延边官地铁矿构造背景与和龙地块太古宙地壳增生:来自岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素证据

延边地区官地铁矿床地处华北克拉通北缘与兴蒙造山带东段接合带附近的和龙地块北部,是东北地区发现和开发较早的典型BIF型铁矿床之一.该矿床的主矿体呈层状、似层状、透镜状赋存于鞍山群甲山组上段.为确定该矿床的形成与变质时代以及构造背景,重点对含矿岩系中的斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和斜长角闪岩进行岩石地球化学、锆石U-Pb年代学以及Hf同位素研究.原岩恢复表明,斜长片麻岩的原岩为流纹英安质-英安质火山碎屑岩,角闪斜长片麻岩的原岩为安山岩,斜长角闪岩的原岩为玄武岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究发现,官地地区在新太古代末-古元古代初期发生了岩浆作用（2 508~2 483 Ma）和变质事件（2 472~2 459 Ma）,且该期岩浆-变质事件与铁矿的形成有着密切的联系.斜长角闪岩的原岩-玄武岩形成于弧后盆地环境,反映了官地铁矿形成时的构造环境;角闪斜长片麻岩中锆石的ε_Hf（t）值介于-5.0~+4.2,二阶段Hf模式年龄（t_DM2）为3 182~2 889 Ma,表明岩浆源区以中太古代古老地壳物质的熔融为主.通过与国内外典型BIF型铁矿床的对比研究认为,官地铁矿属Algoma型BIF,与新太古代晚期华北克拉通大规模BIF成矿事件密切相关;官地地区在新太古代初期（2.8~2.7 Ga）可能存在地壳增生事件;和龙地块亲华北克拉通的构造属性,为索伦-西拉木伦-长春缝合带的东延问题研究提供了新的证据.      

北京密云沙厂BIF型铁矿地质地球化学特征与成矿时代

北京密云沙厂铁矿为产于太古宙密云岩群变质岩系中的鞍山式铁矿,具有条带状铁建造(BIF)特征。矿石主要呈条带状构造,致密块状结构;矿石类型以磁铁石英岩型铁矿石为主,w(Fe)=25%~30%。围岩主要有黑云母(角闪)斜长片麻岩、辉石变粒岩和斜长角闪岩,局部见英云闪长质片麻岩。对选自黑云斜长片麻岩中的锆石进行U-Pb定年,具有核边结构、Th/U0.4的锆石其核部2组年龄为2 619Ma±25Ma和2 544Ma±16Ma。锆石的2 619Ma±25Ma年龄代表原岩为基性火山岩的黑云斜长片麻岩的形成年龄,同时也代表火山喷发和沙厂铁矿BIF沉积年龄;2 544 Ma±16 Ma锆石年龄可能代表后期TTG特征的花岗质片麻岩的侵位、叠加改造年龄。岩石的主、微量元素特征表明黑云斜长片麻岩富集Rb、Ba、Sr,亏损Th、U,表明沙厂BIF沉积时可能存在新太古代(约2 550 Ma)地壳增生事件。认为沙厂铁矿属Algoma型BIF,是新太古代末华北陆块初步克拉通化和大规模岩浆热事件的代表之一。     

吉林敦化塔东铁矿床赋矿岩石地球化学、锆石U-Pb年代学及其地质意义

塔东铁矿体主要呈层状、似层状或透镜状赋存于塔东群拉拉沟组,矿石类型以磁铁角闪岩为主,具典型条带状构造。通过对拉拉沟组赋矿岩石-黑云钾长片麻岩进行岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究,确定该矿床的形成时代、构造背景以及成因类型。显微岩相学及全岩主微量元素研究结果表明,黑云钾长片麻岩的原岩为流纹质-英安质火山凝灰岩,形成于板块俯冲背景下的大洋岛弧构造环境。黑云钾长片麻岩的锆石CL图像和U-Pb定年结果显示,19个岩浆锆石测点加权平均年龄为(725.6±7.4) Ma,代表其原岩形成时限,间接指示了塔东铁矿赋矿地层的沉积时代为新元古代中期。通过与邻区铁矿的对比研究表明,塔东铁矿的成矿时代较晚、矿石类型特殊,与典型BIF铁矿相差较大。综上所述,塔东铁矿矿床成因类型应为火山沉积变质型。     

冀北中低级变质表壳岩的年代学特征及其对华北克拉通构造演化的约束

华北克拉通在新太古代末期发生克拉通化,形成了现今规模的古陆,大量的太古宙岩石均经历了~2500Ma左右的区域高级变质作用(高角闪岩相-麻粒岩相)。而华北克拉通北部冀北地区出露一套中低级变质(绿片岩相-角闪岩相)的火山-沉积岩系,主要包括胡麻营地区红旗营子表壳岩和大阴山地区单塔子表壳岩中变质程度较低的部分。胡麻营地区红旗营子表壳岩系主要岩石组合为变基性火山岩、绿帘角闪岩、斜长角闪岩、含石榴石斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、石英片岩、磁铁石英岩等,SIMS锆石U-Pb定年结果表明斜长角闪岩形成于2486±18Ma(MSWD=1.4),而黑云斜长片麻岩形成于2507±37Ma(MSWD=2.0)。大阴山地区单塔子中低级变质表壳岩系主要由浅变质火山岩、云母石英片岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩和大理岩等组成,SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示,浅变质火山岩中的变玄武岩形成于2490±19Ma(MSWD=2.0),而变英安岩形成于2502±8Ma(MSWD=0.83)。因此,冀北中低级变质的表壳岩系主要形成于新太古代末期,形成年龄为2507~2486Ma;结合冀东青龙地区新太古代末期(2511~2503Ma)的浅变质火山-沉积岩系(青龙表壳岩),我们认为新太古代末期,中低级变质表壳岩系广泛分布于华北克拉通的核部和边缘地区,此套岩系覆盖在太古宙高级变质杂岩之上,代表华北克拉通化之后的稳定盖层,是克拉通化的主要标志之一。     

内蒙古乌拉特中旗色尔腾山岩群东五分子岩组锆石SHRIMP定年及其地质意义

色尔腾山岩群是华北克拉通中西部早前寒武纪变质结晶基底的主要组成部分,对研究华北克拉通基底演化具有十分重要的意义。色尔腾山岩群的形成时代是目前研究的热点之一,本文通过岩石学和锆石SHRIMP U-Pb定年研究,查明了内蒙古乌拉特中旗乌兰乡查干哈达地区色尔腾山岩群东五分子岩组的岩石组成和年代学特征。东五分子岩组遭受了后期岩浆和构造作用的强烈破坏,未见顶底,主要由中细粒斜长角闪岩、细粒黑云斜长片麻岩、眼球状细粒黑云斜长片麻岩、条带状细粒黑云斜长片麻岩和细粒黑云角闪片岩组成,矿物组合特征指示岩石经历了低绿片岩相-低角闪岩相变质。其中,眼球状细粒黑云斜长片麻岩出露相对较厚,与细粒黑云斜长片麻岩多呈互层状产出,局部偶夹细粒黑云斜长片麻岩。本次研究选取其中新鲜的细粒黑云斜长片麻岩进行了锆石SHRIMP U-Pb测年分析,其锆石多呈自形-半自形,发育震荡环带,主体为岩浆成因,锆石SHRIMP U-Pb定年结果为（1 930.7±9.6）Ma,代表原岩（中酸性火山岩）冷凝结晶年龄,表明东五分子岩组经历变质作用的时代应晚于1 930 Ma。     

河北滦平周台子条带状铁矿地质特征、围岩时代及其地质意义

河北滦平县周台子铁矿位于华北克拉通北缘,是产于前寒武纪单塔子群变质岩系中的鞍山式铁矿,具有条带状铁建造(BIF)特征。矿石主要呈条带状构造,有的呈条纹和致密块状构造。矿石类型主要以石英磁铁矿型为主,含铁介于30%~35%。前寒武纪变质岩是矿床的主要围岩,出露有黑云母(角闪)斜长片麻岩和斜长角闪岩,局部见花岗片麻岩。原岩恢复表明,黑云母(角闪)斜长片麻岩的原岩为英安岩-流纹岩,斜长角闪岩原岩为玄武岩。花岗片麻岩的SiO₂含量大于56%,MgO含量小于3%,Al₂O₃含量大于15%,Sr含量大于500×10^-6,Yb含量均小于1.9×10^-6,轻重稀土元素分异明显,重稀土元素强烈亏损,并且Eu负异常不明显,表明该片麻岩具埃达克质岩石的地球化学特征。锆石U-Pb定年结果显示出几组年龄,分别是2512±21Ma, 2452±9.6Ma,2394±55Ma。大体看,2512Ma代表了火山喷发和周台子铁矿BIF沉淀年龄,2452Ma左右的锆石年龄代表了TTG质花岗片麻岩的侵位结晶年龄,2394Ma锆石年龄代表了周台子铁矿经历了一次变质作用,并对原有的岩石和矿石进行了改造。锆石Hf同位素特征显示斜长角闪岩和TTG质片麻岩的岩浆源区受到过古老地壳物质的混染。周台子铁矿构造环境可能是与裂谷有关的张性环境。     

拉萨地体东南缘始新世早期变质作用及其构造意义

本文对位于青藏高原拉萨地体东南缘林芝杂岩中的片麻岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究.所研究的样品包括正片麻岩和副片麻岩,它们经历了中压角闪岩相变质作用.岩石地球化学分析结果表明,所研究的正片麻岩的原岩具有钙碱性岛弧岩浆岩的特征.锆石U-Pb年代学分析结果表明,副片麻岩中的碎屑锆石核部为岩浆成因,它们给出的206Pb/238U年龄范围为3012～ 522Ma,其锆石的增生边给出了～51Ma的变质年龄.在正片麻岩中,黑云母片麻岩给出了～67Ma的原岩结晶年龄和～ 55 Ma的变质年龄;石榴石角闪黑云斜长片麻岩给出了～58Ma的原岩结晶年龄和～54Ma的变质年龄.因此,所研究的林芝杂岩并不能代表拉萨地体中的前寒武纪变质基底,而是古生代的沉积岩和晚白垩纪至早新生代的岩浆岩在始新世早期变质而成.这一时期,表壳岩和侵入岩一起经历的中压角闪岩相变质作用很可能跟新特提斯洋俯冲导致的地壳增生、加厚有关.     

内蒙古固阳绿岩带高腰海BIF型铁矿锆石LA-ICP-MS年代学、地球化学特征及地质意义

内蒙古高腰海BIF（条带状建造）型铁矿位于华北克拉通西部陆块北缘,产于固阳绿岩带。矿体赋存于新太古代-古元古代色尔腾山群毛忽洞组斜长角闪岩中。铁矿石发育针柱状-粒状变晶结构,具条带状构造。矿物成分以磁铁矿、石英、角闪石为主。对选自赋矿围岩——斜长角闪岩中的热液锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,得出了（1 933±12）Ma的加权平均年龄,其代表高腰海BIF富矿热事件。原岩恢复显示斜长角闪岩为正变质岩,Zr/Ti-Nb/Y图解显示其为亚碱性玄武岩系列。元素地球化学特征显示原岩可能为T-MORB（过渡型洋脊玄武岩）。结合T-MORB形成的构造环境及区域上BIF成矿规律,初步认为高腰海铁矿形成于岛弧叠加地幔柱的构造环境。     

保山地体寒武纪基性火山岩及其大地构造意义

保山地体位于青藏高原东南缘。有关保山地体的岩浆作用研究大多集中在中生代及新生代,针对古生代岩浆作用的讨论较少。对云南省保山邦迈地区蒲满哨群中变质基性岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及Sm-Nd同位素组成进行了研究。这些变质基性岩可分为2组:一组为斜长角闪岩,另一组为黑云斜长角闪岩。锆石U-Pb测年结果表明,斜长角闪岩的形成时代为536.7Ma,黑云斜长角闪岩的形成时代为532.0Ma。地球化学特征显示,斜长角闪岩的原岩为玄武安山岩,黑云斜长角闪岩的原岩为碱性玄武岩。稀土和微量元素配分曲线及多种构造环境判别图解显示,二者分别具有富集型大洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩的地球化学特征。结合区域大地构造背景认为,保山地体邦迈变质基性岩为洋脊俯冲的产物。在新元古末期—早古生代,保山地体与拉萨地体、喜马拉雅地体等类似,皆位于冈瓦纳大陆边缘,且共同经历了增生造山过程。     

柴北缘前寒武纪岩体（地层）变质年龄 及其对早古生代造山作用的指示

柴北缘前寒武纪岩体（地层）分布广泛。为确定柴北缘地区前寒武纪岩体（地层）受早古生代碰撞造山作用的影响,采用LA-ICP-MS技术,对大柴旦地区前寒武纪黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩及石榴子石斜长角闪岩中的锆石进行了U-Pb同位素定年。黑云斜长片麻岩获得479~472Ma的变质年龄,斜长角闪岩获得440Ma和470Ma 2个变质年龄,石榴子石斜长角闪岩获得418.8Ma±3.0Ma的变质年龄。初步确定,柴北缘早古生代造山作用对前寒武纪岩体构成了3次强度不等的变质作用叠加,分别为大洋俯冲末期阶段(495~467Ma)岛弧花岗岩弱热烘烤变质作用、大陆碰撞造山阶段(467~423Ma)区域变质作用、S型花岗岩热动力变质作用和大陆后碰撞造山阶段(423~371Ma) I型花岗岩强烈接触热变质作用。     

小兴安岭西北部科洛杂岩的岩石学与年代学

目前业内学者对于科洛杂岩的认识一致缺乏系统的年代学数据与之相匹配,且关于科洛杂岩原岩的物质组成和形成时代也缺少年代学资料的约束,为查明小兴安岭西北部科洛杂岩的原岩组成和变质期次,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,在系统分析锆石特征及成因的基础上,对科洛杂岩中3种变质岩（弱片麻状角闪石岩、黑云斜长片麻岩和黑云角闪斜长片麻岩）中不同成因锆石进行年代学研究.岩浆型锆石年龄数据显示,碎屑锆石可分为古-中元古代、晚泥盆世晚期-早石炭世早期和晚石炭世晚期-早二叠世早期3组,3个样品中最年轻的锆石年龄分别为286.3±3.6 Ma、284.3±3.1 Ma和345.3±4.8 Ma,而变质锆石年龄数据分为早-中三叠世（峰值年龄248.5 Ma）和早-中侏罗世（峰值年龄173.1 Ma）两期.结合区域资料和年龄数据分析,科洛杂岩中包含下二叠统和下石炭统碎屑沉积岩,物源可能分别来自于区域上的前寒武纪基底残块和石炭统-二叠统岩浆岩,且在成岩之后至少经历了两期变质作用,早期的变质作用可能是蒙古-鄂霍茨克板块南向俯冲作用的远程效应;晚期变质作用受蒙古-鄂霍茨克洋南向俯冲和古太平洋西向俯冲的叠加作用控制.      

延边地区官地铁矿床形成时代及其构造意义

官地铁矿床位于吉林省和龙地区,地处华北克拉通北缘与兴蒙造山带东段接合带附近的和龙地块北部。主矿体呈层状、似层状、透镜状赋存于鞍山群甲山组下段;含矿岩石以磁铁石英岩、长英片麻岩、云母片岩、斜长浅粒岩为主,其变质程度为绿片岩相-角闪岩相的中低级区域变质;主要矿石类型为条带状铁建造。为确定矿床的形成时代,重点对含矿变质岩系中的斜长浅粒岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究。结果表明,官地铁矿床含矿变质岩的原岩(酸性火山岩)形成于(2551±44)Ma,在(2525±48)Ma经历区域变质作用,随后又受古元古代构造热事件的改造。官地铁矿床与华北克拉通内鞍山地区铁矿床具有相似的成矿地质条件、矿床特征和形成时代,同属于鞍山式(阿尔戈马型)沉积变质型铁矿床。根据测年结果,并与邻区的锆石年龄对比分析,认为和龙地块应归属华北克拉通,这为索伦-西拉木伦-长春缝合带的东延问题研究提供了新的证据。     

Metallogenic and Metamorphic Age of the Hongtoushan Copper–Zinc Massive Sulfide Deposit,Liaoning Province,China

The Hongtoushan copper–zinc deposit is the only large Archean volcanogenic massive sulfide (VMS) deposit in China. This paper presents new information on the timing of metallogenesis and metamorphism of the deposit, including new cathodoluminescence (CL) images, and Th U^?1 and LA–ICP–MS U–Pb dating on zircons of the biotite–plagioclase gneiss and plagioclase–amphibole gneiss that host the deposit. The CL images and Th U^?1 ratios indicate that the zircons within the gneiss are of metamorphic origin. LA–ICP–MS dating of the plagioclase–amphibole gneiss yielded the upper intercept ages of 2549 Ma, and the biotite–plagioclase gneiss yielded the upper intercept ages of 2552 Ma and 2550 Ma correspondingly, indicating that the mineralization of the deposit occurred at around 2550 Ma. The rims of zircons within these host rocks yielded younger U–Pb ages at 2529, 2520 and 2515 Ma, identical to the age of felsic intrusive rocks in the study area. This suggests that the Hongtoushan VMS deposit underwent initial metamorphism and deformation at around 2520 Ma by the intrusion of granite magmas.     

柴北缘乌兰县二郎洞达肯大坂岩群中混合岩化黑云斜长片麻岩锆石SHRIMP测年及其意义

柴北缘乌兰县二郎洞地区的达肯大坂岩群主要由黑云斜长片麻岩、混合岩、黑云母石英片岩、斜长角闪岩和大理岩、花岗片麻岩等共同组成。本文首次对两件混合岩化黑云斜长片麻岩样品中的锆石进行了内部结构分析和SHRIMP测年, 黑云斜长片麻岩中的锆石大多具有核-边结构, 核部和边部分别表现为典型的岩浆和变质成因锆石特征。一件样品中锆石核部²⁰⁶ Pb/²³⁸ U加权平均年龄为503.8±5.1 Ma, 边部²⁰⁶ Pb/²³⁸ U加权平均年龄为449±9.9 Ma; 另一件样品核部²⁰⁶ Pb/²³⁸ U加权平均年龄为493.6±4.5 Ma。这些结果表明, 乌兰县二郎洞地区达肯大坂岩群中的混合岩化黑云斜长片麻岩原岩形成年龄为504~494 Ma, 属于晚寒武世岩浆活动的产物, 变质年龄为449 Ma, 分别与柴北缘岛弧岩浆作用和超高压变质作用的时限相一致。研究表明, 二郎洞地区达肯大坂岩群不仅有新太古代-古元古代基底岩石, 还包含早古生代的岩石组合, 为一套不同性质和不同时代的混杂岩。     

点苍山变质杂岩新生代变质-变形演化及其区域构造内涵

点苍山变质杂岩体是哀牢山-红河韧性剪切带四个变质杂岩体之一,遭受了多期多阶段变质-变形作用改造。本文重点针对点苍山杂岩的新生代变质-变形作用,尤其是以富铝质高级变质岩即夕线石榴黑云片麻岩和侵位于其中的糜棱岩化细晶花岗质岩石开展了深入研究。对夕线石榴黑云片麻岩的显微构造分析与矿物共生组合研究,确定了高角闪岩相和低角闪岩相变质矿物共生组合,分别为:石榴石(Grt)+夕线石(Sil)+钾长石(Kfs)+黑云母(Bi)+斜长石(Pl)±石英(Q)和夕线石(Sil)+白云母(Ms)+黑云母(Bi)+石英(Q)。对其中的变质锆石进行SHRIMP U-Pb测试,获得了新生代三个阶段的变质作用年龄,即54.2±1.7Ma、31.5±1.5Ma和27.5±1.2Ma.本文还深入研究了侵位于高级变质岩中的一个花岗岩质糜棱岩的宏观与显微构造特点,其LA-ICP-MS年龄为24.4±0.89Ma,代表着同剪切就位花岗质岩浆侵位和结晶年龄。夕线石榴黑云片麻岩中变质锆石从2150～27Ma多期多阶段表观年龄的发育,表明点苍山变质杂岩体具有复杂的构造演化史。点苍山杂岩的多阶段新生代构造-热演化归咎于印度-欧亚板块会聚与碰撞作用(约54Ma)、造山后伸展作用(大约40～30Ma)和沿着哀牢山-红河剪切带大规模左行走滑变形作用(约27～21Ma)。     

北秦岭造山带西段早古生代榴辉岩相变质岩石的发现及其地质意义SCIEI北大核心CSCD

西秦岭地处中国中央造山系东西转换衔接部位,随着东秦岭以及祁连、柴北缘和东昆仑早古生代高压-超高压变质岩石的陆续发现和深入研究,西秦岭造山带变质作用研究吸引了大家的普遍关注。本文在大范围野外地质调查基础上,在北秦岭造山带西段天水南部的秦岭岩群长英质片麻岩中发现了一套石榴子石斜长角闪岩(榴闪岩),并开展了详细的锆石形貌和内部结构、微区微量元素和U-Th-Pb同位素研究。CL图像显示榴闪岩锆石普遍具有核-幔-边或核-边结构,部分存在原岩残留锆石。定年结果得到榴闪岩原岩残留锆石年龄为710±52Ma,同时得到497±3Ma、452±3Ma和423±7Ma三期变质年龄。其中497±3Ma变质年龄来自锆石核部并显示出轻稀土亏损、重稀土平坦且没有明显负Eu异常的稀土配分曲线特征,表明该时期的矿物组合中有石榴子石但没有斜长石,与榴辉岩相变质锆石特征一致;452±3Ma变质年龄来自锆石幔部或边部,对应测点重稀土元素的分异加大,并出现弱的负Eu异常,说明此时石榴子石被消耗且出现少量斜长石;423±7Ma变质年龄来自锆石的最边部,对应稀土配分曲线表现出更明显的负Eu异常和更大的重稀土元素分异特征,指示此时岩石中石榴子石含量更少,斜长石含量更多。上述结果表明该榴闪岩可能经历了~500Ma的榴辉岩相变质作用,并在~450Ma和~420Ma叠加了两期退变质改造。天水地区榴闪岩无论是其野外产状,还是变质锆石的形貌和内部结构、稀土配分曲线特征及其所记录的原岩和三期变质年龄都与北秦岭造山带东段大陆俯冲型高压-超高压变质榴辉岩近乎一致,指示早古生代时期,北秦岭造山带西段与东段经历了相似的大陆(深)俯冲和折返过程,它们共同构成一条统一的早古生代高压-超高压变质岩带。     

青藏高原拉萨地块北部新元古代中期蛇绿混杂岩带的厘定及其意义

青藏高原南部拉萨地块中分布的中高级变质岩一直被认为是前寒武纪变质基底,但并未获得可靠的年代学证据,对其岩石成因及构造属性也缺乏系统的研究工作,严重制约了对拉萨地块早期构造演化的进一步研究.本文以拉萨地块北部永珠地区念青唐古拉岩群中的正变质岩系及深熔作用成因的长英质脉体为研究对象,进行了系统的岩石学、地球化学及同位素年代学研究.地球化学研究结果表明,永珠地区念青唐古拉岩群中正变质岩系的原岩为一套E-MORB型蛇绿岩、剪切型大洋斜长花岗岩和岛弧岩浆岩组合,深熔脉体则具有典型埃达克岩的特征,暗示高压条件下镁铁质岩石部分熔融的成因;LA-ICP-MS定年结果进一步表明,洋壳的形成时代为758Ma,与Rodinia超大陆裂解时期相一致,可能是在这一期全球性裂解事件中新生的新元古代洋盆记录;在洋壳的运移和进一步的演化过程中形成了730Ma的剪切型大洋斜长花岗岩和742Ma的岛弧岩浆岩;变质锆石定年结果表明大洋可能最终在666Ma的碰撞造山作用中闭合,并在造山带垮塌初期或高压变质岩系折返过程中,由于减压熔融,形成一期660Ma深熔脉体.本文的研究证明了拉萨地块前寒武纪变质基底的存在,首次获得了精确的新元古代变质及深熔作用年龄,填补了拉萨地块早期构造演化的空白,为进一步探讨拉萨地块起源,恢复其在超大陆的汇聚及裂解事件中古地理位置提供了重要的资料.     

北秦岭榴辉岩及相关岩石年代学的进一步确定及其对板片俯冲属性的约束

在岩相学观察和锆石CL图像研究的基础上,利用LA ICP MS原位分析方法,对北秦岭官坡超高压榴辉岩和伴生的石榴石角闪岩(榴闪岩)进行了详细的锆石微区微量元素和U Th Pb同位素分析,在榴辉岩样品中得到变质年龄为(502±11)Ma,原岩结晶年龄>(657±18)Ma;在榴闪岩样品中得到原岩结晶年龄为(791±6)Ma,变质年龄为487~503 Ma,角闪岩相退变质年龄为(366±4)Ma。岩石地球化学研究显示,北秦岭官坡地区的榴闪岩具有低Si(SiO2质量分数为4916%~5078%),高Ti(TiO2质量分数为228%~283%)、富集LREE、LILE和大部分的HFSE元素,不显Nb、Ta负异常的板内玄武岩特征,与北秦岭超高压榴辉岩地球化学特征一致。结合两者的野外产状、岩相学特征、锆石形貌和年代学研究结果,表明本文研究的官坡地区的榴闪岩是超高压榴辉岩在抬升过程中在角闪岩相条件下退变质的产物。综合两者的年代学研究结果,得到北秦岭地区超高压榴辉岩的变质年龄为(502±11)Ma,原岩结晶年龄为(791±6)Ma,角闪岩相退变质年龄为(366±4)Ma。研究得到的(502±11)Ma的榴辉岩相变质年龄与前人得到的该榴辉岩围岩超高压泥质片麻岩的变质年龄(507±38)Ma以及北秦岭松树沟地区的超高压长英质片麻岩的变质年龄485~514 Ma一致,表明它们经历了同期超高压变质作用。而且,榴辉岩(502±11)Ma的变质年龄与其原岩的结晶年龄(791±6)Ma存在近300 Ma的时间间隔,表明原岩具有板内玄武岩性质的北秦岭官坡超高压榴辉岩不可能是秦岭古生代大洋板块深俯冲的产物,而可能是已构造就位的古洋壳或裂谷火山岩在古生代随陆壳一起发生大陆深俯冲作用的产物。