大别山南部宿松杂岩的U-Pb锆石和Ar-Ar角闪石年龄及其地质意义

大别造山带南部宿松杂岩中花岗片麻岩和斜长角闪岩的U-Pb锆石年龄和Ar/Ar角闪石年龄测定结果表明,二长花岗片麻岩的形成年龄为2018±73Ma和2010±38Ma,白云斜长片麻岩的形成年龄为741±7Ma,宿松杂岩经过228Ma左右的变质作用。这些结果表明大别山南缘存在较大规模的古元古代花岗质结晶基底,广泛分布在宿松杂岩中的花岗片麻岩和由花岗片麻岩强烈剪切变形而成的白云斜长片麻岩、白云钠长石英片岩形成于新元古代,不整合覆于二长花岗片麻岩之上并被新元古代花岗片麻岩侵入的变质沉积岩形成于中元古代晚期-新元古代早期。由此得出,宿松杂岩主要由古元古代二长花岗片麻岩、中新元古代变质沉积岩和新元古代变质花岗岩和变质基性岩组成,因而也是扬子板块的俯冲陆壳基底的一部分。     

北大别的多期深熔作用及山根垮塌的新证据

大别山是由华南板块在245～210 Ma向华北板块之下俯冲并发生陆陆碰撞形成的。随着南、北板块的汇聚继续,地壳持续加厚。然而,加厚的下地壳岩石（特别是镁铁质下地壳岩石）在重力作用下密度增大、稳定性降低,在145～130 Ma 时发生深熔作用;130 Ma 左右加厚下地壳拆沉,引发软流圈上涌,产生了130～110 Ma的大规模镁铁质和花岗质岩浆作用以及北大别发生强烈的混合岩化作用。其中,北大别混合岩中不同类型浅色体（至少可以分为4种）和碰撞后变质闪长岩的甄别及其岩石地球化学和同位素年代学方面系统研究为大别山印支期深俯冲陆壳的折返以及燕山期镁铁质下地壳岩石拆沉和山根垮塌所引发的多期深熔作用提供了新的关键证据。山根垮塌诱发的地幔对流导致～145 Ma时岩石圈开始减薄,进而导致加厚镁铁质下地壳温度和地壳中下部地热增温率升高,并使其发生部分熔融;加厚下地壳的部分熔融导致造山带下地壳持续弱化,加剧其重力不平衡,从而引发深部俯冲的镁铁质下地壳岩石的大规模拆沉和山根垮塌。     

扬子北缘还是华北东南缘：胶东新元古代花岗片麻岩构造归属新议

苏鲁超高压变质带广泛发育新元古代花岗片麻岩，这些新元古代花岗片麻岩通常被认为与扬子克拉通具有亲缘性。本文基于新的调查资料，综合前人研究成果，提出新元古代花岗岩是华北克拉通新元古代时期大陆裂解产物、并在三叠纪华南与华北碰撞造山期间作为华北板块大陆边缘南向深俯冲的新认识。主要依据如下：① 新元古代花岗岩与华北克拉通胶北地块为侵入接触关系，五莲- 即墨- 牟平断裂带并非北苏鲁超高压变质带与胶北地块的初始接触界线；② 新元古代花岗片麻岩中有大量胶北地块的古老地壳物质，记录了～1. 85 Ga的华北克拉通化变质事件；③ 胶北地块上晚侏罗世花岗岩中存在大量新元古代继承锆石，但缺少三叠纪的弧岩浆记录；④ 胶北地块东南缘存在三叠纪角闪岩相变质作用证据，指示胶北地块三叠纪的俯冲作用；⑤ 区域地球物理信息指示北苏鲁超高压变质带深部地壳属于华北克拉通和北东东向构造线方向。新的认识将有助于对华北克拉通新元古代构造演化和大别- 苏鲁造山带形成过程的重新认识，为胶东中生代金成矿作用提供新视野。     

大别地区的变质作用及与碰撞造山过程的关系

大别造山带从南到北可分为５个变质构造单元：扬子北缘蓝片岩带、突松变质杂岩带、南大虽碰撞杂岩带、北大别变质杂岩带和北淮阳变质带。各个变质构造单元中不同岩石的变质作用可划分为３种类型：（１）超高压型。以含柯石英（及金刚石）的榴辉岩为代表,仅见于南大别碰撞杂岩带中,这类岩石的ＰＴ轨迹反映洋壳Ｂ型俯冲的特点。（２）高压型。见于大别山南部的蓝片岩带、宿松变质杂岩带和南大别杂岩中的变质沉积岩及部分片麻岩中,与     

北淮阳新元古代基性侵入岩年代学初步研究

大别造山带北部北淮阳褶皱带中分布少量变质变形基性侵入体,错石U-Pb研究的初步结果表明,它们的形成时代是新元古代（78±18Ma）,与北大别杂岩带中TTG片麻岩的形成时代一致。它们不仅形成时代与北大别杂岩带中基性-超基性岩不同,而且表现出与北大别杂岩带中基性侵入体不一致的主量元素地球化学信息。     

北天山温泉群的地质特征、时代和构造意义

北天山温泉群长期以来被认为是古元古代的变质岩。最新的野外调查和锆石SHRIMP U-Pb 测年结果表明,温泉群可 以划分为三个岩石构造单元：（1）前早新元古代变质火山岩和变质沉积岩,主要包括斜长角闪岩、云母片岩、石英片岩、 黑云母片麻岩、大理岩等;（2）早新元古代混合岩和正片麻岩;（3）早古生代未变质变形的辉长岩和闪长岩。上述三种岩 石组合类型均被后期二云母花岗岩（脉）所侵入。温泉县以南的混合岩和花岗片麻岩中锆石的SHRIMP U-Pb 年龄分别为 926±12 Ma 和907±11 Ma,与天山地区出露的新元古代花岗岩类的时代基本一致。结合前人对花岗片麻岩Nd 同位素组成 的研究,花岗片麻岩应为古老地壳物质部分熔融的产物,而同期的混合岩化作用则是新元古代地壳加厚和部分熔融的直接 地质证据。辉长岩和闪长岩侵入到温泉群花岗片麻岩和斜长角闪岩中,其中闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb 年龄为452±7 Ma, 并含有1.1 Ga 和1.4 Ga 的继承锆石。根据前人的研究成果,本区早古生代辉长岩和闪长岩具有岛弧岩浆岩的地球化学特征, 可能与准噶尔-巴尔喀什洋的俯冲作用有关,这一俯冲增生作用最终导致伊犁北部与哈萨克斯坦陆块在志留纪拼贴造山, 并使温泉群前寒武纪变质岩与侵入岩发生变质变形作用。     

南苏鲁超高压变质地体中罗迪尼亚超大陆裂解事件的记录

通过苏鲁超高压变质地体南部不同类型超高压变质岩石的原岩重塑．揭示超高压变质岩的原岩形成于由大陆玄武质岩石、辉长岩、表壳岩和花岗岩组成的被动陆缘拉伸构造环境。中国大陆科学钻探主孔中不同类型超高压变质岩石的锆石SHRIMP U-Pb定年表明。花岗质片麻岩原岩年龄为780～680Ma；榴辉岩、石榴角闪岩的原岩年龄为765～730Ma，副片麻岩中包含了730Ma、680Ma、621Ma和较年轻的继承性碎屑锆石和结晶锆石年龄。结合前人的研究成果表明，苏鲁超高压变质地体南部正片麻岩类和榴辉岩的原岩所代表的花岗岩浆和基性岩浆活动为罗迪尼亚超大陆形成后的新元古代裂解事件的产物．而副片麻岩的原岩为新元古代．古生代时期形成的扬子被动陆缘的沉积-火山表壳盖层，它们与结晶基底一起在240～220Ma期间经历了超高压变质作用。     

大别山北大别杂岩的大地构造属性

北大别杂岩主要由花岗质片麻岩及斜长角闪岩组成 ,含有不同类型、大小不等的麻粒岩岩块和变质超镁铁质岩块 ,侵入有大量白垩纪花岗岩和辉石 -辉长岩类。其中的花岗质片麻岩、斜长角闪岩具有岛弧环境的岩石地球化学特征 ,代表拼贴于扬子陆块北缘的新元古代古岛弧。北大别杂岩北可与庐镇关群相连 ,南俯于超高压变质岩之下 ,在三叠纪扬子陆块与华北陆块的碰撞过程中 ,曾与超高压变质岩一起俯冲到地幔深度并经受榴辉岩相变质作用 ,然后在折返过程中叠加了麻粒岩相及角闪岩相变质作用 ,是扬子陆块北缘陆壳俯冲基底的一部分     

西大别南缘印支期吕王-高桥-永佳河构造混杂岩带的厘定及其构造意义

在西大别造山带的区调工作中,新识别出一系列中元古代末-新元古代的岩石-构造单元,它们沿着吕王-高桥-永佳河一线展布,并构成一条NNW-SEE向展布的构造混杂岩带.该混杂岩带主要由超镁铁质-镁铁质岩、硅泥质岩、石英质岩、大理岩、含碳陆源碎屑岩、双峰式火山岩以及卷入其中的榴辉岩等多种变质岩块(片)共同组成,并赋存于一套遭受了强烈剪切变形的泥质片岩之中.混杂岩带内各岩块(片)的原岩年龄跨度较大(>4亿年),分别集中在1 200~1 100 Ma和800~700 Ma之间.锆石记录的变质年龄和云母的冷却年龄则主要集中在240~200 Ma之间.结合接触关系、岩性组合、年代学及地球化学数据的综合研究认为,混杂岩带的物质来源既包括中元古代末-新元古代早期的弧-弧后盆地系统的沉积岩-火山岩-侵入岩;也包括叠置其上的新元古代中-晚期大陆裂解期的沉积岩-火成岩.这些不同时代、不同性质岩石在三叠纪不同程度地卷入了华南陆块北缘向华北陆块之下的俯冲,而后快速折返,最终沿着区域上折返断裂(桃花-七角山断裂)就位于西大别造山带之中,形成一条包含高压-超高压变质岩的三叠纪构造混杂岩带.混杂岩带内新厘定的中元古代末弧-弧后岩浆-沉积事件,可与大洪山-黄陵庙湾同时期的地质事件对比,它们共同揭示扬子北缘曾经存在一条中元古代末-新元古代早期的俯冲岩浆带.      

鄂东北麻城两路口地区新元古代变质岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

鄂东北麻城两路口地区位于北大别杂岩带南部,对该区变质岩的研究有重要的古构造和古气候环境意义。本文对该地区6个变质岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。结果显示,3个花岗质片麻岩和1个变质浅色花岗岩样品得到742±38~805±7 Ma的年龄,而2个斜长角闪岩样品则得到793±11~843±72Ma的年龄。其中1个斜长角闪岩样品的年龄值(793 11 Ma)与花岗质片麻岩和变质花岗岩样品的年龄值(792~805 Ma)在误差范围内一致,表明该区存在新元古代双峰式岩浆活动。秦岭(北秦岭、武当地区)–桐柏、大别和苏鲁造山带几近同时的新元古代岩浆作用表明它们在新元古代时可能是统一整体,且属于扬子陆块的组成部分;大别-苏鲁造山带新元古代岩浆岩的形成可能与Rodinia超大陆裂解、雪球地球事件和裂谷作用相关。     

北大别的多阶段高温变质作用与部分熔融及其地球动力学过程和大地构造意义

北大别经历了三叠纪高温超高压变质作用和多阶段折返历史,因而榴辉岩中广泛发育多期减压结构,极少保留早期的超高压变质记录,这为它们不同变质阶段的温度条件估算带来了巨大困难。然而,目前流行的微量元素温度计为北大别榴辉岩的峰期及之后的退变质阶段温度的确定提供了可能性。根据锆石中Ti和金红石中Zr温度计,结合传统矿物对温度计的计算数据,获得了北大别榴辉岩中多阶段高温（>900 ℃）条件的数据,证明研究区经历了从超高压榴辉岩相→石英榴辉岩相→高压麻粒岩相阶段的高温变质过程。并且,北大别经历了折返初期（207±4 Ma）的减压熔融和碰撞后燕山期（约130 Ma）的加热熔融作用。长时间的高温变质作用与多期部分熔融也许正是北大别长期难以发现柯石英和有关超高压变质证据等的重要原因。因此,这些成果有助于甄别北大别的岩石成因和演化过程以及大别山多岩片差异折返模型的建立和完善。     

Petrogenesis and tectonic significance of Neoproterozoic meta-basites and meta-granitoids within the central Dabie UHP zone,China: Geochronological and geochemical constraints

A combined geochemical (whole-rock elements and Sr-Nd-Pb isotopes, zircon trace elements and Hf isotopes) and geochronological (zircon U–Pb ages) study was carried out on the relatively low-grade meta-basites and meta-granitoids from Longjingguan within the central Dabie ultrahigh-pressure (UHP) metamorphic zone, east-central China. Zircon investigations indicate that the meta-basites were formed at ∼772 Ma and subsequently experienced granulite-facies metamorphism at ∼768 Ma and a later thermal overprint at ∼746 Ma, while the meta-granitoids recorded three groups of zircon ages at ca. 819 Ma, 784 Ma and 746 Ma. The meta-granitoids can be subdivided into low-Si and high-Si types, and they were derived from mid-Neoproterozoic partial melting of the Neoarchean and Paleoproterozoic metamorphic basement rocks of the South China Block, respectively. These Neoproterozoic zircon ages are consistent with the protolith ages of the Dabie Triassic UHP meta-igneous rocks. In addition, the low-grade rocks have bulk-rock Pb isotope compositions overlapping with the UHP meta-igneous rocks. Therefore, the low-grade meta-basites and meta-granitoids could be interpreted as counterparts of the UHP meta-igneous rocks in this area, suggesting the same petrogenesis for their protoliths in the Neoproterozoic.Trace element patterns indicate that the low-grade rocks have better preserved their protolith compositions than their equivalent UHP rocks, and thus they are more suitable for elucidating the Neoproterozoic evolution of the northern margin of the South China Block. Zircon ages combined with geochemical features strongly suggest that the protoliths of the meta-granitoids and meta-basites were formed in a magmatic arc and a continental rifting setting, respectively. More specifically, the granitoids derived from partial melting of Neoarchean and Paleoproterozoic basement materials at ∼819 Ma in a magmatic arc setting, whereas the precursors of the meta-basites are products of a continental rifting event at about 784 to 772 Ma. The obtained results provide new geochronological and geochemical constraints for the Neoproterozoic evolution of the northern margin of the South China Block, which can further contribute to the understanding of the breakup of the supercontinent Rodinia.     

北大别的高温超高压变质作用与多阶段折返

近期的变质岩石学、地球化学及同位素年代学研究表明,北大别整体经历了高温超高压变质作用和多阶段折返历史,因而表现为广泛发育的多期减压结构和极少保留早期的超高压变质记录。北大别榴辉岩以高温变质作用以及折返期间因麻粒岩相和角闪岩相退变质变质作用而形成的多期后成合晶为显著特征。石榴子石中伴有放射状胀裂纹的单晶和多晶石英包体指示早期柯石英的转变结果,这已被锆石中发现的柯石英残晶所证实。结合北大别北部榴辉岩和片麻岩中发现的金刚石等超高压证据以及三叠纪变质记录,由此证明北大别整体经历过深俯冲和印支期超高压变质作用。北大别榴辉岩的多阶段高温条件主要来自石榴子石-绿辉石矿物对温度计、单斜辉石中紫苏辉石+石英针状矿物出熔体以及金红石中较高的Zr含量和变质锆石中较高的Ti含量等得出的温度证据。此外,多期后成合晶以及石榴子石和单斜辉石等矿物中成分分带的存在,证明该区榴辉岩经历了一个多阶段、快速折返过程;而不同变质阶段的温度、压力和形成时代,却反映该区榴辉岩经历了长时间的高温变质演化与缓慢冷却过程。长时间的高温变质作用与缓慢冷却过程也许正是北大别长期难以发现柯石英和有关超高压记录的重要原因。因此,这些成果为大别山三个不同超高压岩片的差异折返模型的建立提供了新的证据。     

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     

大陆俯冲隧道中的应变不均一分布：来自大别山超高压变质岩的记录

俯冲隧道是俯冲板片与上覆板块之间的剪切带,也是高压—超高压变质岩折返和深部流/熔体活动的通道。大别山超高压变质岩分布广泛,变形程度差异很大,是研究大陆俯冲隧道中岩石变质- 变形过程的理想地区。本文系统总结了前人对中大别双河地区超高压变质岩的岩石学和年代学研究成果,在双河地区开展了地质填图、应变分析和三维构造重建。通过将超高压变质岩的变形特征与P- T- t轨迹结合,识别出超高压变质岩折返过程中的三期韧性变形。在双河北部发现了一个上盘向NW剪切的千米尺度的榴辉岩相鞘褶皱,枢纽向SE倾伏,倾伏角约20°,与榴辉岩、片岩和长英质片麻岩的拉伸线理平行,表明超高压变质岩初始折返阶段的流体活动使榴辉岩的强度显著降低,榴辉岩与围岩一起发生韧性变形。该期变形被角闪岩相退变质阶段上盘向NW的剪切叠加,此时应变集中于片麻岩、片岩、大理岩等非能干层,强度较高的榴辉岩成为构造透镜体。而绿片岩相变质阶段上盘向SE方向的剪切与早白垩世北大别花岗片麻岩穹隆的形成有关。对双河南部弱变形花岗片麻岩的锆石U- Pb定年揭示了757±14 Ma的原岩年龄和 240~216 Ma的变质年龄,与双河北部含柯石英强变形花岗片麻岩类似,暗示其也经历了三叠纪超高压变质作用及随后的角闪岩相退变质作用。通过计算长英质片麻岩的有效黏度,发现无水碱长花岗片麻岩的有效黏度高于黑云斜长片麻岩,折返阶段的流体活动使超高压变质岩的强度显著降低,当局部的流体活动不足以弱化碱长花岗岩体时,应变集中于黑云斜长片麻岩。因此,大陆俯冲隧道中的应变分布受矿物组成、流体活动和岩体规模的共同影响。     

Geochemical Characteristics and Genesis of the Granitic Gneisses from the Southeastern Dabie Mountains

The granitic gneisses from the ultrahigh-pressure (UHP) metamorphic terrain of the southeastern Dabie Mountains encompass two types: monzonitic granitic gneiss and alkali-feldspar granitic gneiss, which are characterized by rich alkalis, poor CaO, high FeO/MgO, particularly high Ba, Rb, Th, Ta, REE (except Eu), Ga, Nb and Zn, and low Sr, Eu, Cr, Co and Ni. The gneisses, particularly the alkali-feldspar granitic gneiss, have typical chemical characteristics of A-type granites. They resulted from partial melting of crustal materials existing in the rift zone along the northern margin of the South China block during the Neoproterozoic. These gneisses might not have undergone UHP metamorphism during the late Triassic, but were involved into UHP rocks by the tectonic mixing process and kept the exhumation message of the UHP rocks from the middle and upper crust.     

大别山花凉亭-弥陀剪切带与超高压变质岩片的斜向差异折返

超高压变质岩的折返过程是陆陆碰撞边界演化的关键问题。南倾的花凉亭-弥陀剪切带位于南大别低温-超高压变质 带和中大别中温-超高压变质带之间,矿物拉伸线理倾伏向为SE,逆冲和走滑分量大致相等。电子背散射衍射分析表明： 花凉亭-弥陀剪切带大多数样品的石英组构记录了上盘向NW的剪切变形,反映了中大别超高压变质岩向SE的快速折返, 而部分样品的石英具有上盘向SE的剪切指向,与早白垩世花岗岩穹隆发育导致的区域伸展有关。对前人的岩石学和年代学 成果进行总结,发现大别山进变质和超高压变质峰期/退变质的锆石U-Pb年龄从南往北逐渐变新,南大别和中大别在215~ 225 Ma同时经历了高压榴辉岩相退变质作用,在191~195 Ma经历了绿片岩相变质作用。超高压变质岩的白云母和黑云母的 40Ar/39Ar年龄靠近郯庐断裂时偏年轻,可能受到郯庐断裂活动的影响。南大别和中大别变质峰期温压的等值线与花凉亭-弥 陀剪切带的走向斜交,反映了超高压变质岩的斜向折返。因此,南大别低温-超高压变质带在~236 Ma最先开始折返,之后 中大别和北大别依次发生快速折返,具有不同折返速率和折返角度的构造岩片通过韧性剪切带调节相对运动。     

Zircon U–Pb and Hf evidence for coupled subduction of oceanic and continental crust during the Carboniferous in the Huwan shear zone,western Dabie orogen,central China

Both oceanic and continental HP rocks are juxtaposed in the Huwan shear zone in the western Dabie orogen, and thus provide a window for testing the buoyancy‐driven exhumation of dense oceanic HP rocks. The HP metamorphic age of the continental rocks in this zone has not been well constrained, and hence it is not known if they are of the same age as the exhumation of the HP oceanic rocks. In situ laser ablation (multiple collector) inductively coupled plasma mass spectrometry (LA‐(MC‐)ICP‐MS), U–Pb, trace element and Hf isotope analyses were made on zircon in a granitic gneiss and two eclogites from the Huwan shear zone. U–Pb age and trace element analysis of residual magmatic zircon in an eclogite constrain its protolith formation at 411 ± 4 Ma. The zircon in this sample displays ε_Hf (t) values of +6.1 to +14.4. The positive ε_Hf (t) values up to +14.4 suggest that the protolith was derived from a relatively depleted mantle source, most likely Palaeotethyan oceanic crust. A granitic gneiss and the other eclogite yield protolith U–Pb ages of 738 ± 6 and 700 ± 14 Ma, respectively, which are both the Neoproterozoic basement rocks of the Yangtze Block. The zircon in the granitic gneiss has low ε_Hf (t) values of ?14.2 to ?10.5 and old T_DM2 ages of 2528–2298 Ma, suggesting reworking of Palaeoproterozoic crust during the Neoproterozoic. The zircon in the eclogite has ε_Hf (t) values of ?1.0 to +7.4 and T_DM1 ages of 1294–966 Ma, implying prompt reworking of juvenile crust during its protolith formation. Metamorphic zircon in both eclogite samples displays low Th/U ratios, trace element concentrations, relatively flat heavy rare earth element patterns, weak negative Eu anomalies and low ¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf ratios. All these features suggest that the metamorphic zircon formed in the presence of garnet but in the absence of feldspar, and thus under eclogite facies conditions. The metamorphic zircon yields U–Pb ages of 310 ± 3 and 306 ± 7 Ma. Therefore, both the oceanic‐ and continental‐type eclogites share the same episode of Carboniferous eclogite facies metamorphism. This suggests that high‐pressure continental‐type metamorphic rocks might have played a key role in the exhumation and preservation of oceanic‐type eclogites through buoyancy‐driven uplift.