大青山地区2.5 Ga紫苏花岗岩——对深熔石榴花岗岩成因模式的启示

华北克拉通北缘西部陆块早前寒武纪基底分布广泛,现有的研究普遍认为经历 2.5 Ga,2.45~2.37 Ga,1.95 Ga和1.85 Ga变质热事件影响。华北克拉通北缘阴山陆块中2.5 Ga的紫苏花岗岩研究已经成为了揭示华北克拉通北缘早前寒武纪构造演化的一个热点,但孔兹岩带中却鲜少有新太古代晚期构造热事件的相关报道。近年来,相继从大青山地区的孔兹岩带石榴黑云母片麻岩中分辨出一期具有2.45~2.37 Ga变质锆石年龄的大青山表壳岩,同时出露与其成因关系密切的深熔石榴花岗岩,但其深熔成因的模式存在争议。本文对大青山地区新发现的新太古代晚期紫苏花岗岩、石榴花岗岩及其围岩的野外空间产出关系和锆石年代学进行对比分析,为探究深熔石榴花岗岩成因模式提供重要的启示。     

冀东迁西—迁安地区紫苏花岗岩的地球化学特征及其成因

本文根据地质和地球化学的研究提出本区紫苏花岗岩主要是由英云闪长质、花岗闪长质岩浆侵位之后经麻粒岩相变质而形成的。根据地球化学特征,本区的紫苏花岗岩可分为大离子亲石元素亏损的北区(太平寨—三屯营)和大离子亲石元素较富集的南区(水厂—松汀),它们的地球化学差异反映了其形成时构造条件的不同。     

紫苏花岗岩成因及构造意义

紫苏花岗岩主要以地壳增生作用、玄武岩底侵地壳熔融、构造增厚地壳熔融、地幔下陷增厚地壳熔融几种方式形成，但紫苏花岗岩化与深层次韧性构造变形具有密切的成因关系。无论是缺乏流体(脱水熔融)还是存在流体(富CO2)的热作用都表明，从地壳岩石形成紫苏花岗岩需要低H2O环境。熔融作用高级阶段导致紫苏花岗岩和紫苏花岗岩-花岗岩杂岩的产生，这些条件可能在玄武质岩浆侵入下地壳提供热源的带中最常见。A型紫苏花岗岩形成的重要因素是共生流体相的成分，通常与非造山和造山后构造背景相关。造山带紫苏花岗岩化与深层次韧性剪切变形，特别是与造山作用过程的减压抬升揭顶作用具有密切关系。     

原地-半原地深熔花岗岩特征: 以华北克拉通北缘包头地区石榴花岗岩为例

在华北克拉通北缘大青山地区,广泛的深熔作用导致新太古代晚期石榴花岗岩发育。石榴花岗岩空间上与新太古代晚期大青山表壳岩（主要为石榴黑云母片麻岩）共生,渐变过渡。宏观上岩性具有不均一性,在包头哈德门沟一条实测地质剖面上可以观察到石榴混合闪长岩、石榴混合石英闪长岩和石榴混合花岗闪长岩等不同岩石类型。岩相学研究表明,石榴花岗岩与源岩矿物组合相近,但含量却大不相同。石榴花岗岩和源岩中的石榴石特征十分相似。石榴石周围存在放射状黑云母,是典型的逆反应结构。研究表明深熔作用可能发生在具有顺时针P-T轨迹的变质作用演化峰期及峰期后近等温降压阶段,主要发生钾长石熔融和黑云母熔融。地球化学特征研究表明石榴花岗岩与石榴黑云母片麻岩具有亲缘关系,均表现出高Al₂O₃、CaO含量,K₂O/Na₂O比值存在较大变化,富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P和Ti。但是,石榴花岗岩存在组成变化,Eu富集型和亏损型稀土模式为原地-半原地深熔花岗岩的标志性特征。SHRIMP锆石年代学研究表明深熔作用发生在2.43Ga之前,与区内新太古代晚期水平顺层滑脱变形有关,揭示华北克拉通北缘新太古代晚期构造热事件。

     

内蒙卓资山地区深熔作用形成的石榴混合花岗岩

内蒙古卓资山地区太古宙高级变质区中分布着一系列规模不等的混合花岗岩体，其产出严格受孔兹岩系层位控制。岩体中含有大量矽线石榴片麻岩残留体，二者界线模糊，具渐变过渡的特征。花岗岩中富含石榴石，具斑杂状构造，浅色组分（熔体）含量偏高，暗色组分（难熔组分）显著减少，但在残留体中，暗色组分有富集现象。岩石化学成分富铝Al2O3含量10.61%-17.10%，A／NKC＝1.29-1.81；离子半径小、熔融活化度低的微量元素Cr、Ni、Cu、Co、V、Zr含量极低，而一些熔融活化度高、大离子半径的微量元素Sr、Ba含量明显偏高。HREE含量偏低，δEu具正异常；^87Sr/^86Sr=0.72042－0.72933。形成混合花岗岩的温度为735-785℃，压力范围可能为8.6-9.7Kb(1b=10^5Pa)。这一类独特的“石榴混合花岗岩”，不是因熔融体占绝对优势的典型岩浆侵入结晶而成，而是孔兹岩系变质岩层就地深熔作用的产物。它的形成是在中太古代时期集宁岩群形成之后本区经历麻粒岩相高级变质作用改造的结果。     

华北克拉通北缘孔兹岩带两期深熔石榴花岗岩地球化学特征及其地质意义

华北克拉通北缘孔兹岩带大青山地区和集宁—凉城地区石榴花岗岩与深熔源岩(泥质片麻岩)在野外空间上渐变过渡、密切共生。石榴花岗岩中含有大量的源岩包体、残留体、残留矿物相/转熔矿物相,深熔源岩中也存在大量的石榴花岗岩团块,这些混合岩的岩性在宏观上具有不均一性。岩相学研究表明,石榴花岗岩与泥质片麻岩矿物组成相近,二者具有特征十分相似的石榴石,主要为残留矿物相/转熔矿物相。地球化学研究表明,石榴花岗岩与泥质片麻岩拟合程度较好,均具有高TFeO/MgO值和Al₂O₃质量分数,K₂O/Na₂O值和CaO质量分数存在较大变化,相对富集轻稀土元素和大离子亲石元素,相对亏损Ta、Nb、Ti和P等元素。与世界上典型的S型花岗岩成分偏离,大青山地区和集宁—凉城地区石榴花岗岩具有低SiO₂质量分数(50.30%～73.10%)和高MgO+TFeO质量分数(1.6%～14.8%)。研究认为偏离正常S型花岗岩的成分范围与石榴石残留体带入和幔源物质添加有关。结合前人资料,认为大青山地区和集宁—凉城地区石榴花岗...     

太平寨紫苏花岗岩套的主要特征和成因

太平寨紫苏花岗岩套是由围岩即石英闪长质-英云闪长质紫苏斜长片麻岩深熔形成。变质流体相中水的局部富集是导致形成紫苏花岗岩套的深熔作用的重要因素。紫苏花岗岩套岩石中残晶斜长石和结晶斜长石化学成分对比表明深熔过程是在非平衡或亚稳状态下进行的。     

冀东太平寨紫苏花岗岩类深熔成因的矿物标志

冀东太平寨地区紫苏花岗岩的矿物学研究结果表明,该类岩石中的主要组成矿物具有残晶相和结晶相矿物共存特点。残晶相和结晶相矿物与围岩中同类矿物对比研究表明,该区的紫苏花岗岩类是由其围岩—石英闪长质-英云闪长质紫苏斜长片麻岩深熔而成。     

内蒙卓资山地区深熔作用形成的石榴混合花岗岩

内蒙古卓资山地区太古宙高级变质区中分布着一系列规模不等的混合花岗岩体,其产出严格受孔兹岩系层位控制.岩体中含有大量矽线石榴片麻岩残留体,二者界线模糊,具渐变过渡的特征.花岗岩中富含石榴石,具斑杂状构造,浅色组分(熔体)含量偏高,暗色组分(难熔组分)显著减少,但在残留体中,暗色组分有富集现象.岩石化学成分富铝A12O3含量10.61%~17.10%,A/NKC=1.29~1.81;离子半径小、熔融活化度低的微量元素Cr、Ni、Cu、Co、V、Zr含量极低,而一些熔融活化度高、大离子半径的微量元素Sr、Ba含量明显偏高.HREE含量偏低,δEu具正异常;87Sr/86Sr=0.72 042~0.72 933.形成混合花岗岩的温度为735~785℃,压力范围可能为8.6~9.7Kb(1b=105Pa).这一类独特的"石榴混合花岗岩",不是因熔融体占绝对优势的典型岩浆侵入结晶而成,而是孔兹岩系变质岩层就地深熔作用的产物.它的形成是在中太古代时期集宁岩群形成之后本区经历麻粒岩相高级变质作用改造的结果.     

燕山地区中生代花岗岩的成因探讨

本文通过对燕山地区中生代花岗岩的物质成分和地质环境的研究，确认其构造环境是处于大陆板块内部，岩浆主要来源于下地壳，并将其划分为四个系列：即黑云母花岗岩系列，二长花岗岩系列，闪长岩－花岗岩系我，碱性花岗岩系列，其中二长花岗岩系列与金矿关系密切，闪长岩－花岗岩系列与铅锌矿关系密切 。     

粤西云炉"紫苏花岗岩"的新见解

根据最新区调工作取得的岩石学、矿物学、岩石地球化学特征及同位素年龄等资料，将华南地区仅有的“紫苏花岗岩”——粤西高州云炉“紫苏花岗岩”重新厘定、归并，新建云炉序列，并划分为西塘单元和香村单元，对其中的包体进行了较详细的研究。根据侵入体与围岩大理岩的紧密接触关系认为：云炉序列中发育的紫苏辉石与岩体附件大理岩的存在具有相关关系，紫苏辉石具同化混染成因。     

抚顺东部地区紫苏花岗质岩石特征及成因

抚顺东部地区紫苏花岗质岩石形成于晚太古宙，以包体形式产于黑云长英质片麻岩中。许多特征均说明，它并非由紫苏北岗质岩浆直接结晶形成的，而是源岩在部分熔融与分凝过程中产生的残留相、后经麻粒岩相变质作用及构造变形改造所致的再造岩石。     

内蒙古大青山地区石榴混合花岗质岩石地球化学特征及成因

内蒙古大青山地区太古宙孔兹岩系在发生麻粒岩相变质作用的同时,榴云片麻岩岩组中的石榴黑云片麻岩在近水平剪切构造变形过程中发生部分熔融,形成了石榴混合花岗质岩石。现有证据表明,它们形成于新太古代晚期,在矿物组成、地球化学特征上,大体继承了石榴黑云片麻岩,而它们的结构和地球化学特征尤其是REE分布型式的变异又反映了其部分熔融和演化。尽管该石榴混合花岗质岩体规模小,但在矿物组成、结构和地球化学特征上显示出明显的不均一性,形成了高K2O低Na2O、CaO,稀土元素总量低,具正Eu异常和低K2O高Na2O、CaO,稀土元素总量高,具负Eu异常的两类石榴混合花岗质岩石。综合研究发现,这两类石榴混合花岗质岩石的形成与部分熔融及随后的流动过程中熔体与残留体的逐渐分离有关,前者残留体、残留矿物相极少,富长英质;而后者残留体和残留矿物相对较多,因而富镁铁质,并且控制REE行为的矿物相如石榴石和独居石、磷灰石、锆石等相对富集,从而造成了两类石榴混合花岗质岩石稀土元素分布型式的差异,与桑干地区成因相似、成熟度较高的古元古代花岗岩具有较大差别。     

内蒙古大青山地区石榴花岗岩的地质特征和岩相学特征

内蒙古大青山地区石榴花岗岩出露于哈德门沟-平方沟-虎本汉沟一带,沿麻粒岩系与孔兹岩系之间的构造不整合面呈不规则带状分布,从其野外地质特征和岩相学特征可确定石榴花岗岩与围岩为渐变过渡关系.石榴花岗岩中的变质表壳岩以及部分包体不仅在岩性上可与外围的同类岩石对比,而且也显示了明显的深熔作用改造的痕迹.现有证据表明石榴花岗岩总体上是由孔兹岩系的石榴黑云片麻岩原地熔融形成的,为深熔作用的产物.石榴花岗岩的研究为本区的深熔作用演化提供了依据.     

A型花岗岩成因模式及其地球动力学意义

Ｃｏｌｌｉｎｓ等 (1982 )根据澳大利亚东南部Ｌａｃｈｌａｎ褶皱带中Ａ型与Ｉ型花岗岩在时空上的耦合关系 ,提出了两阶段残留源区成因假说 ,即地壳岩石通过部分熔融先产生Ｉ型花岗岩 ,然后残留岩进一步部分熔融形成Ａ型花岗岩。然而 ,Ｒｕｔｔｅｒ和Ｗｙｌｌｉｅ(1988)的实验研究发现 ,在地壳长英质岩石通过部分熔融形成Ｉ型花岗岩以后 ,残留岩以富集Ａｌ,Ｃａ ,亏损Ｋ ,Ｓｉ为其基本地球化学特征 ,这无法合理解释世界范围实际观测到的Ａ型花岗岩Ａｌ,Ｃａ相对亏损而Ｋ ,Ｓｉ相对富集的基本事实。针对残留源区两阶段成因假说存在的上述困难…     

粤西云炉紫苏花岗岩及其麻粒岩包体的主要特点和成因讨论

云炉含有麻粒岩包体的紫苏花岗岩出露于粤西云开大山加里东造山带。这种紫苏花岗岩是麻粒岩在水不饱和的条件下发生深熔作用的结果．结晶温度在８００℃以上,氧逸度（ｆｏ２）和水逸度（ｆＨ２Ｏ）分别为１．０１３×１０８．６Ｐａ和４５．４ＭＰａ,定位深度约１７ｋｍ,单颗粒锆石Ｕ－Ｐｈ同位素年龄为４５０±１０Ｍａ。岩体中的麻粒岩包体来自紫苏花岗岩源区．反映源区的变质条件为Ｐ＝０．６～０．６９ＧＰ８,Ｔ＝８０７～８３６°ａＨ２ｏ＝０．２７。     

华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。