大别山北部卢镇关群变质火山岩和共生变质的花岗岩全岩和锆石氧同位素、锆石U-Pb年代学研究

分布在大别山北部的卢镇关群火山岩和共生的花岗岩类形成在新元古代。2个卢镇关群变质流纹岩SIMS锆石U-Pb给出了757Ma岩浆结晶年龄,3个变质花岗岩给出了757～770Ma岩浆结晶年龄。全岩氧同位素分析表明它们经受了地表流体参与交代蚀变作用。锆石SIMS氧同位素分析表明少量锆石边部存在岩浆期后的氧同位素改造,然而锆石的氧同位素的改造部分没有明显的U-Pb重置,因此,地表流体参与交代蚀变作用时间无法通过锆石的U-Pb年龄来测定,只能限定在757Ma以后。研究样品中存在δ18O值2.8‰～4.0‰岩浆锆石,它们从低δ18O岩浆中结晶而来。低δ18O岩浆是早期地表流体参与交代蚀变岩石再熔融的产物,从这个意义上说,早于770Ma的地表流体参与的蚀变应该存在。这些时间上的证据表明卢镇关群火山岩和共生的花岗岩类记录了早于770～757Ma之后地表流体参与交代蚀变,这从时间上看,岩石发生的地表流体参与的蚀变与扬子地台上新元古代冰川事件不能简单的关联在一起。

北淮阳浅变质岩带卢镇关群变质压力及其对大别造山带演化的指示

卢镇关群是北淮阳浅变质岩带的重要组成部分,其俯冲历史对于证明超高压岩石经历了深俯冲及获得完整的大别造山带演化历史具有重要意义。本次工作在霍山牛角冲、与儿街卢镇关群岩石中采集了含石榴子石的黑云二长片麻岩和石榴黑云片麻岩进行电子探针分析,并通过石榴子石—黑云母—斜长石—石英压力计计算获得了卢镇关群的变质压力变化于1.89～1.99 GPa,其平均值为1.94 GPa。根据造山带内中—上地壳岩石的平均密度,获得了卢镇关群曾俯冲于地下64.7 km的深度。这表明位于大别造山带最北缘的北淮阳带曾俯冲于较大深度,支持前人关于华南、华北板块缝合线位于北淮阳带以北的结论。

北淮阳东段卢镇关群和佛子岭群地层含矿性地球化学评价

卢镇关群和佛子岭群广泛分布于北淮阳成矿带内,但是对其含矿性研究一直较为薄弱。文章通过对卢镇关群和佛子岭群成矿元素的地球化学特征研究,评价地层含矿性。成矿元素富集系数(K)分析表明卢镇关群和佛子岭群各组中Mo元素均富集,W、Pb、Ag、Cu元素也存在不同程度的富集,存在潜在成矿可能;成矿元素后期叠加强度(D)分析表明本区的Mo、Ag、Cu等元素存在不同程度的后期叠加作用;成矿元素变异系数(CV)分析表明本区成矿元素具有一定的成矿潜力。对卢镇关群和佛子岭群成矿能力评序得出最优势矿种为Mo元素,并且卢镇关群和佛子岭群是北淮阳钼矿的理想矿源层,为区内钼矿提供了成矿物质。成矿元素与主微量元素的相关性分析表明Cu、W、Ag、Pb、Zn等元素受碎屑岩特征和氧化还原环境控制。

从P-T-t空间变化型式探析大别山北缘地质演化过程

大别山北缘主要由佛子岭群和庐镇关群组成,其处于华北和扬子板块结合处,是探究两大板块耦合过程的关键部位。相对于大别造山带高压-超高压单元的丰硕研究成果,大别山北缘相关的研究较为薄弱,迟滞了对大别造山带演化过程的深入探究。本次研究通过对佛子岭群和庐镇关群详细的野外调查、岩相学、热力学评价和年代学研究,较为详细地阐释了大别山北缘基本变质属性和演化过程。研究表明,佛子岭群主要由各类片岩和部分大理岩构成,并展现了一个巨大的宽缓的"背形"。庐镇关群主体为花岗片麻岩,少部分为斜长角闪岩和石榴黑云母二长片麻岩,其与佛子岭群呈构造并置关系。区域性的峰期变质PT条件估算显示,并结合前人资料,佛子岭群变质温压为T=524-621℃和P=0.59-0.96GPa,庐镇关群变质温压为T=575-625℃和P=0.87-0.96GPa,两者均落入中高压角闪岩相范畴。在空间分布上,自南至北,佛子岭群的温度压力显示了一个逐渐变化趋势,反映了一个由浅至深的俯冲状态型式。锆石U-Pb定年显示,庐镇关群的石榴黑云母二长片麻岩、花岗片麻岩和斜长角闪岩的原岩结晶年龄分别为756±6Ma、758±7Ma、764±6Ma,属于扬子板块北缘产物。佛子岭群的石榴二云母片岩则显示了四个峰值为2.50Ga、0.93Ga、0.85Ga和0.45Ga碎屑锆石年龄,佛子岭群具有华北、扬子板块和古生代岛弧混合物源性,并推测其为一个形成于晚古生代的独立微陆块。综合已有的变质年龄资料分析,佛子岭群记录了345-355Ma晚古生代增生造山和260-270Ma印支期碰撞造山两期事件,这意味着大别造山带可能为一个增生型和碰撞型复合造山带,且该造山带可与西侧的桐柏-红安造山带充分对应。