华北克拉通东部古太平洋板块俯冲与回撤作用:来自辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石的记录与启示

目前对于华北克拉通东部晚中生代花岗质岩石的成因仍存在地幔柱、加厚/拆沉下地壳部分熔融、俯冲板片脱水导致地壳熔融等不同认识。辽西兴城地区晚中生代花岗质岩石主要由二长花岗岩、石英闪长岩、花岗斑岩和石英正长岩组成,岩浆成因锆石U-Pb同位素定年结果显示岩浆活动主要发生于晚侏罗世(156Ma)、早白垩世早期(139Ma)、早白垩世中期(130～125Ma)。岩石地球化学测试分析结果显示岩石属于高钾钙碱性系列且具有富集K、Pb等大离子亲石元素而相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素等活动陆缘岩浆岩特点,表明辽西地区晚中生代岩浆活动的发生与俯冲作用有关。晚侏罗世-早白垩世早期(156～139Ma)花岗质岩石地球化学特征与I型花岗岩类似,同时具有富集的Hf同位素组成(εHf(t)=-22.70～-18.66)和古老的Hf同位素二阶段模式年龄(tDM2=2387～2767Ma),其初始岩浆可能来源于古老中上地壳的部分熔融;形成于130Ma的花岗质岩石同样具有与I型花岗岩相类似的岩石地球化学特征,但其Hf同位素组成突变为亏损(εHf(t)=+3.64～+6.22、tDM1=537～969Ma),其初始岩浆起源于新元古代新生地壳物质的部分熔融并混入少量亏损地幔物质组分;形成于125Ma的花岗质岩石为碱性A型花岗岩,岩石地球化学特征与其他岩石有所不同,具有负的εHf(t)值(-17.30～-11.56)和相对古老的Hf同位素二阶段年龄(tDM2=1917～2278Ma),初始岩浆可能起源于较为古老的中下地壳部分熔融并有幔源物质的参与。华北克拉通东部形成于160～139Ma的花岗质岩石具有I型、高钾钙碱性、与埃达克质岩石类似的高Sr/Y、低Y含量特征和富集的Hf同位素组成,而形成于130～120Ma的花岗质岩石具有A型、碱性、与典型岛弧岩浆岩类似的岩石地球化学特征和相对亏损的Hf同位素组成,同时晚中生代岩浆活动具有向洋年轻化的特点,表明华北克拉通东部156～139Ma期间可能受到古太平洋板块的持续俯冲作用,而139～130Ma古太平洋俯冲板片开始回撤,130～125Ma进入古太平洋俯冲板片持续回撤导致的强烈区域伸展作用阶段。古太平洋俯冲板片脱水交代岩石圈地幔并形成幔源岩浆,幔源岩浆不断底侵作用于古老/新生地壳使其发生部分熔融为花岗质岩石提供岩浆来源。     

浙西南八都杂岩早中生代泥质麻粒岩变质作用及构造意义

遂昌-大柘泥质麻粒岩出露于华夏地块东北部的浙西南八都杂岩中,该岩石保留了典型的减压反应结构.但其变质演化特点、变质作用时代及构造意义目前尚不明确.通过系统的岩相学、矿物化学和同位素年代学分析,结果表明遂昌-大柘泥质麻粒岩记录了4个阶段的变质矿物组合,其中早期进变质阶段M₁的矿物组合为石榴石+黑云母+石英;压力峰期变质阶段M₂的矿物组合为石榴石+铝绿泥石+金红石+蓝晶石+刚玉+黑云母+石英±十字石,该矿物组合可能预示着岩石曾经历了超高压变质作用过程;峰期变质阶段M₃的矿物组合为石榴石+黑云母+夕线石+石英±钾长石±斜长石±钛铁矿;峰后近等温降压M_4-1阶段的矿物组合为石榴石+黑云母+夕线石+堇青石+石英+钛铁矿±尖晶石±斜长石±钾长石;M_4-2阶段的矿物组合为石榴石+堇青石+夕线石+斜长石+黑云母+石英±钾长石.相平衡模拟结合传统地质温压计限定其峰期变质阶段的温压条件为T=780~810 ℃、P=8.0~9.2 kbar;峰期后近等温降压的M_4-1阶段的温压条件为T=780~860 ℃和P=5.7~6.0 kbar,M_4-2阶段的温压条件为T=~700 ℃和P=~4.4 kbar,具有典型的顺时针近等温减压型P-T轨迹特征.LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明其麻粒岩相变质作用时代为233.5~238.9 Ma.变质作用历史说明浙西南地体可能卷入了古特提斯洋域内印支-华南-华北板块之间的俯冲-碰撞过程,并经历了早中生代的麻粒岩相变质作用后快速折返至地表.      

黑龙江依兰地区蓝片岩相变质作用及其演化

依兰地区蓝片岩作为黑龙江杂岩的重要组成部分,其变质作用演化问题一直存在较大争议。本文通过对依兰地区蓝片岩的岩相学及矿物微区化学成分的研究,并运用PERPLE_X软件,在Na_2O-CaO-K_2O-MnO-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O-TiO_2-O(Fe_2O_3)(NCKMnFMASHTO)体系下对石榴石冻蓝闪石片岩(g-brs-wnc-act-phn-chl-ep-ab-stlp)、绿泥绿帘蓝闪石片岩(gl-brs-wnc-act-chl-ep-stlp)和白云母蓝闪石片岩(gl-wnc-phn-ab-ep-chl-sph)进行了相平衡模拟,并分别获得了500~525℃/1.14~1.2GPa、480℃/1.4GPa、450~500℃/0.95~1.2GPa峰期变质作用的温压条件,其峰期变质级别都达到了绿帘-蓝片岩相。结合前人发表的地球化学和年代学数据,建立了蓝片岩相岩石的顺时针变质演化P-T轨迹。研究区蓝片岩的形成标志着新生洋壳的俯冲作用,同时代表古亚洲洋构造域的结束和环太平洋构造域的开始。相平衡模拟中,P-T轨迹记录了峰期前温压条件递增的过程,温度峰期与压力峰期同时到达,说明蓝片岩相变质作用是在俯冲过程中实现的,而不是折返过程中达到的。减压阶段的轨迹近于平行追溯进变质轨迹,揭示与进变质过程相似的地热体制下(11～14℃/km),相对缓慢的抬升过程     

冈底斯带门巴花岗岩同位素测年及其对新特提斯洋俯冲时代的约束

本文应用单颗粒锆石SHRIMP U—Pb法和角闪石^40Ar／^39Ar法，对出露在冈底斯构造带上的门巴花岗岩体进行了同位素测年，时代分别为207Ma和215Ma，表明它们形成于晚印支期。地质与地球化学研究显示该时期形成的岩体主要为黑云角闪花岗闪长岩和黑云母二长花岗岩，它们形成于岛弧环境，与其南侧墨竹工卡一带出露的晚三叠世钙碱性火山岩（叶巴组）共同构成与板块俯冲有关的特征性岩石组合，揭示新特提斯洋的俯冲时代应早于晚三叠世。     

西藏冈底斯带门巴地区印支期花岗岩地球化学特征及其构造意义

门巴地区晚三叠世花岗岩主要出露在西藏冈底斯构造带的弧背断隆上,主要岩石类型为黑云角闪花岗闪长岩和黑云二长花岗岩。岩石为钙碱性,具有富SiO2、K2O的特点。K2O/Na2O平均为1.13,相对富钾。Al2O3变化于13.27%～15.53%之间,A/CNK平均为1.0,为准铝质岩石。花岗岩体稀土元素总量∑REE变化于99.5×10-6～294.72×10-6之间,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,具弱至中等的负Eu异常。微量元素以富K、Rb、Ba、Th等大离子亲石元素和亏损Nb、Ta、Y、Yb等高场强元素为特征。岩石学和岩石地球化学研究表明,该时代的花岗岩具I型花岗岩的特点,形成于岛弧环境,是新特提斯洋早期俯冲作用的产物。同时它也暗示着冈底斯岩浆弧带在晚三叠世就已成雏形。     

胶东威海地区榴辉岩退变质的地球动力学信息

威海地区榴辉岩退变质过程表现为三个阶段：第一阶段,原生绿辉石分解形成钠质单斜辉石＋斜长石合晶体;第二阶段,原生石榴石及钢质单斜辉石＋斜长石合晶体,周边出现角闪石＋斜长石　状反应边;第三阶段,石榴石及钢质单斜辉石消失。其后榴辉岩相退变质的ｐ－ｔ演化轨迹是压力相对温度快速降低的顺时针形式,反映本区榴辉岩折返的地球动力学过程可能是在经历了快速上升的构造侵位同时,晚元古宙巨量花岗岩浆可将相辉岩块体携带到上部地壳。     

辽西杨家杖子向斜构造下部隐伏花岗岩接触变质作用

为了进一步确定杨家杖子钼矿区向斜构造下部是否存在隐伏花岗岩地质体,以及隐伏花岗岩接触变质作用特征,进行了大地电磁测深和钻探验证,结果显示:上富儿沟JK--1井于1 727 m、杨家杖子岭前矿南沟JK-2井于1 514. 79 m、喜鹊沟JK--5井于1 159. 92 m分别钻遇到花岗岩地质体;大地电磁测深显示杨家杖子向斜构造下部1 160～1 750 m存在隐伏花岗岩地质体,虹螺山大岩基与杨家杖子向斜构造下部的花岗岩体是连通的。以喜鹊沟JK-5井为例,隐伏花岗岩接触变质影响厚度780 m±,接触变质内带,角岩--矽卡岩带,变质程度为辉石角岩相,影响厚度约500 m,发育辉钼矿化;接触变质中带,透辉石大理岩带,角闪角岩相,影响厚度100 m±,发育含有透辉石大理岩;接触变质外带,为含透闪石微晶大理岩,钠长石--绿帘角岩相,宽度180 m,180 m以上过渡到未变质石灰岩。杨家杖子钼矿的主要矿体均产于石灰岩与花岗岩接触带的矽卡岩和斑状花岗岩中,属于矽卡岩-斑岩型钼矿床。     

苏鲁造山带浅变质岩的成因及其大地构造意义

苏鲁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。通过对该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与大别-苏鲁造山带大陆板块俯冲存在密切的成因关系,为扬子板块俯冲过程中被刮削下来的构造残片,构成大陆板块俯冲过程中形成的构造加积杂岩。在此基础上,厘定了苏鲁造山带的构造成因模型,并对苏鲁造山带的东延问题进行了讨论。     

黑龙江杂岩的碎屑锆石年代学及其大地构造意义

黑龙江杂岩带位于佳木斯地体西缘,为佳木斯地体向西与松嫩地体之间俯冲、拼贴、碰撞而形成的高压变质带.黑龙江杂岩沿牡丹江断裂分布,其构造-岩石组合、变质变形特征等显示其为佳木斯地体向松嫩地体俯冲拼帖的过程中形成的增生杂岩,目前保存下来的杂岩带应为大规模增生楔仰冲到佳木斯地体之上的残余部分.88颗碎屑锆石的全部样品SHRIMPU-Ph年代学测试结果显示三个主要年龄区间:170～220Ma,峰值年龄为183Ma;240～338Ma,峰值年龄为256Ma;450～520Ma,峰值年龄为470Ma.而28个碎屑锆石谐和年龄的年龄谱为两组:240～338Ma,峰值年龄为256Ma;450～500Ma,峰值年龄为470Ma.碎屑锆石年龄数据分析得到,240～338Ma峰期年龄为256Ma的年龄应代表黑龙江杂岩主体岩石的沉积年龄上限;而450～500Ma的年龄谱对应于佳木斯地体的基底变质岩年龄,显示佳木斯地体的基底变质岩曾为黑龙江杂岩的物源区;而170～210Ma,峰期年龄为183Ma的不谐和年龄应为受印支期-早侏罗世构造热事件的扰动年龄,与该区变质单矿物的Ar-Ar年龄相一致,应代表了该区陆-陆碰撞的时代.上述年龄为黑龙江杂岩的形成与演化提供了重要的地质年代学制约,即黑龙江杂岩的原岩成岩时代上限为早三叠世,佳木斯地体向西的俯冲时代主体为印支期,而陆-陆拼贴及碰撞过程主要为晚印支期并可能持续到早侏罗世.这些结果将为揭示我国东北地区构造演化的年代学格架以及三叠纪古亚洲构造域向环太平洋构造域叠加和转换的动力学背景研究提供新的基本地质事实依据.     

大兴安岭中段早三叠世O型埃达克岩的发现及其大地构造意义

为了研究大兴安岭中段地区早三叠世的构造背景问题,以下三叠统哈达陶勒盖组火山岩为研究对象,通过野外观测和X射线荧光光谱分析法、等离子质谱法分别对样品的主量、微量元素进行了测试.结果显示哈达陶勒盖组火山岩是一套中酸性钙碱系列岩石组合,具有高Sr、低Yb与Y和高Sr/Y的特点,为钠质（O型）埃达克岩.结合区域资料认为,古亚洲洋于早三叠世时期闭合的碰撞应力使贺根山-嫩江-黑河构造带活化,推动构造带内年轻地壳由南向北俯冲,进而推动古生代残留洋壳向更深的地幔插入,在此过程中加热并熔融、喷出地表形成哈达陶勒盖组埃达克岩,并在山间盆地沉积了湖相碎屑堆积-老龙头组.