中国大陆科学钻探工程主孔2000～3000米正、副片麻岩的地球化学性质及其成因机制

中国大陆科学钻探工程主孔(CCSD-MH)2000.0-3000.0米深度范围内出露的岩心以正、副片麻岩为主,夹有薄层榴辉岩和斜长角闪岩等。地球化学研究结果表明,主孔20000.0-3000.0米之间的正片麻岩SiO2含量普遍偏高,为73.26%～78.17%之间,平均值76.40%;Al2O3含量为11.30%-13.66%。TiO2、Fe2O3、FeO、MnO和MgO含量则明显偏低,其中Fe2O3总量为0.39%-1.71%,FeO=0.20%-1.49%,MgO=0.01%-0.06%。CaO含量为0.19-1.41%,Na2O和K2O含量分别为3.38%-5.35%和1.31%-4.87%。正片麻岩的稀土元素和微量元素配分模式可分为三种类型。第一类表现出较强的轻、重稀土元素分馏,具有中等的负Eu异常,Eu/Eu*=0.39-0.64;洋脊玄武岩(MORB)标准化蛛网图表现出强烈富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Th)的特点,显示明显的正Ba异常,Ba/Ba*=1.09-2.34,高场强元素Ti、Nb和Ta呈明显的负异常。第二类正片麻岩具有明显的负Eu异常,Eu/Eu*=0.39-0.41,稀土元素配分曲线具有明显右倾斜的特点,轻稀土元素明显富集,而重稀土元素明显亏损;洋脊玄武岩(MORB)标准化蛛网图与第一类正片麻岩比较相似,但却具有中等的负Ba异常,Ba/Ba*=0.57-0.67。第三类正片麻岩主要为含磁铁矿二长花岗质片麻岩,稀土元素球粒陨石标准化曲线呈“V”字型特点,具有异常强烈的负Eu异常,Eu/Eu*普遍低于0.11;洋脊玄武岩(MORB)标准化蛛网图显示出强烈富集大离子亲石元素(K、Rb、Th)的特点,具有异常强烈的负Ba异常,Ba/Ba*=0.03-0.21。2000.0-3000.O米深度范围内的正片麻岩具有多成因的特点,部分正片麻岩具有A型花岗岩的地球化学特征,反映它们有可能形成于板内的构造环境;而另一部分的原岩则可能形成于陆缘火山弧的构造环境。主孔2000.0-31000.0米深度范围内副片麻岩SiO2含量明显低于正片麻岩,Al2O3、Fe2O3 FeO、MgO和CaO含量则明显偏高,而Na2O和K2O含量则与正片麻岩大体相当。其中SiO2含量为64.21%-74.12%;Al2O3含量为13.06%-15.38%,Fe2O3 FeO含量为1.61%-4.92%;CaO含量为1.10%～3.27%,Na2O和K2O含量分别为3.68%-5.39%和2.46%-5.85%。副片麻岩稀土元素配分模式和洋脊玄武岩(MORB)标准化蛛网图与正片麻岩也存在明显差异。其中稀土元素配分模式表现出一定程度的轻、重稀土元素分馏,大多数样品具负Eu异常,Eu/Eu*=0.56-0.93之间,但远不及正片麻岩的明显;洋脊玄武岩(MORB)标准化蛛网图则显示出富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Th)的特点,具有异常明显的正Ba异常,且变化范围较大,Ba/Ba*=1.02-4.83之间,高场强元素如Ti、Nb和Ta呈现负异常的特点。副片麻岩的原岩可能是形成于被动大陆边缘的一套典型的沉积岩或变沉积岩。SHRIMPU-Pb定年结果表明,主孔副片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息。继承性碎屑锆石核部的年龄(206Pb/238U的年龄)为313-659Ma,表明原岩继承性碎屑锆石来源的复杂性,以及部分碎屑锆石在超高压变质过程中发生不完全重结晶,导致年龄变新;在含柯石英锆石微区记录的超高压变质年龄(206Pb/238U的年龄)为220-236Ma,加权平均值为227±5Ma;而锆石晶体边部所记录的退变质年龄(206Pb/238U的年龄)为209-219Ma,加权平均值为214±6Ma,上述含柯石英锆石微区和锆石边部的SHRIMPU-Pb定年结果分别与主孔CCSD-MH中的正片麻岩锆石微区获得的超高压变质年龄(227±2Ma)和角闪岩相退变质年龄(209±3Ma)十分接近,这进一步证明了中国大陆科学钻探工程主孔中的正、副片麻岩的原岩曾一起发生深俯冲,并经历了新三叠纪的超高压变质作用。     

大别山超高压岩区花岗片麻岩的特征与原岩成因讨论

大别山东南部超高压岩区花岗片麻岩主要包括二长花岗片麻岩和碱长花岗片麻岩。它们以富碱、贫CaO、高Fe~*/MgO,尤其以富Ba、Rb、Th、Ta、REE(Eu除外)、Ga、Nb、Zn等高场强(HFS)元素,贫Sr、Eu、Cr、Co、Ni等元素为特征。这套花岗片麻岩,尤其是其中的碱长花岗片麻岩具有典型的A型花岗岩的化学特征。岩浆侵位时代约为     

苏鲁造山带胶南区段片麻岩原岩的成因:地球化学及Nd同位素证据

出露于苏鲁造山带胶南区段的片麻岩主要包括三种类型:黑云斜长片麻岩、二长花岗片麻岩和A型花岗质片麻岩,地球化学判别结果表明它们的原岩均为火成岩.不同类型片麻岩的地球化学特征各不相同,反映它们的原岩具有不同的形成与演化历史.其中黑云斜长片麻岩以负Eu异常弱,甚至出现明显的正异常(δEu=0.60～1.45)、强的Ba正异常、无明显的Sr异常为特征而明显不同于其它类型的片麻岩.其地球化学的总体特征类似于扬子克拉通北缘新元古代双峰式火山岩的酸性端元;与黑云斜长片麻岩类似,二长花岗片麻岩中轻、重稀土元素之间的分馏程度也较强(LaN/YbN=6.3～17.2),但以强的负Eu异常(δEu=0.27～0.54)、强的Sr负异常和弱的Ba负异常为特征明显不同于黑云斜长片麻岩;A型花岗片麻岩的稀土模式及蛛网图的形态类似于二长花岗片麻岩,所不同的是前者Nb、Ta负异常相对较弱.区内几种类型片麻岩的εNd(t)值差别不大,反映它们的原岩之间可能有一定的成因联系.它们的Nd同位素模式年龄TDM都集中在2.0Ga左右,表明它们的源区主要为早元古代的地壳物质,且岩性比较均一.推测二长花岗片麻岩与黑云斜长片麻岩的原岩是同源异相,而A型花岗岩是在大规模Ⅰ型花岗质岩浆形成后,由脱水的紫苏辉石质残留下地壳物质再次发生部分熔融形成的.     

青藏高原东南缘“三江”地区含角闪石变质岩石的地球化学特征

青藏高原东南缘"三江"地区变质杂岩带中的岩石类型十分复杂,斜长角闪岩和含角闪石斜长片麻岩是本区常见的变质岩石类型。斜长角闪岩可进一步划分为由石榴辉石岩退变而成的和基性原岩经角闪岩相-麻粒岩相变质形成的两种类型。斜长角闪岩的SiO2平均含量50.0%,具有高铝低钛的特点,轻稀土元素相对富集,铕无异常或略具负异常,Zr含量较低,Zr/Y比值较小,其原岩的主微量元素组成具有岛弧玄武岩的特点,反映其原岩形成于俯冲碰撞的构造环境。含角闪石斜长片麻岩的SiO2平均含量63.64%,MgO和TiO2含量低,轻、重稀土元素分馏,轻稀土元素明显富集而重稀土元素相对亏损,具有中等负Eu异常,大离子亲石元素K、Rb、Ba、Th强烈富集,高场强元素Ti、Zr、Hf、Nb和Ta含量较低,其原岩具有安山质岩石或安山质/玄武质岩石的特点,主要形成于板块聚敛边缘的构造环境。     

柴北缘东坪地区片麻岩的地球化学特征及构造意义

东坪地区片麻岩可分为花岗片麻岩、斜长片麻岩和角闪片麻岩三类,SiO_2含量在57.47%~75.32%,全碱含量(Na_2O+K_2O)介于2.62%~7.40%,Al_2O_3含量在11.08%~16.29%,A/CNK范围0.84~1.78,属于中-酸性、高钾钙碱性、过铝质岩石;稀土元素配分模式表现为轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损的右倾型曲线,大部分样品具有负铕异常;微量元素表现为Rb、Ba等大离子亲石元素富集,Nb、Ta、Sr等元素相对亏损。综合岩石学及元素地球化学特征,东坪地区斜长片麻岩和角闪片麻岩的原岩为高钾钙碱性I型花岗岩,可能为壳源与幔源物质混合成因;花岗片麻岩的原岩属于陆源S型花岗岩,是地壳部分熔融后冷凝结晶的结果。通过本文研究结果并结合区域构造演化背景,认为东坪片麻岩形成于早古生代活动大陆边缘的岛弧环境,反映了柴北缘、北阿尔金断裂、北祁连地体经历了原特提斯洋闭合后的板块汇聚和碰撞作用。     

胶南岚山头地区A型花岗质片麻岩的地球化学特征与原岩成因

胶南岚山头地区花岗质片麻岩的化学成分表现为SiO2含量普遍高,为68.4%~78.26%,Al2O3含量为11.34%~15.84%,而TiO2、Fe2O3、FeO、MnO和MgO的含量明显偏低,其中Fe2O3为0.69%~2.12%,FeO为0.18%~1.56%,MgO为0.05%~1.53%;岩石明显富含Na2O、K2O强烈贫CaO,其中Na2O K2O的含量为8.32%~10.33%,K2O的含量为3.87%~5.24%,CaO的含量为0.19%~1.27%。稀土元素配分模式显示轻稀土明显富集、重稀土相对平坦,具较强的轻、重稀土元素分馏和强烈-中等的负Eu异常。具强烈富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Th)的特点,高场强元素Ti、Nb和Ta显示明显负异常,且所有样品均具明显负P异常。花岗片麻岩的原岩为A型花岗岩,指示其形成于拉张作用下的陆缘火山弧构造环境,原岩可能为新元古代下地壳富钾的变质玄武岩部分熔融而成,形成压力为0.8~1.0GPa,部分熔融程度小于10%。胶南A型花岗质片麻岩的原岩形成于新元古代,与扬子板块北缘新元古代陆缘火山活动有关,可能是Rodinia超大陆裂解事件在苏鲁地区的强烈反响。     

苏鲁地体南缘超高压变质带朐山二云花岗片麻岩的地球化学特征及其构造意义

二云花岗片麻岩是组成苏鲁地体南缘超高压变质带朐山杂岩体的重要岩石类型,虽然经历了超高压变质作用,但仍保留了花岗岩的岩石学特征。常量元素和微量元素分析结果表明该片麻岩具有高w(K₂O)、低w(CaO)、高w(TFeO)/w(MgO)比值、铝饱和指数偏高的A型花岗岩的特征,岩石类型为高钾碱性过铝质A型花岗岩。稀土元素中轻稀土富集、分馏程度高、Eu强烈亏损,微量元素中Ba、P、Ti、Sc具有明显的负异常,w(Sr)/ w(Y)、w(La)/ w(Yb)和w(Rb)/ w(Sr)、w(Rb)/ w(Ba)较高,尤其是w(TiO₂)＜0.2％和w(Y)/ w(Nb)＞1.2的特征,以及在w(Rb)-w(Yb+Ta）和w(Rb)-w(Y+Nb）判别图解上样品投点位于板内环境区等,表明该片麻岩的原岩形成于板内与裂谷有关的非造山环境。锆石SHRIMP U-Pb测年结果揭示其侵位时代为新元古代中晚期((722±32）Ma）,与杂岩体中早期侵位的二长花岗片麻岩及杂岩体上覆地层中的变质火山岩同为Rodinia大陆裂解、扬子地块陆内裂谷形成过程中伴随的岩浆活动的产物。     

苏鲁超高压变质带西北缘五莲断裂外侧浅变质花岗片麻岩的地球化学特征与原岩成因研究

五莲杂岩中的正片麻岩主要为正长花岗质片麻岩，少数石英正长质片麻岩，具有适度碱性的演化趋势。以贫CaO、低MgO、高Na2O为特征，岩石中虽然碱度较高，但仍属较强过铝型。这套正片麻岩还表现为较强的轻、重稀土元素分馏程度和强的负Eu异常，尤以强烈富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Th、U、K)和亏损高场强元素Ti、Zr、Hf．Nb、Ta(部分样品中Zr、Hf除外)，明显的Ba、P负异常为显著特征。岩石地球化学的总体特征与苏鲁造山带内的花岗质片麻岩有一定的可比性，而与华北克拉通内的前寒武纪正片麻岩明显不同。推测五莲地区正片麻岩的原岩是晚元古代由大陆下地壳富钾的变质玄武质组分部分熔融形成的，母岩浆的演化主要表现为以长石(奥长石和钾长石)的分离结晶为主，其中可能还有少量黑云母和角闪石，以及副矿物锆石和磷灰石的分离结晶。     

塔里木东南缘安南坝地区约2.5Ga花岗闪长质片麻岩的发现及岩石成因

塔里木东南缘安南坝地区新发现的花岗闪长质片麻岩主要由斜长石、碱性长石、石英、角闪石、黑云母等组成。岩石SiO_2(70%)、Al_2O_3(15%)、Na_2O(3.56%～4.15%)含量较高;MgO(0.39%～0.59%)、Fe_2O_3(0.23%～0.36%)、FeO(0.76%～1.11%)含量、K_2O/Na_2O值(0.64～0.81)及Mg#值(19～27)均较低。花岗闪长质片麻岩稀土元素总量低(∑REE=28.81×10~(-6)～68.51×10~(-6)),(La/Yb)N=(46.27～98.27),轻、重稀土元素分异明显,球粒陨石标准化稀土元素配分曲线表现为右倾型,Eu(δEu=1.57～2.00)呈明显的正异常。岩石Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素含量较高,Nb、Ta等高场强元素及Cr、Ni等相容元素含量较低。地球化学特征显示,该花岗闪长质片麻岩具有高铝型TTG和低重稀土元素系列TTG的地球化学特征。研究表明,阿克塞县安南坝地区花岗闪长质片麻岩可能是在榴辉岩相压力条件下,由加厚的玄武质下地壳部分熔融形成,源区残留相主要为石榴子石、金红石(少量)及角闪石。LA-ICP-MS锆石U-Pb上交点年龄为2555±11Ma,代表了花岗闪长质片麻岩的成岩时代,说明新太古代晚期是塔里木东南缘重要的陆壳增生期。此外,岩石中还获得了约2.44Ga、约1.96Ga的变质年龄,表明塔里木东南缘基底岩石在古元古代经历了2期构造-热事件的叠加改造。     

长白山新生代火山岩之下新太古代基底年代学及地球化学特征

对长白山第四系玄武岩覆盖区零星出露的花岗质岩石和片麻岩进行LA-ICPMS锆石U-Pb年龄测定及地球化学分析,结果显示花岗质岩石的年龄为2 509~2 558 Ma;斜长角闪片麻岩的年龄为2 475~2 553 Ma。地球化学特征上,这些岩石均属奥长花岗岩-英云闪长岩-石英闪长岩系列(TTG),稀土元素配分模式图呈右倾型,轻重稀土元素分馏明显(LREE/HREE=3.85~34.48),白云母二长花岗岩具有铕的负异常(δEu=0.41~0.54),富集Rb、K、Th等元素,亏损Nb、Sr、P、Ti等元素;黑云斜长角闪石片麻岩具有铕负异常(δEu=0.67~0.76),富集Rb、K、La、Nd等元素,亏损Th、Nb、Sr、P、Yb等元素;花岗质片麻岩和黑云斜长片麻岩具有铕的弱负-正异常(δEu=0.87~3.3),富集Rb、K、Sr等元素,亏损Nb、Th、P等元素。年代学和地球化学特征与白山地块和和龙地块中的同类岩石基本一致,表明白山地块与和龙地块在晚太古代是同一个陆块(龙岗陆块),二者目前的分布格局是后期北东向左行断裂构造改造的结果。     

冀北赤城红旗营子群黑云斜长片麻岩的岩石学、地球化学及原岩特征

冀北赤城红旗营子群黑云斜长片麻岩具斑状变晶结构,变基质为中、细粒鳞片粒状变晶结构,片麻状构造,局部保留有变余砂状结构。岩石主要由斜长石(28%~32%)、石英(35%~40%)、黑云母(18%~25%)及少量石榴石(2%~8%)和石墨(1%~4%)等组成,其变质演化可能是一个降温、降压的过程。黑云斜长片麻岩样品具有较宽的常量元素变化范围,稀土元素含量不是很高且变化较大,ΣREE介于49.45×10-6~140.10×10-6之间,具有轻稀土富集、重稀土平坦的球粒陨石标准化稀土配分模式,轻、重稀土元素比值为5.23~9.16,(La/Yb)CN值为5.07~8.70。大多数样品具中等程度的负Eu异常和不太明显的负Ce异常,(Eu/Eu*)CN和(Ce/Ce*)CN值分别为0.63~0.81和0.82~1.01。岩石中Rb、Sr、Cs、Ba、Zr、Hf、Nb、Ta、Th和U等微量元素含量均低于上地壳的平均含量,但Sr/Ba和Th/U值高于上地壳的平均值。红旗营子群黑云斜长片麻岩的地球化学特征表明其原岩应为泥质(或含泥质)砂岩,可能形成于大陆岛弧环境。     

阿尔金造山带青白口纪亚干布阳片麻岩年龄、地球化学特征及其地质意义

出露于阿中地块库木塔什萨依一带的亚干布阳片麻岩主要岩性为黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩。利用LA-ICPMS方法进行锆石微区U-Pb同位素定年,得到206Pb/238U年龄加权平均值为900.2±2.9Ma,表明亚干布阳片麻岩原岩形成于新元古代早期青白口纪;地球化学结果显示,主量元素具有高SiO_2、Al_2O_3、K_2O+Na_2O含量,低Na_2O、MgO、CaO和TiO_2含量的特征,A/CNK值介于0.95～1.22之间,属于高钾钙碱性系列的过铝质花岗岩。岩石富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Sr、P、Hf、Ti等高场强元素;岩石轻稀土元素分馏较强而重稀土元素分馏较弱,具有明显的负Eu异常,总体呈右倾的"V"字形稀土元素配分模式,显示典型的地壳重熔型花岗岩特征。亚干布阳片麻岩的源岩主要为地壳中沉积岩类的部分熔融,形成于俯冲-同碰撞构造环境。综上说明亚干布阳片麻岩是新元古代早期俯冲碰撞热事件的产物,反映阿中地块和柴达木地块青白口纪处于汇聚碰撞阶段,构造岩浆活动强烈,与Rodinia超大陆汇聚事件具有一致性。     

柴北缘鱼卡河花岗质片麻岩的地球化学特征和锆石 LA-ICPMS定年

岩石地球化学研究表明,柴北缘鱼卡河超高压榴辉岩围岩花岗质片麻岩的SiO2、Al2O3、K2O和Na2O含量较高,而TiO2、FeOt、MgO、MnO和CaO含量较低,里特曼指数为1.93～2.36,铝饱和指数ACNK值为1.07～1.17,显示出明显的壳源S型花岗岩的特点。在微量元素方面,岩石富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有轻稀土元素富集和中等的Eu负异常,也显示了壳源S型花岗岩的特征。阴极发光(CL)图像显示该花岗质片麻岩的锆石具有核-幔(边)结构,核部为原岩残留、幔部显示弱的变质重结晶。LA-ICPMS锆石原位微量元素研究显示,本区锆石经历了弱的变质重结晶作用,且可能遭受到后期热液蚀变作用的改造;参考锆石的微量元素组成特征,挑选受变质重结晶和热液改造较弱的锆石的同位素进行测试,结果获得鱼卡河花岗质片麻岩的原岩形成时代为(952±19)Ma左右的新元古代,是地壳重熔作用的产物;同时获得该片麻岩的可能变质年龄为424～480Ma,表明该片麻岩的原岩可能与榴辉岩的原岩共同经历了早古生代加里东期的变质作用,但由于片麻岩的变质程度较低,应是在榴辉岩的折返过程中构造叠置在一起的。利用LA-ICPMS对具有多阶段演化历史的变质锆石定年时,必须同时进行锆石CL图像和原位微量元素分析,才可能对所获年龄给出合理的解释。     

中国大陆科学钻探工程预先导孔中片麻岩-花岗质片麻岩的岩石学和地球化学研究

中国大陆科学钻探工程预先导孔(CCSD-PP1)中岩心的岩性十分复杂,主要由片麻岩-花岗质片麻岩、超基性岩、榴辉岩及少量多硅白云母石英片岩、斜长角闪岩及角闪云母片岩组成。其中片麻岩-花岗质片麻岩是最重要的岩石类型。根据片麻岩的岩相学及其地球化学特征,确定片麻岩类岩石的原岩为一套具有较高成熟度的碎屑沉积岩-低成熟度的酸性火山岩、碎屑沉积岩建造,并与在其内部里夹层形式存在的榴辉岩一起经历了超高压变质作用。花岗质片麻岩可分为三种类型:绿帘黄铁二长花岗质片麻岩、绿带黑云二长花岗质片麻岩和绿帘二云二长混合片麻岩。绿帘黄铁二长花岗质片麻岩SiO_2含量最高,为76.72％～78.86％,具有强烈的负Eu、Ba异常,Eu/Eu~*=0.125,Ba/Ba~*=0.095～0.396,其稀土和微量元素的配分模式与具有极高成熟度碎屑沉积岩部分熔融而成的花岗岩性质十分相似。该类花岗质片麻岩可能在苏鲁超高压变质带形成之前,由具有极高成熟度的碎屑沉积岩部分熔融而成的岩浆,侵入到片麻岩类的表壳岩中,并经历了超高压变质作用。绿帘黑云二长花岗质片麻岩、混合片麻岩的SiO_2含量明显偏低,且稀土、微量元素配分模式明显不同于绿帘黄铁二长花岗质片麻岩,该类岩石可能由片麻岩类岩石在超高压变质作用峰期阶段和近等温减压第一阶段深     

新疆富蕴县苏普特一带片麻岩地球化学特征及锆石U-Pb SHRIMP定年

苏普特片麻岩为含堇青石、矽线石及红柱石等变质矿物的眼球状、条纹条带状黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩、二云母片麻岩等。其SiO2含量为63.12%~68.34%,Al2O3为13.64%~15.91%,TiO2为0.538%~0.772%,TFe2O3为6%左右,MgO含量较高,多数样品为3%左右。根据其岩石化学特征判断,原岩为泥质岩、砂岩等沉积岩。苏普特片麻岩稀土元素含量较高,ΣREE为155.21×10-6~271.93×10-6,轻稀土元素富集,具中等程度的负Eu异常;在以北美页岩(NASC)标准化的稀土配分型式图上具有较平缓的配分曲线,无明显的Ce、Eu异常。依据地球化学特征,推断其原岩的形成环境为活动大陆边缘。苏普特片麻岩中锆石具有岩浆锆石特征,其U-Pb SHRIMP年龄为282 Ma,可能代表了早二叠世的一次构造-岩浆-混合岩化事件。     

胶北新太古代两类片麻岩的岩石地球化学特征和成因指示

在胶北三口探矿深钻中识别出两类新太古代片麻岩,一种是TTG片麻岩,数量较多;另一类是石榴黑云斜长片麻岩,数量相对较少,以夹层状发育于TTG片麻岩中.已有年代学资料显示,两种片麻岩原岩均形成于～2.5Ga.TTG片麻岩SiO2含量为53.95％ ～ 75.56％,Na2O为1.51％～5.94％,Na2O/K2O＞1;贫Fe2O3T(2.22％～9.54％)和MgO (0.53％ ～4.87％),Al2O3多大于15％(10.45％ ～ 17.64％),A/CNK=1.18～1.75,说明其属于高铝TTG岩系.富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Sr),亏损高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Hf),Sr含量高(204×10-6～2906×10-6),Sr/Y比值高(7.30～355).∑REE含量(40.4×10-6～ 512×10-6)相对较高,轻重稀土强烈分异((La/Yb)N=11.5 ～ 121),Eu无异常或弱正异常(δEu=0.79～1.89).以上地球化学性质表明,胶北TTG片麻岩是含水玄武质岩石高压下部分熔融形成的,残留相主要是石榴石、角闪石和含Ti矿物,没有斜长石.全岩Nd和锆石Hf同位素数据显示其模式年龄与形成年龄相近,表明岩石源区可能是来源于亏损地幔的2.57～2.64Ga的初生玄武质地壳.另外,胶北TTG片麻岩高的Mg#值(40 ～67)和Cr(147×10-6～371×10-6)、Ni(6.68×10-6～ 156 × 10-6)含量,表示与地幔楔发生了反应,结合Nb、Ta负异常以及源区为初生的玄武质地壳等特征,说明研究区TTG形成于与俯冲有关的岛弧环境,而非加厚的下地壳.DF值和K-A关系图显示,石榴黑云斜长片麻岩原岩是泥质-粉砂质沉积岩.Cr/Zr比值(0.90 ～1.99,平均为1.62)和Th/Sc比值(平均为0.30)与太古宙沉积岩相应值相近(分别为1.44和0.4),稀土配分型式与太古宙沉积岩类似,表明源区物质以长英质为主.绝大多数样品显示轻稀土富集、重稀土平坦的特征,总稀土含量平均为176×10-6,(La/Yb)N比值平均为14.7,LREE/HREE平均为3.3,Eu无异常或微弱的负异常(δEu=0.69～0.92,平均为0.84),这些特征值表明原岩形成的大地构造背景为岛弧或主动大陆边缘.Grt-Bi地质温度计得到的变质温度为549 ～663℃,其中黑云母化学成分与角闪岩相中黑云母特征相同,共同指示变质程度为角闪岩相,可能代表了～2.5Ga麻粒岩相-高角闪岩相变质作用的退变质阶段.石榴黑云斜长片麻岩原岩与TTG属同一时代(～2.5Ga)的产物,形成的构造背景类似(岛弧或主动大陆边缘),说明当时该区有俯冲过程发生;TTG岩浆事件和～2.5Ga的变质事件大体同时,但变质事件较岩浆事件稍晚,可以用俯冲后的碰撞来解释.因此,研究区在～2.5Ga可能发生过一次重要的俯冲-碰撞拼合事件:TTG和石榴黑云斜长片麻岩原岩形成于俯冲阶段,后期发生碰撞引发麻粒岩相-高角闪岩相的区域变质作用.     

敦煌地块敖包山晶质石墨矿集区矿床地质特征、变质岩原岩恢复及形成环境

【研究目的】为解决敦煌地块敖包山晶质石墨矿集区晶质石墨矿床研究程度较低的问题,通过对该区变质岩原岩特征及古构造环境进行深入研究,以期为该区的成矿规律研究提供地质依据。【研究方法】本文运用岩石地球化学方法对该区变质岩进行原岩恢复,探讨其形成时的古构造环境。【研究结果】二云石英片岩、黑云斜长片麻岩和斜长角闪岩均具有轻稀土富集的特征。斜长角闪岩K₂O2O,具有弱的Nb、Ta亏损和强烈的Zr、Hf亏损,LREE/HREE=2.21～6.97,轻重稀土元素分馏程度较弱;黑云斜长片麻岩和二云石英片岩K₂O>Na₂O,富集大离子亲石元素Rb、K等,亏损Ba、Nb、Ta、Zr、Hf、Ti、Sr等元素,具有明显的Eu负异常,LREE/HREE平均值分别为12.44和8.89,轻重稀土元素分异较强烈。【结论】敖包山晶质石墨矿集区变质岩原岩形成于浅水区,水动力环境较弱。斜长角闪岩的原岩为亚碱性基性火山岩,形成于岛弧环境;二云石英片岩和黑云斜长片麻岩的原岩为页岩、黏土岩,构造环境为活动大陆边缘,古沉积环境...     

内蒙古中东部两类花岗岩地质地球化学特征及成因意义

内蒙古中东部沿凉城—土贵乌拉一线分布着大量强过铝质石榴石花岗岩及少量淡色花岗岩。石榴石花岗岩SiO2含量、A12O3/TiO2比值(小于100),Rb/Sr比值和Rb/Ba比值低,但CaO/Na2O比值高(大于0.3)。铕均为负异常,呈重稀土元素平坦、轻稀土元素中等富集的配分模式。淡色花岗岩SiO2含量高,A12O3/TiO2比值,Rb/Sr比值和Rb/Ba比值以及CaO/Na2O比值变化大。稀土元素复杂,正Eu异常、Eu异常不明显均发育。两类花岗岩微量元素特征总体相似,均显示出大离子亲石元素(K,Rb,Ba)相对富集,高场强元素(Nb,Ti,P)亏损。两类花岗岩不同的地球化学特征暗示了其源区成分及构造背景的差异。石榴石花岗岩的源区成分应为杂砂岩,熔融温度较高,来源较深;而淡色花岗岩的源区成分复杂,熔融压力较高。     

赞皇斜长角闪片麻岩地球化学特征及其构造环境探讨

赞皇变质杂岩位于华北克拉通中部造山带的中南段,斜长角闪片麻岩是构成其前寒武纪基底的主要变质岩之一。通过野外地质调查、岩相学以及地球化学特征研究,发现赞皇斜长角闪片麻岩的原岩为拉斑-钙碱玄武质岩石,其稀土总量变化较大(41.38×10-6~232.55×10-6),轻稀土轻微富集,稀土配分模式近平坦,几乎无Eu异常。原始地幔标准化微量元素蛛网图显示其富集大离子亲石元素K、Rb、Ba,高场强元素Nb、Ta存在明显负异常,Ti弱亏损。地球化学特征和多种构造环境判别图解均表明,形成环境类似于现代大陆边缘岛弧构造环境,推测其形成与华北克拉通西部陆块与东部陆块间的俯冲碰撞有关。     

Nd、Sr同位素组成对中国大陆科学钻探工程主孔0～2000米片麻岩原岩成因的制约

中国大陆科学钻探工程主孔0～2000岩芯段的片麻岩包括二长花岗质片麻岩和斜长片麻岩两类,其中的Sr同位素组成与元素Rb的丰度关系显示原岩侵位后发生过强烈的Rb加入事件,说明Rb-Sr同位素体系在超高压变质和随后的退变质作用过程中受到了明显的扰动.相反,Sm-Nd同位素体系尚保持着封闭状态,可有效地示踪原岩的成因.二长花岗片麻岩的εNd(t)值较低,变化范围也不大(-8.2～-13.0),它们的Nd同位素模式年龄(TDM)主要介于2.25到2.54 Ga之间,远大于其原岩的实际侵位年龄,指示其原岩可能是由古元古代的地壳物质在新元古代部分熔融形成的.而斜长片麻岩的εNd(t)值变化范围广,从 1.3到-9.4.其中采自大套斜长片麻岩段的样品其εNd(t)值从-3.0到-9.4,它们的Nd同位素模式年龄介于2.1～2.4 Ga,与二长花岗片麻岩的TDM值类似,该类岩石的地球化学特征总体类似于扬子地台北缘新元古代双峰式火山岩的酸性端元,指示它们的原岩可能是在新元古代由地幔来源的玄武岩浆上升到地壳层位,引起成分不均一的古元古代地壳物质发生部分熔融形成的,其中可能混入了少量地幔来源的物质.而采自变镁铁质岩“夹层“中的斜长片麻岩显示出接近球粒陨石的Nd同位素特征(εNd(t)= 1.3～-2.6),类似或略低于邻近的榴辉岩和斜长角闪岩围岩的Nd同位素组成及大别山-苏鲁造山带内大多数榴辉岩的Nd同位素组成,指示它们与这些变镁铁质岩之间可能有成因联系.它们的Nd同位素模式年龄(TDM=1.28-1.60 Ga)虽然早于其原岩的侵位年龄,但明显小于花岗片麻岩及大套斜长片麻岩的TDM值.我们倾向于认为这些“薄层“状的斜长片麻岩的原岩是由玄武岩浆派生的,伴有一定程度的地壳混染.