辽东地区古元古代变基性岩床的成因和构造意义

辽东地区胶-辽-吉造山带发育大量的变基性岩墙/床,这些岩墙/床对研究造山带古元古代构造演化过程具有重要意义.本文通过对辽东地区辽河群中的变基性岩床进行岩石学、岩石地球化学和锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,探讨其成因和形成的构造背景,有助于深入认识胶-辽-吉造山带古元古代地质演化过程.辽东地区变基性岩床顺层侵入于辽河群大石桥组大理岩中,发生角闪岩相变质作用,岩石类型以斜长角闪岩和石榴斜长角闪岩为主,主要矿物为角闪石和斜长石,其他矿物有石榴子石、石英、黑云母、磁铁矿和黄铁矿等.变基性岩床样品的锆石具特征的环带结构和较低的Th/U值(0.01～0.34),指示锆石为变质成因,4个样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果(1854±11 Ma、1846±12 Ma、1847±9 Ma和1848±7 Ma)表明基性岩床发生变质作用的时间为～1.85 Ga,与华北克拉通最终碰撞拼合的时间一致.根据基性岩床与胶-辽-吉造山带其他地区～2.1 Ga的基性岩具有相似的野外产状、岩石学和地球化学特征,推断其侵位时代可能为～2.1 Ga.基性岩床样品的SiO2含量为47.07％～52.18％,K2O+Na2O含量为1.78％～4.70％,MgO含量为3.92％～8.59％,属于拉斑玄武岩系列.大部分样品的稀土总量较低(47.3×10-6～109.5×10-6),富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如Rb、Ba、La),亏损高场强元素(如Nb、Ta),Zr、Hf没有明显的亏损且未发生分馏作用.所有样品的Al2O3、CaO和Fe2O3T含量在主量元素相关性图解上分布规律且与MgO含量呈较好的相关性,Nb/La值(0.52～0.73)随SiO2和MgO含量的变化较小,表明岩浆在侵位过程中受地壳混染的程度较低,似"岛弧"型地球化学特征是富集岩石圈地幔源区遭受古俯冲组分改造的结果.结合已有的辽河群变质火山-沉积岩、辽吉花岗岩和基性岩的研究成果,胶-辽-吉造山带在～2.1 Ga处于陆内裂谷环境.     

胶-辽-吉古元古代造山/活动带巨量变沉积岩系的研究进展

华北克拉通发育三条古元古代构造带,包括:东部陆块内部的胶-辽-吉带(Jiao-Liao-Ji belt)、西部陆块内部的孔兹岩带(Khondalite belt)以及两个陆块之间的中部造山带(Trans-North China Orogen)。通过二十多年的深入研究,在区域构造、变质地质、岩浆作用、地球化学、同位素年代学以及地球物理等方面积累了大量资料,并取得了一系列重要的科学进展。其中,胶-辽-吉带是华北克拉通最具代表性的一条古元古代造山/活动带,它不仅接受了古元古代巨量的陆壳物质沉积,而且经历了十分复杂的构造演化过程,并经受了多期岩浆-变质事件的改造。胶-辽-吉造山/活动带的物质组成最为丰富,以大面积分布的巨量(火山)沉积岩系为特征,在中国境内包括吉南地区的集安群和老岭群、辽东南地区的南辽河和北辽河群、胶北地区的荆山群和粉子山群,向南西则有可能穿越郯庐断裂延伸至徐州-蚌埠一带的五河群,总体呈NE向展布,延伸规模长约1000km。从巨量沉积岩系的岩石组合和空间分布特征来看,荆山群与南辽河群、集安群可以对比,而粉子山群则与北辽河群、老岭群相当。然而,由于多期/多阶段强烈构造变形作用的影响,原来各群、组中地层的上下层位及接触关系已完全破坏,目前均已呈规模不一的构造岩片形式叠置在一起,彼此之间呈断层或韧性剪切带接触。巨量变沉积岩系的源区物质主要来源于造山/活动带内古元古代花岗质岩石和两侧古老陆块的变质基底,原岩形成时代为1.95~2.15Ga左右。以往研究表明,胶-辽-吉造山/活动带变质作用的强度十分不均匀,(中-高压)麻粒岩相变质只局限于胶北的荆山群及相关岩石,而粉子山群以及辽东南的南、北辽河群和吉南的集安群、老岭群只经历了角闪岩相变质,局部甚至只达到绿片岩相变质。粉子山群、北辽河群和老岭群变质演化P-T-t轨迹具有顺时针型式,而荆山群、南辽河群和集安群的P-T-t轨迹则具有逆时针型式。本文最新研究发现,古元古代麻粒岩相变质作用并非只局限于胶北地区的荆山群及其邻区,而是贯穿于整个辽东南地区的南辽河群和吉南地区的集安群,其变质演化P-T-t轨迹与胶北地区荆山群泥质麻粒岩以及基性麻粒岩一样,均具有典型近等温减压(ITD)顺时针型式,整个胶-辽-吉造山/活动带的麻粒岩相峰期变质时代为1.9~1.95Ga左右。野外观察和室内岩相学研究表明,在麻粒岩相变质作用过程中,胶北的荆山群及相关岩石、辽东南的南辽河群以及吉南的集安群中的泥质麻粒岩均广泛发生了深熔作用,长英质脉体呈不规则细脉状、网脉状和透镜状分布于寄主岩石中,且与寄主岩石之间呈渐变过渡关系。深熔锆石U-Pb定年结果显示,区域性的深熔作用(或部分熔融)时代为1.84~1.86Ga之间,表明这期广泛的深熔事件应发生于胶-辽-吉造山/活动带整体构造折返的中-低压麻粒岩相退变质阶段。有关胶-辽-吉古元古代造山/活动带的空间展布、南北边界、延伸规律及其形成的大地构造背景一直存在着分歧和争议,最新研究表明,蚌埠-霍邱一带地表露头及其以西第四系覆盖区之下的花岗质岩石、基性麻粒岩和富Al片麻岩岩心,均记录了1.85~1.95Ga的麻粒岩相变质事件,暗示着胶-辽-吉造山/活动带更有可能穿越郯庐断裂,向鲁西南延伸至蚌埠-霍邱一带及其以西的第四系覆盖区之下的变质基底。而辽南地块和狼林地块大量1.85~1.95Ga变质热事件和1.8~1.9Ga、~2.1Ga两期岩浆事件的记录,则表明辽南地块和狼林地块(至少是一部分变质基底)曾卷入到胶-辽-吉古元古代构造演化事件之中。有关胶-辽-吉古元古代造山/活动带构造演化过程及其形成的大地构造背景,目前有三种构造模式,包括:裂谷开启-闭合模式、弧(陆)-陆碰撞模式和先裂谷-后碰撞造山演化模式,然而,带内异常复杂的巨量火山-沉积岩系的物质组成、多期/多阶段的岩浆作用事件、多种变质作用类型和十分复杂的变质演化P-T-t轨迹样式、多期/多阶段复杂的构造变形特征,难以采用上述任何一种构造演化模式来加以合理解释。由此可见,有关胶-辽-吉古元古代构造/活动带南侧边界需要进一步准确厘定,有关狼林地块和辽南地块的构造归属,特别是胶-辽-吉造山/活动带在古元古代构造演化的动力学过程及其形成的大地构造背景还有待进一步深入探讨。     

辽东黑沟地区辽河群成因及其对辽吉造山带构造演化的制约

辽东黑沟地区出露大面积辽河群变质表壳岩系,本文通过对辽河群中浅粒岩、黑云变粒岩、斜长角闪岩以及辽吉花岗岩等岩石系统的岩石学、锆石U-Pb年代学,并结合斜长角闪岩的地球化学特征来制约其原岩形成、变质时代和沉积环境,进而探讨辽吉造山带的大地构造属性。研究区辽河群变质火山岩和侵入其中的辽吉花岗岩锆石U-Pb定年结果显示区内辽河群形成时代早于～2.16Ga,辽吉花岗岩及辽河群变质岩中的变质锆石定年结果显示区内峰期变质年龄为～1.85Ga左右。锆石阴极发光(CL)图像显示区内辽河群变质沉积岩中的锆石具有清晰震荡环带,说明其具有岩浆成因的碎屑锆石特征,锆石U-Pb年龄分布直方图上显示1987Ma、2182Ma、2505Ma的主峰和2080Ma、2658Ma、2732Ma、3000Ma的次峰,峰值年龄与区域上古元古代弧岩浆岩及太古宙基底年龄相吻合,暗示它们为辽河群沉积岩提供了重要物源。区内辽河群斜长角闪岩属于拉斑玄武岩系列,以低TiO_2和低MgO为特征,轻稀土轻微富集,并具有明显P以及轻微的Nb、Ta、Zr亏损,地球化学特征总体类似于MORB,同时兼具IAB的地球化学特征,不同于弧玄武岩和板内玄武岩,显示出有限的俯冲相关流体的交代作用,指示其形成于弧后盆地环境。结合前人对辽吉造山带内古元古代花岗岩和辽河群的研究成果,认为区内辽河群的沉积环境为活动大陆边缘弧后盆地,辽吉造山带的形成演化与弧-陆碰撞有关。     

辽东黄花甸地区南辽河群里尔峪组成因研究

里尔峪组是古元古界南辽河群早期沉积地层,其成因对探讨辽-吉造山/活动带的大地构造属性具有重要意义。论文以辽东黄花甸地区里尔峪组为研究对象,对其进行了详细的野外地质填图和室内岩相学、地球化学以及同位素年代学研究工作。里尔峪组主体岩石类型为含不等量磁铁矿、电气石的黑云母变粒岩类夹斜长角闪岩。变粒岩中锆石阴极发光(CL)图像显示其具有震荡环带,说明其具有岩浆成因的碎屑锆石特征,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄数据具有1936Ma、2082Ma、2178Ma和2574Ma的年龄峰值,主峰与区内古元古代花岗质岩石的形成年龄一致,反映其物源主要来自于古元古代花岗质岩石,少量来自于太古宙克拉通结晶基底。其中1800~2000Ma的锆石年龄极可能是受变质作用改造的结果。斜长角闪岩呈夹层或透镜体状产出于里尔峪组变粒岩中,地球化学特征显示:(1)SiO_2含量为48.83%~51.50%,具有较低TiO_2含量(0.95%~1.33%)、低MgO含量(6.67%~9.49%)特征;(2)Mg#值为48~59,低于原生玄武质岩浆Mg#值,说明原岩岩浆经历了原始岩浆的结晶分异作用;(3)稀土元素总量(ΣREE)值为59.87×10~(-6)~82.83×10~(-6),LREE/HREE值介于3.58~4.88,(La/Yb)_N值为2.33~4.50,稀土元素配分模式具有岛弧火山岩的特征而不同于MORB型火山岩。微量元素Ba、U、Sm相对富集,亏损高场强元素Th、Nb、P、Ta等,Nb、Ta相对亏损,贫Cr、Ni,说明原岩为形成于岛弧环境或活动大陆边缘的高铁拉斑玄武岩。斜长角闪岩中锆石阴极发光图像具有两类特征,第一类具有核边结构,锆石核部主要呈暗色,内部结构比较复杂,部分保留岩浆环带特征;第二类锆石其内部结构比较均一,为典型的变质锆石,并且具有继承性锆石核以及变质增生边。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得出两件斜长角闪岩的原岩年龄分别为1995±13Ma、2150±21Ma,大致代表了里尔峪组的形成时代。综上所述,黄花甸地区里尔峪组原岩为形成于岛弧或活动大陆边缘的碎屑岩夹基性火山岩沉积建造,物源主要来自于辽-吉造山/活动带内的古元古代花岗岩和南北两侧的太古宙的变质基底,该套地层在~1.88Ga遭受了变质作用的改造。结合前人对胶-辽-吉古元古代岩石构造变形、变质作用等研究成果,本文研究认为南辽河群所在的胶-辽-吉活动带在~2.2Ga发生了从东部陆块拉张弧后裂解,2.0~2.15Ga发生有洋壳的俯冲,在~1.88Ga发生造山变质作用形成区域上的胶-辽-吉造山带。     

辽东半岛辽河群变泥质岩变质变形研究:对古元古代造山作用及折返过程的启示

前寒武纪造山带解析是地球科学研究的重点。胶-辽-吉造山带作为华北克拉通最具代表性的造山带之一,是研究前寒武纪造山过程和物质折返的理想场所。本文以辽东半岛辽河群为研究对象,以变质变形为研究手段,系统解析胶-辽-吉造山带的造山及折返过程。含夕线石榴黑云片麻岩(样品18TZH49)位于造山带核心部分,其岩相学观察和相平衡模拟表明,其峰期和峰后变质阶段矿物组合分别为Sil+Grt+Pl+Bi+Qz+Ilm+Melt和St+Grt+Pl+Bi+Chl+Qz+Ilm,变质温压条件为720~780℃/5.9~6.9kbar和540~565℃/3~4.1kbar,从峰期到峰后记录了一个降温降压的顺时针P-T演化轨迹。锆石UPb年代学研究表明其退变质年龄为1851Ma。结合南、北辽河群其他变泥质岩研究工作,提出造山带北部北辽河群泥质岩经历低角闪岩相变质作用,以典型的巴罗式变质带为特征;造山带南部南辽河群经历角闪岩相至麻粒岩相变质作用,退变质特征明显。从构造角度来说,北辽河群受向北逆冲推覆构造影响,显示向龙岗基底的运动学特征;造山带核心部位的南、北辽河群直立褶皱发育,指示地壳强烈收缩过程;南辽河群受向南逆冲推覆构造影响,显示向南侧狼林陆块的运动学特征。变质变形及年代学共同指示,辽河群经历1.95~1.90Ga造山作用,构造增厚作用使不同类型岩石相互叠置并发生不同程度变质作用。随后,~1.85Ga发生造山后伸展作用,不同变质等级岩片剥露于地表。     

北淮阳带东段铁冲石榴斜长角闪岩的变质演化和P-T轨迹

北淮阳带位于大别碰撞造山带北部,相对于南部三叠纪超高压变质带来说,通常被认为是一个相对低级变质的构造岩石单位。以商(城)-麻(城)为界,分为西段和东段。本文对北淮阳带东段新发现的铁冲古生代变质的石榴斜长角闪岩开展了岩相学、矿物化学和热力学研究。结果表明,该类岩石具有石榴子石+斜长石+单斜辉石+切尔马克闪石±石英、低硅角闪石+斜长石+石榴子石+榍石+钛铁矿、普通角闪石+斜长石+榍石+钛铁矿等变质阶段矿物组合。其中,前三个变质阶段温压范围依次为648～719℃/1.0～1.3 GPa,660～686℃/0.71～0.90 GPa,607～647℃/0.27～0.48 GPa。因此,显示近等温减压的顺时针变质P-T轨迹。结合已发表的355±5 Ma峰期变质时代,首次证明北淮阳带东段存在高压变质作用以及石榴斜长角闪岩形成于晚古生代俯冲-碰撞环境。     

滇西高黎贡构造带东缘中侏罗世玄武岩岩石地球化学特征及其构造意义

高黎贡构造带东南缘的混杂岩带形成的构造背景复杂。产于混杂岩带以东的中侏罗世玄武岩地球化学特征可能为该岩石形成的构造背景提供依据。滇西中侏罗世玄武岩分布于高黎贡构造带东缘的凤平镇-畹町(南带)和怒江(北带)一带。其中怒江一带玄武岩具有块状构造,气孔杏仁发育,间粒结构,发生了绿片岩相变质。岩石属于亚碱性拉斑系列,具有中等的MgO(5.09%～6.20%)、较高的钛(Ti O_21.64%～2.14%)、铁(Fe O~T9.19%～12.80%),且Na_2OK_2O。岩石Mg~#值(Mg~#=Mg~(2+)/(Mg~(2+)+Fe~(2+)))为0.51～0.59,反映了源区岩浆经历了明显的辉石和橄榄石分离结晶,同时存在低氧逸度下分离结晶。岩石富含稀土元素(78.52×10~(-6)～99.41×10~(-6)),具明显的轻、重稀土分馏((La/Yb)_N=4.06～5.54),无明显Eu异常(δEu=0.91～1.00),斜长石分离结晶不明显。同时,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U)和高场强元素(Nb、Zr、Ti),具有弱的Nb、Zr、Ti负异常。较高的Zr/Y(3.58～5.88)、Ta/Yb(0.29～0.51)、Th/Yb(1.15～1.45)和(La/Nb)_N(1.03～1.41)比值,说明怒江一带玄武岩具有裂谷特征。相对高Nb含量(8.83×10~(-6)～15.60×10~(-6))和富集稀土元素不同于岛弧,周边及下部缺少洋壳和Nb负异常有别于OIB。岩浆源自富集的石榴石地幔橄榄岩部分熔融,在上涌过程中受到了地壳污染,显示Nb负异常。有限的岩浆作用规模和较短的喷发时间反映了高黎贡构造带东缘怒江一带具有被动拉张的裂谷性质,可能与古特提斯洋闭合引起的拉张作用有关。     

钦-杭结合带南段新元古代俯冲作用:来自粤西贵子混杂岩变基性岩年代学和地球化学的证据

新元古代以来,扬子地块和华夏地块拼贴形成钦-杭结合带。粤西贵子混杂岩为揭示钦-杭结合带南段地质演化提供了一个重要的窗口。贵子混杂岩构造岩块为强烈变形-变质的变基性岩、深海硅质岩,基质为石英岩、云母片岩以及具鲍马序列富锰质硅泥质岩等。对混杂岩中变基性岩年代学和元素地球化学分析显示,锆石U-Pb年龄为948±11Ma,除少部分属低钾(拉斑)外,其余均为钙碱性系列,CIPW标准矿物成分属石英拉斑玄武岩-橄榄拉斑玄武岩组合。变基性岩具有高TiO_2(平均1.85%)、P_2O_5(平均0.21%)的特点;无Eu异常或轻微负异常,配分曲线右倾(球粒陨石标准化(La/Yb)N=2.65~3.89),大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U)富集,高场强元素(Nb、Zr、Hf)轻微亏损,表现为洋壳消减作用下岛弧岩浆岩特征。高的Nb(7.56×10~(-6)~16.11×10~(-6),均大于7×10~(-6))、Nb/U(18.39~25.65)、(Nb/La)N(0.76~0.94,原始地幔标准化)显示为岛弧环境富Nb玄武岩。本研究认为,云开地块出露的这套构造混杂岩,是新元古代古华南洋俯冲在钦-杭结合带南段的记录,可为该带的南东边界提供线索。     

辽东半岛北部三家子石榴斜长角闪岩变质演化P-T-t轨迹及其地质意义:来自相平衡模拟与锆石U-Pb定年的约束

石榴斜长角闪岩常蕴含着丰富的变质反应结构,对古元古代造山带构造热演化过程研究具有十分重要的科学意义。胶-辽-吉带辽东半岛北部三家子地区出露的石榴斜长角闪岩,主要以岩脉的形式顺层侵入至南辽河群(里尔峪岩组)含黑云母的斜长片麻岩之中。三家子石榴斜长角闪岩以发育典型的"白眼圈"结构为特征,并保留了三个不同演化阶段矿物组合,峰前矿物组合为分布于石榴子石内部细粒包体矿物,主要包括角闪石+石英+磁铁矿+钛铁矿(M_1);峰期矿物组合为石榴子石+角闪石+单斜辉石+斜长石(An=44~45)+石英+钛铁矿(M_2);峰后退变质阶段矿物组合为角闪石+斜长石(An=64~90)+石英+钛铁矿+磁铁矿+榍石(M_3)。相平衡模拟与矿物对地质温压计算表明,三家子石榴斜长角闪岩峰前变质阶段(M_1)、峰期变质阶段(M_2)与峰后退变质阶段(M_3)稳定的P-T条件分别为:P=0.68~0.72GPa、T=570~600℃,P=0.98~1.01GPa、T=690~710℃,P=0.52~0.61GPa、T=670~700℃。锆石矿物包体扫描电镜分析、锆石CL图像分析与锆石LAICP-MS U-Pb定年的综合研究表明,三家子石榴斜长角闪岩原岩形成时代为2.17~2.06Ga之间;近峰期高压角闪岩相变质的时代为1.96~1.94Ga;峰后近等温减压中-低压角闪岩相退变质时代为1.92~1.83Ga,记录该组年龄的变质锆石微区含有典型的中-低压角闪岩相矿物包体(角闪石+斜长石(An=60~90)+石英+磷灰石)。综合以上分析,本文初步认为三家子石榴斜长角闪岩具有顺时针P-T-t轨迹,其主要特点是从M_1到M_3表现为升温升压的变质过程,并达到变质作用的峰期阶段,峰后开始表现为近等温减压的变质过程,随后可能表现为冷却降温的退化变质过程。因此,它们与胶-辽-吉带古元古代造山作用有关的构造增厚作用有密切关系。     

哀牢山-大象山变质杂岩带中斜长角闪岩的地球化学、同位素年代学及其地质意义

哀牢山-大象山变质杂岩带位于青藏高原东南缘,是西南三江地区重要的北西向造山带。杂岩带主要由各种类型的副片麻岩、片岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩构成,岩石发生强烈的糜棱岩化。本文在哀牢山变质杂岩带东南段元江和金平地区以及大象变质杂岩带北段老街和Pho Rang地区发现了中二叠-早三叠世的斜长角闪岩。岩石地球化学和锆石U-Pb年龄研究表明,这些斜长角闪岩可分为4组：第1组为元江斜长角闪岩,具有类似于E-MORB的稀土和微量元素配分曲线特征,锆石U-Pb定年显示其原岩形成年龄为272.5±1.7Ma;第2组为勐桥-马鞍底斜长角闪岩,相比于元江斜长角闪岩（第1组）具有更高的轻/重稀土分馏程度,其稀土和微量元素配分曲线类似于E-MORB,微量元素比值（Nb/Yb、Th/Yb等）显示具有沿MORB-OIB序列演化的趋势,勐桥和马鞍底斜长角闪岩中的Ti含量和Ti/Y比值等特征分别类似于峨眉山低Ti玄武岩和高Ti玄武岩。锆石U-Pb定年结果表明,勐桥-马鞍底斜长角闪岩形成于265.2±1.0Ma~266.2±1.0Ma和250.4±1.5Ma~248.7±1.6Ma,其中晚期岩石中含有261.2±1.5Ma~257.9±1.6Ma的继承锆石,该年龄与峨眉山玄武岩（约260Ma）近于同期。上述证据表明勐桥-马鞍底斜长角闪岩岩浆演化过程中可能混染了部分具有OIB属性的峨眉山地幔柱物质成分;第3组为大象山老街-Pho Rang斜长角闪岩,具有类似于OIB的稀土和微量元素配分曲线特征,微量元素含量和比值（TiO₂=3.28%~4.31%,Nb/La=0.84~1.01,Ti/Y>500等）特征显示与峨眉山高Ti玄武岩相似的地球化学属性,表明峨眉山玄武岩在哀牢山-大象山变质杂岩带内广泛分布,该岩石成分可能为勐桥-马鞍底斜长角闪岩（第2组）的端元组分之一;第4组为大象山Pho Rang斜长角闪岩,该组岩石具有与元江斜长角闪岩（第1组）相似的E-MORB属性特征。进一步的研究表明,哀牢山-大象山变质杂岩带中具有类似于E-MORB属性的斜长角闪岩均表现出不同程度的Nb、Ta元素亏损和Rb、Ba等大离子元素富集,微量元素比值（Nb/Yb（0.72~5.29）,Th/Yb（0.11~0.87）,La/Nb（0.91~8.83））等特征类似于岛弧玄武岩,这些特征指示其原岩岩浆可能是俯冲环境下地幔楔岩石部分熔融的产物。结合哀牢山-大象山变质杂岩带、哀牢山-马江缝合带以及扬子地块之间的时-空关系,本文推测哀牢山-大象山变质杂岩带内的E-MORB类型岩浆岩形成于东古特提斯支洋（即哀牢山-马江洋）向东的俯冲过程,其俯冲持续时间为中二叠-早三叠世（272~248Ma）。     

冀东双山子群变质火山岩的地球化学、锆石U-Pb年代学及其对岩石成因和构造背景的制约

冀东双山子群是一套出露于青龙县东部变质程度较低的火山沉积地层,其中火山岩地层主要由变质玄武岩、安山岩和英安岩-流纹岩组成。全岩地球化学分析表明变玄武岩呈现拉斑玄武岩的地球化学特征,起源于尖晶石二辉橄榄岩12%~25%的部分熔融,变质安山岩与变质英安岩-流纹岩形成于弧下地幔部分熔融,该熔体受到地壳物质混染。LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明本群变质安山岩形成于2514±16Ma,而变质流纹岩形成于2522±8Ma,二者均受到~2450和~2300Ma的后期热事件扰动。结合本群变质火山岩的岩石组合、地球化学特征和岩石成因,该套岩石可能形成于活动大陆边缘弧相关构造背景。     

西天山哈拉达拉辉长岩的Fe-Ti富集机制及其构造意义

特克斯哈拉达拉辉长岩体是西南天山出露规模最大的层状基性-超基性侵入杂岩体,其富含Fe-Ti氧化物(含量高达15%)。哈拉达拉辉长岩中的橄榄石具有较低的Fo值(64~75),斜长石主要为中-拉长石,单斜辉石相对低Mg^#(0.66~0.87),属于次透辉石或普通辉石,总体上显示出较高的岩浆演化程度。Fe-Ti氧化物以钒钛磁铁矿为主(TiO₂=0.8%~20.6%;V₂O₃=0.10%~0.83%),常与钛铁矿呈矿物对共生或出溶钛铁矿。晚期的云母矿物均围绕他形的Fe-Ti氧化物生长,主要为富MgO的金云母,少量属于黑云母;大部分云母成分富含F、Cl(F+Cl高达3.14%),指示岩浆形成于贫水环境。哈拉达拉辉长岩体的主量元素成分变化很大(Mg^#=0.48~0.73),橄榄辉长岩主要受橄榄石和斜长石的结晶分异/堆晶作用影响,而辉长岩的成分变化主要受控于斜长石和Fe-Ti氧化物的堆晶作用。哈拉达拉岩体的Fe-Ti氧化物主要为岩浆正常结晶分异作用的结果,该体系具有较低氧逸度、贫水的特点,其地幔源区的熔融程度较高,可能是塔里木地幔柱在天山造山带这一构造薄弱带的早期岩浆活动。     

北秦岭造山带西段早古生代榴辉岩相变质岩石的发现及其地质意义SCIEI北大核心CSCD

西秦岭地处中国中央造山系东西转换衔接部位,随着东秦岭以及祁连、柴北缘和东昆仑早古生代高压-超高压变质岩石的陆续发现和深入研究,西秦岭造山带变质作用研究吸引了大家的普遍关注。本文在大范围野外地质调查基础上,在北秦岭造山带西段天水南部的秦岭岩群长英质片麻岩中发现了一套石榴子石斜长角闪岩(榴闪岩),并开展了详细的锆石形貌和内部结构、微区微量元素和U-Th-Pb同位素研究。CL图像显示榴闪岩锆石普遍具有核-幔-边或核-边结构,部分存在原岩残留锆石。定年结果得到榴闪岩原岩残留锆石年龄为710±52Ma,同时得到497±3Ma、452±3Ma和423±7Ma三期变质年龄。其中497±3Ma变质年龄来自锆石核部并显示出轻稀土亏损、重稀土平坦且没有明显负Eu异常的稀土配分曲线特征,表明该时期的矿物组合中有石榴子石但没有斜长石,与榴辉岩相变质锆石特征一致;452±3Ma变质年龄来自锆石幔部或边部,对应测点重稀土元素的分异加大,并出现弱的负Eu异常,说明此时石榴子石被消耗且出现少量斜长石;423±7Ma变质年龄来自锆石的最边部,对应稀土配分曲线表现出更明显的负Eu异常和更大的重稀土元素分异特征,指示此时岩石中石榴子石含量更少,斜长石含量更多。上述结果表明该榴闪岩可能经历了~500Ma的榴辉岩相变质作用,并在~450Ma和~420Ma叠加了两期退变质改造。天水地区榴闪岩无论是其野外产状,还是变质锆石的形貌和内部结构、稀土配分曲线特征及其所记录的原岩和三期变质年龄都与北秦岭造山带东段大陆俯冲型高压-超高压变质榴辉岩近乎一致,指示早古生代时期,北秦岭造山带西段与东段经历了相似的大陆(深)俯冲和折返过程,它们共同构成一条统一的早古生代高压-超高压变质岩带。     

苏鲁构造杂岩带乳山地区（石榴）斜长角闪岩P-T演化轨迹及其地质意义——来自岩石学、矿物化学及相平衡模拟的约束

大量来自于华北陆块的高压变质岩被发现发育于苏鲁构造杂岩带中,给俯冲带上盘物质如何卷入陆-陆俯冲碰撞作用的研究带来新的契机.通过对乳山地区（含榴）斜长角闪岩进行岩石学、矿物化学及相平衡模拟的研究,发现其保留有3个不同变质演化阶段的矿物组合,峰前矿物组合为粗粒石榴子石+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿;峰期矿物组合由石榴子石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿组成,为典型高角闪岩相矿物组合;峰后退变质阶段矿物组合为角闪石+斜长石+石英+石榴子石+钛铁矿,发育有典型的“白眼圈”结构.相平衡模拟与温压计算表明,乳山午极石榴斜长角闪岩峰前变质阶段的P-T条件分别为P=6.4~7.0 kbar、T=610~640℃,表明其俯冲至30 km左右的地壳深度;峰期变质阶段P-T条件分别为P=9.3~10.0 kbar、T=700~730℃,表明其已俯冲至36~40 km的地壳深度,峰后退变质阶段P-T条件分别为P=5.2~5.8 kbar、T=680~710℃.锆石U-Pb定年结果表明乳山午极石榴斜长角闪岩原岩时代为1 734±24 Ma,龙角山水库斜长角闪岩变质时代为1 849±28 Ma,研究表明二者均来源于华北构造岩片.结合前人研究资料,推测乳山地区石榴斜长角闪岩原岩可能经历三叠纪俯冲作用并发生变质;其与杂岩带中来自华南的构造岩片发生混杂,共同构成华北-华南板块间宽约80~100 km的构造杂岩带.      

西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩的厘定及其地质意义

西秦岭天水地区关子镇蛇绿岩由变质基性火山岩(斜长角闪片岩)和蛇纹岩、变辉石岩、变辉长岩等构造岩块组成。其中的变质基性火山岩具有N-MORB的地球化学特征，显示关子镇蛇绿岩是洋脊型蛇绿岩残片，是新元古代一早古生代期间西秦岭李子园-关子镇-武山洋盆扩张过程中岩浆活动的产物，代表了东秦岭商丹斗早古生代古缝合带在西秦岭造山带向西延伸的组成部分。     

Geology and geochemistry of palaeoproterozoic low-grade metabasic volcanic rocks from Salumber area,Aravalli Supergroup,NW India

The Palaeoproterozoic Aravalli Supergroup in Salumber region includes a basal unit of metabasic volcanic rocks (Salumber volcanic rocks) overlain by a volcaniclastic/conglomerate one. Although these volcanic rocks have been metamorphosed to green-schist facies, some primary volcanic features are still preserved. This metabasic volcanic sequence can be further differentiated on the basis of textural variations, and the mineral assemblages are: (a) oligoclase + actinolite + chlorite + epidote; and (b) oligoclase + hornblende+ chlorite + biotite + Fe-Ti oxides. The SiO₂ content ranges from ∼47.7 to 55.8% and MgO from ∼4.2 to 12.8%. Geochemical characteristics allow their subdivision into high Mg and Fe tholeiites. Inverse relationship of MgO with silica, alkalis and Zr is generally consistent with fractionation mechanism, also suggested by a change in colour of the rocks from dark greenish to light greenish towards the upper parts of the sequence. These metabasic volcanic rocks are enriched in incompatible trace elements and LREE (La = 30 − 40 × chondrite, Lu = 2 − 5 × chondrite), and demonstrate affinity mainly with MORB and within plate settings in geochemical tectonic discrimination schemes. The geochemical characteristics suggest a complex evolutionary history envisaging derivation of the melt from an enriched heterogeneous lithospheric source.     

阿尔泰地区玛因鄂博蛇绿岩的地质特征及其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

新疆富蕴县西部出露一套变质基性火山岩,主要岩性为斜长角闪岩,呈透镜状分布,是古生代增生混杂岩带的组成部分。地球化学特征表明,其具有典型的大洋拉斑玄武岩(N-MORB型玄武岩)的地球化学特点。运用LA-ICP-MS方法,对斜长角闪岩中的锆石进行了U-Th-Pb同位素分析。测年结果显示,斜长角闪岩的形成时代为437Ma±12Ma,为早志留世。对玛因鄂博蛇绿岩的研究为进一步探讨斋桑-额尔齐斯蛇绿构造岩带、建立该区古生代构造格架、讨论其地质演化史提供了新的资料依据。     

华北克拉通怀安陆块新太古代低铝和高铝TTG片麻岩的地球化学特征与成因

英云闪长岩-奥长花岗岩和花岗闪长岩(简称TTG)是太古宙高级变质地体的主要物质组成,对深入理解早期大陆生长及其机制具有重要的科学意义。目前,人们对其成因过程与机制仍有不同认识。本文以怀安陆块中广泛分布的TTG片麻岩为例,探讨其成因演化和机制。研究区位于华北克拉通中北部,主要由新太古代英云闪长岩及少量奥长花岗岩、花岗闪长岩组成。我们从该区识别出富硅富重稀土和负铕异常的低铝奥长花岗质片麻岩,形成时代与广泛分布的高铝TTG质片麻岩一致(锆石SHRIMP U-Pb年龄2.53Ga)。岩石地球化学数据显示,低铝奥长花岗质片麻岩的主量元素具有富SiO 2(76%~79%),低Al2O3(11.01%~12.61%)、CaO(1.27%~1.59%)、MgO(0.74%~0.24%)和Mg#(18~53)等特征,而广泛分布的高铝TTG岩系的主量元素含量变化大,例如,SiO 2=63%~77%、Al2O3=13.2%~17.77%、CaO=1.8%~5.78%、MgO=0.18%~3.84%和Mg#=35~64。微量元素方面,低铝奥长花岗质片麻岩具有Eu/Eu*负异常(除1个样品为弱正异常1.38外,其余样品分布在0.59~0.44),富集重稀土((La/Yb)N=4~7,(Gd/Yb)N=0.36~1.27),而高铝TTG岩系从弱负铕异常到正异常(Eu/Eu*=0.8~5.35),轻重稀土分馏明显((La/Yb)N=10~103、(Gd/Yb)N=1.97~5.72)。在微量蛛网图中二者的区别除重稀土明显存在区别外,低铝奥长花岗质片麻岩显示出Ba、Sr的相对亏损,而高铝TTG岩系则相反。二者Lu/Hf比值差异明显,低铝奥长花岗质片麻岩变化在0.1~0.16,而高铝TTG岩系变化在0.01~0.07。在Lu/Hf与相关元素以及SiO 2与相关元素哈克图解中,二者差异更加明显,表明它们之间不存在直接的成因联系。综合锆石U-Pb、Lu-Hf同位素特征以及岩石地球化学特征,我们认为低铝奥长花岗质片麻岩是低压下由新太古代新生基性地壳物质低程度部分熔融而成,源区残留矿物相以辉石+斜长石为主,岩浆可能存在过独居石的分异作用。高铝TTG岩系主要由新生基性地壳在相对高压下部分熔融而成,源区残留相以石榴石+辉石+角闪石以及无或少量斜长石为特征。岩浆经历过角闪石和辉石分离结晶作用,铕正异常增大的现象可能与斜长石堆晶有关。本区同时形成高铝和低铝TTG岩系的机制还需深入研究。俯冲机制、地幔柱机制以及二者共同作用等机制均能解释TTG的成因。依据本区同期还形成大量辉长质-闪长质岩浆和稍晚(2.5~2.45Ga)形成的钾质花岗岩类岩浆的侵入活动,我们认为本区高铝和低铝TTG岩系分别来自底侵作用导致的下地壳不同深度不同程度的部分熔融有关。引起底侵作用的机制可能与地幔柱或地幔柱与板块俯冲共同作用有关。     

磁铁矿和钛铁矿成分对四川太和富磷灰石钒钛磁铁矿床成因的约束

产于层状镁铁质-超镁铁质岩体中的太和岩浆型Fe-Ti氧化物矿床是峨眉山大火成岩省内带几个超大型Fe-Ti氧化物矿床之一。太和岩体长超过3km,宽2km,厚约1.2km。根据矿物含量和结构等特征,整个岩体从下向上可划分为下部岩相带、中部岩相带、上部岩相带。下部岩相带主要以(橄榄)辉长岩和厚层不含磷灰石的块状Fe-Ti氧化物矿层组成。中部岩相带韵律旋回发育,(磷灰石)磁铁辉石岩主要位于旋回的底部,旋回上部为(磷灰石)辉长岩。上部岩相带主要是贫Fe-Ti氧化物的磷灰石辉长岩。太和中部岩相带磷灰石磁铁辉石岩含有5%~12%磷灰石、20%~35%Fe-Ti氧化物、50%~60%硅酸盐矿物,且硅酸盐矿物与磷灰石呈堆积结构。磷灰石磁铁辉石岩中磁铁矿显示高TiO2、FeO、MnO、MgO,且变化范围与趋势接近于攀枝花岩体。钛铁矿FeO分别与TiO2、MgO显示负相关,而FeO分别与Fe2O3、MnO显示正的相关,且TiO2、FeO、MnO、MgO含量变化较大,这些特征都暗示磁铁矿和钛铁矿是从富Fe-Ti-P岩浆中分离结晶。因此,可以推断太和磷灰石磁铁矿辉石岩形成于矿物重力分选和堆积。太和下部岩相带包裹在橄榄石中磁铁矿含有相对较高Cr2O3(0.07%~0.21%),而中部岩相带包裹在橄榄石中磁铁矿Cr2O3(0.00%~0.03%)显著降低,且这些磁铁矿Cr2O3含量变化与单斜辉石Cr含量和斜长石An牌号呈正相关。这些特征印证了形成中部岩相带的相对演化的富Fe-Ti-P母岩浆可能是源自中部岩浆房的混合岩浆。上部岩相带磁铁矿和中部岩相带顶部少量磁铁矿显示较低Ti+V可能是由于岩浆房中累积的岩浆热液对磁铁矿成分进行了改造。     

吉林省和龙地区鸡南BIF型铁矿床含矿建造地球化学特征及形成时代

鸡南铁矿床位于吉林省和龙地区,地处华北克拉通北缘与兴蒙造山带接壤的龙岗地块北部,是东北地区发现较早的BIF型铁矿床之一。该矿床铁矿体主要呈层状、似层状、扁豆状赋存于鞍山群鸡南组上段中部层位,含矿岩石以黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩及斜长角闪岩为主,为角闪岩相的中低级区域变质岩系;主要矿石类型为条带状磁铁石英岩型和块状磁铁角闪岩型。为确定该矿床含矿建造的原岩、变质时代及构造背景,重点对含矿岩系中的斜长角闪岩进行了岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究。结果表明：斜长角闪岩的地球化学特征表现为富集大离子亲石元素、轻微富集重稀土元素;主量元素质量分数与中性-基性岩类基本相似,结合原岩恢复图解,判断其原岩类型为亚碱性玄武岩（拉斑玄武岩）,形成于弧后盆地背景;LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究中,2个较老的锆石测点年龄分别为（2 468±15）和（2 469±9）Ma,代表区内峰期变质年龄（约2 460 Ma）,26个锆石测点的测年数据较为集中,加权平均年龄为（2 275±25）Ma,代表区内退变质年龄。通过与国内外典型BIF型铁矿床的对比研究认为,区内的鸡南铁矿与官地铁矿同属Algoma型铁矿床。