变质岩中锆石在薄片下的原位阴极发光研究

大多数阴极发光研究都是在从岩石样品分选出的锆石上进行的。然而,要弄清形成演化历史复杂的锆石成因很困难。为了克服这一不足,更好地了解锆石是如何受周围环境的影响,对变质岩广泛分布的大青山地区3个变质岩石样品进行了薄片下的锆石阴极发光研究。主要结论为:包裹在造岩矿物中的锆石,变质增生边不发育,但可发生不同程度的重结晶;流体对锆石重结晶和变质增生边形成具有重要的意义,流体可来自岩石体系之外,也可来自其内部;以往的研究中,一些重结晶锆石可能被错误地当作了变质增生锆石。     

点苍山-哀牢山杂岩带多期变质作用:嘎洒地区变沉积岩锆石微量元素与U-Pb年代学制约

点苍山-哀牢山杂岩带位于青藏高原东南缘,为云南三江地区一条重要的造山带,由扬子板块和印支板块于晚二叠世-中晚三叠世碰撞拼合而成。杂岩带主要由各类副片麻岩、片岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩构成,岩石发育强烈糜棱岩化和深熔作用。本文选取哀牢山北段新平嘎洒地区变沉积岩为研究对象,通过对变沉积岩锆石的阴极发光图像、微量元素、矿物包裹体组合、表面形态和U-Pb年龄的综合研究,揭示出嘎洒地区哀牢山杂岩经历了两期变质事件:其中,含石榴子石斜长二云母片岩中30颗变质锆石获得了较为一致的206Pb/238U年龄215±6Ma~227±5Ma,加权平均年龄为222.3±1.2Ma(n=30,MSWD=0.27),这些锆石具有浑圆状或椭圆状形态、较为均匀的阴极发光图像、平坦的HREE配分模式((Lu/Gd)N=0.73~4.08)和弱的负Eu异常,这些特征与典型的高级变质岩中变质锆石相似,而锆石的Th/U比值较为分散为0.06~0.84,平均值为0.45,可能与变质过程中富Th矿物独居石分解有关。变质年龄与杂岩带中点苍山和元阳地区变质岩中、晚三叠世变质年龄极为吻合,指示这期变质事件与中-晚三叠世古特提斯洋闭合-造山有关,标志着点苍山-哀牢山杂岩带为三江地区一条重要的古缝合线。此外,嘎洒地区夕线石榴黑云二长片麻岩的岩相学特征显示,岩石经历了石榴子石的转熔作用,除两颗锆石年龄为35.4Ma外,28颗锆石(增生边)给出了误差范围内较为一致的206Pb/238U年龄(27.3±0.5Ma~31.9±0.5Ma),加权平均年龄为29.4±0.53Ma(n=28,MSWD=2.0)。这些锆石的增生边中的矿物包裹体组合为夕线石+钾长石+黑云母+石英+独居石,且具有较低的Th/U比值(0.01~0.1),平坦的重稀土(HREE)配分模式((Lu/Gd)N=0.45~7.59)和中等程度的负Eu异常,这些特征指示该类锆石为典型的变质锆石。变质年龄与新生代红河-哀牢山剪切带内大量发现的同剪切岩浆岩、变质岩的年龄较为一致,指示这期年轻的变质事件与岩石圈尺度大规模剪切运动有关。此外,两类变沉积岩中6颗继承性碎屑锆石的年龄分布范围为528~783Ma,这些锆石具有锥形的锆石形态,清晰的振荡环带,表面发育蚀痕和凹坑,较高的Th/U比(0.1),陡倾的HREE配分曲线,表明这些锆石为经过剥蚀-搬运-沉积的岩浆锆石,具有继承性碎屑锆石的特征,说明哀牢山杂岩变沉积岩中至少应包含新元古代和早古生代的沉积物源,指示研究区哀牢山杂岩带部分岩石并不属于真正意义上的扬子结晶基底。     

哀牢山构造带晚渐新世地壳深熔与熔/流体迁移:锆石U-Pb年龄与微量元素证据

哀牢山构造带是青藏高原东南缘重要的边界构造带,其内出露的深变质岩系一直被认为是古老的变质基底岩石。利用LA-ICP-MS原位微区分析技术对哀牢山深变质岩系锆石进行U-Pb年龄、微量元素分析。结果表明深变质岩系的原岩有728±8Ma、727±3Ma、231±4Ma的花岗质岩石和其它年龄的碎屑岩,变质时代为27.8~23.7Ma。综合野外地质特征和分析结果,我们认为哀牢山深构造带在晚渐新世27.8~23.7Ma发生了大规模的地壳深熔作用,现今所见深变质岩系是由不同时代、不同岩性的原岩在晚渐新世(27.8~23.7Ma)变质形成,不全是古老的变质基底岩石。深熔过程中熔/流体发生了明显的迁移。哀牢山变质带具有混合岩化特征的岩石很可能是峰期变质作用后减压熔融的产物。晚渐新世地壳深熔作用与左行走滑剪切是哀牢山深变质带折返过程中近似同时发生的两种不同变质表现形式,两者相互影响、相互制约。     

鲁西沂山地区新太古代晚期高级深熔混合岩的源区特征SCIEI北大核心CSCD

鲁西沂山地区高级深熔混合岩中存在丰富的不同时代、不同类型的岩石包体。在详细野外地质工作基础上,本文对高级深熔混合岩中的包体进行了锆石SHRIMP U-Pb定年和Hf同位素分析及全岩地球化学研究,以期探讨沂山地区高级深熔混合岩的源区性质。英云闪长质片麻岩形成时代为~2.7Ga,存在2.69Ga和2.53~2.51Ga两期基性岩浆作用,并记录了2.52~2.50Ga变质作用。角闪斜长片麻岩与黑云角闪变粒岩互层产出,它们可能为变质火山岩,其岩浆锆石年龄为2.51Ga。变质基性岩的岩浆锆石ε_(Hf)(t)为0~+8.1,一阶段Hf模式年龄为2.83~2.54Ga;变质火山岩的岩浆锆石ε_(Hf)(t)为-1.2~+5.8,一阶段Hf模式年龄为2.89~2.71Ga。结合前人研究,这套高级深熔混合岩的源区组成包括了新太古代早期的英云闪长质片麻岩和变质辉长岩,新太古代晚期的石英闪长质片麻岩、变质火山岩及斜长角闪岩等岩石类型。~2.5Ga基性岩浆作用在鲁西地区发育广泛,为新太古代晚期深熔作用及高级深熔混合岩和壳源花岗岩的形成提供了热源。     

大别山碧溪岭深色榴辉岩和片麻状花岗质岩石SHRIMP分析：晋宁期？…

本文报道大别山安徽省岳西县碧溪岭深色榴辉岩和片麻状花岗质岩石的锆石SHRIMP分析结果.深色榴辉岩的原岩为基性凝灰岩,锆石在岩石中主要产于石英、石榴子石和绿辉石内,为高压-超高压变质作用的产物,内部主体形成年龄约为757±7 Ma,代表高压-超高压榴辉岩相变质事件的时代;经受了后期流体改造的锆石边部年龄为223±3 Ma.在片麻状花岗质岩石中,发育韵律环带结构的深熔锆石形成于约727±15 Ma,受后期流体改造的锆石边部年龄为219±3 Ma.综合野外地质关系、区域地质背景和锆石的岩相学特征,笔者提出了碧溪岭榴辉岩相岩石高压-超高压变质作用发生于晋宁期,印支期仅代表一次后期流体改造事件的观点.     

辽东弓长岭—岫岩地区古元古界辽河群变沉积岩的物源及构造背景

辽东弓长岭—岫岩地区位于胶—辽—吉造山带东段,区内发育厚层古元古代变质沉积岩系,本文对这些变质沉积岩进行了岩相学和U-Pb年代学等方面的研究。岩相学特征显示这些岩石变质程度普遍偏低,多为绿片岩相变质条件,未发现高级特征变质矿物。岩石中主要矿物颗粒为石英,其中北辽河群碳酸盐矿物较为发育。根据辽东弓长岭-岫岩地区古元古代变沉积岩碎屑锆石阴极发光（CL）图像,这些锆石普遍具有清晰的振荡环带和较高的Th/U值（>0.3）,表明其原岩来自岩浆岩。结合LA-ICP-MS U-Pb年代学,得到里尔峪组、高家峪组、大石桥组和盖县组碎屑锆石分别呈现出2 159、2 500、2 189/2 530和2 044/2 197 Ma的年龄峰值,表明其沉积物来源于古元古代花岗质岩石和相邻的太古宙杂岩。结合前人资料,本文认为南、北辽河岩群形成于相同的环境并经历了相同的构造演化过程,古元古代弧-陆碰撞模式可能更适用于胶—辽—吉造山带的构造演化。     

北苏鲁威海地区共生伟晶岩脉-钙硅酸盐岩的形成机制和地质意义

威海位于苏鲁造山带最北端,出露片麻岩和榴辉岩等多类超高压岩石,是研究大陆俯冲带变质、深熔和熔体效应的理想靶区。基于详细野外观察,本文对该区的一套钙硅酸盐岩、伟晶岩脉和寄主片麻岩进行了岩相学、地球化学和锆石年代学等研究,旨在深入探究超高压变质岩的多期熔融及与之伴随的地质过程。阴极发光显示,三类岩石中的锆石整体具有核-边结构,继承核年龄为859±20Ma～272±6Ma,与苏鲁变质岩内大多残余岩浆锆石的年龄一致。新生锆石共记录了约237±4Ma、224±7Ma～218±2Ma和177±5Ma～166±3Ma等三组年龄。结合不同微区的稀土元素特征,本文认为,237±4Ma记录了峰期变质时代,而224±7Ma～218±2Ma和177±5Ma～166±3Ma年龄的锆石呈现典型的深熔锆石特征,分别代表俯冲陆壳折返至高压榴辉岩相和加厚地壳初始伸展阶段的部分熔融年代。伟晶岩与片麻岩中继承锆石的Hf同位素组成不同,表明形成伟晶岩的熔体并非寄主岩石直接熔融而来。此外,钙硅酸盐岩及其内部的单斜辉石具有极低的Cr、Ni等相容元素含量和负Eu异常特征,且均显示大离子亲石元素富集、高场强元素亏损的特点。并且,钙硅...     

巴伦台地区星星峡岩群岩石地球化学特征、锆石U-Pb年龄及原岩恢复

对巴伦台地区星星峡岩群长英质片麻岩开展系统的岩相学观察和锆石U-Pb年龄及全岩地球化学分析。获得锆石206Pb/238U加权年龄为(1 584±41)Ma,这套变质岩系划归为中元古代长城纪。绝大多数样品显示轻稀土富集,重稀土亏损,Eu负异常,Rb,Sr,Ba,Zr、富集,Th,U,Ta,Hf亏损,(La/Yb)N、(Ce/Yb)N1。变质矿物共生组合和变质矿物特征表明其变质级别达到中深变质岩特征,变质岩相已达低角闪岩相-高绿片岩相,长城系星星峡岩群变质岩原岩为一套中-基性火山岩,含少量沉积型铁泥质岩。     

地壳深熔条件下的转熔矿物研究进展

地壳深熔作用有两种形式,即流体相缺乏的脱水熔融和流体相存在的加水熔融。由于地壳岩石中水含量的差异(岩石中含水矿物的丰度和外来水的加入量),岩石发生不同形式的部分熔融所需要的温度和压力条件有很大差异。转熔矿物是岩石发生不一致熔融的产物,在形成过程中携带了地壳深熔源区物质和熔体的大量信息,是追溯高温变质岩石经历深熔作用的最可靠依据。它们与高级变质岩中残留的变质矿物和岩浆或熔体中结晶的岩浆矿物具有明显不同的来源,分别代表了岩石曾经历的不同演化历史。通过对不同成因的矿物进行矿物结构、包裹体、主量元素、微量元素和同位素以及共生矿物组合等多方面的综合考察,可以有效识别出高级变质岩中的转熔矿物、变质残余矿物和岩浆矿物。准确识别高温-超高温变质岩以及花岗岩中不同成因的矿物相,是研究高温变质作用的前提条件,对研究混合岩和S型花岗岩的成因都起着非常重要的作用。     

华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。     

大别造山带变质岩的年代学格局

大别造山带中广泛分布经历不同程度变质的变质岩,这些变质岩的形成时代、变质年龄的研究对反演大别造山带形成演化历史有重要意义。本文总结了大别造山带中不同构造带中变质岩的锆石U－Pb年龄结果,给出初步的变质岩的年代学格局。     

大别山北部榴辉岩和英云闪长质片麻岩锆石U-Pb年龄及多期变质增生

大别山北部榴辉岩及英云闪长质片麻岩的锆石U-Pb年龄分析表明：北部榴辉岩相峰期变质时代为226～230Ma左右;北部塔儿河一带英云闪长质片麻岩经历过印支期变质事件;大别山北部与南部超高压岩石中一致的（226～230Ma）高压或超高压变质年龄表明,北部镁铁-超镁铁质岩带中部分岩石也曾作为扬子俯冲陆壳的一部分,在印支期发生过高压或超高压变质作用;本区锆石发生过两期变质增生事件,一是印支期高压或超高压变质,另一期是燕山期热变质事件;榴辉岩及英云闪长质片麻岩的原岩形成时代为晚元古代;锆石U-Pb年龄可用多期变质增生模型来解释。     

大别山高级变质岩云母Rb—Sr等时线年龄测定及其地质意义

应用云母Rb Sr等时线法对大别山高级变质岩的后期改造历史进行了初步的探讨。采用重液变温技术将云母按比重的区别 ,分成若干组分 ,然后用常规的Rb Sr方法测定。应用这种技术对大别山黄土岭太古代麻粒岩相岩石中的黑云母和产于超高压变质带内的石马含石榴石片麻岩的白云母进行了Rb Sr等时线年龄测定。黄土岭太古代麻粒岩相片麻岩中的黑云母 全岩Rb Sr等时线年龄为 12 7± 9Ma ,与该区片麻岩中的角闪石的K Ar和Ar Ar年龄 ,及燕山期花岗岩的Rb Sr年龄一致 ,说明这一太古代下地壳岩石受到了燕山期深熔 岩浆事件的影响 ;大别山东南部石马含石榴石片麻岩 (榴辉岩相 )中的白云母Rb Sr等时线年龄为 191± 10Ma ,反映了印支 早燕山期区域性低级变质事件的时代。研究表明 ,大别山区的不同构造单元中产出的不同类型的高级变质岩自中生代以来有不同的后期演化历史。     

大别造山带浅变质岩的地质-地球化学特征及成因机制

大别造山带超高压变质带内部及其北缘,出露仅经过绿片岩相变质作用的浅变质岩系。通过对部分浅变质岩的区域分布、地质特征及地球化学的综合研究表明,这些浅变质岩系形成于新元古代扬子板块北缘的裂陷盆地中,并遭受新元古代岩浆侵位和以寒冷气候位特征的大气降水热液蚀变,共同经历了与扬子大陆板块俯冲-碰撞过程中有关的构造热事件;因此认为这些浅变质为扬子板块俯冲过程中被“刮”下来的构造残片,为大陆板块俯冲过程中形成的加积杂岩,并为扬子板块与华北板块的俯冲和碰撞的动力学过程提供有力的科学佐证。在此基础上,厘定了大别造山带浅变质岩的形成及其与扬子大陆板块俯冲的构造模型。     

变质岩中锆石U—Pb计时问题评述——兼论大别造山带锆石定年

锆石是U－Pb计时的首选对象，对于地质历史复杂的变质岩地区，如大别碰撞造山带的年代学研究，具有不可替代的重要性。变质岩中锆石经历了Pb的扩散丢失作用；晶格损伤导致的蜕晶化作用；增生－混合作用和重结晶作用。这些过程对锆石计时的准确性和有效性带来不同程度的影响。为了使测定的年龄有确定的地质意义，在进行锆石U－Pb定年前，必需对锆石进行成因矿物学和矿物内部结构研究，特别是阴极荧光和背散射电子成像研究，通过内部结构特征确定锆石成因过程。在化学U－Pb法定年时注意普通铅校正和^204Pb测定值对年龄的影响，尽量选择单一成因锆石。特别强调在大别造山带年代学中引入锆石微区离子探针定年技术。     

变质流体研究新进展

变质流体是变质过程的主要动力学因素之一。目前变质流体研究主要集中在下部地壳麻粒岩相变质流体，俯冲带高压－超高压变质流体和接触变质流体等方面。研究的主要问题是流体流动机制和元素迁移，流体－岩石相互作用和流体来源。下部地壳麻粒岩相变质流体以ＣＯ２为主，具有较低的ａＨ２Ｏ。δ１３Ｃ研究表明大约２／３ＣＯ２是深成的。富ＣＯ２流体流动是紫苏花岗岩形成和热扰动的原因之一，也是麻粒岩形成和大离子亲石元素亏损的主要因素。俯冲带是高压、超高压变质作用发生和流体活动最活跃的场所。流体富含Ｈ２Ｏ、ＣＨ４和ＣＯ２，可以诱导部分熔融反应和岛弧岩浆作用。高压变质条件下的矿物稳定性也与流体有关。同位素研究表明，在超高压变质期间没有化学上完全相同的流体大规模循环。流体－熔体系统模式能更有效地解释下插板片的元素再循环。接触变质流体研究主要集中在含有易于发生流体－岩石反应的不纯碳酸盐岩地区。硅灰石带中流体／岩石比率高达４０∶１，表明接触变质岩石中有大量流体存在。接触变质过程流体成分有较大差异，主要取决于流体来源、原岩性质和侵入体特征。流体流动和循环模式受控于构造变形，岩浆作用和变质过程的动力学条件及流体成分。     

变质地质学新领域——超高压变质作用与地球动力学

简要总结了近年在欧亚大陆发现的超高压变质岩地质产状，岩石类型，结晶条件和构造位置等基本特片，对超高压变质作用及其地球动力学机制的研究现状及存在的问题进行了评述，基于对大别－苏鲁超高压变质带的研究成果，认为超高压变质作用可能是新型的区域变质作用，而目前所建立的任何一种地球动力学模型都不完善，建议今后在岩石学和矿物学研究基础上，加强对超高压变质杂岩的地球化学，构造地质学，实验岩石学及地球物理学等方面的     

大青山太古宙高级变质岩近水平顺层伸展变形——地球上早期的伸展构造

内蒙古大青山—乌拉山位于华北克拉通北缘,是我国高级区发育较好的区域之一。区内高级变质杂岩总体上呈近东西向延伸,经历多期变质变形作用改造。近水平顺层伸展变形是高级变质杂岩中最早的塑性流动变形作用,发生在下地壳麻粒岩相环境下。变形作用伴随麻粒岩相变质作用、深熔作用,形成了顺层滑动韧性变形带、穹隆构造、层内底辟褶皱和L构造岩等构造形迹组合。这期变形作用不仅导致区内的孔兹岩系和麻粒岩系以近水平构造面接触,也造成孔兹岩系中各个地层单位具有以透镜状岩片堆叠的地层结构,并且还伴随有不同类型的深熔片麻岩形成。近水平顺层伸展变形作用的确立,对研究早前寒武纪高级区地壳形成演化和高级变质地层构造格架的建立具有重要的理论意义。     

Migmatites record multiple episodes of crustal anatexis and geochemical differentiation in the Sulu ultrahigh‐pressure metamorphic zone,eastern China

Partial melting of ultrahigh‐pressure (UHP) metamorphic rocks is common during collisional orogenesis and post‐collisional reworking, indicating that determining the timing and processes involved in this partial melting can provide insights into the tectonic evolution of collisional orogens. This study presents the results of a combined whole‐rock geochemical and zirconological study of migmatites from the Sulu orogen in eastern China. These data provide evidence of multiple episodes of crustal anatexis and geochemical differentiation within the UHP metamorphic rocks. The leucosomes contain higher concentrations of Ba and K and lower concentrations of the rare earth elements (REE), Th and Y, than associated melanosomes and granitic gneisses. The leucosomes also have homogenous Sr–Nd–O isotopic compositions that are similar to proximal (i.e. within the same outcrop) melanosomes, suggesting that the anatectic melts were generated by the partial melting of source rocks that are located within individual outcrops. The migmatites contain zircons with six different types of domains that can be categorized using differences in structures, trace element compositions, and U–Pb ages. Group I domains are relict magmatic zircons that yield middle Neoproterozoic U–Pb ages and contain high REE concentrations. Group II domains represent newly grown metamorphic zircons that formed at 230 ± 1 Ma during the collisional orogenesis. Groups III, IV, V, and VI zircons are newly grown anatectic zircons that formed at 222 ± 2 Ma, 215 ± 1 Ma, 177 ± 2 Ma, and 152 ± 2 Ma, respectively. The metamorphic zircons have higher Th/U and lower (Yb/Gd)_N values, flat heavy REE (HREE) patterns with no significantly negative Eu anomalies relative to the anatectic zircons, which are characterized by low Th/U ratios, steep HREE patterns, and negative Eu anomalies. The first two episodes of crustal anatexis occurred during the Late Triassic at c. 222 Ma and c. 215 Ma as a result of phengite breakdown. The other two episodes of anatexis occurred during the Jurassic period at c. 177 Ma and c. 152 Ma and were associated with extensional collapse of the collision‐thickened orogen. The majority of Triassic anatectic zircons and all of the Jurassic zircons are located within the leucosomes, whereas the melanosomes are dominated by Triassic metamorphic zircons, suggesting that the leucosomes within the migmatites record more episodes of crustal anatexis. Both metamorphic and anatectic zircons have elevated ε_Hf(t) values compared with relict magmatic zircon cores, suggesting that these zircons contain non‐zircon Hf derived from material with more radiogenic Hf isotope compositions. Therefore, the Sulu and Dabie orogens experienced different episodes of reworking during the exhumation and post‐collisional stages.     

塔里木南缘浅变质岩系变质矿物特征及变质条件

在塔里木盆地南缘和田地区的阿其克、皮牙曼、杜瓦、康开依、桑株水库一带断续出露一套浅变质岩地层,主要岩石类型有变质杂砂岩、变质钙质砂岩、细粒片岩及少量千枚岩、变质砾岩、大理岩等.岩石中主要变质矿物为绿泥石、白云母、石英、方解石和少量黑云母、钠长石.本文着重就岩石中片状变质矿物绿泥石、白云母、黑云母的发育特点、化学成分特征、变质矿物组合以及它们的晶体化学成分所反映的变质温、压条件进行了研究,并在此基础上推断出该套变质岩属于由区域低温动力变质作用引起的低绿片岩相变质产物.