秦岭造山带中秦岭杂岩的早古生代幔源岩浆作用

秦岭造山带是华北克拉通和扬子克拉通的缝合带,经历了复杂的碰撞-扩张-聚合的演化,以商-丹断裂带为界被分为北秦岭和南秦岭。本文对北秦岭秦岭岩群(杂岩)中的斜长角闪岩和角闪黑云斜长片麻岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Hf同位素研究,斜长角闪岩(变质玄武岩)中含有大量新元古代早期(888~957 Ma)和中元古代(~1 424 Ma)的捕获锆石,其原岩的形成时代应早于新元古代早期;角闪黑云斜长片麻岩中的变质锆石指示秦岭岩群(杂岩)在早古生代经历了变质-热事件,其锆石εHf(t)值变化于9.0~12.0,指示其原岩源于亏损地幔。     

大别山宿松变质带花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素成分

宿松变质带位于大别碰撞造山带南部,是一个相对低级变质的构造岩石单位。该带岩石类型丰富,如云母石英片岩、花岗片麻岩、变玄武岩/斜长角闪岩、变质辉长岩、异剥钙榴岩、大理岩、石墨片岩和含磷岩系等。然而,它们的形成时代和岩石成因一直存在较大争议。为此,重点对大别山宿松变质带中花岗片麻岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年及Hf同位素分析。锆石定年结果表明,这些花岗片麻岩的原岩形成时代包括晚太古代(2.5~2.7 Ga)和新元古代(770~830 Ma)两大类,经历了晚三叠纪的绿帘角闪岩相变质作用。新元古代花岗片麻岩的原岩是由经历了约2.0 Ga变质作用的晚太古代岩石在新元古代大陆裂解过程中发生重熔作用形成的。鉴于花岗片麻岩的新元古代岩浆锆石年龄记录与大别造山带超高压正变质岩的原岩形成时代一致,结合变质作用特点和已有资料与区域地质背景,进一步证明宿松变质带花岗片麻岩等参与了扬子板块的三叠纪俯冲,并发生了绿帘角闪岩相变质作用,局部可能达到高压榴辉岩相变质作用,是扬子俯冲板块在较浅深度折返的岩片。由于大陆碰撞→造山后的逆冲、推覆以及构造堆叠与剥蚀作用,造成宿松变质带中有可能卷入较深俯冲的岩片。     

华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳的幕式生长与多期改造:岩石学、年代学和Hf同位素证据

早前寒武纪被认为是大陆地壳形成的重要时期。华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳岩石主要以变质基底(五河变质杂岩)和中生代闪长/二长闪长质斑岩中包体形式存在,它们为研究该地区前寒武纪下地壳的形成和演化提供了极好的天然实验室。近期的变质岩石学、岩石地球化学、Hf同位素及锆石U-Pb年代学研究表明:该区前寒武纪下地壳经历了幕式地壳生长与多期改造。强烈的构造-热事件和变质改造时间集中于2.5～2.6、2.1、1.8～1.9 Ga以及390、176 Ma。其中,形成于2.5～2.6 Ga的下地壳岩石,一部分经历了2.1 Ga和(或)1.8～1.9 Ga高压麻粒岩相变质作用以及390、176 Ma的变质改造,类似于形成于2.1 Ga并经历了1.8 Ga高压麻粒岩相变质作用的岛弧成因的下地壳岩石,表现为高放射成因Pb同位素组成; 另一部分岩石则形成于2.55～2.64 Ga,可能因处于下地壳上部而仅遭受了2.48～2.49 Ga麻粒岩相变质作用,但没有2.1 Ga和(或)1.8～1.9 Ga变质叠加的岩石学和年代学记录,表现为典型前寒武纪下地壳岩石特点的低放射成因Pb同位素组成。2.7～2.8 Ga的继承锆石U-Pb年龄和锆石Hf模式年龄暗示研究区可能还存在更早的地壳生长时期,但尚需进一步研究。     

北京密云地区沙厂组条带状磁铁石英岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过对北京密云地区沙厂铁矿条带状磁铁石英岩进行SHRIMP锆石U-Pb定年研究,主要获得两组锆石U-Pb年龄,分别为(1 806±13)、(2 464±18)Ma。结合其岩相学、阴极发光图像分析,这些锆石为变质成因锆石,因此,这两组年龄应代表条带状磁铁石英岩的两期变质作用时代,这与前人认为的华北克拉通东部陆块前寒武纪两期变质事件时间(约2.44 Ga和约1.82 Ga)相吻合。另外,在条带状磁铁石英岩中还发现了一颗年龄为(2 517±12)Ma的浑圆状锆石,代表了该磁铁石英岩中碎屑锆石的年龄,从而间接限定了该区条带状铁建造的形成时代为(2 464±18)~(2 517±12)Ma。结合前人研究资料,其可能形成于新太古代晚期。这些成果为该区乃至整个华北地区前寒武纪BIF型铁矿以及晚太古代至古元古代的构造演化提供了进一步详实的年代学资料。     

大别造山带宿松变质杂岩变质演化过程

宿松变质杂岩位于大别造山带最南端,是该造山带重要组成部分之一。由于其变质程度相对较低,记录的变质演化信息相对较少,所以其变质P-T轨迹的构建一直是研究难点,制约了对大别造山带形成过程的全面理解。针对宿松变质杂岩特征性岩石——石榴斜长角闪岩展开了细致的岩相学、矿物化学研究和热力学评价。结果表明:该类岩石具有切尔马克闪石+绿帘石+石英+金红石(Ts+Ep+Qz+Rt)、石榴石+斜长石+切尔马克闪石+石英+绿帘石+金红石(Grt+Pl+Ts+Qz+Ep+Rt)、斜长石+切尔马克闪石+石英+磁铁矿(Pl+Ts+Qz+Mag)及以绿泥石+石英(Chl+Qz)为代表等4个变质阶段矿物组合,其温压范围依次为591 ℃~620 ℃、0.48~0.56 GPa,606 ℃~636 ℃、1.01~1.12 GPa,600 ℃~619 ℃、0.79~0.91 GPa,400 ℃~500 ℃、0.1~0.3 GPa,展现了一个近等温升压→近等温降压→降温降压的变质P-T轨迹。P-T轨迹的构建表明宿松变质杂岩经历了早期快速俯冲、折返和晚期缓慢抬升过程,暗示了作为扬子板块前缘块体——宿松变质杂岩在大洋板片拖曳作用下迅速俯冲,由于板片断离在浮力作用下迅速回返,并长时间停滞在上地壳层次,再缓慢上升至地表。     

西伯利亚雅库特地区岩石圈地幔特征

西伯利亚克拉通是世界上典型的稳定克拉通之一。雅库特地区位于西伯利亚克拉通东北部,有大量的金伯利岩产出,也是世界上金刚石的重要产出地之一。前人研究表明该地区仅在年龄为360 Ma的金伯利岩中有金刚石的产出,而在年龄为160 Ma的金伯利岩中没有金刚石的产出,暗示着雅库特地区岩石圈地幔的性质在160~360 Ma之间可能发生了变化。总结并对比了雅库特地区不同时代喷发的金伯利岩中橄榄岩包体的岩石学、矿物学、地球化学及年代学特征,确定了该地区360 Ma与160 Ma的岩石圈地幔在时代与厚度上有很大的不同。这一不同可能与西伯利亚克拉通1.9 Ga碰撞拼合事件有关,而与西南部约250 Ma的超级地幔柱事件无关。     

天水渭北地区变质花岗岩类 岩石学特征及其地质时代

天水渭北地区地处祁连与北秦岭造山带结合部位。通过详细的岩石学特征、接触关系、形变及变质特征 研究证实,尽管岩体有较强烈的变质和变形作用,但岩体内保留有清晰的原生岩浆组构,岩体与围岩有清楚的侵 入关系,因而从变质地层中识别和解体出来众多的变质花岗岩类。主要成岩期及代表性岩类有:晚元古代为片 麻状正长花岗岩—二长花岗岩—花岗闪长岩,同位素年龄为953.4～1450Ma;震旦纪为片理化石英二长岩—石 英闪长岩,同位素年龄为547Ma。识别和解体出的这些变质花岗岩类,为进一步研究祁连和北秦岭两大构造单 元的岩浆事件和构造演化提供了十分重要的信息。     

华北板块东南缘五河杂岩的麻粒岩相变质、部分熔融与交代作用

华北板块东南缘五河杂岩属于前寒武纪变质基底,出露于蚌埠及相邻地区,主要由变质的镁铁质和长英质火成岩以及表壳岩系组成,并伴生有古元古代片麻状花岗岩和中生代花岗岩类,构成了“蚌埠隆起”。五河杂岩中主要有石榴斜长角闪岩/榴闪岩、石榴麻粒岩、异剥钙榴岩、石榴斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩、云母片岩、大理岩和变质砂岩等岩石类型。这些不同类型的变质岩具有类似的峰期变质矿物,如石榴子石、单斜辉石、斜长石、金红石和石英等;结合其锆石U-Pb年龄,表明它们共同经历了古元古代高压麻粒岩相变质作用。石榴斜长角闪岩的石榴子石包体中存在钾长石+斜长石+石英+黑云母等矿物交生体,指示早期花岗质熔体的存在,证明五河杂岩在古元代变质过程中发生了部分熔融作用。此外,部分变基性岩中存在方解石、绿帘石和绿泥石等蚀变矿物,沿石榴子石的裂隙中分布有钾长石+斜长石+石英+黑云母+角闪石等矿物,表明它们经历了含碳酸盐的熔/流体交代作用以及绿帘石化和绿泥石化作用等。遭受过古元古代含碳酸盐的熔/流体交代作用的变基性岩表现为高放射成因Pb同位素组成,而未遭受含碳酸盐的熔/流体交代作用的变基性岩则表现为典型华北板块前寒武纪麻粒岩地体和下地壳包体岩石的低放射成因Pb同位素组成。     

西藏多巴地区片麻岩变质演化过程及其地质意义

拉萨地体普遍出露一套角闪岩相、局部达麻粒岩相的变质岩系, 以往的区域地质研究普遍认为这套变质岩为拉萨地体的前寒武纪变质基底, 称之为念青唐古拉岩群。尽管现有的研究认为念青唐古拉岩群经历了前寒武纪变质作用,但部分地区仍缺少令人信服的岩石学及地质年代学证据。通过对拉萨地体北部多巴地区出露的片麻岩进行岩石学及矿物学研究,认为其为一套经历角闪岩相变质作用的中级变质岩系,主要岩石类型有云母片岩和含石榴石黑云母斜长片麻岩。矿物电子探针分析表明,组成岩石的石榴石、长石、黑云母等矿物均为变质成因矿物。石榴石无明显核边分带结构,成分相对均一。利用传统矿物对温压计进行了温压条件估算,得到640 ℃～660 ℃和0.60~0.67 GPa的角闪岩相变质温压条件。首次利用LA-ICP-MS方法对该区花岗质片麻岩中的锆石进行年代学研究,得到(847.0±5.7)Ma的新元古代变质年龄,可与该区域念青唐古拉岩群的变质时代对比,为该片麻岩归入念青唐古拉岩群提供了切实可靠的年代学证据。     

冀东三家地区太古宙灰色片麻岩的成因及其相关问题

冀东三家地区太古宙灰色片麻岩,既不是简单的变质火山-沉积岩,也不是简单的混合片麻岩,其主体乃为早期伴有灰白色钢质混合岩化的英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩系列古侵入体,经过大规模强烈的深层次角闪岩相韧性剪切流变而改造成的深层次构造片麻岩。     

西大别高压-超高压片麻岩中电气石化学特征

报道了大别山西段高压、超高压片麻岩中电气石矿物化学特征.所研究含电气石片麻岩为深色、呈夹层或透镜体状分布于广泛的浅色片麻岩中,主要由石榴石、黑云母、斜长石、石英、角闪石和钛铁矿组成,少量矿物有多硅白云母、金红石、绿泥石、绿帘石和磷灰石,电气石零星分布.电子探针分析结果表明,电气石化学成分贫铝、贫钙、富镁,为镁电气石;晶体具有弱成分环带,从核部到边缘呈钙增加、钠减少的趋势.根据电气石成分与成岩环境图解,电气石形成于变泥质岩和变砂质岩环境,与片麻岩产出地质环境相一致.根据电气石化学成分确定其变质温度和变质压力,目前仍然需要积累更多资料进行论证.     

南非林波波带中央带Sand River地区高压麻粒岩变质作用

南非林波波带中央带Sand River地区存在高压基性麻粒岩,其峰期矿物组合为石榴石+单斜辉石+石英+钛铁矿+磁铁矿。岩石学研究表明,该高压麻粒岩经历了两期退变质作用,早期退变质阶段以斜方辉石和斜长石的出现为特征,晚期退变质阶段以角闪石的出现为特征。传统温压计计算表明:高压麻粒岩峰期变质温度为820 ℃~900 ℃,压力为13.5~15.4 kbar;早期退变质的形成温压为800 ℃~890 ℃和8.8~11.2 kbar;晚期退变质条件为540 ℃~650 ℃和2.7~4.4 kbar。其退变质作用P-T轨迹为顺时针型近等温降压到降温降压的过程。高压麻粒岩经历的这种顺时针P-T轨迹通常发育在大陆碰撞环境,指示其形成可能与津巴布韦克拉通、卡普瓦尔克拉通在碰撞后地壳快速剥露事件有关,这对探讨林波波带中央带的构造演化具有重要意义。     

柴北缘鱼卡河超高压变质金红石中Si含量及其地质意义

利用LA-ICP-MS方法对柴达木盆地北缘鱼卡河超高压变质的多硅白云母榴辉岩及共生的石榴角闪钠长岩中的金红石进行了详细的矿物学和LA-ICP-MS原位微量元素研究。结果表明:多硅白云母榴辉岩中金红石显示Si成分环带,且Si含量(质量分数,下同)随变质压力而发生规律性的变化; 从进变质到峰期变质阶段,金红石中Si含量从核部向边部呈升高趋势,峰期金红石的边部Si含量达到最高,退变质阶段金红石中Si含量从核部向边部呈降低趋势; 石榴角闪钠长岩中的金红石主要呈包体产于多硅白云母、石榴子石、角闪石和钠长石中; 在相同的超高压变质条件下,石榴角闪钠长岩中多硅白云母包体金红石的Si含量((1 018～2 741)×10^-6,平均为1 924×10^-6)明显高于多硅白云母榴辉岩中的峰期金红石((450～2 397)×10^-6,平均为952×10^-6)。综合多硅白云母榴辉岩和石榴角闪钠长岩的产状、变质演化和全岩成分以及前人对大别—苏鲁超高压榴辉岩中富硅金红石的研究结果提出,超高压变质岩石中金红石的Si含量与变质压力成正相关关系,金红石中Si含量大于500×10^-6可以作为榴辉岩经历超高压变质作用的指示标志。超高压金红石中Si含量与全岩成分中SiO₂和TiO₂含量有关,随SiO₂含量的升高和TiO₂含量的降低而升高。     

青藏高原羌塘中部榴辉岩岩石学研究进展

羌塘中部低温高压变质带是青藏高原内部延伸规模最大的高压变质带,是了解青藏高原早期形成与演化的重要窗口。该高压变质带沿龙木错—双湖缝合带出露,主要由多硅白云母片岩、蓝片岩和榴辉岩等组成,其中榴辉岩在片石山、果干加年山、戈木及冈玛错等地区出露。羌塘中部榴辉岩以透镜体状、块状和互层状产出于多硅白云母片岩或变沉积岩中。现有资料表明,榴辉岩变质作用峰期阶段矿物组合为石榴石+绿辉石+多硅白云母+金红石±蓝闪石±石英;部分地区榴辉岩石榴石中发现的盒子状绿帘石+钠云母两相包裹体和传统地质温压计结果均表明,榴辉岩变质作用峰期可能达到了硬柱石榴辉岩相。尽管部分榴辉岩中保留了绿辉石出溶叶片状石英,石榴石出溶金红石、石英、角闪石针状体和磷灰石出溶金红石等疑似超高压变质作用证据,但迄今为止,榴辉岩中还未发现柯石英、金刚石等典型超高压指示矿物,并且石榴石成分“超高压指针”以及传统地质温压计重新计算均表明羌塘中部榴辉岩并未经历超高压变质作用。榴辉岩折返P-T轨迹具有近等温降压的特点,经历了多期退变质作用。     

塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源特征及其地质意义

根据砂岩岩石薄片、石英阴极发光和重矿物组合分析,结合沉积构造及地震解释成果,对塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源体系及其演化进行详细分析,确定了物源方向及母岩性质。结果表明:塔里木盆地库车坳陷东部上三叠统—中侏罗统物源主要来自北部南天山造山带物源区,以岩浆岩和变质岩母岩为主,兼有少量沉积岩物源的影响。其中,塔里奇克组砂岩中陆源碎屑岩岩屑含量较高,阴极发光条件下不发光石英含量较高,重矿物组合具有高锆石、白钛矿和磁铁矿含量以及低石榴子石含量的特征,母岩可能为上奥陶统—上三叠统早期沉积; 阿合组及阳霞组砂岩中岩浆岩岩屑含量升高,重矿物组合以较高的石榴子石含量为特征,阴极发光条件下石英主要为蓝紫色及棕褐色发光,其母岩主要来自二叠系及其下伏地层; 克孜勒努尔组及恰克马克组砂岩中变质岩岩屑含量明显升高,石榴子石含量极高,阴极发光条件下棕褐色发光石英含量增多,表明变质岩母岩的影响增强。晚三叠世—中侏罗世,研究区物源区母岩演化具有明显规律性,即晚三叠世受较多沉积岩母岩影响,早侏罗世岩浆岩母岩供给增多,中侏罗世以变质岩母岩为主。晚三叠世,库车坳陷东部南天山造山带大幅抬升,导致大量变质岩母岩卷入造山带遭受剥蚀; 早—中侏罗世,南天山造山带中段构造活动具有东西分段的特点,吐格尔明30团剖面以东早侏罗世砂岩率先具有高石榴子石含量的特点,而西部地区中侏罗世砂岩才大量出现石榴子石,表明南天山造山带中段的虎拉山及额尔宾山在早侏罗世隆升-剥蚀强烈,而哈尔克山在中侏罗世才进入强烈抬升期。     

扬子北缘下高川盆地上泥盆统铁矿梁组沉积物源分析

下高川盆地为扬子地块和秦岭造山带结合处的特殊构造单元,其构造演化与相邻的构造单元存在明显差异,晚泥盆世尤为突出。为全面理解下高川盆地的构造演化,重点研究了下高川盆地上泥盆统铁矿梁组砂岩的沉积物源。以石英砂岩为研究对象,分析重矿物组成,进而进行电气石电子探针分析和LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年。砂岩样品的闪锌矿、白钛石、钛铁矿重矿物组合说明其物源为岩浆岩。电气石电子探针分析结果表明,铁矿梁组石英砂岩主要来自于变质板岩和变质砂岩,少量为贫锂花岗岩类、伟晶岩和细晶岩。砂岩锆石U Pb年龄谱分析表明,铁矿梁组砂岩的主要物源来自425~530 Ma的天水和丹凤花岗岩、佛坪片麻岩、清水英安岩,以及578~982 Ma的柞水（黑沟）碱性花岗岩、天水和西峡的花岗质片麻岩、丹凤和卢氏的花岗岩。另外,1 015~1 551 Ma的佛坪黑云母斜长片麻岩,1 658~1 957 Ma的太白和宝鸡花岗岩、佛坪片麻岩,2 329~2 502 Ma的丹凤石榴黑云斜长片麻岩和2 625~3 147 Ma的商南太古宙结晶基底岩石均经历多次搬运,为扬子北缘下高川盆地提供次要物源。综合区域资料,晚泥盆世的物源大致来自北部,同时古地理格局表现为天水、丹凤、清水、西峡等地区岩体隆升剥蚀,成为物源区,而在华北古陆与扬子北缘下高川盆地之间可能存在多个较小古陆,如佛坪也属于物源区。     

藏北红脊山地区变质玄武岩地球化学及其形成构造环境

藏北红脊山地区变质玄武岩按产状分为呈＂岩块＂产出和在变质碎屑岩中呈夹层产出两个部分,其全岩Sm-Nd等时线年龄为（401±18）Ma。变质玄武岩属于亚碱性拉斑玄武岩系列,主量元素Al2O3、TiO2低,K2O略高。呈＂岩块＂和呈夹层产出的变质玄武岩REE配分曲线呈LREE略亏损或平坦分布,HREE略显富集;大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba、Th富集,高场强元素（HFSE）Ta、Zr、Ti、Y、Yb、Sc、Nb相对亏损,强相容元素Cr、Ni、Co亏损,微量元素MORB标准化曲线呈＂单隆起＂型曲线分布型式。岩石组合及地球化学特征反映该变质玄武岩形成于弧后盆地构造环境,可能是早泥盆世古特提斯弧后盆地扩张的产物。