超高压变质作用(UHPM)地质学及构造环境

地壳超高压变质作用在世界上不同地区出现,其形成需要令人难以置信的物理参数。目前在四个分离的研究程度较高的造山带多期变形和变质基底片麻岩块中均发现了柯石英和(或)金刚石,它们是挪威西部片麻岩区(约150×350km)、哈萨克斯坦北部科克切塔夫地块(约150×300km)、中国中东部的大别山和苏鲁地区(约100×450km)及欧洲西阿尔卑斯(约75×200km)柯石英和(或)金刚石的残留体以包体形式存在于较小榴辉岩透镜体(约1～10m)的石榴石、绿辉石或锆石中,或者存在于石英岩或片麻岩的石榴石中。围岩通常为     

河南桐柏地区麻粒岩和片麻岩的岩石学特征及其成因意义

对河南桐柏地区麻粒岩及其周围以前被认为是片麻岩的岩石从野外特征、结构构造、矿物成分、化学成分及峰期变质条件上进行比较，认为它们均相同。似层状、透镜状麻粒岩间以前被认为是高度风化片麻岩的岩石仍是麻粒岩，这是后期应力作用产生差异变形、退变质及风化作用的结果。这种变化不能等同于麻粒岩退变质为片麻岩。因此，桐柏麻粒岩的北侧围岩是与其呈断层接触的大理岩，南侧围岩为郭庄组上段花岗质片麻岩，麻粒岩构成一个约0．5km～2．0km宽的变质带。这对探讨桐柏麻粒岩的形成和演化具有重要意义。     

柴北缘锡铁山早古生代HP／UHP变质作用后的构造热事件——花岗岩和片麻岩的同位素与岩石地球化学证据

对柴达木盆地北缘锡铁山地区花岗岩中的锆石采用单颗粒锆石U-Pb法(TIMS)测年,谐合线上数据点给出的结果为428±1Ma,代表了花岗质岩浆的形成(上侵)时代.在锆石岩相学研究的基础上对围岩片麻岩中的锆石采用SHRIMP进行测年,10个点的Th/U比变化范围在0.01～0.08,表明锆石为变质成因,10个数据点给出的206Pb/238U表面年龄的加权平均值为435±7Ma,代表变质岩的变质年龄.两类岩石的锆石年龄在误差范围内一致,岩浆作用与变质作用时差很小.花岗岩地球化学特征表明岩体为Ⅰ型花岗岩,它的主量元素、稀土元素和微量元素特征与围岩片麻岩十分类似,表明花岗岩的源岩在成分上与围岩片麻岩相似.花岗岩的Nd模式年龄TDM=1.4～1.5Ga,围岩片麻岩的TDM=1.9～2.2Ga,暗示岩浆形成时有地幔物质的添加或混染.推测是由于地幔上隆使深部地壳岩石发生了部分熔融作用,形成花岗质岩浆时添加了地幔物质.锡铁山花岗岩是早古生代碰撞后伸展环境的产物.     

柴北缘绿梁山早古生代花岗岩浆作用与高温变质作用的同时性

采用SHRIMP方法获得绿梁山花岗岩的锆石U-Pb年龄为430±8Ma(12个测点平均),所有测点的Th/U比值均大于0.1,该年龄代表花岗岩的形成年龄.同时获得部分具有核-幔结构的继承锆石,其核部年龄为475～460Ma,Th/U比值为0.01～0.02,为典型的变质锆石,与围岩片麻岩中的锆石类似,反映了花岗岩与片麻岩之间的成因联系.绿梁山花岗岩属于钙碱性系列,SiO2含量为65.63%～74.78%,变化较大,属于过铝质岩石,推测其源岩以沉积岩为主.围岩片麻岩以变质沉积岩为主,可能为花岗岩的主要源岩.花岗岩的(87Sr/86Sr)t为0.71075(t=430Ma),εNd(430Ma)为-5.5～4.6,与围岩片麻岩的Sr-Nd同位素组成存在较大差别,可能反映了花岗岩形成于高温缺水的环境或者成岩时有地幔物质/年轻地壳物质的加入.花岗岩形成时代与片麻岩变质时代的一致性(430Ma),反映了它们为同一区域构造热事件的产物,是俯冲陆壳发生热松弛的记录.     

大别山双河超高压变质岩的稳定同位素研究

大别山双河地区片麻岩的δ18O值与共生榴辉岩同步变化，为（-4.7—+10.3）‰，这些片麻岩的18O亏损与榴辉岩一样是在遭受超高压变质作用之前原岩与大气降水交换的结果。榴辉岩及其围岩片麻岩在板块俯冲、超高压变质和岩片折返过程中可能为一个构造上的整体，两者为“原地”接触关系。     

柴达木盆地北缘超高压变质岩的围岩长英质片麻岩锆石LA—ICP—MS定年

柴达木盆地北缘大柴旦地区超高压变质岩的围岩--长英质片麻岩的主要矿物组合为石榴子石 蓝晶石 多硅白云母 条纹长石 石英 斜长石,形成压力在800MPa以上.在阴极发光图像内部结构研究的基础上,利用LA-ICP-MS对该长英质片麻岩中锆石的变质微区进行了详细的原位微区U-Pb定年,得到206Pb.238U加权平均年龄为427.2 Ma±4.5 Ma,对应的Th/U为0.01～0.06.该年龄与本区已有的榴辉岩的围岩超高压泥质片麻岩、石榴子石橄榄岩的变质年龄在误差范围内一致.     

介绍一个小而富的铂矿

区内出露前震旦系毛忽洞岩组,为深变质的片麻岩,主要是角闪斜长片麻岩、黑云母条带状片麻岩、注入片麻岩和少量透镜状大理岩.片麻岩走向北西至南东,北边以65～75°角南倾,南边以60～65°角北倾.矿区内中基性岩体、角闪岩、闪长岩、辉长岩、辉石岩作东西向展布.侵入体东西长4.8公里,南北宽1.4～1.8公里,与围岩产状基本一致,为不对称的岩盆(见图).     

柴达木盆地北缘超高压变质岩的围岩长英质片麻岩锆石LA-ICP-MS定年

柴达木盆地北缘大柴旦地区超高压变质岩的围岩——长英质片麻岩的主要矿物组合为石榴子石+蓝晶石+多硅白云母+条纹长石+石英+斜长石,形成压力在800MPa以上。在阴极发光图像内部结构研究的基础上,利用LA-ICP-MS对该长英质片麻岩中锆石的变质微区进行了详细的原位微区U-Pb定年,得到206Pb/238U加权平均年龄为427.2Ma±4.5Ma,对应的Th/U为0.01～0.06。该年龄与本区已有的榴辉岩的围岩超高压泥质片麻岩、石榴子石橄榄岩的变质年龄在误差范围内一致。     

鞍山地区营城子古太古代片麻岩杂岩的识别与锆石U-Pb年代学研究

鞍山地区分布有始太古代-新太古代花岗岩杂岩,是研究早期地壳物质组成及其演化的经典地区之一.通过大比例尺岩性调查工作,新近在营城子识别出一套片麻岩杂岩和奥长花岗岩组合,为本区古老岩系的对比、构造格局恢复、太古代地壳形成与演化研究提供了新的依据和线索.片麻岩杂岩主要由条带状黑云斜长片麻岩、(脉状)奥长花岗质片麻岩以及黑云母片岩组成,呈不同规模的包体产出于细粒、均匀块状的奥长花岗岩之中.片麻岩杂岩的岩石组合以及复杂多变、明显不均一的岩石组构特征表明具有深熔混合岩的成因特点.SIMS锆石U-Pb定年表明,片麻岩杂岩中条带状黑云斜长片麻岩和黑云母片岩形成年龄分别为3312±14Ma、3304±7Ma和3324±7Ma～3235±14Ma,明确反映古太古代热事件,此外个别样品中存在3.68～3.60Ga和～3.47Ga继承锆石.细粒黑云奥长花岗岩的年龄为3.14～ 3.13Ga,与全区中太古代岩浆热事件一致.区域对比分析表明:营城子片麻岩杂岩的岩石组合、产状关系和年代学特征与东山杂岩和深沟寺杂岩十分相似,为古大古代(3.33 ～3.24Ga)深熔作用的产物.营城子片麻岩杂岩是鞍山地区另一个保留有古老锆石信息和太古宙早期地壳岩石的地质体.     

柴北缘夹榴辉岩的片麻岩（片岩）地球化学、Sm-Nd和U-Pb同位素研究——深俯冲的前寒武纪变质基底？

在柴北缘的鱼卡-锡铁山-沙柳河一带,出露夹有榴辉岩透镜体的花岗质片麻岩(正片麻岩)和副片麻岩(片岩)。地球化学和Sm-Nd同位素数据显示副片麻岩(片岩)与正片麻岩具有类似的地球化学成分和一致的Nd模式年龄(1.88～2.18Ga),结合副片麻岩(片岩)局部包在正片麻岩中的野外关系,正片麻岩可能为副片麻岩(片岩)原地熔融作用的产物。U-Pb锆石测定表明熔融作用产生的正片麻岩的岩浆形成时代为952Ma。另外,这些夹榴辉岩的片麻岩(片岩)也与柴北缘北侧不夹榴辉岩的深变质基底片麻岩和中南祁连地块的变质基底片麻岩有相似Sm-Nd同位素特征和近一致Nd模式年龄(1.87～2.26Ga)。表明它们具有明显的亲缘关系,可能来源于具有古元古代晚期地壳形成年龄的同一变质基底。然而,与柴北缘北 侧和祁连地块的深变质基底岩石不同的是,这套含榴辉岩的片麻岩(片岩)明显遭受了早古生代变质作用的影响,正片麻岩锆石U-Pb测定获得的下交点年龄为478±44Ma,与柴北缘地区榴辉岩的变质锆石的年龄在误差范围内一致;而已在都兰地区副片麻岩锆石中柯石英包体的发现也证明了含榴辉岩的片麻岩(片岩)与榴辉岩一样同样经历了UHP变质作用。因此,我们认为柴北缘含榴辉岩的片麻岩虽然具有与相邻变质基底相似的早期演化历史,但在早古生代又与所夹的榴辉岩     

柴北缘超高压变质带都兰地区的构造演化历史——来自片麻岩独居石原位电子探针定年的证据

榴辉岩及其围岩的变质作用和年代学研究是揭示超高压变质地体形成机制及演化过程的关键,但是作为榴辉岩围岩的副片麻岩,由于其矿物组合相对简单,缺少指示温压条件的特征矿物,不容易将其岩石学特征与变质年龄相联系。本文对柴北缘超高压变质带都兰地区3个含石榴石副片麻岩样品进行了岩石学及独居石电子探针原位U-Th-Pb化学法定年研究,获得3个样品中独居石的表面年龄分别为433±15.4 Ma(8S01,沙柳河剖面)、440±11.2 Ma(8S55,都兰北带野马滩)和435±14.7 Ma(8S116,都兰南带)。其中沙柳河及都兰南带的两个样品年龄相似,与北带样品约有5 Ma的年龄差。3个测试样品中的独居石均表现为富集轻稀土元素,重稀土元素严重亏损,具有Eu的正异常,其中Eu/Eu^*与寄主岩石石榴石中Ca含量存在耦合关系。岩石学研究及温压条件计算表明独居石为角闪岩相退变过程中变质重结晶生长而成。都兰南带独居石样品测试点年龄介于440～430 Ma时具有较高的Y含量,且Y与Eu/Eu^*之间存在明显的负相关性,表明440～430 Ma之间都兰地区部分副片麻岩经历了角闪岩相退变质作用。     

北苏鲁威海地区伟晶岩的形成过程及其与超高压岩石深熔作用的成因关系

在北苏鲁超高压变质带的威海地区,普遍发育与含黑云母正片麻岩深熔作用存在密切成因关系的伟晶岩,它们主要以规模不一的脉体、无根不规则的透镜体赋存于超高压的含黑云母正片麻岩中.锆石中矿物包体的激光拉曼鉴定、锆石阴极发光图像分析、不同性质锆石微区U-Pb定年以及锆石原位微量元素和Lu-Hf同位素测试等综合研究结果表明,伟晶岩 (WH19) 中的锆石成因相对复杂,可划分为两种类型:第一类具有强发光效应 (白色) 的继承性岩浆结晶锆石的核 (Ic)、强发光效应 (灰白色) 新生岩浆结晶锆石的幔 (m) 和相对弱发光效应 (黑色) 的岩浆结晶锆石的边 (r);第二类具有强发光效应 (灰白色) 新生岩浆结晶锆石的核 (c) 和相对弱发光效应 (黑色) 的岩浆结晶锆石的边 (r).其中继承性岩浆结晶锆石核部 (Ic) 的矿物包体为Qtz + Kfs + Pl + Ap,与围岩含黑云母正片麻岩的基质矿物组合十分相似.继承性岩浆结晶锆石核部 (Ic) 记录的~(206)Pb/~(238)U年龄为769～228 Ma, 所组成的不一致线的上交点年龄为788±21 Ma,下交点年龄为225±20 Ma,这两组年龄分别与围岩含黑云母正片麻岩的原岩形成时代和超高压变质时代完全一致,表明该类继承性岩浆锆石来源于围岩含黑云母正片麻岩.新生岩浆结晶锆石的核部 (c) 和幔部 (m) 的矿物包体为Qtz + Kfs + Ap,与伟晶岩的基质矿物组合相似,记录的~(206)Pb/~(238)U年龄为223～217 Ma, 谐和年龄为219.5±1.4 Ma,应代表伟晶质岩浆的形成年龄或新生岩浆的初始结晶年龄.这组年龄比含黑云母正片麻岩的超高压年龄偏新,表明深熔作用应滞后于苏鲁地体超高压变质时代,更有可能发生于构造折返麻粒岩相升温减压退变质阶段.新生岩浆结晶锆石的边部 (r) 矿物包体相对较少,记录的~(206)Pb/~(238)U年龄为217～211 Ma, 谐和年龄为214.6±1.7 Ma,应代表伟晶质岩浆结晶结束的时代.继承性岩浆结晶锆石 (Ic) 的176Lu/177Hf = 0.00031～0.00360,~(176)Hf/~(177)Hf(t) = 0.282051 ～0.282348,εHf(t) = -8.3～2.4,T_(DM2) = 1.43～2.02 Ga,与围岩含黑云母正片麻岩中岩浆结晶锆石的Lu-Hf同位素特征完全一致,这进一步充分证明了新元古代含黑云母正片麻岩是深熔作用形成的伟晶质岩浆的母岩.麻粒岩相退变质阶段形成的新的岩浆结晶锆石的核部 (c) 和幔部 (m) 与继承性岩浆结晶锆石的Hf同位素特征存在明显差异,176Lu/177Hf = 0.00031～0.00099,~(176)Hf/~(177)Hf(t) = 0.282175～0.282225,εHf(t) = -16.7～-14.9,T_(DM2) = 1.91～2.0 Ga,表明在麻粒岩相退变质阶段,围岩含黑云母花岗岩的深熔作用是在开放体系条件下进行的.与新生岩浆结晶锆石核部 (c) 和幔部 (m) 对比,新生岩浆结晶锆石的边部 (r) 具有偏低的~(176)Hf/~(177)Hf(t)、εHf(t) 和更加离散的176Lu/177Hf(t) 值,176Lu/177Hf(t) = 0.00059～0.00288,~(176)Hf/~(177)Hf(t) = 0.282110～0.282168,εHf(t) = -20.6～-17.3,T_(DM2) = 2.03～2.21 Ma,表明伟晶质岩浆在临近结晶结束时仍然处在一个相对开放的体系条件.     

南秦岭略阳鱼洞子岩群磁铁石英岩形成时代的锆石U-Pb年代学约束

鱼洞子杂岩是秦岭造山带出露的重要太古宙基底,也是该地区最古老的复杂地质体.鱼洞子杂岩主要由变质地层(鱼洞子岩群)和规模不等的花岗质变质侵入体(花岗片麻岩)组成.各地质体间多以构造面理接触.鱼洞子岩群是重要的铁矿产出层位,铁矿及其赋矿围岩的形成时代一直没有可靠的依据.本次选择小沟山矿区磁铁石英岩分选出大量锆石.CL影像特...     

内蒙古白云鄂博地区基底岩石锆石年代学及对构造背景的指示

白云鄂博地区的克拉通基底岩石主要由糜棱岩化花岗片麻岩(2588±15Ma),正长岩、花岗闪长岩(2018±15Ma)和黑云母花岗片麻岩、含石榴石蓝晶石花岗片麻岩(～1890Ma)等组成,白云鄂博超大型稀土矿床就位于华北克拉通太古代基底之上。太古代克拉通基底在早元古代中晚期(2.0Ga)又经历了一次强烈的碰撞造山运动,造成了闪长质与花岗质岩浆侵位,以及1.9Ga片麻岩相变质事件。     

黄陵野马洞基性岩脉中锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成

采用激光剥蚀-等离子质谱(LA-ICP-MS)分析技术测定野马洞基性岩脉中锆石的U-Pb年龄和Hf同位素组成,以探讨黄陵地区TTG片麻岩原岩的形成及变质时间、是否存在比崆岭群更古老的地壳等问题。野马洞辉绿岩脉(1850 Ma)侵入TTG片麻岩,并从TTG片麻岩中捕获了大量捕掳晶锆石。捕掳晶锆石岩浆结晶核部的U-Pb年龄分别为2842 Ma、2900 Ma和2949 Ma,指示TTG花岗岩体为复式岩体,其至少经历了2949 Ma、2900 Ma和2842 Ma三期岩浆作用。捕掳晶锆石变质边部的U-Pb年龄为2557 Ma,指示TTG花岗岩体转变为TTG片麻岩,是"水月寺运动"及其构造热事件共同作用的结果,其变形变质的时间为2557～2511 Ma。捕掳晶锆石的εHf(t)为-9.85～0.89、平均值为-4.07,亏损地幔模式年龄TDM为3.6～3.2 Ga,指示黄陵地区存在比崆岭群(3.2 Ga)更古老的陆壳。     

大别山加里东期高压麻粒岩的发现及其大地构造意义

为了搞清大别山地区高压麻粒岩和高压超高压榴辉岩的关系,了解大别山地区加里东期构造-热事件的性质和特征,探索大别造山带的区域延伸和对比等,选择大别山东部惠兰山麻粒岩及安徽太湖石马榴辉岩的直接围岩——含榴斜长片麻岩进行了同位素年代学研究。惠兰山麻粒岩呈似层状夹于长英质片麻岩中,岩性为石榴角闪二辉麻粒岩,其峰变质条件t=682～880℃;P=0.9～1.29 GPa,峰变质压力与大别山西部熊店加里东期榴辉岩相当。惠兰山麻粒岩存在两类不同晶形特征和不同成因的锆石。其中长柱状锆石用~(207)Pb/~(206)Pb蒸发法给出平均年龄443±23 Ma,代表了麻粒岩相峰变质年龄;浑圆粒状锆石用同样方法给出的年龄为2300±15 Ma,可能反映麻粒岩原岩形成年龄或前期变质事件的时代。石马含榴斜长片麻岩     

秦岭发现金刚石:横贯中国中部巨型超高压变质带新证据及古生代和中生代两期深俯冲作用的识别

在秦岭北带榴辉岩及其围岩片麻岩的锆石中发现金刚石和大量石墨包裹体。金刚石具典型的1331～1334cm~(-1)拉曼谱峰。变质金刚石的发现证明秦岭北带榴辉岩及其围岩片麻岩经历了超高压变质作用,其俯冲深度>120 km。片麻岩锆石的SHRIMP定年表明,锆石核部代表岩浆事件的年龄或之前的残核年龄为1200～1800 Ma,超高压变质新增生边部的年龄为507±38 Ma,属早古生代。认为北秦岭超高压变质带与印支期大别超高压变质带(240～200 Ma)是时空上两个带。北秦岭超高压变质带向西可以与南阿尔金—柴北缘早古生代(490～440Ma)超高压变质带相连,向东与大别西北部的熊店和浒湾早古生代榴辉岩(420～400 Ma)相连,组成一条沿中央造山带北部分布的加里东期超高压变质带。认为主要分布在大别山南部的印支期超高压变质带应与南秦岭的高压蓝片岩带相连,组成一条分布在中央造山带南部的印支期高压超高压变质带。北秦岭超高压变质带的发现,为中央造山带存在一条西起阿尔金,东至苏鲁的近4000 km的世界上最大的一条超高压变质带的确定提供了新的关键性证据。而沿中央造山带分布的两条超高压变质带说明:①中国南北大陆在早古生代就已拼接在一起,其后,又有印支期的俯冲和碰撞叠加,加里东期超高压变质带主要分布在北部,后者在南部,两者时     

北阿尔金拉配泉米兰群片麻岩及其中两期基性岩墙群LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及地质意义

北阿尔金拉配泉北侧米兰群混合角闪斜长片麻岩被2期基性岩墙群(辉绿玢岩和棕闪煌斑岩)侵位。本次分别对三者进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素侧年。混合岩化角闪斜长片麻岩中锆石结晶年龄为2007Ma±25Ma,结合西北地区2.0Ga左右广泛的构造-热事件,可能与Columbia超大陆汇聚有关。辉绿玢岩和棕闪煌斑岩的年龄结构相似,锆石较老年龄组分分别为1962～2093Ma和1804～2038Ma,系在侵位时从围岩(混合角闪斜长片麻岩)中捕获的锆石的年龄;最年轻的年龄组分(79～94Ma)代表基性岩墙群的侵位时间,与阿尔金北缘断裂伸展活动有关;古生代年龄(288～504Ma)为岩墙群上侵过程中同化混染北阿尔金蛇绿混杂岩带部分岩石的年龄。     

阿尔金江尕勒萨依榴辉岩和围岩锆石LA ICP MS微区原位定年及其地质意义

阿尔金江尕勒萨依榴辉岩及其直接围岩——石榴子石黑云母片麻岩锆石的阴极发光图像、微区原位LA-ICP-MS微量元素分析研究表明,榴辉岩锆石内部结构比较均匀,少数颗粒保留斑杂状残核;位于锆石斑杂状残核测点的重稀土相对富集,Th/U比值多大于0.4,为岩浆锆石的特征;位于锆石边部与内部结构均匀颗粒上的测点显示HREE近平坦型或弱亏损型的稀土配分模式,显示了与石榴石平衡共生的变质锆石特征;而石榴子石黑云母片麻岩的锆石具有核-幔-边结构,核部为碎屑锆石,幔部则为与石榴石平衡共生的变质锆石。LA-ICP-MS微区定年获得榴辉岩的变质年龄为(493±4.3)Ma,其原岩形成年龄为(754±9)Ma;石榴子石黑云母片麻岩的变质年龄为(499±27)Ma。榴辉岩的变质年龄滞后于其原岩的形成年龄约250Ma,并且榴辉岩与其直接围岩副片麻岩的变质年龄几乎完全一致,充分表明该超高压榴辉岩的形成是陆壳深俯冲作用的产物。     

康定片麻岩岩石化学特征的初步研究

川西地区康定片麻岩(原称澄江—晋宁期岩浆岩第Ⅳ期的酸性岩)的主体是富钠质的英云闪长质-奥长花岗质片麻岩(灰色片麻岩);尚有少量花岗质片麻岩,系灰色片麻岩遭受钾质交代而成。其岩石化学特征与太古代花岗地体一致.灰色片麻岩属低铝型,以相对富铁和不具Eu异常为特征。它与川滇交界区晚太古代垭口片麻岩等一起构成川西滇中地区的片麻岩基底.