热力和构造迭加地区—苏格兰刘易斯(Lewis)杂岩中应用锆石U-Pb和其他同位素资料鉴别太古宙岩石

用同位素资料检查了这样一种解释:刘易斯杂岩的片麻岩和占相当比例的,伴生的角闪岩相岩石是由于地壳规模的‘再造’或‘再活化’造成的。检查后得到的新模式是这样的:一个晚太古宙地壳堆积在早—中元古宇时受到各种不同的热和构造事件迭加的影响,但它们仍在相当大的程度上保持了它们主要的化学、矿物和结构上的特点。除去较年青的火成岩侵入体、一些下元古宇沉积物和强烈迭加的局部地带以外,刘易斯杂岩的特点仍可用来说明晚太古宙的过程和物质的性质。     

变质核杂岩的定义、类型及构造背景

伸展变质核杂岩(mcc)的基本特征包括:(1)缓倾至中等倾角的具有大规模位移的(几十千米)区域至准区域性延伸的主拆离断层;(2)与断层相关的糜棱片岩和片麻岩下盘(包括可能出露更深层次的非糜棱化结晶岩);(3)上盘上地壳基底岩和/或表壳岩层.关键的一点是,所有变质核杂岩是沿地壳深部(大于10～15 km)大型拆离断层大规模地壳伸展和地壳切除(缺失)的产物.我们认为,地壳剖面无大规模缺失的以基底为核的穹隆状杂岩不是一般构造定义上公认的变质核杂岩.变质核杂岩形成于同缩短期和缩短期后的多种构造环境中.由于前期或同期的缩短作用,变质核杂岩似乎都发育在地壳强烈增厚的区域.绝大多数(但显然并非全部)变质核杂岩都与岩浆作用有密切的时空关系.变质核杂岩起控制作用的拆离断层一般生根于中地壳或直接位于石英变为晶质塑性的韧脆性转化带下的深处,但有些拆离断层切穿大部或整个地壳.大多数变质核杂岩总体上具有不对称或简单剪切的构造几何特征,但有些变质核杂岩呈现较为对称的边界拆离断层.     

鞍山地区太古宙早期地壳生长及重熔——来自始-古太古代片麻岩杂岩的岩石学及年代学证据

本文报道了鞍山地区新厘定的一套始—古太古代片麻岩杂岩的岩石学特征及锆石U-Pb年代学数据,以探讨太古宙早期地壳的形成及演化过程。杂岩在全区广泛分布,野外以包体形式产于约3.1Ga细粒奥长花岗岩之中。主要包括始太古代奥长花岗岩/石英闪长岩和古太古代片麻岩杂岩两个岩石单元,前者呈透镜体产出于后者之中。始太古代奥长花岗岩/石英闪长岩部分遭受变质作用改造,但整体较好地保留了岩浆结构及构造,其年龄为3.77~3.81Ga,锆石εHf(t)值大于0,表明其为玄武质岩石经部分熔融形成的新生地壳。古太古代片麻岩杂岩由条带状片麻岩、浅色奥长花岗质片麻岩、黑云母片岩及少量斜长角闪岩等组成,岩石类型多样且组构复杂、不均一,受到塑性流变变形作用的改造,为地壳深部层次下变质-深熔作用的产物,各岩石锆石U-Pb年龄相近,为3.29~3.36Ga,锆石εHf(t)值小于0,表明其来源于始太古代古老地壳的重熔。杂岩记录了~3.8Ga、3.7~3.4Ga以及~3.3Ga等多期岩浆-构造热事件,其中~3.8Ga和~3.3Ga分别代表本区主要的两期地壳生长和地壳重熔事件。多期次地壳生长和重熔可能是早期地壳演化的主要机制及过程,这与全球多个太古宙地体类似。     

苏联哈萨克斯坦的蛇绿岩

本文使用了两个名词:“蛇绿岩”一词表示包括超基性岩和基性岩在内的岩浆岩杂岩体,另一是“蛇绿岩组合”(或“蛇绿岩杂岩”),表示洋底地壳的完整剖面和与该剖面一致的大陆的这套岩石。     

冀西北晚太古代岩石单元的地质关系: 对早期陆壳形成的指示

冀西北地区出露晚太古代桑干杂岩和崇礼杂岩构成的灰色片麻岩(TTG片麻岩)-麻粒岩地体和红旗营子群角闪岩相变质火山沉积岩系.本文对尚义地区红旗营子群中变质火山岩中的变玄武安山岩(角闪斜长片麻岩)进行了锆石LAMC-ICPMS定年,获得207 Pb/206Pb加权平均年龄2528±12Ma(2σ,MSWD=0.1,n=34),这一年龄代表了该岩石的形成时代.虽然这一年龄非常接近灰色片麻岩的形成时代,野外地质关系指示红旗营子群的形成早于灰色片麻岩及其中的闪长质侵入体.在灰色片麻岩分布区,红旗营子群和一些变质辉长质岩石呈岩片、透镜体或者“岩墙”状分布.变质辉长质透镜体或者“岩墙”状岩片以周边发育串珠状小透镜体,以及不见细粒边部和岩墙“手指”可以与该区分布的早元古代变质基性岩墙相区别.这些变辉长质岩石可能是红旗营子群火山岩系根部或者岩浆房的残留体,也可能部分是更早期地壳的残片.红旗营子群火山岩系的岩石化学特征可以和灰色片麻岩及闪长质片麻岩岩体分别进行对比.地(桑干杂岩和崇礼杂岩)组成了该地区晚太古代大陆二维地壳结构.认识这种地壳结构在空间上的延续性,并识别相关地质单元在时代和物质上的演化关系,可以揭示华北克拉通晚太古代大陆地壳的形成机制.     

鞍山地区营城子古太古代片麻岩杂岩的识别与锆石U-Pb年代学研究

鞍山地区分布有始太古代-新太古代花岗岩杂岩,是研究早期地壳物质组成及其演化的经典地区之一.通过大比例尺岩性调查工作,新近在营城子识别出一套片麻岩杂岩和奥长花岗岩组合,为本区古老岩系的对比、构造格局恢复、太古代地壳形成与演化研究提供了新的依据和线索.片麻岩杂岩主要由条带状黑云斜长片麻岩、(脉状)奥长花岗质片麻岩以及黑云母片岩组成,呈不同规模的包体产出于细粒、均匀块状的奥长花岗岩之中.片麻岩杂岩的岩石组合以及复杂多变、明显不均一的岩石组构特征表明具有深熔混合岩的成因特点.SIMS锆石U-Pb定年表明,片麻岩杂岩中条带状黑云斜长片麻岩和黑云母片岩形成年龄分别为3312±14Ma、3304±7Ma和3324±7Ma～3235±14Ma,明确反映古太古代热事件,此外个别样品中存在3.68～3.60Ga和～3.47Ga继承锆石.细粒黑云奥长花岗岩的年龄为3.14～ 3.13Ga,与全区中太古代岩浆热事件一致.区域对比分析表明:营城子片麻岩杂岩的岩石组合、产状关系和年代学特征与东山杂岩和深沟寺杂岩十分相似,为古大古代(3.33 ～3.24Ga)深熔作用的产物.营城子片麻岩杂岩是鞍山地区另一个保留有古老锆石信息和太古宙早期地壳岩石的地质体.     

冀东太古宙结晶基底区构造单元划分

本文从地质事件的角度出发,根据岩石成因类型,变质作用强度、期次,变形作用方式、构造样式,区域地球物理场特征及同位素地质年代学和矿化资料,将冀东太古宙结晶基底区划分为高压紫苏花岗片麻岩区、低压紫苏花岗片麻岩区、TTG杂岩区和岩浆构造混杂岩区四个构造单元,并提出高压紫苏花岗片麻岩区和低压紫苏花岗片麻岩区是冀东太古宙地壳同一时期不同深度层次或压力环境下的产物。岩浆构造混杂岩区是叠加于高压紫苏花岗片麻岩区背景之上长期活动的弧形线性巨型构造活动带。而TTG杂岩区是太古宙末期形成于地壳较浅部层次的花岗杂岩穹窿。     

甘肃敦煌水峡口地区前寒武纪岩石的锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及其地质意义

敦煌杂岩位于塔里木克拉通的东部,探寻和研究其中的早前寒武纪地质体对于探讨敦煌地块早前寒武纪地壳的形成和演化及其构造归属等问题具有重要的意义.甘肃敦煌水峡口地区的敦煌杂岩主要由英云闪长质片麻岩、花岗闪长质片麻岩以及表壳岩石组成.利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法测得水峡口英云闪长片麻岩和花岗片麻岩原岩的形成年龄分别为2561±16Ma和2510±22Ma,确证了在敦煌杂岩中存在太古宙岩石.此外,还获得斜长角闪岩的变质年龄为1806±14Ma,推测其原岩岩浆可能来自古老岩石圈地幔的部分熔融.根据已有的资料提出在古元古代晚期(1.80 ～ 1.85Ga)敦煌杂岩经历了一期较广泛的变质作用.锆石Hf同位素显示～2.5Ga的岩石年龄在敦煌地块代表新太古代晚期重要地壳生长时期,而～1.8Ga的构造-热事件则是以古老地壳物质循环再造为主.这些资料显示敦煌地块和华北克拉通在早前寒武纪经历了类似的地壳形成和演化过程,且共同记录了全球性的Columbia碰撞造山事件信息.     

特罗多斯蛇绿岩最新研究成果

1985年12月上旬,在美国西部圣弗兰西斯科举行了一次有关蛇绿岩和地壳问题的讨论会。鉴于该区蛇绿岩是世界最著名的蛇绿杂岩之一,讨论会上所宣读的论文代表了其地壳研究的最新成果,现予以综合报道。塞浦路斯地壳研究计划(Cyprus Crustal Study Project)是一个为期七年(1981—1987)的多学     

135~130 Ma: 大别山第二次“去根”时间？

大别杂岩主要由早白垩世侵入岩和三叠纪变质岩组成。它的四周是四条区域性韧性剪切带:郯城—庐江断裂,商城—麻城断裂,襄樊—广济断裂和晓天—磨子潭断裂。其中,晓天—磨子潭断裂和襄樊—广济断裂在早白垩世具有相反的走滑剪切方向:北侧的边界断裂(晓天—磨子潭断裂)是一个左行剪切断裂,而南侧的边界断裂(襄樊—广济断裂)是一个右行剪切断裂。在大别杂岩内部,早白垩世低角度剪切面理的倾伏向以SE向或NW向为主。这些晚期剪切面理上的拉伸线理的倾伏向同样为SE或NW向。大别杂岩总体具有朝SE向挤出和顶部相对朝NW向剪切的构造特征。这些表明晚中生代是该杂岩演化的重要阶段。该杂岩的边界断裂和内部构造特征指示其晚期抬升是沿造山带方向(SE—NW)以低角度方式进行的。这一过程直接导致高压-超高压变质岩和同构造岩浆岩被抬升至近地表。同时,年代学研究表明:大别杂岩(扬子板块东北缘地壳)在晚侏罗世—早白垩世经历大规模混合岩化的时间为145~135 Ma,同造山岩浆作用的时间为145~135 Ma,后造山火山-岩浆活动的时间为135~120 Ma。因此,该杂岩中三叠纪高压-超高压变质岩所记录的早白垩世抬升过程不是印支事件的后续,而是燕山期陆内造山及随后发生的伸展过程有关。尽管这一陆内造山事件的起始时间至今仍不确定,但大别山未变形岩体(130~120 Ma)的年代学研究结果和我们新测得的同构造伟晶岩脉的锆石U-Pb年龄(130 Ma)为早白垩地壳变形提供了良好的上限制约。这样,大别山经历了三叠纪碰撞造山和伸展,晚侏罗世—早白垩世陆内造山-伸展二次过程。     

辽西医巫闾山地区瓦子峪变质核杂岩的厘定

以前未被发现的辽西医巫闾山地区瓦子峪变质核杂岩主要由一条向西倾的低角度正断层———瓦子峪拆离断层组成 ,它将由早白垩世沉积岩和火山岩组成的上盘与糜棱岩化和未变形的下盘分开。瓦子峪拆离断层 (以前称之为孙家湾—稍户营子断裂 )位于变质核杂岩的西侧 ,倾角 10～ 4 0°,构造标志指示向北西方向 (约 2 90°)剪切。与早白垩世地壳伸展相伴生的下盘糜棱岩剪切方向也是北西向 ,这与瓦子峪拆离断层运动相关。已经发表的和未发表的锆石U Pb年龄、40 Ar/3 9Ar热年代学和上盘阜新盆地中生物地层的时代研究表明 ,地壳伸展和变质核杂岩形成时代为早白垩世 (约 12 7～ 116Ma)。我们未发现以前文献报道的医巫闾山是一对称的变质核杂岩的任何证据。瓦子峪变质核杂岩以及WNW侧的拆离断层的厘定会加深我们对华北克拉通早白垩世伸展作用的理解和认识 ,下一步的研究重点包括野外构造研究以确定拆离断层和下盘糜棱岩的空间展布 ,进一步采集样品以研究变质核杂岩的地质 /热年代学和变质核杂岩范围内的岩体成因。我们认为瓦子峪变质核杂岩的形成是太平洋板块边界重组、早白垩世岩浆作用致使地壳升温 ,从而导致经造山作用而加厚的地壳垮塌的结果。     

变质核杂岩的定义、类型及构造背景

伸展变质核杂岩（mcc）的基本特征包括：（1）缓倾至中等倾角的具有大规模位移的（几十千米）区域信至准区域性延伸的主拆离断层;（2）与断层相关的糜棱片和片麻岩下盘（包括可能出露更深层次的非糜棱化结晶岩）;（3）上盘上地壳基底岩和／或表壳岩层。关键的一点是,所有为质核杂岩是沿地壳深部（大于10－15km）大型拆离断层大规模地壳伸展和地壳切除（缺失）的产物。我们认为,地壳剖面无大规模缺失的以基底为核的穹隆状杂岩不是一般构造定义上公认的变质核杂岩。变质核杂岩形成于同缩短期和缩短期的多种构造环境中。由于前期或同期或缩短的作用,变质杂岩似乎都发育在地壳强烈增厚的区域。绝大多数（但显然并非全部）变质核杂岩都与岩浆作用有密切的时空关系。变质核杂岩起控制作用的拆离断一般生根于中地壳或直接位于石英变为晶质塑性的韧脆性转化带下的深处,但有些拆了断层切穿大部或整个地壳。大多数为质核杂岩总体上具有不对称或简单剪切的构造几何特征,但有些变质核杂岩呈现较为对称的边界拆离断层。     

鞍山地区始—古太古代花岗质地壳的形成及演化——深沟寺杂岩的岩石学、年代学及地球化学证据

鞍山是华北克拉通唯一保存有完整太古宙地质记录(3.81~2.5Ga)的地区。为了进一步了解本区太古宙早期花岗质地壳的形成及演化,本文对鞍山地区典型的太古宙杂岩——深沟寺杂岩进行了详细的岩石学、年代学及地球化学研究。根据岩石学及产状分析确定了始太古代奥长花岗质片麻岩和古太古代混合岩化片麻岩杂岩两个主要岩石单元:前者SIMS锆石U-Pb定年结果为3803±9Ma,代表始太古代古老的花岗质陆壳;后者年龄为3311~3335Ma,代表古太古代强烈构造-变质热事件。始太古代奥长花岗岩以高Si、富Na、贫K为特征;轻重稀土分异不明显,(La/Yb)N值介于6.76~35.96,具有弱的负铕异常(δEu=0.57~1.43);微量元素相对富集Rb、La、Hf和Zr等,亏损Nb、Ta、Sr和Ti等,且Sr/Y比值(8~29)、Mg#(21~30)、Cr(8.81×10~(-6)~28.00×10~(-6))和Ni(0.881×10~(-6)~18.55×10~(-6))含量较低,表明源区无地幔物质参与,且未与石榴子石发生平衡,斜长石可能残留源区,形成深度相对较浅。同时结合鞍山地区~3.8Ga锆石具有正的εHf(t)值,始太古代奥长花岗岩来源于地幔岩浆底侵导致地壳底部含水玄武质岩石(角闪岩)部分熔融形成的新生地壳。古太古代混合岩化片麻岩杂岩的主要矿物组合为石英+斜长石+黑云母,无不一致相矿物(钾长石、矽线石和石榴子石等),表明熔融过程中含水矿物未发生脱水反应,主要反应为Qtz+Pl±H2O=melt。此外,混合岩化片麻岩杂岩中未见富铝矿物和碎屑岩结构,推断其为正片麻岩,原岩为奥长花岗岩或英云闪长岩;结合岩石中存在大量始太古代继承锆石,且~3.3Ga锆石εHf(t)多为负值,混合岩化片麻岩杂岩形成于始太古代奥长花岗质地壳的重熔。本文研究结果表明,鞍山地区始—古太古代花岗质地壳演化可划分为两个主要阶段:始太古代奥长花岗质地壳生长(~3.8Ga)和古太古代花岗质地壳重熔(~3.3Ga)。     

大别造山带东部燕山晚期区域变质——岩浆活动与区…

应用Ｒｂ－Ｓｒ同位素地质年代学方法，系统地研究了大别山东部两类不同构造环境成因的花岗岩及大别杂岩混合的冷却就位和构造－变质时代，结合区域辊杂岩和花岗岩已有的同位素地质年代学成果分析，结果表明：（１）大别山东部燕山晚区域变质－混合岩化－岩浆活动是同一构造－热事件的产物；（２）大别杂岩与中生代花岗岩具有相似的热历史，中下地壳大别杂岩的出露是燕山晚期区域构造抬升的结果。     

河南鲁山地区太华杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及其地质意义

华北克拉通是我国最大且最古老的克拉通,是研究太古宙岩浆活动和构造演化的理想区域,一直备受地质学家的关注。太华杂岩是华北克拉通的重要组成部分,主要分布在其南缘,总体呈近北西西-南东东向分布。在详细野外地质调查的基础上,对鲁山地区太华杂岩中的斜长角闪岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,以揭示其成岩及变质事件时代。样品的锆石U-Pb加权平均207Pb/206Pb年龄为2 788±16、2 714±12和1 920±18 Ma,分别代表斜长角闪岩成岩年龄、早期变质事件年龄及晚期变质事件年龄。综合梳理前人的锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究数据,分析并讨论了3次地质事件的地质意义:2 850~2 700 Ma为一期重要的岩浆事件,代表了太古宙新生地壳的形成;2 800~2 600和~1 900 Ma为两期变质事件,期间太华杂岩分别遭受新太古代和古元古代两次变质变形改造。本次研究不仅可以解释太华杂岩的形成、变质时代及其地质意义,而且为进一步研究华北克拉通南缘乃至整个华北克拉通的形成与演化过程提供了新的数据资料。     

赞皇变质窍隆黑云母^40Ar／^39Ar年代学研究及其对构造热事件的约束

太行山南段赞皇变质杂岩中黑云母给出了1827～1793Ma的~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄,代表了变质基底在经历高温热扰动后冷却到300℃时的热事件年龄。结合华北克拉通变质岩的其他年代学资料,认为1800Ma士华北克拉通内经历了一次广泛而强烈的构造热伸展事件,致使克拉通基底岩石快速抬升到中上地壳,其冷却速率>6℃/Ma,隆升速率>200m/Ma。赞皇变质杂岩内苍岩寺、岗西-榆底-黑水河东和坡底-郝庄韧性剪切带内糜棱岩中黑云母分别给出了1689Ma、1633Ma和1645Ma的~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄,代表了剪切带变形的主变形时代,这一年龄也为约束长城系的底界年龄提供了新的信息。结合已有的热年代学资料,推断华北克拉通内部赞皇变质地区中元古代的冷却速率约0.4℃/Ma,隆升速率为15m/Ma。由此也表明,自中元古代以来华北克拉通内部未受到后期构造热事件的强烈扰动,赞皇变质杂岩并非中生代变质核杂岩,而是早元古代变质穹隆。     

阿拉善变质基底古元古代晚期的构造热事件

阿拉善地块可分为太古宙的叠布斯格杂岩(岩群)、古元古代的巴彦乌拉山杂岩(岩组)和古-中元古代的阿拉善杂岩(岩群)、波罗斯坦庙片麻杂岩和毕级格台片麻杂岩。太古宙的叠布斯格岩群和片麻岩中的锆石记录了1926Ma和1802Ma的变质事件年龄,角闪石记录了1918Ma的变质事件年龄,斜长石记录了1722Ma的冷却年龄。同时,在波罗斯坦庙变形的片麻状杂岩中的锆石记录了1839Ma的岩浆事件年龄。该区古元古代晚期的构造热事件,可初步将划分为2000～1900Ma的早期事件和1850～1800Ma的晚期事件,并在时间和特点上与大青山-集宁-大同一带变质地体中广泛发育古元古代晚期的岩浆-变质事件非常相似,进而表明,华北克拉通西部陆块中的古元古代晚期造山带(孔兹岩带)向西可延伸到阿拉善东部地区。     

中蒙边界中生代推覆-伸展递进转换及地壳尺度的切向剪切

中蒙边界一带发育中生代大型推覆和伸展构造。亚干伸展变质核杂岩从开始形成到最终(早白垩世)成型是一个长期递进发育过程,早期深层次透入性韧性伸展剪切主要发生于170～135Ma,有迹象显示在228～170Ma已经开始。这与中生代推覆事件在时代上重合,且运动指向相同,即上盘均向南东,显示推覆与伸展同时、同向的递进转换。提出地壳尺度切向剪切构造模式:在上地壳近水平简单剪切和水平挤压叠加构成一般剪切而形成推覆;而在中下地壳近水平简单剪切和上下挤压(重力作用)叠加构成一般剪切而发育同向伸展拆离剪切带(C'),随着上地壳的增厚和下地壳的减薄,该伸展剪切带向上扩展形成变质核杂岩。     

关于变质核杂岩构造特征的几个问题

核杂岩顶部代表深处韧性变形的长英质糜棱岩,其实是温度敏感型的,在异常高的古地温梯度或同构造岩浆活动的情况下,不一定代表中地壳变形的产物.伸展的剥离断层造成相当厚的地壳柱的切失,但在长期受剥蚀的古老岩系出露处,年轻岩层(如白垩系或第三系)直接覆盖于太古宇之上,究竟是沉积缺失还是构造切失,必须加以具体分析.核杂岩隆升至地面,难以单纯用地壳变薄的重力均衡作用来解释.与变质核杂岩密切相关的局部的古地热异常、同构造岩浆岩的强力侵位等,揭示出热隆和岩浆作用在核杂岩隆升中的重要作用,以及变质核杂岩和岩浆核杂岩的密切相关;二者可能只是表现形式不同而已.晚造山的伸展不一定是变质核杂岩所反映的伸展作用的唯一起因.一个地区可以有多次伸缩交替的构造运动.     

元古宙陆内变形的实例:辽西建平变质杂岩区色木沟剪切带

建平变质杂岩区被色木沟剪切带划分为南(S区)北(N区)两个构造-岩性单元。剪切带的运动学、岩石学研究和变形组构分析都表明右行走滑-逆冲性质的色木沟剪切带,发育有自下地壳(720℃,0.86GPa)到中、浅地壳(<550℃,<0.6GPa)不同地壳层次的变形作用。三座庙侵入岩序列是色木沟剪切带的同变形岩浆岩,指示该剪切带波及的岩石圈深度可能已经达到了壳幔边界(壳-幔混合层),从而具有复杂的成分特点。色木沟剪切带是建平变质杂岩区克拉通化后古陆块在构造增厚抬升过程中发生陆内变形的实例,它可能是在1800-1900Ma间与Laurentia超大陆有关的Pan-Scandamerican事件的记录。