苏鲁地体超高压和退变质时代的厘定:来自片麻岩锆石微区SHRIMP U-Pb定年的证据

锆石微区矿物包体的激光拉曼和阴极发光测试以及相应的SHRIMP U-Pb定年结果表明,苏鲁地体片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息。其中副片麻岩锆石核部记录了345～743 Ma的继承性锆石年龄,标志着原岩碎屑锆石来源的复杂性;含柯石英的锆石微区记录了220～234 Ma的超高压变质年龄;而含石英包体的边部则记录了202～219 Ma的退变质年龄。正片麻岩继承性锆石核部所记录的年龄为574～680 Ma,表明原岩锆石曾经历了部分Pb丢失,原岩的形成年龄应大于680 Ma;含柯石英锆石微区所记录的超高压变质年龄为224～242 Ma;而锆石边部所记录的退变质年龄为209～219 Ma。两类片麻岩锆石微区所隐藏的超高压变质和退变质年龄信息十分相近,平均值分别为229±4Ma和211±4Ma,标志着苏鲁地体超高压变质时代应为印支期,相应的构造抬升速率约5.6 km/Ma。该项成果不仅确定了苏鲁地体超高压变质和退变质时代,而且对于深入探讨苏鲁地体快速折返过程中的动力学机制有着重要的科学意义。     

苏鲁超高压变质带含褐帘石正、副片麻岩中变质锆石的地球化学性质及其SHRIMP U-Pb定年

含褐帘石正、副片麻岩是苏鲁地体重要的超高压变质岩石。矿物包体激光拉曼鉴定、阴极发光图像分析、锆石微区LA-ICP-MS成分测试及SHRIMP U-Pb定年结果表明,含褐帘石正、副片麻岩中的锆石具有明显的三层结构,即弱发光效应的继承性(碎屑或岩浆结晶)锆石的核、强发光效应的含柯石英变质增生幔部和弱发光效应的退变边。继承性岩浆结晶锆石核部记录了新元古代(>810Ma)的原岩形成年龄,含柯石英锆石微区记录了241～223Ma的超高压变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为230±7Ma和229±7Ma),锆石的退变边记录了217～200Ma的角闪岩相退变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为211±3Ma和210±2Ma),由此限定苏鲁地体构造抬升速率为5.3km/Myr,表明苏鲁超高压岩石经历了一个相对快速抬升的变质演化过程。与苏鲁-大别其它超高压岩石变质增生锆石对比,含褐帘石正、副片麻岩中的超高压变质增生锆石微区具有十分独特的地球化学性质,主要表现为重稀土元素(HREE)明显富集,U含量明显偏低(10～29×10~(-6)),而Th/U比值则明显偏高(0.45～0.92)。HREE的明显富集与寄主岩石普遍存在超高压矿物褐帘石(富集轻稀土元素)有关,而低U含量和高Th/U比值的特点则表明超高压峰期变质阶段处在高氧逸度(f_o_2)的体系环境。     

北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代

超基性岩是苏鲁超高压变质地体中一类特殊且十分重要的岩石类型,它们通常呈规模不一的块状、条带状或不规则透镜状 (体) 赋存于区域大面积出露的花岗质片麻岩中。锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析和不同性质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年等综合研究结果表明,北苏鲁威海地区含橄榄石辉石岩 (样品W1和W2) 中锆石的成因十分复杂,可进一步划分3种不同类型锆石。其中第一类锆石呈自形-半自形晶,阴极发光图像显示清晰的岩浆结晶环带,矿物包体主要为Ol+Cpx+Ap, 记录的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为1835~1845Ma,应代表含橄榄石辉石岩的原岩形成时代;第二类为变质重结晶锆石,呈半自形-他形晶,阴极发光图像显示模糊的岩浆结晶环带,矿物包体与第一类完全一致,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄变化范围大,为250~784Ma之间,表明部分继承性岩浆结晶锆石明显受到后期岩浆-变质热事件的影响而发生不完全重结晶和Pb丢失,进而使其记录的年龄相对偏新;第三类锆石呈他形晶,为典型的变质锆石,阴极发光图像十分均匀,矿物包体相对少见,主要为Grt+Cpx,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为230~234Ma, 且与苏鲁地体榴辉岩及其围岩中含柯石英锆石微区记录的超高压变质年龄 (225~235Ma) 十分一致,应代表含橄榄石辉石岩的峰期超高压变质时代。超基性岩中超高压变质锆石的准确识别表明苏鲁地体在峰期超高压变质阶段的确存在流体,流体的存在对超高压变质锆石的形成起着至关重要的作用。该项研究不仅准确厘定北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代,而且对于深入探讨苏鲁-大别超高压地体流体行为、演化规律及其水-岩相互作用机理具有重要的科学意义。     

中央碰撞造山带中两期超高压变质作用：来自含柯石英锆石的定年证据

沿中央造山带存在一条巨大的超高压变质带,其西起阿尔金-祁连,往东经秦岭,延至大别苏鲁,全长超过4000 km.柴北缘片麻岩中含柯石英锆石的SIMS离子探针原位微区U-Pb定年获得超高压变质年龄452±1 3.8 Ma,锆石的退变质年龄419±6.7 Ma.SHRIMP U-Pb定年获得秦岭含金刚石片麻岩中锆石的下交点年龄502±45 Ma,上交点年龄1545±100Ma,认为前者代表超高压变质年龄,后者为原岩岩浆锆石年龄;获得榴辉岩锆石的上交点年龄1381±82 Ma和下交点493±170 Ma,认为上交点代表榴辉岩原岩年龄,下交点代表超高压变质年龄;获得江苏东海县青龙山榴辉岩含柯石英等超高压矿物锆石的年龄为441±9 Ma,449±9 Ma,和442±9Ma,平均444±9 Ma,核部含斜长石+磷灰石锆石年龄为761±13 Ma,认为前者代表超高压变质年龄,后者代表榴辉岩原岩结晶年龄.认为中国中部沿中央造山带中存在两期超高压变质作用,第一期为加里东期,第二期为印支期,两期超高压变质事件在时空分布方面是不同的,加里东期超高压变质事件由西部阿尔金-柴北缘延至东部大别-苏鲁,印支期超高压变质事件没有在大别以西发现.认为中央造山带应是一个多期活动的造山带,较早形成罗德尼亚大陆的格林威尔造山运动可能留下了10亿年左右的构造岩浆事件记录,如中央造山带中大量10亿年左右的花岗岩及基性超基性岩类;罗德尼亚大陆之后第一次裂解作用可能发生在8亿年左右;其后早古生代加里东期的洋盆裂开,蛇绿岩和超高压变质岩石的大量出现是一次十分强烈的板块构造事件,从东到西,沿中央造山带均有分布;加里东期造山事件之后印支期沿该造山带又有一次大的板块裂解和俯冲碰撞作用,表现在勉略蛇绿岩洋壳及大别-苏鲁印支期超高压变质带的存在.中央造山带保留和记录了多期裂解、会聚事件,通过对其解剖,不仅可以认识中国大地构造格局和演化,并由此理解全球的大陆漂移、一系列大裂解和大会聚等重大地质事件.     

大别超高压变质带的进变质、超高压和退变质时代的准确限定:以双河大理岩中榴辉岩锆石SHRIMP U-Pb定年为例

在大别超高压变质带的双河地区存在一种特殊类型的榴辉岩,该类榴辉岩主要以似层状、条带状以及不规则透镜体赋存于大理岩中。矿物组成主要为石榴石、绿辉石以及少量的金红石、白云石、菱镁矿等。沿石榴石和绿辉石边缘常退变为角闪石+斜长石等,有的岩石完全退变为斜长角闪岩。激光拉曼和阴极发光综合分析表明,该类榴辉岩中的锆石可划分为两种类型:继承性碎屑锆石和变质锆石。继承性碎屑锆石十分少见,阴极发光图象具有明显的双层结构,即强发光的核和弱发光的边,核部和边部的包体矿物分别为Pl+Ap和Qtz+Pl。SHRIMP U-Pb定年结果表明。继承性碎屑锆石核部记录的207Pb／206Pb年龄为2701±15Ma,Th/U比值明显偏高为1．05,稀土元素配分模式显示重稀土明显富集,具有典型岩浆结晶锆石的特点;边部记录的207Pb／206Pb年龄为1801±12Ma-1753±22Ma,Th／U比值则明显偏低,为0．19-0．22之间,稀土元素配分模式显示重稀土相对平坦,具有典型变质锆石的特点。上述特征表明该类继承性碎屑锆石可能来源于太古代的基底,并经历了早元古代变质热事件的改造。新生的变质锆石无论是矿物包体还是阴极发光图象均与继承性碎屑锆石存在明显差异。有的变质增生锆石具有弱发光的核(阴极发光图象呈灰色)和强发光的边(阴极发光图象呈白色)。核部包体矿物组合为Qtz +Grt+Omp+Phe+Dol+Ap,具有典型石英榴辉岩相矿物组合特征,而边部则保存含柯石英的超高压包体矿物组合Coe+Grt +Omp+Mgs+Arg+Ap,表明该类锆石的核部和边部分别形成于俯冲进变质阶段和超高压变质阶段。另一部分变质增生锆石具有强发光的核(阴极发光图象呈白色)和弱发光的边(阴极发光图象呈黑色)。核部保存的标志性超高压包体矿物组合为Coe+Grt+Omp+Mgs+Arg+Ap,边部则保存Qtz+Cal等退变矿物组合,有的则缺乏矿物包体,表明该类锆石自超高压变质阶段开始生长,并经历了后期退变质作用的改造。从不同微区矿物包体组合的性质及其转变特征可以明显看出,自石英榴辉岩相进变质阶段到超高压峰期变质阶段存在下列转变反应:Qtz→Coe和Dol→Mgs+Arg;而自超高压峰期变质阶段到后期退变质阶段则存在下列退变反应:Coe→Qtz和Arg→Cal。SHRIMP U-Pb定年结果表明,含石英榴辉岩相矿物包体的锆石微区记录的206Pb／238U年龄为249-241Ma,加权平均值为244±4Ma,代表了深俯冲石英榴辉岩相进变质阶段的变质年龄;含柯石英等超高压矿物包体的锆石微区记录的206Pb／238U年龄为239-231Ma,加权平均值为234±3Ma,代表超高压阶段的峰期变质年龄;而含石英和方解石的退变边记录的206Pb／238U年龄为219-211Ma,加权平均值为216±6Ma,应代表后期折返阶段的角闪岩相退变质年龄。上述两类变质增生锆石微区的Th／U比值和稀土元素配分模式十分相似,Th／U比值变化于0．02- 0．18之间,稀土元素配分模式显示重稀土相对平坦,稀土元素总量明显低于继承性碎屑锆石,具有典型变质锆石的特点。根据锆石微区矿物包体的化学成分,采用Grt-Omp和Grt-Omp-Phe温压计,结合前人的变质反应实验资料的综合分析,确定榴辉岩的原岩在深俯冲过程的石英榴辉岩相进变质阶段的变质温压条件为T=588-668℃,P=1．7-1．8GPa;超高压峰期阶段的温压条件为T=784-849℃,P>5．5GPa;而构造折返过程中角闪岩相退变质阶段的温压条件为T=550-720℃,P=0．8～1．4GPa。由此可见,大别超高压变质岩的原岩——元古代(部分可能为太古代)的陆壳物质在早三叠纪发生俯冲至55- 60km深处,并经历了石英榴辉岩相变质作用。随后这些变质岩石继续深俯冲至165～175km的地幔深处,于中三叠纪发生了超高压变质作用,石英榴辉岩相矿物组合转变为超高压榴辉岩相矿物组合。最后这些超高压变质岩石发生构造折返,至晚三叠纪抬升到约30km的中下地壳深度,并经历了角闪岩相退变质作用的改造,超高压榴辉岩相矿物组合退变为角闪岩相矿物组合。由此推断,大别超高压变质带俯冲和折返速率分别为11-12km Myr-1和7．5-8．1km Myr-1。该项成果不仅确定了大别超高压变质地体的石英榴辉岩相进变质-超高压榴辉岩相峰期变质-角闪岩相退变质的年代谱系,而且对于重塑大别超高压变质地体的快速俯冲-折返的动力学模式有着重要的科学意义。     

古生代沉积岩的超高压和退变质时代的确定——以中国大陆科学钻探主孔（CCSD—MH）副片麻岩岩心为例

中国大陆科学钻探工程主孔（CCSD—MH，终孔深度5158．0m）位于南苏鲁东海县的毛北地区。锆石微区矿物包体的激光拉曼测试和阴极发光图象分析结果表明，主孔（CCSD—MH）副片麻岩中的锆石显示明显的光学环带，即具有含低压矿物包体的继承性碎屑锆石的核、含标志性超高压矿物柯石英的变质增生幔以及含石英等（或无任何矿物包体）变质退变边。SHRIMPU—Pb定年结果表明，副片麻岩锆石微区记录了三组具有实际意义的年代学信息。其中锆石核部记录了659～313Ma的继承性碎屑锆石年龄，标志着原岩碎屑锆石来源的复杂性，沉积原岩的形成时代应属于古生代（〈313Ma），     

含柯石英锆石的SHRIMP U-Pb定年:胶东印支期超高压变质作用的证据

苏鲁超高压变质带的形成时代究竟是印支期还是新元古代争议始终很大。对山东胶南地区超高压变质带中超镁铁岩和榴辉岩的锆石激光拉曼、阴极发光和离子探针原位定年的研究获得超高压变质作用发生的时代为印支期。其中超镁铁岩含柯石英锆石的年龄为221±12Ma,该深成岩侵位时代为新元古代(581±44Ma)。此外,锆石中另有约400Ma年龄记录,可能代表岩石形成后另有一期热事件。榴辉岩的下交点年龄为228±29 Ma,与超镁铁岩含柯石英锆石年龄一致,代表超高压变质时代;上交点为中元古代(1821±19Ma),代表原岩年龄,后者与其片麻岩围岩时代相一致,说明榴辉岩是原位俯冲。     

苏鲁超高压变质带中非超高压花岗质片麻岩的准确识别:来自锆石微区矿物包体及SHRIMP U-Pb定年的证据

通过隐藏在锆石微区矿物包体激光拉曼的系统鉴定和阴极发光图像特征的详细研究,配合相应的锆石微区SHRIMP U-Pb定年测试,发现苏鲁地体超高压变质带中确实存在非超高压变质的花岗质片麻岩。该类岩石中的锆石晶体自核部到边部所保存的矿物包体以不含超高压矿物为特征,相应的阴极发光图像具有典型岩浆结晶锆石的核部和幔部,以及变质的再生边的特点。其中岩浆结晶锆石微区记录的~(238)U-~(206)Pb年龄为404～748Ma,表明原岩中部分锆石可能经历了Pb丢失,也不排除后期热事件因素的影响,原岩的形成年龄应大于748 Ma;而锆石的再生边所记录的~(238)U-~(206)Pb。年龄为204～214 Ma,与研究区经历超高压变质的副片麻岩和花岗质片麻岩锆石微区所记录的苏鲁地体快速折返过程中角闪岩相退变质年龄(~(238)U-~(206)Pb年龄的平均值为211±4 Ma,刘福来等,2003a)十分相似。上述特征表明,苏鲁地体超高压变质带中的部分花岗质片麻岩在超高压变质事件之前就已经形成,但并未“参与”深俯冲—超高压的变质演化过程,而是在苏鲁地体快速折返的角闪岩相退变质过程中与超高压岩片“拼贴”在一起。该项成果不仅为正确识别非超高压变质岩石提供了一个新的研究方法,而且对进一步深入探讨苏鲁地体超高压和非超高压岩片的“拼贴”机制有着重     

北苏鲁超高压变质带中斜长角闪岩的成因

在北苏鲁超高压变质带的威海地区的正片麻岩中,存在大量规模不一的含石榴石斜长角闪岩的透镜体或不规则团块。锆石中矿物包体的激光拉曼测试、阴极发光图像分析、稀土元素和微量元素以及Lu-Hf同位素的LA-(MC)-ICP-MS测试等综合研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩 (WH17) 只存在一种成因类型的锆石,即变质锆石。该类锆石自核部到边部均保存了典型的超高压包体矿物组合：柯石英 (Coe)+石榴石 (Grt)+绿辉石 (Omp)+多硅白云母 (Phe)+金红石 (Rt)+磷灰石 (Ap),相应的阴极发光图像自核部到边部十分均匀,具有典型变质锆石的特点。锆石核部和边部的稀土元素含量特征和配分模式也十分相似,主要表现为轻稀土元素相对亏损,而重稀土元素相对平坦,无Eu异常 (Eu/Eu^*=0.94~1.04), 具较明显的正Ce异常 (Ce/Ce^*=83.4~111.0),低的Th/U (<0.02) 和 Lu/Hf (<0.00010) 比值以及极低的 Th (1×10^-6~4×10^-6) 含量。锆石核部到边缘的重稀土元素亏损与石榴石稳定有关,而无Eu异常则与斜长石分解关系密切。上述特征表明,含石榴石斜长角闪岩中的锆石均是在超高压变质阶段形成的变质锆石,而研究样品中继承性岩浆结晶锆石的缺乏,是由于含石榴石斜长角闪岩在原岩形成时Zr的成分明显匮乏所致。SHRIMP U-Pb定年结果表明,含柯石英锆石自核部到边部记录了十分一致的²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄,变化于 240.2±3.3Ma 到220.2±2.8Ma 之间,加权平均年龄为229.8±2.0Ma, 这组年龄与前人对苏鲁超高压变质带中榴辉岩、正片麻岩、副片麻岩和大理岩等含柯石英锆石微区记录的年龄完全吻合,应代表苏鲁地体超高压变质时代。Lu-Hf同位素研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩中变质锆石的Hf同位素特征与苏鲁超高压变质带中榴辉岩的继承性岩浆锆石和变质锆石均存在本质差别,其中¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.00001~0.00003, ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf (_t)=0.282052~0.282107, 相应的ε_Hf(t)=-21.1~-18.8, 模式年龄t_DM2=2.14~2.24Ga,这些Lu-Hf同位素特征与围岩正片麻岩含柯石英锆石微区的Hf同位素性质十分相似, 充分表明了北苏鲁含石榴石斜长角闪岩在超高压变质阶段形成的变质锆石所必须的Zr和Hf成分不是来自体系本身,而是来源于围岩正片麻岩。     

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     

SHRIMP U–Pb dating of coesite-bearing zircon from the ultrahigh-pressure metamorphic rocks, Sulu terrane, east China

This paper provides further evidence for the ongoing discussion as to whether the Dabie UHPM belt formed in Triassic or Palaeozoic time, and whether the Sulu UHPM belt formed in Triassic or Neoproterozoic time. Combined use of laser Raman spectrometer (LR), cathodoluminescence imaging (CL), and ion probe U–Pb in‐situ dating (SHRIMP) provided accurate ages of UHPM from rocks collected from Weihai, NE Sulu UHPM belt. LR was used to identify coesite and other UHP minerals as inclusions in zircon separates from an amphibolized peridotite and an eclogite. CL was used to examine the zoning structure of these zircon, and SHRIMP dating was performed on specific spots on zircon to obtain ages of different geological events. An age of 221 ± 12 Ma was obtained for coesite‐bearing zircon from the amphibolized peridotite; an age of 228 ± 29 Ma for eclogite was obtained from the lower intercept of a concordia plot. These ages are interpreted as the time of UHPM in the Weihai region. Ultramafic rocks to the east of Weihai yield a magmatic age at 581 ± 44 Ma. The zircon in the ultramafic rocks possibly also records a thermal event at c. 400 Ma, but no independent geological evidence for this event has been found. The eclogite protolith formed in the Middle Proterozoic (1821 ± 19 Ma), which is similar to the age of country rock gneisses of 1847–1744 Ma. The new geochronological data confirm that UHPM occurred in the Triassic in the Sulu area when subduction took the ultramafic body and the eclogite protolith, together with the adjacent supracrustal rocks, to mantle depths.     

辽西医巫闾山花岗岩锆石SHRIMP U-Pb测年及其地质意义

本文应用SHRIMP U-Pb测年方法对取自辽西医巫闾山花岗岩的锆石进行定年。所测锆石样品新鲜、未风化,岩性为粗粒黑云母二长花岗岩。经过精确的测试过程,得到约2500Ma、224Ma和161Ma的3个时间段年龄值。约2500 Ma的上交点年龄是太古宙古陆核演化的记录,224Ma的岩浆结晶年龄是印支期构造热事件的记录,161Ma的岩浆侵位年龄是燕山中新生代陆内造山带主造山期造山作用的记录,也是区域构造体制转换开始的时代。     

Tracing the protolith, UHP metamorphism, and exhumation ages of orthogneiss from the SW Sulu terrane (eastern China): SHRIMP U–Pb dating of mineral inclusion-bearing zircons

Orthogneisses are the major country rocks hosting eclogites in the Sulu UHP terrane, eastern China. All of the analyzed orthogneiss cores from the main drilling hole of the Chinese Continental Scientific Drilling Project (CCSD-MH) have similar major and trace element compositions and a granite protolith. These rocks have relatively high LREE/HREE ratios, strong negative Eu anomalies (Eu/Eu*=0.20–0.39), and negative Ba anomalies (Ba/Ba*=0.25–0.64). Coesite and coesite-bearing UHP mineral assemblages are common inclusions in zircons separated from orthogneiss, paragneiss, amphibolite, and (retrograded) eclogite of the CCSD-MH. This suggests that the eclogite, together with its country rocks, experienced in situ ultrahigh-pressure (UHP) metamorphism. Laser Raman spectroscopy and cathodoluminescence (CL) images show that zircons from the orthogneisses are zoned and that they have distinct mineral inclusions in the different zones. Most zircons retain early magmatic cores with abundant low-pressure mineral inclusions, which are mantled with metamorphic zircon-containing inclusions of coesite and other UHP minerals. The outermost rims on these grains contain low-pressure mineral inclusions, such as quartz and albite. SHRIMP U–Pb dating of the zoned zircons gives three discrete and meaningful groups of ages: Proterozoic ages for the protolith, 227±2 Ma for the coesite-bearing mantles, and 209±3 Ma for the amphibolite facies retrograde rims. The widespread occurrence of UHP mineral inclusions in zircons from the Sulu metamorphic belt dated at about 227 Ma suggests that voluminous continental crust experienced late Triassic subduction to depths of at least 120 km and perhaps more than 200 km. Eighteen million years later, the terrane was rapidly exhumed to midcrustal levels, and the UHP rocks were overprinted by amphibolite facies metamorphism. The exhumation rate deduced from the zircon age data and previously obtained metamorphic P–T data is estimated to be 5.6–11.0 km/Ma. Such rapid exhumation of the Sulu UHP terrane may be due to the buoyancy forces produced by subduction of low-density continental material into the deep mantle.     

中国大陆科学钻探主孔0～4500米变质岩石锆石中保存的超高压矿物包体

中国大陆科学钻探主孔0-4500米的岩心主要由榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩、正片麻岩以及少量的超基性岩所组成。岩相学研究结果表明,榴辉岩的围岩普遍经历了强烈角闪岩相退变质作用的改造,峰期超高压变质的矿物组合已完全被后期退变质过程中角闪岩相矿物组合所替代。采用激光拉曼技术,配备电子探针和阴极发光测试,发现主孔224件岩心中有121件(包括榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩和正片麻岩)样品的锆石中普遍隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体,且不同岩石类型锆石中所保存的超高压矿物包体组合存在明显差异。(含多硅白云母)金红石石英榴辉岩锆石中保存的典型超高压包体矿物组合为柯石英 石榴石、柯石英 石榴石 绿辉石 金红石和柯石英 多硅白云母 磷灰石。黑云绿帘斜长角闪岩锆石中保存的超高压矿物组合为柯石英 石榴石 绿辉石、柯石英 石榴石 多硅白云母和柯石英 绿辉石 金红石,与榴辉岩所保存的超高压矿物组合十分相似,表明该类斜长角闪岩是由超高压榴辉岩在构造折返过程中退变质而成。在副片麻岩类岩石,如石榴绿帘黑云二长片麻岩锆石中,代表性的超高压包体矿物组合为柯石英 多硅白云母和柯石英 石榴石等;而在石榴黑云角闪钠长片麻岩锆石中,则保存柯石英 硬玉 石榴石 磷灰石、柯石英 硬玉 多硅白云母 磷灰石和柯石英 石榴石 磷灰石等超高压矿物包体。在正片麻岩锆石中,标志性的超高压矿物包体为柯石英、柯石英 多硅白云母、柯石英 蓝晶石 磷灰石和柯石英 蓝晶石 榍石等。此外,在南苏鲁东海至临沭一带的地表露头以及一系列卫星孔岩心的锆石中,也普遍发现以柯石英为代表的标志性超高压矿物包体,表明在南苏鲁地区由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的巨量陆壳物质(方圆>5000km2,厚度超过4.5km)曾整体发生深俯冲,并经历了超高压变质作用。该项研究对于重塑苏鲁-大别超高压变质带俯冲-折返的动力学模式有着重要的科学意义。     

苏鲁地体超高压矿物的三维空间分布

采用激光拉曼技术,配备电子探针和阴极发光测试,确认苏鲁地体大多数花岗质片麻岩,所有类型片麻岩、斜长角闪岩、蓝晶石英岩和大理岩的锆石中均隐藏以柯石英为代表的超高压包体矿物组合。其中花岗质片麻岩典型超高压包体矿物为柯石英±多硅白云母;副片麻岩为柯石英+石榴子石+绿辉石、柯石英±石榴子石+硬玉+多硅白云母+磷灰石、柯石英+多硅白云母±磷灰石;斜长角闪岩为柯石英+石榴子石+绿辉石±金红石;蓝晶石英岩为柯石英+蓝晶石+金红石+磷灰石、柯石英+蓝晶石+多硅白云母+金红石;大理岩为柯石英+透辉石、柯石英+橄榄石。表明苏鲁地体由榴辉岩及其围岩所组成的巨量陆壳物质曾普遍发生深俯冲,并经历了超高压变质作用。锆石的矿物包体分布特征及相应的阴极发光图像研究表明,在同一样品中,锆石的成因特征存在明显差异。有的锆石显示继承性(碎屑)锆石的核(core)、超高压变质的幔(mantle)和退变质的边(rim);有的锆石则具有超高压的核、幔和退变质的边;而有的锆石却记录了深俯冲的核、超高压的幔和退变质的边。标志着苏鲁超高压变质带各类岩石副矿物锆石均具有十分复杂的结晶生长演化历史。因此,在充分研究锆石中矿物包体性质、分布特征以及相应阴极发光图像的基础上,采用SHRIMP离子探针技术,在锆石晶体的不同     

超高压变质岩的放射性同位素体系及年代学方法

深刻理解同位素在超高压变质及退变质过程中的地球化学行为对获得超高压变质岩准确并有明确意义的年龄值是非常重要的。对 Sm-Nd,Rb-Sr 同位素体系,只有变质矿物同位素体系达到平衡才能给出精确有意义的等时线年龄。研究表明,与副变质岩互层的细粒榴辉岩的高压变质矿物之间,或者强退变质岩石的退变质矿物之间,其 Nd,Sr 同位素可以达到平衡;然而高压变质矿物与退变质矿物之间 Nd,Sr 同位素不平衡。由于全岩样品总是含有数量不等的退变质矿物,因此石榴石 全岩 Sm-Nd 法或多硅白云母 全岩 Rh-Sr 法将有可能给出无地质意义的年龄。通常低温榴辉岩的高压变质矿物之间存在Nd 同位素不平衡。超高压变质岩多硅白云母所含过剩 Ar 主要源于榴辉岩原岩中角闪石在变质分解时释放出来的放射成因 Ar。因此,不含榴辉岩的花岗片麻岩多硅白云母基本不含过剩 Ar。对变质锆石成因的准确判断是正确理解锆石 U-Ph 年龄意义的关键。本文对不同成因锆石的判别标志及年龄意义做了总结,并指出将阴极发光图形,锆石痕量元素组成及矿物包裹体鉴定相结合是进行锆石成因鉴定的有效方法。高压变质或退变质增生锆石组成单一,是理想变质定年对象。然而变质重结晶锆石域常是重结晶锆石和继承晶质锆石的混合区,因而给出混合年龄。只有完全变质重结晶锆石才能给出准确变质时代。     

大别山超高压变质岩折返机制与华北-华南陆块碰撞过程

古地磁研究表明华北和华南陆块的碰撞始于三叠纪初 ,止于晚侏罗世 ;同位素年代学研究及大别山北部中—上侏罗统砾岩层中榴辉岩砾石的发现表明大别山超高压变质岩形成于三叠纪初 ,并在中—晚侏罗世出露于地表。因此 ,超高压变质岩是在陆陆碰撞过程中完成它的折返出露过程。揭示超高压变质岩的折返历史与机制有助于我们认识大陆的碰撞过程。大别山超高压变质岩及其围岩θ t冷却曲线显示超高压变质岩从 80 0℃到 3 0 0℃经历了三个阶段 :( 2 2 6± 3 )～ ( 2 1 9± 7)Ma期间从80 0℃到 5 0 0℃的第一次快速冷却 ,1 80～ 1 70Ma期间从 4 5 0℃到 3 0 0℃的第二次快速冷却 )和介于两者之间的等温过程。这一具有两次快速冷却的θ t曲线已被近年来的若干年代学数据所证实。超高压变质岩的两次快速冷却事件反映了两次快速抬升过程。在东秦岭及苏鲁地体东端发育的同碰撞花岗岩U Pb年龄值为 2 2 5～ 2 0 5Ma,与超高压变质岩第一次快速冷却时代吻合。这种时代耦合关系表明俯冲板片断离可能是超高压变质岩第一次快速抬升和冷却的重要机制。大别山Pb同位素填图揭示出南大别带超高压变质岩具有高反射成因Pb特征 ,因而源于俯冲的上地壳 ;而北大别带超高压变质岩具有低放射成因Pb特征 ,源于俯冲长英质下地壳。这表明在俯     

海南岛东南海域碎屑锆石年代学物源示踪及构造指示意义

为探索海南岛东南海域表层沉积物来源,揭示物源区主要地质构造演化事件,采用箱式取样法获取8个站位沉积物样品,进行锆石U-Pb定年.结果表明,773个有效年龄分布在33~3 205 Ma,主要年龄峰集中在燕山期(100 Ma、140 Ma和159 Ma)、印支期(242 Ma)和加里东期(439 Ma),次要年龄峰集中在新元古代(776 Ma、965 Ma)和古元古代(1 836 Ma、2 487 Ma),并零星保留太古宙基底年龄信息.少量变质锆石记录了加里东期和印支期强烈的变质事件.与潜在物源区对比分析表明,海南岛东南海域沉积物以约100 Ma的年龄峰值为识别标志,主要来源于海南岛.结合前人资料,本研究年龄频谱指示加里东期华夏武夷-云开造山带可延伸到海南岛,海西-印支期古特提斯洋的闭合及印支-华夏地块的碰撞导致其强烈的构造-岩浆-变质作用,燕山期受太平洋板块俯冲的影响发育多期次岩浆活动.      

燕山中段走滑断裂中辉绿岩脉的SHRIMP U-Pb年龄和Ar-Ar年龄

燕山中段东西向走滑断裂的活动时代一直存在争议,对侵入断层中的辉绿岩脉的直接测年可以给出一个年龄上限.侵入密云-喜峰口断裂中的辉绿岩脉的锆石SHRIMP U-Pb和角闪石Ar-Ar测年发现,锆石U-Pb年龄为290～125Ma,没有一个谐和年龄;角闪石Ar-Ar坪年龄为123.5Ma±1.5Ma.Ar-Ar年龄与最年轻的...