汉诺坝大麻坪低εNd中性麻粒岩包体单颗粒锆石U-Pb年代学研究

利用 LA-ICPMS对采集自汉诺坝大麻坪玄武岩中的两个 143Nd/144Nd比值最低[εNd(0)=-26.8～-29.5]的中性麻粒岩包体的单颗粒锆石 U-Pb年代学进行了研究,获得了 2 444 Ma和 2 494 Ma的上交点年龄和 88 Ma的下交点年龄,反映它们是新太古代形成的受到中生代岩浆底侵-热变质作用影响的下地壳麻粒岩.这些包体与周坝玄武岩中～1.9 Ga的长英质麻粒岩包体共同确证了华北克拉通北缘目前的下地壳中仍然残留有前寒武纪下地壳岩石.结合区域构造演化历史和 DMP-70的层状堆晶特征,推断其原岩形成于～2.5 Ga岩浆底侵事件.     

辽宁盖县梁屯—矿洞沟碱性正长岩杂岩体的U—Pb和Sm—Nd年龄及其地质意义

辽宁梁屯 -矿洞沟杂岩体主要由辉石正长岩、霓辉正长岩和霓辉角闪正长岩等碱性岩石组成 ,具有全岩 Rb- Sr等时线年龄 186 6± 115 Ma和 ISr=0 .70 4 9的同位素特征 ,是我国目前报道的最古老的碱性正长岩类。本文报道了该岩体的锆石U- Pb和全岩 Sm- Nd同位素测试资料 ,获得了锆石 U- Pb同位素年龄为 185 7± 2 0 Ma、Sm- Nd等时年龄为 1787± 180 Ma、εNd(t) =- 4 .8～ - 5 .0的数据。它们反映出该杂岩体形成年龄的上限为 185 7± 2 0 Ma、下限不小于 1787± 180 Ma,来源于富集地幔物质。基于这些数据并结合区域地质资料分析 ,作者提出了华北地台北缘古元古宙存在有富集地幔储库 ,以及辽河群主体形成于 190 0 Ma以前的认识     

大别山北部榴辉岩的Sm-Nd年龄测定及其对麻粒相退变质时间的制约

报道了大别山北部三个榴辉岩样品的矿物 Sm- Nd等时线年龄，它们分别为 (210± 6) Ma或 (214± 6) Ma、 (208± 38) Ma和 (208± 4) Ma。氧同位素研究表明，这些样品中的石榴子石与绿辉石之间处于氧同位素平衡状态，因此，该 Sm- Nd等时线定年结果可靠。本区榴辉岩的高压麻粒岩相退变质阶段的冷却年龄为 210 Ma左右；榴辉岩的钕同位素初始比ε Nd(t)(两个样品一个为－ 10左右，另一个为－ 2)基本上表现为陆壳岩石特征，可能类似于南部超高压带中的榴辉岩，为印支期扬子陆壳俯冲变质成因。它们的全岩δ 18O值较低，为＋ 2.4‰～＋ 3.6‰，可能指示其原岩同大别山南部超高压带中榴辉岩一样，在板块俯冲之前，经受过高温地表水热液蚀变。年代学结果表明，大别山北部榴辉岩在 230～ 210 Ma期间经历的是一等温或升温过程，这与大别山南部含柯石英榴辉岩在这一时期的快速冷却过程形成强烈对比，这对理解俯冲陆壳中不同构造岩片折返过程的差异有重要意义。     

扬子克拉通北缘神农架群火山岩锆石Hf同位素特征

报道神农架群安山质熔结凝灰岩中锆石的Hf同位素数据,以此对其岩浆来源与岩石成因进行约束.结果显示,Nd-Hf同位素之间存在脱耦现象,虽然各样品之间显示出较为一致的元素地球化学和Nd同位素组成,但同一样品中具有高度变化的锆石εHf(t)值,对应锆石Hf同位素模式年龄为2587～1608 Ma,表明岩浆在形成和上升过程中可能受到了陆源碎屑物质组分的混染.该组分改变了岩浆结晶时部分锆石中的Hf同位素组成,然而未改变全岩地球化学及Nd同位素组成,可能表明锆石原位Hf同位素在反映岩浆形成和演化过程中对于碎屑沉积岩混染的识别比全岩Nd同位素具有更为灵敏的指示意义.结合该岩石的全岩地球化学特征,认为神农架安山质熔结凝灰岩来自深部幔源岩浆上涌引起的元古宙基性下地壳岩石部分熔融,且在上升过程中受到了俯冲碎屑沉积岩的混染.     

道县玄武岩中麻粒岩包体的岩石学及年代学

湖南道县虎子岩玄武岩是中生代末期形成的 ,含有较多的岩性各异的深源岩石包体。其中 ,麻粒岩包体属二辉麻粒岩 ,以含变质成因的紫苏辉石为鉴别特征。麻粒岩的平衡温压条件为 :t =845～ 95 0℃ ,p =0 .734GPa ,h =2 5km。取麻粒岩包体全岩样品及斜方辉石和长石矿物样品 ,进行Sm -Nd同位素测定。全岩两阶段模式年龄为 1.76～ 1.77Ga ;矿物等时线年龄值为 (5 44± 9)Ma ,ε=- 6 .2。由此可佐证麻粒岩包体来源于下地壳 ,其原岩是中元古宙裂谷期基性岩浆活动的产物 ,于早加里东期变质 ,其Sm -Nd同位素得到再次平衡。     

大陆碰撞造山带榴辉岩相的熔体活动:来自南阿尔金基性麻粒岩中长英质脉体的证据

本文通过对南阿尔金巴什瓦克基性麻粒岩中长英质脉体的岩相学、锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素及全岩主微量地球化学的综合研究,首次限定了该区基性麻粒岩中长英质脉体的形成时代为491±2 Ma (MSWD=0.91),此年龄与寄主麻粒岩高压—超高温阶段(榴辉岩相)的变质时代在误差范围内近一致,表明长英质脉体形成于榴辉岩相的变质阶段。由于长英质脉体中锆石明显不同于寄主基性麻粒岩中变质锆石的形态特征,基本排除了长英质脉体中的锆石为捕获锆石的可能性。此外,该长英质脉体中的锆石具有少量的长石、石英包裹体和较低的Th/U比值(0.05-0.41),锆石稀土元素配分模式图显示其具有重稀土富集和Eu负异常的特征,这些证据表明长英质脉体中的锆石可能结晶于变质熔体之中。长英质脉体的全岩地球化学特征显示其该脉体具有相对较低的K2O值,基本上排除了其来源于围岩长英质麻粒岩的可能,而且这些锆石的Hf同位素特征与寄主岩石的锆石Hf同位素特征具有相似性,表明形成长英质脉体的熔体为内部来源。结合全岩地球化学特征,推测其可能为基性麻粒岩发生部分熔融所致。     

云开前加里东花岗质岩石Sm-Nd、Pb/Pb同位素定年及其意义

利用Sm Nd ,Pb/Pb同位素测年方法对云开核部条带-眼球状花岗质岩石进行了年龄测定 ,首次获得Sm Nd全岩 14 14± 68Ma和Pb/Pb全岩 1388± 90Ma的等时线年龄 ,表明云开地区不仅在加里东期发生了造山运动 ,而且在中元古代发生了更为重要的构造 -岩浆造山运动 ,其时代与全球性格林威尔造山旋回可以对比。     

川西沙坝麻粒岩的Sm-Nd和Rb-Sr同位素年龄及其地质意义

首次测定扬子板块西缘古老的结晶基底岩石沙坝麻粒岩Sm Nd矿物等时线年龄为 114 0± 110Ma ,代表中元古代末期麻粒岩相变质作用时代。Rb -Sr矿物等时线年龄为 2 18± 11Ma ,可能为晚古生代至早中生代基性岩浆侵入的热扰动改造年龄。其亏损地幔模式年龄TDM 为115 8Ma ,表明沙坝麻粒岩的原岩在成岩之后不久即经受麻粒岩相变质作用。根据上述年龄以及紫苏辉石中Nd同位素封闭温度和40 Ar/ 3 9Ar年龄等资料的计算表明 ,以沙坝麻粒岩为代表的下地壳岩石抬升运动速率是缓慢的     

下地壳麻粒岩包体研究进展及其意义

产于火山岩中的下地壳麻粒岩包体是人们窥视深部地壳的一个窗口，现已成为人们探索大陆下地壳物质组成和演化最直接的研究对象。下地壳岩石包体一般具有麻粒岩相矿物组合，主体由镁铁质麻粒岩组成，以出现紫苏辉石矿物为标志下地壳包体的平衡温度为700－1040℃，平衡压力在0．8－1．4GPa之间。在绝大多数地区，基性下地壳包体占优势，其共同特征是低SiO2、高CaO和Mg^ ，过渡族元素和不相容元素含量变化很大，不机构造背景和不同岩石类型的包体同位素成分也有差异，全球各大陆下地壳包体Nd、Pb同位素组成分布具有“块体效应”特征。利用出露于地表的下地壳麻粒岩包体可以探讨下地壳物质组成和成分，建立下地壳物性剖面和岩石圈模型，并可作为幔源岩浆底侵作用的重要判据之一。世界范围内下地壳麻粒岩包体研究表明，在探讨下地壳的组成特点上，由火山岩中麻粒岩包体和出露的麻粒岩地体两类岩石样品所获得的下地壳组成特点存在比较大的差异，前者较后者反映的下地壳组成更偏基性。下地壳包体的类型与成因对揭示大陆地壳的增生、演化方式以及壳－幔交换作用具有重要的指示意义。     

胶东地块西部变质岩锆石U-Pb定年和氧同位素研究

对胶东地块西部变质岩作了系统的锆石U-Pb定年和矿物氧同位素分析,结果对这些变质岩的原岩性质和变质时代提供了制约。研究得到:(2)2个TTG片麻岩的原岩谐和年龄分别为2692±14Ma和2691±12Ma,部分锆石记录了1.7Ga～1.8Ga左右的变质事件。岩浆锆石δ~(18)O值为5.11～5.55‰,指示TTG岩浆在成因上与幔源岩石关系密切;(2)呈透镜状包体分布于TTG片麻岩中的斜长角闪岩全岩δ~(18)O估计值总体在6.0～6.5‰之间,表明斜长角闪岩原岩同样具幔源性质,其原岩初始氧同位素组成总体未受后期变质作用改造,但局部有低δ~(18)O值(3.6‰)斜长角闪岩分布,指示胶东地块西部同样存在δ~(18)O亏损事件;(3)粉子山群长英质副片麻岩具有较高的氧同位素组成,全岩δ~(18)O估计值在12.3～14.5‰之间,锆石δ~(18)O值高达9.92‰,指示其源区物质为高δ~(18)O值表壳岩。粉子山群斜长角闪岩全岩δ~(18)O估计值在5.5‰左右,表明其原岩具有幔源性质,原岩初始氧同位素组成也未受后期变质作用的明显改造;(4)粉子山群混合岩化变质作用时间为1748±22Ma,斜长角闪质混合岩中变质新生锆石δ~(18)O值为6.07‰,长英质混合岩中变质新生锆石δ~(18)O值为6.88～7.67‰,指示在混合岩化变质作用过程中有外部高δ~(18)O值流体加入,引起混合岩氧同位素组成不同程度地升高;(5)粉子山群中橄榄大理岩岩浆核锆石U-Pb不一致线上、下交点年龄分别为769±48Ma和215±34Ma,分别代表岩浆锆石结晶年龄和变质年龄,说明胶东地块西部同样存在新元古代岩浆活动,并遭受到三叠纪变质作用;(6)分布于TTG片麻岩中的基性麻粒岩原岩年龄为2379±54Ma,麻粒岩相变质作用时间为1794±41Ma,与混合岩化变质作用时间基本一致。麻粒岩相变质锆石δ~(18)O值为4.75‰,氧同位素研究表明基性麻粒岩原岩具幔源性质,其原岩氧同位素组成未受到后期变质作用改造。胶东地块西部新元古代岩浆活动、印支期变质时代和~(18)O亏损事件的产出指示,胶东地块西部有可能属于扬子板块,对应于扬子板块北缘新元古代裂谷岩浆侵位时裂谷肩部的北翼古老围岩。在印支期陆壳俯冲过程中,整个胶东地块西部可能并没有俯冲到地幔深度。     

The Late Paleoproterozoic Orogeny in the North China Craton

Granulite TTG and khondalite formations are the two typical types of Precambrian metamorphic basement in the North China Craton. The former belongs to the basement of the Archean craton, while the latter is a Paleoproterozoic metasedimentary rock series. The formation of the TTG rock series took place during the period of 2500 to 2450 Ma, near the end of the Archean, and it has undergone multiple times of metamorphism. The cooling rate of the TTG lower crust is quite low (less than 0.3°/Ma), developed during slow crustal cooling in a rather stable tectonic environment. The khondalite rock series underwent amphibolite- to granulite-facies metamorphism that is isotopically constrained to 2000 to 1800 Ma followed by fast crustal cooling from 2.4° to 3.4°/Ma. Based on the thermal and dynamic features of different types of metamorphic rocks, the tectonic state of the crust, and the obvious change of crustal cooling rate from Neo-Archean to Paleoproterozoic, it is clear that continental orogeny existed in the North China craton between 2000 Ma and 1800 Ma.     

胶东莱西地区高压麻粒岩的Sm-Nd同位素年代学

在胶东地区莱西-莱阳-栖霞一带的晚太古代花岗片麻岩中,出露一条长约200多公里,NE向展布的高压基性麻粒岩-超镁铁质岩带。由于这条岩带东邻苏鲁高压-超高压变质带,西接华北克拉通基底的古老变质岩,因此其区域构造归属以及大地构造意义是一个十分重要的问题。本文分析的高压基性麻粒岩样品具有降压退变质结构,退变质矿物组合为麻粒岩相。矿物-全岩Sm-Nd等时线年龄为1752Ma,全岩T(DM)模式年龄为2788Ma,与华北克拉通北缘的高压基性麻粒岩的同位素年龄完全相似。根据高压麻粒岩-超镁铁质岩的围岩片麻岩特征和同位素年龄,可以确定这条出露于华北陆块东缘的岩带是早前寒武纪华北克拉通下地壳岩石,其抬升与华北陆块与扬子陆块的拼合有关。     

华夏地块基底变质岩同位素年龄数据评述

根据基底正变质岩原岩的同位素年龄、地壳岩石中继承锆石U-Pb年龄和变质沉积岩的Nd模式年龄数据, 华夏地块存在一个主要由古元古代和中元古代地壳组成的变质基底. 我们在使用文献中报道的Sm-Nd等时线年龄数据时要慎重, 必须根据同源、同时、封闭和具有合适母子体比值的等时线判别原则对其合理性进行鉴别的基础上才能确定取舍. 继承锆石U-Pb年龄和Nd模式年龄都大于基底变质岩的原岩形成年龄, 因而它们不能代表基底的地层年龄. 对于继承锆石U-Pb年龄和Nd模式年龄反映的华夏地块广大区域内存在太古代地壳再循环组分, 不能笼统认为来自遥远的华北地块而排除华夏地块本身存在太古代地壳的可能性. 华夏地块是否存在太古代地质体, 应引起我们高度重视, 值得进行进一步研究和确定     

华北克拉通破坏过程中下地壳的改造——捕虏体证据

华北克拉通出露的前寒武纪麻粒岩地体和显生宙不同时期火山岩中的麻粒岩捕虏体是地质历史上不同时期下地壳的代表性样品,对它们的对比研究为华北克拉通下地壳的演化提供了重要制约。本文在前人工作基础上,主要从地体麻粒岩和不同时代火山岩中捕虏体麻粒岩的锆石年代学和Hf同位素组成特征角度,指出在华北克拉通岩石圈破坏过程中,不仅岩石圈地幔发生了减薄和改造,岩石圈地幔之上的下地壳也发生了不同程度的减薄和改造,这种改造存在区域上的差异,包括改造的时间、改造的程度等。下地壳的改造方式主要以幔源岩浆的底侵为主,古老地壳物质的重熔也是可能的一种方式。     

华北克拉通中生代下地壳置换：非造山过程的壳幔交换

华北克拉通内部前寒武纪麻粒岩地体和新生代火山岩的麻粒岩捕虏体的研究表明，前寒武纪下地壳与现今下地壳的是不同的。下地壳的主要置换发生在中生代。这表明，华北克拉通中生代的构造重大转折，不仅使得盆山格局发生了变化，而且下地壳和上地幔的组成和结构发生了变化。已发表的关于东部岩石圈减薄的机理有折沉作用、幔柱构造模式，均与造山带的演化相联系。本文注意到，华北克拉通最下部地壳的部分或大部都已被中代的下地壳置换，它们不仅发生在克拉通边部，而且发生在克拉通内部。因此华北克拉通中生代的下地壳被中生代的下地壳取代的作用，可称为华北克拉通中生代换底作用。中生代时期的华北拉通下可能存在有规模的地幔柱，强烈的壳幔交换是换底的作用的主要方式，热侵蚀和化学侵蚀的细节还不清楚。但可以推测这与造山带的演化没有直接关系，和造山带岩石圈根部的折沉作用有一般意义的底侵作用不同。     

天然火山作用探测华北下地壳组成、结构及其形成过程

与中上地壳相比，对下地壳组成、结构的认识受限于样品的获取，然而天然火山作用携带的下地壳捕虏体可以为了解下地壳提供关键样品。华北克拉通是世界上最古老的克拉通之一，显生宙以来的火山作用携带有丰富的下地壳捕虏体，为探测华北下地壳组成、结构及其形成过程提供了可能。通过对这些捕虏体定深、定性及定年的综合研究，构建了以信阳，莒南，汉诺坝和女山等典型地区为代表的下地壳组成、结构剖面模型。这些剖面表明，华北克拉通下地壳具有分层的特点，且上老下新，暗示可能与底侵作用有关。其中捕虏体的锆石U- Pb年龄和Hf同位素的研究，揭示了该克拉通下地壳复杂的形成与演化过程：最古老的组成部分可能老至~4. 0 Ga冥古宙，此后经历了3. 80~3. 65 Ga古太古代的再造作用，2. 8~2. 5 Ga 新太古代和2. 3~1. 8 Ga 古元古代的增生与再造共存，同时还经历了显生宙以来包括462~220 Ma，140~90 Ma和47~45 Ma的增生与再造事件。     

华北克拉通岩石圈地幔置换作用和壳幔生长耦合的Re-Os同位素证据

测定了辽宁复县奥陶纪金伯利岩和河北汉诺坝与山东栖霞第三纪碱性玄武岩中产出的地幔包体的Re Os同位素组成。金伯利岩中地幔包体的Re贫化Os同位素模式年龄 (TRD)为 2 .5～ 2 .8Ga ,从Re Os同位素定年角度证明了华北克拉通确实存在太古宙岩石圈地幔。对汉诺坝二辉橄榄岩包体获得了 (1.9± 0 .18)Ga的Re Os同位素等时线年龄 ,表明现今保存在那里的地幔主要是古元古代时形成的。汉诺坝地区出露有大量新太古代岩石 ,表明曾存在太古宙地幔。由于缺乏太古宙年龄 ,说明由汉诺坝所代表的克拉通中部曾存在的太古宙地幔在古元古代时已被减薄 ,并被 1.9Ga的新生岩石圈地幔置换。该事件与华北克拉通中部广泛的古元古代碰撞造山过程导致的麻粒岩相变质作用的时代相同 ,说明有关的岩石圈置换作用可能主要与拆沉作用有关。栖霞地幔包体具有与现代对流地幔相同的Os同位素组成 ,且Os同位素组成与Re/Os比值没有明显相关性 ,表明年龄很新。结合其它地质地球化学证据 ,说明克拉通东部的太古宙岩石圈地幔的置换作用主要发生在中生代 ,且可能与三叠纪华北和扬子陆块的陆陆碰撞造山导致的岩石圈地幔和下地壳的拆沉作用有关。本研究表明华北克拉通岩石圈地幔置换作用在时空上的分布是十分不均一的。 2 .5～ 2 .8Ga与 1.9Ga不仅?     

华北地台部分麻粒岩地体及包体的地球化学特征对比

华北地台麻粒岩包体（汉诺坝）与麻粒岩地体（西望山、蔓菁沟）存在明显的岩石地球化学特征差异，麻粒岩包体总体成分偏基性，麻粒岩地体总体成分偏长英质。形成时间、空间及构造背景的不同是造成成分差异的重要因素。汉诺坝麻粒岩包体是在拉线环境下玄武质岩浆底侵下地壳后结晶分异过程中堆晶作用的结果，其主、微量元素成分受控于辉石和斜长石堆晶的相对比例；下地壳物质的混染作用不是造成麻粒岩包体Nb、Ta、Th、U亏损的惟一因素，底侵的玄武质岩浆可能发生了含钛矿物相的结晶分离，造成了汉诺坝麻粒岩包体Nb、Ta亏损，而下地壳的麻粒岩相变质作用则使Th、U发生亏损。麻粒岩地体存在两种不同性质的微量元素组成，反映了两种不同构造环境的并置，是构造挤压抬升的结晶。     

华北麻粒岩相岩石的主要特征及今后研究中值得注意的几个问题

华北前寒武纪麻粒岩与国外同类组合相比有特殊性,如(1)具面状分布的特点;(2)麻粒岩类型缺少斜长岩-淡色辉长岩组合以及下部堆晶相辉长岩组合,灰色片麻岩比例少,并普遍受到钾质交代;(3)多为不亏损型麻粒岩,未发现熔融残留型麻粒岩;(4)变质压力为低—中压过渡型,堇青石在变质沉积岩中普遍存在;(5)华北克拉通经历了多期麻粒岩相变质作用。这些特征对于深入研究华北麻粒岩的成因、下部地壳的性质以及克拉通的形成和演化都是必须加以考虑的。     

中国东南新生代玄武岩中麻粒岩相捕虏体的新发现及其意义

本文报道了在中国东南地区女山、桂子山、西垄和麒麟等地新生代玄武岩中新发现的麻粒岩相捕虏体。研究显示女山存在多种岩石类型的捕虏体,其中本次研究新发现的石榴子石麻粒岩与二辉麻粒岩在矿物化学和形成条件上明显不同。石榴子石麻粒岩的次透辉石（富Al2O3,Na2O)、紫苏辉石（富Al2O3) 形成于较深（＞40km)的下地壳,厚的地壳和较低的地温梯度（20－24℃/km)表明当时女山处于相对稳定的克拉通环境;女山二辉麻粒岩的次透辉石和紫苏辉石（贫Al2O3,Na2O)形成于较高地温梯度（31－34℃/km）的构造背景,指示当时女山处于活动大陆边缘或裂谷环境。复杂的岩石类型和不同的形成条件表明女山的下地壳是由多期岩浆活动的产物组成。广东麒麟和雷州的二辉麻粒岩的次透辉石以低Al2O3和低Na2O为特征,温压估算显示它们形成于较浅部（23－27km)和高地温梯度的地质背景,指示当时华南处在强烈的拉张减薄的构造环境。浙江西垄和新昌的麻粒岩捕虏体的矿物学特征和形成条件介于女山和广东的麻粒岩捕虏体之间。女山麻粒岩捕虏体的岩石组合和形成条件与华北太古代麻粒岩地体和汉诺坝麻粒岩捕虏体相似,而与华南的明显不同,表明女山的下地壳隶属于华北板块。在华南沿海从北到南基性麻粒岩的发现,显示中生代基性岩浆的底侵作用普遍存在。