Cambrian metamorphism of the Qaidam block:Constraints from phase equilibrium modeling and monazite U-Pb datingSCIEI北大核心CSCD

柴达木地块位于青藏高原东北缘的祁连-阿尔金-昆仑早古生代造山系之中,它的西段出露一套(超)高温变质岩组合:变泥质岩、长英质片麻岩、基性麻粒岩、钙硅酸盐岩、含橄榄石大理岩及少量Mg-Al麻粒岩。本文以相平衡模拟和独居石U-Pb年代学为主要手段,限定柴西缘变泥质岩的变质作用P-T-t轨迹。变泥质岩记录了顺时针P-T轨迹,其中,压力峰期条件约为0.89GPa和800℃,温度峰期条件约为0.64GPa和825℃,退变质条件为0.58GPa和800℃至0.37±0.05GPa和702±50℃。变泥质岩的独居石U-Pb年龄集中在517~496Ma之间,三个样品的加权平均年龄分别为508±2Ma(MSWD=2.0)、506±1Ma(MSWD=1.7)、506±1Ma(MSWD=1.3)。本文将其解释为独居石的形成年龄,并认为独居石主要形成于退变质过程中的残留熔体结晶阶段(0.58GPa和800℃左右)。结合已有的工作可以得出,柴达木地块西段麻粒岩相变质作用具有顺时针P-T轨迹和1000~1300℃/GPa的峰期T/P值,并且在高温变质条件(>800℃)持续了超过30Myr。该类高T/P型变质作用最有可能发生在大型碰撞造山带内,可以与冈瓦纳大陆内部的晚泛非期的高T/P型变质作用对比,很可能是与冈瓦纳大陆最终拼合有关的晚泛非期造山事件的体现。     

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。     

西秦岭北缘秦岭杂岩变质作用:副片麻岩岩石学、相平衡模拟及其地质意义

造山带中的高级变质岩是研究造山带形成和演化历史的重要窗口.西秦岭北缘秦岭杂岩主要由正片麻岩、副片麻岩、少量变基性岩（基性麻粒岩）和大理岩组成.岩相学、矿物化学和相平衡模拟结果表明副片麻岩经历了3个变质演化阶段:（1）进变质阶段,以石榴子石核部包裹细粒片状黑云母和大小不等的石英为代表;（2）峰期变质阶段,矿物组合为石榴子石+斜长石+钾长石+夕线石+黑云母+金红石+石英.石榴子石变斑晶幔部成分在视剖面图上确定出峰期温压条件为T=793~803 ℃,P=8.8~9.5 kbar;（3）降温降压的退变质阶段,主要由石榴子石的最边部及后期斜长石记录.结合已有研究资料,表明西秦岭北缘秦岭杂岩可能经历了早古生代晚期与碰撞造山作用有关的变质作用与深熔作用.      

Constraints from phase equilibrium modeling and in -situ U-Pb dating of monazite.SCIEI北大核心CSCD

西秦岭天水北道地区位于西秦岭造山带北缘,地处秦岭造山带和祁连造山带的结合部位。近来,我们在该地区秦岭杂岩中识别出一套麻粒岩相岩石(石榴夕线黑云片麻岩),峰期矿物组合为石榴子石+钛铁矿+金红石+夕线石+钾长石+石英,相平衡模拟计算结果显示其峰期温压条件为P=1.02GPa,T=820℃,经历了进变质阶段以升温升压为特征,峰期之后以大致近等温降压为特征的顺时针P-T轨迹。独居石原位LA-ICP-MS U-Pb年代学结果显示石榴夕线黑云片麻岩经历了~421Ma、~388Ma和368~362Ma三期构造热事件。结合独居石的产出位置,我们推测421Ma代表了麻粒岩相变质作用的时代,这与天水花庙地区获得的麻粒岩峰期年龄一致;388Ma近似代表了峰期之后大致近等温降压至固相线附近的年龄;368~362Ma与区域韧性剪切作用的时代一致,可能记录了与新阳-元龙韧性剪切变形作用相关的热事件的时代。结合区域地质资料和本研究成果(矿物演化特征、顺时针的P-T演化轨迹和独居石原位定年结果),我们推测西秦岭造山带北缘天水北道地区的麻粒岩可能是早古生代陆-陆碰撞造山过程的产物。     

柴西缘花土沟超高温变质地体中的镁铝麻粒岩岩石成因及其与熔体行为的关系

镁铝麻粒岩泛指一类全岩化学成分富镁、铝的麻粒岩相变质岩,是研究超高温变质作用的峰期变质条件和变质演化历史的重要对象,但目前对它的原岩属性和岩石成因的认识仍十分有限。本文以柴达木地块西缘的花土沟超高温变质地体为例,在野外调查基础上,对镁铝麻粒岩和泥质片麻岩进行了岩相学和全岩地球化学分析,发现镁铝麻粒岩与含浅色体的泥质片麻岩的SiO₂、TiO₂、P₂O₅ 含量相似,^TFe₂O₃、Al₂O₃、MnO、CaO、Na₂O含量虽有差异但变化范围存在交集。此外,两类岩石具有相似的微量和稀土元素配分曲线,结合两者的矿物组合也存在相似性,提出花土沟镁铝麻粒岩的原岩可能是与泥质片麻岩类似的泥质沉积岩。从低角闪岩相变泥质岩到含浅色体的泥质片麻岩,再到镁铝麻粒岩,其全岩化学成分向着贫铝、钙、钾、钠,富铁、镁的趋势变化。其中,高X_Mg值（0.51~0.69）是镁铝麻粒岩与其他泥质片麻岩（X_Mg=0.34~0.43）的最大差别。通过对变泥质岩的相平衡模拟和理论计算,发现部分熔融和熔体丢失能解释大部分的变化趋势,但基本不影响全岩X_Mg值;只有在进变质升温过程中丢失含石榴子石的熔体才能造成变泥质岩的镁铝麻粒岩化。此外,富石榴子石的泥质残留体相比附近的含浅色体泥质片麻岩,贫硅、钠、钾,富集铝、铁、镁、锰、钙,重稀土元素含量显著高于后者,上述地球化学特征对应石榴子石熔体的加入而后长英质熔体的丢失,支持野外观察到的熔体携带石榴子石迁移的现象。最后,对镁铝麻粒岩只呈透镜体产出的原因做出了推测,即熔体很难带着石榴子石完成长距离迁移,只有被长英质正片麻岩包围的泥质沉积物,其进变质加热阶段形成的熔体才能携带石榴子石完全迁出原岩,促成变泥质岩透镜体的镁铝麻粒岩化,目前仍需更多的相关研究来验证这一推测。在世界其他高温-超高温变质岩区,石榴子石熔体的迁出和泥质岩的镁铝麻粒岩化可能也不同程度有所保留和记录。     

柴达木盆地北缘东段察汗河右行转换挤压剪切带的变形样式及构造意义

转换挤压剪切带普遍发育在汇聚板块边界及碰撞造山带中，对调节造山过程中的增生、碰撞及物质侧向挤出等起重要作用。位于青藏高原东北缘的柴达木盆地北缘构造带（柴北缘构造带）被认为是早古生代原特提斯洋闭合、大陆深俯冲、陆- 陆碰撞和造山后伸展垮塌作用的产物。最近，在柴北缘构造带东段乌兰北部察汗河地区，笔者新厘定出NWW—SEE向展布的右行转换挤压韧性剪切带。本文通过对该剪切带内宏微观构造特征、石英c轴组构、运动学涡度等研究，结合锆石U- Pb年代学数据，来探该讨剪切带的转换挤压样式及对柴达木盆地北缘早古生代造山作用的启示意义。察汗河韧性剪切带内XZ面上发育的宏微观构造以及石英c轴组构共同指示了右行走滑剪切指向，结合糜棱岩的轻微压扁—压扁的应变椭球体形态，共同指示了其具有转换挤压的构造性质；估算的平均运动学涡度限定了其转换挤压变形样式。根据石英颗粒的重结晶机制、c轴组构滑移系以及其开角温度计，确定其变形温度为500～553℃，指示了中地壳变形层次，并结合剪切带内石英动态重结晶颗粒大小，估算其差异应力为28. 5～30. 0 MPa，古应变速率为10-12/s。通过锆石U- Pb定年，获得卷入韧性剪切变形的闪长岩时代为432±3 Ma，结合柴达木盆地北缘已有区域地质资料，推断韧性剪切作用的活动时代为中志留世—早泥盆世（432～396 Ma）。以上资料显示，察汗河韧性剪切带表现出垂直于造山带的水平收缩和平行于造山带的侧向挤出的构造变形样式，伴随着部分由北向南的逆冲分量，形成于柴达木盆地北缘早古生代晚期的碰撞造山阶段，并指示了其造山作用具有斜向汇聚及碰撞特征。     

西秦岭天水地区志留纪利桥花岗岩的岩石成因——来自地球化学和锆石U-Pb年代学与Hf同位素的约束

花岗岩在探讨大陆地壳生长与演化、造山带的形成及地球动力学演化等方面具有重要的意义。西秦岭天水地区利桥花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石和黑云母等矿物组成,锆石U-Pb年代学表明岩体结晶年龄为439±3 Ma。利桥花岗岩具有高硅、富碱的特征,其铝饱和指数A/CNK值介于1.01～1.16之间,属于弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性花岗岩。利桥花岗岩富集K、Ba等大离子亲石元素和La、Ce等轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素,显示具有俯冲带岛弧岩浆岩的地球化学特征。利桥花岗岩具有较低的Mg#值（25～41）,且La/Yb-La、La/Sm-La图解显示该花岗岩在形成明显与部分熔融作用相关,此外岩体中的镁铁质微粒包体和正的锆石εHf(t)值,表明这些花岗岩在形成过程中有幔源物质的贡献。结合区域地质背景,我们认为利桥花岗岩是弧-陆碰撞前俯冲洋壳中先存的基性岩或新生地壳发生部分熔融所致,当然也不排除其为大陆边缘弧增厚下地壳部分熔融的产物。     

西秦岭商丹缝合带寒武纪斜长花岗岩的成因机制——对原特提斯洋俯冲起始的启示

大洋斜长花岗岩是指分布在蛇绿岩或现今洋壳中的少量长英质侵入体,可形成在洋中脊及俯冲带等多种构造环境,虽然其在洋壳和蛇绿岩中所在体积很小,但对探究大洋岩石圈演化、俯冲起始及洋-陆转化机制具有重要意义。本文对北秦岭造山带西段商丹缝合带内新识别出的斜长花岗岩开展了岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学的综合研究。全岩地球化学结果指示花岗闪长岩具有高的SiO₂、Al₂O₃含量以及较低的K₂O、TiO₂含量,属于低钾亚碱性、准铝质到弱过铝质的岩石。微量元素相对富Sr、贫Nb、Ta和Ti,具有平坦的稀土元素配分模式,是弧前环境中由俯冲板片在浅部层次部分熔融成因的大洋斜长花岗岩。3个斜长花岗岩样品分别记录了526±4 Ma、515±4 Ma和517±6 Ma的锆石U-Pb年龄,结合前人同时代的玻安岩、高镁安山岩的报道,西秦岭商丹缝合带保留有与伊豆-小笠原-马里亚纳(IBM)俯冲带相似的弧前岩石组合,这些弧前的玻安岩、高镁安山岩和斜长花岗岩表明商丹洋在早寒武世发生了洋壳的初始俯冲。结合区域地质资...     

北祁连清水沟红帘石变硅质岩矿物学、原岩特征及地质意义

北祁连早古生代大洋俯冲带以发育早古生代的蛇绿（混杂）岩带及高压低温变质带为特征。在清水沟高压低温混杂岩片中出露蛇纹岩以及榴辉岩、蓝片岩、红帘石硅质岩和多硅白云母石英片岩等典型高压低温变质岩石。本文对北祁连清水沟含红帘石的变硅质岩进行了详细的岩相学、矿物化学及地球化学分析,发现该岩石主要由石英、多硅白云母、红帘石、石榴子石、蓝闪石、单斜辉石以及砷硅锰矿、赤铁矿等矿物组成,结合矿物化学及围岩变质条件,推测该岩石可能也经历了高压低温榴辉岩相变质作用。全岩地球化学分析结果表明,北祁连清水沟含红帘石变硅质岩的原岩为远洋环境沉积的含泥硅质岩,由于热液活动的参与,使得Fe、Mn富集沉积,进而与大陆活动边缘或大陆岛弧物质被卷入到俯冲带中,共同经历了高压低温变质作用。变硅质岩中红帘石、砷硅锰矿以及石榴子石中大量的赤铁矿包裹体表明该岩石形成于高氧逸度条件,而石榴子石中的Fe3+从核部到边部的降低趋势,也表明俯冲变质过程中氧逸度的变化,这一过程释放的氧所形成的流体对于探究岩石圈地幔氧逸度变化、岛弧岩浆生成以及俯冲带氧循环等方面具有重要的意义。