且干布拉克早寒武世硅质岩岩石学、地球化学特征及地质意义

通过对西山布拉克组第一岩性段硅质岩岩石学、地球化学特征研究,探讨其沉积环境和成因,推测其与库鲁克塔格早古生代地壳演化关系。研究区硅质岩夹泥质硅岩、流纹质晶屑凝灰岩的岩石组合,硅质岩的Al/(Al+Fe)值(~0.6)、Ce/Ce*值(~0.57)、(La/Yb)n值(~0.66)等特征指示为欠补偿、缺氧的深水盆地沉积环境。其Fe/Ti值(~29.2),Al/(Al+Fe+Mn)值(~0.54),(Fe+Mn)/Ti值(~31.3),富集Ag,As,Sb,Ba元素等特征,表明该区硅质岩为热水和海水混合成因,形成过程中海水有较高的生产力。硅质岩∑REE在剖面底部为14.9×10-6,向上减小为8.6×10-6,至顶部增加到105.6×10-6,表明剖面底部到顶部热水活动强度呈减弱趋势。早寒武世硅质岩岩石学、地球化学特征表明,硅质岩形成于裂陷槽盆地中,是上升洋流将海底热水物质带至沉积地点与海水发生不同程度混合的产物,为库鲁克塔格早寒武世早期处于拉张裂解环境提供了岩石学和地球化学证据。     

敦煌造山带长山子地区变质演化及年代学研究

长山子地区位于敦煌造山带东北部,瓜州南部约100km处。该区主要出露一套中-高级变质表壳岩,主要岩石类型有长英质片麻岩、变泥质麻粒岩、高压基性麻粒岩、斜长角闪片麻岩。高压基性麻粒岩岩块、斜长角闪片麻岩岩块以构造透镜体或布丁(长度为0. 5~15m)的形式,被夹持于长英质片麻岩、变泥质麻粒岩组成的基质之中,呈现典型"基质夹岩块"的混杂带特征。高压基性麻粒岩、斜长角闪片麻岩、泥质麻粒岩中,普遍保留了二至三个阶段的变质矿物组合。进变质阶段矿物组合(M1)为石榴子石变斑晶中的细小矿物包裹体,变质高峰期矿物组合(M2)为石榴子石变斑晶和基质矿物,退变质阶段矿物组合(M3)主要为围绕石榴子石变斑晶边部发育的"白眼圈"状后成合晶。本区各类变质岩石均记录了顺时针型变质作用P-T轨迹,系典型俯冲-碰撞造山带变质作用特征。退变质阶段P-T轨迹属于西阿尔卑斯型,说明变质岩折返速率较快。变质高峰期(M2)属于中压变质相系,P-T条件分别为790~870℃/1.29~1.37GPa(高压基性麻粒岩)、680~685℃/0.89~0.97GPa(斜长角闪片麻岩)、860~880℃/0.90~1.14GPa(变泥质麻粒岩),它们之间存在大的差异。这说明,它们是形成于同一俯冲隧道内不同深度的变质岩石,在构造折返阶段才混杂在一起形成构造混杂岩。二次离子质谱(SIMS)锆石U-Pb定年表明,长山子地区变质杂岩记录了早泥盆世的俯冲事件(419~417Ma)。     

斑岩-浅成低温热液型Cu-Au矿H2O-Cl-S流体性质和演化方式对成矿的制约

斑岩—浅成低温热液型Cu—Au成矿流体最具代表性的是H2O—Cl—S流体。流体的性质强烈控制着Cu、Au的成矿行为,包括溶解性、迁移形式和气—液分配。流体的氧逸度和流体中Cl、S物种相对含量决定金属在流体中的溶解形式,高氧逸度的高温高盐度流体中Cu、Au主要和Cl络合,S-3也可能是促进Au溶解的重要S物种形式。而过量的S有利于Cu、Au等元素以含S离子络合物进入液相流体,与含S中性络合物配分进入气相流体并迁移Au至浅成低温热液环境形成矿床。岩浆需要经历充分的分异,出溶成分和性质有利于金属迁移的流体,形成高品位的斑岩型Cu、Au矿体;上覆叠加浅成低温热液型Au矿体可能需要初始的成矿流体状态进入NaCl—H2O的超临界区、有效的演化方式、良好的流体缓冲环境和有利的Au沉淀场所。相分离和流体—流体反应是沉淀斑岩—浅成低温热液型Cu—Au矿体最重要的流体演化方式。气相流体具有独特的流体性质和演化方式,可能成为十分重要的成矿流体。     

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。     

洋脊和年轻洋壳俯冲与埃达克岩生成的热模拟

新生代以来 ,环太平洋周边分布的埃达克岩 (Adakite)主要与年轻洋壳俯冲时在 70～ 90km深处的部分熔融有关。利用数值方法 ,模拟了洋壳俯冲的热演化过程并讨论了脱水、熔融对埃达克岩浆活动的影响。结果表明 :仅在活动海岭俯冲前后约 10Ma内 ,年轻的、热的俯冲海洋板片在 75～85km深度范围内 ,温度升高至 82 5～ 10 0 0℃脱水 ,导致年轻洋壳中角闪岩部分熔融 ,形成埃达克岩(Adakite)。而一般洋壳俯冲在 10 0km以下深度才脱水 ,由于脱水区压力较高洋壳自身不能熔融 ,水进入上覆地幔楔状体导致部分熔融 ,形成安山岩 (Andesite     

阿拉善地区前寒武纪斜长角闪岩的岩石学、地球化学、形成环境和年代学

阿拉善地区前寒武纪不同岩群、岩组和杂岩中的斜长角闪岩均呈层状产出 ,其原岩多为高铁拉斑玄武岩 ,普遍具有高钾高钛、稀土元素含量高、轻稀土元素富集的地球化学特征 ,与典型的大洋拉斑玄武岩、太古宙的TH1型和TH2 型拉斑玄武岩有较明显的区别。岩石组合特征和多种地球化学判别图解均表明 ,该区的斜长角闪岩主要形成于板内环境 ,属于板内裂陷或大陆边缘裂陷的大地构造环境。初步的同位素年代学研究表明 ,叠布斯格岩群中斜长角闪岩的原岩形成于新太古代 ,含黑云斜长角闪岩中的角闪石3 9Ar_40 Ar坪年龄和等时线年龄分别为 1918Ma和1919Ma ,说明其曾经历了古元古代角闪岩相变质作用的叠加。巴彦乌拉山岩组中斜长角闪岩形成于 2 2 71Ma～2 2 6 4Ma。波罗斯坦庙片麻杂岩中的斜长角闪岩已被 1818Ma和 1839Ma花岗片麻岩侵入 ,根据该杂岩体中斜长角闪岩与巴彦乌拉山岩组中同类岩石的地球化学特征 ,推断其形成于古元古代早期。阿拉善群德尔和通特组中的斜长角闪岩目前尚无确切的同位素年代学数据 ,但相同层位的石榴石二云母石英片岩中锆石离子探针定年已获得平均同位素年龄值为 136 3Ma ,推测它有可能形成于中元古代     

变质反应的代数识别方法

在回顾变质矿物共生组合和变质反应图解分析法的基础上，论述了录求变质矿物组合之间、同一组合内矿物之间的平衡变质反应的代数方法，即矩阵高斯变换，线性回归分析、矩阵奇值分解。     

黑云母-钙质角闪石温度计初步研究

利用新近修正的石榴石- 黑云母温度计(Holdaway,2000)和石榴石- 斜长石- 角闪石- 石英压力计(Kohn and Spear,1990),根据从文献中收集的角闪岩、变泥质岩、变辉长岩和变粒玄岩的相关资料,采用经验标度方法,本文首次标度了适用于560～800℃、0.26～1.4GPa的黑云母- 钙质角闪石温度计。其中,黑云母作为对称的Fe-Mg-A1~Ⅳ -Ti四元固溶体,角闪石简化为对称 Fe Mg二元固溶体。该温度计计算温度与石榴石-黑云母温度计相差不超过±50℃,并且能准确区分     

敦煌北部岩浆-变质杂岩构造环境初步探讨:对中亚造山带南缘扩展方式的启示

中亚造山带南缘如何向南扩展，对深入理解增生型造山作用和大陆地壳生长机制以及中亚构造域与特提斯构造域的衔接具有重要科学意义。作为中亚造山带南缘的关键构造单元，敦煌构造带大地构造属性长期备受关注且颇有争议。传统观点认为敦煌构造带是古亚洲洋南侧的前寒武纪稳定大陆地块，以刚性块体的形式参与了中亚造山带南缘的最终拼贴过程。然而，近年来研究认为敦煌构造带卷入了古亚洲洋南部的俯冲增生造山过程，属于中亚造山带南缘的增生系统。显然，这一争议限制了对中亚造山带南缘向南扩展方式及增生造山过程的理解。敦煌北部三危山地区出露一套古生代岩浆-变质杂岩，是解开这一争论的关键。本文综合前人研究基础及新的资料，归纳了这套岩浆-变质杂岩的野外岩石-构造组合、地球化学和年代学等方面特征：该岩浆-变质杂岩整体显示"二元结构"特征，即较老的增生杂岩为基底，弧岩浆岩侵入或不整合覆盖其上；其中岩浆岩属于中钾-高钾钙碱性系列中酸性岩浆岩，富集大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE），亏损高场强元素（HFSE），与典型的弧岩浆岩类似，并且微量元素组成特征反映中酸性岩浆的源区与俯冲沉积物部分熔融有关；岩浆作用大致归为510Ma、460~410Ma和370~360Ma三期。岩浆岩中结晶锆石不一致的ε_Hf（t）值（既有正值，又有负值）以及继承锆石的存在表明，岩浆源区既有古老地壳物质的加入，也有新生地壳物质的形成。以上这些特征与发育在增生杂岩之上的增生弧十分类似，因此本文提出敦煌北部岩浆-变质杂岩的属性为古生代增生弧，并且该增生弧与其南部的红柳峡俯冲增生杂岩共同勾勒出敦煌构造带自北向南增生弧-增生杂岩的基本构造格架，即敦煌构造带的大地构造属性实为造山带而非稳定地块。结合区域地质背景及敦煌地区与北山地区古生代至早中生代构造-热事件的对应关系，认为敦煌造山带属于中亚造山带中段南缘的增生系统，中亚造山带中段以增生弧-增生杂岩的形式向南扩展至敦煌地区。     

Precise revision of the garnet-muscovite geothermometer

The garnet-muscovite geothermometer was refined through empirical calibration by using natural rocks metamorphosed under the physical conditions of 238—1306 MPa and 490—700℃. Input temperatures and pressures were determined through simultaneously applying the garnet-biotite geothermometer and the garnet-biotite-plagioclase-quartz barometer, assuming that all FeO in muscovite and garnet be ferrous. Garnet was treated as the asymmetric quaternary solid solution, and muscovite as the symmetric binary solid solution. Input muscovite compositions include Fe atoms between 0.03—0.19 and Mg atoms between 0.04—0.16 on the basis of 11 oxygen atoms, and input garnet compositions include spessartine fractions between 0.01—0.289, grossular fractions between 0.028—0.273, and the Fe/Mg ratio between 3.387-18.986. The resulting garnet-muscovite geothermometer reproduces temperatures within (50℃ compared with the garnet-biotite thermometer. Total random error of ±37℃ of the new thermometer may stem from the pressure uncertainty of ±200 MPa, and uncertainties of ±5% of Fe and Mg components in muscovite, and ±5% of Fe, Mg, Mn and Ca components in garnet, altogether. When there exist 10%, 20%, 30%, 40% and 50% Fe3+ in muscovite, respectively, the computed garnet-muscovite temperatures will be 1—6℃, 2—12℃, 3—16℃, 5—24℃ and 7—29℃, respectively, lower than those obtained when assuming that all FeO be ferrous. The new garnet-muscovite geothermometer can efficiently reflect temperature change of typical prograde sequences and contact aureole rocks, and may be applied to low- to high-grade and low- to high-pressure metamorphic rocks.