讨论了其侵 位特征、成因和构造意义。九资河花岗岩的 ＡＮＫ＝ １． １５～１． ４５（平均１． ２８），ＡＣＮＫ＝０， ９１～１． １０（平均 １． ００）， δＥｕ＝ ０．３６～１．１６，ε_（Ｎｄ）（ｔ）＝－１６．５，ε_（Ｓｒ）（ｔ）＝５９．１。九资河花岗岩体为一沿ＮＥ向剪切带就位的原地．半原地花岗岩体，与 世界典型的原地－半原地深熔花岗岩体相比，九资河花岗岩体具有这些花岗岩体的一般特征：出现于高级变质区， 与围岩呈渐变过渡或侵入关系，岩石属于亚碱性系列的钙碱性岩系，但岩性复杂，具有片麻状或条带状构造，矿物残 留结构发育，围岩无热变质，残留的暗色包体特别多，侵入岩在Ｒｂ－Ｂａ－Ｓｒ图解中成分范围一致，岩浆演化方式为“残 留体模式”。不同点在于九资河花岗岩为偏铝质－过铝质之间的过渡类型，且为Ⅰ型花岗岩，其他的为过铝质Ｓ型花 岗岩。这种差别的原因在于九资河花岗岩的源岩以变质火成岩──ＴＴＧ片麻岩为主，而其他花岗岩的源岩为变质沉 积岩。九资河花岗岩不是“变质或交代”成因，而是由深熔作用形成，源岩中斜长石和黑云母的熔融反应控制了熔融 过程。

九资河—天堂寨地区燕山晚期花岗岩与大别造山带核部隆升

大面积分布在大别造山带核部九资河—天堂寨地区、构成著名的天堂寨花岗质杂岩体主体的燕山晚期花岗岩,包括九资河片麻状花岗岩、吴家山花岗闪长岩、天堂寨斑状花岗岩、薄刀峰细粒花岗岩和笔架山浅色花岗岩等5个岩石类型(单元)。其围岩为遭受角门岩相—麻粒岩相区域变质和混合岩化的新太古代大别杂岩。根据其与研究区主体构造——巨型NE向右行走滑韧性剪切带的关系,这些花岗岩可分为同构造、晚构造和构造后等3个构造类型。从岩石成因角度看,晚构造和构造后花岗岩属典型岩浆花岗岩,而同构造九资河片麻状花岗岩属剪切深熔花岗岩。走滑韧性剪切造成的流体导入使岩石熔点降低是发生大规模剪切深熔的根本原因。从本区燕山晚期花岗岩获得的信息表明,大别造山带核部隆升主要发生在早白垩世,隆升速率(14mm/a)大大高于现代高山剥蚀速率。早白垩世大别造山带核部迅速隆升是太平洋板块与亚洲大陆相互作用的结果,而非华北与扬子两地块碰撞造成。

河北矾山燕山期侵入岩地球化学特征及成因

河北矾山地区燕山期侵入岩可分为早、晚两期。早期 (中侏罗世 晚侏罗世 )侵入岩主要由二长闪长岩、石英二长闪长岩、石英二长岩、正长岩构成 ,以高钾钙碱性岩系列岩石为主 ;SiO2 =53 58%～ 60 57% ,Al2 O3=16 16%～ 17 2 3 % ,Na2 O +K2 O =5 76%～ 8 96% ,K2 O =2 2 5%～ 4 55% ,Na2 O/K2 O =1 14～ 1 56;ACNK =0 72～0 86,NKA =0 4 7～ 0 77;Eu /Eu =0 80～ 0 95,轻稀土富集 ,重稀土和Nb、Ta、Hf、Ti亏损 ,相对低Zr、Rb和Rb/Sr,但高Sr和Sr/Y ,具有埃达克质岩石的部分特征。晚期 (白垩纪 )侵入岩由碱长石英正长岩、石英正长岩、石英二长岩、碱长花岗岩、钾长花岗岩构成 ,以钾玄岩系列岩石为主 ;比早期岩石富SiO2 ,低Al2 O3、富Na2 O +K2 O和K2 O ,但低Na2 O/K2 O ;ACNK =0 82～ 1 0 7,NKA =0 77～ 0 92 ;Eu /Eu =0 65～ 1 0 0 ,轻稀土富集 ,重稀土和Nb、Ta、Hf、Ti亏损 ,相对高Zr、Rb和Rb/Sr,但低Sr和Sr/Y。矾山地区早期侵入岩的形成可能与伊泽奈崎(Izanaqi)板块向欧亚大陆板块的俯冲所导致的挤压增厚有关 ;晚期侵入岩可能形成于拉张环境中。

密云杂岩西段等压冷却P－T－t轨迹确定及地球动力学成因

非平衡结构代表的变质反应性质和多种矿物地质温压计的研究表明，北京太古宙密云杂岩西段第二期区域变质作用的退变质Ｐ－Ｔ轨迹具等压冷却特点。Ｓｍ－Ｎｄ同位素定年显示，区内广泛发育的石榴石冠状体形成于（１７１７±３４）Ｍａ。初步分析认为，Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹的地球动力学成因可与吕梁运动期间华北地台裂谷作用和同构造壳下岩浆增生的演化背景相联系。

北京房山花岗闪长岩体中包体的演化及闪长质微粒包体的成因

依据53个观察点2 615个包体的统计,将房山花岗闪长岩体中的包体划分为捕虏岩包体和微粒包体两大类。包体与岩体在组分上具有明显的浓度差,在物理化学上是不平衡的,包体与岩浆之间必然发生交互反应,从而形成包体的同心环带构造。捕虏岩包体环带构造特别发育,尤其是碳酸盐岩包体。根据50余个包体岩石薄片观察、矿物化学及岩石化学分析结果,将碳酸盐岩包体从早到晚的演化规律划分为4个阶段:热变质角岩化阶段→超镁铁质基性岩化阶段→中基性岩化阶段→中酸性岩化阶段,直至包体消失。56个微粒包体岩石薄片鉴定结果表明,其主要组成矿物是普通角闪石、黑云母和斜长石,组成和体积分数与闪长岩相当,因此又称为闪长质包体,定量统计结果表明,暗色闪长质包体的暗色矿物体积分数>35%,浅色闪长质包体的暗色矿物体积分数<35%,后者可构成前者的浅色边。根据闪长质微粒包体的宏观特征及分布规律、特殊的结构构造、主要造岩矿物与寄主岩的对比以及6 187个斜长石双晶类型百分率的成因分析得出,房山花岗闪长岩体中的闪长质微粒包体尽管有多种成因,但有不少可能是捕虏岩包体变质改造的结果。

北京云蒙山花岗岩基的岩石变形及其成因

云蒙山花岗岩基由12个侵入体组成,岩基中的片麻状花岗岩是在126±21Ma时侵入的Ⅰ型花岗岩。根据岩基中花岗岩与围岩的变形特征,确定岩基的侵位机制为底辟定位型。花岗岩中的变形组构与环绕岩基的糜棱岩带在岩基定位晚期、花岗岩浆完全结晶之前形成。由于云蒙山花岗岩基的强力定位,导致密怀变质核杂岩在燕山晚期再次发生伸展构造运动。

大别山花岗质岩浆的形成:胶水或含自由水体系的熔融——以天堂寨和九资河花岗岩为例

本文以北大别地块中典型燕山期花岗岩——天堂寨、九资河花岗岩为例,研究了其黑云母、角闪石的矿物成分及岩石包体特征;并结合当前有关脱水熔融和含自由水体系的熔融实验岩石学成果,对花岗质岩浆的形成方式进行了讨论,认为天堂寨、九资河花岗岩是由含自由水体系的熔融作用形成的,含水流体的主要来源可能为南大别地块。

大别山典型燕山期侵入体中矿物成分特征及其地质意义

分析了大别造山带核部典型燕山期侵入体中的斜长石、黑云母和角门石的化学成分和成因特点，并从矿物平衡角度讨论了典型侵入体岩石成因。结果表明：（１）石鼓尖侵入岩中，斜长石成分较稳定，共生角门石和黑云母为岩浆平衡结晶的矿物；（２）天堂寨和九资河侵入岩中，部分斜长石和黑云母可能为熔蚀残留矿物，角闪石属于火成岩区的新生矿物，可能为斜长石和黑云母发生熔融反应所形成；（３）三个侵入体的岩石均为岩浆成因。

大别造山带核部典型燕山期花岗岩岩浆演化的p-T轨迹

本文根据相图和多种地质温压计确定了大别造山带核部典型花岗岩岩浆的源区、岩浆房和固结成岩阶段的温度和压力,并建立了区内岩浆演化的p-T轨迹。该轨迹表明:(1)石鼓尖侵入岩浆上升能力最强,上升的最小距离为25 km ;(2)天堂寨侵入岩岩浆上升能力也较强,上升的最小距离为5 km ,(3)九资河侵入岩的上升能力最弱,上升距离小于3 km 。(4)石鼓尖和天堂寨岩体为异地侵入体,九资河岩体是一个原地-半原地花岗岩体。

滇中昆阳裂谷中段含矿白云石岩的交代地幔碳酸质岩浆喷发证据

滇中扬子地台西缘昆阳裂谷是我国罕见的前寒武Fe—Cu成矿带.武定—禄丰盆地正处于该裂谷中段之西侧,是矿带的重要组成部分.其中,有大量容矿岩石是中元古代白云石岩,并受环形断裂系统基底构造控制.许多白云石岩含有丰富的硅酸盐矿物,可见长石斑晶,针状磷灰石,以及微气孔,结壳,流线,流面和火山碎屑构造和熔融包裹体及高温流体包裹体.它们不可能是沉积白云岩,大理岩或者热液碳酸盐岩.岩石的Zr/Hf和Nb/Ta比值与共生幔源岩浆岩的一致,但值域围绕地幔值离散分布.白云石单矿物的δ18OSMOW‰值为5.99—18.4,δ13CPDB‰值为-3.01—0.94,都包含在世界碳酸质火山岩的变化范围内.副矿物磁铁矿的δ18OSMOW‰值为3.47—5.99‰,与地幔源磁铁矿的(<5.7%)一致.硫化物的δ34S‰值为-5.09—5.78,与幔源岩浆岩硫化物的一致,中心值+1.50接近陨石硫.含矿白云石岩全岩的εNd值为0.19—2.27,计算的ISr=0.699143和0.70214,而共生幔源岩石的εNd值为3.18—3.72.所有证据证明上述矿物都是地幔岩浆成因,含矿白云石岩不仅是火成的,而且是交代型幔源的.针状磷灰石标志着岩石是岩浆快速冷凝形成的.而上述岩相学特征表明该火成活动是喷出的.因此,含矿白云石岩是碳酸质火山岩,赋存其中的铁铜矿床应该是碳酸岩型矿床.

北京周口店岩体中钾长石巨晶的特征及成因

花岗岩类岩石中的钾长石巨晶,有的认为是斑晶,有的认为是变斑晶。本文通过对北京周口店岩体中钾长石巨晶的野外产状、显微结构、矿物化学等特征研究,证明巨晶是在岩浆结晶作用的早—中期阶段,直接从不饱和水的熔体中生长而成的斑晶。钾长石巨晶多见于较贫钾长石组分的花岗岩类岩石(石英二长岩-花岗闪长岩)中,其原因可能是,与花岗岩和白岗岩岩浆相比,这种成分的岩浆温度较高,粘度较小,组分扩散较快,钾长石的成核速率较小,而生长速度较大。周口店岩体中钾长石巨晶的大小和含量的变异,可能主要受冷凝梯度dT/dt的控制。

北京密云群西段灰色片麻岩的地球化学特征和成因

北京新太古宙密云群的灰色片麻岩可分为A、B、C、D4个岩石类型,其中B型又可细分为B_1、B_2和B_3 3个亚型,A型的绝大部分岩石和B_1亚型岩石属变质的英安岩-钠质流纹岩或火山-沉积岩,B_2型为变质的英云闪长岩和二长花岗岩体。B_3为变质的新成脉体。C型为变质的奥长花岗岩质-花岗岩质脉岩。D型是变质的长石石英砂岩。A型和B_1、B_2亚型的物源来自多源的石英榴辉岩、石榴斜长角闪岩和REE富集的斜长角闪岩不同程度的部分熔融;B_3亚型和C型来自A型和B_1亚型的部分熔融;D型则来自高度不成熟的陆源碎屑。

大别造山带核部天堂寨和九资河花岗岩的成岩模拟

选用大离子亲石元素 Rb、Sr对大别造山带核部天堂寨和九资河花岗岩进行成岩模拟 ,结果表明 :( 1)天堂寨花岗岩主要与非平衡熔融有关 ,偏基性片麻岩可能是天堂寨花岗岩的主要原岩 ;( 2 )九资河花岗岩主要由片麻岩的平衡非实比批式熔融作用形成 ,但也不排除由偏基性片麻岩发生非平衡熔融形成九资河花岗岩的可能性 ;( 3 )天堂寨与九资河花岗岩熔融方式的差异可能反映了大别造山带燕山晚期不同地壳层次变质岩熔融方式的差别 ,即中下地壳以高温非平衡部分熔融为主 ,而中地壳以低温平衡熔融为主 。

熔体在岩石形变中的作用综述──来自实验岩石学的证据

实验岩石学的研究表明，岩石中熔体的出现．可诱发断层作用，加强碎裂流动、位错蠕变和扩散蠕变作用。在给定的条件下，上述四种变形机制在部分熔融岩石中都会起作用，但只有那种能产生最快应变速率的机制占主导地位。而应变速率与岩石中熔体的百分数（体积）有关，因此，当熔体的百分数不同时，占主导地位的变形机制会有所不同。临界熔体百分数曾被当作反映部分熔融岩石流变学特征的一个重要参数，但近期的研究表明，临界熔体百分数受诸多因素的影响，或者说部分熔融岩石根本就不存在这样的植。熔体的出现极大地改变了岩石的流变学特征。

流体孔隙剪切变形与岩石圈层状运动机理

在岩石圈层状滑移系统中,如大陆地壳俯冲叠置构造、逆冲推覆断层、拆离断层、滑坡等系统,近于水平的断裂带上存在许多有一定压力的流体孔隙。如果这些流体孔隙是密闭的,便可看成液压千斤顶的液缸。那么,断层面以上滑移体的重量S_T不仅被断裂带上的固体支撑,也受孔隙液体举托力F_f支撑。设F_f与S_T之比为R,那么R就是一个描述滑移体滑移运动难易程度的重要参数。R值越大,滑移体越容易被移动(推动)。而岩石圈中层状滑移系统滑脱面的剪切变形可以显著地改变该参数的大小,从而对层状滑移运动产生深刻的影响。设剪切面上孔隙流体平均压强初始值为P_0,剪切角为α,剪切变形后的平均压强为P(α),R(α)-α间存在下式的函数关系:R(α)=(R_0P(α))/(P_0cosα)由此可见,R(α)与P(α)正相关,与剪切角α也正相关。P(α)与剪切角α的函数关系目前还难以给出,但剪切过程中,流体孔隙压强保持不变的恒压过程是常见的,即P(α)=P_0。将该等式代入上式(1),即可获得下式:R(α)=(R_0)/(cosα),[P(α)=P_0,即恒压过程]由此作出恒压剪切过程的R(α)-α图解。从而发现,恒压剪切过程中,只要滑脱面上密闭流体孔隙存在初始压强,即R_0>0,那么,R(α)随α增长,当剪切角α达到一定程度,R(α)迅速超过1;R_0越大,实现R(α)>1所需的α值越小;反之,所需的α值越大。由此证明,密闭流体孔隙经过恒压剪切变形,导致R(α)>1的基本规律。非恒压过程总体规律不变。R(α)>1意味着层状滑移体完全被孔隙流体的浮托力支持。从而揭示岩石圈俯冲——推覆体及拆离机理和滑坡爆发的可能机制。