河北平山小觉地区新太古代阜平岩群中变质岩所显示深熔改造的一些岩相学特征

河北平山西北部小觉地区新太古代阜平岩群中表壳岩类的浅粒岩、黑云变粒岩、斜长角闪岩、角闪片麻岩等,在构造有利部位及高温高压条件下经受了有流体活动伴生的深熔作用(Anatexis)改造,形成了一系列区域混合岩类,包括不同程度的混合岩化岩石、混合岩、甚至混合花岗质岩石(程裕淇等,1996,1998,1999,2001).     

鄂东北大别杂岩中深熔混合岩存在的地质地球化学证据

基于地质地球化学研究结果提出识别大别杂岩中深熔混合岩的证据：①浅色体粗大可横切面理，伴有复杂褶皱，帮助发育；②浅色体和古成体中斜长石牌号有明显差异；③矿物成分和组合指示曾达到深熔条件；④浅色体中富含Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２和不活动、不相容元素，如ＬＲＥＥ、Ｔｈ、Ｈｆ、Ｚｒ。最结合混合岩矿物空间分布和质量平衡研究结果得出结论：大别核心杂岩中混合岩的主导成因机制是深熔。     

鲁西中生代闪长岩中深源橄榄岩类包体的研究

鲁西中生代侵入岩依次生成辉长岩系列、二辉石闪长岩系列、角闪闪长岩系列、二长岩系列和正长岩系列(林景仟等,1989)。近年来,我们在属于二辉石闪长岩系列的莱芜铁铜沟岩体、矿山岩体和邹平茶叶山岩体中发现了大量不同成因类型的橄榄岩类包体。这些包体为认识鲁西地区中生代岩浆起源、岩石圈结构及上地幔中的超镁铁质岩浆作用提供了重要的信息。 1.包体成因类型及岩石学特征所发现的橄榄岩类包体的主要岩石类型有纯橄岩、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和橄辉岩;以前两类为主,与二辉岩、单辉辉石岩、辉闪岩和角闪岩包体相伴生。根据岩石结构和矿物成分特征,这些包体可划分为亏损型上地幔纯橄榄岩、方辉     

辽西台里地区新太古代片麻岩杂岩的形成时代、岩石成因和地质意义

辽西台里地区片麻岩杂岩主要由片麻状花岗岩、黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩组成。锆石U-Pb定年结果表明,该套杂岩形成于2 510~2 559 Ma,与"绥中花岗岩"时代相同,同属华北克拉通新太古代结晶岩石。野外产状和岩石组构特征显示,本区片麻岩杂岩为一套同变形的深熔型混合岩。其中,角闪斜长片麻岩代表低度熔融的"古成体",其间分布少量具"浅色体"特征的长英质岩脉;黑云斜长片麻岩为熔融程度较低的"残留体";片麻状花岗岩为部分熔融程度最高的"新成体"。它们在矿物组成和地球化学上呈现良好的递变关系。结合前人Hf同位素研究资料,本文认为台里地区片麻岩杂岩可能记录了一期重要的陆壳再造事件。     

高级变质岩中深熔作用的相平衡研究

深熔作用在高级变质岩中非常普遍并受到广泛关注。自20世纪90年代以来,随着变质相平衡研究的突破性发展,利用THERMOCALC程序和视剖面图方法可以定量研究固相线以上的熔体形成、熔体分馏和退变质反应。变质沉积岩中的熔融作用主要有三种机制饱和水固相线上的熔融、白云母脱水熔融和黑云母脱水熔融。在模拟泥质岩石的KFMASH体系和NCKFMASH体系中的相平衡计算表明,NCKFMASH体系中铁镁矿物的相平衡关系受KFMASH亚体系中矿物相平衡关系的控制,但KFMASH亚体系中固相线位置要比实际的高50~60℃。因此,模拟泥质岩石的固相线以上的相平衡关系最好在NCKFMASH或组分更多的体系中进行。相平衡研究表明麻粒岩相岩石的保存与熔体丢失有关;混合岩的形成过程包括部分熔融作用、不同程度熔体分凝与汲取和不同程度的逆反应和退变反应。     

鲁西莲花山地区新太古代晚期二长花岗岩中的表壳岩包体——SHRIMP锆石U-Pb定年和地球化学特征

为了确定鲁西莲花山地区新太古代晚期二长花岗岩中的表壳岩包体的形成时代，并探讨与相邻雁翎关地区的雁翎关岩组中的新太古代早期变质火山岩系的关系。本文对表壳岩包体及相关岩石进行了锆石年代学和地球化学研究。表壳岩包体主要由变质超基性岩和斜长角闪岩组成，另含少量（黑云）角闪变粒岩和黑云变粒岩。SHRIMP锆石U-Pb定年结果显示：角闪变粒岩的岩浆锆石年龄为2 757 Ma；侵入斜长角闪岩的奥长花岗岩脉的年龄为2 593 Ma；从变质超基性岩分选出很少锆石，它们普遍遭受强烈变质重结晶，²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为2 657~2 397 Ma。变质超基性岩具轻稀土亏损型或平坦型稀土模式，斜长角闪岩具平坦型稀土模式，角闪变粒岩具轻稀土略富集稀土模式，虽然大离子亲石元素相对富集，但都无明显Nb、Ta亏损。表壳岩包体的岩石组合、地球化学组成特征和形成时代可与相邻雁翎关地区的雁翎关岩组中的新太古代早期变质火山岩系对比，形成于大洋环境。新太古代早期表壳岩的原有分布范围应比现在所见到的更为广泛。     

混合岩质量平衡分析——以沙沟地区深熔型花岗岩为例

鲁西北台北斜东缘沙沟地区深熔型花岗岩质量平衡分析表明（１）以体积守恒为限制条件，深熔型二长花岗质片麻岩带入１．９０－１．９２％的质量，微斜长石花岗岩带和４．４６－４．５５％，的质量，深熔型花岗岩类有Ｋ２Ｏ、ＳｉＯ２、Ｒｂ、Ｂａ的获得，ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｎＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｐ２Ｏ５、及Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｄ则损失；９２）风岩类的质量等比线显示，     

鲁西地区新太古代晚期正长-二长花岗岩成因及地质意义

鲁西地区位于华北克拉通东部,是研究区域太古宙演化的重要地区。以鲁西地区西南部出露的正长-二长花岗岩为研究对象,系统开展了岩石学、地球化学、锆石U-Pb年龄与Hf同位素组成研究。结果表明,该正长-二长花岗岩为钙碱性、过铝质。锆石U-Pb年龄揭示正长-二长花岗岩侵位于～2 540～2 530 Ma;锆石Hf同位素组成表明其主体由～2.70 Ga的TTG类岩石熔融形成,但再循环的古老地壳组分也参与了岩浆产生过程。微量元素和同位素组成模拟计算结果表明,正长-二长花岗岩是由97%的新生TTG地壳组分部分熔融和3%的变质表壳岩部分熔融物混合形成。结合区域特征,我们认为正长-二长花岗岩形成于伸展构造环境中,该区新太古代晚期岩浆作用与板片俯冲后回撤作用有关,板片回撤过程所致的软流圈上涌为此类岩石的岩浆产生提供了热源。     

鲁西地区“泰山红宝石”的发现及其地质特征

在山东新泰市新太古代泰山岩群变质岩系中,首次发现宝石级红刚玉,又称红宝石,商业名称暂定为＂泰山红宝石＂。红宝石产于鲁西地区新太古代二长花岗岩的壳源岩石包体之中,包体岩性以黑云更长变粒岩、黑云片岩、角闪石岩、斜长角闪岩、浅绿色含铬二云片岩为主,是新太古代古老地壳的深融残留;红刚玉与浅绿色含铬二云片岩关系密切,推测是新太古代变质岩中原岩残留斑晶矿物。     

华北克拉通阜平杂岩的深熔和混合岩化作用

华北克拉通的阜平杂岩长英质岩石中常产出显著的浅色体、岩脉和花岗岩侵入体,并形成广泛的混合岩化作用。通过矿物自形晶的形成、黑云母向角闪石的转换和大量钠长石净边的出现以及其它与熔体活动有关结构的分析,浅色脉体和混合岩化作用的发生与外来熔体的注入有关。在长英质片麻岩中可出现明显的熔体注入,在一些不易片理化的岩石如石英岩中亦可形成浸染状熔体渗入。熔体汇集可形成浅色体、岩脉,直至花岗岩侵入体。而深熔作用本身形成熔体的作用在本区几乎可以忽略不计。在遭受渗透式混合岩化作用的过程中,岩石成分发生了改变,形成开放系统。随着渗透熔体的结晶,可形成一些岩浆锆石,在副片麻岩中则很容易被当作碎屑锆石。     

鲁西泰山地区新太古代闪长岩及角闪石岩岩石成因及其对地壳演化的制约

泰山地区的闪长岩及角闪石岩与TTG片麻岩在空间上密切共生,是太古宙地体的重要组成部分,探究其母岩浆性质和岩石成因,对认识华北克拉通鲁西早期大陆地壳形成与演化具有重要意义。以泰山闪长岩和角闪石岩为研究对象,开展了详细的锆石U-Pb年龄、矿物化学和全岩-矿物Sr-Nd-Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,1件闪长岩和2件角闪石岩样品的207Pb/206Pb年龄加权平均值分别为2615 ±8 Ma、2627 ±14 Ma和2616 ±10 Ma,与全岩-矿物（角闪石和斜长石）Rb-Sr等时线定年得到的年龄结果（2621 ±7 Ma）一致,表明二者均属于新太古代约2.6 Ga岩浆作用的产物。2个岩体形成时代及矿物地球化学特征的相似性,表明它们应为同源岩浆不同演化阶段的产物,其母岩浆在后期上升侵位过程中受到分离结晶作用的影响,而率先形成的角闪石岩受分离结晶作用影响较小。利用角闪石的成分和已知的角闪石-熔体的分配系数计算得到的与闪长岩和角闪石岩中角闪石平衡的熔体表现为低Mg#值（平均值分别为31.9和43.4）,富集Ba、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Ti等高场强元素,以及具有平坦的重稀土元素配分型式。此外,岩石具有低的87Sr/86Sr初始值和接近亏损地幔的εNd（t）（-0.01~2.87）、εHf（t）（-0.76~4.89）,且两阶段Nd模式年龄TDM2为2.97~2.73 Ga。综合来看,研究区闪长岩和角闪石岩的母岩浆可能来自于幔源岩浆底侵引起新生基性下地壳在角闪岩相条件下熔融形成的安山质母岩浆;该母岩浆经历了以斜长石、角闪石等矿物为主的结晶分异。鲁西地区在2.9~2.7 Ga经历了大规模的大陆地壳生长,新太古代晚期2.6~2.5 Ga经历了广泛的大陆地壳重熔再造,幔源岩浆的幕式底侵作用可能是华北克拉通新太古代早期（2.8~2.6 Ga）大陆地壳生长和分异的主要动力学原因之一。     

华北克拉通鲁西地区早前寒武纪表壳岩系重新划分和BIF形成时代

鲁西花岗-绿岩带是华北克拉通早前寒武纪变质基底典型代表.表壳岩系包括泰山岩群、孟家屯岩组和济宁岩群.其中,泰山岩群是鲁西地区规模最大的表壳岩系,曾认为形成于新太古代早期,而济宁岩群曾认为形成于古元古代.根据野外地质和表壳岩系及相关岩石的锆石SHRIMP U-Pb定年,本文对表壳岩系形成时代进行了重新划分.1)新太古代早期(2.70～2.75Ga)表壳岩系,包括原泰山岩群的雁翎关岩组和柳行岩组下段的大部分及孟家屯岩组.2)新太古代晚期(2.525～2.56Ga)表壳岩系,包括原泰山岩群的山草峪岩组、柳行岩组上段和下段的一部分及济宁岩群.它们在岩石组合、变质变形等方面存在明显区别,BIF形成于新太古代晚期.这是华北克拉通迄今唯一分辨出新太古代早期和晚期表壳岩系的地区.     

鲁西徂徕山地区新太古代岩浆作用——锆石SHRIMP U-Pb定年证据

徂徕山是鲁西新太古代岩石的重要出露区。在野外地质基础上,本文对3个岩石样品进行了锆石SHRIMP U-Pb定年研究。英云闪长质片麻岩遭受一定重结晶影响的岩浆锆石年龄为(2711±11)Ma,变质作用时代可能为~2.6 Ga。变质石英闪长岩遭受强烈重结晶影响的岩浆锆石年龄为2.51 Ga,被解释为更接近构造热事件的时代,而岩浆锆石年龄可能在2.53~2.55 Ga之间。二长花岗岩锆石普遍存在强烈铅丢失,根据数据点在谐和线上的分布特征,二长花岗岩的形成时代应为~2.5 Ga。结合地球化学研究和前人工作,确定了徂徕山地区新太古代地质演化历史及新太古代早期古老岩石带(B带)和新太古代晚期新生岩石带(C带)之间的界线。     

山东鲁山地区新太古代壳源花岗岩锆石SHRIMP U-Pb定年

山东鲁山地区新太古代壳源花岗岩主要包括粗粒钾长花岗岩、中—粗粒二长花岗岩和斑状二长花岗岩。根据SHRIMP锆石U-Pb定年,其形成时代分别为2525Ma±13Ma、2517Ma±13Ma和2508Ma±20Ma,且常有残余锆石核存在。它们的形成与华北克拉通新太古代晚期(2.5~2.55Ga)强烈的构造热事件有关,标志着鲁西和华北古陆块克拉通化完成。     

鲁西地区新太古界雁翎关组中花岗质“砾石”SHRIMP锆石U-Pb定年及地质意义

鲁西地区泰山岩群雁翎关组为华北克拉通新太古代典型花岗绿岩带的重要组成部分,形成时代大于2.6Ga.对其中变质砾岩中的一花岗质砾石进行了锆石SHRIMP定年,(2632±18)Ma年龄为砾石所代表的花岗质岩石的形成时代,表明雁翎关变质砾岩中至少部分砾石为构造成因.该砾石可解释为花岗岩脉经构造变形而形成.结合前人研究成果,对泰山岩群形成时代和绿岩带基底岩石特征进行了探讨.     

鲁西地区煤田滑动构造特征

通过对鲁西地区煤田的主滑面和次级滑面构造特征的分析,总结了次级滑面的发育型式对煤层赋存状况的影响。结合区域火山活动和构造演化认为,该滑动构造为伸展背景下的掀斜断块型,其滑动时间为白垩纪—新生代。      

吉东南新太古代晚期片麻岩类的时代、成因及其对早期地壳形成演化的制约

吉林省东南部通化地区广泛出露早前寒武纪花岗质片麻岩类,其岩石组成、形成时代和成因对深化认识华北克拉通东北缘早期地壳形成演化历史具有重要意义。本文系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和Lu-Hf同位素地球化学等研究结果表明,这些花岗质片麻岩类按照SiO₂质量分数总体可划分为高硅和低硅两组：前者主要由二长花岗质片麻岩、奥长花岗质片麻岩及英云闪长质片麻岩组成,其原岩形成于2 549~2 557 Ma;而后者由石英二长闪长质片麻岩及花岗闪长岩质片麻岩组成,其原岩形成于2 534~2 552 Ma;并且两组岩石都含有约2 600 Ma的捕获锆石,共同遭受了约2 500 Ma变质作用的影响。地球化学分析结果显示,低硅岩组具有较高的MgO、CaO、Na₂O质量分数,属于高钾—中钾钙碱性系列,并且富集LREE、亏损HREE和HFSE;与之相比,高硅岩组则具有较低的MgO和CaO质量分数,显示更强烈的轻、重稀土元素分馏以及Nb、Ta、P、Ti等亏损的特征;但两者均具有较弱的正或负Eu异常。结合区域最新研究成果,认为研究区低硅和高硅两组岩石应具有相同的源区,其形成可能与大洋板片俯冲、岩浆底侵引起的地壳部分熔融作用有关。此外,两组岩石具有相似的ε_Hf（t）值（2.72~7.95）和模式年龄（2.86~2.55 Ga）,暗示区域主要存在新太古代晚期地壳生长事件;结合区域内变质火山岩的研究进展,认为吉林省东南部通化地区花岗质片麻岩类可能形成于活动大陆边缘的构造背景。     

华北克拉通东部鲁西早白垩纪基性岩墙成因:来自锆石年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素的证据

中生代基性辉绿岩墙广泛分布于华北克拉通东部山东地区。本研究给出代表性岩墙的U-Pb锆石年龄、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素证据,4个代表性锆石的LA-ICP-MS年龄范围处于121.9±0.6Ma和124.3±0.5Ma之间(早白垩纪)。岩石的主量元素组成变化较小,岩石富集轻稀土元素和大离子亲石元素(如,Rb、Ba、U、K和Pb),以及亏损高场强元素(如,Nb、Ta和Ti)。另外,基性岩墙具有相对一致的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i比值(~0.7098),负的ε_Nd(t)值(-14.7~-14.5)、ε_Hf(t)值(-31.4~-26.7)和高的Hf模式年龄(t_DM1=1817~2024Ma)。研究显示基性岩墙来自富集岩石圈地幔的部分熔融作用,并在上升侵位过程中经历了一定程度的地壳混染作用影响。总体研究表明,基性岩墙的成因机制与扬子克拉通与华北克拉通的碰撞有关,岩浆源区为晚中生代前受俯冲扬子地壳沉积物交代后的富集岩石圈地幔。