大别造山带岩石学结构和热结构及其地质意义

岩石学结构和热结构表明大别碰撞造山带是由两个不同岩石－构造单元叠置形成,代表两个深部地壳物质剖面。本文通过对高压、超高压岩石形成过程中岩石物理（密度）性质分析,指出大陆长英质地壳自身在特定岩石学结构情况下可以』俯冲至帽深度。低温、快速折返是缺乏同碰撞和碰撞后花岗岩类的主要原因。“浮沉子效应”是超高压岩石形成的折返的力学机制。     

桐柏——大别造山带燕山晚期A型花岗岩的厘定

本文通过岩石地球化学研究和讨论,认为桐柏－大别山带燕山晚期存在过碱性（ｐｅｒａｌｋａｌｉｎｅ）和铝质（ａｌｕｍｉｎｏｕｓ）Ａ型花岗岩。过碱性花岗岩的岩石类型为碱长花岗岩和石英正长岩,其ＡＣＮＫ＝０．７２－０．９７,ＮＫＡ＝１．０２,铝质Ａ型花岗岩是本文研究的重点,岩石类型也为碱长花岗岩和石英正长岩;其ＳｉＯ２含量为６７．７３％－７７．６０％,富碱（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ含量为７．９７％－９．７６％）,Ａ     

大别造山带变质岩和花岗岩的钕同位素组成及其地质意义

大别造山带８个变质岩和４个花岗岩样品的Ｓｍ－Ｎｄ分析结果表明,大别地块不同构造单元的岩石有不同的钕同位素模式年龄。总体上,北大别地块变质岩的钕模式年龄较老;南大别超高压地块的较年轻,但变化范围大。侵人于大别地块不同构造单元的花岗岩与北大别地块变质岩有相同的Ｎｄ（１２２Ｍａ）值范围,表明它们有相似的物质来源。南大别地块是覆盖在具有古老物源的变质岩之上的一个构造岩片。     

首编大别造山带侵入岩地质图(1∶50万)及其说明

大别造山带侵入岩出露面积占该区总面积的50%左右,不同时代的侵入岩是重塑造山带演化历史的窗口。报道了新编绘的《大别造山带及邻区侵入岩地质图（1∶50万）》的编制过程及其意义。该图反映了大别造山带侵入岩的空间分布、侵位时代、岩石类型和地球化学特征。同时,为了方便查阅,对出露的侵入岩体进行了编号。研究表明,大别造山带及邻区的侵入岩侵位时代以早白垩世为主,并有少量晚侏罗世、新元古代和早古生代岩体。新元古代岩体主要呈岩株状产出于南大别和西大别红安地区,北淮阳地区亦有少量分布;早古生代侵入岩类规模较小,主要于奥陶纪—志留纪时期侵位,分别呈带状分布于造山带的南北两侧,形成双岩浆带;晚侏罗世岩体主要分布在大别山以南的长江中下游地区;早白垩世侵入岩类分布广泛,面积约占整个大别造山带的47%。认为晚中生代岩浆活动与太平洋板块同期向北西方向的俯冲和随后的伸展事件密切相关。     

首编大别造山带侵入岩地质图（1：50YY）及其说明

大别造山带侵入岩出露面积占该区总面积的50％左右,不同时代的侵入岩是重塑造山带演化历史的窗口。报道了新编绘的《大别造山带及邻区侵入岩地质图（1：50万）》的编制过程及其意义。该图反映了大别造山带侵入岩的空间分布、侵位时代、岩石类型和地球化学特征。同时,为了方便查阅,对出露的侵入岩体进行了编号。研究表明．大别造山带及邻区的侵入岩侵位时代以早白垩世为主,并有少量晚侏罗世、新元古代和早古生代岩体。新元古代岩体主要呈岩株状产出于南大别和西大别红安地区,北淮阳地区亦有少量分布;早古生代侵入岩类规模较小,主要于奥陶纪一志留纪时期侵位,分别呈带状分布于造山带的南北两侧．形成双岩浆带;晚侏罗世岩体主要分布在大别山以南的长江中下游地区：早白垩世侵入岩类分布广泛,面积约占整个大别造山带的47％．认为晚中生代岩浆活动与太平洋板块同期向北西方向的俯冲和随后的伸展事件密切相关．     

首编大别造山带侵入岩地质图(1∶50万)及其说明

大别造山带侵入岩出露面积占该区总面积的50%左右,不同时代的侵入岩是重塑造山带演化历史的窗口。报道了新编绘的《大别造山带及邻区侵入岩地质图（1∶50万）》的编制过程及其意义。该图反映了大别造山带侵入岩的空间分布、侵位时代、岩石类型和地球化学特征。同时,为了方便查阅,对出露的侵入岩体进行了编号。研究表明,大别造山带及邻区的侵入岩侵位时代以早白垩世为主,并有少量晚侏罗世、新元古代和早古生代岩体。新元古代岩体主要呈岩株状产出于南大别和西大别红安地区,北淮阳地区亦有少量分布;早古生代侵入岩类规模较小,主要于奥陶纪—志留纪时期侵位,分别呈带状分布于造山带的南北两侧,形成双岩浆带;晚侏罗世岩体主要分布在大别山以南的长江中下游地区;早白垩世侵入岩类分布广泛,面积约占整个大别造山带的47%。认为晚中生代岩浆活动与太平洋板块同期向北西方向的俯冲和随后的伸展事件密切相关。     

大别造山带现今地壳结构-岩石组成研究

通过大别造山带岩石地震波速的高温高压实验测定值与地震测深断面观察值的对比，结合地表出露岩石对深部岩石组成的地球化学示踪，揭示了该造山带现今地壳各结构层的基本岩石组成：上地壳主要由长英质岩石组成，榴辉岩在其中仅占0～20％；中地壳(低速层)主体由长英质片麻岩和花岗岩组成；下地壳上部由80％镁铁质麻粒岩和20％长英质麻粒岩组成；下地壳下部由幔源底侵岩浆作用形成的镁铁质麻粒岩组成。下地壳和上地幔的泊松比为0.265～0．280，明显高于榴辉岩的泊松比，表明其中即使有榴辉岩存在，含量也应极少。各构造单元出露的白垩纪花岗岩具有相似的化学组成，其铅、钕与锶同位素组成均可与北大别的核杂岩相对比，表明花岗岩浆均应以深部核杂岩为源岩。因此，被白垩纪花岗岩侵入的南大别超高压变质岩单元和宿松高压变质岩单元深部均应由核杂岩组成，亦即超高压和高压变质岩应呈拆离的构造岩片覆盖于核杂岩之上。鉴于白垩纪花岗岩的钕模式年龄(tDM)均集中于古元古代(1．8～2．2Ga)，表明花岗岩的源区应限于核杂岩中构成原中地壳下部的古元古代结晶基底岩层。这为中地壳主要由长英质片麻岩组成提供了佐证。考虑到大量花岗岩浆的抽出，应留下更大体积的镁铁质岩残留体，后者在地壳流变增厚调整过程中可能因密度增大而下沉，也可能因地震波速增大而显示下地壳的特征，更可能由于这两方面的原因而使由镁铁质残留体组成的原中地壳下部转变成现今下地壳上部的组成。根据大别碰撞后基性火山岩和侵入岩的地球化学研究，还可证明组成大别下地壳的镁铁质岩更可能是1.1Ga前而非中生代形成的底侵岩层。实践表明，上述两方面研究的结合可较好揭示区域地壳结构一组成。     

北淮阳早白垩世金刚台组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

金刚台组火山岩是大别造山带北缘北淮阳晚中生代火山岩带的重要组成部分,选取金刚台组的粗面安山岩、熔结凝灰岩以及紧邻火山岩的正长斑岩,用LA-ICP-MS锆石U-Pb法进行了年龄测定,结果显示:两个火山岩样品的年龄分别为128.8±0.7 Ma和127.6±0.5 Ma,紧邻火山岩的正长斑岩的年龄为129.8±0.7 Ma,这3组年龄值在误差范围内近于一致,说明金刚台组火山岩和紧邻火山岩的正长斑岩是在很短的时间内形成的。这些年龄与整个苏鲁-大别造山带内早白垩岩世岩浆活动年龄的峰值区间一致,可能意味着它们形成于相同的动力学条件下。     

大别造山带岳西地区中生代岩浆岩年代学研究

北大别岳西地区广泛分布燕山期侵入岩和火山岩。14个岩浆岩样品中锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,这些岩浆岩形成于134~125 Ma之间。以130 Ma为界,岩浆岩可以分为两个期次:早期以石英闪长岩—石英二长闪长岩—似斑状二长花岗岩组合为主;晚期以二长花岗岩—钾长花岗岩组合及脉岩为主。早期岩浆岩含有古元古代(1900~2120 Ma)、新元古代(670~800 Ma)和三叠纪继承锆石;晚期岩浆岩中缺少古元古代继承锆石,以新元古代、三叠纪及140~160 Ma时期的继承锆石为主。高Sr低Y地球化学特征仅出现在早期岩浆岩中,结合继承锆石的年龄特征,表明早期岩浆岩物质来源于加厚的基性下地壳,下地壳的拆沉和岩石圈的减薄发生在约130 Ma;而晚期岩浆岩为以新元古代年龄的中—下地壳在减薄后的环境下发生深熔作用形成。     

大别造山带核部两处燕山期花岗岩体的成因演化模式

根据对大别山核部牛占鼻和木子店两处燕山期花岗岩体进行的元素地球化学分析和岩浆演化的模拟分析,结果显示,牛占鼻和木子店两处燕山期花岗岩体都具相似的主量和微量元素特征,它们和天堂寨的同期花岗岩具有相似的成因模式和源岩,其主要的形成演化模式可能是增厚的下地壳发生部分熔融所致,源岩可能是太古代TTG片麻岩或奥长花岗岩。同时这样的结果也说明大别山燕山期花岗岩的成因与造山后的地壳叠覆、基性岩浆底侵和随后的地壳拆沉作用具有密切的联系。模拟中也发现有的样品具有异常的地化特征,尤其对是Na2O/K2O>1的花岗岩的模拟结果不理想,暗示可能存在不同的源岩和岩浆演化作用。     

大别造山带南坡晚白垩世玄武岩源区地幔特征

大别造山带南坡中生代断陷盆地中出露大量晚白垩世碱性玄武岩类。因岩浆受结晶分异和陆壳混染影响微弱,其成分基本可代表本区原生玄武岩浆。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上,本区玄武岩具有地壳富集组分Pb、K、Rb、Ba等的正异常和Nb、P、Hf等高场强元素的负异常。同位素和微量元素特征显示,玄武岩浆来自亏损地幔(DM)和富集地幔(EM+EM)混合源区。玄武岩源区地幔中Pb的富集和Nb、P、Hf等的亏损基本可由中国东部亏损地幔与榴辉岩的混合获得,由此揭示富集地幔端元组成特征可能与晚白垩世前造山带根部榴辉岩拆沉并参与地幔再循环有关。     

大别造山带晚造山期花岗岩类

大别造山带存在中侏罗世花岗质岩浆活动,相关花岗岩类在成分上与准铝质岩一致,其锆石U-Pb与全岩Rb-Sr年龄为174~161 Ma。这些岩体主要属于造山带中下地壳深部熔融、侵入之产物,具有晚造山挤压型花岗岩的特点。岩体出露面积与剥露深度的区域变化,主要与后期强烈的热窿伸展差异改造作用有关。大别造山带晚造山期的挤压环境,还控制合肥盆地前陆挤压阶段(中侏罗世–晚侏罗世早期)以及南北两侧逆冲推覆构造的发育。西太平洋汇聚特性的急剧变化(侏罗纪末),是促成大别山造山根突发性拆沉事件以及区域伸展机制取代晚造山期挤压作用的根本原因,推测这种晚造山期挤压环境大致结束于~160Ma,即造山根突发性拆沉作用发生之时。     

完达山造山带蛇绿混杂岩中变质基性岩的地球化学特征及其地质意义

完达山造山带蛇绿混杂岩中变质基性岩原岩主要有两种类型:在大顶子山和仙人台附近蛇绿岩带中的变质玄武岩地球化学具有T iO2含量偏高,高场强元素N b,T a,Z r,H f等富集,大离子亲石元素R b,Sr,B a等相对富集;LREE富集,体现出洋岛型玄武岩的特征。在靠近跃进山断裂带的跃进山变质杂岩带中采集的变质基性岩原岩具有洋中脊玄武岩的地球化学特征,但R b,B a,Th相对富集,R b,B a,Th都是活跃于地壳中的元素,这些元素丰度值高,与板块拼贴岩石受到明显的蚀变作用有关。     

大兴安岭东北部塔河地区早白垩世高Sr低Yb型侵入岩的年代学、地球化学特征及地质意义

东北地区是中国显生宙花岗岩极其发育的地区,构造演化复杂。研究大兴安岭东北部塔河地区早白垩世侵入岩是解决大兴安岭地区中生代岩浆演化及构造背景的重要突破口。塔河地区早白垩世侵入岩的岩性主要有石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩和花岗闪长斑岩。运用LA-ICP-MS测年方法对花岗闪长岩和石英闪长岩进行测年,锆石U-Pb年龄分别为131±1Ma (MSWD=0.73)和130±1Ma (MSWD=2.2)。早白垩世侵入岩SiO₂含量为61.32%~71.68%,为中酸性岩类。Al₂O₃含量为13.53%~15.62%,显示为准铝质或过铝质、高钾钙碱性花岗岩。∑REE为(152.28~253.85)×10^-6。地球化学特征可分为高Sr低Yb型和低Sr高Yb型两类侵入岩,起源于地壳的不同深度。研究区早白垩世侵入岩形成于蒙古-鄂霍次克洋洋盆自西向东的剪切式收缩闭合作用,可能与蒙古-鄂霍次克造山带陆-陆碰撞导致下地壳加厚作用有关。     

秦岭大别造山带地壳化学结构研究

大陆地壳不同结构层之间化学组成(含元素和同位素组成)的系统性差异可以称为地壳化学结构，地球化学参考模型(GERM)能够作为参照标准进行地壳化学结构(元素组成)的对比分析，据此提出了反映地壳演化特征的蛛网图标准化方法。对秦岭—大别造山带的尝试发现，造山带总体上具有物质组成分异较弱的特点；造山带及邻区太古亩结晶基底太华群、崆岭群的化学组成都不能代表全部的下地壳，可能仅代表了下地壳上部，而大别群可能经历了复杂的构造熟化过程。通过对造山带地壳化学结构的分析，指出铕负异常可能并非为地壳拆沉作用所造成。     

大兴安岭伊勒呼里山早白垩世碱长花岗岩年龄、地球化学特征及其地质意义

对大兴安岭伊勒呼里山早白垩世碱长花岗岩进行了岩相学、地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究。伊勒呼里山地区碱长花岗岩主量元素具有富Si、富碱,贫Mg、Ca的特征;微量元素亏损Sr、P、Eu、Ti,富集K、Rb、Th等不相容元素,元素地球化学特征表明,岩体为铝质A型花岗岩(A/CNK=0.88~1.21,A/NK=0.94~1.49)。测年结果显示,粗中粒碱长花岗岩的锆石年龄为140.3±1.0Ma,细中粒碱长花岗岩锆石年龄为137.9±0.8Ma,均形成于早白垩世。结合区域研究资料,伊勒呼里山地区碱长花岗岩岩体的形成与蒙古-鄂霍茨克洋闭合后的岩石圈伸展密切相关,其岩浆源区可能为地壳物质的部分熔融。     

八达岭基性岩和高Ba—Sr花岗岩地球化学特征及成因探讨：华北和大别—苏鲁造山带中生代岩浆岩的对比

八达岭杂岩侵位于华北北部，由辉长闪长岩岩、石英闪长岩、石英二长岩、二长闪长岩、二长花岗岩、碱长花岗岩和石英正长岩等组成，主要属高钾钙碱性系列。除了含V-Ti磁铁矿的堆晶辉长闪长岩，整套岩石的主量元素变化范围较大，SiO2=46.5%-75.3%,MgO=5.6%-0.2%，中酸性岩石的K2O/NaO为0.59-1.09。碱长花岗岩和少数石英二长岩Ba和Sr含量较低，且具有明显（Eu）负异常。大多数中酸性岩石（高Ba-Sr花岗岩）具有如下显著的微量元素地球化学特征：Ba,Sr和轻稀土（LREE）富集，Y和重稀土（HREE）亏损，LREE/HREE强烈分离，Sr/Y和La/Yb比值较高；在原始地幔标准化的蛛网图中具有显著的Nb,Ta和Ti亏损，不具明显的Sr和Eu亏损。在Harker图解中，基性岩石和高Ba-Sr花岗岩的主量元素相关性明显，两者还具有相似的微量元素和稀土（REE）分配特征，并且，REE,Y,Sr,P和Ti含量从基性到酸性逐渐降低。辉长闪长岩和高Ba-Sr花岗岩的Sr-Nd同位素初始值呈EMI特征（Isr=0.7051-0.7068,εNdi=-8.2-20.2），大致呈负相关。地球化学特征表明基性岩浆为富集的大陆岩石圈地幔部分熔融形成，而高Ba-Sr花岗岩则为基性岩浆通过陆壳混染和结晶分离形成；富P和Ti的副矿物（如磷灰石和的榍石）的分离结晶导致了REE,P和Ti丰度的逐渐降低。另外，华北板块内部和大别-苏鲁造山带基性岩和高Ba-Sr花岗岩分别具有相似的地球化学特征，这表明，上述地区燕山期大规模岩浆活动具有相似的地球动力学机制，大别-苏鲁造山带岩浆岩的地球化学特征并不反映其地幔源区一定受到过来自深俯冲的扬子板块的流体的富集作用。岩石圈的拆沉和减簿作用可能导致了华北板块和大别-苏鲁造山带下古老岩石圈地幔的部分熔融，岩石圈地幔的富集作用可能主要性发生于元古代。     

大别造山带中生代花岗岩类成分的时空分布与造山带演化的关系

长江中下游及两侧的大别隆起带、扬子隆起带都是华北、扬子陆块中生代碰撞造山涉及的区域，它们可分成４个地块．对４个地块中中生代花岗岩类的区域地球化学研究，并结合其他方面资料的共同限定，证明它们都是两个陆块碰撞后（ｐｏｓｔｃｏｌｉｓｉｏｎ）区域岩石圈物质调整阶段的产物．各岩带的花岗岩类可归入早、晚两个阶段，分别具有１３７Ｍａ和１２３Ｍａ的峰值侵位年龄．早、晚阶段花岗岩类都具有Ｉ型花岗岩类的成分特征，晚阶段花岗岩类还具有Ａ型花岗岩类的成分性质；早、晚阶段花岗岩类之间具有不连续的成分演化关系．它们指示，本区早、晚阶段花岗岩类的形成是两陆块中生代碰撞后发生的两次有一定联系但又独立的岩石圈热－构造事件的产物．     

西大别桥店花岗斑岩脉的形成时代、岩石成因及其大地构造意义

白垩纪碰撞后花岗岩是研究大别造山带碰撞后伸展垮塌的重要载体,西大别南缘的桥店花岗斑岩脉为约束大别山碰撞后构造机制转化提供了新的约束信息。SIMS和LA-ICP-MS锆石定年结果表明,桥店花岗斑岩脉侵位年龄约为129 Ma,并具有富集的锆石Hf同位素组成(ε_Hf(t)=-24.5-14.7)和古元古代二阶段模式年龄(2.41.9 Ga)。矿物组成上,花岗斑岩脉以富含粗粒的长石斑晶为主要特征。它们具有变化的SiO₂含量(63.07%73.22%)和A/CNK值(0.871.73),同时具有高的K₂O(4.51%5.47%)、低的MgO (0.42%1.82%)含量,属于高钾钙碱性花岗岩类。岩石的轻稀土元素相对重稀土元素富集,具有Eu的负异常(Eu/Eu^*=0.770.92);同时富集Rb、Ba和Pb,而亏损Nb、Ta和Ti。相较于典型埃达克质岩石,桥店花岗斑岩的Sr含量(78×10^-6724 ×10 ^-6)变化较大,Y(11.8×10^-614.8×10^-6)和Yb(1.09×10^-61.37×10^-6)含量相对较高,对应的Sr/Y(6.755.5)和(La/Yb)_N(29.634.2)比值较低。以上地球化学特征,结合古元古代的残留锆石和二阶段铪模式年龄,共同反映出桥店花岗斑岩是区内古元古代下地壳物质在中-低压力条件下部分熔融的产物。与区域上碰撞后岩浆岩的对比研究表明,桥店花岗斑岩的侵位指示了西大别地壳在约129 Ma已经开始减薄,西大别白垩纪加厚下地壳的拆沉及构造机制转换的时间可能在约130 Ma前后。