东南极哈姆峰地区假玄武玻璃的显微构造、年代学及其地质意义

发育在东南极普里兹湾西南部哈姆峰地区麻粒岩相花岗质片麻岩中的假玄武玻璃沿着近东西向断裂带分布。显微构造特征表明,该地假玄武玻璃基质中普遍发育球粒结构及树枝状、放射状-针状等不同形状及组合的矿物微晶体,说明这些假玄武玻璃是地震断层快速滑移过程中摩擦熔融作用的产物。假玄武玻璃中的微晶体矿物组合大体分为两种,它们分布在构造带不同地段：一种是以"紫苏辉石+斜长石"组合为主,分布于构造带东北部地段;一种是以"黑云母+斜长石+钾长石+石英"的组合为主,分布于构造带西南部地段,说明沿构造带不同部位构造环境及应力分布的不均匀性。同时,微晶体中富铝紫苏辉石的存在,表明假玄武玻璃形成过程及其后期的结晶过程可能处于高温(麻粒岩相)的构造环境下。假玄武玻璃的基质全岩K-Ar年龄为878.1±16.8 Ma,全岩40Ar/39Ar年龄谱系中所记录的年龄值主要集中在925~626 Ma。结合区域对比看,假玄武玻璃应该形成于格林维尔期构造事件。     

大别造山带东部假玄武玻璃及其围岩的K-Ar和^40Ar-^39Ar年龄及地质意义

发育在大别造山带东部的假玄武玻璃是区域内NE-SW向断裂带快速滑移形成的构造岩。地质产状、显微构造及岩石化学研究表明，这些假玄武玻璃主要由超碎裂岩化作用所形成。假玄武玻璃及围岩的全岩(包括部分单矿物)K-Ar年龄测定表明，大别造山带的假玄武玻璃形成于81～93Ma之间。本文同时测定了叠加在假玄武玻璃基质之上的多硅白云母的激光^40Ar／^39Ar年龄为78．9Ma。显微构造及所获得的年龄数据显示，这些沿NE-SW向断裂发育的假玄武玻璃是在晚白垩世(80～90Ma)时期伴随着大别造山带整体隆升过程形成的，而与早期板块俯冲过程无关。同时，不同定年方法在数据上的一致性还表明，全岩K-Ar方法在确定某些假玄武玻璃及含假玄武玻璃的断裂构造年代时，可能仍然是一种行之有效的的方法。     

地质热年代学及其应用

本文简单介绍地质热年代学的含义、应用和进展，并重点介绍了裂变径迹与40Ar/39Ar热年代学     

新疆富蕴可可托海—二台断裂带中假玄武玻璃及其围岩的年代学研究

发育在新疆富蕴可可托海—二台断裂带中的假玄武玻璃是古地震断裂快速滑移形成的构造岩。地质产状、显微构造研究表明,这些假玄武玻璃主要由发生重结晶的玻璃质熔融体形成。假玄武玻璃基质的全岩40Ar/39Ar阶段升温方法主阶段和KAr年龄分别为282.8±3.8 Ma和276.4±7.4 Ma。假玄武玻璃所在母岩（黑云母花岗岩和钾长花岗岩）的锆石U-Pb年龄分别为390.4±1.0 Ma和396.3±0.1 Ma,表明二台断裂带中的假玄武玻璃是在二叠世早期形成的,也说明二台断裂带古地震活动至少可以追溯到晚古生代（早二叠世早期）。尽管二台断裂带是现今仍然活动的地震构造带,但目前所见到的假玄武玻璃是早二叠世时期古地震活动的产物。1931年的富蕴80级地震仅仅是沿着二台断裂带发生的多次构造活动的一次活动,与假玄武玻璃之间没有成因上的联系。     

假玄武玻璃及其形成过程和机制综述

对假玄武玻璃的概念和特征以及形成环境和产状作了综合性描述，并对其摩擦熔融成因进行了论证，对假玄武玻璃的形成过程和形成机制以及形成假玄武玻璃的地震断层的动力机制、活动方式和脉动性质进行了深入探讨；同时对母岩矿物性质和流体对假玄武玻璃形成的影响进行了分析，概述了假玄武玻璃形成过程中的化学成分变化，最后提出了有待进一步研究的几个问题。     

假玄武玻璃的研究进展与现状

在国外有关假玄武玻璃（pseudotachylite)的研究已经有百余年的历史,在野外产状、显微镜观察和实验模拟等方面积累了丰富的资料。而国内在这方面的研究甚少。近年来,随着人们对“活断层”研究的深入,所谓有“地震化石”之称的假玄武玻璃也日益为研究者们所重视。假玄武玻璃通常认为是与地震断层有关的高应变速率条件下的产物。假玄武玻璃的研究对了解地震时地下深处断层带的变形机制等多方面具有重要意义。尤其是通过模拟假玄武玻璃形成时的相似条件（主要是力学机制和化学机制）,可以了解假玄武玻璃形成时断层剪切带变形历史。为了使国内对这一研究领域感兴趣的学者了解假玄武玻璃的形成过程及其所反映的意义,本文从假玄武玻璃的地质特征及成因等几个方面进行了总结,以飧读者。     

广东河台金矿假玄武玻璃地球化学和年代学特征及其地质意义

前人对河台金矿中的假玄武玻璃早有报道,但是因为未认识到其与成矿的关系而被忽视。在前人发现的糜棱岩中假玄武玻璃的基础上,本次研究又发现了三种其他岩性中的假玄武玻璃。河台金矿中的假玄武玻璃呈黑色脉状、网脉状和树枝状贯穿于糜棱岩化片岩、糜棱岩、混合岩和矿体中。本研究结合野外宏观特征和室内的岩相学微观特征,运用粉晶X射线衍射、全岩地球化学和Ar-Ar同位素等实验分析手段,比较了河台金矿不同地质体中假玄武玻璃岩脉的特征。研究发现假玄武玻璃脉体中存在树枝状微晶结构和碎屑颗粒的港湾结构,同时也含有碎裂成因的石英、长石,表明其成因以同震断层的摩擦熔融为主,并伴随有少量碎裂化。通过计算得出假玄武玻璃样品中结晶态的各类矿物含量为石英53.3%、伊利石20.5%、高岭石17.3%、钾长石8.9%。假玄武玻璃与围岩都具有富SiO_2和Al_2O_3,富K_2O贫Na_2O,低MgO和Fe_2O_3~T的地球化学特征。两者的稀土元素配分型式也非常相似,都显示轻稀土富集和中等程度的负Eu异常(δEu=0.51～0.71)。假玄武玻璃的显微构造和地球化学特征指示其主要是由围岩原地熔融形成的,形成深度在6～18 km。我们认为河台金矿的假玄武玻璃可以指示云开大山抬升过程中伴随着地震的发生,同时,假玄武玻璃脉体在空间上切穿矿体,因此假玄武玻璃的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄123.3±1.0 Ma可以作为河台金矿的成矿年龄上限。     

汶川地震假玄武玻璃的特征、成因及其构造意义

富流体的断层泥是浅部地震断层带中的特征岩石。一般认为,地震过程中摩擦热会导致粒间孔隙流体热膨胀增压,形成同震断层弱化（热增压机制）,从而抑制摩擦熔融的发生。然而我们研究发现,在2008年汶川大地震（M_W 7.9）中断层浅部发生了摩擦熔融。汶川地震发生一年后,我们在汶川地震断裂带科学钻探项目一号钻孔（WFSD-1）732.6m深处的断层泥中发现了厚度约2mm的假玄武玻璃（凝固的摩擦熔融物）。该假玄武玻璃形成的位置极浅,且产生于非固结的、富流体的断层泥中。从岩心来看,断层面可见镜面构造和同震擦痕。微构造分析显示,该假玄武玻璃主要由石英碎屑和由长石与黏土矿物熔融的非晶质基质组成,基质中发育众多不规则的微裂隙,并可见流动构造。化学成分分析显示,其基质富Ba且被重晶石（BaSO₄）小细脉切割,为同震及震后流体存在的证据。由于假玄武玻璃在流体存在的条件下会快速蚀变,且龙门山地区大地震复发周期为3000~6000年,因而这些完全未被蚀变的新鲜假玄武玻璃可能是最近一次大地震,即2008年汶川大地震的产物。针对钻孔中断层泥进行的高速摩擦试验,证实了在钻孔732m深度发生地震滑动的条件下确实会产生假玄武玻璃。因此WFSD-1钻孔732.6m的假玄武玻璃被认为是汶川地震的产物,代表了汶川地震主滑动带位置。这是首次在自然界中发现浅部含水断层泥摩擦熔融形成假玄武玻璃的实例,不仅对认识汶川大地震的发震机制、断层强度、应力迁移与破裂传播具有重要意义,而且有助于我们认识断裂带内浅部脆性区域的力学属性、岩石变形环境和变形机制,促进对地震滑动机制和破裂过程的认识。

     

阿勒泰青河地区发现假玄武玻璃

假玄武玻璃（pseudotachylite）是由或地震断层的快速滑移而形成的一种暗色脉状、网脉状隐晶质断层岩。地震成因的假玄武玻璃可以沿走滑地震带的整个深度范围内发育,假玄武玻璃不仅可以作为判断断裂带存在或活动的标志,还可以作为断裂带或造山带冷却或抬升历史的标志,也是目前地学研究热点之一。     

中国东北地区新生代火山岩的年代学研究

用常规K-Ar、~(40)Ar-~(39)Ar、~(14)C等方法系统测定了东北地区新生代火山岩的年龄,获得近百个有效年龄数据。其精度和准确度都很高,与地质背景相当吻合。对于玄武岩中超镁铁质岩色体也进行了年龄测定尝试、发现包体中含继承氩,并可能存在~(36)Ar过剩。在阶段加热过程中,样品中氩的释放有两个高峰,一个在低温阶段(450—620℃),另一个在高温阶段(>1000℃),约50％的放射成因~(40)Ar在低温阶段释放。     

藏北纳木错西缘前寒武纪辉长岩变质变形年代学研究

前寒武纪辉长岩出露于纳木错西缘逆冲推覆构造带中。辉长岩经历了早期角闪岩相变质和韧性推覆、晚期绿片岩相变质和脆性推覆。早期变形的斜长角闪质糜棱岩中变质矿物角闪石、斜长石和石榴石的 Rb-Sr等时线年龄为173±10Ma;角闪石~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄和等时线年龄均显示174Ma的变质和变形年龄。受晚期构造-热事件的影响,斜长石的~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄和等时线年龄分别为109Ma和110 Ma。综合上述结果,可以确定前寒武纪辉长岩早期角闪岩相变质作用的年龄是173～174 Ma,可能与羌塘地块和拉萨地块初始碰撞引起的深层次的韧性剪切变形有关;晚期绿片岩相变质作用年龄是109～110 Ma,指示了碰撞造山晚期的冲断构造变形时代。两期变质变形年龄的确定对研究羌塘地块与拉萨地块碰撞过程具有重要的意义。     

南秦岭三个典型金矿床的Ar—Ar年代及其地质意义

南秦岭地区的主要金矿床可分为三类,浸染型、石英脉型和韧性剪切带型。通过凤县八卦庙、成县小沟里和康县尚家沟三个典型金矿床详细的地质和氩-氩年代学研究,获得的三个坪年龄分别为131.91±0.89Ma、197.45±1.13Ma和161.59±0.56Ma,三个等时线年龄均与相应的坪年龄相近,且等时线的相关系数均大于0.999,说明成矿作用发生在印支晚期—燕山早期,与秦岭地区在该时期的陆—陆碰撞和陆内造山演化阶段相耦合,碰撞造山—岩浆侵入—矿床定位是一个统一的有机的连续过程;说明造山带关键构造变革时期也是大规模成矿作用期,区域构造演化与大规模成矿是同一大陆动力学过程的不同表现。     

新疆玛因鄂博断裂带中花岗质糜棱岩锆石U-Pb SHRIMP和黑云母40Ar-39Ar年龄及意义

玛因鄂博断裂带具有左型剪切活动特征,分布其中的花岗质糜棱岩呈脉状、条带状产出,展布方向与剪切拉伸方向一致,为同构造花岗岩。其岩石化学为高钾钙碱性系列,属后碰撞“I”型花岗岩;稀土元素含量较高,ΣREE为(239.14~266.31)×10-6;具有中等程度的铕负异常,δEu为0.45~0.66,轻稀土明显富集。其锆石U-PbSHRIMP年龄为281±4Ma,黑云母40Ar-39Ar等时线年龄为236.1±1.2Ma。二者分别代表岩石的侵入年龄和后期的剪切变形年龄。其形成与早二叠世区域性大规模剪切活动有关,而黑云母40Ar-39Ar等时线年龄代表中三叠世早期的剪切变形活动。结合前人资料分析,玛因鄂博断裂的剪切活动持续时间较长,高峰期可能为290~270Ma,而其最后结束时间为230Ma左右。     

胶东乳山金矿蚀变岩中绢云母40Ar/39Ar年龄及其对金成矿事件的制约

胶东乳山金矿是我国单脉金储量最大的矿床,金的成矿具有多期多阶段的特点。为了研究早期矿化的时代,利用绢云母40Ar/39Ar法测定了乳山金矿含矿脉体旁围岩蚀变带中的绢英岩年龄。结果表明,围岩花岗岩的强烈绢英岩化蚀变年龄为129 Ma,比金发生大规模沉淀的成矿时间早约10 Ma,表明乳山金矿是多期热液成矿事件的产物,但这一事件也发生于120±10 Ma,从而证明乳山金矿与胶东其他地区金矿一样都是在中生代构造机制转折、岩石圈强烈减薄的构造背景下集中成矿的,这为进一步认识乳山金矿的成因机制和成矿动力学背景提供了新的证据。     

浙江省陈蔡群的^40Ar—^39Ar年龄与变质年代

本文对陈蔡群变质岩进行了４０Ａｒ－３９Ａｒ年龄测定。其中在诸暨陈蔡测得的４１５．１Ｍａ的坪年龄代表了主变质晚期的冷却年代。采自义乌尚阳的样品受燕山期火山活动影响有明显的氩丢失,与主变质有关的年龄亦明显降低,仅３１５．３Ｍａ。在龙泉东书获得的年龄谱和当地广泛发育的混合岩化作用有关,２７６．９Ｍａ的坪年龄为这次热事件的冷却年代。根据对现有年代资料的讨论,可以认为不同衰变体系记录了陈蔡群主变质事件的演化。Ｒｂ－Ｓｒ体系在变质早中期实现均匀化,年龄值为５５２．４～６６０．６Ｍａ。锆石、磷灰石在变质高峰期形成的铅丢失年龄为５０８,４～５７８Ｍａ。上述资料表明陈蔡群主变质年代属加里东期。     

新藏公路奇台达坂晚中新世火山岩的发现及~(40)Ar-~(39)Ar定年

在新藏公路奇台达坂东约10krn、海拔5600m的晚三叠世花岗岩之上发现厚约10m的玄武岩和粗面英安岩.地球化学数据显示,该火山岩高碱,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损重稀土元素,Eu中等负异常,高Sr,低Nd,属钾玄岩系列,可能源于壳幔混合层.测定全岩~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄为8.27Ma±0.32Ma(900～1400℃,~(39)Ar累积释放量为66%),与受火山岩烘烤后花岗岩的磷灰石裂变径迹年龄(7.9Ma±1.0Ma)在误差范围内一致,表明该火山岩喷发于约8Ma的晚中新世,与相邻的大红柳滩火山岩的时代(7.97Ma±0.14Ma)相近.新藏公路奇台达坂晚中新世火山岩的发现丰富了青藏高原西北缘晚新生代岩浆活动的资料,表明在晚中新世-上新世康西瓦-泉水沟一带火山活动非常频繁,并显示火山活动与大型断裂带运动的关系非常密切.     

40Ar/39Ar Dating of Xuebaoding Granite in the Songpan-Garzê Orogenic Belt, Southwest China, and its Geological Significance

<正>Thus far,our understanding of the emplacement of Xuebaoding granite and the occurrence and evolution of the Songpan-Garze Orogenic Belt has been complicated by differing age spectra results.Therefore,in this study,the ~(40)Ar/~(39)Ar and sensitive high resolution ion micro-probe(SHRIMP) U-Pb dating methods were both used and the results compared,particularly with respect to dating data for Pankou and Pukouling granites from Xuebaoding,to establish ages that are close to the real emplacements.The results of SHRIMP U-Pb dating for zircon showed a high amount of U,but a very low value for Th/U.The high U amount,coupled with characteristics of inclusions in zircons,indicates that Xuebaoding granites are not suitable for U-Pb dating.Therefore,muscovite in the same granite samples was selected for ~(40)Ar/~(39)Ar dating.The ~(40)Ar/~(39)Ar age spectrum obtained on bulk muscovite from Pukouling granite in the Xuebaoding,gave a plateau age of 200.1±1.2 Ma and an inverse isochron age of 200.6±1.2 Ma.The ~(40)Ar/~(39)Ar age spectrum obtained on bulk muscovite from Pankou granite in the Xuebaoding gave another plateau age of 193.4±1.1 Ma and an inverse isochron age of 193.7±1.1 Ma. The ~(40)Ar/~(36)Ar intercept of 277.0±23.4(2σ) was very close to the air ratio,indicating that no apparent excess argon contamination was present.These age dating spectra indicate that both granites were emplaced at 200.6±1.3 Ma and 193.7±1.1 Ma,respectively.Through comparison of both dating methods and their results,we can conclude that it is feasible that the muscovite in the granite bearing high U could be used for ~(40)Ar/~(39)Ar dating without extra Ar.Based on this evidence,as well as the geological characteristics of the Xuebaoding W-Sn-Be deposit and petrology of granites,it can be concluded that the material origin of the Xuebaoding W-Sn-Be deposit might partially originate from the Xuebaoding granite group emplacement at about 200 Ma.Moreover,compared with other granites and deposits distributed in various positions in the Songpan-Garze Orogenic Belt,the Xuebaoding emplacement ages further show that the main rare metal deposits and granites in peripheral regions occurred earlier than those in the inner Songpan-Garze.Therefore,~(40)Ar/~(39)Ar dating of Xuebaoding granite will lay a solid foundation for studying the occurrence and evolution of granite and rare earth element deposits in the Songpan-Garze Orogenic Belt.     

新疆阿尔泰印支期伟晶岩的成矿年代学研究

阿尔泰的伟晶岩长期以来被认为是海西期造山过程的产物。为了查明伟晶岩矿床的成矿时代,本文通过对伟晶岩型稀有金属矿床中白云母的40Ar 39Ar法同位素定年研究,首次在阿尔泰中部的大喀拉苏大型稀有金属矿床和小喀拉苏稀有金属矿床获得了新的同位素年龄数据,其坪年龄分别为248.42±2.11Ma和233.79±0.41Ma,从而证实了印支期稀有金属成矿作用的存在,提出了伟晶岩型矿床形成于多个时代,且稀有金属成矿作用主要发生在海西期造山运动之后的看法。