南大别山碧溪岭榴辉岩加里东期 Ar-Ar年代学信息

笔者曾尝试把热液矿床流体包裹体 Ar- Ar定年技术应用于碧溪岭超高压变质榴辉岩石榴子石流体包裹体定年研究 , 并获得了石榴子石流体包裹体 Ar- Ar等时线年龄～ 450Ma.为了探索这个年龄信息的地质意义 , 继续开展了更广泛的研究工作 , 结果表明,加里东期年龄信息也记录于碧溪岭其他榴辉岩露头的石榴子石流体包裹体中 , 它们的 Ar- Ar年龄谱和等时线非常相似 ; 而碧溪岭榴辉岩体中的花岗片麻岩之角闪石和黑云母的 Ar- Ar年龄谱平坦 , 其等时线年龄分别为 (275± 18) Ma和 (273± 4) Ma, 明显早于当前主流学术观点的超高压峰期变质年龄 240～ 220 Ma.这些 Ar- Ar年龄将有助于进一步认识大别-苏鲁地区超高压变质作用历史.     

南大别花凉亭冷榴辉岩退变质作用过程的元素地球化学变异

在南大别花凉亭地区冷榴辉岩退变为斜长角闪岩的过程中，Fe、Mg、Mn、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Li、Sc、Cr、Co、Zr、HfNb、Ta逐渐降低，而Si、Ca、Na、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Sr、Sn、Pb、Th、U逐渐升高。这一变异特征受折返减压退变过程中矿物相转变和流体的作用控制。多硅白云母和黑云母是制约退变冷榴辉岩元素Rb、Cs、Ba、Sr、K的主要矿物相．     

大别山北部榴辉岩的退变质特征及其地质意义

研究了大别山北部榴辉岩的变质岩岩石学。结果表明，该区榴辉岩相变质作用可分为早期(超高压)和晚期(高压)两个阶段，并在折返过程中形成了一系列特征性的退变质显微构造。其中，退变质结构主要包括：(1)由于压力降低而出溶形成的一些定向针状或叶片状矿物包裹体，如钠质单斜辉石中石英及石榴子石中的金红石、单斜辉石和磷灰石等；(2)冠状体或后成合晶，特别是石榴子石外围发育两期(“双层”)后成合晶；(3)反应边或退变边，如绿辉石的透辉石退变边、透辉石的角闪石退变边和金红石的钛铁矿退变边等。这些退变质结构为本区榴辉岩高级变质岩的快速折返过程和抬升历史提供了强有力的岩石学依据；石榴子石中针状矿物出溶体进一步证明研究区榴辉岩早期经历了超高压变质作用，峰期变质压力应大干4．0GPa，甚至可能达到5～7GPa或更高。     

大别山朱家冲高压榴辉岩变质演化特征分析

研究表明大别山朱家冲榴辉岩属于典型的高压榴辉岩,其具有复杂的变质演化历史。根据岩相学、矿物成份化学和热力学分析表明,该类榴辉岩记录了6期变质过程,具有“顺时针”的P?T演化轨迹。由Ⅰ?阶段、Ⅱ?阶段至Ⅲ?阶段显示了近于等温增压进变质特征,并在 Ⅲ?阶段压力值最高达到P＝2.53 GPa; Ⅳ?阶段和Ⅴ?阶段则表现为增温降压退变过程,温度在 Ⅴ?阶段最高达到T＝627 ℃; 到Ⅵ?阶段则为降温降压过程。该过程暗示了高压板片在俯冲和折返过程中可能处于一个非匀速的状态。推测朱家冲榴辉岩后期增温退变的过程可能是源于受扰动的地温线恢复、超高压榴辉岩退变过程的“散热”以及该类榴辉岩对温度变化极为敏感所致。     

大别山榴辉岩的退变质过程与流体作用

根据矿物成分及其结构演变,将大别山榴辉岩的退变质过程分为三个阶段:贫流体阶段、弱流体阶段和富流体阶段。贫流体阶段发生于榴辉岩相环境中,其主要作用是柯石英-石英和文石- 方解石等同质多象转变、石榴子石和绿辉石等的重结晶,以及绿辉石中硬玉和钠长石的固溶体出溶等。弱流体阶段发生于榴辉岩相退变质的晚期,含水矿物闪石、绿帘石和云母,以及钠长石等低压矿物大量形成之前,其标志是蓝晶石变斑晶和金红石脉的形成,以及浸染状金红石的富集成矿。富流体阶段始于低级角闪岩相退变质环境,并可能一直持续到近地表处。该阶段以出现大量含水和挥发份的矿物(如闪石、绿帘石、多硅白云母、钠云母、黑云母、磷灰石和碳酸盐等)为特征。围绕石榴子石和绿辉石的闪石次变边、闪     

大别山朱家冲斜长角闪岩-角闪榴辉岩-柯石英榴辉岩相转变实验研究

在750～1200C、1.0～4.5GPa条件下对取自于大别山朱家冲的斜长角闪岩进行了重结晶实验,并对其在高压-超高压区域的相关系进行了简要讨论。结果表明,在750 C时,斜长角闪岩随压力的前进演化经历了斜长角闪岩(Ga+Amp+Ep+Bi+Pl+Qz,1.0～1.5 GPa)、角闪榴辉岩(Ga+Cpx+Amp+Ep+Ph+Qz,1.75～2.25 GPa)、石英榴辉岩(Ga+Cpx+Zo+Ph+Qz,2.5 GPa)、柯石英榴辉岩(Ga+Cpx+Zo+Ph+Cs,3.0～3.5 GPa)和硬柱石榴辉岩(Ga+Cpx+Law+Ph+Cs,4.0～4.5 GPa)5个阶段,每个阶段之间的相关系可由一些特定的变质反应来限定。角闪石是榴辉岩演化早期和晚期阶段的主要共生矿物,它可以被看做是一种指示性矿物,其稳定上限低于2.5 GPa。黝帘石-蓝晶石-柯石英组合的出现指示大别山榴辉岩的压力上限未达到硬柱石的稳定区域,其形成压力不会超过4.0～4.5 GPa。榴辉岩中含水矿物的前进替代证明在俯冲带中有部分地表水被携带至地幔,而连续的脱水作用也为俯冲板片的部分熔融提供了水源。     

西藏松多榴辉岩变质作用研究

西藏拉萨地块松多附近新发现一条榴辉岩带,长约100 km,宽约2~3 km。松多榴辉岩主要经历了进变质的绿帘石榴辉岩相-峰期的榴辉岩相-退变质的角闪岩相3个阶段。岩石学研究表明,峰期的特征矿物组合是石榴子石绿辉石多硅白云母金红石,峰期温压条件是760~800 ℃,33~39 GPa。这表明松多地区可能曾经历超高压变质作用,之后快速返回,p T轨迹呈“发卡”状,后期退变质经历了角闪石榴辉岩相阶段。研究松多榴辉岩表明,拉萨地块内部有一条新的缝合带,这对于了解拉萨地块和古特提斯洋的演化有重要意义。     

大别山超高压榴辉岩带榴辉岩的特征和变质作用

大别山超高压柯石英榴辉岩带中多处产出含柯石英榴辉岩,岩石中广泛分布柯石英假象。它们产在片麻岩和大理岩中,并有不同的特征矿物组合。与鄂北等地高压型榴辉岩比较,超高压(柯石英)榴辉岩的绿辉石富硬玉组分,而石榴石为一般的富铁铝榴石贫镁铝榴石的石榴石。钙质角闪石和钠钙质冻蓝闪石是超高压(柯石英)榴辉岩中主要的次生角闪石类型。榴辉岩的原岩是陆内拉张过程中形成的广义拉斑玄武岩,它们在中朝一扬子大陆板块汇聚造山的俯冲大地构造背景中,发生渐进变质。变质时地热增温率极低。造山运动后期,榴辉岩随构造运动抬升又经历两阶段迭加变质。     

大别山超高压变质带中“脉状”榴辉岩的锆石U-Pb年龄

榴辉岩广泛分布于大别山超高压变质带中,出露规模大小不等,成因类型复杂,围岩类型多样,不仅产于基性、超基性岩中,还产于片麻岩、大理岩、石英硬玉岩、变质花岗岩中。对大别山超高压变质带出露的两处"脉状"榴辉岩进行锆石U Pb年龄测定,分别获得上交点年龄(858±25)Ma和(845±150)Ma,下交点年龄(249±20)Ma和(237±13)Ma,表明其原岩形成时代为新元古代,印支期发生过高压—超高压变质作用,与大别山超高压变质带中其他类型的榴辉岩年龄基本一致。     

柴北缘榴辉岩的峰期和退变质年龄:来自U-Pb及Ar-Ar同位素测定的证据

柴北缘大柴旦榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相变质条件为特征的片麻岩中.选择新鲜的保存较好的榴辉岩分别进行U-Pb和Ar-Ar同位素年代学测定,含石榴子石的白云母片麻岩(此榴辉岩的围岩)被选用于白云母的Ar-Ar测定.榴辉岩的U-Pb测定显示206Pb/238U表面年龄统计权重平均值为(494.6±6.5)Ma,代表榴辉岩的峰期变质作用年龄.同样榴辉岩样品的多硅白云母被分选出用于39Ar-40Ar年代学测定.测定结果获得的坪年龄为(466.7±1.2)Ma,等时线年龄为(465.9±5.4)Ma,代表榴辉岩在退变过程中的冷却年龄;围岩中白云母的39Ar-40Ar年代学测定,获得等时线年龄为(477.67±17.72)Ma.相似的Ar-Ar年龄值表明,榴辉岩和围岩在抬升过程中经历了一致的冷却及退变质历史.     

南苏鲁超高压变质带东海地区富钛榴辉岩及金红石矿的成因

苏鲁超高压变质带南部的东海地区有富Fe—Ti的钛铁矿榴辉岩和富Ti的金红石榴辉岩。富Fe—Ti榴辉岩的次要矿物主要由钛铁矿和钛磁铁矿组成,可舍少量金红石,具有很低的Si02（38．0％-42．3％）、Na20＋K20（0．48％～2．13％）和Zr、Nb、Ta、Ba、1Kb、REE含量,很高的FeO（18．24％-25．33％）、V和Co含量,并具有不同程度的LREE亏损、明显的正Eu异常;富Ti金红石榴辉岩舍有丰富的金红石和磷灰石,SiO2含量范围（38．0％-54．8％）较宽,FeO含量较低,P2O5含量较高（可达4．1％）,而X-TiO2与P205含量具正相关性。相对于原始地慢岩．富Ti金红石榴辉岩具有Rb、Th、K、Nb、Pr、Nd、Eu、Ti、Lu的负异常和Ba、Sr、Zr的正异常．并具相对较高的IKEE含量,LREE富集和HREE亏损的1KEE分配型式。岩石学和地球化学特征揭示,Fe—Ti榴辉岩的原岩是变质的Fe—Ti辉长岩,是基性岩浆强烈分离结晶作用形成的超基性-基性-中酸性层状侵入体的特征组成部分。     

激光显微探针40Ar-39Ar定年技术——大别山朱家冲榴闪岩年代学研究

高空间分辨率紫外激光显微探针40Ar–39Ar定年技术在钾矿物环带、次生加大边、多世代矿物和难分选矿物之年代学研究中发挥越来越重要的作用。本文利用该技术成功测定了南大别山朱家冲退变质榴辉岩之石榴子石环外的角闪石 “绿眼圈” 年龄为217 ± 3 Ma, 石榴子石环内的多硅白云母年龄265 ± 3 Ma, 环外的钠云母年龄223 ± 4 Ma。榴闪岩基质激光阶段加热40Ar–39Ar分析, 获得高温阶段坪年龄为230 Ma。多硅白云母年龄可能指示朱家冲榴辉岩超高压变质作用发生在265 Ma之前;基质年龄代表了退变质作用峰期发生于230 Ma;而217 Ma角闪石 “绿眼圈” 为榴闪岩退变质作用晚期产物。这些40Ar–39Ar年龄印证了岩石薄片观察的矿物结晶顺序。     

甘肃北山地区榴辉岩的变质年龄：来自锆石的U-Pb同位素定年证据

北山造山带地处塔里木-中朝板块与哈萨克斯坦板块的交汇部分,主造山时期被认为是早古生代。榴辉岩产在北山造山带的南带,带中榴辉岩与大量基性超基性洋壳岩石和俯冲碰撞有关的花岗岩等伴生,反映该带有可能代表板块的边界。北山榴辉岩的锆石SHRIMP U-Pb同位素定年表明,榴辉岩相的变质年龄为(819±21)Ma,原岩年龄为(1007±20)Ma,表明北山地区存在新元古代一次重要的板块裂解和俯冲碰撞事件。与北山相邻的祁连山南部柴北缘地区近年也报道存在新元古代板块裂解和蛇绿岩洋壳形成事件,表明中国西部存在区域上的新元古代洋盆裂解事件,或称之为罗德尼亚大陆裂解事件。需强调的是,北山榴辉岩相变质事件发生在新元古代,柴北缘榴辉岩的原岩虽为新元古代洋壳岩石,但榴辉岩相变质作用则发生在早古生代,反映北山新元古代俯冲碰撞事件之后的又一次俯冲碰撞事件。     

U—Pb Dating of Marble Assoicated With Eclogite from the Dabie Mountains,East China

Marble is associated with ultrahigh pressure eclogite in the Dabie Mountains, East China. U-Pb isotope data for the marble define a²³⁸U-²⁰⁶Pb isochron age of 435 ± 45 Ma with an initial²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb value of 18.075 ± 0.006. The age of ∼435 Ma is interpreted to represent the time of limestone diagenesis rather than the time of metamorphic resetting accompanied by the formation of the ultrahigh pressure eclogites at Triassic. The paleontologic and stratigraphic studies also favor a local excursion in the carbon isotopic composition of the latest Ordovician water within a sedimentary basin between the Sino-Korean and Yangtze cratons. Because the latest Ordovician limestone was involved in the eclogite formation, the continental collision between the Yangtze and Sino-Korean plates would postdate Ordovician. This project was financially supported by the National Natural Science Foundation of China and the Chinese Academy of Sciences.     

Petrogenesis of the Maowu pyroxenite–eclogite body from the UHP metamorphic terrane of Dabieshan: chemical and isotopic constraints

The Maowu eclogite–pyroxenite body is a small (250×50 m) layered intrusion that occurs in the ultra-high-pressure (UHP) metamorphic terrane of Dabieshan, China. Like the adjacent Bixiling complex, the Maowu intrusion was initially emplaced at a crustal level, then subducted along with the country gneisses to mantle depths and underwent UHP metamorphism during the collision of the North and South China Blocks in the Triassic. This paper presents the results of a geochemical and isotopic investigation on the metamorphosed Maowu body. The Maowu intrusion has undergone open system chemical and isotopic behavior three times. Early crustal contamination during magmatic differentiation is manifested by high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.707–0.708) and inhomogeneous negative _Nd(T) values of −3 to −10 at 500 Ma (probable protolith age). Post-magmatic and pre-UHP metamorphic metasomatism is indicated by sinusoidal REE patterns of garnet orthopyroxenites, lack of whole-rock (WR) Sm–Nd isochronal relationship, low δ¹⁸O values and an extreme enrichment of Th and REE in a clinopyroxenite. Finally, K and Rb depletion during UHP metamorphism is deduced from the high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios unsupported by in situ Rb/Sr ratios. Laser ICP-MS spot analyses on mineral grains show that (1) Grt and Cpx attained chemical equilibrium during UHP metamorphism, (2) Cpx/Grt partition coefficients for REE correlate with Ca, and (3) LREE abundances in whole rocks are not balanced by that of the principal phases (Grt and Cpx), implying that the presence of LREE-rich accessory phases, such as monazite and apatite, is required to account for the REE budget.

Sm–Nd isotope analyses of minerals yielded three internal isochrons with ages of 221±5 Ma and (T)=−5.4 for an eclogite, 231±16 Ma and (T)=−6.2 for a garnet websterite, and 236±19 Ma and (T)=−6.9 for a garnet clinopyroxenite. The Cpx/Grt chemical equilibrium and the consistent mineral isochron ages indicate that the metasomatic processes mentioned above must have occurred prior to the UHP metamorphism. These Sm–Nd ages agree with published zircon and monazite U–Pb ages and constrain the time of UHP metamorphism to 220–236 Ma. The Maowu and Bixiling layered intrusions are similar in their in situ tectonic relationship with their country gneisses, but the two bodies are distinguished by their magma-chamber processes. The Bixiling magmas were contaminated by the lower crust, whereas the Maowu magmas were contaminated by the upper crustal rocks during their emplacement and differentiation. The two complexes represent two distinct suites of magmatic rocks, which have resided in the continental crust for about 300–400 Ma before their ultimate subduction to mantle depths, UHP metamorphism and return to the crustal level.     

大别山碧溪岭榴辉岩450 Ma年龄信息:石榴子石流体包裹体40Ar-39Ar定年初步结果

高压-超高压变质岩常含有过剩40Ar,排除过剩40Ar的干扰是获得可靠40Ar-39Ar年龄的关键.本文试图从流体包裹体40Ar-39Ar定年的角度,探讨榴辉岩40Ar-39Ar定年技术与过剩40Ar问题.采用真空击碎法提取流体包裹体,对碧溪岭浅色榴辉岩石榴子石进行40Ar-39Ar定年,获得了下降型年龄谱:最初9个阶段年龄谱总体上呈逐渐下降,表观年龄从2 226 Ma下降到753 Ma,这是次生包裹体(含过剩40Ar)与原生包裹体(不含过剩40Ar)混合的结果;第10阶段至第22阶段(末阶段),年龄谱呈平缓波动,表观年龄变化小,对应坪年龄为(449±18)Ma(2σ,39Ar占59.5%),这是微小的原生流体包裹体的贡献,此13个数据点在36Ar/40Ar-39Ar/40Ar图上构成线性关系很好的反等时线,对应的等时线年龄(448±34)Ma代表了石榴子石的结晶年龄,40Ar/36Ar初始比值(292±5)表明原生包裹体不含过剩40Ar.     

青藏高原羌塘中部榴辉岩Ar-Ar定年

羌塘榴辉岩产于红脊山-双湖高压变质带中段的片石山地区,是目前青藏高原内部唯一的榴辉岩产地.榴辉岩多硅白云母40 Ar-39 Ar年龄tp=219.3±1.5 Ma;榴辉岩围岩的多硅白云母40 Ar-39 Ar年龄tp=217.2±1.8 Ma,定年结果表明,榴辉岩与围岩经历了相同的高压变质作用,与红脊山-双湖地区蓝闪片岩的高压变质时间是一致的.根据已有高压变质年代学资料,从羌塘的红脊山到双湖、那曲地区的巴青以北、昌都的酉西,直到滇西地区,断续分布长达2000余公里的高压变质带为同一期构造事件的产物,是龙木错-双湖板块缝合带向南延伸到滇西的重要依据.榴辉岩的定年数据进一步揭示,冈瓦纳板块与欧亚(扬子)板块的主体碰撞时间在220 Ma左右,同时也是古特提斯洋消亡的时间记录.     

榴辉岩相高压-超高压变质岩的He同位素地球化学研究现状与问题

He同位素是区分地壳、地幔物质,研究壳-幔相互作用最灵敏的示踪剂之一,但其在高压-超高压变质作用过程中的地球化学行为目前仍不清楚,因而制约其在榴辉岩研究中的应用。中国作为高压-超高压榴辉岩带分布的重要地区,榴辉岩产出得天独厚,大洋、大陆两种俯冲成因榴辉岩均有分布。本文在归纳榴辉岩相高压-超高压变质岩研究进展的基础上,分析了He同位素示踪在榴辉岩研究中的应用现状。