大别山造山带宿松岩群锆石U-Pb年龄和Nd同位素特征:宿松地体物源和属性

大别超高压变质造山带南部的宿松地体主要由高压变质宿松岩群或杂岩组成,其岩性和物源构成复杂,历来的研究颇具争议。报道了宿松岩群的片麻岩、片岩和变质基性岩石等主要岩石类型的锆石U-Pb年龄和Nd 同位素组成,限定了岩石地球化学特征,探讨了宿松地体的属性及地壳演化。两个片麻岩样品的锆石U-Pb同位素年龄为750 Ma至约770 Ma,初始ε_Nd值为-7.3~-1.6,可以推测原岩为新元古代岩浆岩;两个片岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄值分布范围较大,并主要集中于晚太古代(2 700 Ma至约2 800 Ma)、早元古代(2 000 Ma至约2 500 Ma)、中元古代(1 100 Ma至约1 500 Ma)和新元古代(700 Ma至约800 Ma),推测原岩为新元古代沉积岩。片岩的Nd同位素组成变化较大,初始ε_Nd值(回扣至750 Ma)为-20.2~-1.4,暗示剥蚀区的物质组成复杂。相似的碎屑锆石U-Pb年龄分布特征也普遍地记录在扬子陆块的基底岩石或沉积盖层中。新元古代岩浆岩广泛分布于宿松岩群、大别—苏鲁造山带超高压变质地体乃至扬子陆块边缘,指示宿松高压变质地体具有扬子陆块属性和相似的地壳演化历史。     

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。     

大别造山带宿松地体中—基性脉岩锆石年龄及其地质意义

大别造山带宿松地体大量早白垩世中—基性脉岩侵位于宿松群高压变质岩石中,它们是认识大陆板块深俯冲过程的壳-幔相互作用和折返过程中岩石圈构造响应的重要载体之一。报道了这些中—基性岩脉LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,并讨论了其隐含的地质意义。单颗粒锆石的年龄范围分布较广,主要可分为太古代(>2 500 Ma)、古元古代(1 850~2 500、1 650~1 800 Ma)、新元古代(720~850 Ma)、早古生代(420~450 Ma)、早中生代(190~230 Ma)和早白垩世(120~140 Ma)。具有岩浆成因的早白垩世锆石U-Pb加权平均年龄约为132 Ma,应代表中—基性岩浆的侵位时代,证明其为大别地区碰撞后岩浆作用的重要组成部分。综合锆石形貌、内部结构和微量元素特征,这些年龄群落与扬子板块记录的典型构造-岩浆事件具有对应关系。早中生代之前的继承性锆石年龄分布与扬子板块的锆石年龄特征有明显的相似性,暗示着宿松地体可能具有扬子板块属性。因此,推测宿松地体中—基性脉岩成因与早白垩世中国东部强烈岩石圈伸展背景下大别造山带增厚的岩石圈拆沉作用密切相关。     

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。     

超高压变质带中的变质不均一性

不同造山带的榴辉岩和有关变质表壳岩石中柯石英及金刚石等标志性超高压变质矿物的发现,已证明陆壳岩石能俯冲到大于120 km的地幔深度并折返至地表。超高压变质带中榴辉岩和相关的榴辉岩相岩石常常与具有低级变质矿物组合的岩石(如变质花岗岩、花岗片麻岩、变玄武岩或斜长角闪岩等)密切伴生,然而它们之间的相互关系和成因联系却一直是地质学家长期争议的焦点?查明这两类岩石的变质演化历史以及相互联系,对理解大陆的深俯冲及折返过程具有重要意义。在总结、分析若干陆陆碰撞造山带中变质不均一性的研究成果及成因解释的基础上,讨论了影响岩石保存超高压变质记录的若干关键因素,包括原岩性质、变质流体、构造变形、退变质作用等。     

华北中部造山带南缘洛宁东部太华变质杂岩SIMS锆石U-Pb年龄及其地质意义

太华变质杂岩出露于华北克拉通中部造山带南缘,整体呈近EW向展布。洛宁地区的太华变质杂岩岩性多样,保留了至少3个阶段的变质矿物组合。作为前人研究的补充,报道了该地区东部含榴斜长角闪片麻岩和长英质片麻岩的SIMS锆石U-Pb定年结果,证实该区太华变质杂岩至少保留了3期地质事件的年龄。其中两期岩浆年龄(2.32~2.33 Ga和2.18 Ga)表明,太华变质杂岩与华北中部造山带中—北段各杂岩一样,共同经历了华北克拉通的地壳再造过程;另一期变质年龄(1.94~1.95 Ga)表明,太华变质杂岩的变质作用开始时间比该造山带中—北段大部分杂岩区早了约0.1 Ga,变质作用延续时间也长了约0.1 Ga。这再次说明华北中部造山带古元古代末的构造 变质事件是一个漫长且复杂的过程。     

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。     

阿尔金曼特里克地区亚干布阳花岗质片麻岩地球化学特征及其成因

为了解阿尔金南缘在新元古代早期的构造-岩浆事件,选取曼特里克地区亚干布阳花岗质片麻岩进行详细的岩石学、同位素年代学和地球化学研究。结果表明:亚干布阳花岗质片麻岩形成于新元古代青白口纪,锆石U-Pb年龄为(880.3±3.4)Ma; 岩石属过铝质、钙碱性系列的镁质花岗岩,轻、重稀土元素分馏明显,Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素亏损,具有典型的地壳重熔型花岗岩特征,其岩浆来源于下地壳角闪岩相基性岩类的部分熔融,形成于同碰撞花岗岩区; 阿尔金南缘新元古代早期的构造-岩浆事件可能对应于新元古代Rodinia超大陆汇聚事件,说明塔里木板块和柴达木板块之间在新元古代早期曾经存在板块的汇聚碰撞。     

扬子板块西北缘碧口微地块新元古代大陆弧岩浆作用:来自锆石U-Pb年代学、Hf同位素和地球化学证据

扬子板块西北缘碧口微地块内部发育有较多的新元古代基性—中酸性侵入岩体。对碧口微地块勉略宁地区出露的新元古代二里坝花岗闪长岩进行了岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素研究。结果表明:二里坝花岗闪长岩2件样品的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为(821.3±5.5)Ma和(822.6±5.8)Ma; 二里坝花岗闪长岩主体为准铝质—弱过铝质、钙碱性系列岩石,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素Ti、Nb、Ta等,为I型花岗岩; 稀土元素总含量(质量分数)为(81.5～147.3)×10^-6,球粒陨石标准化稀土元素配分模式呈右倾型,具弱的正Eu异常(0.92～1.26); 锆石ε_Hf(t)为-14.06～-7.38,二阶段Hf模式年龄为2.25～1.90 Ga。结合区域地质资料认为,二里坝花岗闪长岩主要是由下地壳变基性岩部分熔融形成,是与俯冲相关的新元古代大陆弧环境下的产物。     

中条山涑水杂岩的同位素年代学研究及其地质意义

中条山是中国重要的铜多金属成矿带,拥有著名的晚太古代“变斑岩型”铜矿峪大型铜矿床和元古代“层控型”胡家峪—篦子沟铜矿床,近年来又在中条山西南段的涑水杂岩中发现以变基性火山岩(斜长角闪岩)为容矿岩石的桃花洞铜矿。为了弄清楚该铜矿的形成时代及其成矿地质背景,利用电感耦合等离子质谱(LA-MC-ICP-MS)方法对桃花洞铜矿容矿围岩—涑水杂岩中的寨子—西姚灰色片麻岩、斜长角闪岩及二长花岗岩进行了同位素年代学研究。结果表明:寨子—西姚灰色片麻岩、斜长角闪岩脉和二长花岗岩中锆石的岩浆结晶年龄分别为(2 625±11)、(2 592±16)、(2 548±15)Ma; 岩石中古老继承性锆石的年龄分别为(2 790±15)、(2 773±24)、(2 782±34)Ma; 三种不同成生顺序的岩石中均有大于2 700 Ma的锆石存在,且年龄相当接近; 中条山地区涑水杂岩可能最初形成于太古代。涑水杂岩作为与成矿关系密切的容矿围岩,其成岩时代可以间接指示成矿时代,由此得出赋存在变基性火山岩层中的古火山含矿原岩建造型铜矿有可能是中国最古老的铜矿之一。     

大别山镁铁质下地壳的Pb同位素成分:来自榴辉岩的制约

北大别高温超高压杂岩带中榴辉岩的岩石学和地质年代学研究已经证明它们为华南板块新元古代镁铁质下地壳岩石经三叠纪深俯冲变质成因。基于此,开展了北大别榴辉岩的Pb同位素地球化学研究。结果表明:北大别榴辉岩表现出与北大别片麻岩相似的低放射性成因Pb同位素特征,并具有更低的N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)值;其初始Pb同位素组成分别为N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)_i=15.217～17.522,N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb)_i=15.077～15.540和N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)_i=35.219～38.082,表现出目前已知的大别造山带3个含榴辉岩的超高压变质岩片中最低的Pb同位素组成,这进一步证明北大别榴辉岩的原岩来自于俯冲镁铁质下地壳;北大别榴辉岩表现出较宽的Pb同位素组成变化范围,其中最低的Pb同位素组成源自于具有低w(U)/w(Pb)值、低w(Th)/w(U)值演化特征的晚太古代至古元古代镁铁质下地壳,而相对较高的Pb同位素组成则继承于新元古代底侵的幔源岩浆,表明北大别榴辉岩的Pb同位素特征是幔源岩浆混染古老镁铁质下地壳的结果。与大别山中生代埃达克质岩的Pb同位素对比研究表明,早白垩纪拆沉再循环的陆壳物质中不仅含有镁铁质下地壳岩石,还含有长英质下地壳物质,大别山深部的长英质下地壳随镁铁质下地壳一起拆沉并再循环进入地幔。     

北京密云地区早白垩世花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

报道了北京密云地区四合堂北二长花岗岩体、番字牌南花岗岩体、冯家峪花岗岩体和花岗闪长岩体的SHRIMP锆石U-Pb定年结果。首次获得四合堂北二长花岗岩的侵位年龄为(129±2)Ma,番字牌南花岗岩岩体侵位年龄为(130±1)Ma,冯家峪花岗岩体和花岗闪长岩体侵位年龄均为(127±1)Ma,表明这4个岩体均在早白垩世发生侵位。四合堂北花岗岩体和番字牌南花岗岩体侵位于四合堂推覆体上盘,并切割太古代片麻岩的片麻理;冯家峪岩体侵位于大水峪—北石城正断层的上盘,并切割了该断层。这些岩体的侵位时代为限定云蒙山变质核杂岩的活动时限提供了精确的年代学制约。     

大别造山带宿松地体早白垩世中—基性脉岩地球化学特征

大别造山带是三叠纪华南陆块俯冲于华北陆块之下所形成的陆 陆碰撞造山带,在早白垩世发育强烈的碰撞后岩浆作用。侵位于宿松群高压变质岩石中的大量中—基性脉岩是认识大陆板块深俯冲过程的壳幔相互作用和折返过程中岩石圈构造响应的重要载体之一。报道了有关宿松地体中—基性脉岩的岩石学和地球化学研究结果,探讨了其成因特征和源区演化?结果表明:中—基性脉岩总体具有安粗岩的性质,主量元素含量变化较大,SiO₂质量分数介于48.45%~61.37%,偏基性脉岩具有偏高的MgO、Cr、Ni含量;所有脉岩样品的微量元素和稀土元素组成均一,大离子亲石元素和轻稀土元素相对富集,重稀土元素和高场强元素亏损;脉岩样品都具有相对富集的同位素组成特征,包括较高的初始N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值(0.706 3~0.710 9),较低的ε_Nd(t)值(-22.7~-15.1);初始Pb同位素比值也相对偏低,初始N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为15.858 5~17.196 7,初始N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为15.207 2~15.332 1,初始N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为36.814 4~37.633 8, 这些特征暗示岩浆源区具有扬子板块下地壳物质的显著贡献。总之,中—基性脉岩具有高Sr含量和低Y、Yb含量,与埃达克质岩组成类似,可能指示宿松地体早白垩世中—基性脉岩的形成与增厚的造山带岩石圈拆沉及其和地幔的相互作用有关。     

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。     

扬子陆块西缘江浪穹窿及“里伍式”富铜矿床研究进展与问题

江浪穹窿位于扬子陆块西缘,以发育“里伍式”富铜矿床而著称。在总结江浪变质核杂岩、矿源层、成矿时代、构造变形与成矿关系等研究成果的基础上,认为对副变质岩及变基性岩夹层进行锆石U-Pb定年,可精确厘定里伍岩群、江浪岩组与甲坝岩组地层时代,进而查明江浪穹窿是否发育古老(太古宙—古元古代)变质基底;利用⁴⁰Ar/³⁹Ar热年代学对顺层韧性剪切带(略早于成穹作用)中黑云母与重力下滑褶皱(成穹作用后期)中绢云母进行定年,可限定江浪穹窿成穹时代;“里伍式”富铜矿床属中高温热液脉状铜矿床,其基本地质特征、成矿流体性质与造山型矿床相似;采用Rb-Sr(黄铜矿)、Re-Os(黄铜矿与磁黄铁矿)、U-Pb(含矿石英脉中热液锆石)以及Sm-Nd(矿化蚀变带中石榴石)同位素定年方法,能够获取可靠的成矿年龄。因此,正确应用现代先进测试技术有助于解决江浪穹窿及“里伍式”富铜矿床重要地质问题。此外,加强扬子陆块西缘穹窿之间的对比研究,对区域找矿工作非常有意义。     

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.