西大别浒湾高压变质带变沉积岩锆石U-Pb年龄及地质意义

西大别山浒湾高压变质带是研究秦岭-大别山-苏鲁造山带演化的关键区域, 但是该地区榴辉岩相变质时间还存在较大争议.本文通过对浒湾变质带熊店附近的一个变沉积岩样品进行LA-ICPMS锆石U-Pb定年和微量元素分析, 来确定该地区榴辉岩相变质作用和碎屑锆石的年龄, 并确定该变质带的演化历史.该样品的变质锆石具有弱分带或无分带、低Th/U比值、重稀土含量低且相对平坦以及无明显的Eu负异常等特征.反映这些变质锆石形成时有石榴石, 而缺乏长石, 其形成对应于榴辉岩相变质作用条件.该样品中变质锆石的206Pb/238U加权平均值为310±3Ma, 这一年龄代表了该地区榴辉岩相峰期变质作用的时间, 因此浒湾地区榴辉岩相变质作用时间为石炭纪.碎屑岩浆锆石得到了3组近谐和的U-Pb年龄, 其206Pb/238U年龄变化范围分别为: 400±5Ma~419±5Ma、426±5Ma~449±5Ma以及496±5Ma~524±7Ma, 还有1个颗粒给出了580±7Ma的较老年龄.这些结果表明变沉积岩中的碎屑锆石可能大部分来自于华北板块南缘, 少量来自于扬子板块.      

大别山英山和熊店榴辉岩单颗粒锆石SHRIMP U-Pb年代学研究

报道了对大别山高压-超高压带河南罗山熊店和湖北英山蜜蜂尖两地榴辉岩单颗粒锆石SHRIMP U-Pb原位(in-situ)定年结果.英山超高压榴辉岩年龄有4组:(773±20) Ma,(730±16) Ma,(461±7) Ma和(262±6) Ma,其中以(461±7) Ma占绝对优势.熊店高压榴辉岩有3组年龄:(449±14) Ma,(307±14) Ma和(216±4) Ma.两地榴辉岩中均存在约450 Ma的早古生代奥陶纪年龄,它们均具有极低的Zr含量(9×10-6～19×10-6).结合熊店榴辉岩样品具有类似于MORB的微量元素特征和εNd值(450 Ma时为+6.56),说明该古生代年龄应代表古生代洋壳和岛弧物质俯冲经高压-超高压变质作用的产物.由于奥陶纪高压-超高压事件的年龄同时出现在英山和熊店榴辉岩中,且熊店榴辉岩中清楚地记录了三叠纪高压-超高压事件,表明大别高压-超高压带北界无论是在奥陶纪或三叠纪时均应在熊店榴辉岩以北的桐柏-商城断裂.     

大别山超高压变质带花岗岩两期变质作用和造山带抬升的年代学证据

大别山超高压变质带中变质花岗岩常与榴辉岩密切伴生。单颗粒石U Pb定年确定变质花岗岩的原岩为新元古代 (75 5～ 714Ma)花岗岩 ,并经历古生代 (384～ 2 84Ma)和早中生代 (2 2 4.5～ 197Ma)两期变质作用。角闪石 (2 0 3.9Ma)、白云母 (196 .4Ma)和黑云母 (180 .8Ma)Ar Ar年龄表明 ,在早中生代超高压变质作用之后 ,变质花岗岩与榴辉岩一样立即快速隆升冷却 ,直到 180Ma前后这一次快速折返运动才告一段落。双河和碧溪岭变质花岗岩中的榍石、锆石和磷灰石裂变经迹 (FT)年龄表明 ,两个变质花岗岩自 180Ma至 5 4Ma(双河岩体 )或至 5 7Ma(碧溪岭岩体 )为大别山超高压变质带稳定的缓慢抬升期。从 5 4Ma(或从 5 7Ma)～ 5 0Ma(或至5 3.6Ma)进入第二次也是最后一次快速隆升冷却时期。由此 ,大别山的造山运动结束 ,转入新的缓慢隆升阶段至今。     

大别山超高压变质带的构造背景

大别山南部的超高压变质带具有特征的榴辉岩相矿物组合，榴辉岩的岩石化学及稀土元素特征及其伴生的岩石组合，表明这个带是以陆壳成分为主混有少量上地幔及洋壳成分的混杂岩，榴辉岩相围岩和大别群具有不同的变质和变形特征。超高压变质带形成于扬子和中朝板块大陆碰撞的构造环境，是扬子板块陆壳向北俯冲到一定深度的变质产物。     

大别山东部含柯石英榴辉岩锆石U-Pb测年——多期超高压变质作用证据

大别造山带东段南、北大别两类不同产状的柯石英榴辉岩同位素地质年代学对比研究表明:(1)石马榴辉岩超高压变质事件发生于471±2Ma前,并受到海西斯热事件(榴辉岩重结晶)的迭加;(2)碧溪岭与超镁铁质岩共生的榴辉岩是晚元古代北大别古岛弧(镁铁—超镁铁质堆晶岩系)超高压变质作用的产物,镁铁—超镁铁质堆晶岩系可能形成于914±56Ma;(3)大别地区东部加里东期和印支期超高压变质带并置,反映了造山带形成多期“开”“合”的复杂演化史.     

滇西勐库地区退变质榴辉岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

滇西双江县勐库地区退变质榴辉岩呈构造透镜体产于湾河蛇绿混杂岩带内,该发现弥补了东特提斯造山带高压-超高压变质岩在云南境内的空缺。在岩石学观察的基础上,借助激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术,对退变质榴辉岩中的锆石开展了精确的U-Pb年龄测定。所测试的3件样品分别采自3个不同的露头:样品PM011-9-1采自勐库控角剖面,样品PM038-15-4采自勐库地界剖面,样品GH1612-1-1采自勐库根恨大寨。测年结果显示,样品PM011-9-1的23个测点中存在2组较集中的~(206)Pb/~(238)U年龄,分别为801.0±9.8Ma和227.0±12Ma;样品PM038-15-4的26个测点中存在2组较集中的~(206)Pb/~(238)U年龄,分别为447.5±3.6Ma和291.7±6.3Ma;样品GH1612-1-1的30个测点中存在一组较集中的~(206)Pb/~(238)U年龄,为229.0±1.3Ma。结合区域资料及锆石阴极发光图像分析,801.0±9.8Ma应属退变质榴辉岩的原岩年龄,可能代表了Rodinia超大陆裂解早期出现的初始洋壳;而447.5±3.6Ma、291.7±6.3Ma和229.0±1.3～227.0±12Ma这3组年龄可能代表了退变质榴辉岩经历的3期变质作用年龄:分别为峰期硬柱石榴辉岩相的变质作用;中期角闪石榴辉岩相-高压麻粒岩相的退变质作用,为一个降压-增温的"热折返"过程;主期角闪岩相的退变质作用,是一个大幅度的降温-减压过程,奠定了勐库地区退变质榴辉岩的主体面貌。     

大别山超高压变质带层析地震调查

１９９７年３月中德合作进行了大别山科学钻探选址区层析地震调查,研究结果揭示出大别山超高压变质带（ＵＨＰ）地壳精细结构。郯庐断裂带近垂直延伸至Ｍｏｈｏ界面（可能更深）,在Ｍｏｈｏ界面以上郯庐断裂带西侧大别山地壳物质没有迁移进入其东侧。在主测线（横中至潜山镇）２０ｋｍ深度发现一个由西向东倾斜的强反射层,推测可能是一个大的滑脱层。超高压变质岩石（或地幔物质）可能由地幔深处通过郯庐断裂带再沿此滑脱层析返到     

大别山东部榴辉岩带中的变质花岗岩及其大地构造意义

大别山高－超高压变质带中的变质花岗岩类是碱性花岗岩。它以其下列特征与本区未变质花岗岩和围绕它的低压花岗质片麻岩相区别：（１）有标型矿物多硅白云母和长石的石榴石反应边;（２）主要为花岗变晶结构但有残留的岩浆结构,岩体边部有片麻状构造;（３）与超高压围岩之间有残留侵入接触关系,两者共同受到第二期褶皱影响;（４）化学成分富硅和富碱,Ｋ２Ｏ和Ｎａ２Ｏ含量变化不定,大部分样品的Ｎａ２Ｏ大于Ｋ２Ｏ含量,Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ总量大于７％;（５）矿物组合表明变质级为角闪岩相;（６）Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄１８１Ｍａ（全岩,黑云母）;（７）其中常有高－超高压变质岩相的捕虏体。这些特征表明,这里的变质花岗岩类是高－超高压变质带折返到中地壳时侵入其中并随之共同变质变形的,因此是高－超高压变质带的特殊成员。这对理解超高压变质带的折返速率是非常重要的。     

大别山超高压变质榴辉岩的氦同位素组成及对其形成环境的制约

大别山地区榴辉岩全岩的3He/4 He值分布在0 .0 13×10 - 6 ～0 .76 0×10 - 6 之间,平均0 .2 0 0×10 - 6 ,榴辉岩中石榴子石单矿物的3He/4 He值与其全岩的3He/4 He值基本一致。在3He—4 He分布图上榴辉岩的氦同位素数据点远离地幔氦的分布范围,而位于大气氦与地壳氦的过渡部位。采用真空压碎方法对榴辉岩中石榴子石和绿辉石的氦同位素组成进行了分析,也未找到地幔氦的明显踪迹。结合大别—苏鲁地区榴辉岩中极低的δ1 8O值、εNd(0 )值等地球化学特征,提出大别—苏鲁地区超高压变质榴辉岩可能是在地壳中形成的,并未曾俯冲至10 0多千米的地幔深度。榴辉岩的3He/4 He值与围岩类型密切相关,榴辉岩的δ1 8O值与围岩的δ1 8O值同步变化,以及含柯石英大理岩、片麻岩和硬玉石英岩等非基性超高压变质岩和脉状榴辉岩的发现,均证明榴辉岩与其围岩一起经历了超高压变质过程,榴辉岩及其围岩在变质过程中未发生明显的位移,即榴辉岩是原地成因的。     

中大别腹地榴辉岩锆石U-Pb年龄及其类型归属

根据对黄岗-牛凸岭地区榴辉岩样品JS249和JS250的岩相学研究表明,该地区榴辉岩具有明显的高压变质特征,石榴石中包含大量的早期矿物,成分环带显著,其峰期矿物组合主要为Grt+ Omp+ Phn+ Rt+ Qtz+ Ep+ Ky,角闪岩相退变矿物主要为Di+ Mg-Hbl+ Ab+ Prg+ Bt.对样品JS249和JS250温压条件进行计算,样品JS249为T=594±61℃,P=2.58±0.27GPa;样品JS250为T=616±56℃,P=2.14±0.14GPa.同时利用LA-ICPMS以及激光拉曼对这两个样品进行锆石U-Pb年代学研究和锆石包裹体分析,结果显示样品JS249锆石包体主要为角闪石、长石等退变矿物,其加权平均年龄为217.3±3.5Ma,该组年龄代表了角闪岩相退变质年龄;样品JS250锆石包含了石榴石、金红石、绿辉石等峰期矿物包体,其加权平均年龄为235.2±4.2Ma,该年龄应为峰期变质年龄.综合榴辉岩的岩石学、热力学和年代学的研究表明,黄岗-牛凸岭地区应属于低温高压单元,与南大别变质块体类似.     

大别山辉石岩—辉长岩体的锆石U—Pb年龄及其地质意义

大别山北部祝家铺,小河口和椒岩三个辉石岩－辉长岩侵入体的锆石给出四个Ｕ－Ｐｂ谐和年龄,范围均在１２３￣１３０Ｍａ之间,这表明这些基性／超基性侵入体是碰撞后成因的。由于白垩纪花岗岩脉普遍穿切这些辉长岩体,说明大别山垩纪大规模岩浆事件,是从深部地幔部分熔融开始的,其热动力可能源于地幔上涌。     

安徽省大别山东段江岭地区榴辉岩及其围岩的变质作用研究

安徽省大别山东段江岭地区的南大别碰撞杂岩主要由榴辉岩、云母片岩－变粒岩及片麻岩系组成,这三套岩石具有不同的变质演化阶段和Ｐ－Ｔ轨迹：榴辉岩有５个变质阶段,早期出现超高压型、高压型、晚期为中压型;云母片岩－变粒岩有４个变质阶段,早期出现高压型,晚期为中压型;片麻岩系仅有一期中压绿帘角闪岩相变质。三套岩石变质历史的差异,反映其所经历的构造过程不同,三者在构造作用下混杂到一起,构成碰撞混杂岩。     

西大别红安地区榴辉岩原岩年龄及Hf同位素组成:对扬子板块北缘中元古代晚期地壳生长作用的显示

西大别红安地区榴辉岩样品的锆石CL图像显示这些锆石为经历了后期变质重结晶改造的岩浆锆石;挑选锆石内部无变质重结晶区域进行微量元素测试,结果表明其具有典型的岩浆锆石微量元素特点;LA—ICPMS锆石U—Pb年龄测定为1068Ma±23Ma（MSWD=1．8）,应为该榴辉岩原岩形成年龄,指示该地区在中元古代晚期有岩浆活动发生;而锆石的εHf（t）值为8．2～18．1（加权平均结果为14．06±0．62）,TDM为892Ma～1300Ma（加权平均结果为1062Ma±21Ma）,表明榴辉岩的原岩来自亏损地慢。这些结果证实,大别地区存在中元古代晚期到新元古代早期的岩浆作用,且这一时期扬子板块有不同程度的地壳生长。     

北大别大山坑二长花岗片麻岩的地球化学特征与锆石 U-Pb年代学

北大别东部大山坑片麻岩主要由钾长石、斜长石和石英组成,少量角闪石、黑云母和褐帘石,成分为二长花岗质。岩石以富碱（Na₂O＋K₂O）尤其是 K₂O、贫Al₂O₃为特征,地球化学性质上表现为富集 K、Rb、Th、La、Ce等大离子亲石元素而亏损Nb、Ta、U等高场强元素及Sr元素,高的Ga含量、强的负Eu异常（δEu＝0．37）和相对较强的轻重稀土分馏程度（（La／Yb）_N＝16．75）。岩石地球化学的总体特征与南大别水吼地区的 A型花岗片麻岩类似,意味着其原岩与南大别的 A型花岗片麻岩一样,可能也是在拉张状态下形成的一套偏碱性的花岗岩。该二长花岗片麻岩的锆石 U-Pb年龄为229．2±5．5 Ma,也与南大别超高压变质的年龄相似,指示北大别正片麻岩印支期可能也经历过超高压变质作用。南、北大别造山带可能具有相同的形成与演化历史,现南、北大别变质带之间的差异可能更多的是后造山历史不同,尤其是燕山期花岗岩侵入对两个带影响的不同造成的。     

大别山杂岩中两类斜长角闪岩的矿物学鉴别标志及对榴辉岩成因的意义

鉴别造山带斜长角闪岩由含柯石英榴辉岩退变而成，还是未经过超高压变质作用的普通斜长角闪岩，对研究榴辉岩成因有重要意义，本文提出用斜长角闪岩中两个最常见矿物，石榴长石和角闪石的ＭｎＯ和ＭｇＯ含量以及四次配位Ａ１和六次配位Ａ１数可有效地区分这两种不同成因的斜长角闪岩，本文提供的数据表明：大别群变质杂岩中有一部分斜长闪岩并未经历过超高压变质作用，因此，大别群中的超高压变质岩是构造侵入到角闪岩相岩石中的产物     

安徽月山复式岩体锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学特征及其地质意义

根据接触关系和岩石学特征将月山复式岩体划分为两个阶段侵入岩,即第一阶段的石英闪长岩,第二阶段的闪长岩。锆石U-Pb年代学研究表明,安庆地区中生代至少发生过两期岩浆作用,第一期在139Ma,主要形成石英闪长岩,第二期在123 Ma,主要形成闪长岩。岩石地球化学特征表明月山闪长岩体是由壳幔混源岩浆结晶分异作用形成。     

冀北赤城榴辉岩的时间序列:来自锆石SHRIMP U-Pb年龄的证据

冀北赤城退变榴辉岩的原岩为兼具洋中脊和岛弧地球化学属性的拉斑玄武岩类,其变质演化经历了早期的榴辉岩相进变质,以及后期的麻粒岩相和角闪岩相退变质等阶段。锆石SHRIMP U-Pb年代学研究表明,退变榴辉岩的原岩形成于438 Ma±,峰值榴辉岩相变质发生在355 Ma±,后期麻粒岩相和角闪岩相退变质年龄则分别为341 Ma±和322 Ma~326 Ma。冀北赤城退变榴辉岩演化时间序列的确定,对探讨华北克拉通北缘中段的大地构造演化具有十分重要的意义。     

大兴安岭北段三根河林场新民组流纹岩锆石U－Pb定年及地球化学特征

三根河林场新民组火山岩主要由流纹岩、流纹质熔结凝灰岩组成,U－Pb定年结果表明流纹岩形成于165.71±0.83 Ma的中侏罗世.岩石地球化学分析结果显示,SiO2含量71.05%~76.77%,Na2O+K2O含量6.66%~8.49%,铝饱和指数（A/CNK）1.02~1.17,相对富硅、碱、过铝质,稀土元素总量中等,轻、重稀土元素分馏明显,具有较强的Eu负异常（δEu=0.39~0.66）和Dy负异常,大离子亲石元素Ba、Sr相对亏损,高场强元素Th、U相对富集,Nb、Dy、Ti相对亏损,岩石具有A型流纹岩的特征.岩石地球化学研究表明,岩浆来源于地壳物质的部分熔融作用.空间上,新民组沿大兴安岭火山岩带中北段均有分布,显示大兴安岭火山岩带于中侏罗世处于张性构造环境.     

库布齐沙漠碎屑锆石U-Pb年龄组成及其物源分析

库布齐沙漠的物源一直存在很大的争议,并存在周缘山脉侵蚀、就地起沙、黄河补给等诸多观点。碎屑锆石U-Pb年龄谱是物源示踪的有效手段。本研究在野外考察的基础上,通过对比沙漠不同地区地表沙及其潜在物源碎屑锆石的U-Pb年龄谱解析库布齐沙漠的物源。本研究采集了包括河套古湖的滨湖相细砂、沙漠底部基岩、黄河及其二级支流河道砂、沙丘表面沙等在内的9个样品,测试了其中900粒碎屑锆石的U-Pb年龄;同时还测定了2个古滨湖相样品的光释光年代。结果显示,库布齐沙漠碎屑锆石U-Pb年龄主要有5个谱峰,分别为2.5Ga、1.9Ga、960Ma、450Ma和280Ma,且在沙漠内部显示一定的空间分带性。其中3个沙漠沙样品显示了>1.4Ga的古老锆石组分从自西向东逐渐增加的现象（KD-1：34.4%;KD-3：42.4%;KD-8：56.8%）;同时, < 450Ma的年轻锆石存在自西向东逐渐减少的现象（KD-1：41.6%;KD-3：40.2%;KD-8：28.4%）,这可能反映了库布齐沙漠东部地区本地物质的贡献大,而库布齐沙漠西部地区黄河沉积物的贡献较大。湖盆干枯后经风化剥蚀产生的沙粒,以及黄河携带的泥沙为库布齐沙漠提供了主要物质,湖泊、河流和风力活动在沙漠形成过程中可能各自扮演了重要的角色。