变质地质学和前寒武纪地质研究:前言

正沈其韩院士是我国著名地质学家,为变质岩石学、变质地质学和前寒武纪研究做出了重大贡献。在沈先生96华诞和从事地质工作75年之际,我们出版本专辑,以表达对先生的敬仰之情和感激之意,祝先生身体健康、生活愉快、家庭幸福。变质岩石学和变质地质学构成地球科学的重要组成部分,涉及到地球形成演化各个历史时期(例如,已发现4.0Ga变质锆石,青藏高原出露20～30Ma麻粒岩)。前寒武纪是大     

“全国第四届火山学术研讨会”一号通知

为交流我国火山研究与监测方面的成果，迎接在我国举办的国际火山学与地球内部化学协会(IAVCEI)2006年国际学术大会，进一步推动我国火山工作的深入研究和发展，中国灾害防御协会火山专业委员会、中国矿物岩石地球化学学会火山及地球内部化学专业委员会、IUGG中国IAVCEI委员会和广西地震局，定于2005年11月在广西北海市共同主办“全国第四届火山学术研讨会”，欢迎全国同行及有兴趣的各界人士参会。有关事项如下：     

南极乔治王岛长城站地区火山岩中矿物包裹体的研究

本文主要讨论了长城站地区第三纪火山岩系的透辉石和斜长石中熔融包裹体的特征、均一温度、挥发组分、玻璃和子矿物的化学成分。透辉石中熔融包裹体均一温度为1070～1170℃,斜长石中熔融包裹体均一温度m≥1100℃。透辉石和斜长石熔融包裹体气泡中组分CO_2为45～93％,H_2S为微量～35％,CH_4为2～20％和CO为2～14％,少量为N_2,O_2,H_2O和H_2。这些组分从火山喷发早期至晚期呈规律性变化。对熔融包裹体的玻璃和子矿物进行成分测定,其子矿物为钙铁橄榄石。     

华北克拉通阜平杂岩的深熔和混合岩化作用

华北克拉通的阜平杂岩长英质岩石中常产出显著的浅色体、岩脉和花岗岩侵入体,并形成广泛的混合岩化作用。通过矿物自形晶的形成、黑云母向角闪石的转换和大量钠长石净边的出现以及其它与熔体活动有关结构的分析,浅色脉体和混合岩化作用的发生与外来熔体的注入有关。在长英质片麻岩中可出现明显的熔体注入,在一些不易片理化的岩石如石英岩中亦可形成浸染状熔体渗入。熔体汇集可形成浅色体、岩脉,直至花岗岩侵入体。而深熔作用本身形成熔体的作用在本区几乎可以忽略不计。在遭受渗透式混合岩化作用的过程中,岩石成分发生了改变,形成开放系统。随着渗透熔体的结晶,可形成一些岩浆锆石,在副片麻岩中则很容易被当作碎屑锆石。     

通化地区集安群变质表壳岩锆石U-Pb定年、Lu-Hf同位素分析及其构造指示意义

有关胶-辽-吉带巨量变沉积岩系时代与物源归属问题一直存在争议.利用LA-MC-ICP MS技术对出露于该带北段通化地区集安群变质表壳岩、片麻状花岗岩、斑状花岗岩和TTG片麻岩样品开展了锆石U-Pb与Lu-Hf同位素分析.结果显示,集安群变质表壳岩碎屑锆石年龄呈现2.5 Ga与2.1 Ga两个明显的主峰,不同类型变质岩中...     

五台地区滹沱群砾岩物质源区及新太古代地壳生长:花岗岩和石英岩砾石锆石U-Pb年龄与Hf同位素制约

对五台地区滹沱群底部四集庄组砾岩进行了详细研究,并选择其中花岗岩和石英岩砾石进行了锆石U-Pb和Hf同位素分析.2个花岗岩砾石中锆石207Pb/206Pb年龄分别为(2513±8)和(2527±8)Ma,与五台地区王家会灰色相花岗岩和光明寺/石佛花岗岩的侵位时代一致;2个石英岩砾石中锆石207Pb/206Pb年龄主要集中于2550~2490Ma,峰值为~2.5Ga,与五台群高凡亚群石英岩锆石年龄谱特征相似.砾石特征及年龄结果表明,滹沱群底部砾岩的沉积物源区为五台群和五台地区新太古代花岗岩.结合滹沱群底部玄武安山岩的时代((2140±14)Ma),限定滹沱群初始沉积时代为早元古代中期.豆村-东冶亚群中变质玄武岩(2200~2100Ma)具有裂谷火山岩地球化学特征,同时豆村-东冶亚群中碎屑岩和碳酸盐岩沉积于伸展构造环境中.因此,滹沱群豆村-东冶亚群火山沉积岩系与华北克拉通中部早元古代中-晚期(2200~2100Ma)裂谷活动有关,而郭家寨群沉积于裂谷闭合过程或之后.四集庄组砾岩中,花岗岩和石英岩砾石的锆石大多具有正的Hf(t)值,少量锆石的Hf(t)值与同期亏损地幔值相近,多数锆石的亏损地幔模式年龄与锆石U-Pb年龄相差200~100Ma.花岗岩和石英岩的源区为滞留时间较短的地壳(~2.7Ga)部分熔融形成的,同时存在新生地壳或亏损地幔物质的添加.研究进一步表明,华北克拉通经历了多期地壳生长并在新太古代末期初步完成克拉通化.     

阜平杂岩中低品位磁铁矿的形成与深熔作用的关系

在中-高级变质的阜平杂岩中可以形成低品位磁铁矿.除碎屑岩中继承的磁铁矿外,新生变质磁铁矿多呈斑晶,可出现于多种岩石类型,如变基性岩、中性岩、酸性岩和变沉积岩中,表明新生磁铁矿的形成不受层位控制.磁铁矿可由物理重结晶和化学反应2种形式形成,重结晶过程主要为矿物颗粒的加粗,但没有明显的脱水反应.变质化学反应形成的磁铁矿与各单元所经受的后期变质事件改造有关,这类磁铁矿的出现与岩石中TFe的含量没有必然的联系,关键在于变质反应中是否有适量的铁组分的迁移和富集.变质反应过程中,初期黑云母变质转化形成角闪石,即变质反应不全是脱水或吸水过程,表明阜平杂岩主要的变质过程发生在含水体系中.在进一步的变质改造中,黑云母、角闪石可深熔转化形成磁铁矿.在片麻岩的含水熔融过程中,Mg、Ca优先迁移,而Fe(Ti,Al)迁移微弱,造成Fe(Ti,Al)与Mg组分的分离,残留的相对富铁组分形成磁铁矿、钛铁矿.磁铁矿结晶时没有明显的挤压或剪切,张应力可能占主导地位,相应的深熔作用主要发生在构造静应力期或体系略微抬升的过程中.     

内蒙古贺兰山地区古元古代晚期的花岗岩浆事件及其地质意义: 同位素年代学的证据

位于华北克拉通西缘的贺兰山杂岩主要由孔兹岩系和变形花岗岩(正片麻岩)所组成,前者主要由夕线石榴片麻岩、石榴二长片麻岩、变粒岩和少量的大理岩及麻粒岩所组成,后者主要包括黑云斜长片麻岩、石榴子石花岗岩、斑状花岗岩和片麻状变质闪长岩.本文报道了该区变形花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb定年结果.黑云二长片麻岩和石榴子石花岗岩分别形成于2053±58Ma和2047±42Ma,斑状花岗岩和片麻状闪长岩分别在1955Ma和1920Ma侵位.大量的年代学资料表明,在华北克拉通北缘存在一条古元古代晚期的花岗杂岩带,该带中的花岗杂岩主要形成于三个阶段,第一阶段大于2.0Ga,第二阶段主要出现在2.0～1.87Ga期间,第三阶段的花岗杂岩在1.85～1.80Ga期间侵位.年代学研究还表明,古元古代晚期的花岗岩浆作用常常与变质事件紧密相关.     

石榴石-白云母温度计的合理修正

根据大量天然变泥质岩石样品的相关数据, 采用经验标度方法, 修正了石榴石-白云母温度计. 采用非对称Fe-Mg-Mn-Ca石榴石活度模型和对称Fe-Mg白云母活度模型分别描述石榴石、 白云母的非理想混合性质. 所采用变质岩石的变质条件为490( 700℃、 238(1306 MPa. 其中, 以11个氧原子为基础计算的白云母中Fe原子数在0.03(0.19之间、 Mg原子数在0.04(0.16之间, 石榴石Fe/Mg比值在3.387(18.986之间、锰铝榴石分子在0.01(0.289之间、钙铝榴石分子在0.028(0.273之间. 假设压力计算误差为±200 MPa、 白云母中Fe、 Mg分析误差各为±5%, 石榴石中Fe, Mg, Mn, Ca的分析误差各为±5%, 则本文的石榴石-白云母温度计偶然误差为±37℃. 假设白云母中分别含有10, 20, 30, 40, 50%的Fe3+, 则计算得到的温度, 比将白云母中Fe全部作为Fe2+时得到的温度分别低1 ( 6, 2 ( 12, 3 ( 16, 5 ( 24, 7 ( 29℃. 根据修正的温度计计算温度不仅与石榴石-黑云母温度计计算结果十分接近, 并且能准确反映递增变质带、 热接触变质晕等典型变质地质体不同变质地带温度的有规律变化情况. 该温度计使用范围为绿片岩相至角闪岩相的低压至高压变质岩石. 使用该温度计时, 可以将石榴石、 白云母中Fe全部作为Fe2+.     

变质作用精细过程研究进展

主要总结了最近 5年以来，国内外在变质作用精细过程研究若干方面的进展：人们在更细微尺度上，对矿物成分环带、成分梯度等矿物微区成分变化情况有了更深入的研究；发现矿物中不同化学组分抵御变质峰期后降温过程的能力不同；利用矩阵奇异值分解等数学方法定量探讨矿物（组合）之间是否存在质量平衡关系，进而判断矿物（组合）之间的平衡-非平衡关系；开始尝试恢复变质峰期后发生分解反应或纯转换反应的变质高峰期矿物的原始成分；出现了不依赖于矿物热力学数据和矿物活度模型的高精度相对温压计；补偿规则引入了矿物速率计，速率计计算结果更直观；最近发展的 Ms sbauer谱新技术，可以在小至50×30μm²的区域里实现铁镁质矿物原位（insitu）Fe ^3＋含量的分析；使用激光探针等离子体质谱法、激光探针 ⁴⁰ Ar／³⁹ Ar法、电子探针测年法、二次离子质谱法等新方法，实现对常见变质矿物的原位定年，使得变质作用较完整过程的连续定年成为可能。今后的发展方向至少有四个方面：深化并且充分利用已有的矿物微区成分分析方法和放射性微区测年方法，洞悉变质过程中的各种微观-超微观现象，探讨变质反应速率；研究不同大地构造环境的变质作用特征；实施大量的高精度矿物相平衡逆转实验，以获取高精度矿物热力学数据，进一步发展矿物固溶体热力学；采用岩石学实验模拟岩石变质过程，深入研究变质反应动力学。