钙碱性火成岩的角闪石全铝压力计——回顾、评价和应用实例

定量地获得岩体结晶时的压力,对于探讨其剥蚀深度及了解造山带的构造热演化史等方面有重要意义。对于钙碱性侵入岩而言,可以应用角闪石全铝压力计对钙碱性火成岩结晶压力进行估计。对于不同角闪石压力计公式的选择,前提是满足它们各自的适用条件,否则所得结果没有意义。角闪石全铝压力计不能用于估算A型花岗岩的结晶压力,更不能用于计算变质岩的变质压力。对于结晶温度低于750℃的钙碱性中酸性岩体而言,Anderson和Smith(1995)的温度校正意义不大。Ridolfi等(2010)提出的指数关系角闪石压力计公式适用于钙碱性火山岩中角闪石斑晶的结晶压力估算。Uchida等(2007)的黑云母全铝压力计缺乏理论和实验基础,不建议使用。应用角闪石全铝压力计所得到薛家石梁—黑山寨复式岩体侵位深度的区域变化,指示了云蒙山变质核杂岩下盘的掀斜;低角度正断层(拆离断层)可以通过高角度正断层的掀斜旋转而形成。

角闪石黑云母全铝压力计的可靠性对比——以广西姑婆山-花山花岗岩为例

为了对比研究不同矿物压力计的可靠性和准确性,选择姑婆山-花山花岗岩体中5个不同的单元作为研究对象,对其进行角闪石和黑云母全铝压力计的计算,其中杨梅山独立侵入体以角闪石和黑云母计算的成岩压力分别为3.23×108和0.90×108Pa,对应的形成深度分别为12.8和3.58 km;里松单元以角闪石和黑云母计算的成岩压力分别为3.47×108和1.00×108Pa,对应的形成深度分别为14.29和4.08 km;望高单元、新路单元与华美单元以黑云母计算的成岩压力分别为1.24×108、3.49×108和2.20×108Pa,对应的形成深度分别为5.13、14.48和8.3 km。通过综合对比前人的研究成果,发现角闪石比黑云母更加适合作为全铝压力计目标矿物。

角闪石全铝压力计对黄陵岩体古隆升速率的研究

采用矿物化学分析和角闪石全铝压力计方法 ,得到黄陵岩体中黄陵庙花岗闪长岩和三斗坪英云闪长岩的结晶压力为 4.2 3× 10 8Pa和 4.60× 10 8Pa ,对应的侵位深度为 14 .6km和 15 .8km ;结合已有的岩石年龄资料 ,可以得到新元古代黄陵岩体的古隆升速率约为 0 .0 9km/Ma。结果表明 ,黄陵岩体在形成过程中 ,基底伴随有缓慢的隆升剥露。

北秦岭瓦穴子—乔端断裂带的构造特征及形成温度—压力条件探讨

瓦乔(瓦穴子—乔端)断裂带是北秦岭尤为重要的断裂带之一,该带经历了长期的变质变形作用,记录了二郎坪弧后盆地向华北板块南缘俯冲消亡的信息。本文运用多种方法,对瓦乔断裂带几何学、运动学及形成温压条件进行研究和探讨,得出以下几点认识:①瓦乔断裂带产状基本倾向NNE,带内线理发育,表现为由N向S逆冲的运动学特征,且存在左旋剪切的分量;②瓦乔断裂带变形岩石显微构造特征明显,反映了挤压应力下塑性流变的特征;③运用角闪石全铝压力计,得到瓦乔断裂带形成压力为0.64GPa。越靠近瓦乔断裂带中心,压力逐渐变大,位于断裂带中心压力达到0.68GPa,已达到中压相系环境;④运用角闪石—斜长石地质温压计算得瓦乔断裂带形成温度范围500～550℃,属中温环境。

太行山阜平杂岩中麻棚-赤瓦屋岩体的时代、侵位深度及构造意义

中生代岩浆活动在太行山北段形成了一系列花岗岩体,其中的麻棚-赤瓦屋岩体侵位于穹窿状的阜平杂岩中,具有贫硅、富碱、高铝的钙碱性I型花岗岩特征。岩体分带明显,由边部向核部可以划分为石英闪长岩、花岗闪长岩、似斑状花岗岩3个相带,它们的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为126.4±2.4 Ma、125.4±2.0 Ma和126.2±2.0 Ma,在误差范围内一致,指示岩体在早白垩世期间快速侵位、结晶。各相带样品的角闪石全铝平均值分别为1.018、0.880和0.871,对应的角闪石平均结晶压力分别为0.183、0.118和0.114 GPa,均值为0.141 GPa,对应的侵位深度约5 km,明显小于区域内元古界至侏罗系的地层厚度,表明在岩体侵位之前,阜平杂岩就已经具有穹窿状构造特征。结合相关资料,估计太行山早白垩世以来的平均隆升速率为0.07~0.08 km/Ma。

华北地块北缘内蒙古固阳地区早二叠世岩体的侵位深度及其构造意义

运用角闪石-斜长石温度计和角闪石全铝压力计估算的华北地块北缘内蒙古隆起西段固阳地区早二叠世花岗质岩体的结晶温度和侵位深度分别为679.1～728.7℃和15.6～19.8 km,表明自早二叠世以来,固阳地区至少有15.6km的地壳岩石被剥露.这一构造抬升及剥露是造成该区中—新元古代地层不连续分布及古生代—早中生代地层普遍缺失的最主要原因.岩体侵位深度与区域前二叠纪最大沉积地层厚度（13.0 kin）对比结果表明,早二叠世之前,华北地块北缘已经发生了明显的褶皱或逆冲构造变形,从而导致了地壳岩石的叠覆与加厚.这一早二叠世之前的构造变形及地壳加厚可能与晚古生代期间古亚洲洋板块向华北地块下俯冲有关.

花岗质岩浆的变压结晶作用及其动力学意义:以北京房山岩体为例

北京房山岩体是华北克拉通东部典型的燕山期中酸性钙碱性侵入岩之一。为了更好地理解房山岩体的侵位机制和隆升-剥蚀历史,选取恰当的角闪石全铝压力计和角闪石-斜长石温度计计算其侵位压力和温度。结果表明,房山岩体的结晶压力为（（0.39~0.28）±0.06）GPa,温度为655.9~733.7℃。基于该结果,认为房山岩体在侵位过程中经历了变压结晶作用。结合房山岩体各岩石单元的侵位温度、压力、岩石结构特征以及锆石U-Pb年龄,可知其在早期经历了缓慢的隆升剥蚀过程,而晚期的巨斑状中细粒花岗闪长岩单元遭受了快速的隆升剥蚀。根据本研究估算的侵位温度和压力,房山岩体在持续侵位过程中抬升了7~8 km,平均抬升速率为2.33~2.67 km/Ma。

研究岩浆岩的金钥匙:角闪石-斜长石矿物温压计

角闪石-斜长石温压计具有数据易得、结果可靠和应用广泛的优点,该文系统总结了角闪石-斜长石温压计的计算原理及适用条件,以及该温压计在计算岩浆体系成岩成矿的温度、压力,进而估算岩浆侵位深度及上升速率方面的应用,揭示了其在岩浆演化过程中的重要意义。

桂北新寨角闪花岗岩角闪石矿物化学特征及其指示意义

对桂北新寨侵入岩体中的角闪花岗岩进行了详细的偏光显微镜观察和系统的矿物化学研究,并在此基础上,基于电子探针分析结果选取共生的角闪石和斜长石,估算了该岩体侵位时的温压条件、氧逸度和含水量。岩相特征观察显示,新寨角闪花岗岩中主要发育有自形、未蚀变半自形/他形和强交代半自形/他形3种主要类型的角闪石,是岩浆侵位过程中在不同深度的结晶产物或交代蚀变产物。电子探针研究结果显示,新寨花岗岩中角闪石成分变化较大,且在岩浆侵位过程中呈现出Al2O3、FeOT、Na2O、TiO2、K2O含量降低但MgO、SiO2含量升高的趋势。矿物温压计估算结果显示自形和未蚀变半自形/他形角闪石的结晶压力分别为0.28~0.30 GPa和0.19~0.26 GPa,对应的结晶温度分别为767~783℃和740~764℃。温压计算结果表明新寨岩体初始侵位深度应大于11.3 km,且侵位过程是一个近乎等温降压的过程,变压结晶作用为新寨侵入体持续侵位过程中的主要结晶方式。角闪石结晶时具有较高的氧逸度,变化范围在ΔNNO+0.1(log fO2=-13.5)到ΔNNO+0.5(log fO2=-12.9)之间。角闪石结晶时熔体含水量为4.9%~6.4%,但在侵位到中地壳7.0~9.5 km时经历了由于降压引起的流体出溶。角闪石化学组成指示其母岩浆属于钙碱性的中酸性岩浆,来源于壳幔混合,且在侵位过程中不断有壳源物质加入。

秦岭造山带晚三叠世花岗岩体侵位深度及其构造意义

秦岭造山带广泛分布的晚三叠世花岗岩是华南板块和华北板块碰撞形成的典型产物,是造山带转入区域伸展构造体制的标志。目前关于秦岭造山带的研究主要集中在地球化学和年代学方面,而有关花岗岩侵位的温压等物理化学条件研究则相对较少。本文通过角闪石全铝压力计和角闪石-斜长石温度计计算,获得其温压数据。结果显示,糜署岭、老君山、秦岭梁、东江口岩体的侵位深度分别为11.4、7.3、8.3、8.5 km,对应于地壳中上部。糜署岭岩体主要为花岗闪长岩,侵位深度大于其余岩体(二长花岗岩),而且岩体的侵位深度主要和岩性有关。利用侵位深度和已发表的热年代学数据,对这些岩体侵位后的剥蚀速率进行估算,结果表明T_(3)-J_(2)的平均剥蚀速率约为140 m/Ma,说明燕山运动和印亚碰撞对秦岭造山带花岗岩的剥蚀贡献不大。