内蒙古中西部宝音图群云母片岩的变质P- T轨迹与锆石年代学研究

位于内蒙古中西部地区的宝音图群,主要由云母片岩、斜长角闪岩、石英岩和大理岩等组成。其中云母片岩中发育典型的巴罗式递增变质带,目前对于该递增变质带的研究非常薄弱。本文对宝音图群的云母片岩开展了系统的岩相学、矿物化学、相平衡模拟以及锆石U-Pb年代学的研究。岩相学研究结果显示,三个云母片岩样品具有不同的峰期矿物组合,分别为石榴子石+白云母+黑云母+斜长石+石英,十字石+白云母+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英,石榴子石+蓝晶石+白云母+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英。此外,样品LS93和LS07存在晚期红柱石的叠加。相平衡模拟研究限定三个云母片岩的峰期温度压力分别为：577℃、0.73 GPa, 620℃、0.78 GPa和670℃、0.8 GPa,具有递增型特征,其峰期温度压力指示的地热梯度为18～20℃/km,为典型的中压相系;此外,三个样品的P-T轨迹均显示早期升温升压直至峰期阶段,随后降温降压的顺时针型,反映地壳加厚和后期抬升的演化过程。云母片岩中的锆石发育典型的变质边结构,变质边的Th/U=0.004～0.02,锆石U-Pb年代学结果显示该变质年龄为398±6 Ma,代表峰期或近峰期阶...     

冀东地区～3.8Ga TTG岩石发现

始太古代及形成时代更古老的岩石十分稀少,任何新的发现都是对最早期陆壳形成演化研究的重要贡献.本文首次报道了华北克拉通冀东地区～3.8 Ga TTG岩石的年龄和地球化学组成.样品J2012为花岗闪长质片麻岩,J2013为侵入花岗闪长质片麻岩的花岗闪长岩脉,也遭受变质变形.两者的岩浆锆石年龄分别为3785±8 Ma和377...     

阿尔泰递增变质带中夹层石英岩的LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄:对沉积时限及物源的限定

阿尔泰造山带广泛分布各种变质沉积岩并发育典型递增变质带,变质沉积岩变质之前的沉积时代与物源特征对于限定成岩历史以及造山带演化具有重要意义。文章对采自阿勒泰组变质带中石英岩夹层样品进行了岩相学分析并采用LA-ICP-MS方法对其碎屑锆石进行了U-Pb年代学分析。共获得100个谐和或近于谐和的碎屑锆石年龄,表面年龄分布范围为(443±5)Ma至(2682±19)Ma。碎屑锆石年龄主要集中在寒武纪(486~540 Ma)并具有527~535 Ma的年龄峰值,可能源于区域内同时代的岩浆活动。新元古代年龄约占1/4,少量锆石具有古中元古代甚至太古宙年龄。结合年轻碎屑锆石年龄以及直接侵入该变质带中的英云闪长岩年龄可确定石英岩原岩的沉积时限为早志留世—早泥盆世,其后发生变质作用。古老碎屑锆石在该地区缺乏对应的岩石,可能源于区内隐伏的古老基底岩石或邻区古老陆块。     

大别山南部高压-超高压变质地体中云母片岩和片麻岩的相平衡研究

对于大别山高压一超高压变质带中大面积出露的云母片岩和片麻岩的变质条件和演化历史有不同的认识：如中低压绿帘角闪岩相，高压角闪岩相和超高压榴辉岩相。通过对大别山南部超高压榴辉岩区、高压榴辉岩区和宿松变质杂岩带中的云母片岩和片麻岩进行详细的岩相学及相平衡研究表明：它们的变质条件分别为610℃～690℃，1．2～1．4GPa；590～600℃、1．3～1．5GPa；520～590℃，0．9～1．4GPa，相当于高压绿帘角闪岩相、高压角闪岩相与榴辉岩相之间的过渡。依据超高压榴辉岩区绿帘石黑云片麻岩中的石榴石环带特征推测，它们很可能经过超高压变质阶段。现有矿物组合记录了抬升阶段的条件。但是高压榴辉岩区的石榴石绿帘石二云片麻岩和宿松变质杂岩带中石榴石云母片岩中的石榴石环带特征表明，其现有矿物组合记录了变质峰期条件，不应该经历更高压变质阶段。在KFMASH体系的PT视剖面图上计算多硅白云母Si含量等值线表明，在多数矿物组合中白云母的Si含量可作为地质压力计，但Si等值线的斜率受到矿物组合的控制。     

冀北赤城地区古生代变质作用年代学研究及地质意义

赤城地区退变榴辉岩的围岩以黑云斜长片麻岩为主,其原岩是元古代红旗营子群和古生代的表壳岩;退变榴辉岩原岩则为其中的基性侵入体。本文通过赤城地区退变质榴辉岩及围岩的锆石U-Pb年代学研究,对华北北缘古生代以来的地质演化提出了新的认识。峰期榴辉岩相变质作用发生于355Ma,代表俯冲作用发生的年龄,在320~300Ma的抬升过程中发生角闪岩相退变质,随后在280~290Ma期间存在一期大规模强烈的热事件,影响范围大,流体丰富,锆石发生了强烈的重结晶,因此使得之前记录的年代学信息难以保存。西四道沟的变质闪长岩记录了240Ma左右的一次变质事件。由此反映了赤城地区在古亚洲洋闭合的过程中陆壳发生俯冲,并遭受榴辉岩相变质作用,之后整个华北北缘处于伸展环境,并遭受大规模热事件影响,一直到晚古生代—早中生代转为挤压环境,在晚古生代—早中生代最终完成闭合。     

深熔过程中熔体成分与锆石行为模拟计算

发生深熔作用是高级变质作用的一个重要特征。深熔过程中产生的熔体可为淡色花岗岩提供潜在的源区;深熔过程中锆石的行为直接影响对变质锆石记年地质意义的理解。在含Zr体系下的相平衡模拟显示泥质成分深熔过程中产生熔体的成分在P-T空间中规律变化。温度升高时熔体Zr/Si值、Zr、FeO、MgO以及CaO等含量明显增加,压力较高时K2O含量也随温度升高而明显增加。Na2O含量随温度升高而降低,但随压力升高而增加。压力升高时Al/Si值显著升高。温度较高时Na/(Na+K)等值线较陡,减压熔融过程不会显著改变熔体Na/(Na+K)值,而升温减压过程以及近等压升温过程都会明显降低熔体Na/(Na+K)值。中压时随温度升高熔体Fe/(Fe+Mg)值缓慢升高,而石榴石的生长发育会迅速降低熔体Fe/(Fe+Mg)值。不同温压条件下对应的固相线熔融、白云母脱水熔融以及黑云母脱水熔融形成的熔体成分具有明显差异。对比模拟熔体成分在P-T空间的演化,喜马拉雅地区电气石淡色花岗岩对应熔体的形成温压条件应低于二云母淡色花岗岩,同类型淡色花岗岩之间在形成条件上也可能存在一定差异,并经历了差异性演化过程。含Zr体系下的相平衡关系显示进变过程是消耗锆石的过程,因而在进变过程中变质锆石难以生长,发生深熔作用的岩石中的变质锆石主要在退变过程中形成并记录退变质年龄。熔体丢失相关模拟显示不同温度阶段发生熔体丢失对锆石稳定性的影响不同。温度较低时Zr含量较少的熔体丢失会扩大持续进变过程中锆石的稳定范围,而温度较高时富Zr熔体的丢失会降低持续进变过程中锆石的稳定温度。类似于分离熔融作用的过程最利于残留相中剩余锆石在持续进变过程中的保存。     

山西恒山巨晶状直闪石岩的成因:来自地球化学和Sm-Nd同位素的证据

山西恒山地区的巨晶状直闪石岩由石榴石、直闪石、蓝晶石、十字石、堇青石、石英、金红石、钛铁矿和少量斜长石和普通角闪石组成,岩石SiO2含量类似于中-基性岩,但比后者更富镁铁而贫钙和碱。岩石可分为Ⅰ、Ⅱ两种类型:Ⅰ类直闪石岩含有石榴石变斑晶,并相对低镁、钛和碱,而含有较高铝、铁,其高场强和稀土元素特征类似于岛弧玄武岩,岩石的143Nd/144Nd为0.511361～0.511894,tDM(Nd)=2.39～2.60Ga,Nd同位素特征与五台杂岩中的基性变质岩一致。Ⅱ类直闪石岩富含直闪石,一般不出现石榴石,相对高镁、钛和碱,而含有较低铝和铁,高场强和稀土元素特征类似于大洋中脊拉斑玄武岩。岩相学和地球化学对比表明,本区直闪石岩的原岩是由与五台杂岩变质基性岩类似的火山岩经受海水热液蚀变的产物,这种水热蚀变引起基性岩中钙、碱丢失和镁(铁)富集,并可能形成大量绿泥石等富水矿物。直闪石岩的现有矿物组合是经历高压角闪岩相变质和接续的等温降压作用形成的,其中巨晶结构是由于这种极富流体岩石在峰期之前的前进变质过程中大量脱水所致,与这种大量脱水伴随的变质分异作用导致了直闪石岩成分的进一步改造。     

西大别造山带红安高压榴辉岩的变质演化:岩相学与Na2O-CaO-K2O-FeO-MgO-Al2O3-SiO2-H2O-O(Fe2O3)体系中相平衡关系

西大别造山带红安高压榴辉岩主要矿物为石榴石、绿辉石、冻蓝闪石、石英和绿帘石,有时可见蓝闪石、多硅白云母和钠云母.石榴石具有生长环带且边缘成分变化大,可分为代表峰期的Ⅰ型边(XMg高、Grs低)和受退变质改造的Ⅱ型边(XMg低、Grs高).石榴石内蓝闪石包体发育冻蓝闪石退变边,说明包体不能完全反映进变质条件.基质绿辉石比包体绿辉石Jd含量低,在一个晶体内成分有明显变化和沿解理缝发育冻蓝闪石,显示峰后绿辉石有成分变化和退变质改造.基质中冻蓝闪石晶体较大,核部见有蓝闪石残留,说明二者有成因联系.冻蓝闪石和绿辉石都发育后成合晶结构,石榴石有韭闪石的反应冠状体.在THERMOCALC程序计算的P-T视剖面图中,石榴石Ⅰ型边反映的峰期P-T条件为2.4～2.6GPa、570～585℃,和基质中多硅白云母Si含量等值线限定范围一致,对应硬柱石蓝闪石榴辉岩组合.石榴石Ⅱ型边P-T范围为1.9～2.4GPa、530～570℃,低于峰期条件.在可能的峰后降压过程中,岩石先后主要经历了硬柱石脱水生成绿帘石和蓝闪石、绿辉石退变为冻蓝闪石的反应阶段.绿辉石、冻蓝闪石发育的后成合晶说明晚期退变过程缺乏流体,石榴石的韭闪石冠状体也可能在该阶段产生,都受局部成分域控制.红安高压榴辉岩中各矿物与成分代表不同变质阶段,称其为冻蓝闪石榴辉岩只是对现有主要组成矿物的描述,不是基于共生关系的严格岩石学命名.     

辽阳河栏地区辽河群中变质基性熔岩的锆石U-Pb年龄与形成构造背景

在海城－草河口的北辽河群中分布大量变质基性火山岩和基性岩墙,其中辽阳河栏镇南部大石桥组中的基性火山岩保存有良好的枕状构造。这些变质枕状熔岩化学成分上低碱低钾富铁,具有岛弧拉斑玄武岩的特征,岩石稀土和微量元素特征指示变质枕状熔岩形成于与岛弧相关的构造背景,很可能是弧后盆地环境的产物,而非大陆裂谷。锆石年代学研究显示：变质枕状熔岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄为（1 869±28） Ma;变辉绿岩墙的形成年龄为（1 828±13） Ma,并有一组~2 080 Ma的捕获锆石年龄;花岗伟晶岩锆石U-Pb年龄为（1 869.7±7.6） Ma。结合岩石的产出状态和前人研究资料:推测变质枕状熔岩形成年龄为~1 880 Ma,可以代表北大石桥组的形成时代;花岗伟晶岩的年龄为~1 860 Ma,可作为造山作用结束的标志;变基性岩墙为~1 830 Ma,可作为后造山伸展张裂的标志。     

扬子北缘还是华北东南缘：胶东新元古代花岗片麻岩构造归属新议

苏鲁超高压变质带广泛发育新元古代花岗片麻岩,这些新元古代花岗片麻岩通常被认为与扬子克拉通具有亲缘性。本文基于新的调查资料,综合前人研究成果,提出新元古代花岗岩是华北克拉通新元古代时期大陆裂解产物、并在三叠纪华南与华北碰撞造山期间作为华北板块大陆边缘南向深俯冲的新认识。主要依据如下：(1)新元古代花岗岩与华北克拉通胶北地块为侵入接触关系,五莲-即墨-牟平断裂带并非北苏鲁超高压变质带与胶北地块的初始接触界线;(2)新元古代花岗片麻岩中有大量胶北地块的古老地壳物质,记录了～1.85 Ga的华北克拉通化变质事件;(3)胶北地块上晚侏罗世花岗岩中存在大量新元古代继承锆石,但缺少三叠纪的弧岩浆记录;(4)胶北地块东南缘存在三叠纪角闪岩相变质作用证据,指示胶北地块三叠纪的俯冲作用;(5)区域地球物理信息指示北苏鲁超高压变质带深部地壳属于华北克拉通和北东东向构造线方向。新的认识将有助于对华北克拉通新元古代构造演化和大别-苏鲁造山带形成过程的重新认识,为胶东中生代金成矿作用提供新视野。