变质相平衡的研究进展

变质相平衡是变质岩石学中最核心的问题之一,20世纪90年代以来,国外在这一领域取得了重要进展,即利用内洽性热力学数据库、THERMOCALC程序以及合理的矿物相活度模型定量计算模式体系中的岩石成因格子(P-T投影图)和有关的各种剖面图,如共生图解和针对特定岩石组分的p-T、p-x和T-x视剖面图等。尤其是在p-T视剖面图解上,可以定量计算矿物成分、矿物摩尔含量及岩石饱和水含量等值线,从而可以定量地阐述天然岩石在p-T-x空间内的相平衡关系、确定岩石形成的p-T条件和p-T-t轨迹。     

中亚-蒙古造山带东段的锡林郭勒杂岩：早华力西期造山作用的产物而非古老陆块？ —— 锆石SHRIMP U-Pb年代学证据

锡林郭勒杂岩是华北板块北缘古生代褶皱带内出露面积最大的变质岩系,以前多被当着前寒武纪的古老地块.本文通过对该杂岩中副片麻岩和正片麻岩的锆石SHRIMP U-Pb年代学研究发现,副片麻岩中的锆石多为岩浆锆石,其206Pb/238U加权平均年龄为406±7Ma,指示它们的原岩主要是由近同期(略早些)的岩浆岩风化后就近沉积的产物,该年龄应代表源区(岛弧型?)花岗岩的形成时间,同时也是副片麻岩原岩沉积的下限年龄.正片麻岩中岩浆锆石的206Pb/238U加权平均年龄为382±2Ma,代表花岗片麻岩原岩的侵位年龄.岩石中锆石的变质增生边的形成年龄为337±6Ma,代表锡林郭勒杂岩发生变质和变形的时间,该变质事件可能与贺根山缝合带内所发生的一次主要的碰撞造山作用有关.这些年龄资料充分说明,锡林郭勒杂岩并非古老地块,而是华力西早期岩浆作用、沉积作用和变质作用事件的产物.整个事件是在较短的时间范围内(～70Ma)完成的,推测该杂岩发育在碰撞造山带的弧前环境.中亚-蒙古造山带东南部(内蒙古的中、东部)碰撞前的构造格局可能不是典型的多岛洋体制,由于缺少古老的陆块,造山过程更多的表现为大洋的大陆化过程,即洋内俯冲形成岛弧,岛弧在被动大陆边缘拼贴聚合转化为新的大陆.     

扬子西南缘盐边群时代及构造环境: 来自碎屑沉积岩的约束

出露于扬子地块西南缘的盐边群为一套火山-沉积岩系,其深入研究对探讨扬子西缘新元古代构造环境具有重要意义.本文对盐边群中碎屑沉积岩进行了较系统的岩石学、碎屑物质组成和地球化学研究,并从小坪组和乍古组中各选取了1件变质砂岩样品进行锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析.变质砂岩主要由棱角状-次棱角状火山岩岩屑、石英和长石矿物碎屑组成.碎屑沉积岩Al2O3/SiO2值为0.12～0.4,K2O/Na2O值范围为0.14 ～9.45(其中板岩K2O/Na2O值多大于1.0,而变质砂岩中多数样品的K2O/Na2O值小于1.0).所有样品具有轻-中等程度的轻重稀土元素分异((La/Yb)N=1.6 ～9.37),多数样品具有明显的负Eu异常.εNd(t)值范围为-1.77～ +5.01.变质砂岩碎屑锆石U-Pb年龄峰值为900～ 910Ma,同时存在少量太古代-古元古代碎屑锆石.小坪组和乍古组变质砂岩中年轻碎屑锆石206pb/238U年龄加权平均值分别为888±8Ma和884±14Ma.碎屑物质组成、地球化学和锆石U-Pb年龄结果共同表明,盐边群碎屑沉积为近源沉积,物源区主要为岛孤中酸性火山岩和花岗岩.结合关刀山岩体(857Ma)和荒田组玄武岩(880～830Ma)研究结果,进一步限定盐边群的时代为880～830Ma,形成于弧后盆地环境,其沉积物源区为华夏地块向扬子地块俯冲过程中,扬子西南缘形成的火山岛孤.     

扬子地台西南缘高家村岩体成因：岩石学、地球化学和年代学证据

高家村岩体辉长岩-橄榄岩中矿物组合、矿物结晶顺序及岩浆成因角闪石的普遍出现,指示矿物结晶于富含水的岩浆体系.主量元素Al2O3、CaO与MgO呈明显的负相关关系,表明斜长石并非早期堆晶相.稀土元素含量为5.97×10-6～221.32×10-6,轻稀土元素相对富集,弱-中等程度轻重稀土元素分异,辉长岩-含辉石闪长岩无明显的Eu异常,而橄榄辉长岩-橄榄岩具有较明显的正Eu异常.微量元素中,辉长岩-含辉石闪长岩类具有明显的Nb、Ta、Zr、Hf和Ti负异常,Ba、Sr正异常,同时εNd(t)为0.59～1.86,低于同期的亏损地幔值,与岛弧基性岩浆特征类似.含辉石闪长岩SHRIMP锆石U-Pb年龄结果822±8Ma,为新元古代.综合分析认为,高家村岩体应形成于受俯冲带流体改造的亏损上地幔部分熔融.     

扬子地块西缘Grenville期花岗岩的厘定及其地质意义

本文在扬子地块西缘的米易垭口地区,从原划分的冷竹关组地层中厘定出一变质变形的侵入体,岩性为二长花岗岩,具有高硅、富钾特征.该岩体具有较高的Kb/Sr(2.66～10.5)和Kb/Zr(0.43～1.12);有明显的Ba、Sr、P、Nb、Ta和Ti的负异常;87Sr/86Sr为1.209549;ε Nd(t,1.0Ga)=-0.89,具有壳源碰撞花岗岩的特征.锆石SHRIMP U-Pb年龄测试结果表明该岩体形成于(1014±8)Ma左右,应为扬子地块与华夏地块在Grenville期碰撞拼贴时的产物.本文的研究表明江南造山带向西可能一直延伸到扬子西缘的会理攀枝花一带,而不是经黔滇向南转折.     

阿拉善变质基底古元古代晚期的构造热事件

阿拉善地块可分为太古宙的叠布斯格杂岩(岩群)、古元古代的巴彦乌拉山杂岩(岩组)和古-中元古代的阿拉善杂岩(岩群)、波罗斯坦庙片麻杂岩和毕级格台片麻杂岩。太古宙的叠布斯格岩群和片麻岩中的锆石记录了1926Ma和1802Ma的变质事件年龄,角闪石记录了1918Ma的变质事件年龄,斜长石记录了1722Ma的冷却年龄。同时,在波罗斯坦庙变形的片麻状杂岩中的锆石记录了1839Ma的岩浆事件年龄。该区古元古代晚期的构造热事件,可初步将划分为2000～1900Ma的早期事件和1850～1800Ma的晚期事件,并在时间和特点上与大青山-集宁-大同一带变质地体中广泛发育古元古代晚期的岩浆-变质事件非常相似,进而表明,华北克拉通西部陆块中的古元古代晚期造山带(孔兹岩带)向西可延伸到阿拉善东部地区。     

扬子地台西缘结晶基底的时代

对扬子地台西缘结晶基底变质地层以及岩浆片麻岩中变质地层残片或包裹体中锆石SHRIMP U-Pb同位素年龄研究表明,在康定地区辉长–闪长质片麻岩中,表壳岩包体—糜棱岩化的长英质片岩和宝兴地区黑云斜长角闪岩的年龄分别为816±8.6 Ma和826±13 Ma,代表了它们的原岩——酸性火山岩和火山凝灰岩的形成年龄;泸定地区变质岩层中长英质糜棱岩和斜长角闪岩的年龄分别为816±9 Ma和818±8 Ma,代表了中性火山岩和基性火山岩的形成时代;茨达地区斜长角闪岩和角闪黑云斜长片麻岩的年龄分别为830±7 Ma和827±10 Ma,代表了其原岩火山–沉积建造的形成时代。以上数据表明,所谓的结晶基底都是新元古代的产物,在形成时间上与盐边群、盐井群等褶皱基底的相一致,只是变质程度上略有差异。因此该区并不存在古老（太古宙—古元古代）的结晶基底。     

浙西南松阳地区斜长角闪岩变质作用演化及地质意义

位于浙西南松阳地区八都杂岩的斜长角闪岩是构成前寒武纪基底的主要变质岩之一,但其原岩类型与变质演化特点目前尚不明确.开展了岩相学、矿物微区化学成分及全岩主微量元素研究,发现该斜长角闪岩的原岩类型为高铁拉斑玄武岩,可能形成于岛弧构造环境.石榴石核部保存有进变质信息,峰期变质阶段（M1）矿物组合为石榴石（边部）+浅闪石+斜长石（An=40~43）+单斜辉石+黑云母+钛铁矿;退变质阶段（M2）以阳起石+绿泥石+榍石±黑云母±钛铁矿等退变质矿物组合为特征.结合地质温压计、变质相平衡模拟,获得峰期变质阶段（M1）温压为710~740℃、800~850 MPa,退变质阶段（M2）温压为~440℃、~480 MPa;其变质演化过程具有顺时针型P-T演化轨迹.通过区域对比,八都杂岩斜长角闪岩变质作用时代可能为印支期,并经历了印支-华南-华北板块的俯冲碰撞过程.      

扬子西缘新元古代侵入岩时代、成因及对构造背景的制约——地幔柱还是岛弧?

扬子西缘岩浆岩广泛发育,构成了"康滇地轴"的主体.新元古代岩浆岩尽管在地表上各杂岩体呈独立圈闭的形式出现,但主要的岩石组合与时代都可以对比.按侵入时序和岩石类型,可划分为辉长岩-闪长岩、英云闪长岩-奥长花岗岩和二长-正长花岗岩3个岩石组合系列.     

胶北荆山群富铝岩系石榴石扩散环带特征及其成因指示意义

通过详细的微区成分测定，发现胶北荆山群富铝岩系中石榴石普遍发育扩散环带，但扩散环带的发育程度及样式很不均匀，明显受与其相邻矿物的控制。与黑云母接触时，石榴石晶体边部的镁含量最低，环带最为发育，与堇青石接触时次之，与长英质矿物接触时则环带发育较弱或不发育。这种特征的石榴石扩散环带样式与传统认识有很大差异，反映降温过程中石榴石与黑云母等镁铁矿物之间的Fe-Mg交换作用主要是通过彼此接触的界面来实现，粒间流体对组分的传输作用有限。但是当岩石中黑云母大量存在而石榴石含量又较低时，由于体系水活度增高，粒间流体也会传输一定的Fe、Mg组分，导致与长英质矿物相邻的石榴石晶体边部发育微弱的扩散环带。通过分析，确定粒径大于1500斗m的石榴石晶体核部可以保存变质峰期的平衡成分，基质中远离石榴石等镁铁矿物处于长英质矿物之间的大颗粒黑云母颗粒核部也基本可以保存变质峰期的平衡成分。