吉林抚松四道砬子河岩组斜长角闪岩成因

在吉林抚松地区出露有一套太古宙角闪岩相变质岩石,其形成时代和成因机制长期存在争议。选定其中的斜长角闪岩作为研究对象,进行了岩石学、矿物学、岩石地球化学、锆石U-Pb年代学系统研究,分析了其形成过程,探讨了同时期构造岩浆演化背景。斜长角闪岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年取得的岩浆型锆石年龄分别为(2 555±13)Ma、(2 528±13)Ma、(2 529±9.8)Ma,表明其形成于新太古代晚期(2.55~2.50 Ga)。主量元素平均化学成分与基性火山岩中玄武岩成分相似,Si O2含量为46.22%~59.6%,平均值为51.13%;Al2O3含量11.83%~17.59%,平均值为13.42%。稀土元素总量53.74×10-6~219.07×10-6,平均值为108.17×10-6,(La/Yb)N=2.07~8.98,平均值5.19,表明轻稀土相对富集且轻重稀土分馏较明显。微量元素中较富集K、Rb、Ba等大离子亲石元素(LILE);亏损Zr、Ti、Nd、Ta等高场强元素(HFSE)。综合岩石矿物组成及地球化学成分特征,认为吉林抚松地区斜长角闪岩属正变质岩,原岩应为玄武质火山岩,岩浆主要来源于亏损地幔,同时伴有少量古老地壳的混染再造,形成于岛弧环境,该区是华北克拉通新太古代吉—辽—冀弧陆碰撞增生造山带的北延部分。     

泥质岩变质脱水作用的高温高压实验研究

研究表明,大洋沉积物或陆壳岩石可以发生俯冲作用进入俯冲带深部[1-3].该过程中岩石的含水矿物发生了变质脱水作用和相转变,所产生的流体是俯冲带流体的重要来源[4]并对俯冲带岩浆产物的地球化学特征有标志性的影响.为了深入揭示陆壳物质在俯冲带温度-压力条件下的变质脱水作用和该过程中发生的微量元素变化,我们开展了泥质岩变质脱水作用的高温高压实验研究.     

辽东盖州-庄河地区榆树砬子岩组碎屑锆石U-Pb年代学与Hf同位素研究:对华北克拉通陆壳演化的制约

出露于辽东地区盖州-庄河一带的榆树砬子岩组,作为该区不整合覆盖于古元古代辽河群之上最早的稳定沉积盖层,其沉积时代、物源区及沉积环境的研究对了解华北克拉通的构造演化具有重要科学意义。目前该地区依然缺乏关于榆树砬子岩组形成时代和区域地层对比的数据。本文在详细野外地质调查基础上,通过碎屑锆石U-Pb定年、Hf同位素示踪等手段,对该岩组的沉积环境及时限、物源区及与燕辽裂谷带内中元古代地层的时空关系等问题进行了讨论。通过对榆树砬子岩组与燕辽裂谷带内常州沟组对比,发现尽管锆石U-Pb定年结果表明榆树砬子岩组沉积时代晚于1803Ma,但二者在锆石年龄谱、物源成分、岩石组合及沉积旋回序列等方面具有一定相似性。龙岗地块及辽南陆块太古宙基底、古元古代辽吉花岗岩以及古元古代同碰撞或碰撞后岩浆岩可能为榆树砬子岩组提供了物源。同时,锆石Hf同位素特征表明华北克拉通东北缘记录了自～4. 1Ga以来的一系列地壳生长事件,其峰期主要发生于31～27亿年,与华北克拉通其他地区的数据一致,为华北克拉通太古代的陆壳演化提供了新的佐证。     

桐柏北部宽坪群变泥质岩的变质作用研究

桐柏北部宽坪群发育一套由斜长角闪岩、变泥质岩、大理岩以及石英岩夹层组成的中级变质岩石。本文选取4个含石榴变泥质岩样品进行了详细的岩石学研究,其中回龙寺组的一个样品含有特征的十字石+蓝晶石组合,而左老庄组的一个样品则含有夕线石。回龙寺组样品中的石榴石均具有明显的进变质成分环带,而左老庄组样品中的石榴石均遭受到晚期低温扩散的影响,所以在计算其形成条件时选取了生长于峰期变质阶段的特定部位。运用传统的石榴石-黑云母-白云母-斜长石-石英地质温压计估算回龙寺组的变质p-T区间为590～610℃、0.95～1.14GPa,左老庄组为630～650℃、0.65～0.89GPa,分别相当于低角闪岩相和高角闪岩相。这一结果与变质反应曲线所限定的温压范围基本一致,并且后者中还存在由蓝晶石区域向相对高温低压的夕线石区域转变的过程。低-高角闪岩相的宽坪群与低角闪岩相的二郎坪群和麻粒岩相的秦岭群紧密伴生,且变质时代近于一致(440～400Ma),说明华北南缘在志留纪—早泥盆世发生了岛弧、微陆块与华北板块大陆边缘的碰撞造山作用。     

赞皇前寒武纪变质杂岩区变质反应结构与变质作用P-T-t轨迹

赞皇变质杂岩位于华北克拉通中部造山带中南段、太行山东麓低山区。出露于该变质杂岩区中南部的含石榴石的斜长角闪片麻岩、泥质片麻岩,均保存了三期矿物组合:进变质、峰期变质和退变质矿物组合。这两大类变质岩石中,进变质阶段矿物组合(M₁)以石榴石变斑晶核部的包裹体矿物组合为代表,变质高峰期矿物组合(M₂)由石榴石变斑晶"边部"和基质矿物组成,退变质阶段矿物组合(M₃)主要是环绕石榴石边部发育的"白眼圈"状后成合晶矿物组合。泥质片麻岩中的石榴石变斑晶均保存了明显的成分环带,且在边部很窄的范围内X_Mn有所增加、Mg/(Mg+Fe)有所降低,指示存在变质高峰期后的退变质过程。温度与压力计算结果表明,赞皇斜长角闪片麻岩所经历的进变质阶段(M₁)温度约为640~710℃、 压力约为8.2~8.6kbar;高峰期(M₂)变质温度超过810℃,压力大于12.1kbar;退变质阶段(M₃)的温压范围为590~670℃和3.2~5.6kbar。此前的研究已说明泥质片麻岩的进变质阶段(M₁)变质温度为660~690℃,压力为9.0~9.2kbar;高峰期(M₂)变质温度超过780℃,压力大于12.5kbar。变质高峰属于中压相系的顶部至高压相系的底部。斜长角闪片麻岩、泥质片麻岩均记录了典型的顺时针P-T轨迹,并显示近等温减压(ITD)的退变质片段。对泥质片麻岩中多颗锆石的变质增生边的SHRIMP U-Pb定年表明,变质高峰期时代为1821±17Ma。变质作用历史说明赞皇变质岩区卷入了华北克拉通东部陆块和西部陆块之间的俯冲-碰撞、随后的快速隆升过程,为华北克拉通中部造山带早元古代末期(~1850Ma)存在的造山事件提供了新的证据 。     

麻粒岩相变质作用与花岗岩成因-I:变质泥质岩/杂砂岩高温-超高温变质相平衡

麻粒岩相岩石作为洞察下地壳的窗口一直备受重视。二十世纪九十年代以来麻粒岩研究的一个重要进展是利用变质相平衡的定量研究方法模拟岩石中所发生的深熔变质反应、熔体成分变化、及熔体丢失对变质矿物组合的影响等。本文利用KASH、NKASH和KFMASH等简单体系的相平衡关系,做出P-T投影图、组分共生图解和基于固定全岩成分的P-T视剖面图解,并结合有关实验岩石学结果,讨论了高温和超高温条件下变质泥质岩和杂砂岩中的变质熔融反应、矿物组合、全岩成分与P-T条件之间的相互关系。多数变质泥质岩和杂砂岩中饱和流体固相线熔融反应可利用NKASH体系中有水流体参与的熔融反应模拟,在没有外来流体注入时,这些反应可形成<3mol%熔体。在不同体系中白云母脱水熔融反应型式及其P-T条件不同,如在NKASH和KFMASH体系中模拟计算的白云母脱水熔融反应与相应的实验结果相似,分别控制了白云母分解熔融的温度下限和上限;白云母的分解温度会随着其中Fe、Mg和Ti含量的增加而升高,也随着共生斜长石中钙长石组分增加而升高,泥质岩中白云母脱水熔融可以形成~10mol%熔体。在KFMASH体系中黑云母脱水熔融反应表现为4条单变反应,其理论计算的温度比实验模拟的结果低一些。在NCKFMASH体系或实际岩石中黑云母脱水熔融反应为滑动反应,如NCKFMASH体系中黑云母从其开始熔融到最后消失在泥质岩中可跨越~100℃,在杂砂岩中可跨越30~50℃。黑云母的稳定温度随着镁值升高而升高,其稳定上限受钛影响更大,黑云母脱水熔融可以形成超过30mol%~40mol%熔体。KFMASH体系中的相平衡模拟表明以出现斜方辉石+夕线石和假蓝宝石为特征的超高温组合易于出现于富镁泥质岩中,而对正常成分泥质岩在达到1000℃的超高温条件下,主要出现石榴石+夕线石(即夕线榴),该组合在更高温度反应形成假蓝宝石+尖晶石。利用饱和水固相线反应和白云母与黑云母分解反应可以更好地限定不同的变质相。如中压和低压条件下低角闪岩相和高角闪岩相的界限可利用NKASH体系中有水流体和白云母参与的熔融反应和亚固相线条件下的白云母分解反应限定;实验确定的泥质岩中黑云母开始熔融与消失的反应可分别用于限定高角闪岩相与(正常)麻粒岩相的界限,以及(正常)麻粒岩相和超高温麻粒岩相的界限。因此,从矿物组合角度,正常麻粒岩相可限定在黑云母开始熔融到完全消失的温度范围,超高温麻粒岩相可限定在黑云母消失(有石英存在)之后的温度范围。     

大别超高压变质地体四道河地区岩石学研究

对四道河地区超高压变质岩剖面的研究分析显示,该剖面有3种岩石类型:榴辉岩类、片麻岩和面理化含榴花岗岩。榴辉岩具不同程度的退变质现象,呈透镜体状产出于斜长角闪岩、片麻岩和面理化含榴花岗岩中,原生矿物组合为石榴石、绿辉石、柯石英和金红石。榴辉岩退变为斜长角闪岩近于等化学系列;片麻岩在主量成分上与榴辉岩及其退变产物(斜长角闪岩)存在突变关系,但微量元素与榴辉岩有一定的相似性;面理化含榴花岗岩主量元素和微量元素地球化学特点为:富SiO2 、K2 O Na2 O和高价阳离子Ga、Y以及REE ,K2 O/Na2 O值低,贫Al、Ca、Mg、Ti、P ,结合构造环境、同位素及年代学资料分析,其应属于后碰撞造山A型花岗岩。基于以上认识推断:大陆板片俯冲至上地幔经历了超高压变质作用,表壳岩变质形成榴辉岩;当超高压变质岩石折返至中下地壳时发生了强烈的减压退变质作用形成斜长角闪岩,随后,与片麻岩及面理化含榴花岗岩一道从中下地壳向地表进一步折返,并一同经历了后期的变质变形作用。     

南秦岭增生杂岩带马道地区变泥质岩的变质作用

摘要：南秦岭构造带出露于勉略断裂和虞关—留坝断裂之间,是一条复杂的增生杂岩带,也是秦岭造山带的重要组成部分。增生杂岩带内马道地区发育一套由黑云母片麻岩、片岩组成的变泥质岩,内部包含有石英岩、大理岩及超基性岩等岩块,构成了典型的“block in matrix”结构。选取了含石榴子石黑云母片麻岩样品进行详细的岩石学研究。结果显示,北部变质岩样品中的石榴子石具有弱退变质成分环带,利用岩石矿物组合中的石榴子石-黑云母温度计、石榴子石-黑云母-斜长石-石英组合温度-压力计,估算峰期压力为078~079 GPa,温度为705~707 ℃,退变质时期压力为064~076 GPa,温度为602~650 ℃,揭示出岩石峰期高角闪岩相变质后,经历降温减压过程。南部岩石样品中含有特征的十字石+蓝晶石组合,样品中的石榴子石具有进变质成分环带,其峰期压力为049~057 GPa,温度为553~562 ℃,相当于低角闪岩相。通过与其他典型增生杂岩带变质岩的剥露机制对比,认为马道变泥质岩的变质作用演化与南秦岭地区碰撞作用有关,而其剥露过程则主要受到双重逆冲构造控制。     

华北克拉通大同-怀安地区古元古代泥质麻粒岩的矿物学特征及变质作用剖析

以往研究认为华北克拉通中北部古元古代泥质麻粒岩主体属于一套中-低压高温麻粒岩。最近我们在大同-怀安地区发现该区泥质麻粒岩早期经历了高压-高温麻粒岩相变质作用,与伴生的石榴基性麻粒岩具有一致的变质条件,但由于后期中-低压高温(超高温)变质条件的叠加,早期高压矿物组合被强烈改造。本文以大同-怀安地区的高压-高温泥质麻粒岩为例,对其进行详细的矿物学特征和变质作用剖析。根据岩相学,如石榴石包裹体、矿物反应结构和矿物化学特征,将研究区泥质麻粒岩划分为四个变质阶段:进变质阶段(M_1)、压力峰期阶段(M_2)、温度峰期阶段(M_3)和冷却阶段(M_4)。M_1主要以石榴石核部包裹体为特征,含大量石英,少量黑云母、金红石和白云母等;M_2以幔部包裹体为特征,包裹体含量少,有石英、蓝晶石、钾长石、金红石、黑云母和锌尖晶石等,有时可见多硅白云母;M_3以基质矿物或石榴石边部包裹体为特征,如石榴石、夕线石、钾长石、石英和钛铁矿等,有或无锌尖晶石、金红石、黑云母等;M_4以石榴石边部的分解反应结构为特征,伴随熔体的结晶。综合矿物温压计、金红石Zr温度计和视剖面图方法获得进变质晚期阶段的条件为~10kbar/661~779℃,压力峰期变质条件为10~15kbar/810~860℃,温度峰期条件为6~10.5kbar/850~925℃,冷却阶段变质条件约为5~8kbar/645~761℃。同时,本文亦根据视剖面图方法模拟并解释了泥质麻粒岩(样品13GS47)中不同变质阶段的反应结构和变质反应,并对其中的石榴石成分环带进行了正演模拟。研究区与泥质麻粒岩伴生的其它岩石在不同程度上均记录了降压和降温的反应结构。最近研究证实部分石榴基性麻粒岩记录了进变质阶段,支持研究区的泥质麻粒岩和石榴基性麻粒岩可能经历了一致的变质历史,它们有可能是在压力峰期变质阶段(ca.1.97~1.90Ga)之前通过造山作用进入下地壳叠置在一起,并非在晚期(ca.1.85~1.80Ga)叠置在一起。     

中国南方东部震旦纪碎屑岩和泥质岩成岩作用

中国南方震旦纪碎屑岩的成岩作用主要有压实和压溶、胶结和固结、重结晶、交代作用及自生矿物形成等,泥质岩的成岩作用主要为压实作用和成岩过程中粘土矿物的转化。其成岩过程可分为同生、成岩、后生、表生四个成岩作用阶段。在沉积盆地演化的不同阶段和处在盆地的不同部位,出现了不同的岩石类型,往往呈现各自的成岩作用变化特点。     

辽西地区台子里花岗质片麻岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

辽西地区台子里发育一套花岗质片麻岩和表壳岩捕虏体的岩石组合,原划定为建平群大营子组,近年的研究将建平群大营子组解体为花岗质深成侵入体和层状岩系.台子里花岗质片麻岩与辽西建平大营子地区叶柏寿片麻岩、曹家烧锅片麻岩具有相似特征.通过对台子里花岗质片麻岩的锆石形态分析和LA-ICP-MS准确定年,确定2 522 Ma的岩浆侵位年龄,代表了大营子组底部花岗质片麻岩的侵位时代为太古宙晚期,是辽西地区太古宙重要的岩浆事件,并为本地区新太古代晚期重要陆壳增生事件提供了重要的年代学信息.     

胶东莱西地区高压基性麻粒岩的变质作用

胶东地区莱西－莱阳－栖霞－带晚太古代花岗片麻碉中,出露相当规模的高压基性麻业岩和超镁铁质岩组合,曾被认为它们是与苏鲁－大别超高压碰撞造山作用有关的一套岩石组合,高在性麻粒岩中可同三期变质矿物组合;早期为Ｇｒｔ核部）＋Ｃｐｘ＋Ｐｌ;中期为Ｇｒｔ（边中）＋Ｃｐｘ＋Ｏｐｘ＋Ｐｌ＋Ａｍｐ＋Ｑ＋Ｍｔ;晚期为Ｃｐｘ＋Ｐｌ＋Ａｍｐ＋Ｑ＋Ｍｔ。早期的石榴石含钱铝榴石和镁铝榴石组分较高,单斜辉石含Ａｌ高。应用矿物温     

吉林南部原老岭群珍珠门组大理岩稀土地球化学

吉林南部早中元古宙老岭群珍珠门组镁质大理岩稀土地球化学特征可以划分为2种,分别发育于I、II分布区.I分布区稀土总量相对较低,稀土分异差,曲线平坦;II分布区稀土总量相对较高,稀土分异明显,曲线右倾.各区稀土特征的差别反映出来源和形成时大地构造环境的差别.大地构造环境I分布区为与深大断裂有关的拗拉谷,II分布区为具有火山活动的大陆裂谷.珍珠门组不具有地层意义,应当解体.     

冀西北红旗营子群变质与变形的温压条件研究

红旗营子群及其中的古老岩体共同经历了低角亲岩相的变质作用和近东西向的褶皱变形作用，表１－８给出了石榴石，黑云母，角亲石，斜长石电子探针分析结果及有关参数，６个石榴石－黑云母对测温结果平均为６０９℃，２个角闪石－斜长石对测温结果平均为６１０℃，９个斜长石菱切面角构造变形温度测定结果，平均为６３７℃，由此推测变质与变形是同时的，变形高峰稍早于变质高峰。     

江西庐山地区早元古代星子群变质作用和岩石地球化学特征

早元古代星子群遭受吕梁期以低角闪岩相为主的区域动力热流变质作用，变质温度约为５３０－６００℃，压力约为４００－５７０ＭＰａ。根据岩石组合及岩石地球化学特征．推测该群形成于大陆边缘环境。     

陕西小秦岭地区太华群的锆石U-Pb年龄和 Hf同位素组成

本文对陕西华山岩体南侧一个太华群黑云斜长片麻岩进行了地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析.地球化学分析显示其原岩为中酸性钙碱性花岗质岩石,稀土含量较低( ∑REE =83.13×10-6),但富集Pb和LILE元素(如Rb、Ba).锆石的176Hf/177Hf比值变化于0.281258～0.281404,具明显负的εHf(t)值(-6.86～- 11.23).锆石的Hf同位素模式年龄(2.96 ～3.24Ga)表明原岩是由中太古代地壳演化而来.对比显示小秦岭太华群黑云斜长片麻岩与鲁山地区的太华群具有相似的中太古代地壳源区,但它们的形成时代可能不同.锆石内部结构、Th/U比值以及定年结果显示小秦岭地区的太华群在～1.91Ga经历了一期重要的变质热事件,该事件与Columbia超大陆拼合时的全球性碰撞造山事件相关联.小秦岭太华群为华北克拉通块体南缘的地质单元,但各地区太华群在原岩组成、形成时代和变质时代上具有不同的特征,太华群应是一个杂岩体,至少可以解体为新太古代和古元古代两部分.     

浙西南八都群泥质麻粒岩的变质演化与pT轨迹

浙西南古元古界八都群是目前华夏地块最古老的变质基底,以往研究认为其变质程度仅达角闪岩相。近来在对遂昌地区八都群富铝片麻岩的研究过程中,发现了具有"石榴石+夕线石+正/反条纹长石+黑云母"特征组合的泥质麻粒岩,表明该地体曾经历麻粒岩相变质改造。通过岩相学与矿物化学分析,确定该岩石经历了3个阶段的演化过程,即:早期进变质阶段(M1),形成"石榴石+黑云母+白云母+夕线石+斜长石+石英"的矿物组合;变质峰期阶段(M2-3),形成"石榴石+夕线石+三元长石+黑云母+石英"的矿物组合;峰期后降压冷却阶段(M4),形成"黑云母+白云母+新生斜长石+石英"的矿物组合。岩石中石榴石普遍发育与降温过程有关的扩散成分环带和与降压过程有关的斜长石后生合晶。通过石榴石-黑云母温度计和GASP压力计估算变质峰期的温压条件为800~850℃、0.6~0.7 GPa,峰期后退变质阶段的温压条件为560~590℃、0.25~0.33 GPa,具有顺时针样式的pT演化轨迹,反映一种陆壳碰撞增厚、后又拉伸减薄的动力学过程。     

山西吕梁地区古元古界小两岭组火山岩地球化学特征及其地质意义

山西吕梁地区古元古界小两岭组火山岩角度不整合于华北克拉通结晶基底之上,主要由玄武-安山岩、英安-流纹岩组成,SiO2含量57%～63%的火山岩很少.岩石富集大离子亲石元素（Ba、K等）和轻稀土元素,相对亏损高场强元素（Nb、Ta等）.主、微量元素及Nd同位素地球化学特征表明：玄武-安山岩与英安-流纹岩为同源岩浆产物,成分间隙的产生由分离结晶作用导致;岛弧型火山岩地球化学特征产生的原因主要不是由于地壳的混染,而是继承于受俯冲组分改造的岩石圈富集地幔.对小两岭组顶部流纹岩中的锆石进行激光探针等离子体质谱（LA-ICP-MS）年龄测试,表明火山岩形成于1779±20Ma（^207Ph/^206Pb）.通过对小两岭组火山岩与熊耳群火山岩的地层层位、岩相学、地球化学和Nd同位素特征的对比,以及年代学方面的证据,表明小两岭组火山岩与熊耳群火山岩相当,是同期岩浆活动在不同空间的产物,都形成于大陆裂谷环境,可能与地幔柱有关.     

胶北粉子山群和荆山群三叠纪变质变形记录:金红石U-Pb年代学证据

胶北地块粉子山群和荆山群是华北克拉通的重要组成部分,其变质变形作用过程是全面认识华北克拉通性质与演化的关键。前人对粉子山群和荆山群变质变形年代研究的测试对象主要为锆石,报道的年代学数据多集中于1.8~1.9Ga,认为变质变形作用的时代为古元古代。本文通过对采集自胶北粉子山群和荆山群的2个石榴云母片岩和2个云母片岩样品中独居石及金红石的U-Pb同位素年代测定,揭示了胶北粉子山群和荆山群不仅经历了古元古代(1869±16~1864±14 Ma)变质事件的改造,而且还经历了三叠纪(215.1±4.2~217.8±6.3Ma)变质变形事件的叠加。通过金红石中Zr温度计计算得出215.1±4.2 Ma,217.7±2.7 Ma和217.8±6.3 Ma的U-Pb年龄对应温度分别为:658℃,667℃和680℃。表明胶北地块部分卷入了三叠纪苏鲁-大别超高压变质带的俯冲-碰撞造山过程,并遭受了角闪岩相变质作用叠加。     

吉林南部地区老岭群变质作用特征研究

吉林南部地区老岭群变质矿物较为发育,本文通过对其中发育的变质矿物进行详细鉴定和大量探针分析,将老岭群下亚群主要变质矿物划分为两个世代,分别代表两期变质作用M1和M2.结合研究区老岭群变质矿物组合、分布特征以及变质相带的研究,认为M1为中-低温区域动力热流变质作用,可以划分为低绿片岩相和高绿片岩相,而M2为局部热变质作用...