冀东地区太古宙末期的岩浆事件及其地质意义

锆石SHRIMP U-Pb定年和单颗粒锆石逐层蒸发法定年结果表明,冀东地区渔户寨紫苏英云闪长质花岗岩形成于2550Ma,青杨树辉长质片麻岩形成于2536Ma,卢龙驴槽附近饮马河花岗闪长质片麻岩形成于2533Ma,迁西龙湾附近的辉长闪长质片麻岩形成于2518~2515Ma,遵化秋花峪奥长花岗质片麻岩形成于2515Ma,遵化小关庄英云闪长质片麻岩形成于2495Ma,迁西崔杖子片麻岩形成于2492Ma。这些同位素年代学资料表明,冀东地区不同成分、不同类型、不同成因的花岗质片麻岩是在同一个较短的岩浆活动期间形成的。在一个较短的时间内大量深成片麻岩的形成,说明新太古代的末期是该区地壳增生的重要阶段。而不同类型花岗岩在同一阶段形成,意味着大规模底侵(地幔柱)作用导致地壳的增生。冀东地区太古宙末期的岩浆事件及其地质意义@耿元生$中国地质科学院地质研究所!北京,100037 @刘福来$中国地质科学院地质研究所!北京,100037 @杨崇辉$中国地质科学院地质研究所!北京,100037     

苏鲁超高压变质带岗上石榴石橄榄岩岩体：中国大陆科学钻探卫星孔（CCSD-PP3钻孔）初步研究

大陆科学钻探在江苏岗上超镁铁岩体上打了一个卫星孔(CCSD-PP3),孔深705m,穿透428m厚超镁铁岩体,其下主要为不同类型片麻岩及少量榴辉岩。该岩体产在苏鲁超高压变质带中,面积1370×700m,上覆约10m厚第四纪盖层。岩心柱可以粗分为4段,370m上部超镁铁岩,50m片麻岩夹榴辉岩,60m下部超镁铁岩,225m片麻岩类。榴辉岩夹在片麻岩中,片麻岩有正、副之分。榴辉岩石榴石中发现柯石英假象,表明岩石经历超高压变质作用。超镁铁岩主要岩性为纯橄岩和含石榴石纯橄岩,含石榴石纯橄岩出现3层,总厚度仅90m,与不舍石榴石的纯橄岩无截然界线。岩相学研究观测到石榴石中保留橄榄石、单斜辉石和尖晶石等超高压变质之前的矿物组合,以及退变质矿物替代石榴石的现象。岩石化学成分总体变化小,SiO242.17-44.79,平均43.78;MgO46.35-48.98,平均47.42,Mg#值(=Mg/(Mg Fe)×100)为91.89-92.75,平均92.4,属于高Mg型;Al2O3和CaO丰度低,分别为0.66-0.27,平均0.43,和0,01-0.35,平均0.13;REE总量较原始地幔亏损,但LREE相对HREE富集。结合矿物组合特征,说明这套岩石属亏损型,但可能经历了流体热液的改造;纯橄岩和含石榴石纯橄岩成分的一致型,说明后者是前者经变质改造形成。SHRIMPU-Pb定年测得含石榴石纯榄岩中锆石存在两组年龄,超高压变质阶段新形成的锆石时代为240±2.7Ma,核部残留岩浆锆石给出726±56Mao前者与区域上超高压变质年龄十分吻合,后者与大别-苏鲁区域上新元古代大规模花岗质岩浆侵位时代。岗上超镁铁岩体可能记录了早期侵位到地壳,在陆陆俯冲碰撞阶段被俯冲岩片带入到柯石英形成深度,以及随岩片折返到地表的整个历史。     

中国大陆科学钻探终孔及研究进展

中国大陆科学钻探工程经过1309天的努力奋斗，于2005年1月23日，钻井终孔深度达到5118．20m。成为中国钻探技术发展的新里程碑。全面研究正在开展，在巨量物质深俯冲、超高压深俯冲与折返的精确定年、超高压岩石的原岩形成背景、上地幔流变学、地幔特殊新矿物发现、地下流体异常及地下微生物发现等方面已取得重要进展。     

中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩的岩石学研究

中国大陆科学钻探工程5000m主孔位于苏鲁超高压变质带南部。该钻孔0～2000m主要由榴辉岩、片麻岩、石榴石橄榄岩和少量片岩和石英岩组成。累积厚度达1000多米的榴辉岩具有不同的矿物组成、不同的矿物含量和不同的全岩化学成分,可划分成富Si的石英榴辉岩、富Ti的金红石榴辉岩、富Al的多硅白云母和蓝晶石榴辉岩、富Mg的双矿物榴辉岩和具有正常玄武岩成分的普通榴辉岩。榴辉岩的原岩包括基性层状侵入岩和变质表壳岩。榴辉岩全岩成分对石榴石和绿辉石中某些化学组分的含量有明显控制,而且直接影响到变质条件估算的准确性。扩散成分环带的广泛发育表明超高压矿物在早期退变质过程中发生了成分再平衡。这一事实以及具有成分生长环带石榴石变斑晶的存在,为榴辉岩形成在更高温度(>940℃)和更高压力(>4.5GPa)条件下提供了有力的证据。     

中国大陆科学钻探工程主孔100～2000 m 放射性产热元素的垂向分布特征及其成因

地球内部放射性产热元素U、Th及K(HPE)含量如何随深度的变化而变化是固体地球科学中的一个重要参数,在限定地壳的热和流变学结构、地球化学、岩石和构造模型中起关键性的作用。对HPE深部分布的认识主要来自于对大型花岗岩岩基的研究及对地表热流值和产热率之间关系的模拟,对高压-超高压变质地体的HPE随深度的分布缺乏认识。在苏鲁超高压变质带中实施的中国大陆科学钻探工程届时将提供超过5km的岩心,为确定苏鲁超高压带的HPE结构提供了最好的机会。对CCSD的100～2000m岩心的732块样品详细的放射性产热元素含量的测试及现今产热率计算的初步结果表明:(1)花岗质片麻岩具有最高的产热率,平均为1665×10-11W/kg;(2)副片麻岩(变沉积岩)具有中等的产热率,为994×10-11W/kg;(3)金红石榴辉岩及石榴石橄榄岩具有最低的产热率,为17×10-11～20×10-11W/kg;(4)放射性产热元素的浓度及相应的产热率随岩性的变化而变化,呈现阶梯状的分布特征。产热率随深度的变化特征表明CCSD主孔中的HPE三明治结构。该结构可能代表着高压-超高压变质地体中的典型HPE结构,比大型花岗岩岩基的HPE结构更复杂,与传统的HPE指数衰减分布模式不吻合。CCSD主孔中所揭示的三明治式HPE结构是大陆被动陆缘中的基性及超基性岩、沉积岩及花岗岩在深     

红赐堡—黄土窑一带孔兹岩系中石榴石的演化史及其地质意义

红赐堡—黄土窑一带早前寒武纪孔兹岩系经历一期麻粒岩相变质作用，并可划分四个变质阶段。各阶段石榴石的分布、形态、矿物组合、化学成分及其成因条件均存在明显差异。通过成因矿物学的系统研究，结合多种地质温压计的估算结果及变质反应实验资料，确定本区孔兹岩系石榴石的结晶生长演化史及变晶变形序列。     

西昆仑康西瓦加里东期孔兹岩系及地质意义

在青藏高原西昆仑地体南部的元古宙片麻岩穹窿南侧 ,发育一条近 EW向规模巨大的康西瓦韧性走滑剪切带 ,韧性剪切带岩石由 7km宽的糜棱岩化的孔兹岩系组成 ,孔兹岩原岩为富铝质泥质沉积岩夹火山岩及大理岩。孔兹岩系的 MORB标准化微量元素蛛网图显示了其为富铝泥质沉积岩 ,具有明显的 Th正异常及 Ce、Zr等大离子的正异常 ,而变质火山岩中出现 Nb、Zr正异常 ;稀土元素含量展示上述两类岩石均具轻稀土相对富集、重稀土相对亏损及 Eu中度亏损的特性。康西瓦孔兹岩形成的温度为 70 0℃ ,压力 6 .8GPa。锆石 SHRIMP同位素年代测试表明 ,孔兹岩的碎屑锆石来源于 6 4 4～ 873Ma或更老的周缘古老变质基底剥蚀区 ,孔兹岩形成于加里东期(42 8～ 4 4 5 Ma) ,并遭受印支期 (2 5 0～ 2 10 Ma)强烈的剪切应变。康西瓦孔兹岩的原岩、微量元素与稀土元素特征、形成的温 -压条件以及生成时代等与南阿尔金孔兹岩系可以类比 ,表明西昆仑地体与阿尔金地体可能原为同一地体。中国已发现的孔兹岩系绝大部分为太古宙及元古宙的产物 ,西昆仑与阿尔金加里东期孔兹岩的发现不仅显示了加里东造山带山根的存在 ,而且提出沿阿尔金断裂系左行平移 6 0 0 km的新证据。     

中国大陆科学钻探主孔1200米构造柱及变形构造初步解析

在利用成象测井资料准确地恢复岩心空间位置的基础上，建立了位于江苏省东海县毛北村的中国大陆科学钻探主孔岩心1200m精细构造柱。划分了由榴辉岩与超镁铁质岩组成的第一岩性-构造单元及由副片麻岩夹榴辉岩与超镁铁质岩透镜体组成的第二岩性-构造单元，自上而下岩石的面理产状由向东陡倾变为向南东缓倾。第一岩性-构造单元的榴辉岩与超镁铁质岩是毛北榴辉岩杂岩体的组成部分，在榴辉岩中发现以南北向拉伸线理及由北往南的剪切指向为特征的超高压变质岩早期变形举止。位于第二岩性一构造单元下部(770-1130m深度)300多米厚的韧性剪切带是地表出露的毛北韧性剪切带在孔下的延伸，剪切应变及石英组构分析表明，在伴随的退变质角闪岩相一绿帘角闪岩相一绿片岩相的转换过程中，剪切应变由自SE往NW的“逆冲”转为NW向SE的正向滑移。结合钻孔围区地质，重塑了上部由毛北榴辉岩杂岩体与副片麻岩围岩组成的轴面向SE倾斜的同斜倒转褶皱系，以及下部为韧性剪切带的构造模型。钻孔验证了VSP地震反射剖面中850-1200m深度的强反射层与韧性剪切带相吻合。结合苏鲁超高压变质地体的折返构造的研究，提出该构造模型的成因与折返阶段超高压变质地体的斜向上的挤出及后折返阶段的穹隆形成有关。     

点苍山-哀牢山杂岩带中北段嘎洒地区变沉积岩的成因矿物学与变质演化特征

点苍山-哀牢山变质杂岩带中北段嘎洒地区出露了多种典型的变沉积岩,其中夕线石榴黑云二长片麻岩和二云母片岩保存多期/多阶段矿物相转变特征,本文通过岩相学和矿物化学的综合分析,并结合传统矿物对温压计的估算结果,限定上述典型变沉积岩峰期角闪-麻粒岩相(M1)阶段、近等温减压-高温剪切变形阶段(M2)和晚期退变质(M3)阶段的矿物组合及变质温压条件。峰期角闪-麻粒岩相(M1)阶段的矿物组合为:石榴石(Grt)+板柱状夕线石(Sil1)+黑云母(Bt1)+钾长石(Kfs)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+钛铁矿(Ilm),变质温度压力条件为t=690~750℃,p=690~810 MPa;近等温减压-高温剪切变形阶段(M2)阶段,稳定矿物组合为:Grt+Sil2+Bt2+Kfs+Pl+Qtz+Ilm,黑云母在强烈走滑剪切作用下发生脱水熔融反应:2 Bt→Sil+6(Mg,Fe)O+K_2O+5 Qtz+2 H_2O,石榴石、黑云母和夕线石等受到剪切变形影响而发生强烈定向,形成的温度压力条件为t=650~720℃,p=450~630 MPa;晚期退变质阶段(M_3)的稳定矿物组合为:Qtz+Bt+Ms+Pl,退变的温度压力条件为t=580~640℃,p=400~500MPa。其变质演化p-T轨迹样式具有近等温减压的顺时针型式,表明点苍山-哀牢山变质杂岩带曾经历了一次明显的俯冲-碰撞造山事件,峰期变质可达到角闪-麻粒岩相;在碰撞后的构造折返过程中,上述变质岩石发生强烈的高温剪切变形作用,并伴随着黑云母等含水矿物的脱水熔融。     

澜沧江杂岩带小黑江-上允地区蓝片岩的成因及变质演化

通过对澜沧江杂岩带小黑江-上允地区蓝片岩的岩相学、地球化学、成因矿物学以及相平衡模拟的综合研究,阐述蓝片岩的原岩以及变质演化过程。地球化学分析结果显示,蓝片岩具有一致的稀土元素配分模式,具弱Eu正或负异常,稀土元素和微量元素特征与OIB相似,其原岩可能为OIB型玄武岩。详细矿物学研究表明,本区蓝片岩记录了俯冲峰期蓝片岩相变质和峰期后绿片岩相变质两个变质阶段,其矿物组合分别为蓝闪石+钠长石+多硅白云母+绿泥石+绿帘石和蓝闪石+钠长石±阳起石+绿泥石+绿帘石。通过Na_2O-Ca O-Fe O-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O-O体系相平衡计算,得到两个阶段的压力范围分别约为0.95 GPa和0.40 GPa。