蚌埠隆起区石榴辉石岩变质PT轨迹及年代学研究

蚌埠隆起位于华北克拉通东部陆块的胶-辽-吉造山带的最南缘,由于侧重点和关注度的差异,对于该地区的变质演化过程的探究一直较为缺乏,制约了人们对该隆起形成过程的理解。为此,本文通过对该隆起的石榴辉石岩及其退变的黑云斜长片麻岩详细的野外观测、岩相学分析、热力学评价和年代学的研究,较为充分地探讨了该隆起的形成机制。研究显示这两类岩石记录了5个变质阶段：阶段-Ⅰ的平均温压为：T=672±17 ℃和P=1.05±0.02 GPa;阶段-Ⅱ的平均温压为：T=805±30 ℃和 P=1.21±0.04 GPa;阶段-Ⅲ的平均温压为：T=615±13 ℃和 P=0.93±0.02 GPa; 阶段-Ⅳ的平均温压为：T=632±6 ℃和P=0.50±0.01 GPa;阶段-Ⅴ的温压为推测值：T=400 ℃～450 ℃和P=0.2～0.4 GPa。其中阶段-Ⅰ～阶段-Ⅲ表象为角闪岩相→麻粒岩相→角闪岩相的过程,显示了一个近等压的可能的快速升温和降温的过程。而阶段-Ⅲ～阶段-Ⅳ表现为一个近于等温降压的快速过程,直至阶段-Ⅴ表现为可能的缓慢降温降压过程。结合背景资料和前人年龄数据,以及本次对退变黑云斜长片麻岩的锆石U-Pb定年（1 885±16 Ma）研究,推测该全过程可能反映的是两期变质事件。其中,早期的变质以阶段-Ⅰ、阶段-Ⅱ和阶段-Ⅲ为代表,揭示了大约在2.5 Ga时期,蚌埠隆起经历了大规模岩浆上侵及紧密相伴的高温麻粒岩相变质事件;而晚期变质以阶-Ⅲ→阶段-Ⅳ等温降压为代表,可能反映的是大约1.9 Ga时期,胶-辽-吉造山带的形成过程。     

蚌埠隆起区镁铁质麻粒岩变质PT及变质作用演化

华北克拉通作为世界上最古老的克拉通之一,初始地壳的形成年代为～3.8 Ga,由东部陆块、西部陆块和中央造山带组成。蚌埠隆起区位于华北克拉通东南缘,胶—辽—吉造山带的南端,构造位置重要。前人对蚌埠隆起区进行了大量的锆石U-Pb年代学、同位素地球化学、变质温压条件及P-T轨迹等研究,但变质PT条件存在较大差异。本文主要通过对石榴麻粒岩进行详细的岩相学、矿物化学成分、锆石U-Pb年代学、温压条件及变质期次分析,进一步探讨蚌埠隆起区的变质演化过程及变质时代。依据矿物组合及成分差异,进行多种温压计联合计算,最终确定其记录了两期峰期后变质作用：1）变质阶段-Ⅰ：■=765±34℃,■=1.22±0.04 GPa;2）变质阶段-Ⅱ：■=609±22℃,■=0.98±0.05 Ga;揭示东芦山地区经历了麻粒岩相→角闪岩相的快速冷却过程,其中变质阶段-Ⅰ应为峰期变质PT条件的下限。通过大量变质PT条件对比研究可知,对于具有中、下地壳物质属性的镁铁质麻粒岩而言,由于其经历了较高级别的变质作用,相平衡模拟法、平均温压法及微量元素温度计等对峰期PT条件的恢复可能更具优势,而传统地质温压计的离子交换作用在一定程...     

蚌埠淮光“混合花岗闪长岩”的形成时代及源区：锆石SHRIMP U-Pb地质年代学证据

对蚌埠淮光花岗闪长岩的岩相学和锆石阴极发光图象研究表明,淮光"混合花岗闪长岩"为岩浆结晶作用的产物,岩石形成后受到了应力作用的改造.锆石SHRIMP U-Pb定年结果和岩浆锆石的SHRIMP U-Pb年龄显示淮光花岗闪长岩形成于130.0±2.0 Ma;大多数继承锆石的年龄集中在1 800～1 900 Ma、2 300～2 517 Ma和3 443 Ma,这意味着淮光花岗闪长岩的母岩浆起源于华北地块基底的部分熔融.早白垩世(130 Ma左右)的岩浆作用是引起继承锆石和碎屑锆石Pb丢失的重要原因,同时也是华北地块东部岩石圈减薄的最重要时期.130 Ma左右的岩浆作用和岩石圈减薄应与太平洋板块的俯冲相联系.     

蚌埠隆起区石榴辉石岩变质P-T轨迹的构建

蚌埠隆起区位于华北克拉通东南缘,胶—辽—吉造山带的最南端,主体由五河杂岩组成。前人对该地区的研究主要集中于同位素年代学和变质温压条件研究,其中变质P-T条件研究结果差异较大,以压力变化最为显著,对峰期变质P-T条件缺乏统一认识。本文对蚌埠隆起区石榴辉石岩进行了大量的岩相学、矿物化学成分分析,表明该岩石记录了3期变质作用,其中S-M1和S-M2的矿物组合类似为Grt+Cpx+Opx+Amp+Pl+Ilm,S-M3的矿物组合为Cpx+Amp+Pl+Grt （极边窄带）。结合变质温压条件分析和锆石U-Pb年代学分析,本次主要取得以下几点认识：1）石榴辉石岩WS047-1中记录的3期变质作用,温压条件分别为T-M1 = 616 ℃～647 ℃、P-M1 = 1.03～1.08 GPa,T-M2 = 721 ℃～837 ℃、P-M2 = 1.11～1.29 GPa和T-M3 = 531 ℃～607 ℃、P-M3 = 0.81～0.91 GPa,经历了由较高压力的角闪岩相→中-低麻粒岩相→角闪岩相的变质过程;2）据变质温压条件分析知,蚌埠隆起区具有顺时针的P-T轨迹特征,S-M1→S-M2和S-M2→S-M3分别为近等压升温和近等压降温的缓慢过程;3）石榴辉石岩锆石U-Pb年代学结果主要分为4组：1 839±13 Ma、1 925±31 Ma、2 041±55 Ma和2 762±14 Ma,其中峰值变质年代为1.93～1.84 Ga;4）结合温压条件和锆石U-Pb年代学分析结果,本文认为蚌埠隆起区的P-T轨迹与弗朗西斯科型俯冲或大陆碰撞环境的P-T轨迹较为类似,其应与1.93～1.84 Ga华北克拉通东、西陆块的碰撞拼合及胶—辽—吉造山带形成时限基本吻合。本次研究为深入理解华北克拉通的构造演化特征和蚌埠隆起区的变质作用及演化,提供了大量可靠的科学资料。     

蚌埠隆起区五河杂岩的形成时代：锆石LA-ICP-MS U-Pb定年证据

本文对蚌埠隆起区五河杂岩中的石榴斜长辉石岩进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb定年研究。采自凤阳独山石榴斜长辉石岩中锆石的阴极发光图像显示出3种结构特征,一种为均匀吸收的自形锆石;另一种为内部结构清晰,具有典型核边结构的锆石;第三种为具有典型生长环带的自形锆石。对锆石吸收程度不同部位测定的U-Pb定年结果表明,207Pb/206Pb年龄介于(1783±8)Ma￣(1895±8)Ma,49个测点的加权平均年龄为(1833±8)Ma。这一结果表明,蚌埠隆起区五河杂岩的形成时代为古元古代。这与华北克拉通中央造山带的形成时间及胶东高压麻粒岩相变质作用的时间相吻合,进而暗示五河杂岩应属于华北克拉通的基底。     

蚌埠老山含石榴子石片麻状花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及其对华南俯冲陆壳再循环的意义

对华北板块东南缘蚌埠隆起区内凤阳县老山含石榴子石片麻状花岗岩进行了锆石SHRIMP U—Pb定年。阴极发光图像显示所研究样品中锆石通常具有核-幔-边结构。其中,核部年龄为新元古代（一个谐和年龄为673Ma±12Ma）、幔部年龄为三叠纪和具有岩浆结晶环带的边部年龄为159Ma±2Ma。锆石边部明显具有岩浆结晶环带以及高的Th／U比值（一般为0．14～0．45）,其年龄代表该岩石的形成时代;幔部具有低的Th／U比值（一般为0．02～0．15）,为变质成因;而核部常具有岩浆结晶环带,有时因重结晶等原因而模糊,其年龄应代表源区岩石的形成时代。由于继承锆石的形成时代为新元古代并经过印支期变质作用,这些年龄记录与大别山超高压岩石一致。因此,证明老山含石榴子石片麻状花岗岩为159Ma±2Ma,其为经历了三叠纪多期变质作用改造的华南俯;中陆壳物质发生部分熔融而形成即由华南三叠纪俯冲陆壳物质再循环的结果。而华北板块通东南缘深部存在华南俯冲陆壳岩石,进一步证实在中生代华南板块至少已俯冲至蚌埠地区。     

蚌埠隆起区花岗岩形成时代及岩浆源区性质:锆石 LA-ICPMS U-Pb定年与示踪

蚌埠隆起区西庐山及女山花岗岩中岩浆锆石 206Pb/238U加权平均年龄分别为 (129.3± 4.8)Ma( n=7)和 (130.1± 3.2)Ma( n=9),这表明岩体的形成时代为早白垩世早期;曹山二长花岗岩和蚂蚁山花岗岩中岩浆锆石 206Pb/238U加权平均年龄分别为 (110.3± 2.8)Ma( n=17)和 (115.8± 3.1)Ma( n=18),其形成时代为早白垩世晚期.岩体的岩相学和具有震荡环带岩浆锆石的存在表明该类花岗岩均为岩浆结晶的产物,而非混合岩化成因.西庐山和女山花岗岩中新元古代岩浆锆石和印支期变质锆石的存在以及太古宙和古元古代继承锆石的存在暗示岩浆源区既有扬子地块基底物质又有华北地块基底物质,其中某些遭受了超高压变质作用的改造.蚌埠隆起区深部地壳中扬子地块基底物质的存在与扬子地块沿郯庐断裂带于北西方向俯冲于华北地块之下的地质事实相吻合.     

东南极拉斯曼丘陵斯图尔内斯半岛及邻区片麻岩变质作用:相平衡模拟与锆石年代学

东南极拉斯曼丘陵斯图尔内斯半岛及邻区发育不同类型的片麻岩。本文结合岩相学、相平衡模拟以及年代学分析等方法对该地区石榴石斜方辉石片麻岩(样品LSM178-2)和石榴石夕线尖晶石片麻岩(样品LSM302-10)进行综合研究,结果显示片麻岩经历了中低压高温麻粒岩相变质作用。样品LSM178-2峰期温压条件为T=830～870℃,P=6.1～8.9kbar,后期退变至T 705℃,P=3.6～5.4kbar。石榴石夕线尖晶石片麻岩(LSM302-10)保存的峰期温压范围为T=860～1050℃,P=4.8～10.2kbar,之后退变至T=820～840℃,P=4.7～5kbar。样品LSM178-2主要矿物组合对应的变质年龄为～543±5.7Ma。样品LSM302-10中锆石暗灰色边年龄为531±5.7Ma,浅灰色边年龄为509±5.9Ma,这些变质年龄可能反映了持续较长时间的泛非期构造热事件(ca. 540～510Ma)。结合相关区域已有资料分析,拉斯曼丘陵西部斯图尔内斯半岛及邻区片麻岩记录的中低压高温麻粒岩相变质作用可能反映了造山作用后期的抬升与伸展。     

苏鲁超高压榴辉岩的石榴石生长成分环带及变质作用P—T轨迹

在南苏鲁东海地区,部分超高压榴辉岩中的变斑晶石榴石具有复杂的生长成分环带和多期矿物包体组合,它们记录了超高压变质岩的多阶段变质演化过程,即绿帘角闪岩相进变质、柯石英榴辉岩相峰期变质、石英榴辉岩相和角闪岩相退变质作用。运用相关的地质温、压计,使用代表最高变质温度的变斑晶石榴石慢部（具最低的Fe／Mg比值）和与其平衡的绿辉石包体成分,获得了〉900℃和4．1～4．5GPa的超高压变质务件。联合其他变质阶段的温、压条件,一个顺时针的变质作用P—T轨迹得以建立。它的特征是进变质与退变质路径近于平行,早期退变质作用为降温、降压过程．榴辉岩石榴石生长成分环带的保存说明超高压变质岩在峰期变质阶段有非常短暂的停留时间,并以很快的折返速率抬升到地壳浅部,超高压变质岩折返过程中的明显降温是石榴石生长环带得以保存的另一个有利条件,     

四川会理小青山铜（金）矿区变质岩特征及变质作用P—T—D轨迹

经剖面测制及岩相学研究,确定小青山组主要由石榴石绢云母千枚岩、绢云母千枚岩及碳质板岩组成,而前人所提出的硬绿泥石千枚岩实际上是退变的石榴石绢云母千枚岩。镜下观察及成分研究证明石榴石具有两期生长的特点,其内核的Ｓｐｅ分子和Ａｌｍ分子分别为２９．２２％～３３．５５％和４３．２８％～４８．８６％,而边缘的Ｓｐｅ和Ａｌｍ分别为８．６５％～１７．０８％和６０．５５％～７０．０６％。依照结构特征划分出了２个阶段的白色云母。不同阶段白色云母的化学成分有一定差异。用同样的方法识别出了３个阶段的绿泥石,不同阶段绿泥石的成分也有一定差异。通过变质岩结构特征及矿物生长关系将变质作用划分为３个阶段（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）。利用矿物温压计估算出了这３个阶段的Ｔ、Ｐ条件,Ｍ１：５００～５５０℃,０．６～０．７５ＧＰａ;Ｍ２：４００～４３０℃,０．３～０．５ＧＰａ;Ｍ３：２８０℃,＜０．３ＧＰａ。将变质变形研究相结合,建立了变质作用的Ｐ－Ｔ－Ｄ轨迹。小青山组变质Ｔ、Ｐ条件的确定,排除了其中赋存的小青山Ｃｕ（Ａｕ）矿床属沉积变质成因的可能。初步认为该Ｃｕ（Ａｕ）矿床为深源流体交代成因。     

苏鲁超高压变质带中非超高压花岗质片麻岩的准确识别:来自锆石微区矿物包体及SHRIMP U-Pb定年的证据

通过隐藏在锆石微区矿物包体激光拉曼的系统鉴定和阴极发光图像特征的详细研究,配合相应的锆石微区SHRIMP U-Pb定年测试,发现苏鲁地体超高压变质带中确实存在非超高压变质的花岗质片麻岩。该类岩石中的锆石晶体自核部到边部所保存的矿物包体以不含超高压矿物为特征,相应的阴极发光图像具有典型岩浆结晶锆石的核部和幔部,以及变质的再生边的特点。其中岩浆结晶锆石微区记录的~(238)U-~(206)Pb年龄为404～748Ma,表明原岩中部分锆石可能经历了Pb丢失,也不排除后期热事件因素的影响,原岩的形成年龄应大于748 Ma;而锆石的再生边所记录的~(238)U-~(206)Pb。年龄为204～214 Ma,与研究区经历超高压变质的副片麻岩和花岗质片麻岩锆石微区所记录的苏鲁地体快速折返过程中角闪岩相退变质年龄(~(238)U-~(206)Pb年龄的平均值为211±4 Ma,刘福来等,2003a)十分相似。上述特征表明,苏鲁地体超高压变质带中的部分花岗质片麻岩在超高压变质事件之前就已经形成,但并未“参与”深俯冲—超高压的变质演化过程,而是在苏鲁地体快速折返的角闪岩相退变质过程中与超高压岩片“拼贴”在一起。该项成果不仅为正确识别非超高压变质岩石提供了一个新的研究方法,而且对进一步深入探讨苏鲁地体超高压和非超高压岩片的“拼贴”机制有着重     

川西苏地二长花岗岩地球化学、锆石年代学及Lu-Hf同位素特征——对松潘—甘孜地块构造背景的限定

【研究目的】查明松潘—甘孜地块东南部花岗岩地球化学及构造演化特征,对在该区寻找稀有金属矿产具有重要意义。【研究方法】在野外地质调查基础上,采集了地块东南部前人研究未涉及的苏地岩体二长花岗岩样品开展了镜下鉴定、岩石地球化学及锆石LA-(MC)-ICP-MS U-Pb和Lu-Hf同位素测试工作。【研究结果】结果表明,苏地岩体二长花岗岩SiO₂含量为63.72%~66.48%,中—高钾、富钠、贫钙,AR值为1.44~1.83,A/CNK值为0.98~1.16,为中—高钾钙碱性系列;岩石相对富集K、Rb、Cs等大离子亲石元素（LILE）,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFSE）;岩石稀土总量为157.16×10^-6~187.88×10^-6,LREE/HREE为6.26~9.46,δEu为0.62~0.74,具有弱—中等的负铕异常;锆石U-Pb定年结果为（221.1±1.5）Ma（MSWD=0.30,n=22）和（214.5±1.5）Ma（MSWD=0.22,n=22）,表明苏地岩体原始岩浆初始结晶时代为晚三叠世中期;锆石Lu-Hf同位素ε_Hf(t)和T_DM2分别为-6.56~-4.12和1.67~1.51 Ga。【结论】综合分析认为苏地二长花岗岩为较为典型的I型花岗岩,其可能为源于下地壳的初始岩浆于晚三叠世中期在造山碰撞闭合转入伸展体制下上升侵位过程中形成。松潘—甘孜地块东南部在晚三叠世中期处于后碰撞造山环境。     

内蒙古西部额济纳旗及邻区石炭系—二叠系的储集条件——石炭系—二叠系油气地质条件研究之二

通过对研究区石炭系—二叠系碎屑岩沉积相纵向演化与平面展布特征、岩石学特征、成岩作用、孔隙类型的研究,认为研究区石炭系—二叠系碎屑岩砂砾岩的发育程度、成分成熟度、结构成熟度等均受阿拉善古陆和马鬃山-拐子湖中间隆起带2个沉积物源的控制。南部以阿拉善古陆为主要沉积物源,砂砾岩发育,成分成熟度和结构成熟度均较高。由南向北阿拉善古陆作为物源的影响逐渐降低,砂砾岩发育程度逐渐变差,成分成熟度和结构成熟度亦逐渐变差。以粘土矿物及其相对含量、自生矿物特征等为主要依据,对成岩作用阶段进行划分,多数剖面以中成岩A期为主,研究区北部、北山地区和受阿尔金走滑断裂影响的雅干一带,受构造动力变质作用或岩浆热接触变质作用的影响进入中成岩B期。碎屑岩储集层孔隙演化受成岩作用的控制,多数以溶蚀孔（缝）为主,少数具有残余粒间孔,总体来看孔隙发育较差。除碎屑岩储集层外,各类碳酸盐岩、火山岩,以及华力西期风化壳的各类岩石均可能成为重要的储集层类型。     

江西九瑞矿集区成矿与未成矿中酸性侵入岩年代学、岩石化学、矿物化学特征的异同及地质意义

江西九瑞矿集区主要发育有斑岩型、矽卡岩型及块状硫化物型三种类型的铜多金属矿床,其中斑岩型与矽卡岩型为典型的岩浆热液矿床,块状硫化物型矿床产在五通组砂岩与黄龙组白云岩界面之中,但多数也均位于侵入体附近,通常认为岩浆热液对层状黄铁矿体的叠加作用对其成矿起了重要作用。区内同时发育有大量与成矿岩体岩性相似的未成矿侵入岩,长期以来,一直未能找出成矿侵入岩的判别标志和侵入岩成矿与否的原因。本文对区内岩性为花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩的成矿与未成矿侵入岩进行了锆石U-Pb定年、岩石主量元素分析以及造岩矿物电子探针测试工作,结果显示,九瑞地区岩浆活动的时代相对集中,成矿侵入岩的年龄分布于138.2±1.8Ma至148.0±1.0Ma之间,未成矿侵入岩的年龄分布于139.0±1.3Ma至149.6±3.0Ma之间,成矿与未成矿侵入岩的侵位时代基本相同,年龄在误差范围内一致。二者的SiO₂以及其它9种主量元素含量的变化范围都非常接近,或有很大重叠,表明成矿与未成矿侵入岩的主要岩石化学成分基本相同。通过造岩矿物成份计算了岩浆开始固结的温度和侵位压力,成矿侵入岩的平均温度769℃与未成矿侵入岩的平均温度723℃在误差范围内大体一致,但成矿侵入岩的温度变化范围（580~915℃）明显大于未成矿侵入岩（656~796℃）。侵位压力方面,未成矿侵入岩的压力值（平均5.7kbar）显著大于成矿侵入岩（平均1.4kbar）。因此我们认为,成矿与未成矿侵入岩相比,前者经历了更为显著的减压过程,该过程也许对形成岩浆热液矿床非常重要,可能是产生独立热液相的一个主要途径,并且能够在岩体内及围岩中造成大量裂隙,为热液循环提供通道。但是,数据同时显示,并非经历了显著减压过程的侵入岩都能够成矿,最终成矿与否是受到不同阶段多种因素联合控制的,因此显著减压并不是成矿的充要条件,而更可能是前提条件。由已获得的未成矿侵入岩数据来推测,在九瑞地区,侵位压力大于4kbar的中酸性侵入岩,成矿潜力可能较小。由黑云母成份估算的氧逸度显示,成矿侵入岩的氧逸度变化较大并且覆盖了未成矿侵入岩的氧逸度范围,但是未成矿侵入岩的氧逸度均没有超过HM（Fe₃O₄-Fe₂O₃）缓冲线,而成矿侵入岩中有一半左右的数据点高于该缓冲线,表明较高的氧逸度对成矿更为有利,在九瑞地区,氧逸度高于HM（Fe₃O₄-Fe₂O₃）缓冲线的侵入岩,其成矿潜力可能更大。