榴辉岩变质演化P-T轨迹研究新进展

榴辉岩研究是变质岩石学领域研究的热点与前沿,在解决高压和超高压变质作用、大洋和大陆地壳俯冲作用、碰撞造山作用等地质学问题和地球动力学研究中具有十分重要的意义。对榴辉岩研究的重要内容之一就是确定其变质P-T条件及其演化的P-T轨迹。本文对近年来在榴辉岩研究中确定榴辉岩变质P-T条件的方法-传统地质温压计方法和相平衡方法进行了简要的评述,着重分析了在大别山西段高压和超高压榴辉岩变质演化P-T轨迹研究方面所取得的最新进展。分析认为,榴辉岩变质演化P-T轨迹研究仍将是未来该领域的重要研究内容,而相平衡方法的运用则是其重要发展方向。     

柴北缘沙柳河榴辉岩 岩石化学及变质条件研究

柴达木盆地北缘东端沙柳河一带榴辉岩呈布丁构造赋存在新元古代末期花岗质片麻岩中,榴 辉岩主要由石榴子石、绿辉石和金红石等矿物组成。通过对该地榴辉岩的岩石化学和变质条件研究,发 现其峰期变质条件为492.12℃～653.48℃和1.008～1.625GPa,未达到超高压的环境,在岩石中也未 发现明显的超高压证据,与柴达木盆地北缘其他地区(鱼卡河、锡铁山、野马滩)榴辉岩有所区别。     

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。     

大别山太湖榴辉岩变质矿物共生分析

对皖西大别山太湖榴辉岩中的石榴子石（Ｇｔ）、单斜辉石（Ｃｐｘ）、角闪石（Ｈｂ）、蓝晶石（Ｋｙ）、斜长石（Ｐｌ）和方解石（Ｃｃ）等变质矿物进行了矿物共生分析,认为该区矿物共生组合的存在及其变化主要取决于钾钠化学位和温度、压力的变化,在榴辉岩向榴闪岩退变质转化过程中钠交代和温压的降低是重要的物理化学条件。     

大别山太湖榴辉岩变质矿物共生分析

对皖西大别山太湖榴辉岩中的石榴子石、单斜辉石、角闪石、蓝晶石、斜长石和方解石等变质矿物进行了矿物共生分析,认为该区矿物共生组合的存在及其变化主要取决于钾钠化学位和温度,压力的变化,在榴辉岩向榴闪岩退变质转化过程中钠交代和温压的降低是重要的物理化学条件。     

柴北缘侏罗纪煤层有机碳同位素组成与古气候

为了揭示陆相盆地聚煤期古气候演化及泥炭沉积驱动力,应用同位素地球化学、煤岩学等理论和方法,进行了柴北缘侏罗纪大煤沟F煤层有机碳同位素组成、频谱分析研究.δ~(13)C与镜惰比、Sr/Ba比及其指示的湖平面变化具有明显的负相关关系,认为δ~(13)C主要反映了聚煤期湿暖和干热两种古气候特征,随着气温升高、降雨量减少、气候变得干燥炎热,δ~(13)C发生重偏移,即δ~(13)C的时间变化揭示了F煤层沉积期由干热向温暖、再向干热的古气候演化趋势.结果表明:煤样固态物质有机碳同位素(δ~(13)C)变化在-25.6‰~-22.9‰之间,平均值为-23.9‰;煤层下部和上部碳同位素偏重、中部碳同位素偏轻,在煤层中部和顶部出现明显的负偏移和正偏移.频谱分析识别出F煤层内3.25 m和5.32 m两个厚度周期,该周期比值与泥炭地发育时期的岁差和黄赤交角周期比值相近,由此认为米兰科维奇天文周期是F煤层泥炭堆积的驱动力之一.     

柴北缘石泉滩和冷湖三号储层特征对比研究

为了查明柴达木盆地北缘石泉滩与冷湖三号地区位置毗邻,储层产油性却相差甚远的原因.运用沉积岩石学和储层研究的原理和方法,对石泉滩和冷湖三号地区下侏罗统小煤沟组储层,分别从沉积相、岩矿组成、岩石结构、孔隙结构、成岩作用和物性特征等方面进行对比研究.结果表明,石泉滩地区储层砂体为扇三角洲平原沉积,岩石刚性碎屑含量高、属孔隙式胶结、具较好的孔隙结构特征、曾受强压实和溶蚀作用、主要类属于中高孔—低渗储层.总的来说,含油性能要优于冷湖三号地区,但由于砂体厚度、构造活动和地层接触关系等诸多因素的影响,在产油方面却不及冷湖三号地区.     

柴北缘冷湖-南八仙构造带油气运移通道研究

柴达木盆地北缘冷湖一南八仙构造带的油气勘探实践表明,研究区内主要有三种油气运移通道：连通的砂体和不整合面通常是油气侧向运移的通道,断层是油气进行垂向运移的重要通道。综合地质、地震、测井和分析化验等资料,应用现代油气成藏理论、地球物理学等理论和方法,对研究区的油气运移通道及其与油气成藏的关系进行了研究。研究结果表明,油气运移通道类型及其空间组合方式是控制油气运移、聚集以及成藏的主要因素。探讨了该区油气运移输导层（不整合面、连通砂体、断层及三者的组合形式）对油气运移、聚集、成藏的控制作用及其与油气藏形成和分布的关系,为勘探实践提供指导。     

柴北缘塔塔楞环斑花岗岩的 矿物学特征及岩石学意义

通过对塔塔楞环斑花岗岩主要矿物结构及成分研究表明,岩体结晶经历了下列几个阶段:最早结晶的矿 物为斜长石、黑云母和石英,随后为钾长石球斑的主要结晶期,紧接着有球斑的环边生长和中粗粒基质形成,最 后结晶产物为分布在中粗粒基质间隙的细粒基质。黑云母都是富铁的,从早期到晚期富铁程度增加, w(TFeO)/w(TFeO+MgO)从0.80增加到0.96。钾长石广泛发育出溶钠长石条纹,推算出的球斑钾长石、中粗 粒基质和细粒基质钾长石的平均成分分别为Or69.61Ab29.59An0.80、Or71.50Ab27.94An0.56、Or72.63Ab26.47An0.90。球 斑内斜长石的An为25.98～29.41,中粗粒基质的An为23.85～27.48,而细粒中的An为11.94,主要矿物特征 与经典环斑花岗岩一致,而矿物成分的变异显示岩体形成过程中发生了有效的结晶分异。     

柴北缘冷湖构造带与马北油田原油地球化学特征对比

通过对冷湖构造带和马北油田26个原油样品中生物标志物分布与组成特征的系统分析,发现马北油田原油中姥植比(低于2.0)相对偏低,伽马蜡烷指数(0.10~0.20)相对偏高,甾烷组成中明显富含指示藻类贡献的C₂₇甾烷,且重排甾烷含量中等,它们与附近凹陷发育的中侏罗统湖相泥岩中的生物标志物分布与组成特征基本一致,显示它们之间存在成因联系;而冷湖构造带原油中姥植比(2.0~2.5)相对偏高,伽马蜡烷指数(低于0.05)相对偏低,明显富含指示陆源有机质贡献的C₂₉甾烷,且重排甾烷含量相对丰富,这一系列特征均明显有别于马北油田原油,而与冷湖地区发育的下侏罗统湖相泥岩中的生物标志物分布与组成特征相吻合,表明该地区发育的下侏罗统湖相泥岩是其主力烃源岩。     

柴北缘超高压变质带折返过程对金红石成矿的制约:来自鱼卡和铁石观西地区石榴石成分环带的证据

鱼卡和铁石观西榴辉岩均位于柴北缘超高压变质带,近期在鱼卡地区发现了大型以上的榴辉岩型金红石矿床,但在铁石观西地区仅发现钛矿化,两区成矿前景不同。在对两区进行详细野外地质观测、镜下观察及电子探针分析的基础上,通过LA-ICP-MS系统研究了榴辉岩中石榴石的主、微量元素特征等。结果表明:鱼卡和铁石观西榴辉岩虽然产状基本一致,但鱼卡榴辉岩基本无退变,石榴石较自形,含较多的包裹体,石榴石中的主、微量元素成分呈环带分布,幔边部富集稀土元素,而铁石观西榴辉岩退变较强,矿物他形,石榴石包裹体数量较少,部分石榴石单矿物主量元素环带已经被均一化,核幔部相对边部更富集稀土元素。结合年代学等证据,鱼卡榴辉岩的形成经历了相对快速俯冲和折返的动力学过程,钛成矿作用中金红石很少转变为钛铁矿,而铁石观西榴辉岩经历了一个快速俯冲而折返速率较缓慢的动力学过程,钛成矿作用中金红石大多转变成了钛铁矿。揭示鱼卡和铁石观西钛物相、动力学过程等差异的原因及标志,为柴北缘超高压变质带内进一步寻找榴辉岩型金红石矿床提供了依据与方向。     

福建长乐—南澳变质带演化的PTtd轨迹

长乐－南澳变质带变质矿物的共生组合，主要变质矿物角闪石、长石、石榴子石的成分和环带以及变形构造等的研制表明，该带遭受了３期变形变质作用，每一期变形均有对应的变质作用。变质作用的温压条件、构造变形时间分别是：５２５－５８０℃，０。４７－０．５８ＧＰａ，１６５Ｍａ；４５０－５５０℃，０．２－０．５ＧＰａ，１２０Ｍａ；１７０－３５０℃，０．１－０．２ＧＰａ，９０Ｍａ。变质带演化的ＰＴｔｄ轨迹为逆时针方向     

南桐矿区龙潭煤系热演化及煤变质研究

川东地区二叠系龙潭煤系煤变质分带与褶皱关系密切，背斜部位变质浅，向斜部位变质深，且变化急剧．在对南桐矿区重点研究的基础上，用沉积速率比值法和沉积趋势法恢复了川东地区各时期的沉积厚度以及褶皱运动前后龙潭煤系的热演化史，并用Ｈｏｏｄ法确定了煤变质阶段，对川东的煤变质规律作出了合理的解释。     

东昆仑高压变质带榴辉岩和榴闪岩地球化学特征及形成动力学背景

大陆造山带的高压—超高压变质带是古板块汇聚边界及古大洋俯冲和大陆碰撞造山的重要标志,榴辉岩作为高压变质作用形成的岩石,历来被广为关注。根据近几年东昆仑新发现的加当、苏海图、温泉、浪木日上游、宗加、五龙沟西（大格勒）等榴辉岩及榴闪岩,厘定出一条超过500 km的高压变质带,它是青藏高原北部一条重要的古板块接合带。在野外调查基础上,综合大量前人资料,从岩相学、矿物学及岩石地球化学等方面对东昆仑榴辉岩进行了系统的分析和研究。结果表明:东昆仑高压变质带榴辉岩可分为两种类型,即榴辉岩和退变质榴辉岩;石榴石矿物化学成分均表明榴辉岩为C型;榴辉岩主要为拉斑玄武岩系列,球粒陨石标准化稀土元素配分模式均为轻稀土元素富集型,主要介于富集型洋中脊玄武岩（E-MORB）与正常型洋中脊玄武岩（N-MORB）之间,原始地幔标准化微量元素蛛网图基本一致,显示出洋中脊玄武岩（MORB）特征;榴辉岩、榴闪岩温压条件近于一致,形成压力介于1.2~2.0 GPa或更高,温度不小于575 ℃,具有一个顺时针“发卡”型P-T轨迹,其变质峰期温压达到榴辉岩相;峰期变质年龄出现3个明显峰值,分别为451、432、412 Ma,432 Ma主峰期变质年龄约束了东昆仑早古生代洋盆关闭时间。     

大别超高压变质带榴辉岩中金红石SHRIMP原位U-Pb定年及其年代学意义

对大别超高压变质带榴辉岩中金红石进行了SHRIMP原位U-Pb定年,得到金红石U-Pb年龄为(219±4)Ma, 与前人利用TIMS方法获得的金红石年龄结果在误差范围内是一致的,验证了金红石用于SHRIMP原位U-Pb定年的可行性。通过对比发现,不同赋存状态的金红石U-Pb年龄无明显差别。根据本次测得的年龄数据,结合前人的研究成果,金河桥榴辉岩中金红石的U-Pb年龄为冷却年龄,代表了大别超高压变质带构造折返阶段的时代。     

不同变质类型煤的结构演化特征及其地质意义

基于煤结构演化特征及其地质意义在煤化作用研究中的重要性,采用X射线衍射分析、电子顺磁共振分析、显微傅立叶变换红外分析、高分辨率透射电子显微镜研究了特殊环境下形成的不同变形-变质类型的构造煤.结果表明:3类不同变形-变质类型煤具有显著的系统差异:尤以区域变质煤与另两类区分显著,叠加在高温之上的构造应力能够促进碳原子面网间距(d002)减小、基本结构单元(BSU)的延展度(La)和堆砌度(Lc)增大、促使BSU向稚理化发展;该实验条件下,构造-热变煤的d002较另两类煤平均减小了0.012nm左右,而La和Lc平均值则分别为另两类煤的近2倍和3倍左右.构造应力不仅影响物理煤化作用,而且在一定程度上可以导致煤有机大分子化学结构和化学组成的改变,对煤结构的演化具有超前效应.     

太行山中段阜平群变质作用及其演化的PTtd轨迹

对阜平群构造变形分析、对变质岩中不同时期矿物组合的演化、变质岩系中主要变质矿物辉石、石榴石、角闪石和长石等矿物的成分、环带及反应结构等的研究结果表明,阜平群主要受三个变形变质旋回的影响;3个变质旋回分别与3个变形旋回相对应;阜平群主要构造变形的时间分别为2.79Ga,2.7Ga和2.56Ga。变质作用的温压条件分别为750～850℃,550～700℃,450～550℃,700～900MPa,700～800MPa,500～600MPa。     

烟煤级构造煤分子结构演化及动力变质作用研究

在构造煤显微结构分析的基础上,利用红外光谱、拉曼光谱和XRD测试手段分析了不同变形程度低中阶和中高阶烟煤分子结构演化特征,并探讨了构造煤变形过程中发生的动力变质作用.研究结果表明:随变形程度的增加,低中阶和中高阶烟煤分子结构参数变化规律具有相似性,但各光谱参数的变化强度存在差异.低中阶烟煤,弱变形阶段动力变质作用不具有明显提高煤体变质程度的能力;强变形阶段动力变质效应增加,促进煤体高变质程度升高.中高阶烟煤,弱变形阶段光谱结构参数变化强度小于低中阶烟煤,原因在于变质作用导致煤体有机质结构的应力敏感度降低;强变形阶段动力变质作用加速煤分子缩聚,表现为芳香结构含量快速增加且尺寸增大.     

安徽怀宁古变质核杂岩体的结构及构造演化

变质核杂岩体是区域性伸展构造的主要类型之一。安徽怀宁即是这种构造在大陆板块内部发育并得到保存的典型地区。通过区域大比例尺构造解析认为:怀宁古变质核杂岩体自下而上由变质核、基底剥离断层、褶叠层及盖层4个部分组成。其经历了2次伸展体制及2次收缩体制的构造叠加,形成了一个多期复合变形变质的古变质核杂岩体。     

历史文化名城淮安古城空间演化历程

通过对历史文化名城淮安古城中旧城、新城与夹城空间演变过程的分析,研究其在空间结构演化各个历史阶段中,经济、交通、人口等因素在古城空间形成中的不同作用,推导淮安“三联城”特色空间演化轨迹。