中国大陆科学钻探（CCSD）主孔超高压变质岩副矿物锆石中的流体包裹体研究

中国大陆科学钻探工程主孔位于苏鲁超高压变质地体南部,钻孔穿过的超高压岩石主要有榴辉岩、正、副片麻岩、石榴橄榄岩、角闪岩,以及少量片岩和石英岩。锆石是超高压岩石中的常见副矿物,按成因可以分为原岩锆石、变质(增生)锆石和新生锆石。这三类锆石中普遍含有矿物包体和少量流体包裹体,它们记录了超高压岩石经历的进变质、超高压变质和退变质期间流体作用的信息。锆石中的流体包裹体具有以下特征:(1)原岩锆石核部常见原生H2O和H2O-CO2包裹体,H2O包裹体的组成和盐度变化较大;而沿原岩锆石裂隙有时还有次生H2O-CO2和(或)CO2包裹体;(2)在变质锆石或锆石的变质增生带(幔部或边部)仅偶尔发现与超高压矿物包体共生的H2O-CO2包裹体;(3)榴辉岩,特别是片麻岩可以含大量微粒新生锆石,其中偶尔可见低盐度的H2O±CO2包裹体;(4)锆石中流体包裹体的丰度与主岩氧同位素值存在一定相关性:即具有很低δ18O值的岩石所含锆石中流体包裹体特别丰富,而具有正常氧同位素组成的岩石中锆石很少或不合流体包裹体;结合原岩锆石、变质锆石和新生锆石中均有中低盐度的H2O和H2O-CO2包裹体存在,反映了在大陆深俯冲-折返过程中变质流体具有继承性。H2O和H2O-CO2包裹体的等容线全都从根据矿物温压计获得的变质峰期压力-温度区间下部通过,推测在进变质-超高压变质峰期捕获的流体包裹体随后受到了改造。在进变质-超高压变质和退变质期间变质流体的存在促进了原岩锆石不同程度地受到溶蚀、变质增生和变质锆石、新生锆石的形成。     

大陆俯冲带的深部流体及变质化学地球动力学 ——以苏鲁超高压变质带为例

通过苏鲁超高压变质带的岩石学、矿物化学、地球化学和年代学研究,在大陆俯冲带深部流体与变质化学地球动力学方面取得了重要的创新性成果。研究证明大陆俯冲带的深部流体是高氧逸度、富硅酸盐的超临界流体,揭示出超高压变质极端条件下的流体－矿物(岩石)相互作用可以导致不活动元素发生溶解和迁移,可以导致金红石的Nb/Ta之间发生强烈的分异,提出俯冲到地幔深处的超高压榴辉岩是地球内部“隐藏”的超球粒陨石Nb/Ta比值的物质源区,与低球粒陨石Nb/Ta比值的物质源区大陆地壳和亏损地幔在化学成分上形成互补。     

胶东金矿成矿流体性质及其地质意义

胶东地区重要金矿床是以硫化物石英脉为主的和以硫化物蚀变岩为主的两类,对它们的成矿流体组分和温压条件等方面的研究表明,其含矿流体均起源于下地壳,为玄武岩浆底热提供热( 部分流体)作用形成;其含矿流体上升演化成矿过程表现:以硫化物石英脉为主的金矿床是在相对稳定的环境下含矿流体降温降压结晶分异成矿,而以硫化物蚀变岩为主的金矿床则是流体发生沸腾作用成矿;成矿过程的温-压(能量)演化轨迹显示,大型矿床具有完整的P-T演化轨迹或具有沸腾特征,相对小的矿床一般不具完整的P-T轨迹.这项研究对深入认识胶东金矿成因及成矿规律具有重要的价值.     

江西东乡铜矿流体包裹体研究

本文主要对江西东乡铜矿成矿流体进行研究,探讨其成矿机制,分析成矿流体性质以及成矿流体来源。通过石英中流体包裹体的岩相学研究和显微测温可以发现,第一阶段石英中流体包裹体的温度介于144~195℃,流体盐度0.35%~4.95% NaCleqv,第二阶段的流体温度有所升高,均一温度193~298℃,盐度1.40%~6.59% NaCleqv。第三阶段属于成矿期流体,捕获了富气相、富液相和含子晶三相包裹体,其端员均一温度主要在300~340℃和280~320℃之间,盐度介于0.35%~5.86% NaCleqv和29.4%~41.9% NaCleqv之间。激光拉曼探针分析表明,拉曼探针分析反映了前两个阶段流体挥发份主要为水蒸气。第三阶段石英中流体包裹体的气相成分含有H₂O、CO₂和CH₄。流体包裹体研究表明,东乡铜矿第三阶段的流体包裹体发生了明显的沸腾作用,因此,减压沸腾可能是导致流体中金属元素卸载的主要因素。同时,第三阶段流体的H-O同位素特征显示东乡铜矿具有岩浆水特征。     

环东冈瓦纳大陆周缘的古生代造山作用:东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群的岩石学和年代学证据

喜马拉雅造山带东端的南迦巴瓦岩群是高喜马拉雅结晶岩系的一部分,主要由麻粒岩相和角闪岩相变质的片麻岩、斜长角闪岩、片岩和钙硅酸盐岩组成.长英质片麻岩主要由斜长石、钾长石、石英、石榴石、黑云母和褐帘石组成.片麻岩中的锆石具有核一边结构,由一个大的继承岩浆核和一个窄的变质生长边组成.锆石岩浆核具同心韵律环带.其REE配分模式以HREE富集和负Eu异常为特征,并具有高的Th/U比值.锆石U-Pb年代分析表明,这种继承岩浆锆石给出的加权平均年龄为490～500Ma.地球化学特征表明,这些片麻岩的原岩是花岗岩和花岗闪长岩,形成在俯冲带的岩浆弧构造环境.钙硅酸盐岩中的锆石具有高级变质岩中变质生长锆石的典型特征,即具有相对较低的REE含量,不明显的负Eu异常和较低的Th/U比值.变质锆石所获得的U-Pb加权平均年龄为505Ma.本文和现有的研究结果表明,喜马拉雅造山带是一个复合造山带,它经历了古生代的原始造山作用,在新生代印度与欧亚板块的碰撞过程中发生了再造山作用.喜马拉的古生代造山带作用是原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲和亚洲微陆块(包括拉萨和羌塘地块)增生的结果,是在冈瓦纳大陆拼合之后其边缘发生的安底斯型造山作用,因此,它并不属于在冈瓦纳超大陆聚合过程中陆-陆碰撞形成的泛非造山带.     

缅甸硬玉岩中的流体包裹体

缅甸硬玉岩是世界上最大和最重要的玉石矿床之一,位于印度板块和欧亚板块之间的新特提斯洋缝合带中。研究表明,缅甸硬玉岩是新特提斯洋壳俯冲过程中橄榄岩经高压变质、交代作用形成的。对不同变质程度缅甸硬玉岩样品中的流体包裹体的研究表明,缅甸硬玉岩中含有4种类型的流体包裹体:1不含或含少量甲烷的低盐度水溶液包裹体(Ⅰ型),呈孤立状或小群(簇状)产于硬玉晶体核部,或沿着硬玉晶体的生长环带分布,具有原生生长结构;2含石盐子晶的H2O+Na Cl±CH4三相包裹体(Ⅱ型);3纯甲烷(CH4)包裹体(Ⅲ型),可以细分为高密度(Ⅲa)和低密度(Ⅲb)两种;4气相或空包裹体(Ⅳ型)。研究表明,缅甸硬玉岩及其相关岩石在形成和演化过程中发生了多期次流体交代事件。硬玉形成过程中,交代橄榄岩的流体相可能来自海水。首次在缅甸硬玉岩中识别出高盐度的含水包裹体和高密度的含CH4包裹体。高盐度的含水包裹体可能与硬玉岩重结晶过程相关,而高密度的CH4流体可能为俯冲板片的上地幔楔中超基性岩蛇纹石化过程的副产物。计算的流体包裹体等容线表明,硬玉岩演化过程中这些流体包裹体发生了不同程度的再平衡。     

山东沂水太古宙蔡峪和大山岩体SHRIMP锆石年代学

本文首次报道了山东沂水蔡峪岩体和大山岩体锆石 SHRIMP 测年结果。结果显示,蔡峪岩体的侵位(或结晶)年龄为 2562±14 Ma(12个点的~(207)Pb/~(206)Pb 年龄平均值,95％置信度误差,下同),MSWD=4.5;大山岩体的侵位(或结晶)年龄为 2545±10 Ma(10个点),MSWD=6.1。两个岩体的岩相学、岩石化学和地球化学有所差别,但都属于该区同一岩体群,时代为新太古代。蔡峪岩体和大山岩体变质年龄分别为 2518±13 Ma和 2508±5Ma,它们曾分别遭受过麻粒岩相和角闪岩相变质作用,对应的是太古宙末期一次重要的变质构造事件。两个岩体中均含有数量不等、时代不同的古老残余锆石,其中在蔡峪岩体中获得 2.64～2.69 Ga、2.70 Ga、2.82 Ga、2.93 Ga和 3.07 Ga 5 组年龄,在大山岩体的残留锆石中获得 2.63～2.67 Ga和 2.82 Ga两组年龄。2.93 Ga和 3.07 Ga古老残余锆石的发现,进一步证明本区确有中太古亩地体的存在,这对探讨本区太古宙地壳演化具有重要意义。     

中国大陆科学钻探（CCSD）高压超高压变质岩中石英脉流体包裹体初步研究

初步的岩相学和冷热台显微测温表明，CCSDHP—UHP岩石中石英脉和后期碳酸盐脉中含有3种流体包裹体：盐水溶液(NaCl-H2O)包裹体(Ⅰ类)、NaCl-CaCl2-H20(Ⅱ类)和N2-CH4纯气相(Ⅲ类)包裹体，其中Ⅰ类盐水溶液包裹体可进一步分为中高盐度盐水溶液包裹体(Ia)、中等盐度盐水溶液包裹体(Ib)和低盐度盐水溶液包裹体(Ic)，而Ⅲ类为CCSD中首次发现：Ia、Ib和Ⅱ型流体包裹体主要以原生或假次生形式赋存在榴辉岩的石英脉或石英颗粒中，在角闪岩相的片麻岩及其石英脉中均未观察到，显示它们可能主要被捕获于榴辉岩的减压重结晶或退变质阶段，而Ic型包裹体分布广泛，表明其主体可能是在超高压变质岩折返过程的最晚阶段捕获的；N2-CH4纯气相包裹体均为原生包裹体，主要呈孤立和小群状与Ia和Ib类包裹体分布于榴辉岩中条带状石英脉中，可能主要是在高压-超高压榴辉岩相变质条件下被捕获的；CCSD榴辉岩中石英脉的主体形成于板块折返有关的减压重结晶和退变质，而片麻岩中石英脉则主要来源于角闪岩相及其后期退变质作用；榴辉岩和片麻岩中石英脉流体包裹体的组成和地球化学特征存在明显区别，但它们各自相似于其寄主岩石中的石英颗粒中包裹体，说明CCSD中HP—UHP岩石在板块折返过程中释放出的变质流体没有经过大规模的迁移。     

南苏鲁超高压变质带东海地区富钛榴辉岩及金红石矿的成因

苏鲁超高压变质带南部的东海地区有富Fe—Ti的钛铁矿榴辉岩和富Ti的金红石榴辉岩。富Fe—Ti榴辉岩的次要矿物主要由钛铁矿和钛磁铁矿组成，可舍少量金红石，具有很低的Si02（38．0％-42．3％）、Na20＋K20（0．48％～2．13％）和Zr、Nb、Ta、Ba、1Kb、REE含量，很高的FeO（18．24％-25．33％）、V和Co含量，并具有不同程度的LREE亏损、明显的正Eu异常；富Ti金红石榴辉岩舍有丰富的金红石和磷灰石，SiO2含量范围（38．0％-54．8％）较宽，FeO含量较低，P2O5含量较高（可达4．1％），而X-TiO2与P205含量具正相关性。相对于原始地慢岩．富Ti金红石榴辉岩具有Rb、Th、K、Nb、Pr、Nd、Eu、Ti、Lu的负异常和Ba、Sr、Zr的正异常．并具相对较高的IKEE含量，LREE富集和HREE亏损的1KEE分配型式。岩石学和地球化学特征揭示，Fe—Ti榴辉岩的原岩是变质的Fe—Ti辉长岩，是基性岩浆强烈分离结晶作用形成的超基性-基性-中酸性层状侵入体的特征组成部分。