变质岩同位素年代学:Rb-Sr和Sm-Nd体系

对变质岩经历的进变质和退变质作用定年并构建其p-T-t轨迹是观测地壳运动过程的重要途径。全岩等时线和矿物等时线是变质岩Rb-Sr和Sm-Nd定年的两个基本方法。在变质过程中同位素均一化尺度是影响全岩等时线定年的主要因素。在一般情况下,变质过程中Rb-Sr同位素体系的均一化尺度远大于Sm-Nd体系,从而Rb-Sr全岩等时线可以给出有意义的变质年龄,而Sm-Nd数据不能。然而,对于低级变质作用,因其较高级变质作用有更丰富的流体,其Nd同位素均一化尺度可能变,从而使得一些全岩Sm-Nd等时线给出和Rb-Sr年龄一致的有意义变质年龄。对于矿物等时线定年,在变质作用时矿物之间能否达到同位素平衡则是关键。已经证明,超高压变质(UHPM)岩的退变质作用是开放体系,然而UHPM矿物的Sr-Nd同位素体系仍保持封闭。已观测到UHPM矿物和退变质矿物之间的Sr-Nd同位素不平衡,因此,高压矿物(如石榴石、多硅白云母)和退变质矿物或全岩的连线将会给出没有意义的偏老的Sm-Nd年龄和偏年轻的Rb-Sr年龄。由3个以上很好分开的矿物确定的等时线的良好线性、不同定年方法获得的年龄的一致性以及确定等时线矿物之间的氧同位素平衡可用于判定矿物间Nd同位素达到平衡。由于石榴石具有高Sm/Nd和Lu/Hf比,因此石榴石是榴辉岩或石榴辉石岩Sm-Nd或Lu-Hf定年最重要的矿物。然而由于石榴石非常宽的p-T稳定范围,石榴石可以在高级变质岩的前进变质和退变质作用中生长,从而具有复杂的环带结构。因此,如何从具有复杂结构的石榴石不同部位取样和分析并判断其成因就成为榴辉岩或石榴辉石岩Sm-Nd或LuHf矿物等时线定年的一个挑战。这需要今后做更进一步的研究。     

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。     

秦岭—大别造山带区域地壳Sm-Nd同位素组成及其意义

对秦岭—大别造山带大量Nd同位素资料进行统计,获得了该地区陆壳基底和区域花岗岩类的147Sm/144Nd平均值,分别为0.136和0.108。基于区域资料获得的二阶段亏损地幔模式年龄(T2DM)比用147Sm/144Nd=0.118做参数的计算结果要普遍偏老,两种结果的差异随着模式年龄的偏老明显偏大。本研究获得的该区域地壳147Sm/144Nd组成特征与元素丰度资料之间存在较大差异,结合稀土元素综合对比,表明前人获得的该区域元素丰度资料偏酸性。     

东昆仑造山带东段清水泉高级变质岩片的变质岩？…

清水泉高级变质岩片位于东昆仑造山带东段昆中多旋回俯冲碰撞构造混杂岩带内,由高角闪岩相－－座粒岩相变质的麻粒岩、斜长角闪岩、片麻岩、变粒岩和大理岩组成、地球化学特征显示为一套形成于后太古宙以来的火山－－沉积岩系、顶峰期典型矿物共生组合为石榴石＋蓝晶石＋钾长石＋斜长石＋黑云母＋石英＋金红石和石榴石＋紫苏辉石＋斜长石＋石英,属中压相系,变质温度压力条件为（８５０±５０）℃和高于１．０ＧＰａ,石榴石中ｘ（     

张家口梁家沟铅锌银矿床Rb-Sr和Sm-Nd等时线年龄及其地质意义

张家口南部中—新元古代碳酸盐岩地层发育,赤城县梁家沟铅锌银多金属矿床产于中元古代蓟县系雾迷山组地层中,为目前在张家口南部碳酸盐岩沉积盖层中发现的典型多金属矿床。由于缺少成矿时代数据,对该类型矿床的成因长期以来存在同生沉积和后生改造两方面的争议。本文利用单矿物闪锌矿和闪锌矿与黄铁矿共生硫化物组合采用Rb-Sr等时线法测定梁家沟矿床的成矿时代分别为126 Ma和130.7 Ma;利用单矿物闪锌矿和闪锌矿与黄铁矿共生硫化物组合采用Sm-Nd等时线法测得成矿时代分别为130.5 Ma和131 Ma。两种方法测定的成矿时代十分接近,结合张家口区域地质背景,表明张家口南部碳酸盐岩地层中的多金属矿床为燕山期构造运动时期热液活动的产物。     

大别造山带变质岩和花岗岩的钕同位素组成及其地质意义

大别造山带８个变质岩和４个花岗岩样品的Ｓｍ－Ｎｄ分析结果表明,大别地块不同构造单元的岩石有不同的钕同位素模式年龄。总体上,北大别地块变质岩的钕模式年龄较老;南大别超高压地块的较年轻,但变化范围大。侵人于大别地块不同构造单元的花岗岩与北大别地块变质岩有相同的Ｎｄ（１２２Ｍａ）值范围,表明它们有相似的物质来源。南大别地块是覆盖在具有古老物源的变质岩之上的一个构造岩片。     

胶南造山带变质岩系中角闪石的初步研究

本文对胶南造山带变质岩系中角闪石的基本特征及形成条件进行了初步研究,根据不同地质单元中角闪石的类型、赋存状态、矿物组合等矿物学特点及电子探针分析结果,认为该区角闪石主要属钙质角闪石亚类。其形成的温压范围是：温度５４５－８０６．５℃,压力主要在０．２５－１．２ＧＰａ之间。     

阿尔泰造山带变质岩系时代问题的讨论

针对目前阿尔泰地区变质岩系时代划分中年龄数据应用的一些问题,提出如下认识:富蕴县城西的石榴石片麻岩中锆石UPb上交点年龄2349±226Ma(2σ),初步确证了该区古元古代大陆地壳岩石的存在;克木齐群和富蕴群变质岩全岩SmNd等时线年龄代表其母岩形成时代。变质岩系和显生宙花岗岩类的Nd模式年龄,以及各种类型岩石中长石Pb二阶段模式t1年龄仅指出存在前寒武纪大陆地壳的可能性,没有真正的年龄意义,不能作为划分地层时代的依据。阿尔泰造山带是否存在1400Ma和700～900Ma的变质岩系岩石,至今仍缺乏可靠年龄数据的佐证     

白云鄂博矿区H_9变质岩的Sm-Nd年龄、成因及与成矿关系

本文报道了白云鄂博矿区Ｈ９变质岩富钾板岩，暗色板岩和变质基性火山岩的Ｓｍ－Ｎｄ年龄数据，讨论了上述变质岩的成因及与稀土矿床成矿关系。     

内蒙古锡林浩特锡林郭勒杂岩的原岩年代和变质年代

锡林浩特市西南白音塔拉地区锡林郭勒杂岩出露在华北板块北缘古生代褶皱带中的强烈变形变质地层中，主要由石英片岩，黑云母石英片央夹斜长角闪岩组成，Ｓｍ－Ｎｄ全岩等时线年龄为１２８６±２６Ｍａ，应相当于锡林郭勒杂岩的原岩形成年龄，εＮｄ（ｔ）值为８．５±０．６。说明岩浆来源于亏损地幔源区，Ｒｂ－Ｓｒ全岩等时线年龄为６５９．９±２９．３Ｍａ，被解释为主期变质变形年龄，该年龄表明华北板块北部大陆边缘演经历史中     

阴山东段先寒武变质岩的Rb-Sr年代

采自阴山东段先寒武变质岩的全岩样品给出四个等时线年龄。下部集宁群为2497±124Ma;上部乌拉山群为2367±127Ma;上部二道洼群给出两个年龄:2067±39Ma和325±16Ma。据此认为,2.5Ga前发生了麻粒岩化;2.35Ga前发生混合岩化;2.0Ga和0.33Ga前有变质事件叠加。     

大别造山带折返剥露历史:来自合肥盆地南缘中生界变质岩碎屑的证据

在合肥盆地南缘广泛分布的中生界内,砾石主要由变质岩碎屑组成。碎屑在地层中分布及垂向上的变化,为重塑造山带折返剥露历史提供了证据。防虎山组和三尖铺组底部砾岩碎屑组合为:石英片岩+云母片岩+石墨片岩+千枚岩+石英岩+脉石英+片麻岩(局部),表明在早侏罗世晚期Pliensbachian期(距今195Ma)之前,佛子岭群和卢镇关群已经折返到地表并遭受剥露。早白垩世凤凰台组、毛坦厂组和周公山组中砾岩碎屑组合为:片岩+石英岩+片麻岩+混合岩+榴辉岩+角闪岩+斜长岩+花岗岩+大理岩等,榴辉岩以及其它基性岩的微量元素特征表明它们可能是一个在早白垩世以前(距今135Ma)折返到地表并遭受完全剥露,而现在已经从造山带消失的超高压构造地层单元。大别造山带出露的超高压变质带(大别杂岩)在北缘中生代地层中目前尚未发现有可靠的沉积记录,推测它们的大规模折返和剥露可能在新生代,并持续到现在。据此认为大别造山带大规模的折返剥露分为3个阶段:早侏罗世之前、晚侏罗世—早白垩世早期和新生代。     

内蒙古温都尔庙群变质基性火山岩Sm-Nd、Rb-Sr同位素年代研究

温都尔庙群主要分布在内蒙古温都尔庙地区,该套地层是白乃庙-温都尔庙构造岩浆带的重要组成部分。长期以来,由于缺少古生物化石和可信的年龄数据,一般认为温都尔庙群属早古生代。本文对温都尔庙群变基性火山岩进行了Sm-Nd和Rb-Sr同位素研究,5件变基性火山岩全岩样品Sm-Nd和Rb-Sr等时线年龄分别为961±66Ma和624±110Ma,并对其形成时代和成因提出了一些新看法。     

闽北麻源群Sm—Nd,Rb—Sr同位素年龄研究

福建北部元古代麻源群地层发育,对其中7个变质岩和2个白云母花岗岩样品进行了Sm-Nd及Rb-Sr同位素年龄研究。7个样品的Sm-Nd同位素全岩等时线年龄为2116±22(2δ)Ma,INd=0.51027±2(2δ),εNd(t)=7.29±0.17。6个样品的Rb-Sr同位素全岩等时线年龄为375±28(2δ)M,(87Sr/86Sr)i=0.707±34(2δ).2116Ma的年龄值代表麻源群原岩的成岩年龄,375Ma年龄值代表麻源群的变质年龄。     

大别造山带浅变质岩的地质-地球化学特征及成因机制

大别造山带超高压变质带内部及其北缘,出露仅经过绿片岩相变质作用的浅变质岩系。通过对部分浅变质岩的区域分布、地质特征及地球化学的综合研究表明,这些浅变质岩系形成于新元古代扬子板块北缘的裂陷盆地中,并遭受新元古代岩浆侵位和以寒冷气候位特征的大气降水热液蚀变,共同经历了与扬子大陆板块俯冲-碰撞过程中有关的构造热事件;因此认为这些浅变质为扬子板块俯冲过程中被“刮”下来的构造残片,为大陆板块俯冲过程中形成的加积杂岩,并为扬子板块与华北板块的俯冲和碰撞的动力学过程提供有力的科学佐证。在此基础上,厘定了大别造山带浅变质岩的形成及其与扬子大陆板块俯冲的构造模型。     

华南基底变质岩的Sm-Nd同位素及其对花岗岩类物质来源的制约

华南地区存在两种类型变质基底。Sm-Nd同位素数据的研究结果表明,它们可分别代表华南两种类型元古代地壳端员。华夏地块区副变质岩代表成熟度较高的(早)元古代地壳端员,~(147)Sm/~(144)Nd=0.1198,~(143)Nd/~(144)Nd=0.511822;江南古岛弧区副变质岩代表成熟度较低的(中—晚)元古代地壳端员,~(147)Sm/~(144)Nd=0.1246,~(143)Nd/~(144)Nd=0.512170。根据上述数据得出了华南元古代地壳Sm-Nd同位素演化域,进而对华南不同时代花岗岩类的物质来源作了进一步的讨论。     

内蒙古西北部宝音图群Sm—Nd和Rb—Sr地质年代学研究

内蒙古西北部的宝音图群由角闪岩相的变质地层组成。该群中斜长角闪片岩的Sm-Nd全岩等时线年龄为2485±128Ma,可代表宝音图群的形成年龄。等时线的ε_(Nd)(t)值为2.73±2.81,说明岩浆来源于亏损的地幔源区。相同样品的Rb-Sr全岩等时线年龄为623±36Ma,显然反映后期Rb-Sr体系重新均一化的强烈影响,因此该年龄被解释为变质年龄。上述结果表明宝音图群形成于古元古代早期,应属华北板块北缘已知的最古老岩石地层单位,并保留了新元古代末期构造—变质事件的记录。这些认识有助于查明华北板块北缘元古宙构造演化的历史。     

造山带高压、超高压变质岩形成和折返的地球动力学研究─—以中国中部为例

秦岭、大别、苏鲁地区是横亘中国中部的复合型大陆造山带，已成为世界高压、超高压变质岩研究的典型地区，在大陆动力学研究中具重要意义。本文综述了该带高压、超高压变质岩的多样性、多期性、区域分带性和形成折返的四种模式，即碰撞外来岩块模式、俯冲－碰撞－逆冲模式、碰撞－走滑转换－逆冲推覆模式和多期多成因复合模式。并指出高压、超高压变质岩的原岩属性、形成时代、ｐＴｔ轨迹、形成深度和岩浆作用等是深入研究形成和折返机制的关键问题。强调以构造为主的多学科综合研究是解决其地球动力作用过程的有效途径。