大陆造山带深熔垮塌的岩石学、地球化学证据:以北大别深熔混合岩为例

北大别位于大别造山带的核部,分布着大量的造山带垮塌时期形成的混合岩,其于理解大别造山带的形成和演化有着重要的意义。北大别混合岩的原岩为TTG（D）岩石,因黑云母和角闪石的脱水熔融诱发深熔作用产生。顺层产出的为富斜长石浅色体,主要矿物组成为斜长石+石英+黑云母±钾长石±角闪石。伟晶岩脉或团块为富钾长石浅色体,主要矿物组成为钾长石+石英±斜长石±黑云母±角闪石。暗色体为变晶结构,主要矿物组成为角闪石+黑云母+斜长石+石英±单斜辉石;其中,暗色矿物角闪石和黑云母常常定向排列,具有明显的溶蚀结构;暗色体中浅色矿物颗粒较小,以斜长石和石英为主,指示部分熔融的残余产物。全岩地球化学特征表明,碱金属元素（Na、K等）、大离子亲石元素（Ba、K、La等）和LREE等优先进入酸性熔体,而相容元素和中-重稀土元素等残留在残余体中。浅色体与本区花岗岩相比,二者都有右倾的稀土配分模式,富集LREE,亏损HREE。但浅色体具有明显的Eu正异常,δEu值为2.48~6.55,而花岗岩则有弱的Eu负异常,并且浅色体中大颗粒斜长石相互构成框架结构,含量明显高于正常花岗岩熔体,表明浅色体更可能是熔体早期结晶的产物。     

喜马拉雅造山带新生代花岗岩中两类石榴石的地球化学特征及其在地壳深熔作用中的意义

在喜马拉雅碰撞造山带中,石榴石是变泥质岩的主要造岩矿物,也是花岗岩或淡色体的重要副矿物,保存了有关地壳深熔作用的关键信息,是揭示大型碰撞造山带中-下地壳物质的物理和化学行为的重要载体。在喜马拉雅造山带内,新生代花岗质岩石(淡色花岗岩和混合岩中的淡色体)含两类石榴石,大多数为岩浆型石榴石,自形-半自形,不含包裹体,但淡色体中含有港湾状的混合型石榴石。岩浆型石榴石具有以下地球化学特征:(1)从核部到边部,显示了典型的"振荡型"生长环带;(2)富集HREE,亏损LREE,从核部到边部,Hf、Y和HREE含量降低;(3)显著的Eu负异常;(4)相对于源岩中变质石榴石,Mn和Zn的含量显著增高。岩相学和地球化学特征都表明:变泥质岩熔融形成的熔体(淡色体)捕获了源岩的变质石榴石,熔体与石榴石反应导致大部分元素的特征被改变,只在核部保留了源岩的部分信息。同时,在花岗质熔体结晶过程中,形成少量的岩浆型石榴石。这些石榴石摄取了熔体中大量的Zn,浓度显著升高,在斜长石和锆石同步分离结晶作用的共同影响下,石榴石中Eu为明显负异常,Hf、Y和HREE浓度从核部到边部逐渐降低。上述数据和结果表明,花岗岩中石榴石的矿物化学特征记录了精细的有关花岗岩岩浆演化的重要信息。     

北大别混合岩类型及其成因

大别造山带北大别超高压变质构造单元中广泛发育混合岩。基于对罗田和岳西穹隆中混合岩的野外观察、岩相学、矿物化学和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年系统工作,发现北大别混合岩主要分为中等深熔混合岩和高度深熔混合岩两种类型。中等深熔混合岩为叠层状混合岩和膨胀结构混合岩;高度深熔混合岩为眼球状混合岩和析离体状混合岩。锆石U-Pb同位素定年结果表明,混合岩中新生锆石年龄范围为125 Ma~138 Ma,加权平均年龄为130.7 Ma±1.8 Ma;两个继承锆石的年龄分别为602.8 Ma±16.8 Ma和667.3 Ma±17.6 Ma;混合岩叠层状暗色体中锆石年龄连续且分布集中,加权平均年龄为703 Ma±10 Ma,代表原岩的形成年龄。北大别混合岩的原岩为新元古代的岩石,其混合岩化作用发生在140 Ma至125 Ma期间。不同浅色体中斜长石的含量和牌号差异显著,反映了浅色体形成于不同演化程度的熔体结晶。斜长石-角闪石温压计估算结果显示,混合岩形成的温压条件为723℃~768℃和370 MPa~520 MPa,对应于中上地壳环境。混合岩的成因机制以长英质片麻岩水饱和条件下的富水熔融为主。其反应为:黑云母+石英+斜长石+水=角闪石+斜长石(残留)+花岗质熔体。少数混合岩的成因机制为角闪片麻岩中角闪石的脱水熔融。其反应为:角闪石+斜长石+石英=单斜辉石+富水熔体。     

西藏冈底斯尼木后碰撞花岗岩的岩浆混合作用:显微结构证据

岩浆混合过程中不同熔体之间的相互作用会影响晶体的成核与生长,形成矿物内部复杂的成分变化,以及矿物之间的不平衡结构。尼木二长花岗岩位于冈底斯岩浆岩带中部,是代表性的形成于后碰撞构造演化时期的花岗岩体。本文对其中的斜长石与角闪石颗粒进行了详细的结构和成分分析,揭示了斜长石中的港湾状、浑圆状、筛孔状熔蚀结构以及斜长石成分的突然变化和角闪石包裹黑云母的不平衡结构,并探讨了它们的成因以及相关的岩浆混合作用。分析结果显示,斜长石中突变环带的An含量为37.6~40.6,熔蚀环带的An含量为48.2~59.5,均高于两侧斜长石的An含量(18.4~26.4),表明在形成这些结构时有外来基性岩浆的混合使得岩浆成分发生了突变。样品中的部分黑云母被自形的角闪石包裹,黑云母呈浑圆状并且具有港湾状的熔蚀边,这可能是基性岩浆的混合作用使得岩浆的温度升高导致黑云母发生部分熔融,混合后的岩浆在黑云母周围继续结晶形成角闪石。这些显微结构为揭示冈底斯岩浆岩带的岩浆混合作用提供了新证据。     

变基性岩部分熔融过程中榍石的微量元素效应:以南迦巴瓦混合岩为例

南迦巴瓦地区广泛出露的中下地壳变基性岩部分熔融形成的层状混合岩和淡色花岗岩,为研究部分熔融过程中榍石的地球化学行为对熔体的微量元素组成的影响提供了良好的机会。相对于源岩或熔融残留体,淡色体亏损Ti、V、REE、Y、Nb、Ta、U等元素,与混合岩中榍石的微量元素特征互补。混合岩、淡色体和榍石微量元素特征表明南迦巴瓦角闪岩部分熔融形成的淡色体的微量元素特征主要受控于榍石的地球化学行为。角闪岩脱水部分熔融过程中,由于长英质熔体的低Ti溶解度,榍石以未熔残留体形式存在于暗色体中,导致熔体亏损Ti、REE、Nb、Ta、V、U等元素和Sr/Y比值相对升高。关键元素在榍石和熔体之间的配分系数受熔体成分影响明显。角闪岩中变质榍石D_Nb/Ta<1,因此变质榍石残留导致熔体Nb/Ta相对于源岩升高;而高Si-Al花岗质熔体中榍石D_Nb/Ta>1,因此与高Si-Al熔体平衡的榍石的分离（转熔或结晶分异）将导致熔体Nb/Ta比值相对源岩降低。榍石在部分熔融过程中的微量元素效应为理解变基性岩部分熔融产生熔体的地球化学特征提供新的认识。     

鲁西～2.6 Ga 深熔作用：泰山地区浅色脉体的野外地质和地球化学研究

泰山地区深熔作用十分发育,是鲁西～2.6 Ga 构造热事件的典型代表。广泛分布的2.6 Ga浅色脉体主要是片麻状英云闪长岩在水不饱和的条件下含水矿物发生脱水熔融形成,在局部地区存在水饱和熔融。根据浅色脉体岩相学和地球化学特征,可将其进一步划分为3种类型：具正Eu异常奥长岩浅色体、无明显Eu异常奥长花岗岩浅色体和具负 Eu 异常 花岗岩浅色体。矿物结晶分异对浅色体组成变化起了很大作用。由于有充足的时间和空间,部分斜长石较早结晶出来并聚集形成具正Eu异常的浅色体。剩余熔体继续运移过程中,斜长石、钾长石及石英近同时结晶,组成近等粒镶嵌结构,形成具负 Eu 异常的花岗岩浅色体。无明显 Eu 异常的浅色体最接近原始熔体。     

混合岩研究及地球动力学意义

混合岩化作用（陆壳深熔）是大陆地壳演化的一个重要过程,可以在不同区域岩石圈演化和相伴构造热事件背景下发生。混合岩化温度往往可以维持在岩石固相线之上达30 Ma,且整个深熔过程中岩石通常由初期的半深熔向高度深熔演化。这些特点使得混合岩中深熔锆石的Th/U比值随年龄越年轻而逐渐变大,并且警示混合岩锆石U Pb年龄往往给出混合岩化的持续时间而不是单一时间点。深熔过程中,不同深熔反应类型对深熔熔体的地球化学特征影响较大,富水熔融可以降低斜长石在源区的稳定域,因此可能导致富水熔融形成的深熔熔体具有高Sr/Y和低Y的特征,从而提示在利用单一高Sr/Y和低Y特征来判别岩石是否具有高压成因需格外小心。此外,深熔过程中熔体提取速率可能大于矿物溶解速率和同位素扩散速率,因此可能发生不平衡熔融导致不同反应类型形成的熔体具有不同的初始同位素比值。熔体产生之后,由于混合岩地体具有缓慢的冷却速率,熔体有充分时间发生矿物结晶分离,残余熔体则在构造应力的作用下,被抽离源区,上升侵位至上部地壳。因此,混合岩地体中保留的大量浅色脉体只有少部分记录初始深熔熔体地球化学特征,绝大部分代表熔体结晶分离过程中的早期结晶产物,其地球化学特征与侵入浅部地壳的深熔花岗岩呈互补关系。陆壳深熔可以大大降低岩石的流变学性质。因此,造山带深熔物质在重力和高原盆地压力差作用下,可能发生垂向和侧向挤出。下地壳流是深熔物质侧向挤出的重要形式,以混合岩以及相关淡色花岗岩的地球化学性质入手,为识别古老造山带的地壳流提供了一个新的思路。最后,文章以华北克拉通新太古代25亿年混合岩事件和大别-苏鲁造山带中生代混合岩为例,对中国东部混合岩研究进行了展望。     

中国西北地区青海省民和—乐都沿线中祁连褶皱带基岩的变质作用

中祁连褶皱带基岩在青海省民和——乐都沿线公路出露,包括砂质片岩、变质基性岩、结晶石灰岩;混合岩零星夹杂在砂质片岩及变质基性岩。砂质片岩的矿物组合为白云母+ 黑云母+ 长石+ 石英土电气石±榻石±夕线石;变质基性岩的矿物组合为角闪石+ 斜长石+ 黑云母±磷灰石±磁铁矿±辉石±石榴子石±石英。混合岩由不同比率的淡色体及暗残体组成;前者为白云母+ 碱性长石±石榴子石±斜长石,而后者为砂质片岩屑或变质基性岩屑。结晶石灰岩主要     

湖南桃林铅锌矿区花岗岩地球化学特征及其与成矿的关系

桃林铅锌矿位于钦杭成矿带,矿区出露幕阜山花岗岩体,岩性为中粗粒黑云母二长花岗岩。通过研究,得出该岩石符合中国东部埃达克岩(C型埃达克岩)特征,其具有高的SiO2(>70%)和Al2O(314.61%-14.73%)含量,中等高K2O/Na2O比值(﹥1),高的Sr含量,低的Yb和Y含量,高的Sr/Y和La/Yb比值,富轻稀土元素(LREE),贫重稀土元素(HREE),球粒陨石标准化的REE配分模式为右倾斜、HREE平坦配分模式,此外花岗岩体还富集成矿元素。桃林铅锌矿为桃林大断裂控制的多源热液充填矿床,中粗粒黑云母二长花岗是其一种成矿物质来源,其形成时间晚于中粗粒黑云母二长花岗岩。     

高温高压条件下实验变形石英闪长岩微观结构与熔体特征研究

本文以高温高压条件下石英闪长岩流变实验样品为研究对象,利用偏光显微镜进行微观结构观察,研究了样品在实验温度压力条件下的变形机制与斜长石结构对流变强度的影响;通过透射电镜能谱与电子探针,分析了熔体分布和成分特征,讨论了角闪石脱水熔融的影响因素与脱水熔融对岩石流变的影响。结果表明,随着温度升高,岩石从脆塑性过渡域逐渐向高温位错攀移和动态重结晶为主的塑性域转化。在高温条件下,角闪石出现了脱水与部分熔融,脱水熔融的熔体分布和成分体现出非均匀与非平衡熔融的特点,空间分布上,熔体主要出现在角闪石和黑云母矿物颗粒的边缘以及角闪石和长石颗粒之间的区域内;成分分布上,熔体的成分与参与熔融的矿物成分密切相关。角闪石边缘的熔体和黑云母边缘的熔体具有低硅铝、高铁镁特征,斜长石边缘的熔体具有高硅铝、低铁镁的特征,处于角闪石和斜长石颗粒中间的熔体,其成分间于斜长石与角闪石成分之间。实验中出现的非平衡非均匀部分熔融可以解释混合岩中的浅色体与暗色体的成因,富硅熔体可以形成富硅铝的花岗质岩石,而贫硅富铁镁的熔体可以形成基性岩。角闪石的脱水熔融程度依赖于样品的封闭条件,处于封闭环境的样品,角闪石不易脱水熔融,而处于开放环境时,角闪石脱水熔融显著。拆离断层带及其附近具备这样的开放环境,有利于角闪石发生脱水熔融。实验力学数据和微观结构显示,随机分布的斜长石对岩石强度影响并不明显,但斜长石的长轴方向与最大主应力方向呈大角度相交(近90°)会显著强化岩石的强度,这意味着岩石组构与主应力方向大角度相交或呈垂直方向时,不利于岩石变形和拆离断层的形成,反之,均匀岩石或岩石组构与最大主应力方向小角度相交,有利于岩石的变形,容易发育拆离断层。     

苏北东海花岗质岩石中主要造岩矿物和副矿物的地球化学特征

苏北东海地区主侵入花岗岩类岩石属Ⅰ型花岗岩类。其主要造岩矿物为阳起角闪石、富镁黑云母、更长石、钾长石和石英。主要副矿物为榍石、磷灰石、锆石、磁铁矿等。主侵入岩体的形成温度为910—690℃,logfo_2=-12,fH_2O=(1.3—1.8)×10~8Pa,log(fH_2O/f_(HF))=3—4。第一类过渡元素富集于角闪石、黑云母和榍石中,而在更长石、钾长石和石英中明显亏损。由于榍石、角闪石、黑云母和更长石对全岩REE含量的贡献最大,因此它们控制了本区花岗岩类岩石的稀土配分模式。前三者富重稀土,负Eu异常较强,斜长石相对富轻稀土,并表现为正Eu 异常。因此可以认为随着花岗质岩浆中铁镁矿物和斜长石的分离,将会导致残余岩浆中第一类过渡元素、重稀土元素和Eu的亏损。     

试论阜平杂岩的深熔作用

阜平杂岩中广泛产出浅色脉体,从而显示强烈的混合岩化作用。前人把引起混合岩化作用的机制归因于岩汁交代、重熔或无水深熔作用,似乎与实际的岩相结构不是很一致。矿物自形晶、钠长石净边结构和一些典型的矿物转化反应表明,阜平杂岩的混合岩化作用实际上经历了复杂的过程,主要表现为有水条件下的深熔作用。所形成的熔体有较大的流动性,可迁移一定的距离而进入邻近的岩石,对这些部位而言相当于发生了外来熔体的注入活动,造成熔体注入式混合岩化作用,形成一些交代反应和结构。因此,阜平杂岩混合岩化作用中的变质反应过程既包括长英质矿物的熔融(溶解),还涉及一种含水矿物(如黑云母)转化形成另外一种含水矿物(如角闪石)的化学反应。阜平杂岩的混合岩化作用最重要的机制是水致熔融或含水深熔作用,溶解性重熔或无水深熔作用则较为次要。     

北秦岭造山带早古生代多期变质与深熔作用：锆石U-Pb年代学证据

北秦岭造山带中的秦岭群以多期变质作用和强烈混合岩化为特征,出露有早古生代的榴辉岩和高压麻粒岩,以及区域性分布的中低压麻粒岩-角闪岩相变质岩石和混合岩。本文对西峡双龙地区混合岩化片麻岩(中色体)、石榴子石黑云母片岩(暗色体)和淡色花岗岩脉体进行了详细的锆石U-Pb定年和微量元素研究。结果表明片麻岩的原岩年龄为941±11Ma(2σ,MSWD=0.59),石榴子石黑云母片岩的原岩年龄为756±9.9Ma(2σ,MSWD=1.07)。石榴子石黑云母片岩中的变质锆石获得了484±9.6Ma(2σ,MSWD=0.88)的年龄,与片麻岩中锆石变质增生边获得的单点年龄498±11Ma在误差范围内一致。这些变质锆石多数具有平坦的HREE分配模式,弱Eu负异常,与高压变质岩中的变质锆石特征相似。该年龄与秦岭榴辉岩和高压麻粒岩的变质年龄相一致。石榴子石黑云母片岩中锆石的最外层增生边记录了424±9.1Ma的年龄,同时淡色脉体中的锆石也给出了422±4.0Ma(2σ,MSWD=0.77)的加权平均年龄,代表了深熔脉体的结晶年龄。这些锆石均为新生锆石,阴极发光弱,具有低的Th/U比值,平坦的HREE分配模式,强烈的Eu负异常,指示部分熔融过程中存在大量石榴子石和斜长石。深熔脉体的年龄与秦岭群中的中低压高温-超高麻粒岩相变质的年龄相符。结合已有的结果,我们认为秦岭群普遍记录了500~480Ma的高压、超高压变质作用,并叠加了440~400Ma的中压-高温变质和深熔作用。秦岭群可能是Rodinia超大陆裂解过程中从华南陆块或相似构造属性陆块分离并漂移到华北克拉通南缘的微陆块。在500~480Ma时发生碰撞造山作用导致北秦岭微陆块深俯冲并发生了高压-超高压变质作用,在志留纪由于商丹洋壳北向俯冲导致秦岭微陆块发生了以中压-高温变质、深熔和同时的岩浆作用为特征的增生造山作用。     

东喜马拉雅构造结高压基性麻粒岩成因与构造意义

东喜马拉雅构造结南迦巴瓦杂岩中存在典型的泥质、长英质和基性高压麻粒岩。但是,高压麻粒岩在南迦巴瓦杂岩中的分布范围、变质条件和变质时间是否存在空间上的变化并不明确。本文对南迦巴瓦杂岩西南部巴嘎地区的高压基性麻粒岩进行了岩石学和年代学研究。研究表明,巴嘎高压基性麻粒岩由石榴子石、单斜辉石、角闪石、斜长石、黑云母和石英组成,石榴子石变斑晶发育生长成分环带。识别出三期矿物组合：进变质矿物组合M1为石榴子石变斑晶核部及其矿物包裹体,包括石榴子石、石英、榍石和磷灰石;峰期矿物组合M2为变斑晶石榴子石边部和基质矿物,即石榴子石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+金红石+熔体;退变质矿物组合M3呈冠状体或基质产出,其组合为角闪石+斜长石+单斜辉石+黑云母+石英+榍石。高压基性麻粒岩的峰期变质条件约为1. 5 GPa和915 ℃,具有顺时针P- T轨迹,退变质的早期和晚期分别为近等温降压和降温降压过程。高压基性麻粒岩在峰期条件下发生了明显的部分熔融,含~26%（体积）的熔体,其退变质和熔体结晶作用很可能发生在26~14 Ma。本文和研究区现有研究成果表明,东喜马拉雅构造结南迦巴瓦杂岩中的高压麻粒岩广泛分布,从东北部的加拉、直白和派乡延伸到西南部的巴嘎沟,形成了一条长度超过80 km的高压麻粒岩带。整个带中的高压麻粒岩具有类似的变质条件和持续时间,是印度大陆地壳平缓俯冲并经历了高温和高压变质与部分熔融的产物,构成了喜马拉雅造山带的加厚下地壳。大量高压麻粒岩强烈部分熔融产生的熔体可能为喜马拉雅淡色花岗岩提供了源区。     

Crystallization conditions of magma from Longmen potassic pluton of the Trans-North China Orogen,North China Craton: Constraints from mineral chemistry and zircon trace elementSCIEI北大核心CSCD

华北克拉通中部造山带发育的早白垩世钾质岩是研究华北克拉通中部幔源岩浆成因的天然样品,然而其成岩物理化学条件仍不明确。本文选取了涞源县龙门岩体中闪长岩和二长岩开展了矿物原位地球化学和锆石微量元素分析,以探讨矿物形成的温压条件及氧逸度与矿化的关系。分析结果显示,二长岩和闪长岩的锆石Th/U比值较高(>0.1),轻稀土亏损、重稀土富集,具明显的Ce正异常和Eu负异常特征,并具有明显的震荡环带,为典型岩浆成因锆石。电子探针结果显示,龙门岩体中斜长石主要为中性斜长石,黑云母为原生镁质黑云母,角闪石主要为钙铁闪石。闪长岩中角闪石结晶温度为793~842℃,压力为0.50~0.75GPa,深度范围为19~28km,具有较低氧逸度(log f O 2为-12.21~-11.38)和高的含水量(8.5%~10.75%);二长岩中黑云母结晶温度为764~788℃,具有更低的氧逸度(log f O 2=-15.14~-14.54);闪长岩和二长岩中锆石结晶温度为770~978℃,具有较低的氧逸度(ΔFMQ=-0.37~+1.70)。矿物化学分析表明,角闪石和黑云母虽都在地壳开始结晶,但角闪石形成于比黑云母更深的岩浆房。龙门岩体中角闪石、黑云母和锆石的结晶主要受岩浆分异控制,其地球化学动力学机制主要为岩浆上侵时减压熔融,进而引起岩浆氧逸度随岩浆演化而变化。随着岩浆上涌,闪长岩中角闪石随着温度降低和压力减少逐渐结晶,地幔交代作用导致二长岩中的黑云母具有较高的X Mg值,进而形成镁质黑云母。结合区域地质背景,古太平洋板块(伊佐奈琦板块)俯冲-后撤释放的流体交代上覆岩石圈地幔对中部造山带钾质岩(~141Ma)的形成有一定贡献,该过程导致了岩浆具有较高的含水量,但龙门岩体低的氧逸度和区域上较厚的岩石圈制约了成矿金属物质(Fe-Au等)的迁移和富集,因而不利于亲硫、亲铁元素聚集以及铁、金矿化的形成。     

延边早白垩世高镁闪长岩的成因：地球化学和锆石Hf同位素约束

中国东北中生代岩浆活动广泛发育,产于延边的新屯高镁闪长岩(128 Ma)是其中特殊的一类岩石,对于约束构造背景具有重要意义。新屯闪长岩高Mg#,富含LILEs、亏损HFSEs,εHf的范围为3.2~8.9,指示岩浆主要来自同位素亏损的地幔源区。较高的La/Sm和Th/Yb比值,较低的Ba/La比值,暗示俯冲沉积物参与了岩浆的形成。岩石学特征显示普通角闪石、磁铁矿等矿物结晶较早,表明初始岩浆为富水高氧逸度的体系。水饱和条件下斜长石结晶受到抑制、角闪石等矿物发生分离结晶可能是导致演化的岩浆具备高Sr/Y比值的重要原因。在130~110 Ma期间,东北地区在古太平洋板块俯冲后撤影响下发生弧后伸展,软流圈物质上涌改变了地幔楔热状态,导致俯冲沉积物发生部分熔融,交代上覆地幔楔形成了早白垩世高镁闪长岩。     

深俯冲陆壳部分熔融初始熔体的厘定:来自苏鲁超高压地体混合岩中浅色体证据

深俯冲陆壳物质部分熔融产生的熔体,实验岩石学方面已有广泛报道,而天然初始熔体的组分却难以厘定。对此,本文从苏鲁超高压地体荣成混合岩中识别出了深俯冲花岗质陆壳部分熔融产生的天然初始熔体组成。野外露头显示,混合岩中主要矿物组成为钾长石+斜长石+石英的浅色熔体呈不连续的条带状与残余体互层产出,指示了原位或近源区的部分熔融特征。混合岩浅色体锆石CL图像呈明显的核-边结构,继承核部为扬子板块来源的岩浆锆石,形成时代为721±24Ma;新生边部CL图像具震荡环带结构,微量元素上REE呈明显左倾,具有Eu的负异常及Ce的正异常,低的Hf/Y和Th/U比值,具深熔锆石特征,指示形成于花岗质陆壳物质的部分熔融。边部U-Pb谐和年龄为225.9±2Ma,略晚于苏鲁超高压地体超高压峰期变质年龄,表明初始熔融发生在超高压地体折返早期。浅色熔体的全岩地球化学特征表明,主量元素上具有高SiO_2、K_2O及Na_2O含量,低的Fe_2O_3~T、MgO及CaO含量,A/CNK=1.02~1.04,呈弱过铝质亚碱性花岗岩的特征,这与实验岩石学中富硅陆壳物质部分熔融产生的熔体组分极为相近;微量元素上富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Pb等),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,REE呈较为平坦的配分模式,具弱的Eu负异常并亏损Sr。本文通过上述对天然样品研究,厘定了深俯冲花岗质陆壳部分熔融及其初始熔体的组成,为理解大陆俯冲带壳幔相互作用提供了关键依据。     

冀南綦村岩体斑状黑云母角闪闪长岩的成因矿物学研究

綦村岩体是冀南邯邢地区典型的中生代高镁闪长岩杂岩体,主要由斑状黑云母角闪闪长岩、角闪闪长岩、闪长岩、二长岩和少量辉长岩组成。对綦村斑状黑云母角闪闪长岩进行了较为详细的成因矿物学研究,探讨了其成因及其地质意义。研究发现,綦村斑状黑云母角闪闪长岩中的角闪石多为镁铝钙闪石和镁角闪石;黑云母主要为富镁黑云母;斜长石发育环带结构,核部以中长石和拉长石为主,边部多为更长石。角闪石矿物温压计估算结果显示,角闪石斑晶的形成温度为930~970 ℃,压力介于300~340 MPa之间,深度10~15 km,氧逸度为ΔNNO+0.1~+2.3,平衡熔融体中的水含量4.8%~5.5%;与黑云母平衡的角闪石形成温度为684~760 ℃,压力降低至42~61 MPa,熔体中水含量降至3.1%~4.3%,氧逸度为ΔNNO+0.7~+2.4。黑云母温度计和氧逸度计获得的结果与角闪石温压计估算结果一致。该结果表明,研究区高氧逸度的铁镁质岩浆在中地壳曾经驻留,并发生了以角闪石为主的结晶分异,富含挥发分的分异岩浆在后期快速侵位形成高镁闪长岩和矽卡岩型铁矿。     

铜陵地区中生代中酸性侵入岩的地球化学特征及其成矿-地球动力学意义

本文对铜陵地区晚侏罗世-早白垩世高钾钙碱性中酸性侵入岩进行了研究,发现该类岩体具有埃达克岩的地球化学特征,具体表现为:SiO2≥56％,Al2O3含量高(>15％),Na2O/K2O>1,亏损HREE,(La/Yb)N>12,负Eu异常不明显(Eu*/Eu=0.71-0.96),Sr含量高(>750μg/g),Sr/Y比值高(>38)。但是,由于岩石的K2O含量较高、εNd(t)较低和ISr值较高,又不同于典型的与板块俯冲有关的埃达克岩,而与中国东部中生代的C型埃达克岩比较类似,暗示铜陵地区的高钾钙碱性岩可能是加厚的下地壳底部基性岩部分熔融的产物。本文主要依据铜陵埃达克质岩的HREE特征,将其分为三类:第一类岩体为HREE平坦型,Yb含量较高(>1.8μg/g);第二类为HREE平坦型,Yb<1.8μg/g,(Ho/Yb)N≈1;第三类岩体HREE亏损,Yb<1.8μg/g,(Ho/Yb)N<1.2。上述三类岩石地球化学性质上的差异不太可能是分离结晶作用或地壳混染的 结果,而可能是由于幔源岩浆与下地壳物质混合的程度不同引起源区成分不同形成的。铜陵地区及中国东部埃达克质岩石可能代表了中国东部中生代时的地壳增生和加厚过程。铜陵埃达克岩主要是古老下地壳和底侵玄武岩不同比例混合部分熔融形成的,在岩浆演化过程中可能还不同程度地叠加了分离结晶作用和岩浆混合作用的影响。铜陵埃达克岩具岛弧特征,但并不表明其     

东昆仑东段加鲁河中基性岩体环石英捕虏晶角闪石和黑云母矿物学特征及其对岩浆混合过程的约束

加鲁河中基性岩体位于东昆仑造山带东段,岩体边部岩浆混合作用明显,富含暗色环边石英,是研究岩浆混合作用的理想地质体。本文在详细岩石学研究基础上,对寄主岩(香加南山花岗岩基)-包体-包体捕虏晶-暗色环边石英的矿物(黑云母和角闪石)进行电子探针成分分析。研究表明,不同类型黑云母的Fe~(2+)/(Fe~(2+)+Mg)比值基本一致,介于0.53~0.59,寄主岩黑云母的MgO含量较低(8.06%~8.29%),包体捕虏晶-暗色环边的黑云母MgO含量较高(分别为9.38%~9.45%和9.25%~9.52%);不同类型角闪石的(Ca+AlⅣ)较高,大于0.5,寄主岩角闪石具有较高的FeO~T含量(20.27%~21.01%)和较低Mg#值(45~47);包体-包体捕虏晶-暗色环边的角闪石具有较低的FeO~T含量(分别为18.31%~19.49%、18.11%~18.90%和18.01%~18.43%)和较高的Mg#值(分别为50~54、52~53和55~60)。寄主岩的角闪石(为铁浅闪石)和黑云母(为铁质黑云母)具壳型特征;包体-包体捕虏晶-暗色环边的角闪石(为镁角闪石)和包体-暗色环边的黑云母(为镁质黑云母)具壳幔型特征。寄主岩和包体捕虏晶的角闪石具有近似的成分和结晶环境,显示包体与寄主岩间存在成分交换。早期富水岩浆有利于磁铁矿和钛铁矿结晶,使晚期结晶的暗色环边矿物(黑云母和角闪石)具有较高的MgO含量和较低的FeO~T含量,以及最低的结晶温度和压力。