华北中部造山带五台-恒山地区古元古代变质作用与构造演化

华北克拉通古元古代造山带的时空分布与构造属性尚有很大争论,一种观点认为华北克拉通从新太古代至古元古代受大洋俯冲闭合控制,在1.85~1.95 Ga之间先后发生3次陆-陆碰撞形成3条造山带,即孔兹岩带、胶-辽-吉带和中部造山带;另一种观点强调华北克拉通这3条元古代造山带在1.80~1.98 Ga之间经历了相同的漫长演化过程,指示当时特有的热俯冲和碰撞环境.通过总结中部造山带中的五台-恒山地区变质作用研究进展,阐述该区古元古代造山时代与构造属性.五台-恒山地区的主要变质岩石-构造单元包括恒山杂岩、五台杂岩和滹沱群.恒山杂岩和五台杂岩主体为新太古代TTG片麻岩和表壳岩,它们在古元古代晚期经历了两期变质作用改造.第一期变质作用为中压型,是由于陆-陆碰撞导致弧后伸展盆地闭合、地壳加厚造山所致,从南向北形成一个递增序列:包括五台群下部和南恒山杂岩南部的低角闪岩相、南恒山杂岩北部高角闪岩相和北恒山杂岩的高压麻粒岩相,其压力峰期所对应的地热梯度为~15 ℃/km.变质锆石所记录的年龄峰值随着变质程度增高而降低,依次为~1.95 Ga、~1.92 Ga和~1.85 Ga,这是因为在变质过程中锆石生长受流体和熔体行为控制:在亚固相线下,变质锆石可记录峰期变质年龄,而在超固相线条件下记录伴随熔体结晶的退变质年龄.由此确定该区中压相系变质作用压力峰期时间为~1.95 Ga,对应地壳加厚造山的峰期.加厚地壳由于重力均衡导致变质岩从深部地壳折返至中部地壳,在P-T轨迹上表现为压力峰期之后发生等温减压（ITD）至0.5~0.7 GPa,岩相学上表现为峰期石榴石分解形成斜长石"白眼圈"等,指示缺流体条件.南恒山北部高角闪岩相岩石中的变质锆石记录的折返时间为~1.92 Ga,指示第一次造山结束.第二期变质作用为中-低压型,系为板内变形所致,表现为折返至中地壳的岩石伴随挤压型剪切变形和流体注入形成平衡矿物组合.朱家坊韧性剪切带就是这次板内变形的强构造域,其中也记录了顺时针型P-T轨迹,但所反映的地壳加厚程度有限,第二期变质-变形峰期时间为~1.85 Ga.由于朱家坊韧性剪切带左行走滑,导致北恒山麻粒岩地体抬升.五台-恒山地区在1.80~1.96 Ga之间经历两期变质-变形事件,这一认识或对讨论华北克拉通其他地区的古元古代造山带演化有一定启示意义.      

华北东南缘五河杂岩中镁铁质麻粒岩的变质演化

华北东南缘五河杂岩的变质演化过程研究有助于揭示研究区前寒武纪变质基底的形成与演化历史.基于对五河杂岩中镁铁质麻粒岩进行的详细岩相学观察、矿物电子探针及锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和微量元素分析,识别出古元古代变质演化的3个阶段,重建了峰期后近等温减压及降压冷却的顺时针P-T-t轨迹.峰期高压麻粒岩相变质阶段的代表性矿物组合为石榴子石（富Ca核部）+单斜辉石（富Al）+斜长石+石英+金红石±角闪石（富Ti）,所记录的峰期温压条件为850~900 ℃、1.5 GPa;峰期后近等温减压麻粒岩相变质阶段,富Ti角闪石分解在周围形成石榴子石+斜方辉石+斜长石±单斜辉石的矿物组合,所记录的温压条件为~900 ℃、1.1~1.2 GPa;晚期角闪岩相退变质阶段,石榴子石分解产生角闪石+斜长石±石英,所记录的温压条件为600~680 ℃、0.65~0.75 GPa.锆石U-Pb定年结果表明,高压麻粒岩相、中压麻粒岩相和角闪岩相变质时代分别为~1.90 Ga、~1.85 Ga和~1.78 Ga.因此,研究区镁铁质麻粒岩的变质演化过程与胶北地体可以对比,结合已有的2.1 Ga花岗质岩石的成因和锆石年代学等方面研究成果,进一步证明五河杂岩属于胶-辽-吉带的西延,二者共同构成了华北克拉通东部一条古元古代碰撞造山带.      

华北克拉通古老麻粒岩纪录的三期构造-岩浆事件

华北克拉通中部造山带上广泛发育新太古代-古元古代的基性岩墙。本文选取出露于华北南缘太古代太华群花岗片麻岩中的基性麻粒岩脉体进行研究,进而探讨了克拉通南缘太古代地体所经历的构造-岩浆-变质事件以及其后期演化过程。通过对基性麻粒岩脉体的野外地质、岩石学、锆石的U-Pb年代学、锆石O及Hf同位素地球化学的研究,显示该脉体记录有3期明显的构造-岩浆-变质事件:(1)新太古代晚期岩浆侵位事件(2523±8Ma)。岩浆锆石正的εHf(t)值(2.88~7.16)显示该基性岩脉是由亏损幔源玄武质岩浆侵位于太古代基底而形成的,结合锆石略高于正常地幔的δ18O值(6.12‰~7.47‰)说明岩浆侵位后受地壳混染并不显著。该岩浆事件与华北克拉通新太古代(~2.5Ga)广泛存在的地壳再造和少量的地壳增生事件吻合;(2)古元古代变质作用(1922±6Ma)。麻粒岩中变质锆石纪录的古元古代变质作用事件与华北克拉通中部造山带普遍遭受变质作用的时期(1.85~1.97Ga)相一致。锆石正的εHf(t)值(1.61~5.52)说明变质作用过程中Hf同位素体系保持封闭,因此其Hf同位素组成继承了原岩幔源岩浆的组成。而略低于岩浆锆石的δ18O值(4.85‰~5.76‰)可能是由变质作用过程中发生的高温热液蚀变导致的;(3)渐新世岩浆活动(31.38±0.15Ma),该期岩浆作用在华北克拉通属首次发现。麻粒岩中部分岩浆锆石给出了非常好的谐和年龄,这些锆石的εHf(t)值(-3.03~1.69)集中分布于原始地幔岩浆库(CHUR)演化线之上,且具有非常接近于原始地幔的δ18O值(5.78‰~6.62‰),表明该基性岩脉所记录的渐新世岩浆活动也来源于地幔。结合已有研究成果,我们认为华北南缘太华群基性脉体形成于新太古代晚期,侵位于早先的太古代地体之中,并随同古老基底一起俯冲至下地壳深度发生了麻粒岩相的变质作用,不久又一同被抬升至发生角闪岩相退变质,后又经历了渐新世的幔源岩浆活动的扰动,抬升至地表的地质演化过程。     

柴北缘欧龙布鲁克地块东段古元古代基性麻粒岩:岩石学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

在欧龙布鲁克地块东部地区的正片麻岩中识别出呈透镜状产出的基性麻粒岩,部分已转变为斜长角闪岩。其主要矿物组合为单斜辉石、斜方辉石、斜长石、角闪石等,为典型中低压麻粒岩相组合。锆石SHRIMP U-Pb定年得到基性麻粒岩1928±9Ma的变质年龄,片麻岩围岩得到了1927±20Ma的变质年龄,以及2368±5Ma、2377±7Ma的岩浆结晶年龄。片麻岩锆石Hf同位素数据显示变质锆石及岩浆锆石均具有相似的Hf同位素成分,其二阶段模式年龄为2590~2830Ma,显示其可能源于太古代地壳物质的再造。欧龙布鲁克地块古元古代岩浆及变质演化历史与塔里木克拉通及华北克拉通很高的相似性,预示着在古元古代三者可能具有一定的亲缘性。     

胶北地体多期变质事件的P-T-t轨迹及其对胶-辽-吉带形成与演化的制约

胶北地体位于华北克拉通东部陆块胶-辽-吉带南端,主要由闪长质-TTG-花岗质片麻岩、变质表壳岩系和变质镁铁-超镁铁质岩所组成。本文通过对胶北早前寒武纪变质岩系的岩石学、矿物化学、变质反应结构和序列、变质温度和压力估算与同位素年代学资料的综合研究和总结,得出以下重要结论:(1)与华北克拉通东部陆块其它地区太古宙变质基底类似,本区也存在~2500Ma区域性新太古代变质事件,且与本区2550~2500Ma岩浆作用在时间上非常接近,其变质作用发生的时间比岩浆作用要晚10~50Myr,指示本区~2500Ma区域性变质事件可能与大规模的幔源岩浆底侵作用存在密切的成因关系。(2)胶北还存在1950~1850Ma区域性古元古代变质事件,并导致了大量高压基性和泥质麻粒岩的形成,高压基性麻粒岩主要以不规则透镜体、变形岩墙群或岩脉群的形式赋存于闪长质-TTG-花岗质片麻岩之中,并集中分布在安丘-平度-莱西-莱阳-栖霞一带,大致沿北东-南西向断续带状分布,构成了一条长约300km的古元古代高压麻粒岩相变质带。(3)本区古元古代高压麻粒岩以记录近等温减压(ITD)及随后近等压降温(IBC)的顺时针P-T-t轨迹为特征,指示本区变质杂岩在古元古代晚期曾强烈地卷入了与俯冲-拼贴-碰撞造山有关的构造过程,并可能经历了如下复杂的构造演化:(I)在古元古代晚期2000~1950Ma,随着有限大洋地壳的持续俯冲作用,本区各类变质岩的原岩开始经历一次构造增厚事件,并导致了它们的原岩经历了早期绿片岩相-角闪岩相进变质作用;(II)1950~1870Ma,大洋地壳俯冲作用结束,本区开始发生弧-陆拼贴和陆-陆碰撞作用,大陆地壳持续缩短和加厚,在加厚下地壳或岛弧根部带约50km的深度,发生了区域性高压麻粒岩相变质作用,并导致了本区变基性岩和变泥质岩分别形成了石榴石+单斜辉石+斜长石±角闪石±石英±铁-钛氧化物和石榴石+蓝晶石+钾长石+斜长石+黑云母+石英+铁-钛氧化物+熔体的高压麻粒岩相矿物组合。(III)1870~1800Ma,在同碰撞峰期变质结束之后,本区造山作用进入了后碰撞构造折返-伸展演化阶段,先后经历了早期快速构造折返和晚期缓慢冷却降温两个构造热演化阶段。其中,在早期快速构造折返阶段,高压麻粒岩经历了峰后近等温或略微增温减压退变质作用的叠加,高压基性麻粒岩表现为沿石榴石边部形成了含斜方辉石的后成合晶。与此同时,早期快速构造折返阶段还伴随着热松弛和伸展作用,出现一系列的幔源基性岩浆活动,不仅导致了本区大量未经历高压麻粒岩相变质的变基性岩群的形成,同时也诱发了区内大规模的地壳深熔作用的发生。自温度高峰期之后,本区地壳岩石还经历了一个近等压冷却降温过程,并发生了区域性角闪岩相退变质作用,高压基性麻粒岩表现为石榴石和斜方辉石边部常出现含角闪石的退变边或后成合晶。最终,在1800Ma左右,本区含电气石花岗伟晶质岩脉的大量出现,则标志着胶北地体古元古代晚期(2000~1800Ma)俯冲-拼贴-碰撞造山作用的最终结束。     

北阿尔金地区古元古代ca.2.0Ga岩浆-变质事件

中国有三个主要的克拉通,分别是华北、华南和塔里木,它们在显生宙经造山过程聚集到一起。塔里木克拉通位于中国的西北部,面积超过60万平方千米,其北侧为中亚造山带,南侧为西昆仑造山带和阿尔金造山带。塔里木克拉通的前寒武纪岩石主要出露在其南北两侧边缘,包括库鲁克塔格、敦煌、阿尔金、铁克里克和阿克苏地块,它们记录了塔里木克拉通早期的构造演化。北阿尔金地块的阿克塔什塔格地区位于塔里木克拉通的东南边缘。该地区最老的岩石被称为米兰群或阿克塔什塔格杂岩。主要岩石包括太古宙的TTG岩石和表壳岩,以及古元古代的片麻状花岗岩,另有少量变质基性岩呈包体状出露在强变形的长英质侵入体中。本文对该区闪长质片麻岩开展了锆石SHRIMP U-Pb定年,同时还对变质基性岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb测年和地球化学分析,目的是要约束北阿尔金地区古元古代的岩浆-变质事件。闪长质片麻岩的结晶年龄为2.04～2.03Ga,它们形成于岛弧环境。地球化学分析表明,变质基性岩的原岩是拉斑玄武岩。它们有类似于E-MORB的平坦的稀土配分模式,Nb、Ta、Zr、Hf不亏损,说明它们形成于大洋板内环境。在变质基性岩中还识别出两期变质锆石,其中2.05～2.01Ga的早期锆石代表了麻粒岩相的变质作用,而1.98～1.96Ga的晚期锆石可能与角闪岩相的退变质作用有关。无论该区岩浆作用还是变质作用都与约2.0Ga发生的俯冲增生造山事件有关。     

丹东地区古元古代晚期花岗岩对胶-辽-吉带造山作用的制约

华北克拉通古元古代胶-辽-吉带造山过程保存了丰富的变质-变形、岩浆-构造热事件与成矿作用记录,带内广泛存在的高压麻粒岩变质作用演化p-T-t轨迹呈顺时针,指示胶-辽-吉带经历了俯冲-碰撞-后碰撞折返伸展造山过程,但这时期的俯冲碰撞或陆-陆碰撞与之后伸展造山作用的时代目前仍有争议.本文对丹东地区大楼房古元古代花岗岩进行了...     

华北北缘承德地区高压麻粒岩的变质演化历史——锆石年代学和地球化学证据

冀北承德一带的高压麻粒岩多呈弱应变域构造透镜体, 出现于由花岗片麻岩组成的宽阔的复式剪切带内, 其代表的深部地壳热运动及相应的折返机制对华北克拉通的碰撞造山模式和克拉通构造演化模式研究有着重要的制约作用。冀北承德高压麻粒岩及其围岩的锆石U-Pb同位素定年结果显示, 围岩原岩年龄约2500 Ma, 大约在2297 Ma基性岩侵入花岗片麻岩, 在大约2381 Ma后开始俯冲, 经历高压麻粒岩相变质, 经历俯冲及长期地壳加厚过程, 于2001 Ma之后某个时间开始折返, 在此过程中1896 Ma还有另外一期基性岩墙侵入, 在1885 Ma经历了抬升过程与麻粒岩相退变质, 而在1850 Ma经历了华北大面积高角闪岩相事件, 甚至有部分熔融出现, 此事件抹杀了大部分古元古代变质演化过程。由此可见, 承德地区甚至整个华北北部古元古代地质演化历史并不是不同地点的一两期不同事件, 而是一个复杂连续的演化过程, 以往的研究只揭示了一期或两期事件, 而承德地区高压麻粒岩的证据则记录了更多信息。     

河南鲁山太华变质杂岩前寒武纪变质作用

太华变质杂岩("太华群")出露于华北克拉通中部造山带南缘,包括自西北向东南依次出露的华山、洛宁、鲁山、舞钢等四个出露区。鲁山地区太华变质杂岩中的斜长角闪岩类,变质演化历史记录得相对最为全面,其中普遍保留了三个阶段的变质矿物组合。第一阶段变质矿物组合(M1)为进变质组合,以石榴子石变斑晶中的包裹体矿物组合(石英+斜长石+角闪石±单斜辉石±钛铁矿)为代表,形成于约710℃/7.8kbar的条件下。第二阶段变质矿物组合(M2)为变质高峰期组合,以石榴子石变斑晶和基质矿物组合(角闪石+斜长石+石英±单斜辉石±钛铁矿)为代表,形成于约730~810℃/8.1~11.7kbar的条件下。第三阶段的矿物组合为退变质组合,以环绕石榴子石变斑晶发育的后成合晶矿物组合(石英+斜长石+角闪石±单斜辉石±钛铁矿)为代表,形成的温度与压力条件约为730~740℃/3.5~5.7kbar。这些斜长角闪岩类记录了顺时针变质作用P-T轨迹,其中包含近等温降压的退变质过程,其中变质峰期变质条件达高角闪岩相到麻粒岩相过渡区。二次离子质谱(SIMS)探针锆石U-Pb定年表明,变质锆石年龄介于1.93~1.87Ga之间。结合其他学者发表的资料,推测华北中部造山带的中段和南段似乎在~1.95Ga即已开始了俯冲-碰撞的造山过程,而且该造山过程几乎延续了150Myr之久。     

甘肃阿克塞县安南坝地区镁铁质麻粒岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成:对塔里木东南缘前寒武纪地质演化的启示

甘肃阿克塞县安南坝地区镁铁质麻粒岩呈脉状或透镜状赋存于新太古代米兰岩群和TTG片麻岩中。岩石主要由斜方辉石（Opx）+单斜辉石（Cpx）+角闪石（Amp）+斜长石（Pl）+磁铁矿（Mt）等组成,具有典型中-低压麻粒岩相岩石的矿物组合特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示镁铁质麻粒岩原岩形成时代可能为2 561±29 Ma,与塔里木东南缘2.6～2.5 Ga岩浆作用时代基本一致,说明新太古代晚期是塔里木东南缘重要的陆壳增生期。此外,通过测年还获得了～1.95 Ga、～1.86 Ga两期变质年龄。其中,～1.95 Ga的峰期变质年龄是塔里木克拉通东南缘古元古代晚期强烈构造—热事件的地质记录。～1.86 Ga的变质年龄可能与该地区古元古代末期构造—岩浆事件密切相关。镁铁质麻粒锆石¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值均＜0.281 621,ε_Hf(t) 值为-14.08～3.12,两阶段模式年龄（T_DM2）主要集中在～2.65 Ga,指示其原岩岩浆起源于新太古代富集岩石圈地幔。     

Ultrahigh-temperature mafic granulite in the Huai’an Complex,North China Craton: Evidence from phase equilibria modelling and amphibole thermometers

The Huai’an Complex in the north-western Trans-North China Orogen, North China Craton is recognized to have undergone high-pressure metamorphism with controversial ages. Two mafic granulite samples (17HT13 and 16HT22) from Huangtuyao of the Huai’an Complex are documented for metamorphism based on petrography, mineral chemistry, phase equilibria modelling and zircon dating. The rocks comprise garnet, clinopyroxene, orthopyroxene, amphibole, plagioclase and ilmenite. They show clockwise P-T paths involving the pre-T_max decompressional heating, the T_max and the post-T_max cooling stages. The pre-T_max decompressional heating is revealed by the core-rim/mantle anorthite-ascending zoning in coarse-grained plagioclase. The T_max stage is constrained to 8.5–10.5 kbar/980–1010 °C (17HT13) and 7.5–9.5 kbar/1000–1030 °C (16HT22) by the high Ti content of amphibole, and the anorthite content of coarse-grained plagioclase rims/mantles and fine-grained plagioclase cores. These temperatures are slightly higher than the results of amphibole thermometers (∼940–980 °C). The post-T_max cooling is defined by the later growth of amphibole and some conventional geothermobarometers. Because it is dominated by temperature with ilmenite present, the Ti content of amphibole is proposed as a reliable thermometer, and the Ti-rich amphibole with Ti > 0.28 p.f.u. or TiO₂ > 2.4–2.6 wt% is indicative of ultrahigh-temperature (>900 °C, UHT) conditions. The anorthite content of plagioclase is also significant in confining peak temperatures for UHT granulite but requires defining proper water content. Zircon dating for 17HT13 yields an upper intercept age of 1910 ± 35 Ma, representing the cooling of UHT granulite. We conclude that the Huai’an Complex may have at least locally undergone UHT metamorphism at ∼1.92–1.91 Ga after high-pressure granulite metamorphism at ∼1.95 Ga, similar to the Jining Complex. Therefore, the Huai’an and Jining Complexes share the same tectonic evolution involving ∼1.95 Ga crustal thickening, ∼1.92–1.91 Ga extension with regional or local UHT metamorphism, and subsequent cooling and uplifting.     

华北克拉通1.75Ga基性岩墙群特征及其研究进展

基性岩墙群是地壳伸展背景下,来自地幔的基性岩浆侵入体。华北克拉通同世界上其它克拉通一样,广泛发育前寒武纪基性岩墙群。它们在不同时代均有产生,其中1.75Ga前后的规模最大,分布范围最广,几乎遍布整个克拉通,对其进行深入研究,可以揭示华北克拉通该期构造演化过程。华北克拉通1.75Ga前后的岩墙几何形态多变,直立或近直立,走向主要为NNW向和近EW向。岩石以拉斑玄武质岩类占绝对优势(>80%),主要造岩矿物为单斜辉石和斜长石。根据岩墙走向、岩浆分异程度和岩石地球化学特征可将其分五组:低分异LT组、低分异HT组、高分异NW组、高分异EW组,以及具明显差异的高铁系列。同位素和微量元素研究显示,岩浆源区主要与富集Ⅰ型地幔(EMⅠ)、弱亏损的常规地幔(DM-PREMA)以及陆下岩石圈地幔有关。目前对华北克拉通1.75Ga基性岩墙群产出的构造环境在认识上有分歧,其中地幔柱观点和碰撞后伸展观点最为人们所关注。     

苏鲁造山带威海古元古代泥质麻粒岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其构造属性

威海地区出露古元古代泥质麻粒岩,其构造属性仍存在争议.泥质麻粒岩以透镜体的形式出露在花岗质片麻岩中,透镜体从核部到边部的岩性逐渐变化:未变形的粗粒泥质麻粒岩、面理化的细粒泥质麻粒岩、石榴黑云片麻岩和混合岩化麻粒岩.粗粒泥质麻粒岩,粗粒斑状变晶结构,块状构造;细粒泥质麻粒岩,细粒斑状变晶结构,面理发育;石榴黑云片麻岩,斑状变晶结构,片麻状构造,上述3种岩石的主要矿物组合均为石榴子石+黑云母+斜长石（反条纹长石）+石英+矽线石;混合岩,条带状构造,暗色残余体主要矿物组合为石榴子石+斜长石+黑云母+石英+矽线石,浅色体矿物组合为石英+斜长石+钾长石.所有样品均有金红石、锆石和独居石等副矿物.粗粒泥质麻粒岩中的锆石颗粒均为浑圆近等粒,具有典型的麻粒岩相变质锆石的特征:锆石CL图像为均一的云雾状或补丁状结构,低的Th/U比值（0.01~0.30）,强烈的Ce正异常和Eu负异常,HREE的亏损及高的Hf/Y比值（19~537）.利用锆石Ti温度计获得的变质温度为788~892℃（加权平均值为837±24℃）.锆石U-Pb定年获得上交点年龄为1 863±18 Ma,206Pb/238U加权平均年龄为1 832±23 Ma.ε_Hf（t）值为-3.4~-4.9（加权平均值为-4.23±0.35）,相应的两阶段模式年龄（T_DM2）为2 716±107 Ma~2 807±93 Ma（加权平均值为2 767±44 Ma）.细粒泥质麻粒岩中的锆石也具有麻粒岩相锆石的CL和微量元素特征,Ti含量温度计获得的变质温度为804~909℃（加权平均值为845±23℃）,锆石U-Pb上交点年龄为1 823±14 Ma,谐和206Pb/238U年龄加权平均值为1 812±13 Ma,ε_Hf（t）为-3.7~-5.7（加权平均值为-4.67±0.37）,T_DM2为2 705±133 Ma~2 826±116 Ma（加权平均值为2 766±46 Ma）.石榴黑云片麻岩中的锆石也具有麻粒岩相变质锆石的CL和微量元素特征,锆石Ti含量计算变质温度为785~923℃（加权平均值为820±32℃）,锆石U-Pb上交点年龄为1 807±22 Ma,ε_Hf（t）为-4.5~-9.0（加权平均值为-6.07±0.48）,T_DM2为2 742±90 Ma~3 020±92 Ma（加权平均值为2 839±41 Ma）.混合岩中的锆石大部分具有核-边结构.根据Ti含量温度计获得的混合岩中麻粒岩相变质锆石核的变质温度为754~875℃（加权平均值为818±30℃）,U-Pb上交点年龄为1 822±19 Ma,ε_Hf（t）值为-4.3~-6.3（加权平均值为-5.47±0.35）,T_DM2为2 742±82 Ma~2 864±91 Ma（加权平均值为2 814±43 Ma）.可见,麻粒岩、石榴黑云片麻岩和混合岩经历了相同的麻粒岩相峰期变质作用（~1.8 Ga）,具有相同的原岩属性,即晚太古代（2.7~2.8 Ga）的地壳物质.麻粒岩透镜体从核部到边部岩性的变化,可能受到晚三叠纪碰撞造山作用的不同程度改造.因此,威海超高压地体中出露的泥质麻粒岩透镜体,在构造亲属性上可能属于华北克拉通地壳物质,成因上可能与哥伦比亚超大陆的演化有关,在三叠纪大陆俯冲碰撞过程中卷入造山带.      

冀北单塔子群凤凰嘴杂岩的年代学研究

冀北地区基底的研究对理解华北克拉通早前寒武纪的演化具有重要意义。本文通过对冀北地区单塔子群凤凰嘴杂岩的锆石年代学工作探讨早前寒武纪华北克拉通北缘所经历的构造事件。单塔子群凤凰嘴杂岩主要由糜棱岩化的花岗质片麻岩和侵入其中的变质的基性岩墙组成。其中花岗质片麻岩的锆石呈明显的核边结构,岩浆核的谐和年龄为2.45Ga,变质边的年龄为1.95Ga。变质岩墙中的锆石未见明显的核边结构,阴极发光照片显示为变质锆石的特征,得到的年龄为1.9Ga。此年龄与花岗质片麻岩锆石的变质年龄相似,说明二者共同经历了古元古代的造山事件。此外,尽管没有得到岩墙的确切形成时代,但单塔子群内普遍发育的大规模岩墙说明在2.54～1.9Ga之间,该区经历了一次规模较大的伸展事件。     

Superposition of replacements in the mafic granulites of the Jijal complex of the Kohistan arc, northern Pakistan: dehydration and rehydration within deep arc crust

A deep-level crustal section of the Cretaceous Kohistan arc is exposed in the northern part of the Jijal complex. The occurrence of mafic to ultramafic granulite-facies rocks exhibits the nature and metamorphic evolution of the lower crust. Mafic granulites are divided into two rock types: two-pyroxene granulite (orthopyroxene+clinopyroxene+plagioclase±quartz [1]); and garnet–clinopyroxene granulite (garnet+clinopyroxene+plagioclase+quartz [2]). Two-pyroxene granulite occurs in the northeastern part of the Jijal complex as a relict host rock of garnet–clinopyroxene granulite, where the orthopyroxene-rich host is transected by elongated patches and bands of garnet–clinopyroxene granulite. Garnet–clinopyroxene granulite, together with two-pyroxene granulite, has been partly replaced by amphibolite (hornblende±garnet+plagioclase+quartz [3]). The garnet-bearing assemblage [2] is expressed by a compression–dehydration reaction: hornblende+orthopyroxene+plagioclase=garnet+clinopyroxene+quartz+H₂O↑. Subsequent amphibolitization to form the assemblage [3] is expressed by two hydration reactions: garnet+clinopyroxene+plagioclase+H₂O=hornblende+quartz and plagioclase+hornblende+H₂O=zoisite+chlorite+quartz. The mafic granulites include pod- and lens-shaped bodies of ultramafic granulites which consist of garnet hornblendite (garnet+hornblende+clinopyroxene [4]) associated with garnet clinopyroxenite, garnetite, and hornblendite. Field relation and comparisons in modal–chemical compositions between the mafic and ultramafic granulites indicate that the ultramafic granulites were originally intrusive rocks which dissected the protoliths of the mafic granulites and then have been metamorphosed simultaneously with the formation of garnet–clinopyroxene granulite. The results combined with isotopic ages reported elsewhere give the following tectonic constraints: (1) crustal thickening through the development of the Kohistan arc and the subsequent Kohistan–Asia collision caused the high-pressure granulite-facies metamorphism in the Jijal complex; (2) local amphibolitization of the mafic granulites occurred after the collision.     

Ultrahigh-pressure eclogite transformed from mafic granulite in the Dabie orogen, east-central China

Although ultrahigh‐pressure (UHP) metamorphic rocks are present in many collisional orogenic belts, almost all exposed UHP metamorphic rocks are subducted upper or felsic lower continental crust with minor mafic boudins. Eclogites formed by subduction of mafic lower continental crust have not been identified yet. Here an eclogite occurrence that formed during subduction of the mafic lower continental crust in the Dabie orogen, east‐central China is reported. At least four generations of metamorphic mineral assemblages can be discerned: (i) hypersthene + plagioclase ± garnet; (ii) omphacite + garnet + rutile + quartz; (iii) symplectite stage of garnet + diopside + hypersthene + ilmenite + plagioclase; (iv) amphibole + plagioclase + magnetite, which correspond to four metamorphic stages: (a) an early granulite facies, (b) eclogite facies, (c) retrograde metamorphism of high‐pressure granulite facies and (d) retrograde metamorphism of amphibolite facies. Mineral inclusion assemblages and cathodoluminescence images show that zircon is characterized by distinctive domains of core and a thin overgrowth rim. The zircon core domains are classified into two types: the first is igneous with clear oscillatory zonation ± apatite and quartz inclusions; and the second is metamorphic containing a granulite facies mineral assemblage of garnet, hypersthene and plagioclase (andesine). The zircon rims contain garnet, omphacite and rutile inclusions, indicating a metamorphic overgrowth at eclogite facies. The almost identical ages of the two types of core domains (magmatic = 791 ± 9 Ma and granulite facies metamorphic zircon = 794 ± 10 Ma), and the Triassic age (212 ± 10 Ma) of eclogitic facies metamorphic overgrowth zircon rim are interpreted as indicating that the protolith of the eclogite is mafic granulite that originated from underplating of mantle‐derived magma onto the base of continental crust during the Neoproterozoic (c. 800 Ma) and then subducted during the Triassic, experiencing UHP eclogite facies metamorphism at mantle depths. The new finding has two‐fold significance: (i) voluminous mafic lower continental crust can increase the average density of subducted continental lithosphere, thus promoting its deep subduction; (ii) because of the current absence of mafic lower continental crust in the Dabie orogen, delamination or recycling of subducted mafic lower continental crust can be inferred as the geochemical cause for the mantle heterogeneity and the unusually evolved crustal composition.     

Geochronology of high-pressure mafic granulite dykes in SW Sweden: tracking the P–T–t path of metamorphism using Hf isotopes in zircon and baddeleyite

Although the U–Pb zircon chronometer has been widely used for dating metamorphism in moderate‐ to high‐grade rocks, it is generally difficult to link the U–Pb age of zircon to specific metamorphic reactions. In this study, the initial Hf isotopic composition of secondary zircon is compared with the evolution of Hf isotopic composition of the bulk sample, back‐projected from the measured value through time. This approach may enhance the interpretation of radiometric ages performed on metamorphic mineral assemblages. Here, U–Pb, Sm–Nd and Lu–Hf geochronology and thermobarometry have been integrated and applied to two metamorphosed diabase dykes in the Sveconorwegian orogen, SW Sweden. The dykes are located ～5 km east of the NNE‐trending Göta Älv deformation zone in the Idefjorden terrane, and trend parallel to this zone. The Lunden dyke is recrystallized into a coronitic, granulite facies assemblage. U–Pb isotopic analyses of baddeleyite in this dyke indicate an emplacement age of c. 1300 Ma. Thermobarometric techniques applied to garnet and omphacitic clinopyroxene coronas indicate high‐pressure metamorphism at ～15 kbar and ～740 °C. The growth of polycrystalline zircon at the expense of baddeleyite occurred at 1046 ± 6 Ma. The identical Hf isotopic composition of polycrystalline zircon and baddeleyite shows that the baddeleyite‐to‐zircon transition took place before Hf equilibration among the other metamorphic minerals and, hence the c. 1046 Ma age of polycrystalline zircon sets an upper age limit of metamorphism of this sample. The Haregården dyke is recrystallized into a granoblastic transitional upper amphibolite to granulite facies assemblage. The estimated P–T conditions are ～10 kbar and ～700 °C. Analyses of small (～30 μm), clear and round zircon in this sample yield a Concordia U–Pb age of 1026 ± 4 Ma, which is indistinguishable from the Lu‐Hf and Sm‐Nd mineral isochron ages of 1027 ± 9 and 1022 ± 34 Ma, respectively. This type of secondary zircon plots at the lower end of the Lu‐Hf isochron and indicates simultaneous growth with garnet at c. 1026 Ma, a time when Hf isotopic equilibrium among minerals must have been reached.