河南洛宁太华变质杂岩区早元古代变质作用P-T-t轨迹及其大地构造意义

太华变质杂岩广泛出露于华北克拉通南缘,总体呈SW-NE向展布.在河南洛宁地区,太华变质杂岩以TTG片麻岩、斜长角闪片麻岩和变泥质片麻岩为主.斜长角闪片麻岩中可识别出三个阶段的变质矿物组合:进变质阶段矿物组合(M1)为石榴子石变斑晶内部的包裹体矿物组合( Amp1+ Pl1+Qtz),变质高峰期矿物组合(M2)为石榴子石变斑晶边部和基质矿物组合( Grt2+ Amp2+ Pl2+ Qtz),退变质阶段矿物组合(M3)为“白眼圈”状后成合晶组合(Amp3+ Pl3+ Qtz).运用矿物温度计与压力计估算三个阶段的P-T条件分别为:进变质阶段约600 ～ 680℃/7.0～ 7.6kbar,变质高峰期为680 ～ 790℃/9.5 ～10.7kbar,退变质阶段为580～720℃/6.5 ～7.6kbar.变泥质片麻岩中保留了进变质阶段(M1)包裹体矿物组合(Bt1+Pl1+Qtz)和峰期变质阶段(M2)矿物组合(Grt2 +Bt2+Pl2 +Qtz)两个阶段.其中未发现后期退变质反应结构,石榴子石中也未发现成分环带.P-T条件估算结果分别为:M1阶段620 ～ 710℃/4.9 ～5.6kbar,M2阶段710～760℃/7.3～8.3kbar.洛宁地区太华变质杂岩记录了顺时针的近等温降压型的P-T轨迹,可能经历了与华北中部造山带其它杂岩类似的变质演化过程,推测其形成于华北克拉通东部陆块和西部陆块沿中部造山带的拼合过程中.SIMS与ICP-MS锆石U-Pb定年表明,斜长角闪片麻岩记录了1938～1967Ma的变质事件,比华北中部造山带其它变质杂岩区所广泛记录的～1850Ma变质事件早了约100Ma,暗示中部造山带的拼合可能是一个长期的、复杂的过程.     

华北南缘舞钢太华杂岩变泥质岩变质作用：变质P-T轨迹与锆石U-Pb年龄

太华杂岩在华北中部造山带南缘舞钢地区存在出露,本文选取该地3个变泥质片麻岩为研究对象,对其进行了岩石学、相平衡模拟和锆石U-Pb年龄分析等综合研究。结果显示其普遍保留了三个变质阶段的矿物组合：进变质阶段(M₁)矿物组合主要以矿物包裹体保存在石榴子石变斑晶之中,峰期变质阶段(M₂)矿物组合主要保存在基质中,退变质阶段(M₃)矿物组合以石榴子石变斑晶周围的后成合晶矿物组合为代表。石榴镁铁闪石黑云二长片麻岩M₁矿物组合为Bt₁+Pl₁+Ilm₁+Qz₁±Amp₁,M₂矿物组合为Grt₂+Bt₂+Pl₂+Amp₂+Qz₂+Mt₂±Ilm₂,其P-T条件为810～855℃、0.8～1.0GPa, M₃矿物组...     

华北中部造山带南缘华山地区太华变质杂岩中锆石U-Pb定年

华山太华变质杂岩出露于华北克拉通中部造山带最南缘,区内斜长角闪片麻岩呈"透镜状"或"似层状"产出于黑云斜长片麻岩或TTG片麻岩中。大多数含有石榴子石变斑晶的变质岩中,保留了至少3期变形形迹和3个阶段的变质矿物组合。本文对斜长角闪片麻岩和黑云斜长片麻岩中的锆石,进行了SIMS和LA-ICP-MSU-Pb定年。斜长角闪片麻岩的岩浆锆石年龄为2.29Ga,表明其原岩形成于古元古代。斜长角闪片麻岩、黑云斜长片麻岩中的变质锆石及锆石变质增生边年龄为1.94～1.82Ga,表明华山地区比华北克拉通中部造山带中段及北段其他地区普遍记录的约1.85Ga的变质事件,不仅早了约0.1Ga,且变质事件持续达0.1Ga之久。这说明华北中部造山带前寒武纪期间的构造-变质事件是一个比较漫长的复杂过程。     

赞皇前寒武纪变质杂岩区变质反应结构与变质作用P-T-t轨迹

赞皇变质杂岩位于华北克拉通中部造山带中南段、太行山东麓低山区。出露于该变质杂岩区中南部的含石榴石的斜长角闪片麻岩、泥质片麻岩,均保存了三期矿物组合:进变质、峰期变质和退变质矿物组合。这两大类变质岩石中,进变质阶段矿物组合(M₁)以石榴石变斑晶核部的包裹体矿物组合为代表,变质高峰期矿物组合(M₂)由石榴石变斑晶"边部"和基质矿物组成,退变质阶段矿物组合(M₃)主要是环绕石榴石边部发育的"白眼圈"状后成合晶矿物组合。泥质片麻岩中的石榴石变斑晶均保存了明显的成分环带,且在边部很窄的范围内X_Mn有所增加、Mg/(Mg+Fe)有所降低,指示存在变质高峰期后的退变质过程。温度与压力计算结果表明,赞皇斜长角闪片麻岩所经历的进变质阶段(M₁)温度约为640~710℃、 压力约为8.2~8.6kbar;高峰期(M₂)变质温度超过810℃,压力大于12.1kbar;退变质阶段(M₃)的温压范围为590~670℃和3.2~5.6kbar。此前的研究已说明泥质片麻岩的进变质阶段(M₁)变质温度为660~690℃,压力为9.0~9.2kbar;高峰期(M₂)变质温度超过780℃,压力大于12.5kbar。变质高峰属于中压相系的顶部至高压相系的底部。斜长角闪片麻岩、泥质片麻岩均记录了典型的顺时针P-T轨迹,并显示近等温减压(ITD)的退变质片段。对泥质片麻岩中多颗锆石的变质增生边的SHRIMP U-Pb定年表明,变质高峰期时代为1821±17Ma。变质作用历史说明赞皇变质岩区卷入了华北克拉通东部陆块和西部陆块之间的俯冲-碰撞、随后的快速隆升过程,为华北克拉通中部造山带早元古代末期(~1850Ma)存在的造山事件提供了新的证据 。     

河南鲁山太华变质杂岩原岩建造及时代二分的新认识

研究河南鲁山地区太华变质杂岩的岩性单元和原岩建造类型结合构造变形和同位素年龄资料分析、认为该杂岩可能包括时代不同的两套深变质岩群。下部岩群属上太世界，由尖壳环境的拉斑玄武岩建造和含铁沉积－火山建造组成；上部岩群可能属下元古界，由陆壳环境的孔兹岩系和富钠火山岩系组成。     

大别山太湖地区宿松变质杂岩中石榴斜长角闪岩的P-T轨迹及反映的俯冲过程

依据对大别山太湖地区宿松变质杂岩中的石榴斜长角闪岩的岩相学、矿物成份分析和P-T条件评价,将变质作用分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ4个阶段,其中Ⅰ、Ⅱ阶段经历了绿帘角闪岩相的变质;Ⅲ阶段为峰期变质,变质条件为T=580℃,P=1.31GPa,为角闪石—榴辉岩相变质;Ⅳ阶段为绿片岩相变质。构建的P-T轨迹显示了顺时针的演化特征,反映了宿松变质杂岩分阶段的、不等速的俯冲和折返过程:早期短暂的迅速俯冲→峰期缓慢俯冲→晚期可能的相对缓慢抬升。研究表明宿松变质杂岩的峰期变质条件偏离“俯冲梯度”线,显示了大幅增温、压力变化轻微的特征,这一增温可能是由于受到扰动的热结构恢复所致。结合前人对高压榴辉岩的峰期变质条件的研究,认为宿松变质杂岩与高压-超高压榴辉岩单元至少有0.5GPa的压力差,约15km厚的地壳损失,两者为太湖—马庙断层(F2)所分隔。     

赞皇变质杂岩区西南部斜长角闪岩的地球化学、变质演化研究及其构造意义

赞皇变质杂岩位于华北克拉通中部造山带中南段, 阜平杂岩以南, 太古代变质岩石在该杂岩区仅有零星出露。目前研究发现, 在赞皇变质杂岩的西南部地区亦有太古代(含榴) 斜长角闪岩出露, 且与东南部的斜长角闪岩具有类似的地球化学性质, 其原岩为亚碱性玄武质岩石, 形成于岛弧构造环境。岩石中石榴石保留微弱的进变质生长环带, 且记录了进变质、峰期变质和退变质三个阶段的矿物组合。不同阶段的温压估算结果分别为：进变质阶段约679℃和8.4kbar, 高峰期变质条件位于高角闪岩相, 最高温度超过702℃、最高压力大于9.3kbar, 退变质阶段温度为633~636℃、压力为5.2~5.4kbar。该地区含榴斜长角闪岩拥有典型的顺时针近等温减压型(ITD) 的变质作用P-T轨迹, 推测赞皇变质杂岩可能卷入了华北克拉通东部陆块和西部陆块之间的俯冲-碰撞-快速隆升过程。同时, 早期进变质作用阶段信息的保留为俯冲过程的存在提供了新的证据。

     

豫西小秦岭地区太华杂岩中斜长角闪岩地球化学及其大地构造意义

小秦岭地区太华杂岩的斜长角闪岩以多种产状出露于表壳岩系和花岗质片麻岩中，经历了角闪岩相区域变质作用，形成黑云斜长角闪岩、透辉斜长角闪岩、斜长角闪岩和黑云石榴斜长角闪岩等岩石类型。     

左权变质杂岩区早前寒武纪变质演化及其构造指示

左权变质杂岩构造上位于华北中部带中南段,向东紧邻赞皇变质杂岩。研究区广泛发育长英质黑云斜长片麻岩和斜长角闪岩,无典型变泥质岩石出露,斜长角闪岩多以似层状或透镜状方式产于似层状的片麻岩中,二者在局部地区侵入接触关系明显。该地区可识别出三期变形作用和三期变质作用,区域片麻理所代表的第二期变形作用(D2)与峰期变质作用(M2)事件相对应。杂岩区含榴黑云斜长片麻岩和含榴斜长角闪岩中较好地保留了多个阶段的变质作用信息,本文重点研究其变质演化过程。含榴黑云斜长片麻岩中仅保留峰期阶段矿物组合,变质条件为730℃/8.5kbar。含榴斜长角闪岩记录了3个阶段的变质矿物组合,第一阶段矿物组合(M1)为进变质矿物组合,以石榴石变斑晶内部的早期包裹体及其临近的石榴石核部为代表,即Grt1+Pl1+Amp1+Qtz±Bt1±Chl1±Ilm±Ap,该阶段的温度和压力范围分别为:608~643℃/5.2~5.5kbar;第二阶段矿物组合(M2)为变质峰期矿物组合,主要由石榴石XMn最低的"边部"和基质矿物(Grt2+Amp2+Pl2+Qtz±Cpx2±Bt2±Ep2±Ilm±Ap)组成。最高变质温度大于670℃,最高变质压力大于9.4kbar。第三阶段矿物组合(M3)为退变质减压矿物组合,其典型代表是石榴石边部发育的Pl3+Hbl3+Cum3+Qtz±Bt3后成合晶矿物组合,呈细粒交生状结构特征,该阶段温压估算范围为:611~627℃/5.1~5.9kbar。左权变质杂岩区岩石变质程度虽明显低于赞皇变质杂岩区(Tmax812℃,Pmax12.5kbar),但两杂岩区岩石拥有类似的变质演化特征,均记录了包含近等温降压型(ITD)退变质片段的顺时针P-T轨迹,指示碰撞造山环境。结合中部带其它杂岩区的变质演化特征,推测左权变质杂岩卷入了晚太古代-早元古代末期华北克拉通东、西部陆块之间的碰撞造山过程。     

喜马拉雅造山带变质杂岩表露机制

造山带内部普遍发育呈椭圆状或条带状分布的深层次变质岩系,这种岩性经历了多期变形、变质作用,并具有明显的构造迭加、置换和变质均一化作用特点。      

河南鲁山地区太华杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及其地质意义

华北克拉通是我国最大且最古老的克拉通,是研究太古宙岩浆活动和构造演化的理想区域,一直备受地质学家的关注。太华杂岩是华北克拉通的重要组成部分,主要分布在其南缘,总体呈近北西西-南东东向分布。在详细野外地质调查的基础上,对鲁山地区太华杂岩中的斜长角闪岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,以揭示其成岩及变质事件时代。样品的锆石U-Pb加权平均207Pb/206Pb年龄为2 788±16、2 714±12和1 920±18 Ma,分别代表斜长角闪岩成岩年龄、早期变质事件年龄及晚期变质事件年龄。综合梳理前人的锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究数据,分析并讨论了3次地质事件的地质意义:2 850~2 700 Ma为一期重要的岩浆事件,代表了太古宙新生地壳的形成;2 800~2 600和~1 900 Ma为两期变质事件,期间太华杂岩分别遭受新太古代和古元古代两次变质变形改造。本次研究不仅可以解释太华杂岩的形成、变质时代及其地质意义,而且为进一步研究华北克拉通南缘乃至整个华北克拉通的形成与演化过程提供了新的数据资料。     

胶北地区早前寒武纪孔兹岩系的变质演化

在胶北地区出露大面积早前寒武纪孔兹岩,主体岩石为富铝片岩-片麻岩,夹有大理岩等变沉积岩。岩相学、成因矿物学和变质反应性质的研究以及温压条件估算结果表明,研究区孔兹岩系经历了四个阶段的变质演化。早期进变质阶段(M1)的矿物组合为石榴石及其内部的黑云母+斜长石+石英;峰期中-高压麻粒岩相变质阶段(M2)的矿物组合以含蓝晶石的麻粒岩相矿物组合为标志,该阶段最高的温压条件可达760℃、10.0kb;峰后近等温减压麻粒岩相退变质阶段(M3)发生一系列典型减压反应,以新生堇青石的出现为标志,形成了含堇青石的中-低压麻粒岩相矿物组合,稳定的温压条件为750～800℃、4.0～5.4kb;晚期降温退变质阶段(M4)以石榴石转变形成细小黑云母等退变矿物为特征,该阶段的温压条件为550～650℃、4.0kb。孔兹岩系变质演化P-T轨迹具有顺时针型式,先后经历了近等温减压(ITD)和近等压冷却(IBC)的P-T演化,标志着胶北地区早前寒武纪孔兹岩系曾经历了地壳加厚-构造隆升的动力学过程。     

河南鲁山地区早前寒武纪变质岩系的锆石SHRIMPU-Pb年龄、地球化学特征及环境演化

河南鲁山地区早前寒武系划分为新太古代荡泽河岩组、TTG岩系与古元古代太华岩群铁山岭岩组、水底沟岩组、雪花沟岩组。在水底沟岩组石墨矽线片麻岩中获得最年轻的碎屑锆石SHRIMP U-Pb年龄为2.250～2.310Ga,变质锆石年龄为1.84Ga±0.07Ga;在侵入于雪花沟岩组的石榴钾长花岗片麻岩中获得岩浆锆石SHRIMP U-Pb年龄为2.146Ga±0.02Ga,变质锆石年龄为1.87Ga±0.01Ga,从而确定太华岩群的形成时代为古元古代。地球化学特征分析表明,荡泽河岩组显示岛弧环境,铁山岭岩组具板内裂谷向浅海演化的特点,水底沟岩组形成于封闭的浅海,雪花沟岩组具初始洋盆的特征。该地区经历了新太古代古陆核俯冲与拼贴,古元古代地壳裂解、拉张成初始洋盆,到地体拼贴、洋盆闭合形成克拉通的漫长演化历程。     

鲁山太华群麻粒岩相岩石形成的地球化学限制

鲁山太华群麻粒岩相岩石形成的地球化学限制徐启东，高山，刘庆生（中国地质大学，武汉４３００７４）主题词麻粒岩相岩石，ＬＩＬ元素亏损，下地壳太华群提要河南鲁山太古宙高级区表壳岩中的麻粒岩相岩石及相关的角闪岩相岩石与世界其它地区麻粒岩相岩石相比并没有明显的...     

河南鲁山地区中-新太古代灰色片麻岩

河南鲁山地区原划归太古宇太华群中解体出中—新太古代变形侵入体,由魏庄片麻岩和榆树庄片麻岩组成,变质程度达角闪岩相,局部为麻粒岩相。地球化学特征显示高铝质片麻岩特征,原岩为奥长花岗岩—英云闪长岩—花岗闪长岩(TTG岩系),从而为该地区发育中—新太古代花岗岩—绿岩带提供了证据。     

华北克拉通南缘太华杂岩组成及演化

太华杂岩位于华北克拉通南部,其组成复杂,记录了几乎所有早前寒武纪各阶段重要的地质事件;此外,由于其所处特殊地理位置,研究太华杂岩对于华北克拉通早前寒武纪地壳形成和演化、构造单元划分和基底拼合等都具有举足轻重的科学价值。本文综合已有的岩石学、变质作用、地球化学以及同位素年代学等诸多研究工作,得到以下阶段性结论和认识:1)将鲁山地区太华划分为以深成侵入岩为主的片麻岩系和以变质沉积-火山岩为主的表壳岩系;前者形成于中太古代晚期-新太古代早期,后者形成于古元古代晚期。而小秦岭地区太华杂岩中变质深成侵入岩形成时间跨度较大,为中太古代晚期-古元古代早期;而其上覆的火山-沉积岩可与鲁山太华杂岩的表壳岩类比,形成时间亦为古元古代晚期。2)中太古代-新太古代(2.91～2.50Ga)为华北克拉通南部大陆最主要的地壳形成时期。提出太华杂岩在太古宙经历了两期明显的地壳生长时间,一期发生在2.85～2.70Ga,以鲁山太华片麻岩系中的深成侵入岩和斜长角闪岩为代表;另一期发生在～2.50Ga,以小秦岭华山和崤山地区太华杂岩中各类花岗质岩石为代表。3)太华杂岩在所谓的全球陆壳生长"沉寂期(2.45～2.20Ga)"岩浆活动异常发育,推测这一时期的岩石形成于古元古代俯冲-汇聚环境,可能是与华北克拉通南部太古宙陆块和其他陆块汇聚-碰撞相关。4)太华杂岩在古元古代晚期普遍遭受了强烈的变质和变形,其变质程度主体为高角闪岩相,局部可达麻粒岩相,且记录了包含近等温降压退变质片段的顺时针变质作用P-T轨迹,经历了一个漫长的变质演化过程(1.97～1.80Ga),变质作用的时限跨度可达150Myr。5)提出华北克拉通南部曾经为一个统一基底,称之为"南部太古宙地块",此地块形成时间为新太古代末期(～2.5Ga)。该古老陆块经历了如下5个构造-演化阶段:(1)冥古宙-始太古代初始陆核形成;(2)中太古代-新太古代陆壳快速生长;(3)古元古代早期(～2.3Ga)岩浆活动异常活跃;(4)古元古代(2.30～1.97Ga)陆内拉伸-破裂;和(5)古元古代末期(1.97～1.80Ga)陆块最终拼合。     

喂子坪秦岭杂岩麻粒岩相变沉积岩的变质作用p-T演化及其构造意义

秦岭杂岩位于秦岭造山带北秦岭构造带,是研究秦岭造山带早古生代构造演化的重要岩石构造单元。喂子坪地区发育有典型的秦岭杂岩,其中的混合岩是由变沉积岩经历了强烈的深熔作用形成的。本研究对其进行了岩相学、变质相平衡模拟和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,以深入揭示它们的变质温压演化特征,进而阐明它们指示的构造意义。混合岩的中色体由含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩和含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩组成。含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩只记录了峰期变质矿物组合,为镁铁闪石+石榴子石+斜长石+石英+黑云母+钛铁矿+熔体,而含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩记录了3个变质演化阶段,分别是早期进变质阶段（M1）：黑云母+斜长石+石英; 峰期变质阶段（M2）：镁铁闪石+石榴子石+斜长石+石英+黑云母+钛铁矿+熔体; 退变质阶段（M3）：普通角闪石+斜长石+黑云母+石英+熔体。全岩成分视剖面图模拟计算显示含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩和含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩压力峰期的变质温压条件分别为790~810℃/990~1 040 MPa和840~862℃/1 000~1 190 MPa。含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩3组局部矿物组合域成分视剖面图模拟计算得到压力峰期后变质阶段的温压条件为735~814℃/400~810 MPa、721~794℃/430~700 MPa、740~810℃/470~780 MPa。因此,本研究揭示了喂子坪地区秦岭杂岩片麻岩记录了近等温降压的p-T轨迹。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得到含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩和2个浅色体样品中的变质锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为383.2±7.0 Ma、400±3.6 Ma和406.7±7.8 Ma。结合已发表的数据,喂子坪地区变沉积岩麻粒岩相峰期变质作用和强烈的混合岩化作用的时代约为410~390 Ma,而约380 Ma的年龄可能代表退变质冷却到固相线的时代。片麻岩近等温降压的变质演化轨迹指示喂子坪地区秦岭杂岩的变沉积岩在下地壳经历了麻粒岩相变质作用和随后的快速抬升,与碰撞造山引起的地壳增厚和随后的地壳伸展有关。     

华山太华变质杂岩中LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及角闪石40Ar/39Ar定年

太华变质杂岩出露于华北克拉通中部造山带最南缘,整体呈近东西向展布。华山地区的太华变质杂岩区岩性复杂多样,保存了至少三个阶段的变质矿物组合。本文对其中的黑云斜长片麻岩和黑云二长片麻岩中的锆石,进行了详细的LA-ICP-MS U-Pb定年;对斜长角闪片麻岩中的变质角闪石,进行了常规40Ar/39Ar定年。定年结果表明:(1)黑云斜长片麻岩中的碎屑锆石记录了两期(~2.3Ga和~2.5Ga)明显的岩浆事件,变质锆石记录了一期(1.87~1.85Ga)变质事件;(2)黑云二长片麻岩中的岩浆锆石U-Pb年龄为2.33Ga和2.31Ga,变质锆石记录的变质年龄为1.96Ga;(3)两个斜长角闪片麻岩样品中,变质角闪石的40Ar/39Ar坪年龄和等时线年龄说明,该地区经历了一期~1.8Ga的变质热事件。这些数据说明,太华变质杂岩也记录了华北克拉通东部陆块与西部陆块之间的碰撞造山过程,不过比中部造山带其它变质杂岩区记录的时间更早,变质作用持续的时间也更长。这暗示了该地区在1.96~1.80Ga期间,经历了一次比较漫长而复杂的构造-变质演化过程。