山东昌乐与碱性玄武岩有关刚玉巨晶中锆石包裹体的发现及其意义

山东昌乐蓝宝石矿是我国最大的与新生代碱性玄武岩有关的蓝宝石矿床,但对其成因仍有不同的认识[1,2].本文根据昌乐刚玉巨晶中发现的锆石包裹体,探讨刚玉巨晶的成因.1 地质背景与山东昌乐蓝宝石矿床有关的碱性玄武岩的产出主要受沂沐断裂(郯庐断裂山东段)及其次级断裂——...

山东昌乐刚玉中锆石包裹体的地球化学特征

玄武岩中刚玉巨晶形成过程与壳幔相互作用有关,因此对其研究具有极高的科学价值。虽然多年来众多学者对新生代碱性玄武岩中刚玉在包裹体、地球化学等方面做了大量工作,但是到目前为止大家尚未就刚玉巨晶成因达成统一认识。本文通过扫描电镜对压碎后的刚玉进行观察,发现刚玉中含有锆石包裹体。为了进一步探究山东昌乐刚玉巨晶的成因,本文对包裹在刚玉巨晶中的锆石进行了氧同位素、微量元素、Lu-Hf同位素的分析。因为刚玉具有致密的晶格,锆石包裹体不会在碱性玄武岩浆的高温作用下Pb丢失,所以锆石包裹体的U-Pb年龄可以代表刚玉的结晶年龄。本次得到的年龄数据为(15.5±0.4)Ma,与宿主玄武岩的喷发年龄一致,并且与寄主玄武岩有一致Hf、O同位素,说明刚玉形成与岩浆作用有关。与此同时,锆石包裹体与同产区的锆石巨晶具有一致的Hf同位素和微量元素特征说明刚玉巨晶与锆石巨晶在形成上关系密切。虽然部分锆石微量元素具有壳源特征,综合本次试验所有结果(δ18OVSMOW=4.31‰~6.10‰,?Hf(t)=5.9~11.1,∑REE=53~1854μg/g)山东昌乐刚玉中锆石包裹体以地幔特征为主。

秦岭杂岩清油河斜长角闪岩多期变质的证据--来自锆石微量元素和包裹体的启示

北秦岭清油河地区广泛发育以透镜状、条带状或岩墙状赋存于秦岭杂岩石英二长片麻岩中的斜长角闪岩,矿物组合为角闪石、斜长石以及少量的石榴子石、单斜辉石等。锆石阴极发光图像、不同微区矿物包裹体和稀土元素分析,以及不同性质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和微量元素分析等综合研究结果表明,该斜长角闪岩锆石成因十分复杂,可进一步划分为三种类型。第一类锆石呈半自形-他形晶,阴极发光显示条带状分带,锆石稀土总量较高,球粒陨石标准化稀土配分模式中重稀土富集,Eu负异常明显,记录的206Pb/238U加权平均值为774±13Ma,代表了该岩石原岩形成时代;第二类锆石呈他形晶,为典型的变质锆石,阴极发光图像为扇状或面状分带,锆石稀土总量较低,球粒陨石标准化稀土配分模式中重稀土相对平坦,没有Eu的负异常,表明该类锆石结晶时岩石中含有石榴子石,而没有长石,该类锆石矿物包裹体主要为Grt+Cpx+Q,可能代表榴辉岩相(榴辉岩或者石榴子石辉石岩)变质矿物组合,记录的^(206)Pb/^(238)U加权平均值为493±5Ma;第三类锆石呈他形晶或构成第二类锆石的薄边,亦为典型变质锆石,阴极发光为面状分带,锆石稀土总量较低,球粒陨石标准化稀土配分模式中重稀土平坦,具有Eu的异常,锆石包裹体矿物组合为Grt+Cpx+Pl+Amp+Q,应代表退变质矿物组合,记录的206Pb/238U加权平均值为448±4Ma。该斜长角闪岩的原岩年龄(774±13Ma)、峰期变质年龄(493±5Ma)和后期退变质年龄(448±4Ma)与北秦岭已厘定的高压-超高压岩石的原岩年龄、峰期变质和退变质年龄非常吻合,说明该岩石可能是北秦岭高压-超高压变质岩带的一部分。据此,并结合清油河斜长角闪岩中发现残存金刚石的研究成果,可以推测现今秦岭杂岩中出露的一些低级变质相岩石峰期也可能经历了高压-超高压变质,只是由于后期强烈的退变质作用的改造而难于识别和辨认,北秦岭高压-超高压岩石的分布可能远比目前观察到的丰富。此外,本次研究还显示清油河斜长角闪岩原岩具有大陆拉斑玄武岩特征,是陆壳岩石的一部分。这些资料为进一步论证北秦岭早古生代高压-超高压岩石(包括榴辉岩、长英质片麻岩、石榴子石辉岩、榴闪岩和部分斜长角闪岩等)是陆壳俯冲-深俯冲作用的产物提供了新的证据。

福建明溪锆石巨晶中的斜锆石、锆石矿物包裹体及其成因启示

福建明溪是我国和火山岩有关的锆石巨晶的典型产地。通过对该地的锆石巨晶晶体形态及其包裹体的研究发现,福建明溪锆石巨晶四方柱明显较双锥发育,表面有熔蚀结构,内部结构均匀;锆石巨晶中发现的斜锆石包裹体和其它产地斜锆石相比具有贫大离子半径元素U,Th,Y,Zr Hf高的特点。巨晶中的锆石包裹体的拉曼光谱有两种不同类型,其中一类锆石包裹体的拉曼谱和变质及热处理锆石相似,说明锆石巨晶形成时曾经历过变质作用过程。锆石巨晶及其包裹体特征暗示锆石巨晶不是玄武岩结晶产物,和伴生的刚玉巨晶相比其来源可能更深,是壳一幔物质相互作用产物。

地质历史中板块构造启动时间

地质历史中板块构造是何时开始启动的长期存在着激烈的争论,最极端的一是认为板块构造在新元古代的800 Ma前开始,二是在冥古宙4.3 Ga就已启动,多数学者认为在太古宙末开始启动。确定板块构造启动时间主要依据以下几方面:(1)地球动力学特点,如地幔的热状态以及粘塑性地幔对流模拟表明,板块构造可能是在地球热和冷停滞状态之间演化的一个相。在太古宙较热的地球中,板片强度低,板片的频繁断离阻止了形成类似现代样式的长期俯冲体系,太古宙的板块构造是短期的、阵发性的;(2)代表俯冲的标志的蛇绿岩、蓝片岩和超高压(UHP)变质地体;(3)具有弧特征的岩石组合,如拉斑玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩及英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩(TTG)岩套;(4)增生楔中混杂岩和大洋板块地层、前陆盆地、大陆裂谷、双变质带、造山带;(5)与俯冲带关系密切的造山型Au矿、斑岩Cu矿和浅成热液矿床、火山岩型块状硫化物矿床(VHMS),它们最早出现的年龄一致在3.5~3.1 Ga,指示了板块构造的开始;(6)世界不同地区大陆的Ni/Co、Cr/Zn比值随沉积年龄变年轻而降低,陆壳从3.0 Ga前的镁铁质转变为2.5 Ga时的长英质,表明全球板块构造的启动应在3.0 Ga的古中太古代;(7)冥古宙锆石、太古宙金刚石中矿物包裹体及Hf、O、C、N同位素组成研究表明,冥古宙地球表面存在类似板块汇聚边缘,太古宙含有大陆沉积物的海洋岩石圈俯冲进入地幔。

华北克拉通孔兹岩带磴口和佘太地区花岗片麻岩和斜长角闪岩变质锆石对其北界位置的再约束

准确限定古老陆块及其之间造山带或缝合带的位置一直是早前寒武纪研究的难点和热点之一.前人对华北克拉通西部孔兹岩带边界在磴口地区的延伸方向以及在佘太地区的具体位置一直存在着争议.基于此,本次研究对孔兹岩带西部磴口地区的花岗片麻岩和中部佘太地区的斜长角闪岩中的变质锆石进行了矿物包裹体、U-Pb同位素以及微量元素的研究.结果表明磴口地区一个花岗片麻岩岩浆锆石的U-Pb年龄为2 549±14 Ma,变质锆石年龄为1 874±26 Ma,另一个花岗片麻岩变质锆石的U-Pb年龄为1 877±25 Ma,锆石的稀土元素整体呈现出左倾的特征.佘太地区北部一个斜长角闪岩样品变质锆石的UPb年龄为2 469±15 Ma,南部两个样品的变质年龄为1 924±25 Ma和1 800±20 Ma,锆石的稀土元素同样表现为左倾的特征.结合岩石组合、新太古代末和古元古代两期变质事件的空间分布及前人的研究成果,表明在磴口地区孔兹岩带与阴山陆块的边界更有可能向西延伸,而非以往认为的向西南方向延伸,而在佘太地区这条边界应沿武川-固阳-佘太分布,而非以往认为的沿武川-固阳-乌拉特后旗分布.