中国东部大陆岩石圈地幔及幔源岩浆岩水含量和氢同位素组成

中国东部华北陆块和华南陆块的地幔包体单矿物和全岩水含量变化很大,总体低于全球其他克拉通和非克拉通岩石圈地幔包体单矿物和全岩水含量.然而,具有新生岩石圈地幔来源的莒南橄榄岩包体单矿物和全岩水含量总体高于其他中国东部岩石圈地幔包体,指示中国东部新生岩石圈地幔的初始水含量并不低.地幔包体中单矿物水含量与Mg~#之间无明显相关关系,其中的辉石缺乏水扩散环带,因此地幔包体的低水含量与包体随玄武岩岩浆上升过程的水扩散丢失无关.大陆岩石圈地幔底部受到热软流圈地幔烘烤有可能会造成水的扩散丢失,但是熔体提取也可能是引起低水含量的原因之一.通过斑晶水含量计算得到的中国东部中生代和新生代玄武岩初始熔体水含量均高于正常洋中脊玄武岩.中生代玄武岩初始熔体水含量与岛弧玄武岩类似,而新生代玄武岩初始熔体水含量则与洋岛玄武岩和弧后盆地玄武岩类似(部分地区与岛弧玄武岩类似).这些结果表明,大陆玄武岩地幔源区相对富水,指示其地幔源区曾经受到深俯冲地壳脱水所形成的富水流体/含水熔体的交代,使其水含量升高.中国东部新生代幔源巨晶、包体矿物和玄武岩斑晶的氢同位素组成变化也很大,反映中国东部新生代岩石圈地幔氢同位素组成高度不均一.新生代岩石圈地幔具有高于亏损地幔的水含量和偏离亏损地幔值的氢同位素组成,反映其受到过俯冲太平洋板片部分熔融所产生熔体的交代.俯冲大洋板片脱水熔融产生的富水流体和含水熔体对大陆岩石圈地幔底部的交代导致其水含量增加,引起底部岩石黏滞度降低,进而导致岩石强度的降低,使其容易被构造侵蚀乃至拆沉.因此,大洋俯冲隧道中的壳幔相互作用是克拉通岩石圈减薄的重要诱因.     

华夏地块早白垩世埃达克质岩的岩石成因及地质意义

位于大陆内部的埃达克质岩通常来自于加厚下地壳或拆沉下地壳的部分熔融,对这类岩石的研究可以为我们了解地壳演化过程提供重要的信息.本文对产于华夏地块腹地的具有埃达克质岩特征的灵溪花岗闪长岩开展了详尽的研究工作.LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学的结果显示其形成于早白垩世晚期((100±1)Ma).灵溪岩体的地球化学特征,如高SiO_2含量(大部分样品在64.4~68.9wt.%)和Sr含量(624~894ppm)、高的Sr/Y比值(49.9~60.8)和La/Yb比值(23.4~42.8),以及低Y含量(10.3~17.1ppm)、Ni含量(5.62~11.8)和MgO含量(绝大多数样品在0.86~1.57wt.%),表明其来自于下地壳物质的部分熔融.灵溪岩体的87Sr/86Sr初始比值为0.7086~0.7091,ε_(Nd)(t)值为.6.2~.5.9,而锆石的ε_(Hf)(t)值则主要变化于.10.1~.7.6.地球化学模拟的结果显示灵溪花岗闪长岩是由元古代地壳物质在至少40km的地壳深度下(或压力≥1.2kbar)部分熔融形成的,部分熔融的残留相为含石榴子石角闪岩相.结合前人对华夏地块构造演化进程的研究成果,本文认为华夏地块的地壳在早白垩世晚期的一次挤压事件中发生了一定程度的加厚,使地壳厚度达到至少40km,这与华夏地块内存在上白垩统红色砾岩角度不整合于下白垩统或侏罗系岩层之上的地质观察相吻合.在这次挤压事件之后,华夏地块受到古太平洋板块高角度俯冲的影响,进入岩石圈伸展减薄的构造环境.随着岩石圈的减薄,华夏地块的下地壳物质受到上涌的软流圈物质的加热并发生部分熔融,进而产生了灵溪花岗闪长岩以及其他同时代的花岗岩类.本文的研究为了解华夏地块早白垩世的地壳演化提供了新的信息.     

何家庄岩体的年龄和成因及其对南秦岭早三叠世构造演化的制约

何家庄岩体位于勉略带以北的南秦岭构造带北部,主体岩性为花岗闪长岩．LA—ICP-MS锆石u—Pb同位素定年结果揭示这些花岗闪长岩侵位于～248Ma．岩浆锆石的gnf（t）值在-4．8-8．8之间变化,Hf亏损地幔模式年龄（ToM）为537—1061Ma．何家庄岩体花岗闪长岩属于中钾到高钾钙碱性系列,具有与埃达克岩相似的地球化学特征．所有样品均表现为高的Si02（66．6％～70．0％）,A1203（15．04％-16．10％）,Na20（3．74％~4．33％）含量和Mg#（54．2-61．7）值,高的Sr（627-751ppm）,Cr（55-373ppm）和Ni（17．2-182ppm）含量,低的Y（5．42—8．41ppm）和Yb（0．59～0．74ppm）含量,轻重稀土强烈分异（（La／Yb）N：18．9～34．0）,但重稀土相对平坦,明显的正Eu异常（δEu=1．10～2．22）,富集大离子亲石元素,亏损Nb,Ta,P和Ti．岩石成因研究表明这些花岗闪长岩形成于岛弧环境下俯冲洋壳残片和沉积物构成的混合源的部分熔融,其熔体受到了地幔楔物质的污染．何家庄岩体年龄及岩石成因证明勉略洋壳俯冲从-248Ma之前就已经开始,并且南秦岭地区在早三叠世仍处于洋壳俯冲动力学背景．     

大别山碰撞后镁铁-超镁铁岩的U-Pb同位素地球化学: 壳-幔相互作用及LOMU端元

对大别山祝家铺辉石岩-辉长岩的U, Pb同位素研究表明, 大别山碰撞后镁铁-超镁铁岩的低U, 高Pb含量及低U/Pb的特征, 可能是亏损软流圈地幔(DMM)或岩石圈地幔与下地壳之间相互作用的结果, 而与地幔热柱(plume)及深俯冲陆壳无关. 发现祝家铺辉石岩-辉长岩的高²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb样品具有LOMU端元的特点, Pb, Sr和Nd同位素联合示踪显示祝家铺辉石岩-辉长岩的源区有古老富集岩石圈地幔(LOMU)、下地壳物质以及亏损软流圈地幔三端元混合的特征. 形成大别山碰撞后镁铁-超镁铁岩初始岩浆的壳幔相互作用过程可能为: 碰撞后增厚的岩石圈发生拆离, 引发亏损软流圈上涌, 使得上涌的软流圈及尚未拆离的古老富集岩石圈地幔发生部分熔融. 它们析出的熔体垫托在壳幔边界层, 并与下地壳相互作用, 从而使得这种熔体具有富集岩石圈地幔和下地壳的地球化学特征.     

皖南中生代早期成矿和晚期非成矿花岗岩成因对比

皖南地区燕山期岩浆作用强烈,可划分为早阶段(152~137Ma)和晚阶段(136~122Ma).野外调查发现,屯溪地区沿青山-长陔发育一条燕山期花岗岩带,与钼多金属矿床具有密切的成因关系.黄山岩体是皖南地区代表性的正长花岗岩体,目前尚未发现与成矿有关.锆石LA-ICP-MS定年结果表明,青山-长陔带4个花岗岩体的形成时代一致,介于(140±4)~(141±2)Ma,属于燕山期早阶段岩浆作用.黄山花岗岩体的形成时代为(129±2)Ma,属于晚阶段岩浆作用,青山-长陔带花岗岩具有较高的SiO_2含量,相对富K_2O、低P_2O_5以及中等程度的Al_2O_3含量,属于高钾钙碱性系列准铝质Ⅰ型花岗岩.这些岩石均表现出富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素,中等程度的Eu负异常,为岛弧或大陆壳源岩浆地球化学特征.样品的~(87)Sr/~(86)Sr(t)介于0.7120~0.7125,ε_(Nd)(t)值为-7.24~-4.38,锆石ε_(Hf)(t)值为-4.4~6.7,类似于同时期皖南成矿花岗闪长岩.综合地球化学研究表明,皖南燕山期成矿花岗闪长岩为中-新元古代增生加厚下地壳部分熔融的产物,而青山-长陔带花岗岩为这种岩浆经过斜长石+角闪石+上溪群的结晶分异同化混染(AFC)过程形成.黄山花岗岩富SiO_2和K_2O,Al_2O_3含量中等,具有海鸥式稀土元素配分型式和显著的Eu负异常.相比青山-长陔带花岗岩,黄山岩体具有更加显著的Ba、Sr、P和Ti的负异常,没有Nb和Ta的亏损,为高钾钙碱性准铝质A型花岗岩,其ε_(Hf)(t)值介于-6.6~-1.2,类似于早阶段成矿花岗闪长岩.黄山花岗岩同样起源于中-新元古代增生地壳的深熔作用,但岩浆源区为经过了燕山期早阶段Ⅰ型中酸性岩浆抽取后的残留麻粒岩质地壳.两期花岗岩的比较研究表明,早阶段花岗岩形成于相对厚的下地壳环境,温度较低,源区为中-新元古代增生地壳,富含成矿物质,岩浆AFC演化过程进一步加强了成矿物质的富集;而晚阶段A型花岗岩起源深度较浅,形成温度更高,源区由于早期的岩浆抽取作用而亏损成矿物质,从而成矿能力较弱,指示从早至晚,岩浆作用阶段从后造山转变为非造山.后者对应着古太平洋板块俯冲角度加大背景下的弧后拉张环境.     

梁河花岗岩岩浆混合作用：锆石微量元素、U-Pb和Hf同位素示踪

通过对滇西梁河地区细致的填图,分析了环状杂岩体中碱长花岗岩、花岗闪长岩及其中闪长岩包体的锆石微量元素、U-Pb年龄和Hf同位素组成,发现它们基本同时期形成,年龄依次为127,115和122Ma,但其中锆石有着不同的微量元素和Hf同位素组成,从酸性到基性岩石,其微量元素含量逐渐降低,εHf（t）值逐渐增高,依次为-9.1～-5.4,-4.5～0和3.6～6.2.不同岩性的锆石微量元素变化与Hf同位素组成变化相关,可能示踪了基性和酸性岩浆的岩浆混合过程.结果表明,早白垩世来自亏损地幔的基性岩浆底侵造成古老地壳熔融形成了梁河地区大面积的花岗岩,而基性岩浆与花岗质岩浆的混合作用是形成花岗闪长岩的主要原因.     

大陆俯冲带两类壳幔相互作用

板块俯冲作用是实现地壳与地幔之间物质和能量转换的重要机制,俯冲带岩浆岩是研究地壳物质再循环及其壳幔相互作用的重要载体.本文通过对红安-大别-苏鲁造山带和华北东南缘碰撞后镁铁质岩浆岩的同位素年代学和地球化学的系统总结,概括出两种类型的大陆俯冲带壳幔相互作用,对应于两类地球化学性质截然不同的镁铁质火成岩.第一类岩石显示弧型微量元素分布特征(富集LILE,LREE和Pb,亏损HFSE)和相对富集的放射成因Sr-Nd同位素组成,而第二类具有OIB型微量元素分布特征(富集LILE和LREE,HFSE不亏损)和相对亏损的放射成因Sr-Nd同位素组成.它们都具有变化的且不同于正常地幔的锆石O同位素组成,含有残留的地壳锆石.这些地球化学特征表明,这两类镁铁质火成岩来源于不同地球化学性质的地幔源区,其中第二类岩石的地幔源区是先前俯冲古洋壳来源的熔体与上覆新生岩石圈地幔反应形成的,而第一类岩石的地幔源区是随后俯冲的华南陆壳来源的长英质熔体与上覆华北古老岩石圈地幔反应形成的.因此,在大陆俯冲带存在两种类型的壳幔相互作用,碰撞后镁铁质岩浆岩为大陆碰撞造山带不同类型的板片-地幔相互作用提供了岩石学和地球化学记录.     

扬子板块最古老岩石的锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

对扬子板块崆岭高级变质地体中的一个片麻岩进行了锆石CL内部结构分析、LA-（MC）-ICPMS锆石U-Pb定年和Hf同位素分析.CL照片显示,该片麻岩样品中的锆石主要为岩浆锆石,有少量窄的变质边.岩浆锆石的年龄为（3218±13）Ma,表明该样品是扬子板块至今发现的最古老的岩石.它们的εHf（t）值为-2.33±0.51,两阶段模式年龄为（3679±49）Ma,表明其为更古老的（〉3.6Ga）冥太古代地壳物质部分熔融作用形成.变质边部锆石给出了（2732±16）Ma的年龄,表明变质作用发生在新太古代,扬子板块在这一时期可能经历了一次重要的构造热事件.     

后碰撞幔源岩浆活动、底垫作用及准噶尔盆地基底的性质

准噶尔盆地周边地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩类、基性_超基性杂岩和火山岩 .它们普遍具有正的εNd(t)值 ,表明岩浆起源于亏损地幔 ,并不同程度地受到地壳物质的混染 .幔源岩浆及其分异产物在上地壳侵位只是深部地质过程的浅部反映 ,大量的幔源岩浆很可能在壳幔界面附近和下地壳中发生底垫作用 ,成为准噶尔盆地基底的组成部分 .如果准噶尔盆地的基底是残留洋壳 ,除非发生高度部分熔融 ,否则不可能产生基性_超基性杂岩 .即使准噶尔盆地具有老陆壳基底 ,也会因为幔源岩浆底垫作用而受到强烈改造 .这种解释可以与地球物理资料相容 .     

华北克拉通南缘晚中生代花岗质岩浆作用与构造演化

华北克拉通南缘在晚中生代158~112Ma发生大规模的花岗质岩浆活动,以及同时期的钼-金-银-铅-锌多金属矿床成矿作用.通过分析这些花岗岩类岩石的元素和同位素地球化学特征以及精确的年代学研究成果,发现它们的地球化学特征在127Ma前后有明显差异:早期(158~128Ma)主要形成Ⅰ型花岗岩,以不具有明显的Eu负异常、富集大离子亲石元素和亏损Y、Yb等重稀土元素为特征;晚期花岗岩(126~112Ma)更富硅和钾,Eu负异常明显,具有更高的Y、Yb含量和Rb/Sr比值,而Sr、δEu、Sr/Y比值等明显降低,主要为A型和高分异Ⅰ型花岗岩,Sr、Nd、Hf同位素组成相对早期的更亏损,并伴随少量基性岩浆岩的发育.两期花岗岩均主要形成于以华北克拉通结晶基底为主的古老地壳物质的部分熔融,并有幔源岩浆的参与;由早到晚,幔源组分显著增多.这些特征反映了地壳厚度有减薄的趋势,并在127Ma发生明显的减薄,证明127Ma是华北克拉通南缘中生代构造体制转折的关键时期;该时期的构造演化及岩浆作用,与太平洋板块俯冲引起的幔源岩浆底侵从而引发的强烈壳幔相互作用有关,并促使岩石圈强烈伸展减薄.     

水与地幔的部分熔融

水对于地幔的部分熔融发挥了关键作用.地幔岩浆作用主要发生在板块边界(俯冲带和洋中脊)和若干板内热异常区域.在大洋俯冲带,俯冲板片释出的水可以诱发上覆地幔楔甚至板片自身发生熔融,导致弧岩浆作用,也有可能形成超临界流体.板片熔融和产生超临界流体的物理化学条件仍存在争议.在洋中脊和板内热异常区域,水和CO_2使上涌地幔发生熔融的起始深度增加,熔融比例增大.在地球深部层圈边界可能发生低程度的地幔熔融,如岩石圈和软流圈边界、上地幔和过渡带边界、过渡带和下地幔边界等,其成因一般认为与边界两侧矿物储水能力的差异有关.水可以促进地幔岩石熔融的根本原因在于水是一种不相容组分,强烈倾向于富集在硅酸盐熔体相(矿物-熔体的水分配系数远小于1),从而令其吉布斯自由能降低.前人对水在橄榄石、辉石和石榴石等地幔矿物与熔体之间的分配行为已经研究得比较充分,但水对硅酸盐熔体密度和迁移性质的影响还需要更进一步的高温高压实验和计算制约.     

华南东部地幔过渡带顶部低速层中的熔体含量估算

地幔过渡带顶部低速层的成因及性质研究,对于认识地球内部物质运移及地幔对流过程等具有非常重要的动力学意义.最新的地震学研究显示,华南陆块东部地幔过渡带顶部的低速层存在着明显的区域性差异.一般认为,该低速层的形成与脱水引起的部分熔融有关.本文利用部分熔融体系的平衡几何模型,重点分析了熔体成分、位温、二面角和玄武质含量等因素对熔体含量的影响,并结合该低速层的分布特征,估算出研究区的南北两个子区域地幔过渡顶部熔体含量分别为~1.18vol.%和~2.02vol.%.这一熔体含量的显著差异可能与太平洋板片多期次俯冲作用的叠加有关.     

阿尔泰早古生代末期洋中脊俯冲：锆石Hf同位素组成突变的启示

从阿尔泰地区花岗岩、沉积岩及片麻岩中分选出来的岩浆成因锆石年龄介于280～2800Ma,记录了该区长期的岩浆活动历史.锆石的Hf同位素组成数据在420Ma左右出现剧烈的突变,显示～420Ma以前岩浆主要来自于古老物质和新生物质的混合,而在420Ma以后则以新生物质熔融为其主要生成方式.这可能暗示着幔源熔体的急剧加入导致该区岩石圈成分在约420Ma被彻底的改造.我们尝试用洋中脊俯冲来解释这一巨大变化,此构造模式不仅可以合理地解释这一时期形成的大量的来自于新生物质的花岗岩,成分复杂的基性岩以及埃达克-高镁安山岩-玻安岩-富铌玄武岩等岩石组合,而且可以解释同期的高温低压区域变质作用.     

2.0 GPa块状斜长角闪岩部分熔融--时间和温度的影响

利用多顶砧压机, 以青藏高原北喜马拉雅构造带的天然斜长角闪岩为样品, 在2.0 GPa, 800～1000℃条件下进行了两个系列的块状样品脱水部分熔融实验: (1) 保持压力p = 2.0 GPa, 加热时间t = 12 h不变, 改变温度(800℃～1000℃)的实验; (2) 保持压力p = 2.0 GPa, 温度T = 850℃不变, 改变加热时间(12～200 h)的实验. 结果表明, 2.0 GPa, 加热12 h的条件下, 随温度升高, 斜长角闪岩中依次生成了石榴石、熔体和单斜辉石, 熔体的成分呈英云闪长质-花岗闪长质-英云闪长质的演化趋势. 2.0 GPa, 850℃条件下, 随加热时间增加, 斜长角闪岩中依次生成了石榴石、熔体和单斜辉石, 熔体的成分由英云闪长质向花岗闪长质演化.当块状岩石样品中熔体体积百分比的含量达到5%时, 熔体已经相互连通.温度大于850℃的条件下生成的熔体其粘度在104 Pas量级, 已经满足了在地质时间尺度上熔体分凝形成岩浆的粘度要求. 因此, 可以认为在增厚地壳的下部, 斜长角闪岩的脱水部分熔融可以形成英云闪长质-花岗质岩浆.     

西藏冈底斯东部察隅高分异I型花岗岩的成因：锆石U-Pb年代学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素约束

通常将西藏冈底斯中北部白垩纪花岗岩类解释为与拉萨-羌塘碰撞有关的增厚地壳重熔的产物.文中报道了西藏冈底斯东部察隅岩体的锆石U-Pb定年、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素数据.文中锆石SHRIMPU-Pb年龄数据和文献锆石LA-ICPMSU-Pb年龄数据显示察隅岩体大约侵位于130Ma,与冈底斯东部其他地区（如然乌、八宿等地）和中冈底斯早白垩世岩浆岩基本同期.察隅岩体无角闪石和白云母,具高SiO2（69.9%～76.8%）、高K2O（4.4%～5.7%）和低P2O5（0.05%～0.12%）含量特征,铝饱和指数（A/CNK）为1.00～1.05,富集Rb,Th,U和Pb,明显亏损Ba,Nb,Ta,Sr,P,Ti和Eu等,属准铝质到弱过铝质高分异I型花岗岩类.与冈底斯成熟大陆地壳物质（如宁中早侏罗世强过铝质花岗岩）相比,察隅岩体显示相对高的εNd（t）值（-10.9～-7.6）和相对低的（86Sr/87Sr）i值（0.7120～0.7179）,并具不均一的锆石εHf（t）值（-12.8～-2.9）和古老的锆石Hf同位素地壳模式年龄（1.4～2.0Ga）.根据本文和最近获得的数据提出,冈底斯东部早白垩世花岗岩类很可能是中冈底斯早白垩世岩浆岩带在西藏境内的东延部分,具有古老基底物质的拉萨微陆块东西延伸可达2000km.锆石Hf同位素数据和全岩锆石饱和温度（789～821℃）表明幔源物质很可能在察隅岩体的形成过程中发挥了作用.察隅岩体很可能是在班公湖-怒江海洋岩石圈南向俯冲的地球动力学背景下,由俯冲带之上的幔源岩浆既提供热量诱发拉萨微陆块自身的古老地壳物质重熔,又与该壳源熔体混合形成母岩浆,再经历高程度分离结晶作用形成,地壳增厚不一定是必须的.     

华北中生代镁铁质岩浆作用与克拉通减薄和破坏

华北克拉通在中生代发生了岩石圈减薄,古老的大陆岩石圈地幔在减薄后被年轻的新生岩石圈地幔所取代.与此同时,华北克拉通发生了破坏,以大规模早白垩世岩浆作用为标志.尽管对这个现象有了共识,但是对华北克拉通岩石圈破坏的机制仍然存在争议.文章以华北中生代镁铁质岩浆作用为视角,试图对上述争议提出解决办法.华北中生代镁铁质岩浆作用以早白垩世的~121Ma为分界点,在此之前的镁铁质岩浆岩兼具岛弧玄武岩微量元素组成和明显富集Sr-Nd同位素组成的特点,而在此之后才开始出现兼具洋岛玄武岩微量元素组成和亏损至弱富集Sr-Nd同位素组成的镁铁质岩浆岩.这个差异表明,华北克拉通岩石圈地幔的地球化学性质在~121Ma发生了根本性转变.尽管华北克拉通在晚三叠世也出现过镁铁质岩浆作用,但是其成因是深俯冲华南陆块折返的结果,而古太平洋板块俯冲在那时尚未启动.古太平洋板块自侏罗纪开始向欧亚大陆东部之下俯冲,俯冲板片与上覆岩石圈地幔楔之间处于耦合状态,是俯冲板片脱水导致华北克拉通地幔的弱化阶段.古老岛弧型镁铁质岩浆岩的地幔源区可能既有侏罗纪时期俯冲古太平洋板片衍生流体与华北克拉通岩石圈地幔之间反应的产物,也有三叠纪时期俯冲华南陆壳衍生熔体与华北克拉通岩石圈地幔之间反应的产物.对于新生洋岛型镁铁质岩浆岩的地幔源区来说,则可能是俯冲古太平洋板片衍生熔体与华北岩石圈之下软流圈地幔之间反应的产物.从~144Ma开始,俯冲的古太平洋板片发生回卷,克拉通岩石圈底部受到侧向充填的软流圈地幔加热,导致弱化的克拉通岩石圈地幔发生减薄.在130~120Ma期间,减薄后的大陆岩石圈发生大规模破坏,不仅地幔楔下部超镁铁质交代岩发生部分熔融形成具有古老岛弧型地球化学信息的镁铁质岩浆岩,而且这些地区的下地壳岩石也受到加热发生大规模长英质岩浆作用.与此同时,回卷板片地壳岩石受到侧向充填的软流圈地幔加热,产生长英质熔体交代上覆软流圈地幔橄榄岩,这样在~121Ma开始部分熔融形成具有新生洋岛型地球化学信息的镁铁质岩浆岩,标志着华北克拉通岩石圈地幔已经被新生岩石圈地幔所取代.古太平洋板片在中生代时期向中国东部大陆之下的俯冲并不像现今地震层析成像所观察到的那样直接俯冲至地幔过渡带,而是像纳斯卡板块向美洲大陆之下俯冲那样为低角度俯冲.这种低角度俯冲不仅物理上可以直接侵蚀岩石圈地幔,而且化学上可以交代岩石圈地幔.因此,古太平洋板片与大陆岩石圈地幔之间的相互作用才是导致华北克拉通岩石圈地幔减薄和破坏的一级地球动力学机制.     

蚌埠荆山“混合花岗岩”SHRIMP锆石U-Pb定年及其地质意义

蚌埠荆山“混合花岗岩”的岩相学特征和岩浆锆石的存在表明该“混合花岗岩”为岩浆成因. 花岗岩中锆石均具有继承锆石核和岩浆锆石振荡环带边. 锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明, 岩浆锆石的SHRIMP U-Pb年龄显示该花岗岩形成于160.2±1.3 Ma, 并且其形成可能与三叠纪超高压碰撞后岩石圈地幔和/或下地壳的拆沉有关; 大多数继承锆石形成于217.1±6.6 Ma, 这与大别-苏鲁造山带中超高压变质的峰期年龄相吻合; 部分继承锆石(年龄介于433~722 Ma之间)构成了上交点为850+85/-68 Ma, 下交点为260+100/ -140 Ma的不一致年龄线. 这意味着荆山花岗岩起源于经历超高压变质作用改造的华南地块地壳物质的部分熔融. 220 Ma±的超高压变质作用是引起继承锆石Pb丢失的重要原因.     

北羌塘新第三纪高钾钙碱火山岩系的成因及其大陆动力学意义

北羌塘新第三纪高钾钙碱系列火山岩主要岩石类型为安山岩、英安岩和流纹岩类, 属典型的壳源岩浆系列, 是加厚的陆壳基底脱水熔融的产物. 岩石具轻稀土富集和无负Eu异常的特殊地球化学特征, 表明其源区物质组成相当于榴辉岩相, 从而揭示了羌塘地区在新第三纪板块碰撞这一特定的构造背景下, 陆壳已经被加厚并形成了一个榴辉岩质的下地壳类型.     

2.0 GPa块状斜长角闪岩部分熔融

利用多顶砧压机, 以青藏高原北喜马拉雅构造带的天然斜长角闪岩为样品, 在2.0 GPa, 800~1000℃条件下进行了两个系列的块状样品脱水部分熔融实验: (1) 保持压力p = 2.0 GPa, 加热时间t = 12 h不变, 改变温度(800℃~1000℃)的实验; (2) 保持压力p = 2.0 GPa, 温度T = 850℃不变, 改变加热时间(12~200 h)的实验. 结果表明, 2.0 GPa, 加热12 h的条件下, 随温度升高, 斜长角闪岩中依次生成了石榴石、 熔体和单斜辉石, 熔体的成分呈英云闪长质-花岗闪长质-英云闪长质的演化趋势. 2.0 GPa, 850℃条件下, 随加热时间增加, 斜长角闪岩中依次生成了石榴石、熔体和单斜辉石, 熔体的成分由英云闪长质向花岗闪长质演化.当块状岩石样品中熔体体积百分比的含量达到5%时, 熔体已经相互连通.温度大于850℃的条件下生成的熔体其粘度在104 Pas量级, 已经满足了在地质时间尺度上熔体分凝形成岩浆的粘度要求. 因此, 可以认为在增厚地壳的下 部, 斜长角闪岩的脱水部分熔融可以形成英云闪长质-花岗质岩浆.     

大别山中生代地壳从挤压转向伸展的时间:花岗岩的证据

采用颗粒级锆石U-Pb定年和角闪石-黑云母的Ar-Ar定年方法, 测得大别山超高压变质带内刘家洼高Sr/Y花岗岩的结晶锆石年龄为135.4 ± 2.7 Ma, 分流铺高Sr/Y花岗岩的角闪石和黑云母的⁴⁰Ar-³⁹Ar坪年龄分别为139.0 ± 1.0和125.3 ± 0.2 Ma. 这些岩体侵位之后, 又有与伸展作用有关的铁镁质岩体和具负Sr和Eu异常的花岗岩类侵入, 其同位素年龄在105~130 Ma之间. 两类花岗岩的地球化学对比表明, 从早到晚, 岩石的碱性增强, K₂O含量升高, FeO/(FeO + MgO)比值增大, Sr/Y比值降低, 表明从早到晚地壳岩浆房深度变浅. 从早白垩世开始的地壳尺度的流变学分层以及地壳岩石的熔融与流动, 促进了地壳伸展作用和深埋岩石剥露. 形成于135 Ma前的高Sr/Y花岗岩, 是加厚地壳开始减薄以及地壳从挤压向伸展转换过程的产物.