安徽女山麻粒岩包体:矿物学特征、下地壳地温曲线及其成因意义

女山玄武岩中麻粒岩包体的主要矿物组合为 Opx+Cpx+Pl,均呈条带状构造 ,具有细粒粒状变晶结构或不等粒结构。女山麻粒岩包体的斜方辉石及单斜辉石的化学成分都非常相似于华北太古代麻粒岩地体 ,而明显区别于汉诺坝麻粒岩包体。通过对世界上含石榴石麻粒岩的检验 ,表明 Wells(1977) :二辉石温度计与 Mc Carthy & Pati～no Douce(1998)的 Cpx+Pl+Qz压力计的温压计组合是计算麻粒岩平衡温压的可行方法 ,并得到了女山麻粒岩包体平衡温度分布于 80 9～ 899℃之间 ,主要集中于 85 0± 2 0 C,平衡压力为 0 .6 0～ 0 .95 GPa。由麻粒岩包体的平衡温压所建立起的女山地区下地壳地温曲线与 Xuet a1.(1998)建立的上地幔地温曲线上延部分非常吻合。根据地温线推得的“岩石学”Moho面深度为 31km土 ,与“地震”Moho面深度相一致 ,表明女山地区不具有明显的壳幔过渡带。

内蒙古赤峰柴胡栏子金矿基性麻粒岩包体特征及其成矿动力学意义

柴胡栏子金矿位于华北板块北缘,属中温热液蚀变岩型金矿。金成矿与矿区北部的早中生代辉石闪长岩体有密切关系。在辉石闪长岩体内发育大量包体,可以分为基性麻粒岩和角闪岩两类包体。包体的地球化学、形成温压条件表明基性岩包体为来源于大陆下地壳的基性麻粒岩包体,来源深度大约相当于下地壳中部-中上部位置,为早中生代时期底侵作用的产物。角闪岩包体来源于下地壳上部-中地壳下部位置,被上升岩浆带至地壳浅部。包体和寄主岩石具有相似的地球化学和氧、铅、锶、钕同位素特征,说明二者具有相同的岩浆来源。基性麻粒岩包体为底侵作用早期形成的堆晶岩受到后续岩浆的烘烤发生麻粒岩化形成。基性麻粒岩和寄主岩石辉石闪长岩与金矿床形成的密切时空关系显示底侵作用对柴胡栏子金矿含矿流体形成、运移和矿质富集有重要控制作用,其中 H2O和CO2等挥发性组分对控制流体形成和演化有至关重要作用。基性麻粒岩包体发育为成柴胡栏子金矿成矿物质来源于深部提供了有力的证据。

华北板块北缘早白垩世的底侵作用:来自麻粒岩包体的证据

内蒙古四子王旗地处华北板块北缘中段,近年来在该区的早白垩世碱性玄武岩中发现了下地壳麻粒岩包体。本文研究的麻粒岩包体多数为中酸性的苏长麻粒岩,只有个别属于基性的二辉麻粒岩。麻粒岩包体的主量元素特征为SiO_2含量在49.9%到69.24%之间,MgO含量在0.92%～3.56%之间,Mg~#为43.0～62.9,Al_2O_3在13.91%～22.79%之间;稀土元素总量变化较大(∑REE在33.76×10^(-6)～184.13×10^(-6)之间),分配模式也不尽相同,反映这些包体来自于不同源区或经历了不同的演化过程,但总体特征是LREE相对HREE富集,大多数样品的Eu呈现明显的正异常;由于包体的来源不同或经历了不同的演化阶段,它们的微量元素特征也有很大的差异。本区研究的麻粒岩包体的地球化学特征与华北地台的麻粒岩包体和麻粒岩地体都有很大的不同,反映了地壳组成横向上的不均一性。计算得出二辉麻粒岩的平衡温压条件分别为940～947℃和1.2±0.1GPa;苏长麻粒岩的平衡温度范围为927～715℃。通过对麻粒岩包体的岩相学、平衡温压务件估算、锆石形态特征分析和锆石的LA-ICP-MS年代学研究,得到本区早白垩世时的下地壳组成和之前的演化过程:本区下地壳在约40km深处可分为上下两部分,上部主要由苏长麻粒岩组成,厚度至少为9km,下部可能由二辉麻粒岩组成;下地壳上部的苏长麻粒岩是晚太古代(2509±35Ma)的岩浆岩经历了早白垩世(约122Ma)的玄武质岩浆底侵,发生了麻粒岩相变质和部分熔融形成的。推测本区岩石圈减薄事件的起始时间为122Ma。

两广交界地区S型花岗岩中麻粒岩包体的特征和成因

粤西南和桂东南地区Ｓ型花岗岩中的麻粒岩包体属于同源包体。麻粒岩具有斜长石＋石英＋黑云母＋紫苏辉石±石榴石±钾长石的矿物组合，其稀土总量（１３５．９５～２６８．８３μｇ／ｇ）和轻重稀土比值（１．８５～５．７０）变化不大，稀土配分模式一致，且与下地壳相似。同时，它们的铷锶等时线年龄为６３８～８１３Ｍａ，锶同位素初始比值为０．７１５１～０．７１５２。岩石变质峰期的温度和压力经估算为７８１～８８３℃和０．５２７～０．７０９ＧＰａ，与中下地壳的温压对应。上述资料表明本区的麻粒岩是形成于晚元古代前后的中下地壳产物。此外，岩相学、矿物学和地球化学方面的证据还表明，粤西南地区的麻粒岩是由热穹隆影响下的区域变质作用形成的。

华南大容山-十万大山花岗岩体中石榴石成因以及麻粒岩包体变质作用研究

根据石榴石不同的结构和化学特征,在大容山-十万大山岩套旧州岩体中共识别出四种不同成因类型的石榴石:岩浆型、转熔型、变质型和由于上升岩浆中溶解-再沉淀机制导致的从转熔型向岩浆型转变的过渡型石榴石。由于含不同的微域矿物组合,麻粒岩包体被分为两类。根据微区矿物组合识别,变质期次确定和变质反应分析,结合矿物化学和相平衡模拟计算,得到了两类麻粒岩包体内不同矿物组合的温压条件。麻粒岩包体源区的温压条件为800～830℃和7.2～8.0kbar,以含石榴石的矿物组合为代表,反映了源区部分熔融作用的晚期阶段。岩浆上升过程中石榴石或黑云母首先反应形成了Opx+Crd反应边组合,温压条件为810～860℃和4.6～5.2kbar。花岗岩中岩浆型堇青石的形成也可能基本与此同期。进一步减压在850℃和3.1～3.8kbar时形成了Spl+Crd组合。综合这些数据可以确定一条顺时针的P-T轨迹以减压为主但伴随轻微的升温,随后为一个近等压冷却过程。这是由寄主花岗质岩浆上升和侵位造成的。本研究与有效的年代学资料相结合,暗示了花岗质岩浆和麻粒岩包体是下地壳源区部分熔融的结果,形成时代为250～260Ma,可能受到了同期峨眉山地幔柱的热影响。

大别山麻粒岩包体的氧同位素研究

对北大别变质杂岩中的麻粒岩包体进行详细的氧同位素地球化学研究,发现其全岩δ^(18)O值偏低,为3.3‰～4.4‰。在麻粒岩相变质条件下,大别山麻粒岩包体的共存矿物对之间达到并保存了氧同位素平衡,后期退变质作用未明显破坏这种平衡。由矿物氧同位素地质测温得到的顶峰变质温度800～875C,与一般麻粒岩相变质温度相吻合。在变质作用之前或顶峰变质作用过程中,大别山麻粒岩包体的原岩曾与一δ^(18)O值低于3‰的外来流体发生了高温水—岩交换作用,并且这种交换作用在一定范围内是相对均一的。

汉诺坝大麻坪低εNd中性麻粒岩包体单颗粒锆石U-Pb年代学研究

利用LA-ICPMS对采集自汉诺坝大麻坪玄武岩中的两个143Nd/144Nd比值最低[εNd(0)=-26.8～-29.5]的中性麻粒岩包体的单颗粒锆石U-Pb年代学进行了研究,获得了2444Ma和2494Ma的上交点年龄和88Ma的下交点年龄,反映它们是新太古代形成的受到中生代岩浆底侵-热变质作用影响的下地壳麻粒岩。这些包体与周坝玄武岩中～1.9Ga的长英质麻粒岩包体共同确证了华北克拉通北缘目前的下地壳中仍然残留有前寒武纪下地壳岩石。结合区域构造演化历史和DMP-70的层状堆晶特征,推断其原岩形成于～2.5Ga岩浆底侵事件。

华南晚古生代末超高温变质作用:以十万大山花岗岩中麻粒岩包体为例

广西东南部大容山-十万大山地区过铝质(S型)花岗岩中包含丰富的副变质麻粒岩包体。部分麻粒岩包体保留了尖晶石+石英、斜方辉石+夕线石±石英等超高温变质矿物组合,指示这些麻粒岩包体曾经历了超高温变质作用。矿物温压估算结果显示:峰期温压条件为7.5～8.0kbar,950～1000℃,峰后退变质温压条件为3.2～3.7kbar,790～820℃。矿物共生组合、变质反应结构以及温压条件估算表明,大容山-十万大山花岗岩中的麻粒岩包体经历了从单相夕线石的稳定域,到尖晶石+石英和紫苏辉石+夕线石±石英的矿物共生组合的稳定域,最后发生了近等温降压退变质作用,形成了紫苏辉石+斜长石和紫苏辉石+堇青石冠状体后成合晶,构成了典型的顺时针P-T演化轨迹,反映区域当时经历了造山过程中地壳增厚,而后折返快速抬升到地表的动力学过程。

青藏高原北部新生代火山岩中麻粒岩包体特征及其成因

青藏高原北部第三纪火山岩中的麻粒岩包体为深部地壳岩石捕虏体。麻粒岩具有石榴石、斜长石、紫苏辉石、普通辉石、石英等矿物组合,为变质峰期的产物,其原岩为富含泥质的沉积岩。麻粒岩的形成温度和压力经估算为1061℃～1222℃和1.010GPa～1.124GPa,相应的深度为36.7km～40.9km。上述资料表明,青藏高原北部的麻粒岩是在陆内板块挤压碰撞、剪切、地壳叠置增厚的条件下,由动热区域变质作用形成的。

道县玄武岩中麻粒岩包体的岩石学及年代学

湖南道县虎子岩玄武岩是中生代末期形成的 ,含有较多的岩性各异的深源岩石包体。其中 ,麻粒岩包体属二辉麻粒岩 ,以含变质成因的紫苏辉石为鉴别特征。麻粒岩的平衡温压条件为 :t =845～ 95 0℃ ,p =0 .734GPa ,h =2 5km。取麻粒岩包体全岩样品及斜方辉石和长石矿物样品 ,进行Sm -Nd同位素测定。全岩两阶段模式年龄为 1.76～ 1.77Ga ;矿物等时线年龄值为 (5 44± 9)Ma ,ε=- 6 .2。由此可佐证麻粒岩包体来源于下地壳 ,其原岩是中元古宙裂谷期基性岩浆活动的产物 ,于早加里东期变质 ,其Sm -Nd同位素得到再次平衡。

安徽女山麻粒岩包体的地球化学特征:下地壳组成及其构造属性初探

女山麻粒岩包体的Mg#值总体较低(28～51),在化学成分上主要表现为偏中性,没有明显的辉石、石榴子石或Fe-Ti氧化物的堆晶作用,但部分有斜长石的堆晶作用,略具Eu、Sr正异常,部分则有斜长石的分离结晶,略具Eu、Sr负异常。另外,女山麻粒岩包体亏损Rb、Th、U、Nb、Ta,富集Ba、LREE、Zr、Hf等,具较高的Nb/Ta、Zr/Hf比值,麻粒岩相变质作用过程造成了Rb的强烈亏损,但对Nb、Ta、U、Th的影响较弱。女山麻粒岩包体的形成过程中存在岩浆的结晶分异作用,通过分离结晶混染作用模型(AFC)模拟,表明华北克拉通太古宙基性火山岩和中性麻粒岩分别为较可能的初始岩浆和混合源,初始岩浆经过10%～40%的AFC可以形成女山麻粒岩包体的微量元素组成。总体上,女山麻粒岩包体的主元素、微量元素特征均相似于华北克拉通太古宙中性麻粒岩、华北克拉通下地壳平均值,而与扬子克拉通下地壳平均值有明显差别。因此女山地区下地壳可能仍属华北克拉通的一部分,因而支持Li(1994)的碰撞拆离模式。

福建明溪麻粒岩包体的年代学和矿物学特征:地温曲线及其华南中生代壳-幔相互作用意义

明溪新生代玄武岩中的麻粒岩包体将为探讨华南地区中生代壳-幔相互作用过程提供线索。锆石U-Pb定年表明麻粒岩包体的原岩曾经历多期次岩浆活动,并以最后的晚侏罗世-早白垩世岩浆活动最强,其锆石εHf(t)值普遍较低(-16.1～-6.3),应以再循环地壳物质为主。根据矿物成分估算麻粒岩包体的平衡温度(756～826℃)、压力(0.55～0.78GPa),结合橄榄岩包体的平衡温压资料,重建了明溪地区地温曲线,由此推得的岩石学壳幔边界深度(～25km)明显浅于地震莫霍面深度(～31km),表明该区存在明显的壳幔过渡带。华南内陆地区曾经历中生代岩浆底侵作用过程,可能是华南中生代广泛岩浆活动的重要原因。

下地壳麻粒岩包体研究进展及其意义

产于火山岩中的下地壳麻粒岩包体是人们窥视深部地壳的一个窗口 ,现已成为人们探索大陆下地壳物质组成和演化最直接的研究对象。下地壳岩石包体一般具有麻粒岩相矿物组合 ,主体由镁铁质麻粒岩组成 ,以出现紫苏辉石矿物为标志 ,下地壳包体的平衡温度为 70 0～10 4 0℃ ,平衡压力在 0 .8～ 1.4GPa之间。在绝大多数地区 ,基性下地壳包体占优势 ,其共同特征是低SiO2 、高CaO和Mg# ,过渡族元素和不相容元素含量变化很大 ,不同构造背景和不同岩石类型的包体同位素成分也有差异 ,全球各大陆下地壳包体Nd、Pb同位素组成分布具有“块体效应”特征。利用出露于地表的下地壳麻粒岩包体可以探讨下地壳物质组成和成分 ,建立下地壳物性剖面和岩石圈模型 ,并可作为幔源岩浆底侵作用的重要判据之一。世界范围内下地壳麻粒岩包体研究表明 ,在探讨下地壳的组成特点上 ,由火山岩中麻粒岩包体和出露的麻粒岩地体两类岩石样品所获得的下地壳组成特点存在比较大的差异 ,前者较后者反映的下地壳组成更偏基性。下地壳包体的类型与成因对揭示大陆地壳的增生。

华北地台部分麻粒岩地体及包体的地球化学特征对比

华北地台麻粒岩包体 (汉诺坝 )与麻粒岩地体 (西望山、蔓菁沟 )存在明显的岩石地球化学特征差异 ,麻粒岩包体总体成分偏基性 ,麻粒岩地体总体成分偏长英质。形成时间、空间及构造背景的不同是造成成分差异的重要因素。汉诺坝麻粒岩包体是在拉张环境下玄武质岩浆底侵下地壳后结晶分异过程中堆晶作用的结果 ,其主、微量元素成分受控于辉石和斜长石堆晶的相对比例 ;下地壳物质的混染作用不是造成麻粒岩包体Nb、Ta、Th、U亏损的惟一因素 ,底侵的玄武质岩浆可能发生了含钛矿物相的结晶分离 ,造成了汉诺坝麻粒岩包体Nb、Ta亏损 ,而下地壳的麻粒岩相变质作用则使Th、U发生亏损。麻粒岩地体存在两种不同性质的微量元素组成 ,反映了两种不同构造环境的并置 。

广西十万大山地壳演化:来自印支期花岗岩中麻粒岩包体锆石U-Pb年代学及Hf同位素记录

广西东南部十万大山旧州岩体中副变质麻粒岩包体中锆石U-Pb定年和Hf同位素分析结果显示,麻粒岩原岩物质主要来源于新元古代-中元古代(564～1061Ma)的碎屑物质,峰值年龄为～822 Ma,其物源主要来自与新元古代Rodinia超大陆裂解有关的火成岩.部分锆石为古元古代(1778～2227 Ma),并有少量中太古代-古太古代物质(最老锆石年龄为(3551±8)Ma),暗示十万大山或周缘地区可能存在非常古老的地壳物质.另外,还获得一组早中生代岩浆锆石((234±2)Ma)和一组晚古生代变质锆石((253±3)Ma)年龄.锆石Hf同位素分析结果指示麻粒岩包体的原岩沉积物具有多来源特征,既有古老再循环地壳物质的参与,也有新生物质的贡献.锆石U-Pb-Hf同位素特征指示十万大山地区在～253 Ma经历了一次强烈的热事件,原岩发生麻粒岩相变质作用,而后在抬升过程中(～234 Ma)发生部分熔融形成花岗岩,麻粒岩包体为熔融残留体。

滇西腾冲地块新生代火山岩中高温麻粒岩包体的发现及成因

腾冲地块芒棒乡新生代新近纪芒棒组火山岩的研究，发现粗面安山岩中含有较多麻粒岩包体，主要类型为长英质麻粒岩和二辉麻粒岩，直径一般为3～5cm，略具定向排列构造，粒状变晶结构特征．长英质麻粒岩包体平衡温度和压力为：869～969℃，0．94～1．00GPa，二辉麻粒岩包体平衡温度为：841-972℃，均显示为高温麻粒岩相变质；寄主岩粗面安山岩中斑晶结晶估算的温度和压力为：1008-1059℃，1．26～1．33OPa，表明它们形成和起源于下地壳到上地幔顶部之间．二辉麻粒岩包体电子背散射衍射（EBSD）显微组构分析表明，斜方辉石（紫苏辉石）和单斜辉石（普通辉石）均具有明显晶格优选方位（LPO），斜方辉石和单斜辉石主滑移系分别为：（010）[001]和（100）[001]、（010）[001]，变形机制为位错蠕变，说明麻粒岩包体经历了高温塑性变形变质作用．新生代新近纪火山岩中高温麻粒岩的发现和研究表明，腾冲新生代岩浆活动可能与印度板块和腾冲地块俯冲-碰撞造山后的伸展垮塌-拆沉和板片断离，以及随后的上地幔物质上涌减压熔融产生玄武质岩浆底侵，导致的下地壳发生高温变质及火山岩浆作用有密切关系．

安徽女山早元古代下地壳: 新生代碱性玄武岩中麻粒岩包体锆石SHRIMP U-Pb年龄证据

女山新生代碱性玄武岩中的中性麻粒岩包体锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明, 该地区下地壳形成时代主要在约2400～2200 Ma之间, 经历麻粒岩相变质作用的时代为1915 ± 27 Ma. 较老的下地壳形成时代与女山麻粒岩包体地球化学资料所显示的古老物质成分特征相呼应, 但是其归属于华北克拉通还是扬子克拉通则难以明确. 锆石中强烈的Pb丢失现象暗示, 女山地区下地壳也受到了中国东部普遍存在的中-新生代时期岩浆底侵作用的影响.

由包体推导的河北汉诺坝下地壳—上地幔地温线及其地质意义

通过对采自河北汉诺坝玄武岩中的下地壳和上地幔包体的详细研究 ,建立了本区下地壳—上地幔地温线。该地温线高于大洋地温线和古老地盾地温线 ,接近克拉通边缘的地温线 ,符合该区的大地构造环境。由该地温线建立的下地壳—上地幔地质结构剖面表明 ,该区下地壳主要由不同类型的麻粒岩相岩石组成 ,其化学成分以镁铁质为主 ,深度范围为 2 5～ 4 2km。上地幔由超镁铁质的二辉橄榄岩组成 ,在尖晶石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩之间有一过渡层。由地温线确定的壳幔边界位于 4 2km附近 ,与地震资料确定的莫霍面一致 ,但在壳幔边界之上的下地壳底部有下地壳麻粒岩和超镁铁质岩的互层。这一现象可以解释在下地壳底部常见的层状反射层。该区岩石圈底界大约在 95km ,其下的软流层仍由石榴石二辉橄榄岩组成。

华北克拉通下地壳含水性与金矿成矿关系

华北克拉通,自古元古代(1.8Ga左右)东西陆块完全拼接之后(Zhao et al.,2002),一直到晚古生代,基本保持了稳定的特性。自晚古生代起,华北克拉通先后受到了北部古亚洲洋的俯冲,南部扬子板块的碰撞拼合,东部太平洋板块的俯冲(赵越等,2010),造成岩石圈大规模减薄(吴福元等,2008),激发强烈的壳幔相互作用,伴随有大规模构造变形和岩浆活动(朱日祥等,2011),在华北克拉通形成了小秦岭、胶东、燕辽、

汉诺坝橄榄辉石岩包体锆石U-Pb年龄:97～158Ma岩浆底侵作用和麻粒岩相变质作用之间的成因联系

对大麻坪橄榄辉石岩包体利用LA—ICP—MS和SHRIMP进行的锆石U—Pb同位素年代学研究发现，橄榄辉石岩包体中的锆石年龄极其复杂，包括中太古代(3123±4．4Ma)、晚太古代(2541±54Ma)、早元古代(1844±13Ma)、古生代(418～427Ma)和两组中生代年龄(223～244，97～158Ma)．中生代锆石具有典型的岩浆成因特征(如内部韵律环带结构和高Th含量)，反映该地区存在两次中生代隐性岩浆活动．其中97～158Ma年龄与汉诺坝麻粒岩包体的年龄分布一致，反映麻粒岩相变质作用是由岩浆底侵作用带来的大量热引起的，底侵作用和麻粒岩相变质作用同步发生，两种作用至少从158Ma持续至97Ma．418～427Ma年龄则可能反映了加里东期蒙古板块向华北板块俯冲的影响．1．84，2．54和3．12Ga年龄与华北克拉通的3次重要壳幔演化事件一致．这些年龄表明目前该地区深部地壳仍存在古老下地壳物质．