贺兰山北段早前寒武纪孔兹岩系的变质变形演化及动力学

通过对贺兰山北段孔兹岩系宏观及微观构造和典型变质矿物的详细研究,识别出该区曾经历了两个阶段四幕变形作用和三个阶段六幕变质作用,并结合矿物温历的估算,建立了该区变质作用演化的顺时针p-T-t-D轨迹,其反映本区孔兹岩系形成于陆陆碰撞的造山环境中,构造增厚作用是其发生的诱因。     

山东半岛基性高压麻粒岩的成因矿物学及变质演化

在山东半岛的平度-莱西-莱阳-烟台一带,广泛出露基性高压麻粒岩,它们呈大小不等的透镜体或不规则脉状体产于TTG片麻岩中,且与超镁铁质岩石密切"伴生"。根据岩相学、矿物相转变、变质反应以及温压条件的系统研究结果,确定山东半岛基性高压麻粒岩经历了四个阶段的变质演化。早期进变质阶段(M1)的标志性矿物组合以石榴石及其内部的细粒单斜辉石+斜长石±石英为特征,记录的温压条件为T=740～770℃、P=0.9～1.0GPa;峰期高压麻粒岩相变质阶段(M2)的矿物组合以基质中石榴石(富Ca核部)+单斜辉石(富Al核部)+斜长石(富Na核部)±石英为特征,记录的温压条件为T=850～880℃、P=1.45～1.65GPa;峰后近等温减压(中压)麻粒岩相退变质阶段(M3),以发生一系列典型减压反应和斜方辉石的大量出现为标志,典型的矿物组合为斜方辉石+单斜辉石+斜长石+磁铁矿±角闪石,记录的温压条件为T=780～830℃、P=0.65～0.85GPa;晚期角闪岩相退变质阶段(M4)以石榴石发生降温反应、形成角闪石+斜长石+磁铁矿±石英等退变矿物组合为特征,记录的温压条件为T=590～650℃、P=0.62～0.82GPa。高压基性麻粒岩的变质演化的P-T轨迹具有顺时针型式,先后经历了近等温减压过程(ITD)和近等压降温过程(IBC)变质演化过程,指示研究区基性高压麻粒岩是古老陆块之间在俯冲-碰撞造山过程中加厚下地壳折返地表的产物。该项成果对于重新认识华北克拉通在早前寒武纪古老陆块的碰撞-拼贴及其演化的动力学过程具有重要科学意义。     

内蒙东南部早前寒武纪孔兹岩系中斜长石的成分环带

内蒙东南部早前寒武纪孔兹岩系中斜长石的Ca、Na、si、Al“等阳离子存在明显的成分环带。依据其成因机制可划分为生长环带和扩散环带。对不同成因的斜长石环带的成分,采用Ga—Pl—Al_2SiO_5(Sill)—Q压力计,配合Ga—Bi矿物对温度压力计估算,峰期前温度为570～620℃,压力1.0～1.2 GPa;峰期温度为750～850℃,压力0.75～0.85 GPa,峰期后温度为600～650℃,压力为0.5～0.62 GPa。可以确定本区早前寒武纪孔兹岩系变质作用演化为顺时针碰撞造山带型式的P—T—t轨迹。     

贺兰山北段孔兹岩系脱水熔融实难Ⅱ：岩石结构对变质反应的制约

贺兰山北段孔兹岩系中最有代表性的两类岩石,变粒岩及富铝片麻岩天然块装样品的脱水熔融实验研究表明,在不同的温度压力条件,两类岩石产生明显不同的变质絷２,变粒岩类在所有的实验条件下均产生Ｂｔ＋Ｐｌ＋Ｑｚ→Ｈｙ＋Ｋｆ＝Ｍ（熔体）的反应,而富铝片麻岩在不同压力下出现不同的变质反应：０．４ＧＰａ条件发生：Ｂｔ＋Ｐｌ＋Ｑｚ→Ｈｙ＋Ｋｆ＋Ｍ;０．６ＧＰａ条件下发生;Ｂｔ＋Ｑｚ→Ｓｉｌ＋Ｋｆ＋Ｍ;０．８ＧＰａ条件     

内蒙古兴和—卓资地区早前寒武纪孔兹岩系岩石中流体包裹体的特？…

根据形态和产状,显微测温和拉曼探针分析资料,本区孔兹岩系岩石中流体包裹体可分三类：１）碳质液相负晶形包体。产于变质峰期夕线石等之中,Ｈ２Ｏ很低（ＸＨ２Ｏ≈７０￣９０）,密度为１．００￣１．０５ｇ／ｃｍ＾３,相应压力约为０．７ＧＰａ。它们是含Ｈ２Ｏ比现在稍高且均匀的峰期流体相被封闭之后,在岩石进一步干化和减压过程中Ｈ２Ｏ从包体内不同程度向外泄漏后所成。２）Ｈ２Ｏ溶液两相包体（ＸＨ２Ｏ〉８０￣８５）。     

集宁岩群孔兹岩系的变质岩石学特征和沉积环境浅析

基于在测区内先后开展的八幅矿调项目,通过对集宁岩群孔兹岩系岩石学、地球化学特征的分析和孔兹岩系变质原岩的恢复表明:集宁岩群孔兹岩系原岩主要为中酸性凝灰岩、泥(或页)岩、白云质泥灰岩、砂岩,是一套粒度极细的碎屑沉积岩。沉积物运距离长、沉积时水动力条件较稳定,说明集宁地区在前寒午纪时一度处于较稳定的还原条件下的克拉通盆地环境。物源区岩性应为中酸性火山岩(花岗闪长岩质),且地层厚度较大,说明在元古代早期,集宁附近曾经出露过大量中酸性花岗岩。部分麻粒岩的原岩为玄武岩,表明在元古代时期华北地台西部曾经有过一定规模的基性岩浆岩侵入事件,间接揭示出华北地台克拉通化痕迹。     

山东南墅地区孔兹岩系变质矿物的成因及演化

南墅地区孔兹岩系的变质矿物具有多成因、多世代的特征 ,其经历三阶段五幕的变质作用 ,形成了以Sil+Gt +Cord +Bi +Kf +Pl+Q为代表的共生矿物组合。通过对主要变质矿物成因及演化特征的分析 ,结合温压计估算 ,确定该区孔兹岩系峰期变质作用温度为 70 0～ 75 0℃ ,压力为 0 .6～0 .7GPa ,变质程度达角闪麻粒岩相。确立 pTt轨迹具顺时针演化特点 ,反映一种陆 -陆碰撞造山带式构造演化模式。     

贺兰山北段孔兹岩系脱水熔融实验Ⅱ--岩石结构对变质反应的制约

贺兰山北段孔兹岩系中最有代表性的两类岩石 :变粒岩及富铝片麻岩天然块状样品的脱水熔融实验研究表明 ,在不同的温度压力条件 ,两类岩石产生明显不同的变质反应 ,其中变粒岩类在所有的实验条件下均产生 Bt+Pl+Qz→ Hy+Kf+M(熔体 )的反应 ,而富铝片麻岩在不同压力下出现不同的变质反应 :0 .4 GPa条件下发生 :Bt+Pl+Qz→ Hy+Kf+M;0 .6 GPa条件下发生 :Bt+Qz→ Sil+Kf+M;0 .8GPa条件下发生 :Bt→ Cud+Kf+M。本文认为制约变质反应的主要因素是岩石的结构构造 ,因此在讨论高级变质作用时更要强调压力的重要性     

晋蒙交界孔兹岩系熔体参与变质反应的结构特征及其动力学意义

晋蒙交界孔兹岩系变质反应结构与矿物相转变机制研究结果表明,在麻粒岩相变质及其与之相伴随的重熔作用过程中,存在一类特殊的有熔体参与的变质反应,即未熔矿物与熔体之间的反应。结合天然块状岩石高温高压实验,确定研究区孔兹岩系熔体参与变质反应如下：①２Ｇｔ＋（９ＳｉＯ２＋４Ａｌ２Ｏ３）熔体＝３Ｃｒｄ;②Ｇｔ＋（２ＳｉＯ２＋２Ａｌ２Ｏ３）熔体＝Ｓｐ＋Ｃｒｄ;③２Ｇｔ＋（３ＳｉＯ２）熔体＝２Ｏｐｘ＋Ｃｒｄ;④１４Ｇｔ＋（２５ＳｉＯ２＋４Ｈ２Ｏ）熔体＝４Ｃｕｍ＋７Ｃｒｄ。这类熔体参与变质反应不仅受控于温压条件,而且与寄主岩石脱水熔融、长英质矿物部分熔融存在密切成因关系。该项理论与实验研究对于深化变质反应理论、探讨孔兹岩系矿物相转变成因机制及其动力学过程有着重要的意义。     

北祁连地区早古生代弧岩浆作用及变质作用事件:以门源-柯柯里地区为例

位于祁连地块北缘的门源-柯柯里杂岩体出露一套早古生代高级变质岩,其中长英质片麻岩的矿物组合以石榴子石+夕线石+黑云母+长石+石英为特征,变基性岩以石榴子石+单斜辉石+角闪石+斜长石+石英为特征,具有典型的高角闪岩相-麻粒岩相组合特征。岩相学观察、相平衡模拟和地质温压计估算结果显示门源地区石榴黑云斜长片麻岩和石榴角闪岩的峰期变质作用的温压条件分别为780℃、9.0kbar和790℃、8.4kbar。相平衡模拟揭示石榴黑云斜长片麻岩经历了近等压降温的逆时针P-T轨迹,可能反映了处于中地壳的岩石经历了与洋壳俯冲相关的弧岩浆岩和弧火山岩所带来大量的热所导致的高温变质及随后的等压冷却过程。锆石U-Pb定年显示门源-柯柯里地区2个高级变质岩的变质年龄和1个闪长岩的弧岩浆作用年龄分别为495±2Ma、493±3Ma和495±3Ma,表明门源-柯柯里一带共同经历了北祁连洋壳俯冲导致的500Ma左右的弧岩浆作用和变质作用。门源-柯柯里高温低压变质带和其北侧百经寺-清水沟一带出露的HP/LT变质岩组成了双变质带,并指示了北祁连洋早古生代时期的向南俯冲。     

贺兰山孔兹岩系的变质时代及其对华北克拉通西部陆块演化的制约

贺兰山孔兹岩系作为华北克拉通西部孔兹岩带的重要组成部分,其变质时代问题一直悬而未决.利用SHRIMP锆石U-Pb定年技术,对贺兰山孔兹岩系中3个代表性富铝片麻岩(石榴堇青钾长片麻岩、石榴堇青二长片麻岩与石榴黑云斜长片麻岩)样品进行了精确定年.发现这3种岩石虽处不同层位,但其碎屑锆石年龄却非常集中,各测点207Pb/206Pb年龄总体变化在2.0～2.1Ga之间,加权平均年龄则在2017～2040Ma之间.这些碎屑锆石都具有岩浆结构特征,反映当时曾存在大规模花岗质岩浆活动,所成岩体为孔兹岩系沉积提供了充足物源.另有少量大于2.5Ga的碎屑锆石(2520～2949Ma),表明本区存在太古代岩浆活动记录.本区石榴堇青二长片麻岩中发育典型的变质增生锆石,其成因很可能与黑云母的脱水熔融反应有关.利用该锆石确定贺兰山孔兹岩系的变质时代为1950±8Ma.该时代与东部大青山、乌拉山孔兹岩系变质时代相同,表明华北克拉通西部的阴山地块与鄂尔多斯地块大体是以平行的方式正面拼贴到一起的,形成了目前的孔兹岩带.     

山东半岛早前寒武纪高级变质基底中超镁铁质岩的成因

山东半岛早前寒武纪高级变质基底广泛出露超镁铁质岩,它们呈大小不等的透镜体产于TTG片麻岩中,且与基性高压麻粒岩密切"伴生"。岩相学和矿物相转变分析、温压条件估算以及锆石原位U-Pb定年结果表明,山东半岛超镁铁质岩记录了十分复杂的演化历史,其中早期残留的原岩标志性的矿物组合 (M₁) 以尖晶石 (富Mg)+橄榄石 (富Mg)+斜方辉石 (富Mg) 为特征,相应的岩浆结晶温压条件T=980~1050℃、P=1.55~1.65GPa;峰期高压麻粒岩相变质阶段 (M₂) 的典型的矿物组合以尖晶石 (富Fe)+橄榄石 (富Fe)+斜方辉石 (富Fe) 为特征,相应的温压条件T=840~880℃、P=1.40~1.55GPa,此阶段形成的变质锆石记录的高压麻粒岩相变质时代为1858~1877Ma;峰后中低压角闪-麻粒岩岩相退变质阶段 (M₃) 的矿物组合以斜方辉石+单斜辉石+橄榄石+角闪石 (富 (Na+K))+尖晶石+磁铁矿(富Cr) 为特征,相应的温压条件T=760~820℃、P=0.55~0.65GPa,此阶段形成的变质锆石记录的退变质时代为1820~1840Ma;晚期低角闪岩相-绿片岩相变质阶段 (M₄),以形成角闪石 (贫 (Na+K))+磁铁矿 (贫Cr)+蛇纹石±绿泥石±金云母的矿物组合为特征,相应的温压条件T=500~600℃、P=0.32~0.40GPa。超镁铁质岩的变质演化具有典型碰撞造山带顺时针P-T-t轨迹,指示山东半岛超镁铁岩是古老陆块之间碰撞造山的产物。该项成果对于进一步深入探讨华北克拉通东南缘早前寒武纪古老陆块的碰撞-拼贴及其演化的动力学过程具有重要科学意义。     

河南鲁山太华变质杂岩前寒武纪变质作用

太华变质杂岩("太华群")出露于华北克拉通中部造山带南缘,包括自西北向东南依次出露的华山、洛宁、鲁山、舞钢等四个出露区。鲁山地区太华变质杂岩中的斜长角闪岩类,变质演化历史记录得相对最为全面,其中普遍保留了三个阶段的变质矿物组合。第一阶段变质矿物组合(M1)为进变质组合,以石榴子石变斑晶中的包裹体矿物组合(石英+斜长石+角闪石±单斜辉石±钛铁矿)为代表,形成于约710℃/7.8kbar的条件下。第二阶段变质矿物组合(M2)为变质高峰期组合,以石榴子石变斑晶和基质矿物组合(角闪石+斜长石+石英±单斜辉石±钛铁矿)为代表,形成于约730~810℃/8.1~11.7kbar的条件下。第三阶段的矿物组合为退变质组合,以环绕石榴子石变斑晶发育的后成合晶矿物组合(石英+斜长石+角闪石±单斜辉石±钛铁矿)为代表,形成的温度与压力条件约为730~740℃/3.5~5.7kbar。这些斜长角闪岩类记录了顺时针变质作用P-T轨迹,其中包含近等温降压的退变质过程,其中变质峰期变质条件达高角闪岩相到麻粒岩相过渡区。二次离子质谱(SIMS)探针锆石U-Pb定年表明,变质锆石年龄介于1.93~1.87Ga之间。结合其他学者发表的资料,推测华北中部造山带的中段和南段似乎在~1.95Ga即已开始了俯冲-碰撞的造山过程,而且该造山过程几乎延续了150Myr之久。     

中国北方石墨矿床及赋矿孔达岩系碳同位素特征及有关问题讨论

本文综合了中国北方孔达岩系和石墨矿床的碳同位素数据 10 2件 ,发现片麻岩石墨 透辉岩石墨 <大理岩石墨 <石墨大理岩方解石 <大理岩方解石 ;混合岩化岩石中石墨δ1 3C总介于有机碳和无机碳之间 ;不同地体片麻岩石墨δ1 3C极为一致 ,变化于 - 2 2 .8‰～ - 2 1.48‰ ,略低于世界有机质平均值 - 2 6± 7‰ ;大理岩的原岩碳酸盐δ1 3C高于 2‰ ,与2 330～ 2 0 6 0 Ma期间全球性δ1 3Ccarb正向漂移事件一致。地质流体是碳同位素分馏、均一化的重要因素 ,是石墨矿床的 3种主要碳源之一 ,是碳的 5种存在形式之一 ,也是碳循环的重要媒介和方式 ;导致热液矿床δ1 3C=- 5‰左右的因素较多 ,依据δ1 3Ccalcite - 5‰得出成矿物质和流体来自地幔的结论值得怀疑 ;中国北方孔达岩系形成于古元古代 ,可能为 2 30 0～ 2 0 5 0 Ma。     

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。     

北大别饶拔寨石榴辉石岩P-T-t轨迹及其构造意义

P-T-t轨迹作为变质岩的重要研究方法之一，对揭示岩石的构造演化过程具有重要意义。北大别饶拔寨镁铁-超镁铁岩形成的构造环境和就位过程长期以来尚存争议。本文通过岩相学观察、矿物化学研究和温压计计算，揭示出饶拔寨石榴辉石岩经历了四个变质演化阶段：1）超高压变质阶段（M1）：主要根据石榴子石中金红石的出溶，单斜辉石中石英的出溶和磷灰石中不透明矿物的出溶，结合前人研究，认为饶拔寨石榴辉石岩经历过超高压变质阶段（≥2.5GPa）；2）高压麻粒岩相阶段（M2）：矿物组合为石榴子石（变斑晶）和单斜辉石（基质）+斜长石（基质），记录的温压条件为T=648~700℃，P=1.47~1.94GPa；3）中压麻粒岩相阶段（M3）：以石榴子石外围发育的主要由斜方辉石+斜长石组成的内圈"白眼圈"为特征，形成的温压条件为T=781~796℃，P=0.92~0.98GPa；4）角闪岩相阶段（M4）：以石榴子石变斑晶周围发育的外圈"白眼圈"为特征，其矿物组合为角闪石+斜长石的后成合晶，形成的温压条件为T=663~685℃，P=0.50~0.58GPa。石榴辉石岩的锆石SIMS U-Pb定年得到了3组不同的交点年龄，分别为208.1~202.1Ma、227.6Ma和817.7Ma。根据锆石包裹体中角闪石+斜长石的组合，推断208.1~202.1Ma代表了角闪岩相变质年龄的下限，227.6Ma则是高压麻粒岩相的下限年龄，而新元古代年龄（817.7Ma）与区域上的变质岩原岩年龄一致，可能代表了其原岩年龄。结合前人研究，饶拔寨石榴辉石岩记录了顺时针的P-T-t轨迹，揭示了板片俯冲（超高压变质）-碰撞-折返（降压升温过程，~227Ma）-抬升（降压降温过程，208~202Ma）的完整过程。     

胶东早元古代荆山群变质作用演化样式及其构造环境探讨

胶东地区发育大面积的早无古代变质地层──荆山群。该套岩系经历了三期五个阶段的变质作用,峰期温压条件为T＝700～750℃,p＝0．50～0．60GPa,达角闪麻拉岩相。变质作用pTt轨迹为逆时针形式,反映早元古代陆缘壳内裂陷带的闭合过程。     

华北克拉通西部古元古代孔兹岩系的地层对比、岩相古地理特征及其地质意义

位于华北克拉通西部的孔兹岩系是探讨华北克拉通形成及演化过程的关键对象之一,近年来的研究显示这套富铝质沉积岩系在1.95~1.82Ga期间经历了高压/高温和超高温-高温/中(低)压两期变质作用。已发表的钻井资料表明鄂尔多斯中、新生代盆地的基底岩石在源区特征、沉积时代、岩石矿物组合和变质时代等方面均与孔兹岩系十分类似,暗示孔兹岩系的原岩分布和后期的高级变质作用范围可能涉及到了鄂尔多斯地块内部。然而,目前对于孔兹岩系的原岩分布、等时性和沉积环境等问题仍有争议,这些问题对于约束孔兹岩系的时空分布和理解华北克拉通西部地区的构造演化过程具有十分重要的科学意义。基于地层学角度的尝试,本文选取贺兰山、大青山和集宁地区的孔兹岩系进行了沉积层序的划分及对比,并初步恢复了相应时期鄂尔多斯地块的岩相古地理特征。本文的研究结果表明:(1)鄂尔多斯地块北缘的贺兰山、大青山和集宁等地区的孔兹岩系均由可对比的三个沉积层序组成;(2)这套沉积岩系的分布范围呈面状延伸至鄂尔多斯地块内部,指示华北克拉通西部曾存在一个克拉通内盆地性质的"鄂尔多斯陆表海",其海侵方向可能由贺兰山-鄂尔多斯地块内部指向大青山、集宁等地区;(3)鄂尔多斯陆表海可能发育于2.5~2.3Ga"构造寂静期"的某一阶段,此间堆积的孔兹岩系(丰镇群)原岩很可能是代表华北陆块完成克拉通化过程的标志性盖层。     

贺兰山高压泥质麻粒岩——华北克拉通西部陆块拼合的岩石学证据

贺兰山孔兹岩系作为华北克拉通西部孔兹岩带的重要组成部分,其成因问题一直存在争议。近来,在对贺兰山富铝岩系研究过程中,发现了具有"蓝晶石+条纹长石+石榴石"特征组合的高压泥质麻粒岩。通过岩相观测与相平衡定量模拟,确定其曾经历四个阶段的变质演化过程,即早期进变质阶段(M1)、变质峰期阶段(M2)、峰期后降压阶段(M3)和晚期退变阶段(M4)。早期进变质阶段,以石榴石中包裹黑云母和白云母为特征。变质峰期阶段,以出现"蓝晶石+条纹长石+石榴石"组合为特征,变质温、压条件为850～870℃、1.4～1.5GPa。峰期后降压阶段以峰期石榴石和蓝晶石转变为堇青石和夕线石为特征,温压条件大致为840～860℃、0.6～0.8GPa。晚期退变阶段以出现新生黑云母为标志,温、压条件为780～810℃、0.45～0.55GPa。PT轨迹具有顺时针演化样式,峰期后表现为先发生近等温降压(ITD)、后发生近等压冷却(IBC)的退变过程,反映陆-陆碰撞发生高压麻粒岩相变质作用,后又快速折返到正常地壳深度的变质动力学过程,进而从岩石学角度证明华北克拉通西部孔兹岩带是由北部的阴山陆块与南部的鄂尔多斯陆块发生碰撞所致。