新时代花岗岩的新理论：花岗岩四阶段理论探讨

花岗岩的成因既是古老的问题,也是当前急迫的科学前沿。100年前花岗岩的火成论与变成论之争,以火成论压倒变成论而收兵。近百年的研究证明,火成论并非完美,关键是玄武岩浆分离结晶成花岗岩的机理受到严峻的挑战。而今,花岗岩源自下地壳变质出熔已经成为不争的事实,说明花岗岩的源头是变质岩。关于花岗岩成因的理论很多,经过多年的筛选,可能花岗岩形成的四阶段理论(从产生、分凝、上升到侵位)是比较合适的。在对该理论详细研究的基础上,本文提出了一个新的花岗岩四阶段理论：从产生、形成、上升到侵位。这是对花岗岩形成过程的描述。如果强调花岗岩形成的机理,则可表述为从出熔、聚集、上升到侵位。四个阶段分为两段：产生和形成(出熔和聚集)是升温过程;上升和侵位是降温过程。该理论的核心是本文提出的“下地壳岩浆房”的猜想,这指的是由部分熔融产生的熔体经聚集形成的巨大空间。首先,这个猜想解决了下地壳岩浆的空间占位问题。由于下地壳原地部分熔融熔出的产物(熔体+残留体)仅仅是物质组成形式发生了变化,不存在空间占位问题,下地壳总体积基本不变。只要存在持续的地幔加热过程,岩浆房体积可以逐渐增大一直到变得非常大。其次,关于花岗岩上升的驱...     

基性麻粒岩造岩矿物微量元素再分配特征及其对变质历史的指示作用:以胶北地体高压麻粒岩为例

高级变质岩的变质历史是反演地壳构造-热事件的重要依据,然而高温扩散和重结晶作用能够改造造岩矿物中的主量元素分布,这对峰期变质温压条件的反演产生很不利的影响。相对于主量元素,微量元素,尤其是离子半径较大的REE,由于其在晶格中的扩散速率远小于主量元素,在高级叠加变质过程有可能记录前期变质作用。本文以胶北地体的高压基性麻粒岩为研究对象,通过详细的岩相学和矿物化学分析,初步解析了变质重结晶过程中的矿物微量元素再分配特征及其对变质作用的指示意义。岩相学上的证据表明这些样品经历了麻粒岩相变质和后期重结晶作用。单矿物的原位化学成分分析,峰期矿物石榴石、单斜辉石的主量元素Mg、Fe、Ca等二价阳离子分布均一,但部分稀土元素及微量元素则表现出钟形剖面环带分布,暗示主量元素遭受到成份扩散及重结晶所致的元素再分配,微量元素可记录峰期历史。结合主、微量元素温压计,我们分别估算了胶东基性高压麻粒岩的峰期(828℃、1.27GPa)和中压麻粒岩相退变质温压条件(810~840℃、0.6~1.0GPa),并推测其后期经历过角闪岩相退变质叠加。结合前人的年代学工作,我们认为该基性麻粒岩经历了近等温快速减压的变质历史。     

河北大庙斜长岩杂岩体锆石U-Pb年龄及其地质意义

河北承德大庙斜长岩杂岩体是我国唯一的岩体型斜长岩。为了确定杂岩体的形成时代,作者从杂岩体主要组成岩石——苏长岩、纹长二长岩中选取锆石作U-Pb年龄测定,所获得的结晶年龄分别是1693±7 Ma、1715±6 Ma。这些锆石U-Pb年龄数据说明,大庙斜长岩杂岩体的侵位至少持续了约20 Ma。大庙斜长岩杂岩体和密云奥长环斑花岗岩、长城系大红峪组钾质火山岩,以及广泛发育的基性岩墙群一起可能代表华北陆块1750～1650 Ma大陆裂解事件的岩浆作用产物。     

华北中北部高级变质岩区的构造区划及其晚太古代构造演化

通过区域构造编图及重点地段的详细研究,在华北克拉通中北部识别出一条ＮＮＥ向的构造带——龙泉关－桑干带,它以大规模的韧性剪切带网络、重熔钾质花岗岩带、数量众多的高压麻粒岩构造透镜体或岩片为特征。剪切带以低角度逆冲为主,矿物拉伸线理指示运动方向为ＮＷ－ＳＥ向。这些剪切带造成东西两侧基底杂岩与表壳岩系包括孔兹岩系的广泛构造叠置,以及高压麻粒岩的近等温减压上隆。从更大的范围看,龙泉关－桑干带处于鄂尔多斯克拉通和阜平－赞皇克拉通之间,并且被五台－吕梁裂谷型绿岩带截切或不整合覆盖。该带应形成于晚太古代,记录了上述两个克拉通斜向拼合的构造过程     

对于点苍山-石鼓变质带区域划分的意见

在以往的研究中,点苍山和哀牢山被认为是同一个变质带。对石鼓带的划分也有很大争议。本文通过岩石学和同位素年代学的研究,认为点苍山和石鼓变质带同为扬子基底的一部分,应属于滇东变质区。它们是在元谋-大红山群之上发育的一套中晚元古变质岩带,具陆内地台型火山-沉积的特点。     

怀安蔓菁沟早前寒武纪高压麻粒岩混杂岩带地质特征,岩石学和同位素…

华北克通北缘中段怀安蔓菁沟高压麻粒岩混杂岩带产在太古宙怀安杂岩南缘与花岗岩带交界处,由高压其性麻粒岩,辉长质麻粒岩,英云闪长质麻粒岩和少量夕线石榴片麻岩相间排列的席状岩层物估算的早期高压变质作用条件：Ｔ＝８００Ｃ,Ｐ＞１．４ＧＰａ。环绕斑晶的后成合晶反应边矿物组合的变质条件为：Ｔ＝８２０Ｃ,Ｐ为０．７－０．９ＧＰａ。全岩Ｓｍ－Ｎｄ等时时线年龄２．６５Ｇａ,矿物Ｓｍ－Ｎｄ等年龄１．８２Ｇａ,锆石Ｕ－     

甘肃老虎山闪长岩的地球化学特征及其成因

位于北祁连造山带东端的老虎山闪长岩侵位在晚奥陶统阴沟群砂板岩中,闪长岩的单颗粒锆石Ｕ－Ｐｂ年龄为４２３．５±２．８Ｍａ,是中志留世侵位的。老虎山闪长岩属于钙碱性岩系,富集ＬＲＥＥ和大离子亲石元素（ＬＩＬＥ）,Ｃｅ／Ｙｂ比值大于１３,Ｔｈ／Ｔａ比值大（１３～４２）,在微量元素分布图中呈现明显的Ｎｂ负异常,具岛弧或活动陆缘环境的特征。虽然老虎山闪长岩具有岛弧地球化学特征,但并不能认为它就产于岛弧环境,因为,在奥陶纪末期,早古生代的北祁连洋盆已经发生闭合,华北板块与柴达木板块已发生碰撞。因此,老虎山闪长岩是造山后侵位的,其成因可能与岩石圈拆沉作用有关。     

山西吕梁地区古元古界小两岭组火山岩地球化学特征及其地质意义

山西吕梁地区古元古界小两岭组火山岩角度不整合于华北克拉通结晶基底之上,主要由玄武-安山岩、英安-流纹岩组成,SiO2含量57%～63%的火山岩很少.岩石富集大离子亲石元素（Ba、K等）和轻稀土元素,相对亏损高场强元素（Nb、Ta等）.主、微量元素及Nd同位素地球化学特征表明：玄武-安山岩与英安-流纹岩为同源岩浆产物,成分间隙的产生由分离结晶作用导致;岛弧型火山岩地球化学特征产生的原因主要不是由于地壳的混染,而是继承于受俯冲组分改造的岩石圈富集地幔.对小两岭组顶部流纹岩中的锆石进行激光探针等离子体质谱（LA-ICP-MS）年龄测试,表明火山岩形成于1779±20Ma（^207Ph/^206Pb）.通过对小两岭组火山岩与熊耳群火山岩的地层层位、岩相学、地球化学和Nd同位素特征的对比,以及年代学方面的证据,表明小两岭组火山岩与熊耳群火山岩相当,是同期岩浆活动在不同空间的产物,都形成于大陆裂谷环境,可能与地幔柱有关.     

华北克拉通北缘中生代花岗岩：从碰撞后到非造山

根据岩石地球化学特征,可以将华北克拉通北缘的中生代花岗岩类划分为钙碱性和高钾钙碱笥花岗岩、强过铝质淡色花岗岩、高锶花岗岩、碱质A型花岗岩和碱性花岗岩五个类型。强过铝质淡色花岗岩起源于泥砂质变沉积岩在地壳加厚和隆升过程中的减压脱水熔融;高锶花岗岩起源于强烈加厚陆壳的下部或壳幔过渡带的中酸性或基性岩石脱水部分熔融;碱质A型花岗岩和碱性花岗岩均为岩石圈伸展背景下的岩浆作用产物,但后者明确指示区域岩石圈已处于板内裂谷状态。在区域地质演化总体框架下,中生代各类型花岗质岩浆活动的时间序列,明确反映出区域地球动力学背景从碰撞后到非造山的演化过程：钙碱性和高钾钙碱性花岗岩＋强过铝质淡色花岗岩＋高锶花岗岩＋碱质A型花岗岩构成碰撞后花岗岩套,而碱性花岗岩＋碱质A型花岗岩则构成板内非造山花岗岩套。区域花岗岩浆活动的演化表明,华北克拉通北缘地区中生代重大构造 转折应发生在160－150Ma之间。在160Ma以前的中生代早中期,区域岩石圈仍处于碰撞后前期的强烈加厚的过程之中,该时期以出现大量的高锶花岗岩和少量过铝质淡色花岗岩为特征;150－110Ma期间为碰撞后晚期的区域岩石圈强烈伸展时期,该时期则以高锶花岗岩侵位事件的急剧减少和碱质A型花岗岩大量出现为特征。在大约110Ma左右,区域岩石圈基本减薄到正常厚度（35－40km）,并进入板内非造山的裂谷阶段,此时以出现碱性花岗岩为特征。研究认为,贯穿整个碰撞后阶段的钙碱性和高钾钙碱性花岗岩之所以具有消减带岩浆的地球化学特征,是因为它们继承了碰撞前西伯利亚板块向华北板块消减阶段及同碰撞阶段已经活化的源区（包括富集的地幔楔及下地壳）性质。