大别山北部卢镇关杂岩的Pb同位素特征及大地构造属性

Pb同位素组成研究表明,卢镇关杂岩中花岗片麻岩的^204Pb为1．366％～1．392％(平均为1．381％)、^206Pb／^204Pb为17．083～17．874(平均为17．463)和^204Pb／^204Pb为38．161～38．794(平均为38．438);斜长角闪岩的^204Pb为1．386％～1．412％(平均1．400％),其^206Pb／^204Pb为17．001～17．492(平均17．227)和^208Pb／^204Pb37．390～38．151(平均37．713)。二者的总平均为：^204Pb1．389％,^204Pb／^204Pb17．362,^208Pb／^204Pb38．127。与北部杂岩带和南部超高压变质带比较,卢镇关杂岩明显类似于南部超高压变质带的Ph同位素组成即表现为贫非放射成因铅和富集放射成因铅,表明它们应属于扬子大陆板块的一部分。考虑到北部杂岩带在地壳结构上应位于南部超高压带之下,以及北大别正片麻岩具有中、下地壳性质而南大别花岗片麻岩则具有上地壳特征。因此,卢镇关杂岩也应属于扬子大陆的上地壳,华北与扬子两个陆块之间的缝合线应在卢镇关杂岩以北。但是,由于在北淮阳带中一直未发现榴辉岩或榴辉岩相岩石等高压一超高压岩石以及有关印支期变质作用记录,说明至少卢镇关杂岩在印支期未卷入深俯冲,大别山的印支期俯冲带应位于卢镇关杂岩的南侧即磨子潭晓天断裂附近,大别山印支期深俯冲应属于扬子板块的陆内俯冲。     

大别山北部榴辉岩的Sm-Nd年龄测定及其对麻粒相退变质时间的制约

报道了大别山北部三个榴辉岩样品的矿物 Sm- Nd等时线年龄，它们分别为 (210± 6) Ma或 (214± 6) Ma、 (208± 38) Ma和 (208± 4) Ma。氧同位素研究表明，这些样品中的石榴子石与绿辉石之间处于氧同位素平衡状态，因此，该 Sm- Nd等时线定年结果可靠。本区榴辉岩的高压麻粒岩相退变质阶段的冷却年龄为 210 Ma左右；榴辉岩的钕同位素初始比ε Nd(t)(两个样品一个为－ 10左右，另一个为－ 2)基本上表现为陆壳岩石特征，可能类似于南部超高压带中的榴辉岩，为印支期扬子陆壳俯冲变质成因。它们的全岩δ 18O值较低，为＋ 2.4‰～＋ 3.6‰，可能指示其原岩同大别山南部超高压带中榴辉岩一样，在板块俯冲之前，经受过高温地表水热液蚀变。年代学结果表明，大别山北部榴辉岩在 230～ 210 Ma期间经历的是一等温或升温过程，这与大别山南部含柯石英榴辉岩在这一时期的快速冷却过程形成强烈对比，这对理解俯冲陆壳中不同构造岩片折返过程的差异有重要意义。     

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。     

大别山榴辉岩岩石学及地球化学特征

本文分析了大别山地区榴辉岩的产出特点,矿物化学、岩石化学及元素地球化学特征。所获资料表明大别山榴辉岩与围岩一起经历了超高压变质作用,但其化学成分特征与围岩存在一定的差异,兼有大陆玄武岩和大洋玄武岩的特征。这些岩石大部分可能为板块俯冲过程中带入的大洋岩石残片。在深部变质形成榴辉岩后又随大别杂岩一起被抬升到地表,在抬升过程中经历了不同程度的退变质作用。     

大别山榴辉岩氢氧同位素组成及其地球动力学意义

碧溪岭榴辉岩石至少经历了５个阶段的变质作用，矿物对氧同位素地质测温结果与通过岩石学方法计算的温度吻合得非常好，表明碧溪岭榴辉岩体中大部分同位素体系接近或达到平衡，且退变质作用未明显破坏这种平衡，榴辉岩全岩δ＾１８Ｏ为３‰～５‰指示其母岩玄武岩曾与地表水在变质作用之前发生过一定程度的交换作用。     

豫南——鄂北大别山北部高压角闪石榴辉岩的研究

一个高压角闪石榴辉岩带出现在豫南——鄂北大别山高压超高压变质单元的最北部。榴辉岩的矿物组合为石榴石+绿辉石+角闪石+绿帘石+多硅白云母+石英+金红石。采用Powell等(1994)的Thermocalc估计的温压条件:压力为1.8-2.4GPa,温度为490-592℃。这个带的榴辉岩在矿物组合,矿物成分和温压条件上明显不同于该高压变质单元中其它带的榴辉岩。     

大别山东部榴辉岩同位素体系和变质作用的关系

大别山东部榴辉岩同位素地质年代学研究反映出三方面的问题:(1)Sm-Nd两点等时线的不确定性;(2)部分高压-超高压变质年龄实际是片麻岩的分析结果;(3)首批发表的"C型榴辉岩"Sm-Nd年龄,测定岩石不是榴辉岩.大别山东部榴辉岩年龄反映的是加里东期高压-超高压变质的年代学信息.进一步研究应着重于榴辉岩锆石成因及Sm-Nd体系适用性.岩相学是研究榴辉岩锆石成因的重要方法.     

大别山北部榴辉岩的大地构造属性及冷却史

岩石地球化学及同位素年代学研究表明，大别山北部榴辉岩的大部分属印支期扬子俯冲陆壳（下地壳）的一部分；大致沿磨子潭－晓天断裂附近分布的含榴辉岩、大理岩和变质橄榄岩的镁铁－超镁失质岩带可能代表扬子与华北2个大陆板块之间的变质构造混杂岩带，它应接近于扬子与华北2个大陆板块之间的缝合线（镁铁－超镁铁质岩带以北），而五河－水吼剪切带则可能代表扬子腐冲陆壳内部的1条拆离带或滑脱带。冷却史研究表明，大别山北部榴辉岩峰期变质后初期（230－210Ma)仅抬升到下地壳水平，因而未经历降温过程并具有比大别山南部榴辉岩较低的抬升速率，峰期变质后较慢的抬升速率及相应的近于等温或局部升温阶段也许是造成大别山北部榴辉岩与南部超高压带中榴辉岩差异的重要原因之一；同时，也许是研究区榴辉岩很少见有保留早期超高压变质证据的重要原因。     

豫南——鄂北大别山北部高压角闪石榴辉岩的研究

一个高压角闪石榴辉岩带出现在豫南——鄂北大别山高压超高压变质单元的最北部。榴辉岩的矿物组合为石榴石+绿辉石+角闪石+绿帘石+多硅白云母+石英+金红石。采用Powell等(1994)的Thermocalc估计的温压条件:压力为1.8-2.4GPa,温度为490-592℃。这个带的榴辉岩在矿物组合,矿物成分和温压条件上明显不同于该高压变质单元中其它带的榴辉岩。     

大别山地壳结构的Pb同位素地球化学示踪

研究了大别山东部北大别变质杂岩，南大别变质杂岩和白垩纪花岗岩的全岩Pb同位素组成，结果表明，北大别变质杂岩与南大别变质杂岩相比，前者以相对低放射成因Pb同位素组成为特征，按照Pb同位素组成在地壳垂向剖面上的变化模型，指出在大别山地壳垂向结构上，北大别变质杂岩应位于南大别变质杂岩之下，这一认识得到大别山不同构造岩石单元中产出的白垩纪花岗岩Pb同位素对岩浆源区示踪的有力支持，因此南大别超高压变质带是发育在北大别杂岩之上的一个构造岩片，这对进一步确定扬子克拉通向华北克拉通俯冲－碰撞的缝合线位置具有重要意义。     

大别山北部中酸性片麻岩的岩石地球化学特征及其古大地构造意义

大别山北部变质镁铁－ 超镁铁质岩带中的中酸性片麻岩主要可分为三类：①英云闪长质片麻岩、②花岗闪长质片麻岩和③二长花岗质片麻岩,其原岩属于一套钙碱性的中酸性花岗岩系列。岩石地球化学特征表明,它们分别形成于板块碰撞前消减地区（ 消减的活动板块边缘） 、板块碰撞后隆起花岗石区和同碰撞花岗岩区。其中,形成于８００ ～１０００ Ｍａ 左右的英云闪长质片麻岩经受过麻粒岩相变质作用并与该带中属于蛇绿岩成员的变基性熔岩有亲缘关系, 可能属于蛇绿岩中的浅色组分。     

大别山北部的变质复理石推覆体

大别山北部的变质复理石推覆体属华北大陆板块南部的盖层推覆体,主要包括佛子岭群和卢镇关群。其时代主要为震旦纪—早古生代至泥盆纪。变质作用主要为角闪岩相—绿片岩相,在靠近变质蛇绿混杂岩带附近的部分（佛子岭群）可能曾经因卷入变质蛇绿混杂岩带而有过麻粒岩相或榴辉岩相（？）变质作用。变质复理石推覆体中岩石变形强烈,但不同地段变形程度不等。     

大别山榴辉岩中磷灰石的结构碳酸根

在大别山东南部的高压和超高压榴辉岩中发现磷灰石含有结构碳酸根。磷灰石主要以包裹体的形式存在于筛状变晶结构的石榴石中,其形成时间早于石榴石和榴辉岩的矿物组合。Ｘ射线衍射和傅立叶变换红外光谱研究表明,磷灰石中结构碳酸根替代「ＰＯ４」＾３－,表现为在１４５５－１４２２ｃｍ＾－１的吸收带,以及在１５０℃以下温度难以消除的在１６３０ｃｍ＾－１的吸附水,但常规Ｘ射线衍射和傅立叶变换红外光谱难以给出其含量。用EA－MS连线技术测量给出结构碳酸根的含量在0.95-5.24 CO2wt％。榴辉岩磷灰石中结构碳酸根的鉴定和碳含量的定量测定证明,在超高压变质过程中存在含CO2的峰变质流体。     

大别山石马地区榴辉岩P-T-t轨迹及其构造意义

在大别山石马地区榴辉岩石榴石中包裹有与柯石英同期的绿辉石,据此,将这里的榴辉岩相变质作用划分为早期的柯石英榴辉岩阶段和晚期重结晶榴辉岩阶段。它们的P-T-t轨迹表明:产于片麻岩中的榴辉岩至少经历了两阶段的抬升过程:(1)在221Ma(印支期)时,由于陆壳俯冲所产生的大规模逆冲构造使其快速抬升;(2)在134Ma(燕山期)陆壳俯冲后的拉张抬升环境下,榴辉岩随山体一起缓慢上升。     

大别山北缘中生代火山—侵入岩铅同位素组成特征及其地质意义

大别山北缘中生代火山－侵入岩的１４个夺铅同位素组成表现为高的非放射性成因＾２０４Ｐｂ,较低的＾２０６Ｐｂ／＾２０４Ｐｂ比值和低且相对一致的＾２０７Ｐｂ／＾２０４Ｐｂ比值,属于明显的低Ｕ／Ｐｂ体系,并暗示它们由具低μ值的源岩衍生的。     

中国南方东部震旦系碳酸盐岩成岩作用

中国南方震旦系碳酸盐岩出现的成岩作用主要有胶结、白云化、去白云化、硅化、去硅化、重结晶、溶解、充填作用等，经历了同生、成岩、后生、表生四个成岩作用阶段，各阶段出现的成岩作用有一定的变化。本区晚震旦世为两个碳酸盐台地和两个盆地相间的古地理格局，处在盆地的不同部位，呈现不同的成岩作用类型。     

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．     

大别山超高压榴辉岩中结构水的赋存状态及其地质意义

对大别山石马和英山超高压榴辉岩中的“名义上无水矿物”(NAM s)石榴石和绿辉石的Fourier变换红外光谱(FT IR)观察表明,它们都含有以OH-或者H2O形式存在的氢,而且发现NAM s从不同地区到同一样品不同颗粒、再到同一颗粒的不同部位的水含量并不均匀。研究结果表明:石马和英山地区绿辉石中结构水的含量范围分别为90×10-6~1 670×1-0 6,110×10-6~710×10-6;石榴石中结构水的含量分别为510×10-6~830×1-0 6,0~180×1-0 6。同时结合地球物理化学等因素对NAM s中结构水在促进榴辉岩变形方面的效应及其与流体包裹体之间的关系进行了初步探讨。     

安徽省大别山东段江岭地区榴辉岩及其围岩的变质作用研究

安徽省大别山东段江岭地区的南大别碰撞杂岩主要由榴辉岩、云母片岩－变粒岩及片麻岩系组成,这三套岩石具有不同的变质演化阶段和Ｐ－Ｔ轨迹：榴辉岩有５个变质阶段,早期出现超高压型、高压型、晚期为中压型;云母片岩－变粒岩有４个变质阶段,早期出现高压型,晚期为中压型;片麻岩系仅有一期中压绿帘角闪岩相变质。三套岩石变质历史的差异,反映其所经历的构造过程不同,三者在构造作用下混杂到一起,构成碰撞混杂岩。