南阿尔金早古生代俯冲碰撞过程中的花岗质岩浆

南阿尔金俯冲碰撞杂岩带早古生代存在517、501~496、462~451和426~385 Ma 4个期次的花岗质岩浆岩。第一期岩浆岩早于区内蛇绿岩型镁铁质岩石的形成时间,第一期岩浆岩侵位于区内蛇绿岩型镁铁质岩石之中(≥500 Ma),后三期分别对应于该构造带高压—超高压岩石~500 Ma的峰期变质、及其~450 Ma和~420 Ma的两期退变质时间。结合区域地质背景、镁铁—超美铁质岩和高压—超高压变质作用研究成果综合分析,这四期花岗质岩浆作用的发生分别是南阿尔金早古生代板块俯冲碰撞过程中,先期俯冲洋壳在517 Ma部分熔融、之后陆壳深俯冲导致地壳加厚引发下地壳在~500 Ma部分熔融,以及深俯冲板片断离导致中上地壳在~450 Ma部分熔融和造山后伸展减薄阶段在~420 Ma的部分熔融作用的产物。其中,洋壳型埃达克岩的形成时代(517 Ma)为南阿尔金洋壳俯冲作用时限提供了直接约束,陆壳深俯冲引发的高压-超高压峰期变质时代(~500 Ma)作用滞后这一事件约10 myr,表明南阿尔金早古生代时期由洋壳俯冲转换为陆壳俯冲可能是一个连续的构造演化过程。这四期花岗质岩石与区内蛇绿岩型镁铁—超镁铁质岩石以及高压—超高压变质岩石的形成,共同记录了南阿尔金早古生代时期从大洋俯冲、之后的大陆深俯冲碰撞再到后来深俯冲陆壳折返抬升的完整构造演化过程。     

南秦岭佛坪麻粒岩的矿物学和地球化学特征及其构造意义

采用电子探针、红外光谱和全岩化学分析方法,对佛坪麻粒岩开展了系统的矿物学和地球化学研究。研究结果表明本区麻粒岩以酸性岩为主,主要组成矿物为长石、石英、石榴子石、紫苏辉石及少量的黑云母和钙质角闪石。岩石富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有强烈的Nb、Ta负异常,表明源岩在成因上与洋壳的俯冲消减作用有关。结合区域地质和测年资料,我们认为佛坪麻粒岩源岩的形成与勉略古洋壳向南秦岭地块之下的俯冲有关,是中—晚三叠世南秦岭与扬子地块的陆-陆碰撞所导致的麻粒岩相变质作用的产物。     

北秦岭松树沟榴辉岩的确定及其地质意义

松树沟石榴石角闪岩(榴闪岩)呈透镜状产于松树沟超镁铁岩旁侧的斜长角闪岩中,一直以来被认为是形成于接触交代变质或麻粒岩相变质过程。详细岩相学及矿物元素分析,在榴闪岩的基质矿物、石榴石幔部及锆石包体中发现残留的绿辉石,而且石榴石也保存了明显的进变质主、微量元素成分环带,表明松树沟榴闪岩为榴辉岩退变质的产物,至少经历了从角闪岩相到榴辉岩相再到角闪岩相的三阶段顺时针PT演化过程。锆石定年结果得到榴辉岩的变质年龄为500±8Ma,原岩结晶时代为796±16Ma,与秦岭岩群北侧官坡超高压榴辉岩的变质年龄和原岩年龄完全一致,也与北秦岭区域高压-超高压变质时代和原岩的结晶时代一致。表明松树沟榴辉岩与北秦岭造山带已发现的高压-超高压变质岩石一起都应是古生代大陆深俯冲作用的结果,而松树沟超镁铁岩可能是俯冲的大陆板片在折返过程中携带的俯冲隧道中的交代地幔岩。     

北秦岭造山带早古生代多期变质与深熔作用：锆石U-Pb年代学证据

北秦岭造山带中的秦岭群以多期变质作用和强烈混合岩化为特征,出露有早古生代的榴辉岩和高压麻粒岩,以及区域性分布的中低压麻粒岩-角闪岩相变质岩石和混合岩。本文对西峡双龙地区混合岩化片麻岩(中色体)、石榴子石黑云母片岩(暗色体)和淡色花岗岩脉体进行了详细的锆石U-Pb定年和微量元素研究。结果表明片麻岩的原岩年龄为941±11Ma(2σ,MSWD=0.59),石榴子石黑云母片岩的原岩年龄为756±9.9Ma(2σ,MSWD=1.07)。石榴子石黑云母片岩中的变质锆石获得了484±9.6Ma(2σ,MSWD=0.88)的年龄,与片麻岩中锆石变质增生边获得的单点年龄498±11Ma在误差范围内一致。这些变质锆石多数具有平坦的HREE分配模式,弱Eu负异常,与高压变质岩中的变质锆石特征相似。该年龄与秦岭榴辉岩和高压麻粒岩的变质年龄相一致。石榴子石黑云母片岩中锆石的最外层增生边记录了424±9.1Ma的年龄,同时淡色脉体中的锆石也给出了422±4.0Ma(2σ,MSWD=0.77)的加权平均年龄,代表了深熔脉体的结晶年龄。这些锆石均为新生锆石,阴极发光弱,具有低的Th/U比值,平坦的HREE分配模式,强烈的Eu负异常,指示部分熔融过程中存在大量石榴子石和斜长石。深熔脉体的年龄与秦岭群中的中低压高温-超高麻粒岩相变质的年龄相符。结合已有的结果,我们认为秦岭群普遍记录了500~480Ma的高压、超高压变质作用,并叠加了440~400Ma的中压-高温变质和深熔作用。秦岭群可能是Rodinia超大陆裂解过程中从华南陆块或相似构造属性陆块分离并漂移到华北克拉通南缘的微陆块。在500~480Ma时发生碰撞造山作用导致北秦岭微陆块深俯冲并发生了高压-超高压变质作用,在志留纪由于商丹洋壳北向俯冲导致秦岭微陆块发生了以中压-高温变质、深熔和同时的岩浆作用为特征的增生造山作用。     

南秦岭麻池河乡和沙河湾花岗岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学及Lu-Hf同位素组成

麻池河乡和沙河湾花岗岩体位于商丹断裂南侧。锆石的LA-ICP-MS U-Pb年代学分析表明,麻池河乡花岗岩岩浆结晶年龄为(490.8±2.9) Ma(加里东期早奥陶世);沙河湾石英二长岩岩浆结晶年龄分别为(240.6±1.5)~(228.2±1.5) Ma(印支期中三叠世)。麻池河乡花岗岩锆石两阶段Hf模式年龄(tDM2)为759~1 096 Ma。沙河湾石英二长岩tDM2为891~1 516 Ma。麻池河乡花岗岩源岩为新元古代和中元古代亏损地幔物质。沙河湾石英二长岩的源岩主要为中元古代壳幔混合物质,还含有少量新元古代壳幔物质。晚寒武世-早奥陶世秦岭洋壳向北俯冲于北秦岭地块之下,俯冲的洋壳和上覆地幔相互作用产生的杂化熔液通过结晶分异形成麻池河乡花岗岩。沙河湾岩体经历了至少两期地质事件,时间跨度为(240.6±1.5)~(228.2±1.5) Ma和214~197 Ma。约250 Ma勉略洋闭合之后,扬子板块和华北板块在秦岭地区发生碰撞,导致扬子陆块俯冲至南秦岭地块之下并发生小规模的部分熔融形成早-中三叠世((240.6±1.5)~(228.2±1.5) Ma)花岗岩类。约220 Ma碰撞结束后,板片断离诱发软流圈物质上涌,同时俯冲陆壳开始折返,在地幔热和构造减压的条件下,俯冲陆壳及上覆岩石圈地幔发生广泛的部分熔融,形成不同程度具埃达克岩质地球化学特征的晚三叠世(214~197 Ma)花岗岩类及伴生的镁铁质暗色包体。     

桐柏秦岭岩群的两类变质作用

本文重点对河南桐柏地区的秦岭岩群进行了观察与研究,根据野外地质、岩相关系及同位素测年资料,提出该区秦岭岩群具有明显不同的两类变质作用,一是较早期的高温麻粒岩相变质作用,以包体或长透镜群、甚至巨型条块状局限于中部郭庄组的花岗质片麻岩之中。根据伟晶岩、片麻岩及麻粒岩锆石年龄的综合限定,该变质作用的时间可能为~498Ma,多数人主张的445~430Ma的麻粒岩相变质年龄实际上是早期锆石被后期岩浆或变质事件引起的同位素体系重启年龄。另一种是相对晚期的角闪岩相变质作用,变质程度以角闪岩相为主,局部达高角闪岩相,没有任何早期高温或高压变质的残留迹象,形成秦岭岩群中主导类型的变质作用。同样,采用伟晶岩及有关片麻岩和麻粒岩中锆石测年限定,角闪岩相变质时间可能为~472Ma。高温麻粒岩的产出具有其特殊机制,大量的花岗质岩浆侵位过程中把地壳深部的高温麻粒岩裹挟上升至浅部层次,随后一起遭受区域上的角闪岩相变质作用。     

辽东清原地区太古代岩石Rb—Sr年代

清原地区太古界岩石和矿物的Rb-Sr研究给出五个等时线年龄:2924±325Ma(城子疃组麻粒岩),2625±376Ma(通什村组麻粒相岩石),2359±81Ma(线金厂紫苏花岗岩),2366±48Ma(斗虎屯附近混合岩中的包体角闪岩),1639±49Ma(城子疃组麻粒岩的分离矿物)。根据等时线和模式年龄推断:城子疃组和通什村组的火成原岩年龄分别为2900—2800Ma和2600Ma;紫苏花岗岩侵位和麻粒岩相变质作用几乎同时发生于2600Ma前;2360Ma前发生广泛的混合岩化;1640Ma前有后期变质作用叠加。     

北桐柏长英质麻粒岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及微量元素研究及其构造意义

桐柏造山带中秦岭群中出露有志留纪麻粒岩,然而其原岩形成时代和变质年龄却没有得到有效的约束。本文对北桐柏秦岭群中长英质麻粒岩中锆石开展了详细的形貌学、阴极发光图像、微量元素以及U-Pb年代学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明继承碎屑锆石给出了2.7~0.55 Ga的年龄,岩浆锆石给出了478±7 Ma(MSWD=0.73)的206Pb/238U加权平均年龄,代表了桐柏长英质麻粒岩原岩的形成年龄。变质锆石区域获得了437±7 Ma(MSWD=1.3,n=10)的206Pb/238U加权平均年龄。结合锆石微量元素特征和前人研究结果表明437±7 Ma可能代表了前进变质阶段的年龄。而最外层的增生边给出了406±8 Ma(MSWD=0.72,n=4)的206Pb/238U加权平均年龄,代表了退变质年龄。我们认为在480 Ma时,商丹洋已开始向北俯冲,导致480 Ma左右的岩浆作用,由于持续的俯冲消减,在440~420 Ma时,洋中脊与弧交汇,发生洋脊俯冲导致志留纪麻粒岩相变质作用以及岩浆作用的发生。     

南秦岭下地壳组成及岩石圈的拆离俯冲作用

根据新提供的Pb同位素组成及岩石地球化学研究成果，本文进一步证实了位于北秦岭北界的明港地区发育的早中生代安山玄武质火山角砾岩岩筒所携带的下地壳捕虏体属于南秦岭。所恢复的南秦岭下地壳剖面自下而上为：底侵成因的变辉长岩-基性麻粒岩(其中含有榴辉岩及辉石岩的透镜体)-酸性麻粒岩。秦岭造山带总体的岩石因模型为：南秦岭(扬子块体)向北拆离俯冲，北秦岭地壳向华北仰冲，华北岩石因呈楔状插入秦岭造山带，拆离面约在中、下地壳之间。南秦岭俯冲岩片延伸的范围在平面上有可能达到400km。     

北秦岭造山带的早古生代多期变质作用

北秦岭造山带的秦岭岩群以高级变质岩石为特征,主要包括少量榴辉岩、高压麻粒岩和区域上广泛分布的麻粒岩-角闪岩相变质岩石。年代学研究显示秦岭岩群中不同岩石记录了多期变质作用。已有的定年资料给出北秦岭官坡地区的榴辉岩的年龄为500Ma左右,代表榴辉岩相的变质时代。结合岩相学资料,对两个高压麻粒岩样品的SHRIMP和LA-ICPMS U-Pb测定分别获得504±7Ma 和506±3Ma的年龄,应代表高压麻粒岩相变质时代。这表明高压麻粒岩和相邻的榴辉岩有相近的变质时代,但形成在造山带中不同的构热造环境中。西峡地区的角闪二辉麻粒岩的U-Pb定年给出两组早古生代年龄,一组为440±2Ma,可能代表了中低压麻粒岩相的变质时代,另一组为426±1Ma,应代表区域角闪岩相的变质时代。桐柏山北部的石榴二辉麻粒岩的U-Pb定年数据给出436±1Ma的年龄,为中压麻粒岩相的变质时代。这些资料表明北秦岭造山带经历了早奥陶世的俯冲和地壳增厚作用,并在晚志留世遭受了广泛的巴罗式区域变质作用。     

喜马拉雅中段哲古拉花岗岩中高压麻粒岩包体及其主岩的^40Ar／^39Ar年代学研究

为了深入了解喜马拉雅构造带的地质演化历史,同时为了探讨作为建立高压变质条件下的同位素年代学方法的重要前提的同位素体系特征,对出露于喜马拉雅中段西藏哲古拉地区的高压麻粒岩包体中的峰期矿物和退变质矿物及其主岩花岗岩中的富钾矿物进行了常规~(40)Ar/~(39) Ar 年代学研究。花岗岩中的黑云母坪年龄为11.48±0.18Ma,钾长石坪年龄为12.63±0.19Ma,二者的等时线年龄与之相当,分别为11.63Ma 和12.58Ma。高压麻粒岩峰期矿物黑云母的坪年龄为48.5±0.54Ma,等时线年龄为48.95±0.83Ma,(~(40)Ar/~(36)Ar)_i 为285;退变质矿物角闪石的坪年龄谱呈马鞍形,坪区数据对应的等时线年龄为31.1±5.4Ma,(~(40)Ar/~(36)Ar)_i 为394,显示有过剩~(40)Ar 的存在。结合前人的研究,推定高压麻粒岩经历了一个快速的退变质作用过程,不仅变质作用没有达到平衡,早期与晚期变质矿物之间也没有达成氩同位素交换平衡,在标本尺度上或高压麻粒岩包体与主岩花岗岩之间均是如此。根据~(40)Ar/~(39)Ar 年代学结果也可以了解到,在高压麻粒岩的退变质过程中,早期与晚期变质矿物之间的氩同位素体系有明显不同,这种氩同位素体系在不同变质阶段的不平衡记录为帮助建立不同变质地质事件的年代学序列提供了研究途径。依照获得的~(40)Ar/~(39)Ar 年代学数据,可以建立喜马拉雅中段高压麻粒岩包体形成和演化的动力学过程:推定高压麻粒岩经受了两期变质作用的叠加,峰期变质老于48.5Ma,晚期变质发生在31Ma 前后;大约在17Ma 前后为其主岩花岗岩捕虏,并在11Ma～12Ma 之间被带至地表。文中对前人锆石 U-Pb 年龄进行了再分析,认为在高压变质作用条件下,由于熔体或流体从变质岩石中被抽提出去而限制了变质锆石的生长,因此,高压麻粒岩包体中的锆石 U-Pb 年龄没有能够记录高压变质事件。     

桐柏高压变质地体:对桐柏-大别-苏鲁高压/超高压变质带构造框架和俯冲/折返机制的制约

桐柏造山带位于秦岭造山带和大别-苏鲁造山带之间,是揭示秦岭-桐柏-大别-苏鲁巨型造山带中各地质体之间构造关系及地质演化差异的关键地区。桐柏高压变质地体主要由两个高压岩片(I和II)及其北侧的构造混杂岩带和南侧的蓝片岩-绿片岩带构成。高压岩片I以北、南两条榴辉岩带为代表,构成桐柏山背形构造的两翼,其峰期变质条件分别为530~610℃、1.7~2.0GPa和460~560℃、1.3~1.9GPa。高压岩片II以桐柏杂岩中的变质岩包体为代表,其峰期变质条件推测在<700℃、>1.2GPa的榴辉岩相范围内,而退变质条件为660~700℃、0.80~1.03GPa。U-Pb、Lu-Hf、Rb-Sr和Ar-Ar同位素年代学研究表明,高压岩片I的峰期变质时代为255Ma,冷却至白云母封闭温度的时代为238Ma;而高压岩片II的主期变质作用发生在232~220Ma,作为桐柏杂岩主体的片麻状花岗岩则侵位于140Ma。这说明,高压岩片I和II分属于两个时代不同的俯冲/折返岩片,当高压岩片II被俯冲到地壳深处并经受高压变质时,其上覆的高压岩片I已经折返到中上地壳的水平。这一结果验证了在西大别、东大别和苏鲁地区提出的高压/超高压岩石的穿时(或差异)俯冲/折返模型,同时说明华南大陆地壳最早的俯冲发生在晚二叠世,这也代表华北与华南陆块之间从洋壳俯冲转化为陆壳俯冲的时间。基于桐柏杂岩与北大别杂岩的可比性,认为桐柏高压变质地体相对低温低压的变质环境以及超高压岩石的缺乏缘于华南陆块的俯冲深度向西逐渐变浅,而早白垩世的构造挤出造成了桐柏-大别高压/超高压变质带东宽西窄的构造格局。     

东秦岭松树沟超镁铁岩侵位机制及其构造演化

东秦岭松树沟蛇绿岩主要由镁铁质-超镁铁质岩石组成。镁铁质岩类的Sm-Nd全岩等时年龄为1030±46(2δ)Ma,ε_Nd(t)=+5.7±0.2,代表了蛇绿岩的形成时代。超镁铁质岩石由不同成因的橄榄质糜棱岩和中粗粒橄榄岩组成,橄榄质糜棱岩是地幔橄榄岩经历复杂变形并多次部分熔融的残余体,具LREE亏损特征,其中发育橄榄石高温位错构造和高温组构以及低温位错构造和低温组构。中粗粒橄榄岩具LREE略富集的分布特征,是地幔橄榄岩残余体再次部分熔融熔体分离结晶的产物。野外地质、地球化学、构造变形特征均表明超镁铁岩块是因洋壳俯冲而底辟侵位于上覆玄武岩中的地幔橄榄岩残余体。综合分析认为,松树沟蛇绿岩经历了古陆块裂解或洋脊扩张(1271-1440Ma)-洋壳形成(1030-1271Ma)-洋壳俯冲消减-橄榄岩块底辟侵位(983Ma)-蛇绿岩构造侵位及其后构造变形叠加改造的复杂演化过程。     

新疆西南天山木扎尔特河一带低压泥质麻粒岩岩石学特征、独居石U-Th-Pb定年及其地质意义

古南天山洋闭合过程中,由于洋壳俯冲产生的岛弧岩浆作用加热大陆地壳,在新疆西南天山木扎尔特一带形成了一套低压高温泥质麻粒岩相变质岩石.本文用Theriak-Domino热力学软件对该套岩石中的堇青石榴夕线石黑云母片麻岩和含夕线石堇青石榴黑云母片麻岩进行了岩石学相平衡计算研究,得到它们峰期变质的温压条件分别是：T=630～674℃,P=5.2～5.5kbar和T=645～684℃,P=5.4～5.7kbar.并采用独居石Th-U-Pb电子探针定年方法,对样品WQ006中的3颗独居石进行了原位年龄测定(38个分析点),得到2组等时线年龄,分别是376±8Ma和280σ8Ma(2σ).结合独居石的岩相学特征,提出了新疆西南天山低压高温麻粒岩相峰期变质作用的时代为280±8Ma,而376±8Ma(2σ)可能为原沉积岩的原岩/成岩年龄.表明西南天山洋壳开始俯冲发生在晚古生代,进一步证明了西南天山造山带俯冲碰撞发生在晚二叠纪之后的观点.     

大别山麻粒岩包体的氧同位素研究

对北大别变质杂岩中的麻粒岩包体进行详细的氧同位素地球化学研究,发现其全岩δ~(18)O值偏低,为3.3‰～4.4‰。在麻粒岩相变质条件下,大别山麻粒岩包体的共存矿物对之间达到并保存了氧同位素平衡,后期退变质作用未明显破坏这种平衡。由矿物氧同位素地质测温得到的顶峰变质温度800～875C,与一般麻粒岩相变质温度相吻合。在变质作用之前或顶峰变质作用过程中,大别山麻粒岩包体的原岩曾与一δ~(18)O值低于3‰的外来流体发生了高温水—岩交换作用,并且这种交换作用在一定范围内是相对均一的。     

龟山杂岩的形成时代、构造属性及变质条件:对秦岭-桐柏造山带构造演化的指示

秦岭-桐柏-大别造山带是华北板块和扬子板块碰撞拼合的产物.桐柏造山带作为古生代秦岭增生造山带与中生代大别碰撞造山带之间的纽带,记录了两大板块之间从洋壳俯冲、地体增生到最终的碰撞造山过程.本文选取桐柏造山带龟山杂岩为研究对象,对其中变沉积岩、斜长角闪岩和花岗质脉体进行了岩相学、矿物学和锆石U-Pb年代学研究.结果指示变沉积岩碎屑锆石年龄峰值主要为～411 Ma,次要年龄峰值为～490 Ma,最年轻四颗碎屑锆石的加权平均年龄为352±11 Ma.斜长角闪岩原岩结晶时代为498±18 Ma,花岗质脉形成时代为412.8±4.4 Ma,两者中变质锆石加权平均年龄为320±10 Ma,指示它们共同经历了早石炭世变质作用.变质峰期温压条件为T=571～632℃,P=0.59～0.76 GPa,属于中压相系角闪岩相变质.区域年代对比分析显示,龟山杂岩变沉积岩物源来自于北侧的北秦岭地体,属于弧前沉积,沉积时代下限为早石炭世早期.结合前人研究,本文认为在古秦岭洋向北的俯冲过程中,上述沉积岩与斜长角闪岩因构造作用拼贴在一起,于～320 Ma发生中压角闪岩相变质作用.该研究结果也指示了古秦岭洋最终闭合时间可能晚于早石炭世早期.     

东秦岭松树沟超镁铁岩侵位机制及其构造演化

 东秦岭松树沟蛇绿岩主要由镁铁质-超镁铁质岩石组成。镁铁质岩类的Sm-Nd全岩等时年龄为1030±46(2δ)Ma,ε_Nd(t)=+5.7±0.2,代表了蛇绿岩的形成时代。超镁铁质岩石由不同成因的橄榄质糜棱岩和中粗粒橄榄岩组成,橄榄质糜棱岩是地幔橄榄岩经历复杂变形并多次部分熔融的残余体,具LREE亏损特征,其中发育橄榄石高温位错构造和高温组构以及低温位错构造和低温组构。中粗粒橄榄岩具LREE略富集的分布特征,是地幔橄榄岩残余体再次部分熔融熔体分离结晶的产物。野外地质、地球化学、构造变形特征均表明超镁铁岩块是因洋壳俯冲而底辟侵位于上覆玄武岩中的地幔橄榄岩残余体。综合分析认为,松树沟蛇绿岩经历了古陆块裂解或洋脊扩张(1271-1440Ma)-洋壳形成(1030-1271Ma)-洋壳俯冲消减-橄榄岩块底辟侵位(983Ma)-蛇绿岩构造侵位及其后构造变形叠加改造的复杂演化过程。     

西秦岭凤县北部罗汉寺岩组沉积时代和源区特征：来自LA- ICP- MS锆石U- Pb年龄证据

秦岭造山带罗汉寺岩组的形成时代长期存在争议。选择西秦岭东段凤县北部罗汉寺岩组凝灰岩和浅变质碎屑岩为研究对象，运用LA- ICP- MS锆石U- Pb同位素年代学方法，探讨罗汉寺岩组的形成时代和物源特征。结果显示，罗汉寺岩组下部a岩段中凝灰岩结晶年龄为407±10 Ma；上部碎屑岩段(c岩段)中千枚岩碎屑锆石年龄介于2658~420 Ma之间，主要包括490~420 Ma和997~639 Ma两个区间峰值年龄，其次为1557~1318 Ma、2484~1745 Ma，另有少量2650 Ma左右年龄值。结合区域地质资料，限定罗汉寺岩组主体形成时代为早—中泥盆世。研究同时表明，罗汉寺岩组物源具有明显的多元性，490~420 Ma年龄组的锆石主体来自于商丹洋俯冲作用形成的弧岩浆岩；997~639 Ma年龄组可进一步细分为843~639 Ma和997~867 Ma，前者主要来自于南秦岭构造带，后者主要来自于北秦岭构造带；2658~1318 Ma的中元古代—新太古代年龄组与北秦岭构造带、华北板块和扬子板块的岩浆活动相关。综合分析认为南秦岭和北秦岭地块早—中泥盆世时期尚未全面碰撞成陆，商丹洋为残留洋(海)盆。     

大别山下地壳岩石及其深俯冲

本文对大别山下地壳岩石的主要组成及其变质岩石学和年代学特征进行了系统总结,并首次报道了作者等最近在罗田穹隆中发现的镁铁质下地壳岩石俯冲变质成因的榴辉岩及其有关片麻岩的 SHRIMP 锆石 U-Pb 同位素年代学的最新研究成果。大别山这种不寻常的镁铁质下地壳俯冲成因榴辉岩为研究大陆深俯冲和陆壳物质再循环以及对地幔不均一性的影响提供了重要对象和可能性。根据阴极发光图像及矿物包体组合,罗田榴辉岩中继承锆石可分为两种即具有岩浆结晶环带的岩浆锆石和含有石榴子石 紫苏辉石 斜长石等麻粒岩相变质矿物包体的变质锆石,而且这两种继承锆石常具有舍石榴子石 绿辉石等榴辉岩相矿物包体的增生边。SHRIMP U-Pb 定年结果表明,继承岩浆锆石的~(206)Pb/~(238)U 年龄为791±9Ma、含麻粒岩相矿物包体的继承变质锆石的~(206)Pb/~(238)U 年龄为794±10Ma、含榴辉岩相矿物包体的锆石增生边的~(206)Pb/~(238)U 年龄值为212±10Ma。罗田榴辉岩的围岩——含石榴子石英云闪长质片麻岩中锆石的 CL 图像具有特征的核-幔-边结构即表现为继承岩浆锆石核-高压变质幔-退变质增生边,高压变质幔给出罗田片麻岩中印支期高压变质的精确年龄为218±3Ma。因此,罗田榴辉岩的原岩时代与早期麻粒岩相变质时代一致,均为晚元古代,证明华南陆块北缘晚元古代岩浆板底垫托的存在。而且,大别山下地壳岩石参与了印支期大陆深俯冲,但与南大别带具有不同的折返过程即前者经历了麻粒岩相退变质过程。此外,北大别带榴辉岩的印支期峰期变质时代(212±4Ma)比南大别带年轻(226±3Ma),这可用大陆叠瓦式深俯冲模式来解释。     

北秦岭双龙-夏馆地区大面积榴闪岩的发现及锆石U-Pb年代学研究

通过详细的野外地质调查,在北秦岭双龙-夏馆地区精确圈定出大面积榴闪岩,榴闪岩常以似层状、条带状、豆荚状和透镜状产于秦岭岩群郭庄岩组混合片麻岩内,空间上可划分三个带:南带与松树沟一带的麻粒岩构成一个较宽的高压-超高压变质带,北带则与官坡-双槐树一带的榴辉岩构成一线,而中带向西可能延伸至丹凤大寺沟一带。区内榴闪岩主体受秦岭岩群郭庄岩组的展布形态控制,呈面状遍布于整个郭庄岩组内,而非局限于某一侧或两侧,暗示秦岭岩群可能整体卷入早古生代的俯冲和碰撞作用。野外宏观特征、岩相学及锆石U-Pb年代学研究表明榴闪岩原岩为辉长岩,成岩年龄为654.1±5.6Ma、656.1±6.7Ma,获得峰期高压麻粒岩相变质年龄为472.9±6.0Ma、485.0±33.0Ma,其后分别在455.4±9.0Ma、416.7±1.9Ma和401.1±6.2Ma遭受了多期次退变作用的叠加。结合区域研究成果,初步认为北秦岭高压-超高压基性岩石的原岩至少存在于新元古代中期和晚期,其成岩时代分别与扬子地块北缘新元古代中、晚期的镁铁-超镁铁质岩床群一致,并具有相似的地球化学特征,而两者是否为同一大地构造背景下的同期侵位的产物,尚待进一步研究。