东天山板块缝合带石炭纪火山岩地球化学和Sr-Nd同位素特征及其大地构造意义

对东天山沿康古尔塔格缝合带分布的企鹅山群和梧桐窝子组火山岩的地球化学特征及Rb-Sr和Sm-Nd同位素进行了系统研究。结果显示：企鹅山群火山岩富集LREE,Eu异常变化较大（从明显负异常到微弱正异常）,富集Sr、Ba和U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Zr、Ti等高场强元素,Sr-Nd同位素特征是I_Sr=0.703 97~0.704 26,ε_Nd(t)=5.61~6.99,具有亏损地幔性质,表明其岩浆源区可能来自古生代期间被古亚洲洋俯冲板片释放的流体/熔体交代过的岩石圈地幔楔;梧桐窝子组玄武岩富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素,而高场强元素没有明显负异常,样品的ε_Nd值都在9以上,I_Sr(330 Ma)为0.704 71~0.705 33,表明梧桐窝子组玄武岩可能来自亏损的软流圈地幔的部分熔融。企鹅山群和梧桐窝子组火山岩在Zr-Zr/Y判别图解中分别落在岛弧拉斑玄武岩（IAB）和板内玄武岩（WPB）范围内,表明企鹅山群可能为准噶尔洋盆向南俯冲形成的石炭纪岛弧火山岩,而梧桐窝子组火山岩可能形成于在弧后盆地的基础上拉张为裂陷槽的伸展环境。     

太行山南段西安里早白垩世角闪辉长岩的成因: 锆石U-Pb年龄、Hf同位素和岩石地球化学证据

介绍了太行山南段西安里岩体角闪辉长岩的锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素以及岩石地球化学资料, 以便对该类岩石的成因给予制约.西安里岩体主要由一套含橄榄石角闪辉长岩-角闪闪长岩-闪长岩构成.角闪辉长岩中的锆石自形程度较高, 内部结构均匀, 呈条痕状吸收, Th/U值介于1.44~2.85之间, 表现出岩浆成因特征, 其206Pb/238U年龄介于135~127 Ma之间, 15个点的加权平均年龄为131±1 Ma, 即角闪辉长岩形成于早白垩世; 锆石的ε_Hf(t)值介于-23.5~-19.2之间.角闪辉长岩中SiO₂=50.27%~50.89%, Mg#=0.76~0.78, Na₂O/K₂O=2.18~2.37, 富含过渡族元素Sc (19.2~20.3)×10-6、Cr (939~1 050)×10-6、Co (54.6~58.2)×10-6、Ni (645~718)×10-6.同时角闪辉长岩相对富含大离子亲石元素(LILEs, 如Cs、Ba、Sr)和轻稀土元素(LREEs)、强烈亏损高场强元素(HFSEs, 如Nb、Ta、Zr、Hf)和重稀土元素(HREEs).结合角闪辉长岩中纯橄岩包体和橄榄石捕虏晶的矿物化学和地球化学研究, 认为西安里角闪辉长岩是拆沉的陆壳物质熔融的熔体与地幔橄榄岩反应的产物.      

西大别造山带夏店岩体锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其A型花岗岩的厘定

对西大别造山带夏店岩体进行了系统的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年、岩石地球化学研究,发现该岩体化学成分具富硅、碱,贫钙、镁、铝等特点;岩石轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,轻重稀土元素分馏明显,Eu亏损明显;Rb、K、Th等大离子亲石元素和Pb元素富集,Ta、Nb、Ti等高场强元素亏损和Sr、Ba元素亏损;岩石成因类型上属于A型花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示夏店岩体~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为130.0±1.8 Ma,代表岩体的结晶年龄,显示该岩体为早白垩世岩浆活动的产物。夏店岩体A型花岗岩形成于造山期后环境,预示着桐柏-大别造山带板内演化阶段的到来。     

大别山北麓四面山含榴混合花岗岩地球化学特征及地质意义

四面山含榴混合花岗岩位于大别山北麓,主要为二长花岗质混合脉体。本文研究了该岩体的岩石学、地球化学特征并分析了岩石成因。结果表明,四面山含榴混合花岗岩具有高硅富碱的特征,整体属于准铝质到弱过铝质的高钾钙碱性花岗岩,但局部可能混合岩化不均匀;岩石富集Ba、Th、K而亏损Nb、Sr、P、Ti等元素;稀土总量(ΣREE)为115.05×10~(-6)~430.85×10~(-6),轻稀土元素相对富集,铕负异常整体不明显。初步研究表明,四面山含榴混合花岗岩是超高压地体折返到中下地壳,在拆沉、底侵等因素影响下经部分熔融形成的。     

Mesozoic basin-fill records in south foot of the Dabie Mountains: Implication for Dabie Orogenic attributes

For the Triassic continental collision, subduction and orogenesis in the Dabie-Sulu belt, a lot of data on petrology, geochemistry and chronology have been published[1]. However, so far no depositional records on the Triassic syn-collisional orogenesis of…     

大别山中生代构造演化:来自盆地充填记录的启示

通过对大别山周缘盆地的对比分析,研究了大别山中生代构造演化格局。盆地充填序列分析表明,尽管中生代大别山南、北盆山耦合关系不同,但构造体制均经历了前白垩纪挠曲向白垩纪伸展的转化;砂岩物源再造反映中生代南大别山源区剥露尚未大规模触及岩浆弧“根”,剥露深度浅于北大别单元。大别山邻区晚中生代巨厚磨拉石是陆内造山强烈阶段的沉积记录,它们的产出及相关的造山带隆升与该区超高压变质岩快速折返没有直接关系。进一步讨论了恢复大别山物源结构、建立盆地类磨拉石精细地层年代学格架等在造山带构造研究中的重要性及其现存的关键问题。     

大别造山带中上地壳变形特征——皖中张八岭地区印支—燕山早期构造变形研究

张八岭构造带是大别造山带的一部分,是造山带中上地壳出露地区。通过运用构造-地层学的理论和方法,以及对张八岭地区1：5万地质填图资料的分析和典型地区的构造解剖,认为：区内张八岭(岩)群与南华系—震旦系及其以上地层之间不存在强烈的构造运动界面,其作为大别造山带的组成部分发生了强烈的变形作用;印支—燕山早期区内主要存在3期构造变形：早期为一系列呈NXVW、近EW向的紧闭同斜褶皱,中期以韧性剪切带发育为特征,晚期以NW向SE的逆冲推覆作用伴生NNE向为主的宽缓褶皱。三期变形相互叠加,形成区内基本构造格架。伴随着扬子地块向华北地块的俯冲与碰撞,中上部地壳发生褶皱、逆冲推覆(前缘滑覆)作用等,三期变形为一递进变形过程。     

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。     

大别山超高压变质岩的冷却史及折返机制

大别山超高压变质岩及其围岩 T-t 冷却曲线显示了超高压变质岩的冷却史从800℃到300℃经历了三个阶段:两次快速冷却(226±3Ma 到219±7Ma 期间从800℃到500℃的第一次快速冷却,180～170Ma 期间从450℃到300℃的第二次快速冷却)和介于二者之间的等温过程。这一具有两次快速冷却的 T-t 曲线已被近年来获得的高精度金红石 U-Pb 年龄(218±1.2Ma)(Li et al.,2003),高压变质和退变质独居石 Th-Pb 年龄(Ayers et al.,2002),和强面理化榴辉岩二次多硅白云母的Rh-Sr 年龄(182.7±3.6Ma)(Li et al.,2001)所证实。超高压变质岩的二次快速冷却事件反映了二次快速抬升过程。在东秦岭及苏鲁地体东端发育的同碰撞花岗岩 U-Ph 年龄为225～205Ma,与超高压变质岩第一次快速冷却时代吻合。考虑到同碰撞花岗岩与俯冲板片断离的成因联系,这种时代耦合关系表明俯冲板片断离可能是超高压变质岩第一次快速抬升和冷却的重要机制之一。大别山 Pb 同位素填图揭示出南大别带超高压变质岩具有高放射成因 Pb 特征,因而源于俯冲的上地壳;而北大别带超高压变质岩具有低放射成因 Pb 特征,源于俯冲长英质下地壳。这表明在陆壳俯冲过程中上、下地壳之间可发生挤离(detachment)或脱耦(decoupling)。已有实验证明脱耦的上地壳在俯冲过程中可沿挤离面逆冲抬升(Chemenda et al.,1995)。同理,由于俯冲镁铁质下地壳在大别山没有出露,可以推测俯冲长英质下地壳和镁铁质下地壳之间也最终发生了挤离或脱耦。大陆岩石圈在不同深度存在若干低粘度带(Meissner and Mooney,1998)是上述俯冲陆壳分层脱耦现象发生的依据。因此,俯冲上地壳及部分长英质下地壳的第一次快速抬升折返是俯冲过程中大陆地壳内部分层脱耦和俯冲板片断离的综合结果。上述过程只能使已脱耦的上地壳及部分长英质下地壳抬升折返,而未与俯冲岩石圈脱耦的下地壳在板片断离后仍可继续俯冲。俯冲板片断离后,两大陆块在晚三叠世和早-中侏罗世继续汇聚,导致华南陆块下地壳继续俯冲,及已经脱耦并折返至中上地壳的超高压岩片向北仰冲。这一仰冲可能是导致超高压变质岩第二次快速抬升的重要机制。强面理化榴辉岩二次多硅白云母的 Rb-Sr 年龄(182.7±3.6Ma)可能记录了这一超高压岩片仰冲事件发生的时代。惠兰山基性麻粒岩年代学研究揭示了罗田穹隆在早白垩世的快速抬升,与此同时大别山发生了大规模岩浆事件。山体快速抬升与大规模岩浆事件的耦合关系指示了大别造山带早白垩世的去根作用,或岩石圈拆离事件。伴随这一山体快速抬升,大别山超高压变质岩开始大面积出露地表。     

大别造山带天柱山燕山期中酸性岩浆岩元素和同位素地球化学研究

大别-苏鲁造山带中生代岩浆岩的物质来源和成因机制,是大陆碰撞造山带研究的热点和前沿问题之一。本文通过对大别造山带天柱山燕山期中酸性岩进行全岩主量和微量元素以及放射成因同位素、单矿物氧同位素分析,指示这些碰撞后岩浆岩是俯冲陆壳物质再循环的产物。研究发现,这些中酸性岩表现出明显的轻稀土富集、高场强元素Nb、Ta和Ti负异常以及Pb正异常。它们都具有较高的Sr同位素初始比值(0．7062-0．7083)和较低的εNd(t)值(-17．1--19．7),与北大别杂岩的变化范围一致。单矿物氧同位素变化范围较大(石英:7．48-9．16‰,钾长石:3．76-7．80‰,斜长石:2．06- 6．96‰,锆石:4．16-5．83‰),大多数样品锆石具有与正常地慢锆石(5．3±0．3‰)一致的δ18O值。大多数样品的石英-锆石之间达到并保存了岩浆结晶时的氧同位素平衡分馏,而其它矿物(如钾长石、斜长石、黑云母和角闪石)与锆石之间大多表现为明显的氧同位素不平衡分馏,表明它们受到了岩浆期后亚固相水-岩相互作用的扰动。元素、Sr-Nd同位素和锆石氧同位素特征表明,大别山中生代中性岩可能是由加厚的扬子板块基性下地壳脱水部分熔融并经结晶分异形成的,花岗岩是由化学组成类似于北大别TTG片麻岩的中性下地壳脱水部分熔融形成的。