华北克拉通早中生代麻粒岩捕虏体的发现

报道的在内蒙古喀喇沁地区发现的早中生代基性麻粒岩捕虏体,按照其矿物组合可分为二辉石麻粒岩、单辉麻粒岩和紫苏辉石麻粒岩,其原岩主要为辉长岩类岩石．捕虏体麻粒岩中变质成因锆石 Ｕ－Ｐｂ年龄为 ２５１ Ｍａ,单矿物紫苏辉石 Ｋ－Ａｒ年龄为 ２２９Ｍａ,分别代表捕虏体麻粒岩相变质作用与冷却年龄．捕虏体的寄主岩石为早中生代黑云母石英闪长岩,其全岩的Ｋ－Ａｒ年龄为２ １９ Ｍａ．这些基性麻粒岩捕虏体的发现证实了华北克拉通早中生代底侵作用的存在,为进一步研究该区早中生代壳幔相互作用提供了重要证据．     

高压下华北北缘二辉麻粒岩电导率的研究

借助于YJ-3000t紧装式六面顶固体高压设备,在1.0~2.0 GPa、523~1173 K条件下,利用Agilent 34401A数字电表和Solartron IS-1260阻抗-增益/相位分析仪,同时使用三种方法:交流阻抗谱法(频率范围0.05~106 Hz)、单频交流法(0.1 Hz)和直流法测量了华北北缘二辉麻粒岩的电导率.结果表明:在实验的温度和压力范围内,二辉麻粒岩电导率的变化在2.66×10-5~0.056 S·m-1之间,电导率对压力没有很强的依赖性;随着温度的升高,电导率增大,遵循Arrenhius关系式,其指前因子为8.95~17.9 S·m-1,活化能为0.569~0.605 eV.对比三种方法获得的电导率数据,发现阻抗谱法测量结果大于单频法测量结果,直流法测得的结果最低,但是,三种方法获得的电导率差值除两个低温点外,绝大多数都很小(Δlgσ<0.20 lg(S/m)).结合现今华北克拉通地热学参数及地壳分层结构,依据实验获得的电导率温度关系建立了电导率-深度剖面.并将其与大地电磁测深获得的地壳电性结构进行了对比,结果表明二辉麻粒岩的电导率与华北北缘的中地壳底部和下地壳底部电导率值的区域相交,再结合高温高压下二辉麻粒岩的弹性波速度剖面与地震折射剖面的对比,认为二辉麻粒岩有可能是组成华北北缘下地壳的岩石之一.     

华北克拉通中部带高压麻粒岩地体中1.81Ga富钡冰长石伟晶岩脉的成因及地质意义

华北克拉通中部带怀安蔓菁沟高压麻粒岩地体中,发育一组钡冰长石伟晶岩脉,切穿了高压麻粒岩地体的各类岩性层和片麻理,是构造抬升晚期的地质记录.这类伟晶岩脉经历了结晶分异,形成两种岩性：纯钡冰长石伟晶岩脉和富钡冰长石伟晶岩脉（钡冰长石＋单斜辉石＋榍石＋绿帘石组合）.两种岩脉中,钡冰长石的钡长石端元比例略有差别,分别为18.7mol%～19.4mol%和11.9mol%～12.5mol%.从富钡冰长石伟晶岩脉中分选出的锆石具有震荡环带和高的Th/U比值,显示岩浆结晶锆石特征.锆石离子探针（Cameca1280）U-Pb数据大多落在谐和线上,其上交点年龄为（1812±5）Ma,代表了富钡冰长石伟晶岩脉的结晶年龄.锆石δ18O=8.0‰～9.3‰,εHf（t=1810Ma）=-7.0～-2.7,和围岩高压麻粒岩中变质锆石Hf同位素组成一致,指示富钡冰长石伟晶岩脉体可能来源于高压麻粒岩地体本身,是高压麻粒岩地体抬升过程中形成的一种特殊的熔体结晶的产物.结合已有资料估算华北克拉通中部带1.85Ga碰撞后经历了0.4～0.6mm/a的快速构造抬升过程.     

华北东部中生代构造体制转折的关键时限

华北东部中生代构造体制发生了以挤压为主到以伸展为主的转变, 形成北北东向的盆岭格局, 岩石圈快速减薄, 岩浆作用活跃, 引发了爆发式成矿. 确定中生代构造体制转折的时限是理解构造转折机制的核心问题之一. 报道了多方面研究的最新成果. 重点对包括华北陆块南北缘、燕山、胶东等典型地区的构造分析确定了由挤压构造到伸展构造的峰期; 东部沉积盆地热史恢复结果判明华北东部中、新生代岩石圈厚度的变化和热体制的变更转换的时代; 盆地分析揭示了中生代-新生代时期华北东部盆地由挤压挠曲型到伸展断陷型的转变期; 通过火山岩喷发、与伸展构造有关的花岗岩类的形成, 克拉通内部和边缘的金矿爆发成矿期, 以及通过火山岩中的下地壳包体研究等限定了岩石圈减薄和壳幔置换的峰期. 以上研究结论一致, 即华北东部构造体制转折的峰期时限起于约150~140 Ma, 结束于约110~100 Ma, 峰值是120 Ma.     

华北克拉通花岗绿岩地体中中生代金矿床的成矿地球动力学背景

编绘了华北克拉通地区花岗绿岩地体中的 6 5个大中型金矿分布图 .发现它们主要分布在阴山 燕山 辽吉中生代陆内碰撞造山活动带 ,秦岭 (北麓 )和胶东中生代碰撞造山带 ,以及太行山和郯庐两个断裂岩浆带 ;成矿时代为侏罗纪 白垩纪 ,即燕山期 ;成矿地球动力学背景是碰撞造山过程的挤压 伸展转变期     

华北桑干地区大规模麻粒岩相变质作用的时代: 锆石U-Pb年代学

对桑干地区麻粒岩相变质沉积岩系(孔兹岩系)中变质和未变质侵入体进行锆石U-Pb年代学研究, 获得变质花岗岩、变质闪长岩锆石U-Pb年龄分别为2005±9 Ma和1921±1 Ma, 它们代表岩浆结晶年龄. 另外测得未变质粗粒石榴石花岗岩锆石U-Pb年龄1892±10 Ma. 据此, 麻粒岩相变质作用时代应该晚于闪长岩的侵入年龄(1921 Ma), 略早于粗粒石榴石花岗岩的形成年代. 结合已有的年龄资料提出, 桑干地区发育的孔兹岩系、片麻岩地体和高压基性麻粒岩, 它们的麻粒岩相变质作用都发生在早元古代末. 这一时代是华北克拉通碰撞拼合的时代.     

华北地区新生代碱性玄武岩中超镁铁质捕掳体的初步研究

本文描述了华北地区六个产地的超镁铁质捕掳体,它们均产于新第三纪、第四纪碱性玄武岩中,分布于华北东部郯庐断裂带及其两侧和华北西部近南北向的重力梯级带中。据新变晶大小所估算的应力值,在华北断块西部为250—300巴,华北断块东部为300—600巴。由捕掳体共生矿物组合得出岩石的平衡P-T条件为950°—1160℃及15—25千巴(50—80公里),所代表的古地温曲线具有海洋型地温,并有靠近大陆裂谷区地温曲线的倾向     

华北东部中生代热体制转换及其构造意义

华北东部新生代沉积中心区受新生代快速沉积的影响, 前新生代地层于现今处于最高古地温, 前期的古地温信息已不复存在, 但新生代沉积厚度较小的相对隆起区或古-中生代残留盆地中, 前第三纪不同构造层内的镜质体反射率(R_o)古温标数据所记录中生代古地温信息未被晚期热事件所叠加覆盖, 从而使得前新生代的古地温信息得以保存. 根据华北东部盆地古、中生代构造层中镜质体反射率恢复的古地温梯度和古热流结果表明: 华北东部中生代中晚期(J₃-K₁)相对于中生代早期和现今具较高的古地温梯度(40~55℃/km)和古地表热流(>80 mW/m²). 中生代中晚期较高的古热流意味着该时期的“热”岩石圈厚度只有50~55 km, 较中生代早期“热”岩石圈厚度(135~148 km)显著减薄. 华北东部中生代中期地表热流变更发生在~110 Ma, 它所对应的深部构造-热过程应发生在中侏罗世(~160 Ma).     

辽东半岛晚中生代伸展构造——华北克拉通破坏的地壳响应

位于华北克拉通东部的辽东半岛记录了大量的晚中生代的伸展构造,其中包括：（1）具有氧化条件下沉积的陆相碎屑岩和溢流喷出的火山岩作为充填物质的半地堑盆地;（2）低角度拆离断层;（3）同构造花岗岩;（4）变质核杂岩.上述伸展构造在区域尺度上均具有NW-SE向的伸展方向.拆离断层具有NW-SE向的矿物拉伸线理和上部指向NW的剪切变形;同构造花岗岩的矿物拉伸线理也为NW-SE向,但表现为上部指向NW或SE的剪切变形.同位素年代学的测量结果指示了变形的时间在130～120Ma.这些伸展活动导致了同构造花岗岩和核部杂岩的快速隆升和折返.根据岩浆岩发育特征和辽东半岛伸展构造、岩浆作用的时空关系判断,华北克拉通破坏可分为侏罗纪地壳弱伸展和白垩纪强地壳伸展两个阶段.     

内蒙古东部早中生代壳幔过渡带──捕虏体岩石高温高压下弹性波速度实验证据

对内蒙古东部喀喇沁地区早中生代麻粒岩和镁铁质－超镁铁质堆晶岩捕虏体进行了高温高压下的纵波速度测定,结果表明,样品具有较高的纵波速度（６．５－７．４ ｋｍ／ｓ）,它们是早中生代壳幔过渡带的组成部分．结合前人的实验资料,建立了研究区早中生代陆壳波速结构剖面．与现今地壳及世界上不同构造环境下的典型地壳波速剖面进行对比,研究区与大陆伸展区的波速结构比较相近．研究结果为恢复华北中生代地壳结构提供了重要线索．     

华北地区新生代碱性玄武岩中超镁铁质捕掳体的初步研究(续)

(二)由新变晶大小估计地幔应力近些年来,据天然橄榄石的变形结构、显微亚构造及实验研究的结果,提出了多种估计上地幔应力的方法。Nicolas(1978)曾对此进行过综合评述。归纳起来有两类方法,一类是建立在位错显微构造基础上的方法,如根据橄榄石的位错密度和位错曲率与应力之间的经验关系或亚颗粒大小与应力之间的关系来估算应力值;另一类方法是由动力重结晶的橄榄石晶粒(新变晶)的大小来估计上地幔应力的方法。对同一样品采用上述诸方法常不能得到相     

辽西彰武地区中生代高镁安山岩地球化学及其对新生下地壳拆沉作用的指示

对产于辽西彰武地区的早白垩世10个火山岩样品的研究表明, 除一个样品为玄武岩外(SiO₂=50.23%), 其余均为安山岩. 这些安山岩的SiO₂含量为53%~59%, 具有高的MgO(3.4％~6.1%, Mg^# = 50~64), Ni(27~197 μg/g), Cr( 51~478μg/g)和Sr( 671~1499μg/g)含量, 高的Sr/Y比值(34~115), 轻重稀土分异明显(La_N/Y_N＝10~30), 其微量元素显示出高镁埃达克质的特征. 4件安山岩样品的¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd比值为0.5118352~0.5122341, ε_Nd(126Ma)=－6.36~－13.99, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr为0.70634 ~0.70688, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(126 Ma)>0.706, 它们与汉诺坝基性麻粒岩的Sr-Nd同位素组成相似. 对一个安山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明有3组谐和的锆石, 其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值分别是: 第1组(253±5) Ma (2σ, MSWD=9.1, n=59), 第2组(172±2) Ma (2σ, MSWD=2.2, n=42), 第3组(126±2) Ma (2σ, MSWD=3.2, n=19). 阴极发光图像表明第1和第2组锆石均具有典型的岩浆环带, 第3组锆石的阴极发光很弱且无环带. 3组锆石均具典型岩浆锆石的REE分配特征(如亏损LREE, 正Ce异常)且Th/U >0.1. 第1组年龄记录了古亚洲洋的闭合和蒙古板块与华北克拉通北缘碰撞事件; 第2组年龄记录了该区的玄武岩浆底侵和地壳增厚的事件; 第3组最年轻的年龄应代表火山岩喷发年龄. 矿物学上, 彰武高镁安山岩具核部高Fe, 幔部高Mg的反环带单斜辉石斑晶, 并含有铬铁矿. 根据上述锆石年代学、矿物学和地球化学特征, 彰武高镁安山岩指示了~170 Ma的中侏罗世时期玄武质岩浆底侵形成的加厚下地壳, 相变为榴辉岩, 然后拆沉至软流圈, 发生部分熔融, 产生的熔体在上升过程中与新生的地幔橄榄岩反应, 最终形成彰武高镁安山岩. 由此可较好解释彰武高镁安山岩的高镁和埃达克质微量元素特征以及无古老继承锆石特征.     

辽西四合屯早白垩世义县组高镁安山岩的地球化学: 对下地壳拆沉作用和Sr/Y变化的指示

对辽西四合屯地区义县组火山岩85件样品的分析表明, 它们主要由高镁安山岩组成(Mg#=38~69), 仅底部为玄武岩. 四合屯高镁安山岩具有埃达克岩的地球化学特征(SiO₂= 52.82%~59.31%, Al₂O₃=14.15%~16.35%, Sr=620~1323 μg/g, Yb=1.03~1.88 μg/g, Y=12~20 μg/g, LaN/YbN=10~25, Sr/Y=32~88), 初始Nd-Sr同位素组成为: ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd(130 Ma)=0.5118~0.5119, ε_Nd(130 Ma)= -11.6~ -13.8, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr(130 Ma)=0.7058~0.7064, 与该区晚侏罗世兴隆沟组火山岩具有相似的地球化学特征, 但具有较低的Nd同位素比值. 它们代表了华北克拉通原岩为太古宙的岩石, 后经相变而成的榴辉岩下地壳与岩石圈地幔一同拆沉再循环进入软流圈, 随后榴辉岩部分熔融产生的熔体与地幔橄榄岩相互作用的结果. 但与兴隆沟组火山岩相比, 四合屯安山岩岩浆源区中含有更多Nd同位素组成演化的古老陆壳物质. 四合屯义县组的年龄为120~130 Ma, 表明拆沉作用一直延续至早白垩世. SiO₂＞56%的安山岩样品, Sr和Sr/Y比值与SiO₂呈负相关关系, 表明它们的Sr含量以及Sr/Y比值明显受岩浆结晶分异影响, 因此对于火山岩Sr/Y比值研究需要考虑结晶分异作用的影响.     

雅鲁藏布江结合带中段早奥陶世强过铝质花岗岩的厘定及其地质意义

对位于雅鲁藏布江结合带中段的夏如花岗岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学的研究.结果表明,2件样品的锆石206Pb/238U年龄加权平均值分别为(474.9±2.3)和(478.3±1.7)Ma,代表了花岗岩的形成年龄,是雅鲁藏布江结合带内首次发现的早奥陶世岩浆活动记录.该花岗岩无角闪石,含电气石,为高钾钙碱性系列,铝饱和指数A/CNK1.1(1.10~1.20),富集Rb,Th和U,相对亏损Ba,Nb,Sr,Zr,Ti和Eu等,属强过铝质的S型花岗岩,是同碰撞背景下地壳中泥岩质成分部分熔融的产物.结合前人研究资料和本文数据提出,夏如岩体的形成很可能与原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲过程中的安第斯型造山作用有关,是大洋消减作用进行到一定阶段后,冈瓦纳大陆北缘的地块或微地块之间发生碰撞而使地壳加厚、上地壳重熔形成的强过铝质花岗岩.夏如早奥陶世花岗岩的厘定也指示了其围岩可能形成于寒武或前寒武纪,夏如地区可能存在地壳基底.