内蒙凉城2.0Ga变质花岗岩对超高温变质作用的制约

内蒙凉城位于华北克拉通北缘中段,孔兹岩带的东端.本区孔兹岩系内存在着大量的古元古代变质花岗岩,彼此呈构造接触.根据野外地质特征、岩石学和矿物学特征,可将其分为三类:Ⅰ)二长花岗岩;Ⅱ)深熔花岗岩;Ⅲ)似斑状紫苏花岗岩.本文针对Ⅰ类花岗岩进行详细的锆石和岩石成因研究.结果显示该类岩体形成于大约2.0Ga左右,并记录了1.95～1.90Ga的变质作用年龄,对应的岩浆和变质锆石结晶温度(采用锆石Ti温度计)分别为856～964℃(平均912℃)和861～900℃(平均879℃),暗示该花岗岩体源区曾经历了高温熔融事件,同时也说明它们与围岩孔兹岩共同经历了古元古代的超高温变质作用.该类型岩体的岩石化学特征类似太古宙TTG或Adakite,而深熔花岗岩类(Ⅱ类)的地球化学特征则类似岛弧岩浆岩.这种差异说明凉城2.0Ga变质花岗岩的原岩非孔兹岩重融而成的S型花岗岩.锆石Lu-Hf和全岩Nd同位素组成则指示形成岩体的物质主要来自新太古代和古元古代下地壳的熔融.     

华北克拉通孔兹岩带古元古代凉城石榴石花岗岩成因机制及其岩石学意义

在华北克拉通孔兹岩带东段凉城地区分布有大规模古元古代石榴石花岗岩。凉城石榴石花岗岩是产于麻粒岩相变沉积岩中的原地-半原地花岗岩,伴生有徐武家岩体为代表的辉长苏长岩小侵入体群。凉城石榴石花岗岩富含石榴子石(5%~15%,局部可达25%),常见紫苏辉石,推测形成于高温(>850~900℃)、高压(8~10kbar)条件下,不同于典型的S型花岗岩。地球化学特征上,石榴石花岗岩具有强过铝的地球化学属性(A/CNK=1.1~1.6),显示低SiO₂(55%~75%)和富MgO+FeO^T(5%~14%)的特征,已经偏离了正常S型花岗岩的成分范围。凉城石榴石花岗岩低硅富镁铁的成分特征很可能是由残留体(石榴石岩)带入和辉长苏长岩物质添加造成,残留体和辉长苏长岩的物质贡献比例约占20%~40%。年代学研究表明凉城石榴石花岗岩形成时代为1.93~1.92Ga,与辉长苏长岩形成时代(1.93Ga)和变质沉积岩记录的超高温变质作用时代(1.92Ga)一致,指示凉城石榴石花岗岩是幔源基性岩浆侵入麻粒岩相变质沉积岩中引起变沉积岩在高温-超高温条件下大规模部分熔融的产物。大规模出露的高温石榴石花岗岩及多点分布的超高温麻粒岩共同反映了集宁-凉城区域上超高温的特点。     

高温-超高温变质作用成因研究——来自华北克拉通西部孔兹岩带和南非Kaapvaal克拉通西南部Namaqua活动带与Bushveld变质杂岩体的启示

超高温变质作用是在变质地质学领域,继超高压变质作用研究高峰之后的又一重要前缘课题,对于认识地壳构造-热演化具有重要意义。本文总结了华北克拉通西部孔兹岩带和南非Kaapvaal克拉通西南部Namaqua活动带与Bushveld变质杂岩体的高温-超高温麻粒岩的化学成分、矿物组合、变质演化特征,及其相应的变质事件与构造属性。我国的超高温变质作用带,包括华北克拉通西部的孔兹岩带——从内蒙西段的大青山到东段的集宁-凉城地区的超高温变质岩,皆为Al-Mg质和Al饱和体系的超高温变质岩石,常见假蓝宝石+石英、尖晶石+石英的典型超高温变质组合,以及含假蓝宝石±尖晶石、但缺少石英的非典型超高温变质组合。南非Namaqua活动带与Bushveld变质杂岩体分别发现有独特的Fe-Al饱和的铁尖晶石+石英+大隅石、刚玉+高温石英等超高温矿物组合,罕见的高温硼硅酸盐和硅硼铝镁石等超高温矿物组合;以及Ca-Mg质饱和的钙镁橄榄石+镁硅钙石镁黄长石+镁橄榄石等超高温矿物组合的麻粒岩。研究的核心问题是矿物和岩石在高温-超高温条件下的特殊行为方式,不同构造环境和岩石化学成分下的变质反应及其热动力学过程。由此提出超高温变质作用成因研究中的科学问题:包括不同类型和地质属性的高温-超高温麻粒岩的成因特征;麻粒岩的形成条件演化过程和构造背景;高温-超高温变质过程中部分熔融和重新水化过程中流体的作用以及岩体形变过程中的部分熔融;变质反应以及变质作用P-T-t轨迹、元素地球化学和熔体作用行为;岩石保留的可能的变质事件和年代学记录,定量评价高温-超高温过程中变质演化的时间跨度和演化速率。     

黑云母温度计能否用于估计花岗质侵入岩的结晶温度？

为了探讨黑云母温度计是否适用于估计花岗质侵入岩的结晶温度,汇编了国内外典型花岗质侵入体的岩石化学和矿物化学数据,利用Henry等(2005)的黑云母Ti饱和温度计、Li 和Zhang (2022)的黑云母全组分温度计估算了岩浆温度,并与Shao等(2020)的锆饱和温度计估算结果进行了对比。结果表明,黑云母Ti饱和温度计估算的温度比锆饱和温度计和黑云母全组分温度计低50~200℃,因此认为黑云母Ti饱和温度计并不适用于估算花岗质侵入岩的结晶温度,而黑云母全组分温度计可以复现S型和I型花岗岩的锆饱和温度计结果。     

陕西汉阴北部梅子垭组变质作用研究

梅子垭组是汉阴北部地区出露面积最大的地层,岩性主要为白云母石英片岩、含碳白云母石英片岩、含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩等,石榴子石和黑云母变斑晶在该岩层中普遍发育。该岩组构造变形复杂,经历了多期构造活动和变质变形过程。笔者在野外调查的基础上,通过分析研究区石榴子石、黑云母变斑晶的关系,采用石榴子石-黑云母地质温度计,对该区广泛出露的含石榴子石黑云母变斑晶白云母石英片岩进行研究,得到如下结论:研究区存在3期黑云母和石榴子石,石榴子石变斑晶具有明显的生长环带,而黑云母变斑晶没有环带;研究区变质作用的变质温度范围为介于511~572℃,主要为530~560℃;变质压力范围为0.16~0.84GPa,变质相属高绿片岩相。     

麻粒岩相变质作用与花岗岩成因-Ⅰ:变质泥质岩/杂砂岩高温-超高温变质相平衡

麻粒岩相岩石作为洞察下地壳的窗口一直备受重视。二十世纪九十年代以来麻粒岩研究的一个重要进展是利用变质相平衡的定量研究方法模拟岩石中所发生的深熔变质反应、熔体成分变化、及熔体丢失对变质矿物组合的影响等。本文利用KASH、NKASH和KFMASH等简单体系的相平衡关系,做出P-T投影图、组分共生图解和基于固定全岩成分的P-T视剖面图解,并结合有关实验岩石学结果,讨论了高温和超高温条件下变质泥质岩和杂砂岩中的变质熔融反应、矿物组合、全岩成分与P-T条件之间的相互关系。多数变质泥质岩和杂砂岩中饱和流体固相线熔融反应可利用NKASH体系中有水流体参与的熔融反应模拟,在没有外来流体注入时,这些反应可形成3mol%熔体。在不同体系中白云母脱水熔融反应型式及其P-T条件不同,如在NKASH和KFMASH体系中模拟计算的白云母脱水熔融反应与相应的实验结果相似,分别控制了白云母分解熔融的温度下限和上限;白云母的分解温度会随着其中Fe、Mg和Ti含量的增加而升高,也随着共生斜长石中钙长石组分增加而升高,泥质岩中白云母脱水熔融可以形成~10mol%熔体。在KFMASH体系中黑云母脱水熔融反应表现为4条单变反应,其理论计算的温度比实验模拟的结果低一些。在NCKFMASH体系或实际岩石中黑云母脱水熔融反应为滑动反应,如NCKFMASH体系中黑云母从其开始熔融到最后消失在泥质岩中可跨越~100℃,在杂砂岩中可跨越30~50℃。黑云母的稳定温度随着镁值升高而升高,其稳定上限受钛影响更大,黑云母脱水熔融可以形成超过30mol%~40mol%熔体。KFMASH体系中的相平衡模拟表明以出现斜方辉石+夕线石和假蓝宝石为特征的超高温组合易于出现于富镁泥质岩中,而对正常成分泥质岩在达到1000℃的超高温条件下,主要出现石榴石+夕线石(即夕线榴),该组合在更高温度反应形成假蓝宝石+尖晶石。利用饱和水固相线反应和白云母与黑云母分解反应可以更好地限定不同的变质相。如中压和低压条件下低角闪岩相和高角闪岩相的界限可利用NKASH体系中有水流体和白云母参与的熔融反应和亚固相线条件下的白云母分解反应限定;实验确定的泥质岩中黑云母开始熔融与消失的反应可分别用于限定高角闪岩相与(正常)麻粒岩相的界限,以及(正常)麻粒岩相和超高温麻粒岩相的界限。因此,从矿物组合角度,正常麻粒岩相可限定在黑云母开始熔融到完全消失的温度范围,超高温麻粒岩相可限定在黑云母消失(有石英存在)之后的温度范围。     

麻粒岩相变质作用与花岗岩成因-Ⅱ:变质泥质岩高温-超高温变质相平衡与S型花岗岩成因的定量模拟

高温-超高温变质岩石的矿物组合及组构特点取决于不同的进变熔融反应,不同程度的熔体丢失以及不同程度的退变反应三种过程的综合效应。利用相平衡定量研究方法可以很好地模拟进变熔融反应的类型、P-T条件、熔体含量及其丢失行为、以及熔融过程中熔体与残余物的化学成分变化等,这对探讨高温-超高温变质作用过程以及花岗岩的成因非常重要。对平均泥质岩(APR)进行相平衡模拟表明变质泥质岩在等压(0.8GPa)升温熔融过程中可发生5种熔融反应:饱和流体固相线、白云母脱水熔融、黑云母熔融、钾长石-石榴石熔融和铝铁镁矿物熔融,后两种熔融反应主要发生在超高温条件下。减压过程中发生怎样的熔融反应受减压温度控制:在麻粒岩相(如850℃)减压可发生钾长石熔融、黑云母熔融和钾长石-石榴石熔融反应;在高角闪岩相(如750℃)减压主要发生白云母脱水熔融和钾长石熔融;在超高温麻粒岩相(如950~1000℃)减压主要发生钾长石-石榴石熔融和铝铁镁矿物熔融。熔体成分受熔融反应和P-T条件控制,如在高角闪岩相发生的饱和流体固相线和白云母脱水熔融可形成弱过铝的奥长花岗质和二长花岗质熔体;在麻粒岩相发生的黑云母熔融和钾长石熔融形成的熔体具有强过铝的二长花岗岩成分;在中压超高温发生的钾长石-石榴石熔融和铝铁镁矿物熔融形成强过铝的二长(钾长)花岗岩质熔体,可形成石榴石花岗岩;在低压超高温下发生的铝铁镁矿物熔融可形成堇青石花岗岩。除了极端超高温下的铝铁镁矿物熔融外,其它熔融反应都会使残余物的成分更贫硅,贫Na_2O和K_2O,富FeO和MgO,但Al_2O_3和Mg#基本不变。高温-超高温下发生深熔的岩石只记录降温过程形成的固相线组合,但固相线的类型与温度条件取决于熔体的丢失行为。在不丢失熔体或者获得熔体的岩石中,岩石最后只记录流体饱和固相线组合;发生熔体部分丢失的岩石会记录缺流体固相线组合,并且熔体丢失越多,缺流体固相线的温度越高;发生全部流体丢失的岩石可记录岩石所达到的最高温度。因此,在一个麻粒岩相区,甚至一个野外露头上不同部位的岩石记录不同的P-T条件。熔体丢失是导致使麻粒岩相组合在升温过程中发生超高温变质,在降温过程中得以部分保存的重要条件。发生部分熔融的高级变质岩中随着温度升高,熔体含量增加,会发生锆石分解,只有在降温过程中发生锆石结晶,因此,麻粒岩中新生锆石只记录降温过程到固相线及以后的年龄,一般不会记录麻粒岩相峰期时代。对泥质高压麻粒岩来说,如果经历ITD型变质演化,会发生递进减压熔融,变质反应易于达到平衡,但如果减压速度快并使岩石直接抬升到地壳浅部,会出现一些ITD型结构标志,如残留金红石、蓝晶石,或在石榴石周围出现堇青石的反应冠状体等,此时锆石记录的退变质年龄会与峰期变质年龄相差不大(如10~30Myr);但如果泥质高压麻粒岩减压至中、深地壳,受其中有滞留熔体影响易于发育IBC型结构特征,表现为麻粒岩组合被(中压)角闪岩相组合叠加,在泥质岩中出现黑云母+夕线石构成的暗色条带,或者出现退变白云母和含白云母的浅色体。在中、深地壳经历IBC过程的麻粒岩锆石记录的退变质年龄会与峰期年龄相差很大(如~100Myr)。高级变质岩中由于出现熔体使水流体活度降低,麻粒岩作为排除部分熔体的残余物,其水活度更低。从这一角度来说,水活度低是麻粒岩相变质作用的结果,而不是条件。某些麻粒岩区之所以出现多期麻粒岩相变质叠加受流体行为控制。在亚固相线下流体饱和岩石变质熔融作用从饱和水固相线开始,然后依次发生含水矿物的脱水熔融和无水矿物熔融,这一过程中流体是内部缓冲的,在麻粒岩相温度峰期形成一组平衡矿物组合,难以保留峰期之前的信息。而流体不饱和岩石(如已形成的麻粒岩或岩浆侵入体)变质作用受外部注入流体控制,与构造变形密切相关。如果发生两期麻粒岩相变质叠加变质,在强应变域会形成晚期麻粒岩组合;在弱应变域,会出现两期麻粒岩组合,其中晚期矿物表现为反应冠状体或细粒交生体;而在一些应变非常弱的区域,可能只保留早期矿物组合。     

麻粒岩相变质作用与花岗岩成因-I:变质泥质岩/杂砂岩高温-超高温变质相平衡

麻粒岩相岩石作为洞察下地壳的窗口一直备受重视。二十世纪九十年代以来麻粒岩研究的一个重要进展是利用变质相平衡的定量研究方法模拟岩石中所发生的深熔变质反应、熔体成分变化、及熔体丢失对变质矿物组合的影响等。本文利用KASH、NKASH和KFMASH等简单体系的相平衡关系,做出P-T投影图、组分共生图解和基于固定全岩成分的P-T视剖面图解,并结合有关实验岩石学结果,讨论了高温和超高温条件下变质泥质岩和杂砂岩中的变质熔融反应、矿物组合、全岩成分与P-T条件之间的相互关系。多数变质泥质岩和杂砂岩中饱和流体固相线熔融反应可利用NKASH体系中有水流体参与的熔融反应模拟,在没有外来流体注入时,这些反应可形成<3mol%熔体。在不同体系中白云母脱水熔融反应型式及其P-T条件不同,如在NKASH和KFMASH体系中模拟计算的白云母脱水熔融反应与相应的实验结果相似,分别控制了白云母分解熔融的温度下限和上限;白云母的分解温度会随着其中Fe、Mg和Ti含量的增加而升高,也随着共生斜长石中钙长石组分增加而升高,泥质岩中白云母脱水熔融可以形成~10mol%熔体。在KFMASH体系中黑云母脱水熔融反应表现为4条单变反应,其理论计算的温度比实验模拟的结果低一些。在NCKFMASH体系或实际岩石中黑云母脱水熔融反应为滑动反应,如NCKFMASH体系中黑云母从其开始熔融到最后消失在泥质岩中可跨越~100℃,在杂砂岩中可跨越30~50℃。黑云母的稳定温度随着镁值升高而升高,其稳定上限受钛影响更大,黑云母脱水熔融可以形成超过30mol%~40mol%熔体。KFMASH体系中的相平衡模拟表明以出现斜方辉石+夕线石和假蓝宝石为特征的超高温组合易于出现于富镁泥质岩中,而对正常成分泥质岩在达到1000℃的超高温条件下,主要出现石榴石+夕线石(即夕线榴),该组合在更高温度反应形成假蓝宝石+尖晶石。利用饱和水固相线反应和白云母与黑云母分解反应可以更好地限定不同的变质相。如中压和低压条件下低角闪岩相和高角闪岩相的界限可利用NKASH体系中有水流体和白云母参与的熔融反应和亚固相线条件下的白云母分解反应限定;实验确定的泥质岩中黑云母开始熔融与消失的反应可分别用于限定高角闪岩相与(正常)麻粒岩相的界限,以及(正常)麻粒岩相和超高温麻粒岩相的界限。因此,从矿物组合角度,正常麻粒岩相可限定在黑云母开始熔融到完全消失的温度范围,超高温麻粒岩相可限定在黑云母消失(有石英存在)之后的温度范围。     

青藏高原拉萨地块松多榴辉岩的岩相学特征和变质演化过程

松多榴辉岩出露于拉萨地块的石英片岩中,主要由较为基性的金红石榴辉岩和较为酸性的石英榴辉岩组成。榴辉岩相矿物组合为石榴子石 绿辉石 绿帘石±多硅白云母±石英±金红石。岩石发生了较强烈的退变质作用,退变质矿物有角闪石、绿帘石、石英、钠长石及绿泥石。石榴子石变斑晶具有生长环带结构,变斑晶和基质石榴子石主要落入C类榴辉岩区,少数石榴子石变斑晶边部和基质石榴子石落入B类榴辉岩区;单斜辉石主要为绿辉石,少数Ⅰ世代和Ⅲ世代为普通辉石;角闪石均为钙质角闪石。根据石榴子石-绿辉石-多硅白云母矿物温压计计算,获得的温压范围为630～777℃和2.58～2.70GPa,峰期变质条件接近于石英-柯石英转变线。榴辉岩的原岩经历了从高绿片岩相、角闪岩相、榴辉岩相、角闪岩相到高绿片岩相的变质过程,这反映了与古特提斯洋闭合有关的俯冲进变质作用和随后的折返退变质作用。     

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。     

西昆仑上其木干花岗岩锆石饱和温度和Ti温度的地质意义

通过对上其木干花岗岩进行锆石微量元素和全岩主量元素分析,借助锆石饱和温度和Ti地质温度,反演岩浆源区的温度,进一步分析花岗岩的形成环境。锆石具有典型岩浆岩锆石向左倾斜的稀土元素配分模式,即轻稀土元素明显亏损、重稀土元素明显富集,具有显著的Ce正异常和Eu负异常。锆石饱和温度计算结果表明,上其木干花岗岩的锆石饱和温度介于772~829 ℃之间,平均值为800 ℃,属于高温花岗岩。锆石Ti地质温度的平均最低温度为614 ℃,平均最高温度为634 ℃,花岗岩中锆石形成的温度在614~634 ℃之间。结合锆石微量元素特征、锆石饱和温度和Ti温度与Th/U、10000/Hf的关系,可以判断上其木干花岗岩可能形成于西昆仑造山带增厚的岩石圈下部发生拆沉作用所导致的幔源岩浆底侵,岩浆结晶分异过程中发生了锆石的重结晶或存在多期岩浆(熔体-流体)注入事件。岩浆形成热源可能与羌塘地块沿着康西瓦大断裂和塔里木地块碰撞拼贴结束后,于后碰撞板内伸展体制下导致的软流圈上涌、幔源岩浆的底侵作用有关。     

辽东本溪、营口花岗岩年龄及锆石饱和温度和Ti温度的地质意义

对辽东本溪连山关、高家沟和营口后仙峪三个花岗岩样品进行了LA-ICPMS锆石U-Pb定年、微量元素以及全岩主量元素分析,计算了锆石饱和温度和Ti温度。连山关和高家沟花岗岩锆石U-Pb一致线上交点年龄分别为2198±31.5 Ma和2162±31 Ma,后仙峪花岗岩锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为2204±37 Ma,在误差范围内一致地代表了辽东地区古元古代一期花岗岩浆侵位事件。三件样品Zr温度和Ti温度基本相同,平均温度分别为798℃(787~818℃)和779℃(764~797℃),与Ab-An-Or图解给出的温度范围一致。花岗岩副矿物中出现锆石和含Ti副矿物表明Zr温度和Ti温度既反映了锆石结晶温度也代表了花岗岩浆的上限温度。同时,Ti温度与Th/U、10000/Hf的关系对判断花岗岩浆熔融-结晶分异过程中体系开放程度及岩浆形成构造背景具有重要指示作用。     

青藏高原东缘哀牢山 金沙江构造带糜棱状花岗岩的 LA ICP MS U Pb 定年及其构造意义

哀牢山—金沙江构造带糜棱状花岗岩位于哀牢山深变质带中部。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示两个样品(08Q2-22和08Q2-15)锆石新生边的年龄分别为250.2±2.1Ma(MSWD=2.5)和247.2±2.3Ma(MSWD=0.15)。石英C轴组构测定(EBSD)结果表明韧性变形变质作用形成于角闪岩相条件(500～630℃),远低于锆石结晶温度(675～864℃)和U-Pb体系的封闭温度(800℃),对锆石内部的U-Th-Pb组成不会产生影响,结合锆石的阴极发光图像及U-Pb协和图的特点分析认为锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果(247～250Ma)是对岩浆侵位时代的体现。花岗岩中白云母等过铝质矿物的出现、低钠高钾、A/CNK和A/NK都1.0、稀土和微量元素配分模式与上地壳相似,以及大离子亲石元素和亲岩浆元素强烈富集,Sm和Y明显亏损的特征展示出过铝质、S型花岗岩的地球化学性质。(Yb+Ta)-Rb、Nb-Y、(Y+Nb)-Rb和CaO-(TFeO+MgO)构造环境判别图解及构造带曾经历早中生代俯冲碰撞作用的历史,表明该花岗岩体形成于俯冲碰撞型构造环境。结合前人在哀牢山、点苍山深变质带中相继发现的早三叠世糜棱岩化花岗岩,以及长英质岩石韧性变形变质作用发生于中下地壳(10～15km以下)的特点,分析认为哀牢山—金沙江深变质带是早三叠世及其以前的岩石被俯冲到中下地壳发生韧性变形变质后被挤出或隆升到上地壳的,深变质变形作用形成于中生代或新生代,而非元古宙,它不是,或至少不完全是扬子地块的结晶基底。     

Early Variscan magmatism in the Western Carpathians: U–Pb zircon data from granitoids and orthogneisses of the Tatra Mountains (Slovakia)

This study presents the first U–Pb zircon data on granitoid basement rocks of the Tatra Mountains, part of the Western Carpathians (Slovakia). The Western Carpathians belong to the Alpine Carpathian belt and constitute the eastern continuation of the Variscides. The new age data thus provide important time constraints for the regional geology of the Carpathians as well as for their linkage to the Variscides. U–Pb single zircon analyses with vapour digestion and cathodoluminescence controlled dating (CLC-method) were obtained from two distinct granitoid suites of the Western Tatra Mountains. The resulting data indicate a Proterozoic crustal source for both rock suites. The igneous precursors of the orthogneisses (older granites) intruded in Lower Devonian (405 Ma) and were generated by partial melting of reworked crustal material during subduction realated processes. In the Upper Devonian (365 Ma), at the beginning of continent–continent collision, the older granites were affected by high-grade metamorphism including partial melting, which caused recrystallisation and new zircon growth. A continental collision was also responsible for the generation of the younger granites (350–360 Ma). The presented data suggest multi-stage granitoid magmatism in the Western Carpathians, related to a complex subduction and collision scenario during the Devonian and Carboniferous. Received: 19 February 1999 / Accepted: 3 December 1999     

大兴安岭东部花岗岩类锆石饱和温度及其地质意义

通过对花岗岩锆石饱和温度的计算,求得大兴安岭东部不同时代花岗岩浆的起源温度,为探讨花岗岩的形成条件和构造背景提供重要信息。计算结果表明,大兴安岭地区早古生代花岗岩、部分晚古生代I 型花岗岩( ＜ 300 Ma) 、晚古生代A 型花岗岩( 260 ～ 290 Ma) 属于高温花岗岩,高热的产生与造山后伸展构造背景导致的软流圈上涌/幔源岩浆的底侵作用有关; 部分晚古生代I 型花岗岩 ( ＞ 300 Ma) 及侏罗纪花岗岩属于低温花岗岩,可能反映了一种有流体参与的与俯冲有关的构造背景; 白垩纪I 型花岗岩的锆石饱和温度与侏罗纪花岗岩基本相同,属低温花岗岩,其形成可能与流体的加入有关,流体可能来自古太平洋俯冲板片残留体; 而白垩纪A 型花岗岩属高温花岗岩,高热的产生可能与白垩纪时期板内伸展构造体制下岩石圈减薄导致的地幔岩浆底侵有关。     

糜棱岩化过程中锆石的稳定性——以西南三江高黎贡、西盟地区花岗质糜棱岩为例

自然条件下锆石的稳定性对于合理解释锆石年龄及深入理解锆石同位素年代学有重要意义。本文对西南三江造山带高黎贡山和西盟地区的花岗质糜棱岩进行了显微构造和锆石U-Pb年代学研究。高黎贡山和西盟糜棱岩中主要造岩矿物长石、石英、云母发生了明显的变形和重结晶,而锆石则以独立晶体或以残留核的形式保存了原始的岩浆结构。高黎贡山和西盟糜棱岩锆石U-Pb年龄分别为513±8 Ma和459±2 Ma,代表花岗质原岩的时代。受新生代构造变质影响,锆石边部发育有窄的海绵状结构和溶蚀结构,指示变质重结晶作用发生在有少量流体参与条件下。石英变质机制为颗粒边界迁移重结晶,指示变形温度为500~700°C。石英C组构EBSD分析表明,糜棱岩经历了早期550~650°C和晚期400~550°C的递进变形作用。岩石显微构造、锆石结构及年代学研究结果表明,岩石糜棱岩化过程中,还有少量流体参与的情况下,温度在550~650°C时锆石晶体结构就受到破坏,发生变质重结晶作用。这为解释自然界复杂条件下锆石年龄提供了重要约束。     

山西青尖坡石英二长岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过对华北克拉通北缘青尖坡石英二长岩锆石U-Pb同位素年龄分析,并结合相关主量和稀土元素数据探讨其地质意义。研究表明,石英二长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为241.1±1.7Ma,为早中三叠世岩浆活动的产物。岩石具有富K、Na、Si、Al,贫Mg、Ca、Ti等特征,为高钾碱性钾玄岩系列,属于过铝质花岗岩类;轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损,具有稳定的弱负Eu异常。总体为I型花岗岩成因,但兼具S型花岗岩的特征。青尖坡石英二长岩为中下地壳部分熔融成因,有地幔物质参与,为华北克拉通北缘三叠纪碱性岩带的组成部分,形成于晚造山-造山后的伸展构造环境。     

Geochemistry of granulite‐facies granitic rocks from Battye Glacier,northern Prince Charles Mountains,East Antarctica

Proterozoic basement outcrops in the vicinity of Battye Glacier, northern Prince Charles Mountains, are dominated by granulites and gneisses derived from felsic (granitoid) intrusive igneous rocks, and by pegmatites. Felsic orthopyroxene granulites, garnet leucogneisses and garnet pegmatites have major and trace element compositions of highly felsic, but not strongly fractionated, granites. The garnet leucogneisses and garnet pegmatites have S‐type characteristics, whereas the felsic granulites are probably I‐type, although their high Zr+Nb+Y+Ce abundances suggest possible A‐type affinities. Intermediate orthopyroxene ± clinopyroxene granulites mostly resemble I‐type quartz diorites, except for a small subgroup of samples (characterised by low Na₂O and K₂O, and high MgO, Ni, Cr and HREE) of uncertain affinities and significance. Element ratios involving LILE (e.g. K/Rb, Rb/Ba, Rb/Sr, K/La, La/Th) closely match those typical of the inferred granitoid protoliths, suggesting that these rocks have experienced relatively little LILE depletion (except possibly for U) during regional metamorphism. It is therefore inferred that metamorphism was probably broadly isochemical. Because the felsic and intermediate granulites and garnet leucogneisses are Sr‐depleted, Y‐undepleted and mostly have negative Eu anomalies they are inferred to be the products of partial melting of felsic crustal sources leaving plagioclase‐bearing residua. Plagioclase fractionation during crystallisation could also account for these characteristics, but K/Rb, Rb/Ba and Rb/Sr ratios in these rocks are not consistent with strong fractionation of feldspar. Garnet pegmatites differ chemically from garnet leucogneisses mainly in their lower Fe, Ti, Nb, Zn, Zr, Th and REE abundances and positive Eu anomalies, related to lower garnet, ilmenite and zircon contents in the garnet pegmatites. A genetic link between these two rock types, probably involving fractionation of these minerals during partial melting or crystallisation, is inferred. Incompatible‐element abundances suggest that generation of the Battye Glacier granitic magmas from felsic crust might have occurred in a mature continental magmatic arc possibly well removed from an active subduction trench or, perhaps, in an intracontinental setting.     

Characterization of partial melting events in garnet-cordierite gneiss from the Kerala Khondalite Belt,India

Phase equilibria modelling coupled with U–Pb zircon and monazite ages of garnet–cordierite gneiss from Vallikodu Kottayam in the Kerala Khondalite Belt,southern India are presented here.The results suggest that the area attained peak P–T conditions of^900
C at 7.5–8 kbar,followed by decompression to 3.5–5 kbar and cooling to 450–480
C,preserving signatures of the partial melting event in the field of high to ultra-high temperature metamorphism.Melt reintegration models suggest that up to 35%granitic melt could have been produced during metamorphism at^950
C.The U–Pb age data from zircons(~1.0–~0.7 Ga)and chemical ages from monazites(~540 Ma and^941 Ma)reflect a complex tectonometamorphic evolution of the terrain.The^941 Ma age reported from these monazites indicate a Tonian ultra-high temperature event,linked to juvenile magmatism/deformation episodes reported from the Southern Granulite Terrane and associated fragments in Rodinia,which were subsequently overprinted by the Cambrian(~540 Ma)tectonothermal episode.     

High- and Low-Temperature I-type Granites

Abstract: I– and S-type granites differ in several distinctive ways, as a consequence of their derivation from contrasting source rocks. The more mafic granites, whose compositions are closest to those of the source rocks, are most readily classified as I– or S–type. As granites become more felsic, compositions of the two types converge towards those of lowest temperature silicate melts. While discrimination of the two is therefore more difficult for such felsic rocks, that in no way invalidates the twofold subdivision. If felsic granite melts undergo fractional crystallisation, the major element compositions are not affected to any significant extent, but the concentrations of trace elements can vary widely. For some trace elements, fractional crystallisation causes the trace element abundances to diverge, so the I– and S– type granites are again easily separated. Such fractionated S-type granites can be distinguished, for example, by high P and low Th and Ce, relative to their I-type analogues. Our observations in the Lachlan Fold Belt show that there is no genetic basis for subdividing peraluminous granites into more mafic and felsic varieties, as has been attempted elsewhere. The subdivision of felsic peraluminous granites into I– and S-types is more appropriate, and mafic peraluminous granites are always S–type. In a given area, associated mafic and felsic S-type granites are likely to be closely related in origin, with the former comprising both restite-rich magmas and cumulate rocks, and the felsic granites corresponding to melts that may have undergone fractional crystallisation after prior restite separation. We propose a subdivision of I-type granites into two groups, formed at high and low temperatures. The high-temperature I–type granites formed from a magma that was completely or largely molten, and in which crystals of zircon were not initially present because the melt was undersaturated in zircon. In comparison with low-temperature I–type granites, the compositions extend to lower SiO₂ contents and the abundances of Ba, Zr and the rare earth elements initially increase with increasing SiO₂ in the more mafic rocks. While the high-temperature I–type granite magmas were produced by the partial melting of mafic source rocks, their low-temperature analogues resulted from the partial melting of quartzofeldspathic rocks such as older tonalites. In that second case, the melt produced was felsic and the more mafic low-temperature I–type granites have that character because of the presence of entrained and magmatically equilibrated restite. High temperature granites are more prospective for mineralisation, both because of that higher temperature and because they have a greater capacity to undergo extended fractional crystallisation, with consequent concentration of incompatible components, including H₂O.