大别山黄土岭麻粒岩锆石和共生矿物的微量元素分析及其地质意义

对大别山黄土岭麻粒岩中的锆石进行了LA-ICPMS微区微量元素分析.结果表明,黄土岭麻粒岩中锆石的不同区域有不同的微量元素组成,麻粒岩相变质锆石的大多数微量元素含量明显低于岩浆锆石,表明麻粒岩相变质条件下形成的锆石具有较低的微量元素组成.锆石及其共生矿物的微量元素分析结果表明,该麻粒岩中变质锆石Eu负异常是变质锆石形成时长石稳定存在的结果.锆石与石榴子石之间微量元素分配特点表明,变质锆石与石榴子石之间到达了平衡.这些结果表明,该样品的变质锆石形成于麻粒岩相峰期变质阶段,这些变质锆石区域测定的年龄结果对应于麻粒岩相峰期变质作用时间.锆石和共生矿物的微量元素分析对锆石的成因及得到的年龄的解释具有重要的指示意义.锆石与石榴子石之间微量元素的分配特征,不但可以指示锆石与石榴子石之间是否达到平衡,而且可以通过石榴子石这一"桥梁",为锆石的U-Pb年龄提供合理的p-T条件限定.     

南阿尔金吐拉地区中压基性麻粒岩变质作用及地质意义

南阿尔金吐拉地区基性麻粒岩呈透镜体分布于泥质片麻岩中。基性麻粒岩主要矿物组成为石榴子石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、黑云母和斜长石,显示"巴罗式"变质作用(中压麻粒岩相变质作用)特征。目前南阿尔金吐拉地区发育的"巴罗式"变质岩研究相对薄弱,对岩石学特征、变质演化轨迹及"巴罗式"变质作用成因机制亦不明确。传统矿物温压计指示基性麻粒岩的峰期变质温压条件为T=820℃～870℃,P=8.0～8.5 kPa,退变质阶段温压T=700℃～750℃,P=6～7.5 k Pa,为一个降温降压顺时针型的P-T演化轨迹。锆石U-Pb定年加权平均年龄为～450Ma,结合岩相学研究和锆石特征,认为其代表了峰期麻粒岩相变质时代。基性麻粒岩与区域上深熔作用和花岗质岩浆作用变质年龄相似,较南阿尔金UHP榴辉岩和HP麻粒岩的峰期变质时代晚40～50 Ma,与榴辉岩折返过程中麻粒岩相叠加变质作用时代较相似。说明吐拉地区"巴罗式"变质作用及同时代花岗质岩浆作用和混合岩化作用可能是由于俯冲陆壳发生断离并开始折返上升,在伸展环境下由幔源岩浆上涌加热中地壳形成的。     

北大别黄土岭长英质麻粒岩的原岩、变质作用及源区热事件年龄的锆石LA-ICPMS U-Pb测年约束

本研究应用激光剥蚀技术测定了北大别黄土岭高温-高压长英质麻粒岩锆石3个结构域的U-Pb年龄.变质锆石成因的碎屑锆石域的207Pb/206Pb年龄范围为(2493±54) Ma~(2500±180) Ma, 岩浆成因的碎屑锆石域的207Pb/206Pb年龄范围为2628~2690Ma, 其最大的206Pb/238U年龄为(2790±150) Ma, 变质增生或变质重结晶锆石域的不一致线上交点年龄为(2044.7±29.3) Ma.长英质麻粒岩的矿物组合成分、主量元素地球化学, 尤其是锆石副矿物内部结构特征显示其原岩为沉积岩.这表明, 麻粒岩原岩物质来自具有复杂热历史的蚀源区, 该蚀源区曾发生过~2.8Ga的岩浆作用和~2.5Ga变质作用, 因此其原岩的沉积年龄不应早于2.5Ga.高温-高压麻粒岩相变质作用的精确年龄为(2.04±0.03) Ga, 表明黄土岭麻粒岩是一个晚古元古代超高温变质岩之残块.      

高压麻粒岩相变质作用及深熔作用:以柴北缘都兰地区为例

在一些俯冲/碰撞造山带中,高压麻粒岩相变质作用通常伴随着广泛的深熔作用。本文以柴北缘超高压变质带都兰地区的基性高压麻粒岩和浅色体为研究对象,在详细的野外观察的基础上,结合岩相学和年代学等研究方法,探讨高压麻粒岩相变质作用与深熔作用的关系及形成机制。从野外关系来看,浅色体主要呈层状、似脉状、补丁状或网络状分布在暗色的基性高压麻粒岩(残留体,residuumormelanosome)中,或与基性高压麻粒岩在露头上互层产出,并显示出混合岩的特征。基性高压麻粒岩主要由石榴子石、单斜辉石、斜长石和石英等矿物组成,在不同样品中还可含有少量蓝晶石、角闪石、金红石、黝帘石/斜黝帘石、黑云母、方柱石、绿泥石;浅色体主要由斜长石、钾长石和石英等矿物组成,一些样品中也含有少量的石榴子石和蓝晶石,与典型的长英质高压麻粒岩的矿物组合特征较为相似。锆石成因年代学结果显示浅色体中既发育深熔锆石,也有变质锆石生长,但两种锆石给出的年龄结果基本一致,其加权平均年龄为434±2Ma(MSWD=1.1),与前人获得的高压麻粒岩相变质作用和深熔作用时代基本一致。因此,综合野外关系、岩相学、地球化学特征及年代学结果,我们推测高压麻粒岩相变质作用及深熔作用可能形成于同一动力学过程,即在俯冲带的上盘环境,(变)基性岩石中的含水矿物(如角闪石、帘石或云母类矿物等)脱水熔融形成高Sr/Y熔体,而基性高压麻粒岩为残留体。     

柴达木盆地南缘金水口群的早古生代构造热事件:锆石U-Pb SHRIMP年龄证据

通过柴达木盆地南缘(东昆仑北缘)原定为金水口群麻粒岩相片麻岩和花岗质岩石中锆石的SHRIMP测定,确定其麻粒岩相变质时代为460Ma±8Ma,而具有深熔成因特征的花岗质岩石深熔作用时间为402Ma±6Ma。这些年龄数据表明,金水口群经历了早古生代与麻粒岩相变质和深熔作用有关的构造热事件,原认为是柴达木地块的前寒武纪变质基底明显在早古生代造山过程中发生了活化作用。花岗质岩石的继承锆石给出了少量太古宙和大量1600～1800Ma之间的年龄,代表了其锆石的主要源区物质年龄,这与祁连—柴达木地区以及扬子地块的地壳形成年龄基本一致,反映柴南缘(东昆仑北缘)的变质基底与扬子克拉通具有明显的亲缘性。     

南天山北缘榆树沟麻粒岩的变质作用及其锆石SHRIMP年龄的研究

南天山北缘榆树沟麻粒岩主要为基性麻粒岩,由多个变质程度不同(低、中、高压麻粒岩相)的岩片被构造作用拼贴到一起。本文对不同麻粒岩开展详细的岩相学研究,识别出的变质作用有:进变质角闪岩相、低压麻粒岩相、中压麻粒岩相、高压麻粒岩相和退变质的中压麻粒岩相、角闪岩相、绿片岩相变质作用。对于有成熟温压计的中压麻粒岩相(即Grt-Opx-Cpx-Plg-Qtz组合)矿物组合的样品进行了温压估算,获得的温度和压力范围为724~826℃和0.64~0.88GPa。对原岩为火山岩的中压麻粒岩相岩石的锆石核部的研究表明,锆石的来源复杂;SHRIMP锆石U-Pb年代学测定显示,锆石的变质生成边的年龄稳定,为390~401Ma,代表了中压麻粒岩相进变质作用的时代。     

山东半岛荆山群富铝片麻岩锆石U-Pb定年及其地质意义

荆山群富铝片麻岩广泛分布于山东半岛早前寒武纪变质基底之中。锆石阴极发光图像分析和U-Pb定年结果表明,荆山群富铝片麻岩中锆石成因比较复杂,可划分为3种类型:第一类为继承性(岩浆或碎屑)锆石,U-Pb定年结果显示该类锆石微区记录了~2 650 Ma和~2 100 Ma两组207Pb/206Pb年龄,这不仅表明研究区变质基底在中太古代末期和古元古代早期至少存在两期岩浆-热事件,同时,也说明荆山群原岩形成时代应晚于2 100 Ma;第二类为变质锆石,记录的207Pb/206Pb年龄集中在1 900~1 850 Ma之间,应代表荆山群富铝片麻岩峰期高压麻粒岩相变质时代;第三类亦为变质锆石,记录的207Pb/206Pb年龄集中在1 840~1 820 Ma之间,应代表荆山群富铝片麻岩峰后中低压麻粒岩相退变质时代。该项成果准确地限定了荆山群富铝片麻岩的原岩形成时代、峰期高压麻粒岩相变质时代和峰后中低压麻粒岩相退变质时代的年代学格架,对深入探讨华北克拉通东南缘高压麻粒岩的成因机制及其形成的动力学背景具有重要的科学意义。     

柴北缘都兰高压麻粒岩的锆石U-Pb定年及其地质意义

在柴北缘高压-超高压变质带的东端都兰地区,高压麻粒岩以透镜体的形式存在于石榴白云母片岩、花岗质片麻岩以及斜长角闪岩中。高压麻粒岩的主体为基性麻粒岩,并含少量中酸性麻粒岩。基性麻粒岩主要由石榴子石、单斜辉石、斜长石和石英等组成,而中酸性麻粒岩峰期矿物组合为:石榴子石+斜长石+钾长石+蓝晶石+石英±单斜辉石。根据显微构造和反应结构特征,主要识别出3期变质作用:①峰期高压麻粒岩相阶段(M1);②退变质高角闪岩相阶段(M2);③绿片岩相/低角闪岩相阶段(M3)。选取典型的中酸性麻粒岩样品进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb原位定年分析,获得加权平均年龄为446.9±6.5Ma,且CL图像显示锆石内部发育石榴子石、单斜辉石、斜长石等矿物包体,反映锆石可能形成在峰期高压麻粒岩相变质条件下。岩石学和年代学结果显示都兰高压麻粒岩和邻近的榴辉岩同时形成于同一俯冲带的不同热构造环境,高压麻粒岩并非榴辉岩热松弛作用形成的,两者具有各自独立的变质演化历史。     

新疆北山盐滩断裂南一带高级变质岩系的发现、地质热力学特征及其大地构造意义

新疆北山盐滩断裂南一带从原划奥陶-志留系地层中解体出古老的角闪岩相-麻粒岩相变质岩和变质侵入岩体,主要岩性为黑云母斜长片麻岩、条带状混合岩、斜长角闪岩、及少量变粒岩、麻粒岩等。其中首次发现了代表中、下地壳深变质作用的中-高压基性麻粒岩。详细的野外调查、岩相学及矿物学研究表明,该基性麻粒岩主要由透辉石、紫苏辉石、褐色普通角闪石及拉长石组成。其演化经历了由麻粒岩相岩石经退变质反应而成为角闪岩相变质岩的过程。研究表明,该区麻粒岩中的单斜辉石及角闪石矿物学成因均属于变质成因,其中单斜辉石形成环境为高压型,而角闪石形成环境为中低压环境。麻粒岩相变质岩形成于约1.25GPa(42km埋深)以下的中高压-高压环境,其形成温度约841℃;而退变质作用下的角闪岩相变质岩应形成于650~657℃的温度范围之内,压力为0.460~0.495GPa之间,相应的代表埋深约为16.5km的中低压型环境。该区高级变质岩及其基性麻粒岩的发现,将对该区地壳成分、麻粒岩的成因与变质作用以及所处的大地构造背景演化等研究无疑将起到非常重要的作用。     

桐柏秦岭岩群的两类变质作用

本文重点对河南桐柏地区的秦岭岩群进行了观察与研究,根据野外地质、岩相关系及同位素测年资料,提出该区秦岭岩群具有明显不同的两类变质作用,一是较早期的高温麻粒岩相变质作用,以包体或长透镜群、甚至巨型条块状局限于中部郭庄组的花岗质片麻岩之中。根据伟晶岩、片麻岩及麻粒岩锆石年龄的综合限定,该变质作用的时间可能为~498Ma,多数人主张的445~430Ma的麻粒岩相变质年龄实际上是早期锆石被后期岩浆或变质事件引起的同位素体系重启年龄。另一种是相对晚期的角闪岩相变质作用,变质程度以角闪岩相为主,局部达高角闪岩相,没有任何早期高温或高压变质的残留迹象,形成秦岭岩群中主导类型的变质作用。同样,采用伟晶岩及有关片麻岩和麻粒岩中锆石测年限定,角闪岩相变质时间可能为~472Ma。高温麻粒岩的产出具有其特殊机制,大量的花岗质岩浆侵位过程中把地壳深部的高温麻粒岩裹挟上升至浅部层次,随后一起遭受区域上的角闪岩相变质作用。     

冀西北石榴角闪二辉麻粒岩早期高压变质矿物组合的确定及其形成的温压条件——来自锆石中矿物包裹体的信息

采用激光拉曼、阴极发光和电子探针技术,确认冀西北石榴角闪二辉麻粒岩锆石中保存早期高压变质包体矿物组合:石榴石(Grt)+单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+金红石(Rt)、单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)和石榴石(Grt)+单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)。其中少量锆石具有继承性锆石的核,而多数锆石则形成于高压麻粒岩相变质阶段。利用TWQ方法限定石榴角闪二辉麻粒岩锆石中所保存的高压包体矿物组合的变质温度条件为750～820℃,压力为1.07～1.40 GPa。该项研究成果对于如何识别高压麻粒岩以及深入研究其成因机制均具有重要的科学意义。     

青藏高原安多高压麻粒岩同位素年代学研究

本文报道了聂荣微陆块中新发现的高压麻粒岩锆石U-Pb定年结果及其围岩花岗片麻岩中黑云母Ar-Ar同位素年代学结果.高压麻粒岩中的锆石可分为两类,第一类具有核-边显微结构,核部残留锆石具典型岩浆结晶锆石特征,锆石U-Pb年龄541±8Ma～ 834±11Ma;第二类锆石具典型的变质锆石成因的结构特征,锆石U-Pb谐和年龄为179.0±1.7Ma.花岗片麻岩中黑云母Ar-Ar坪年龄为166.7±1.1Ma.年代学资料显示麻粒岩与其围岩均具有泛非期的年龄信息,麻粒岩的原岩经历了晚元古代-早古生代造山作用,并于早-中侏罗世发生了峰期高压变质作用改造,该变质事件可能代表着聂荣微陆块与羌南板块的碰撞拼合.伴随着早-中侏罗世的岩浆作用,麻粒岩及其围岩迅速抬升,抬升的时间跨度在13Myr左右,于166.7Ma左右抬升至地壳浅层部位或近地表.     

海南岛印支期麻粒岩的发现及其地质意义：来自锆石U- Pb 定年与微量元素组成的新证据

琼中基性麻粒岩是海南岛高级变质杂岩中最重要的组成部分之一，对其深入研究可为客观恢复海南岛晚古生代—早中生代构造演化历史、查明古特提斯洋向东如何延伸等基础地质问题提供新的制约。本次研究以琼中地区出露的基性麻粒岩为研究对象，对基性麻粒岩中锆石采用内部矿物包体自动矿物分析系统（TIMA）扫描、阴极发光图像照相、LA- ICP- MS U- Pb定年与稀土元素分析等综合研究发现，琼中基性麻粒岩中锆石可划分为岩浆锆石和变质锆石两类；30个岩浆锆石测点206Pb/238U年龄介于245～230 Ma之间，相应的加权平均年龄为238±2 Ma（MSWD=0. 38），应代表琼中基性麻粒岩的原岩时代；24个变质锆石测点206Pb/238U年龄介于243～231 Ma之间，其加权平均年龄为237±2 Ma（MSWD=1. 70），代表琼中基性麻粒岩的变质时代。综合海南岛已发表的相关数据，琼中基性麻粒岩原岩形成时代与变质时代均为三叠纪，而不是前人所认为的中元古代，其形成可能与古特提斯洋闭合后印支陆块、华南陆块在碰撞造山后伸展垮塌阶段的岩浆- 变质作用有关。     

内蒙古,河北高级变质岩中锆石的成因矿物学研究

本文对内蒙古上、下集宁群、河北桑干群紫苏花岗岩及麻粒岩中的锆石进行了形态、环带及成分分布的研究，发现这些岩石中存在岩浆成因和变质成因的锆石，论述了这两种锆石的成因矿物学特征，并对这些岩石的成因进行了探讨。     

天水地区李子园高压麻粒岩的发现:西秦岭晚泥盆纪造山的证据

西秦岭造山带北缘的天水李子园地区发现一套高压石榴石单辉麻粒岩,在变质的早古生代岛弧火山-沉积岩系中呈透镜状岩块产出。其峰期矿物组合为石榴石+单斜辉石+角闪石+斜长石+钛铁矿/榍石。利用地质温压计得到的温压条件为T=757~792℃、P=1.3~1.5GPa,达到中压相系的高压麻粒岩相变质条件。LA-ICPMS锆石U-Pb定年显示,锆石变质增生边的谐和年龄为384±1.6Ma,表明高压麻粒岩相变质作用的时代为中-晚泥盆世。结合区域地质资料,这一期变质作用要晚于北秦岭造山带中普遍记录的中低压麻粒岩-角闪岩相变质作用,可能与商丹洋闭合之后碰撞造山阶段的地壳加厚过程有关。岩浆锆石核部的谐和年龄为796±2.2Ma,代表石榴石单辉麻粒岩的原岩形成年代。其锆石核部的Hf同位素组成变化较大,对应的εHf(t)值为-7.3~+13.2,显示出不同源区岩浆混合的特征或者陆壳混染。高压麻粒岩全岩地球化学特征同样显示其经历壳幔岩浆混合作用。结合原岩的形成时代、区域上与裂解相关的岩浆作用和构造背景,我们认为原岩可能是造山带垮塌伸展阶段的壳-幔岩浆混合作用的产物,可能与新元古代Rodinia超大陆裂解事件有关。     

攀西麻粒岩锆石U—Pb年代学：新元古代扬子陆块西缘地质演化新证据

攀枝花-西昌(攀西)麻粒岩一直被认为是扬子陆块西缘变质程度最高和最古老的结晶基底岩石。最近从麻粒岩中获得的单颗粒锆石U-Pb测年结果表明,攀西麻粒岩的原岩可能形成于古元古代晚期(1870±24 Ma)。17件锆石U-Pb的谐和年龄(858-778 Ma)可能是麻粒岩受新元古代地幔柱活动影响,在快速冷却和抬升过程中发生角闪岩相退变质作用的时代。这一时间正是全球Rodinia超大陆由汇聚转变为裂解地球动力学系统发生改变的重要时期。     

北大别片麻岩的超高压变质证据——来自锆石提供的信息

本文对北大别片麻岩锆石中矿物包体及年代学进行了研究,首次发现了北大别片麻岩的超高压变质作用证据。结合阴极发光图像和同位素定年,片麻岩锆石中矿物包体组合至少可分出三期:(1)原岩岩浆矿物组合,即斜长石、黑云母、石英和磷灰石;(2)超高压变质矿物组合,即金刚石、石榴子石和金红石等;(3)麻粒岩相退变质矿物组合,如透辉石等。其中,金刚石和石榴子石主要以包体形式被包裹于透辉石中,而透辉石是北大别麻粒岩相退变质阶段形成的代表性矿物。锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,北大别片麻岩的峰期变质时代和麻粒岩相退变质时代分别为218±3Ma和199±10Ma。这些证明北大别片麻岩,如同其中的榴辉岩一样,经过了印支期超高压变质作用。     

喜马拉雅造山带核部的变质作用与部分熔融:亚东地区高压泥质麻粒岩的岩石学与年代学研究

喜马拉雅造山带核部的高喜马拉雅结晶岩系是印度大陆深俯冲到欧亚板块之下经历了高压变质作用的产物,记录了喜马拉雅造山带的形成与演化历史。本文对喜马拉雅造山带中段亚东地区高喜马拉雅结晶岩系中的泥质麻粒岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究,结果表明泥质麻粒岩经历了复杂的变质演化和部分熔融,可识别出三期变质矿物组合。早期进变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+黑云母+白云母+石英,峰期变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+黑云母+蓝晶石+石英,晚期退变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+夕线石+黑云母+白云母+石英。相平衡模拟表明,该泥质麻粒岩经历了高温、高压的峰期变质条件为800~835℃和12.8~14kbar,在进变质和峰期变质过程中经历了白云母和黑云母脱水熔融,所形成的熔体量至少为5%~8%。麻粒岩的晚期退变质条件为720~740℃和7.6~8.3kbar。这表明泥质麻粒岩经历了一条以高压麻粒岩相峰期变质和降温、降压退变质为特征的顺时针P-T轨迹。锆石U-Pb定年结果表明,麻粒岩相变质和深熔作用发生在28.5~17.0Ma。本研究表明高喜马拉雅结晶岩系的上部构造层位经历了高压麻粒岩相变质作用,而不是以前认为的以高温、低压变质作用为特征,并为喜马拉雅造山带构造演化的研究提供了新的见解。     

南秦岭佛坪地区麻粒岩相岩石锆石U-Pb年龄

对南秦岭佛坪地区麻粒岩相岩石中锆石的特征进行了详细的研究和U-Pb同位素年龄测定。中酸性麻粒岩中3个变质成因锆石的~(256)Pb/~(238)U表面年龄统计权重平均值(谐和年龄)为221.4±3.6Ma,是这些变质锆石较为准确的生成年龄;该样品4个锆石颗粒组成的不一致线上、下交点年龄分别为822±272Ma和218±14Ma;石榴夕线黑云片麻岩中4个锆石颗粒构成的不一致线的上下交点年龄分别为2283±162Ma和271±15Ma。两个样品的数据点均比较靠近下交点而远离上交点,其上交点年龄不具明确地质意义。综合各方面因素,认为麻粒岩相峰变质作用时代为印支期—海西晚期(220～270Ma左右),这是迄今为止秦岭地区所报道过的最年轻的麻粒岩地质体。     

山东省麻粒岩与麻粒岩相变质作用——研究现状及对前寒武纪大地构造演化的启示

本文系统收集整理了近年来与山东省境内麻粒岩有关的研究资料,将山东省麻粒岩划分为沂水麻粒岩带、平度—栖霞麻粒岩带、海阳所—威海麻粒岩带三个麻粒岩相带,总结了各带的地质概况、变质温压条件及P—T—t轨迹、变质时代及演化过程,探讨了麻粒岩的成因。认为山东省各麻粒岩带均是多期次麻粒岩相变质作用的产物,其中2.7Ga、2.5Ga两期麻粒岩相变质作用均为中低压条件下的产物,发生时间与区内TTG的形成时间较为一致,P—T—t轨迹为逆时针型,反映当时形成的大地构造背景为地幔底辟引发的拉张环境;而1.9Ga、210Ma两期麻粒岩相变质作用则高压、中低压麻粒岩都有,反映其非均质变质环境的特点,P—T—t轨迹为顺时针型,指示其与俯冲—碰撞造山过程有关。其中1.9Ga期与古元古代胶辽吉活动带发生俯冲—碰撞造山过程有关,而210Ma期则是华北—扬子两大板块三叠纪碰撞产生的榴辉岩的退变质产物。结合省内基础地质研究的最新进展,对山东省前寒武纪大地构造演化作了部分探讨,并建立了年代学格架。认为平度—栖霞麻粒岩带古元古代高压麻粒岩相变质和苏鲁超高压变质带三叠纪的榴辉岩相变质事件可能是胶东地区太古宙绿岩带金元素活化迁移并在中生代成矿的决定性因素。山东省太古宙大地构造演化具有一定的旋回性,每个旋回由绿岩带—基性—超基性侵入体—TTG花岗岩类—热变质事件组成,很好地符合TTG的玄武质岩浆底侵成因模式。自1.9Ga才有高压麻粒岩的形成,暗示了具有一定规模的板块之间的俯冲活动始于1.9Ga之前的古元古代。鲁西陆块与胶辽陆块在古元古代可能并不是两个完全独立的块体,其巨大差异可能是由于两个陆块的大地构造位置差异和后期抬升剥蚀程度不同而引起。