大别造山带变质岩的年代学格局

大别造山带中广泛分布经历不同程度变质的变质岩,这些变质岩的形成时代、变质年龄的研究对反演大别造山带形成演化历史有重要意义。本文总结了大别造山带中不同构造带中变质岩的锆石U－Pb年龄结果,给出初步的变质岩的年代学格局。     

大别造山带核部桃园寨火山岩锆石U-Pb定年及其地质意义

应用U-Pb和二次离子探针(法国产SIMS 1270)U-Pb法对大别造山带核部桃园寨火山岩中的锆石进行了年龄测定,给出其形成年龄为136～129 Ma。这一研究表明,大别造山带核部存在晚侏罗世—早白垩世火山活动和火山盆地,也说明在这一时期,该区的构造环境与北淮阳地区相似。据现残存的火山地貌和标高,及相邻的北淮阳地区的中生代火山盆地及火山沉积物的厚度,推测其剥蚀深度约 3000 m。     

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。     

大别造山带新太古代地壳岩石和古元古代混合岩化作用——来自锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据

大别造山带北大别超高压变质带是研究秦岭-大别-苏鲁造山带古老基底演化过程的关键区域,其内广泛发育的混合岩长期被认为主要形成于中生代。本文对北大别团风一带新识别出的一套混合岩开展了锆石U-Pb定年和Hf同位素组成分析,结果显示,混合岩第一类锆石核部具有岩浆锆石特点,组成的不一致线上交点年龄为2850±86 Ma,该年龄代表了混合岩原岩年龄。第二类锆石具有变质深熔锆石特点,其加权平均²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为2011±12 Ma,代表了混合岩化的时间。岩浆锆石多数具有负的ε_Hf(t)值(—8.1～2.2),对应两阶段Hf同位素模式年龄(T_DM2)为3.6～3.0 Ga,表明原岩可能为大别造山带内古太古代地壳物质重熔形成,并可能在形成过程中伴有少量幔源物质加入。与之相比,变质锆石均具有正的ε_Hf(t)值(0.3～8.2),对应T_DM2为2.7～2.2 Ga,说明在混合岩化变质深熔过程中锆石Lu-Hf同位素体系完全开放,导致了锆石Hf同位素组成的升高。本文研究表...     

大别造山带南部浅变质岩的锆石U-Pb年龄

在大别造山带南部,出露与超高压榴辉岩伴生,仅经过绿片岩相变质作用的浅变质岩。浅变质岩的锆石U- Pb 年龄表明,其原岩形成时代为晋宁早期(1100 ±140 Ma) ,与扬子地块南缘的一些岩浆岩的年龄相似。浅变质岩不一致线下交点年龄及超高压地块区域片麻岩的锆石测定结果表明,它们均受到加里东期构造热事件的影响,印支期超高压变质作用仅使浅变质岩的Rb- Sr 体系重置而没有影响到其U- Pb 体系。     

俯冲大陆熔融:大别-苏鲁造山带中生代岩浆岩锆石U-Pb年龄和地球化学证据

板块俯冲物质再循环的岩浆岩表现形式,是化学地球动力学研究的核心问题.在海底扩张和板块构造学说发展过程中诞生的化学地球动力学,在研究大洋地质的许多基本问题中已经取得了巨大成功.     

大别造山带红安地块康家湾构造混杂岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成及其地质意义

扬子克拉通北缘中元古代—新元古代地质构造演化一直是地学界研究的热点。本文报道了大别造山带红安地块康家湾混杂岩中榴闪岩岩块和含石榴子石白云钠长片岩基质中锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成。结果表明,康家湾混杂岩中榴闪岩岩块的原岩形成时间为1064±10 Ma,且经历了183±3 Ma的流体作用过程;中元古代锆石Hf同位素组成(ε_Hf(t)=4.7～12.3)接近当时的亏损地幔值,指示榴闪岩原岩(玄武质岩石)可能来自亏损的地幔源区部分熔融作用;混杂基质中碎屑锆石年龄谱可大致分为2576 Ma、2065～1698 Ma、1071～560 Ma和254～156 Ma四组,暗示其物源可能主要来自于近源的秦岭-大别造山带前寒武纪基底;基质中最年轻的岩浆锆石年龄为～240 Ma,表明康家湾混杂岩的最终就位时间可能在晚三叠世到早侏罗世之间。综合秦岭-大别造山带新元古代构造演化过程,本研究认为大别造山带红安地块与扬子克拉通庙湾蛇绿岩、神农架弧等共同构成了一套中元古代末期—新元古代早期岛弧增生造山体系,从而支持扬子克拉通可能由一系列微陆块逐渐拼合而成。     

桐柏-大别造山带南缘中侏罗世基性岩的发现及其构造意义——来自锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据

桐柏-大别造山带南缘大洪山地区出露一套变质辉长辉绿岩脉,该岩脉沿襄樊-广济断裂带侵入到大洪山造山带增生杂岩之中,本文采用锆石U-Pb LA-ICP-MS定年方法,获得了该变质辉长辉绿岩脉的岩浆锆石年龄为163±3 Ma,代表岩脉的侵位结晶年龄,是目前桐柏-大别造山带已知最早的造山后晚中生代岩浆活动记录之一,表明桐柏-大别造山带南缘晚中生代岩浆活动开始于中侏罗世晚期,与北大别地区初始深融作用时间相当,比早白垩世大规模岩浆活动的峰期(~130 Ma)早约30 Ma。锆石Hf同位素分析结果显示eHf(t)值为+5.8~+10.8(平均值为+9.7±0.7),对应的单阶段Hf模式年龄t_(DM1)为387~595Ma(平均值为434±29Ma),明显大于岩脉成岩年龄,表明岩浆源区主要来自于亏损地幔,亏损地幔为早古生代伸展过程的产物。结合区域研究资料,163±3 Ma是桐柏-大别碰撞造山带南缘中生代陆-陆碰撞后最古老的岩浆岩年龄之一,与大别造山带山根软化的时代一致,可能代表桐柏-大别造山带由挤压环境向伸展环境的初始转换时间,据此认为桐柏-大别造山带从山根软化到大规模伸展垮塌间隔-30Ma,地幔经历了亏损-富集的转化过程。     

胶东地块东部变质岩锆石U-Pb定年和氧同位素研究

对胶东地块东部高压-超高压变质岩作了系统的锆石U-Ph定年和矿物氧同位素分析,结果对这些变质岩的原岩性质提供了制约。研究得到:(1)区域花岗片麻岩及岩浆锆石普遍不同程度地亏损~(18)O,3个片庥岩样品中岩浆核锆石U-Pb年龄分别为723±36Ma、738±17Ma和744±63Ma,低δ~(18)O值(-0.42～4.14‰)岩浆核锆石说明其原岩为新元古代低δ~(18)O值岩浆岩,石英-石榴石氧同位素温度及少量印支期变质锆石的出现,指示片麻岩与榴辉岩曾经共同经历了印支期超高压变质作用;(2)花岗片麻岩中的榴辉岩原岩年龄有两种,一种是新元古代,其U-Ph年龄为806±79Ma。另一种是古元古代晚期,其 U-Pb年龄为1838±41Ma。这2个榴辉岩的超高压变质年龄分别为229±3Ma和242±21Ma。多数榴辉岩中的变质增生或变质重结晶锆石也具有低δ~(18)O值特征(0.22～3.4‰),指示在榴辉宕相变质作用之前,这些榴辉岩原岩为低δ~(18)O值蚀变岩或低δ~(18)O值基性岩浆岩;(3)大理岩中榴辉岩变质增生锆石δ~(18)O值高达15.9‰,U-Pb年龄为229±4Ma,指示在榴辉岩相变质作用之前,榴辉岩原岩与大理岩一样具有高δ~(18)O值;(4)斜长角闪岩的原岩U-Pb年龄为1719±18Ma,与同时期榴辉岩原岩一起构成扬子板块北缘新元古代岩浆侵位时的裂谷肩部围岩,在三叠纪大陆碰撞时同样受到变质改造。     

大别超高压碰撞造山带岩石锆石U/Pb同位素框架年代学

采用SIMS和TIMS法对大别造山带各主要构造地体 (南大别、北大别、北淮阳和苏鲁 )中的片麻岩和榴辉岩中锆石进行了U Pb定年 ,得到的年龄主要分布在 12 0～ 140Ma,190～ 2 5 0Ma ,6 5 0～ 85 0Ma ,～ 190 0Ma和～ 2 5 0 0Ma。第一组年龄主要和侏罗纪—白垩纪的岩浆构造活动有关 ,第二组年龄和超高压变质作用有关 ,第三至第五组年龄则主要反映了变质岩原岩的年龄。根据锆石中的Th U讨论了各种锆石年龄的成因及其意义。     

变质岩中锆石U—Pb计时问题评述——兼论大别造山带锆石定年

锆石是U－Pb计时的首选对象，对于地质历史复杂的变质岩地区，如大别碰撞造山带的年代学研究，具有不可替代的重要性。变质岩中锆石经历了Pb的扩散丢失作用；晶格损伤导致的蜕晶化作用；增生－混合作用和重结晶作用。这些过程对锆石计时的准确性和有效性带来不同程度的影响。为了使测定的年龄有确定的地质意义，在进行锆石U－Pb定年前，必需对锆石进行成因矿物学和矿物内部结构研究，特别是阴极荧光和背散射电子成像研究，通过内部结构特征确定锆石成因过程。在化学U－Pb法定年时注意普通铅校正和^204Pb测定值对年龄的影响，尽量选择单一成因锆石。特别强调在大别造山带年代学中引入锆石微区离子探针定年技术。     

大别—苏鲁超高压变质带内部的浅变质岩

大别苏鲁超高压变质带内部零星出露有若干呈构造残片状产出的浅变质岩,主要以变质碎屑岩－千枚岩－大理岩组合为代表,遭受过低绿片岩相变质和脆－韧性变形作用的改造,与围岩均为构造接触（断层或韧性剪切带）。微古生物化石研究表明,其原岩为震旦纪前后扬子板块北缘的浅海相沉积。同位素年代学研究指示,它们经历过加里东期和印支期构造热事件的影响,与区域超高压岩石经受的构造热事件时间一致;氧同位素研究得到,部分浅变质岩原岩曾遭受过高温大气降水热液蚀变,与区域超高压岩石经受的构造热事件时间一致;氧同位素研究得到,部分浅变质岩原岩曾遭受过高温大气降水热液蚀变,与区域超高压岩石的同位素特征一致。这些浅变质岩的原岩为扬子板块北缘震旦系沉积岩及其中的火山碎屑岩,构造上具有板块俯冲过程中的刮削岩片－构造加积楔的产状和形成机制,因此可以是大陆板块俯冲加积楔的一部分。     

High precision U-Pb zircon ages for Mesozoic igneous rocks from Hong Kong

Sixteen new high precision U-Pb zircon ages are reported from Jurassic and Early Cretaceous silicic volcanic and plutonic rocks of Hong Kong. When combined with the existing age dataset, the new ages constrain more tightly the timing of major periods of volcanism and plutonism at 162.6 ± 4.5 Ma, 146.7 ± 1.1 Ma, 143.0 ± 1.0 Ma and 140.8 ± 0.6 Ma. However, two ages of 151.9 ± 0.2 Ma and 148.1 ± 0.2 Ma, from eastern New Territories and southern Hong Kong indicate additional and therefore more continuous, albeit pulsed, magmatic activity than previously thought.     

滇西高黎贡山群变质岩的锆石年龄及其构造意义

被认为是腾冲-梁河地块前寒武纪结晶基底的滇西高黎贡山群变质岩系,其原岩及变质时代长期争论不休。岩相学和地球化学表明,组成高黎贡山群的黑云二长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩和变粒岩的原岩均为岩浆岩。首次对这些变质岩进行原位锆石U-Pb定年,分别获得497.8±7.2Ma～500±14Ma、83.5±0.9Ma的岩浆结晶年龄和459±5Ma、55.2±1.1Ma的变质年龄。结合相邻区碎屑锆石年龄及其区域对比分析,认为腾冲-梁河地块高黎贡山群中以石英片岩、石英岩为主体的原始沉积岩系可能形成于新元古代,应与拉萨地块有密切的亲缘关系。在早古生代环冈瓦纳大陆周缘造山过程中被寒武纪花岗岩侵入并发生变质作用;在新特提斯俯冲过程中,经历了晚中生代的安第斯型造弧作用;在印度与欧亚大陆碰撞过程中,又经历了新生代的岩浆作用、变质作用以及走滑剪切形成糜棱岩化作用。     

大别山双河和碧溪岭超高压变质岩流体包裹体研究

对大别山双河和碧溪岭含柯石英榴岩和硬玉石英岩进行了详细的流体包裹体研究。根据流体包裹体的成分和盐度的不同,可以划分出至少五种类型不同的气液包裹体;（１）Ｎ２包裹体;（３）高盐度流体包裹体;（３）ＣＯ２包裹体;（４）ＣＯ２－Ｈ２Ｏ包裹体;（５）低盐度流体包裹体。本仅见于含柯石英榴辉岩,而高盐度流体包裹体则几乎存在于所有的榴辉岩和硬玉石英岩中。ＣＯ２包裹体沿榴辉岩中微剪切带分布,或存在于强变形的硬玉石     

大别山南部宿松杂岩的U-Pb锆石和Ar-Ar角闪石年龄及其地质意义

大别造山带南部宿松杂岩中花岗片麻岩和斜长角闪岩的U-Pb锆石年龄和Ar/Ar角闪石年龄测定结果表明,二长花岗片麻岩的形成年龄为2018±73Ma和2010±38Ma,白云斜长片麻岩的形成年龄为741±7Ma,宿松杂岩经过228Ma左右的变质作用。这些结果表明大别山南缘存在较大规模的古元古代花岗质结晶基底,广泛分布在宿松杂岩中的花岗片麻岩和由花岗片麻岩强烈剪切变形而成的白云斜长片麻岩、白云钠长石英片岩形成于新元古代,不整合覆于二长花岗片麻岩之上并被新元古代花岗片麻岩侵入的变质沉积岩形成于中元古代晚期-新元古代早期。由此得出,宿松杂岩主要由古元古代二长花岗片麻岩、中新元古代变质沉积岩和新元古代变质花岗岩和变质基性岩组成,因而也是扬子板块的俯冲陆壳基底的一部分。     

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。     

大别造山带北部石竹河片麻岩的锆石U—Pb年龄及其地质意义

大别造山带北部石竹河二长片麻岩的锆石U-Pb年龄测定结果表明,其原岩形成时代为707±42Ma,在229±18Ma曾受到高温变质作用。这一结果表明印支期变质作用不仅反映在大别造山带南部的变质岩中,而且造山带北部的部分变质岩也保存了这一重要记录。大别造山带北部存在印支期变质年龄的片麻岩、榴辉岩或残留相表明,该地块与造山带南部一样是印支期板块俯冲碰撞中俯冲板块的一部分。华北和扬子板块的碰撞缝合线可能位于大别造山带的北侧。     

超高压变质岩的放射性同位素体系及年代学方法

要深刻理解同位素在超高压变质及退变质过程中的地球化学行为对获得超高压变质岩准确并有明确意义的年龄值是非常重要的。对Sm—Nd,Rb—Sr同位素体系,只有变质矿物同位素体系达到平衡才能给出精确有意义的等时线年龄。研究表明,与副变质岩互层的细粒榴辉岩的高压变质矿物之间,或者强退变质岩石的退变质矿物之间,其Nd,Sr同位素可以达到平衡;然而高压变质矿物与退变质矿物之间Nd,Sr同位素不平衡。由于全岩样品总是含有数量不等的退变质矿物,因此石榴石＋全岩Sm—Nd法或多硅白云母＋全岩Rb—Sr法将有可能给出无地质意义的年龄。通常低温榴辉岩的高压变质矿物之间存在Nd同位素不平衡。超高压变质岩多硅白云母所含过剩Ar主要源于榴辉岩原岩中角闪石在变质分解时释放出来的放射成因Ar。因此,不舍榴辉岩的花岗片麻岩多硅白云母基本不舍过剩Ar。对变质锆石成因的准确判断是正确理解锆石U-Pb年龄意义的关键。本文对不同成因锆石的判别标志及年龄意义做了总结,并指出将阴极发光图形,锆石痕量元素组成及矿物包裹体鉴定相结合是进行锆石成因鉴定的有效方法。高压变质或退变质增生锆石组成单一,是理想变质定年对象。然而变质重结晶锆石域常是重结晶锆石和继承晶质锆石的混合区,因而给出混合年龄。只有完全变质重结晶锆石才能给出准确变质时代。