苏鲁超高压地体部分熔融时间的厘定：荣成花岗质片麻岩中浅色条带的锆石U-Pb定年、微量元素和Lu-Hf同位素证据

威海-荣成地区混合岩化花岗质片麻岩为研究超高压地体折返过程中的部分熔融提供了理想的窗口。本文通过对荣成地区鲍村花岗质片麻岩中浅色条带野外观察、岩相学以及锆石的CL图像、U-Pb定年、微量元素和Lu-Hf同位素的系统研究表明,鲍村花岗质片麻岩中的浅色条带为部分熔融的产物,其主要矿物组成为石英+斜长石+钾长石+黑云母。锆石CL图像显示清楚的核-边结构:继承岩浆核和新生岩浆边。继承核的206Pb/238U协和年龄为620±8～784±7Ma(Mean=701±33Ma);具有典型的岩浆锆石的微量元素特征,如重稀土(HREE)和Y富集,强烈的正Ce异常和负Eu异常,以及极低的(Gd/Lu)N和Hf/Y比值;εHf(t=700Ma)值为-13.0～-8.0(Mean=-10.9±0.8),相应的tDM2为2120～2429Ma(Mean=2303±51Ma)。新生边的206Pb/238U协和年龄为211±6～244±5Ma(226±10Ma);虽然微量元素的整体含量低于继承核,但也具有岩浆锆石的微量元素特征,如稀土元素配分模式显示HREE明显上翘的特征,正Ce异常和负Eu异常,以及极低的(Gd/Lu)N比值;εHf(t=225Ma)值为-17.3～-14.2(Mean=-15.2±0.6),相应的tDM2为2152～2347Ma(Mean=2214±33Ma)。上述特征表明,部分熔融的原岩是由古元古代(2.2～2.3Ga)的地壳物质在新元古代(701±33Ma)重熔而成,部分熔融可能发生在超高压地体折返早期的热折返阶段(榴辉岩相-高压麻粒岩相条件下),时代应为226±10Ma。威海-荣成混合岩化片麻岩内广泛发育的富含钾长石和石英的酸性岩脉(约220～210Ma),可能为折返晚期的角闪岩相冷凝阶段,部分熔融形成的熔体经历了结晶分异作用的产物。     

苏鲁地体古元古代花岗质片麻岩锆石的U-Pb定年、REE和Lu-Hf同位素特征

苏鲁超高压变质带北部的威海和桃行地区出露大量含黑云母和绿帘石的花岗质片麻岩。激光拉曼测试和阴极发光图像分析结果表明,含黑云母和绿帘石花岗质片麻岩(SLU1和SLU2)的锆石中保存大量矿物包裹体,主要为石英(Qtz)+钾长石(Kfs)+钠长石(Ab)±磷灰石(Ap),与基质中的矿物组合完全一致。阴极发光图像显示典型岩浆结晶环带的特点,稀土元素配分模式显示轻稀土元素明显亏损,而重稀土元素明显富集的特点,具有强烈的负Eu异常(Eu/Eu?鄢=0.03～0.13)。锆石U-Pb SHRIMP和LA-ICP-MS定年结果表明,该类花岗质片麻岩的原岩形成时代为古元古代 (1825±6~1838±3Ma),并经历了三叠纪超高压变质作用(215± 33~227±35Ma) 的改造。Lu-Hf同位素研究结果证明,该类花岗质片麻岩的原岩是中—新太古代古老地壳再活化和部分熔融的产物。上述特征表明,苏鲁超高压变质带中不仅存在与Rodinia超大陆裂解有关的花岗岩,而且也存在古元古代由古老地壳部分熔融而成的花岗岩。     

威海地区超高压变质花岗岩成因：锆石U-Pb定年和氧同位素研究

在苏鲁超高压变质带东北段威海地区皂埠镇发现锆石δ18O值低至-7.8‰左右的变质花岗岩，对这些低δ18O值变质花岗岩进行了锆石SHRIMP法U-Pb定年和系统的激光氟化法矿物氧同位素分析，结果对低δ18O值锆石成因和变质花岗岩的原岩性质提供了制约。研究得到：①这些低δ18O值锆石以新元古代岩浆锆石为主，但部分岩浆锆石在印支期超高压变质作用过程中发生了不同程度的重结晶作用。δ18O值为-7.08‰的岩浆核锆石U-Pb定年得到的变质花岗岩原岩谐和年龄和不一致线上交点年龄分别为760±49 Me和751±27 Ma，变质谐和年龄和不一致线下交点年龄分别为232±4 Ma和241±33 Ma，指示其原岩为新元古代花岗岩并经历了印支期变质作用；②锆石δ18O值在局部范围内变化于-7.76‰~5.40‰之间，低δ18O值岩浆锆石表明它们是从新元古代低δ18O值岩浆中直接结晶形成，锆石δ18O值的局部变化表明其原岩岩浆的氧同位素组成具有不均一性，指示δ18O值岩浆源区物质曾经在地表与极度亏损18O的大气降水发生过不同程度的高温水岩反应。威海皂埠镇地区和东海青龙山地区的花岗片麻岩在原岩时代、变质时代和氧同位素组成等方面基本相同，指示其应具有相同的原岩性质，并经历了相同的变质作用和水岩相互作用过程。因此，极度亏损δ18O的新元古代双峰式基性-酸性岩浆岩可能分布于整个大别-苏鲁造山带。     

苏鲁仰口超高压岩石SHRIMP锆石U/Pb定年与部分熔融时限

在大型碰撞造山带中,在陆壳物质深俯冲或快速折返早期,在超高压-高压条件下,易熔组分可能发生水致或脱水部分熔融,形成花岗质熔体。在超高压-高压条件下,苏鲁超高压岩石发生过部分熔融作用,形成长英质多晶体包裹体和不同尺度的花岗质岩石, 导致可观的地球化学效应。为确定苏鲁超高压岩石部分熔融的时限,对山东仰口超高压副片麻岩和其中平行片麻理的同构造钾质花岗岩脉进行了SHRIMP锆石U/Pb地质年代学、全岩地球化学和锆石内矿物包裹体的研究。副片麻岩的锆石具有典型的核-幔-边结构。核部锆石为碎屑锆石,²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄大于282Ma,可能反映了副片麻岩的原岩包含不同成因的物质;幔部和边部的Th/U比都小于0.1,分别给出233±3Ma和214±4Ma的²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄,分别对应于超高压变质和角闪岩相退变质年龄。同构造花岗岩脉是富钾过铝质花岗岩(A/CNK=1.2),锆石也具有核-幔-边结构;核部锆石年龄与副片麻岩的核部锆石年龄相当,反映了该花岗岩脉的源区可能是变沉积岩;除幔部锆石的一个点具有²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为234.6±3.9Ma之外,其它幔部锆石位于谐和线附近,给出²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为220.8±2.9Ma, 该年龄代表着该花岗岩脉的形成年龄。上述数据表明,在仰口地区,超高压岩石的部分熔融作用早于角闪岩相退变质作用。     

北苏鲁变辉长岩锆石U-Pb年龄和Lu-Hf同位素组成及其对源区的指示

在北苏鲁经历超高压变质的花岗片麻岩中零星分布着一些变质表壳岩包体或者残片,通常称之为荆山群。北苏鲁荆山群的年代学特征以及构造亲缘性仍不清楚。本文报道了威海市郊和海阳所附近的荆山群露头,有脉状变质辉长岩侵入到荆山群岩系中。对上述两处变质辉长岩中锆石的阴极发光照片、稀土元素配分模式和Th/U比值的综合分析表明,它们均为岩浆锆石,部分岩浆锆石具有弱发光效应和岩浆韵律环带的核部、以及被改造的强发光效应的边部,但未见新生的变质锆石。未被改造的岩浆锆石微区的LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,威海市郊变辉长岩(S4-2)的~(207)Pb/~(206)Pb年龄值变化范围是1831~1966 Ma,加权平均年龄为1870±34 Ma(MSWD=0.6);海阳所变辉长岩(H3)中绝大部分锆石的~(207)Pb/~(206)Pb年龄值变化范围是1769~1887 Ma,加权平均年龄为1839±37 Ma(MSWD=0.5),两件样品共同记录了一致的ca.1.85 Ga岩浆事件。另外,海阳所变辉长岩中3颗捕获的岩浆锆石分别测得ca.2.9 Ga、ca.2.3 Ga和ca.2.1 Ga等三组~(207)Pb/~(206)Pb年龄。两件样品ca.1.85 Ga岩浆锆石具有相似的Hf同位素组成,其ε_(Hf)(t)=-6.1~-10.7,t_(DM2)=2.74~2.98 Ga,捕获ca.2.1 Ga和ca.2.9 Ga锆石的ε_(Hf)(t)值和t_(DM2)年龄分别是-1.9和2.7 Ga、-4.8和3.5 Ga。锆石U-Pb年龄、Lu-Hf同位素特征表明,北苏鲁两处变辉长岩记录的岩浆事件与胶北前寒武纪陆壳的多期演化历史一致,变辉长岩及其围岩荆山群可能是源自胶北的外来地质体。     

苏鲁地体超高压和退变质时代的厘定:来自片麻岩锆石微区SHRIMP U-Pb定年的证据

锆石微区矿物包体的激光拉曼和阴极发光测试以及相应的SHRIMP U-Pb定年结果表明,苏鲁地体片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息。其中副片麻岩锆石核部记录了345～743 Ma的继承性锆石年龄,标志着原岩碎屑锆石来源的复杂性;含柯石英的锆石微区记录了220～234 Ma的超高压变质年龄;而含石英包体的边部则记录了202～219 Ma的退变质年龄。正片麻岩继承性锆石核部所记录的年龄为574～680 Ma,表明原岩锆石曾经历了部分Pb丢失,原岩的形成年龄应大于680 Ma;含柯石英锆石微区所记录的超高压变质年龄为224～242 Ma;而锆石边部所记录的退变质年龄为209～219 Ma。两类片麻岩锆石微区所隐藏的超高压变质和退变质年龄信息十分相近,平均值分别为229±4Ma和211±4Ma,标志着苏鲁地体超高压变质时代应为印支期,相应的构造抬升速率约5.6 km/Ma。该项成果不仅确定了苏鲁地体超高压变质和退变质时代,而且对于深入探讨苏鲁地体快速折返过程中的动力学机制有着重要的科学意义。     

南天山拜城县波孜果尔A型花岗岩类锆石U-Pb定年及其Lu-Hf同位素组成

新疆拜城县波孜果尔A型花岗岩类岩体位于塔里木地台北缘及邻区的近东西向碱性侵入岩带上,主要岩石类型为霓石钠闪石英碱长正长岩、霓石钠闪碱长花岗岩、黑云母碱长正长岩。全岩SiO₂=68.97%~74.14%,Na₂O+K₂O=9.67%~11.19%,Al₂O₃=13.72%~15.26%,Fe₂O₃=0.18%~1.41%,FeO=0.91%~1.51%,CaO=0.35%~0.63%。稀土元素总量较高,ΣREE=298×10^-6~1286×10^-6,平均706×10^-6,轻稀土富集,重稀土亏损,强烈的Eu负异常,呈“右倾海鸥型”的稀土元素配分模式。富Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、K、Sr等大离子亲石元素,Zr+Nb+Ce+Y=936×10^-6~3684×10^-6,平均1813×10^-6。为A1型花岗岩。岩体形成于早二叠纪。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为287.7~291.6Ma,平均289.8Ma,岩体形成后,在279.1~282Ma左右经历了后期热液流体的改造。锆石ε_Hf（t）值为-6.3~9.0,两阶段模式年龄（t_DM2）跨越古元古代晚期-新元古代中期,主要集中在中元古代。岩浆平均温度832~839℃,形成于非造山的板内构造环境,且具高温、无水、低氧逸度的成岩特点。该岩体具有壳幔混源的特点。     

江西黄蜂岭铀矿床花岗岩时代、成因:锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

黄峰岭铀矿隶属我国著名的鹿井铀矿田,其铀矿产与区内高铀含量的中粗粒似斑状黑云母花岗岩有着密切的时空、成因联系.本文对矿区出露的肉红色中粗粒似斑状黑云母花岗岩体进行了锆石SHRIMP U-Pb同位素定年,获得锆石的结晶年龄为235.4±1.1 Ma,说明该岩体的侵位时代为印支期.该印支期的岩体被后期燕山期细粒黑云母花岗岩...     

苏鲁-大别超高压岩石中锆石SHRIMP U-Pb定年研究——综述和最新进展

如何建立苏鲁-大别超高压岩石深俯冲-超高压-快速折返过程连续而完整的P-T-t轨迹及精细的年代谱系,是目前地学界研究的热点。而变质锆石是否记录深俯冲石英榴辉岩相进变质阶段的年代学信息和超高压峰期变质时代的准确归属,是目前苏鲁-大别超高压变质带需要深入研究的核心问题。本文在对前人同位素年代学方面所取得的成果进行系统总结的基础上。采用锆石中矿物包体激光拉曼和电子探针测试、锆石阴极发光图像成因分析以及SHRIMP U-Pb定年等综合研究手段,确定苏鲁-大别地体榴辉岩及其强退变质围岩在深俯冲-构造折返过程中主要经历了四个阶段的变质演化:深俯冲石英榴辉岩相进变质(Ⅰ)、超高压峰期变质(Ⅱ)、构造折返初期石英榴辉岩相退变质(Ⅲ)和构造折返晚期角闪岩相退变质(Ⅳ)。研究发现,扬子板块(中)新元古代巨量的陆壳物质在早三叠纪(246～244Ma)俯冲到华北板块之下约65km的深处。发生了石英榴辉岩相进变质,相应的变质温压条件为T=542～693℃,P=1.7～2.02GPa。这些高压石英榴辉岩相岩石在中-新三叠纪继续向下俯冲,在235～225Ma期间,俯冲的深度至少达到了170km的地幔深处,并发生了峰期柯石英榴辉岩相超高压变质,相应的变质温压条件为T=722～866℃,P>5.5GPa。苏鲁-大别超高压地体自石英榴辉岩相进变质阶段到超高压峰期变质阶段的俯冲速率为7.0km/Myr。这些超高压岩石在219～216Ma期间,发生了第一次构造抬升至75km的深处,并经历了石英榴辉岩相退变质作用的改造,退变质温压条件为T=730～780℃,P=1.7～2.6GPa。这些退变质岩石在212～205Ma期间,又经历了第二次抬升至25km中-下地壳深处,并叠加了角闪岩相退变质作用,该阶段变质温压条件为T=610～710℃,P=0.7～1.2GPa。苏鲁-大别超高压地体两次构造抬升的速率大致相同,为5.6km/Myr。该项成果不仅确定了苏鲁-大别榴辉岩及其强退变质岩石深俯冲过程石英榴辉岩相进变质-超高压峰期变质、构造折返过程石英榴辉岩相-角闪岩相退变质连续而完整的变质演化P-T-t轨迹及精细的年代谱系,而且对于重新建立苏鲁-大别巨量陆壳物质快速超深俯冲-快速折返的动力学模式有着重要的科学意义。     

北苏鲁超高压变质带中斜长角闪岩的成因

在北苏鲁超高压变质带的威海地区的正片麻岩中,存在大量规模不一的含石榴石斜长角闪岩的透镜体或不规则团块。锆石中矿物包体的激光拉曼测试、阴极发光图像分析、稀土元素和微量元素以及Lu-Hf同位素的LA-(MC)-ICP-MS测试等综合研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩 (WH17) 只存在一种成因类型的锆石,即变质锆石。该类锆石自核部到边部均保存了典型的超高压包体矿物组合：柯石英 (Coe)+石榴石 (Grt)+绿辉石 (Omp)+多硅白云母 (Phe)+金红石 (Rt)+磷灰石 (Ap),相应的阴极发光图像自核部到边部十分均匀,具有典型变质锆石的特点。锆石核部和边部的稀土元素含量特征和配分模式也十分相似,主要表现为轻稀土元素相对亏损,而重稀土元素相对平坦,无Eu异常 (Eu/Eu^*=0.94~1.04), 具较明显的正Ce异常 (Ce/Ce^*=83.4~111.0),低的Th/U (<0.02) 和 Lu/Hf (<0.00010) 比值以及极低的 Th (1×10^-6~4×10^-6) 含量。锆石核部到边缘的重稀土元素亏损与石榴石稳定有关,而无Eu异常则与斜长石分解关系密切。上述特征表明,含石榴石斜长角闪岩中的锆石均是在超高压变质阶段形成的变质锆石,而研究样品中继承性岩浆结晶锆石的缺乏,是由于含石榴石斜长角闪岩在原岩形成时Zr的成分明显匮乏所致。SHRIMP U-Pb定年结果表明,含柯石英锆石自核部到边部记录了十分一致的²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄,变化于 240.2±3.3Ma 到220.2±2.8Ma 之间,加权平均年龄为229.8±2.0Ma, 这组年龄与前人对苏鲁超高压变质带中榴辉岩、正片麻岩、副片麻岩和大理岩等含柯石英锆石微区记录的年龄完全吻合,应代表苏鲁地体超高压变质时代。Lu-Hf同位素研究结果表明,含石榴石斜长角闪岩中变质锆石的Hf同位素特征与苏鲁超高压变质带中榴辉岩的继承性岩浆锆石和变质锆石均存在本质差别,其中¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.00001~0.00003, ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf (_t)=0.282052~0.282107, 相应的ε_Hf(t)=-21.1~-18.8, 模式年龄t_DM2=2.14~2.24Ga,这些Lu-Hf同位素特征与围岩正片麻岩含柯石英锆石微区的Hf同位素性质十分相似, 充分表明了北苏鲁含石榴石斜长角闪岩在超高压变质阶段形成的变质锆石所必须的Zr和Hf成分不是来自体系本身,而是来源于围岩正片麻岩。     

北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代

超基性岩是苏鲁超高压变质地体中一类特殊且十分重要的岩石类型,它们通常呈规模不一的块状、条带状或不规则透镜状 (体) 赋存于区域大面积出露的花岗质片麻岩中。锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析和不同性质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年等综合研究结果表明,北苏鲁威海地区含橄榄石辉石岩 (样品W1和W2) 中锆石的成因十分复杂,可进一步划分3种不同类型锆石。其中第一类锆石呈自形-半自形晶,阴极发光图像显示清晰的岩浆结晶环带,矿物包体主要为Ol+Cpx+Ap, 记录的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为1835~1845Ma,应代表含橄榄石辉石岩的原岩形成时代;第二类为变质重结晶锆石,呈半自形-他形晶,阴极发光图像显示模糊的岩浆结晶环带,矿物包体与第一类完全一致,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄变化范围大,为250~784Ma之间,表明部分继承性岩浆结晶锆石明显受到后期岩浆-变质热事件的影响而发生不完全重结晶和Pb丢失,进而使其记录的年龄相对偏新;第三类锆石呈他形晶,为典型的变质锆石,阴极发光图像十分均匀,矿物包体相对少见,主要为Grt+Cpx,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为230~234Ma, 且与苏鲁地体榴辉岩及其围岩中含柯石英锆石微区记录的超高压变质年龄 (225~235Ma) 十分一致,应代表含橄榄石辉石岩的峰期超高压变质时代。超基性岩中超高压变质锆石的准确识别表明苏鲁地体在峰期超高压变质阶段的确存在流体,流体的存在对超高压变质锆石的形成起着至关重要的作用。该项研究不仅准确厘定北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代,而且对于深入探讨苏鲁-大别超高压地体流体行为、演化规律及其水-岩相互作用机理具有重要的科学意义。     

Differential subduction and exhumation of crustal slices in the Sulu HP-UHP metamorphic terrane: insights from mineral inclusions, trace elements, U-Pb and Lu-Hf isotope analyses of zircon in orthogneiss

Based on new evidence the Sulu orogen is divided from south‐east to north‐west into high‐pressure (HP) crustal slice I and ultrahigh‐pressure (UHP) crustal slices II and III. A combined set of mineral inclusions, cathodoluminescence images, U‐Pb SHRIMP dating and in situ trace element and Lu‐Hf isotope analyses was obtained on zircon from orthogneisses of the different slices. Zircon grains typically have three distinct domains that formed during crystallization of the magmatic protolith, HP or UHP metamorphism and late‐amphibolite facies retrogression, respectively: (i) oscillatory zoned cores, with low‐pressure (LP) mineral inclusions and Th/U > 0.38; (ii) high‐luminescent mantles (Th/U < 0.10), with HP mineral inclusions of Qtz + Grt + Arg + Phe + Ap for slice I zircon and Coe + Grt + Phe + Kfs + Ap for both slices II and III zircon; (iii) low‐luminescent rims, with LP mineral inclusions and Th/U < 0.08. Zircon U‐Pb SHRIMP analyses of inherited cores point to protolith ages of 785–770 Ma in all seven orthogneisses. The ages recorded for UHP metamorphism and subsequent retrogression in slice II zircon (c. 228 and c. 215 Ma, respectively) are significantly older than those of slice III zircon (c. 218 and c. 202 Ma, respectively), while slice I zircon recorded even older ages for HP metamorphism and subsequent retrogression (c. 245 and c. 231 Ma, respectively). Moreover, Ar‐Ar biotite ages from six paragneisses, interpreted as dating amphibolite facies retrogression, gradually decrease from HP slice I (c. 232 Ma) to UHP slice II (c. 215 Ma) and UHP slice III (c. 203 Ma). The combined data set suggests decreasing ages for HP or UHP metamorphism and late retrogression in the Sulu orogen from south‐east to north‐west. Thus, the HP‐UHP units are interpreted to represent three crustal slices, which underwent different subduction and exhumation histories. Slice I was detached from the continental lithosphere at ～55–65 km depth and subsequently exhumed while subduction of the underlying slice II continued to ～100–120 km depth (UHP) before detachment and exhumation. Slice III experienced a similar geodynamic evolution as slice II, however, both UHP metamorphism and subsequent exhumation took place c. 10 Myr later. Magmatic zircon cores from two types of orthogneiss in UHP slices II and III show similar mid‐Neoproterozoic crystallization ages, but have contrasting Hf isotope compositions (εHf_(～785) = ?2.7 to +2.2 and ?17.3 to ?11.1, respectively), suggesting their formation from distinct crustal units (Mesoproterozoic and Paleoproterozoic to Archean, respectively) during the breakup of Rodinia. The UHP and the retrograde zircon domains are characterized by lower Th/U and ¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf but higher ¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf(t) than the Neoproterozoic igneous cores. The similarity between UHP and retrograde domains indicates that late retrogression did not significantly modify chemical and isotopic composition of the UHP metamorphic system.     

北苏鲁仰口地区变辉长岩中锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素特征及其地质意义

北苏鲁仰口地区出露超高压的变辉长岩.锆石阴极发光图像和其内部矿物包体激光拉曼测试的联合研究结果表明,变辉长岩锆石具有弱发光效应的岩浆韵律环带的核和被改造的强发光效应的边.岩浆韵律环带的核部保存大量而复杂的矿物包体,包括普通辉石(Cpx)+斜方辉石(Opx)+斜长石(P1)+石英(Qtz)+黑云母(Bt)+钛铁矿(Ilm)+磷灰石(Ap);边部保存的矿物包体则相对较少,包括普通辉石(Cpx)+斜方辉石(Opx)+斜长石(Pl)+磷灰石(Ap).尽管岩浆韵律环带核部的稀土元素总合量比被改造的锆石边部明显偏高,但二者稀土元素配分模式具有明显的相似性,主要表现为轻稀土相对亏损,而重稀土明显富集,相应的(La/Yb)N=0.00015～0.00039,并具有明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.20～0.26)、相对明显的正Ce异常(Ce/Ce*=71.5～147.4)和较高的Th/U比值(1.97～2.69).上述特征表明,仰口地区变辉长岩中的锆石均为继承性的岩浆锆石,而没有新生的变质锆石.LA-(MC)-ICP-MS锆石原位U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析结果表明,两件锆石样品Y1和Y2的年龄数据所构成的不一致线显示了十分接近的上交点和下交点年龄.其上交点年龄分别为785±15Ma(2σ)和784±12Ma(2σ),应代表原岩的形成时代,表明变辉长岩的原岩与Rodinia超大陆裂解的岩浆事件存在密切的成因关系;而下交点年龄分别为226±24Ma(2σ)和228±26Ma(2σ),与苏鲁其它类型超高压岩石中含柯石英锆石微区记录的变质年龄十分吻合,应代表变辉长岩的超高压变质时代.岩浆结晶锆石的核部具有明显偏高的176Lu/177Hf(0.00044～0.00291)和176Yh/177Hf(0.0165～0.1168)比值,而176Hf/177Hf比值变化于0.281956～0.282048之间,相应的εHf(t)=-8.5～-14.0,tDM2=2.03～2.32Ga,表明仰口地区变辉长岩的原岩起源于古元古代时期的富集地幔或发生部分熔融的下地壳残留体.被改造的岩浆结晶锆石的边部则具有明显偏低的176Lu/177Hf(0.00029～0.00060)和176Yh/177Hf(0.0112～0.0200)比值,而176Hf/177Hf(t)比值变化于0.281953～0.282002之间,相应的εHf(t)=-10.2～-11.9,tDM2=2.12～2.21Ga.与岩浆结晶锆石核部相比,被改造的岩浆锆石边部的176Lu/177Hf、176Yb/177Hf、176Hf/177Hf(t)比值和εHf(t)和tDM2值的变化范围更小,表明中-新三叠纪的超高压变质作用使岩浆结晶锆石边部的Lu-Hf同位素体系发生调整,更趋向于均一化.     

苏鲁超高压变质带含褐帘石正、副片麻岩中变质锆石的地球化学性质及其SHRIMP U-Pb定年

贪褐帘石正、副片麻岩是苏鲁地体重要的超高压变质岩石.矿物包体激光拉曼鉴定、阴极发光图像分析、锆石微区LA-ICP-MS成分测试及SHRIMP U-Pb定年结果表明,含褐帘石正、副片麻岩中的锆石具有明显的三层结构.即弱发光效应的继承性(碎屑或岩浆结晶)锆石的核、强发光效应的含柯石英变质增生幔部和弱发光效应的退变边.继承性岩浆结晶锆石核部记录了新元古代(＞810Ma)的原岩形成年龄,含柯石英锆石微区记录了241～223Ma的超高压变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为230±7Ma和229±7Ma),锆石的退变边记录了217～200Ma的角闪岩相退变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为211±3Ma和210±2Ma),由此限定苏鲁地体构造抬升速率为5.3km/Myr,表明苏鲁超高压岩石经历了一个相对快速抬升的变质演化过程.与苏鲁-大别其它超高压岩石变质增生锆石对比,含褐帘石正、副片麻岩中的超高压变质增生锆石微区具有十分独特的地球化学性质,主要表现为重稀土元素(HREE)明显富集,U含量明显偏低(10～29×10-6),而Th/U比值则明显偏高(0.45～0.92).HREE的明显富集与寄主岩石普遍存在超高压矿物褐帘石(富集轻稀土元素)有关,而低U含量和高Th/U比值的特点则表明超高压峰期变质阶段处在高氧逸度(fO2)的体系环境.     

苏鲁超高压变质带东北端多种成因类型变基性岩:来自岩石学、同位素年代学及地球化学属性的制约

苏鲁超高压变质带是扬子板块与华北板块在三叠纪俯冲-碰撞的产物。变基性岩是苏鲁超高压变质带内出露最广泛的岩石类型之一,研究其岩石学、年代学、地球化学属性及成因机制,对于揭示扬子板块与华北板块之间的俯冲-碰撞-折返的动力学过程具有重要的科学意义。以(退变)榴辉岩为代表的超高压变质岩石广泛出露在威海-荣成一带,少量出露在乳山地区。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,(退变)榴辉岩的原岩时代为792~760Ma,峰期榴辉岩相变质时代为243~226Ma,后期角闪岩相退变质时代为221~207Ma。非榴辉岩相变质的基性岩(麻粒岩和斜长角闪岩)主要出露在乳山地区,其原岩形成时代应不晚于古元古代(1939Ma),峰期麻粒岩相变质时代为1895~1870Ma,后期角闪岩相退变质时代为1848~1806Ma,与胶北地体变基性岩的原岩时代和变质时代十分相似。全岩地球化学研究结果表明,(退变)榴辉岩的原岩显示高Fe拉斑玄武岩的特点,根据其稀土和微量元素特征,可将(退变)榴辉岩进一步划分为A、B和C三组。在球粒陨石标准化稀土配分模式和原始地幔均一化蛛网图解上,A、B和C三组样品分别具有轻稀土弱亏损、轻稀土弱富集和轻稀土富集的特点。轻稀土富集或弱富集型(退变)榴辉岩的原岩地球化学性质与岛弧或大陆玄武岩相似,它们的源区可能与深部富集地幔或受流体交代的地幔楔存在密切的成因关系;而轻稀土亏损型(退变)榴辉岩的原岩可能来自于亏损地幔的部分熔融。由此可见,(退变)榴辉岩的原岩具有成因多样性的特点。乳山地区的基性麻粒岩和斜长角闪岩的原岩也具有高Fe拉斑玄武岩的地球化学属性,Al2O3与Mg O呈正相关变化,TiO_2、P_2O_5与MgO表现出一定程度的负相关性。绝大多数非榴辉岩相变质基性岩的球粒陨石标准化稀土配分模式和原始地幔均一化蛛网配分曲线具有微右倾或明显右倾的特点。上述特征表明,研究区绝大多数非榴辉岩相变质的基性岩原岩来自于富集地幔,少数来自于原始地幔或亏损地幔,并经历了斜长石和辉石的分离结晶以及不同程度的部分熔融过程。由此可见,乳山地区出露的非超高压变质基性岩的原岩具有与胶北地体(高压)基性麻粒岩相近的成因特点。岩石学、同位素年代学和地球化学特征的综合对比研究结果表明,在苏鲁超高压变质带东北端的威海-荣成-乳山地区,既存在与华北板块古老变质基底相关的变基性岩,也存在与华南板块北缘新元古代变质基底相关的超高压榴辉岩,表明三叠纪时期华北板块东南缘胶北地体的部分古老变质基底曾卷入到扬子板块与华北板块之间的俯冲-碰撞造山过程,随后与超高压岩石一起抬升折返,形成当今的构造混杂岩带。