桐柏山商丹断裂带东延段石榴云母片岩中石榴子石显微构造特征及变质—变形环境分析

韧性剪切带上岩石变质—变形条件的研究是探讨造山带造山过程及造山机制的重要环节。岩石中矿物显微、超微构造特征是造山带形成环境的真实体现,是造山带变形研究的基础。本文通过对商丹断裂带(即商南—丹凤断裂带)东延段桐柏山地区石榴云母片岩中石榴子石的位错特征及动态重结晶型式等显微构造特征,分析研究石榴子石塑性变形方式、变形机制及形成环境。该石榴子石的位错主要是自由位错、位错壁,位错运动以滑移为主,滑移面为1/2<111>{110}和<100>{001}。石榴子石的动态重结晶是由于晶体边界的亚晶粒生长和边界迁移而形成。用石榴子石—白云母地质温度计计算得出其形成温度为562～617℃,白云母中的压力计计算出的压力为0.77～1.02GPa。石榴子石的自由位错密度平均值为ρ=6.14×108/cm2,差异应力是0.51GPa,应变速率为0.497536nm/s。通过系统分析认为其位错特点与构造带的形成发展有关,早期经受了中级区域变质作用,随着造山作用导致的剪切带形成,该岩石经历了较强的应力作用,其中的石榴子石形成了高密度位错和亚晶粒,最后在相对低应力的热驰豫阶段产生重结晶,导致石榴子石产生塑性变形。

五台岩群石榴云母片岩地球化学特征及其地质意义

五台岩群石咀亚群石榴云母片岩主要由石榴石、黑云母、白云母、斜长石、石英和钛铁矿等构成,少量样品含绿帘石、十字石、蓝晶石或斜方闪石。样品的SiO2为51.75%～69.06%,Al2O3为11.99%～20.39%,个别贫钠,稀土元素配分模式上显示轻稀土富集、重稀土相对亏损的样式,无明显Eu异常,高场强元素和大离子亲石元素与世界典型页岩成分一致。元素间的协变关系指示粘土矿物控制了岩石的化学成分。通过原岩类型判别、重矿物优选堆积判别、物源判别和沉积构造环境判别等方法,恢复其原岩以页岩为主,无明显的重矿物优选堆积,沉积物主要来自五台地区同时代的TTG或/和基性岩石,沉积于弧盆环境,可能的沉积时代为2.53～2.50 Ga。结合THERMOCALC变质相平衡模拟和变质锆石SHRIMP U-Pb定年结果,得到其在～1.95 Ga经历了p-t轨迹为顺时针样式的蓝晶石型变质作用。

石榴石钇(Y)元素电子探针分析及应用——以佛子岭石榴云母片岩为例

石榴石是最重要的造岩矿物之一,通常能够保留早期的矿物结构和物质并记录较为晚期的变形和变质反应。石榴石钇(Y)元素环带特征丰富、复杂,不同的环带特征通常暗示不同的形成环境或经历了不同的变质事件,是变质演化历史研究的重要媒介之一。以往的研究中,多以LA-ICP-MS作为石榴石Y元素的主要分析手段,EPMA主要用于主量元素的分析。但是,LA-ICP-MS的束斑尺寸(44μm)和基底效应较EPMA(0~5μm)大,当石榴石颗粒小、包体和裂隙发育或成分环带以微区尺寸内存在较大变化时,大束斑更容易覆盖某些特殊信息。通过对石榴石Y元素测试参数的调试和标样验证,最终确定峰位测试时长和背景测试时长分别为140s和70s,并进行了PHA谱峰干扰剥离,降低检测限至54×10^(-6)。本文将通过对比佛子岭石榴云母片岩(LD025)4颗石榴石的EPMA主、微量原位分析(Ca、Mg、Mn、Fe、Y、Al、Si、Cr、Ti、Na)和LA-ICP-MS石榴石Y元素分析结果,论证EPMA分析Y元素的可行性。石榴石X-ray Mapping和主量成分剖面揭示该4颗石榴石均为生长环带,Mn呈钟形分带,Y与X Sps呈强烈正相关性,与X Grs、X Alm、X Prp相关性不清晰。EPMA和LA-ICP-MS分析结果显示Y含量曲线在核部和幔部具有良好的一致性,Grt1~Grt3中Y均表现出自核部(500×10^(-6)~1200×10^(-6))向幔部(200×10^(-6)~500×10^(-6))逐渐降低,极边部Y含量低(20×10^(-6)~200×10^(-6))且变化复杂;Grt4中Y含量差异相对较小(180×10^(-6)~450×10^(-6)),仅在边部出现不同程度的升降。因EPMA对于Y元素含量较低(<200×10^(-6))时灵敏度不够或者LA-ICP-MS束斑尺寸大容易掩盖边部窄带成分真实变化等原因,二者在边部Y元素差异较大。分别对EPMA和LA-ICP-MS的分析结果应用Grt-Xtm温度计和Grt单矿物压力计获得的变质PT结果显示Grt1~Grt3(核-幔-边)和Grt4(核-边)均记录较为完整、统一的温压演化过程。M1→M2→M3的变质温压变化分别为T=530~544℃、P=0.78~0.82GPa→T=577~616℃、P=0.89~0.98GPa→T=631~661℃、P=1.01~1.07GPa,表现为顺时针演化型式,M1至M3反映的是一个“暖俯冲”过程。根据温度评价结果,Grt1~Grt3(1.2~1.4mm,自形程度高)形成时间应早于Grt4(0.8mm,自形程度低)。由此可知,大颗粒的石榴石Y元素含量及变化特征通常更容易揭示相对完整的变质演化历史。本次研究为变泥质岩演化历史、变质温压评价等研究提供了不同视角和思路,结合EPMA主量(矿物成分、X-ray mapping、BSE分析)和微量元素(Y等)分析能够更加精准、全面地解读地质信息。

青城子矿集区杨树金矿区石榴云母片岩地球化学特征及矿床成因

青城子矿集区是中国重要的铅锌银金矿集区,地处华北地台北缘东段辽吉裂谷内,区内产出多处小型至大型铅锌矿床及金银矿床,而杨树金矿床是典型的金矿床。杨树金矿床的矿体赋存于大石桥组三段四层、五层及其与盖县组底部接触带中,呈层状、似层状产出。对杨树金矿区赋矿围岩石榴云母片岩的地球化学特征进行了研究,结果表明:石榴云母片岩具有富硅、富铝特征,富集大离子亲石元素Rb、K及高场强元素U、Sm、Ce等,亏损Ba、Nb、Sr、P和Ti等元素,轻重稀土元素分异明显,轻稀土元素较重稀土元素富集。通过对样品进行原岩恢复和构造背景判别,结合前人研究成果,认为杨树金矿区赋矿围岩石榴云母片岩原岩为泥岩或砂岩,形成于被动大陆边缘,推测该矿床为变质—岩浆热液叠加型金矿床。

辽宁高家堡子银矿区石榴云母片岩地球化学特征及地质意义

石榴云母片岩是高家堡子银矿区重要的容矿围岩。岩石地球化学分析显示,石榴云母片岩具有副变质岩特征,富集大离子亲石元素(Th,K),亏损高场强元素(Nb,Ta,Ti),稀土元素总量较高(ΣREE均值169.28×10^(-6)),轻、重稀土元素分馏明显,轻稀土元素富集,具有δCe弱正异常,δEu中等负异常。野外观察结合地球化学特征研究,高家堡子银矿区石榴云母片岩原岩为泥岩、砂岩、杂砂岩,具有上地壳长英质物源特征,形成环境为被动大陆边缘环境。

赞比亚西北省Solwezi地区石榴云母片岩的碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

1地质概况及样品特征研究区位于赞比亚西北省Solwezi地区,大地构造位置上位于刚果克拉通与卡拉哈里克拉通之间(图1),区域上发育的基底岩石主要为Lufubu片岩和相关花岗岩类,Muva群石英岩不整合覆盖在Lufubu群之上^([1]),恩昌加花岗岩为基底内侵入的最年轻地质体,其锆石U-Pb年龄为883±10 Ma^([2])。

藏北羌塘中部高压变质带中石榴子石白云母片岩的岩石学和变质特征

羌塘中部的高压变质带位于龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带之上,由榴辉岩、蓝片岩和石榴子石白云母片岩组成,其形成过程对探讨板块缝合带的构造演化具有重要意义。以其中的石榴子石白云母片岩为研究对象,通过岩相学研究并结合电子探针成分分析,认为石榴子石白云母片岩中的石榴子石具有多期次变质结晶的特征,保留了岩石多期次变质的信息。结合岩石组构特征,最终确定石榴子石白云母片岩至少经历了3期次的变质作用。第一、二期均为绿片岩相,当时岩石不具定向构造且未达到高压;第三期为低温高压蓝片岩相变质作用,与区域上蓝片岩的形成及榴辉岩的蓝片岩相退变质作用大体同时,该期变质变形作用形成了岩石的片理,最终成为石榴子石白云母片岩,变质作用时代为217Ma左右。

大别山超高压石榴多硅白云母片岩中钻石U－Pb年龄

大别山超高压石榴多硅白云母片岩中钻石Ｕ－Ｐｂ年龄刘晓春（中国地质科学院地质力学研究所，北京１０００８１）李惠民，左义成（地质矿产部天津地质矿产研究所，天津３００１７０）关键词石榴多硅白云母片岩，Ｕ－Ｐｈ年龄，早元古代表壳岩，印支期超高压变质，大别山高...

安徽省宿松变质杂岩岩石学特征和锆石U-Pb年龄研究

宿松变质杂岩的变质程度和变质年龄一致为人们所关注,且争论较多。为此,本次研究选择了宿松变质杂岩中3个石榴云母片岩进行了细致的分析。岩相学分析显示,该杂岩至少经历了3期变质事件,峰期变质矿物组合为石榴石+白云母+黑云母+斜长石+石英+帘石+金红石+方解石+磷灰石,没有任何超高压或蓝片岩相变质特征的印迹。温压评价表明,宿松变质杂岩峰期变质条件为T=460～540℃和P=0.85～1.10GPa,属于绿帘角闪岩相变质范畴。对这3个岩石标本的锆石U-Pb测年研究则表明,宿松变质杂岩具有4组年龄,其中来自锆石核部的年龄有3组,年龄分别为2.38～2.56Ga、1.97～2.19Ga和0.78～0.9Ga,均为碎屑锆石年龄,反映了该杂岩的物源的构成复杂性。来自锆石边部的年龄范围为248～255Ma,其Th/U比值为0.01～0.05,均<0.1,CL图显示边部锆石为片状和云雾状,为典型的变质增生锆石。根据矿物包裹体的拉曼光谱和岩相学分析,这些变质增生锆石为峰期变质阶段形成的,其加权平均年龄251±4Ma应为宿松变质杂岩的峰期变质时间。结合前人岩石学、年代学和构造背景的分析,宿松变质杂岩的北界应位于柳林-麻石沟-山龙一线。

大别山南部黄镇—凉亭河一线宿松变质杂岩岩石学和峰期变质温压条件及与高压榴辉岩对比研究

通过对宿松变质杂岩的野外地质观测、岩相学和热力学评价及其峰期变质温压条件的空间变化特征的研究,并对比南大别高压单元研究结果,探讨宿松变质杂岩的岩石构成和变质特征。研究表明宿松变质杂岩自北向南可分为I、II和III三个带,主体仅经历了绿帘角闪岩相至角闪岩相的变质作用,温压范围为t=398～613℃和p=0.61～1.53GPa,平均温压值为t=517℃±50℃和p=1.03±0.21GPa。该变质杂岩未显示任何蓝片岩相的变质特征,其内部也没有温度分带或连续变化的趋势。对比南大别高压单元的峰期变质条件,它们压力差至少可达p=0.92GPa,温度差可能在t=45℃,两者应在构造作用下叠置在一起。

青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩^(40)Ar-^(39)Ar年代学的证据

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴子石白云母片岩、蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带。目前已先后在片石山地区、果干加年山地区和冈玛错地区发现典型的榴辉岩,以片石山和果干加年山地区的榴辉岩为研究对象。片石山地区的榴辉岩为低温型榴辉岩,围岩为石榴子石白云母片岩,变质作用峰期温压条件为T=500℃,p=2.3GPa。已获得230～244Ma锆石SHRIMP U-Pb年龄和石榴子石Lu-Hf等时线年龄,代表榴辉岩相变质作用的时代。榴辉岩及其围岩在误差范围内具有相同的Ar-Ar年龄,为210～220Ma,代表了榴辉岩及其围岩冷却抬升至近地表的时代。果干加年山地区的榴辉岩具有和片山地区榴辉岩相似的野外产状、矿物组合、温压条件和围岩。Ar-Ar年代学研究显示,果干加年山地区的榴辉岩在240Ma左右即已折返并抬升至近地表,其变质作用峰期时代明显要早于片石山地区。

北淮阳变质单元中“浅变质”带——佛子岭群主期变质条件和碎屑锆石年代学探究

佛子岭群为北淮阳变质单元的重要组成部分,其位于大别碰撞造山带最北缘,处于扬子和华北板块的结合部位,构造位置极为关键。长期以来,佛子岭群一直被视为扬子板块北缘沉积产物,并以加积楔形式产出。然而,随着年代学和构造地质学的研究的深入,对其构造归属和形成动力学机制产生了差异性认识,究其原因主要是对佛子岭群变质属性缺乏准确的判定所致。为此,本研究对佛子岭群展开了详细的野外观测和区域变质岩石学研究,以及岩相学、热力学和年代学分析。研究表明佛子岭群构成较为复杂,主体由细粒的云母石英片岩、石英云母片岩和石榴云母片岩构成。主期变质PT条件评价显示,其温压范围为610~620℃和0. 9~1. 0GPa,普遍经历了中-高压角闪岩相变质,并非为"浅"变质产物,并卷入了较深层次的俯冲-折返过程。锆石U-Pb年代学研究表明,佛子岭群年龄跨度较大,范围为3101±48Ma^413±9Ma,可分为5组年龄,年龄峰值分别为2537Ma、1567Ma、940Ma、749Ma和440Ma,显示了华北和扬子板块混合物源特征,最年轻的年龄峰值暗示其形成于早古生代晚期。