川西花岗- 伟晶岩型锂矿科学钻探：科学问题和科学意义

松潘-甘孜造山带是一条锂-铍-钽稀有元素超常富集的地带。针对锂矿资源上游勘探开发的瓶颈,实施川西锂矿3000m科学钻探,穿过变质岩、伟晶岩和花岗岩,建立多学科地壳锂柱。围绕"花岗-伟晶岩型锂矿的构造成因"、"与锂矿有关的花岗岩属性和成因类型"、"花岗岩与伟晶岩的关系及分异作用"、"稀有金属的"源-运-储-剥"过程"、"变形-变质-岩浆-成矿的造山过程:从热量耗损到锂的富集",以及"含稀有元素极端条件下微生物的特异性、多样性及与深度关系"等关键科学问题,实现为锂矿的找矿突破提供构造背景、制约要素、参考数据和科学依据,为找矿远景预测靶区提供科学标志,并力图建立创新性锂矿成因理论,具有重要的科学意义和应用价值。     

High- and Ultrahigh-pressure Metamorphism and Retrogressive Textures of Gneiss in the Donghai Area

In the gneisses from the drillhole ZK2304 of the Donghai area, there have been preserved high- and ultrahigh-pressure metamorphic mineral assemblages, a series of complicated retrogressive textures and relevant metamorphic reactions. In addition to garnet, jadeititic-clinopyroxene and rutile, other peak stage (M₂) minerals in some gneisses include phengite, aragonite and coesite or quartz pseudomorphs after coesite. The typical peak-stage mineral assemblages in gneisses are characterized by garnet + jadeitic-clinopyroxene + rutile + coesite, garnet + jadeitic-clinopyroxene + phengite + rutile ± coesite and garnet + jadeitic-clinopyroxene + aragonite + rutile ± coesite. The grossular content (Gro) in garnet is high and may reach 50.1 mol%. The SiO₂ content of phengite ranges from 54.37% to 54.84% with 3.54–3.57 p.f.u. Quartz pseudomorphs after coesite occur as inclusions in garnet. The gneisses of the Donghai area have been subjected to multistage recrystallization and exhibit a closewise P-T evolutional path characterized by the near-isothermal decompression. The inclusion assemblage (Hb+Ep+Bi+Pl+Qz) within garnet and other minerals has recorded a pre-peak stage (M₁) epidote amphibole fades metamorphic event. High- and ultrahigh-pressure peak metamorphism (M₂) took place at T=750–860°C and P>2.7 GPa. The symplectitic assemblages after garnet, jadeitic-clinopyroxene and rutile imply a near-isothermal decompression metamorphism (M₃, M₄) during the rapid exhumation. Several lines of evidence of petrography and metamorphic reactions indicate that both gneisses and eclogites have experienced ultrahigh-pressure metamorphism in the Donghai area. This research may be of great significance for an in-depth study of the metamorphism and tectonic evolution in the Su-Lu ultrahigh-pressure metamorphic belt.     

大别山霓辉花岗片麻岩中磁铁矿的形成

大别山含霓辉碱性花岗片麻岩主要表现为超高压榴辉岩相变质之后的退变质组合,具有特征的浅色体、暗色体两部分,在浅色体中含有磁铁矿自形晶。而且,随着后期变形-变质改造程度的增大,可以形成碱长片麻岩、甚至石榴云母片岩,这种变化同时表现在矿物组合和多种矿物的成分方面:霓辉石趋于消失、斜长石An牌号逐步升高、云母和磷灰石的成分逐渐调整。榴辉岩相花岗片麻岩的退变至少可划分出两个阶段:早期"干"退变形成霓辉石和随后磁铁矿的产出,磁铁矿的形成与相对弱应变体系中特殊的流体成分造成的退变改造有关,随着变形强度的增大和以水为主的流体挥发分的介入,逐步形成普通的云母片岩。     

内蒙古西部巴彦乌拉山地区花岗闪长岩质片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄

巴彦乌拉山位于内蒙古西部阿拉善盟境内,该区出露的地层以片麻岩为主,夹斜长角闪岩。由于无确切的同位素年龄资料熏这套岩石时代的归属一直存在不同认识。本文最近获得的花岗闪长质片麻岩的单颗粒锆石U-Pb法年龄为(2082±22)Ma,是迄今为止该区获得的较为可靠的直接测年数据。这将改变原认为这套片麻岩形成于太古宙的认识,对该区区域地质调查和矿产勘查评价具重要意义。     

Nd、Sr同位素组成对中国大陆科学钻探工程主孔0～2000米片麻岩原岩成因的制约

中国大陆科学钻探工程主孔0～2000岩芯段的片麻岩包括二长花岗质片麻岩和斜长片麻岩两类,其中的Sr同位素组成与元素Rb的丰度关系显示原岩侵位后发生过强烈的Rb加入事件,说明Rb-Sr同位素体系在超高压变质和随后的退变质作用过程中受到了明显的扰动.相反,Sm-Nd同位素体系尚保持着封闭状态,可有效地示踪原岩的成因.二长花岗片麻岩的εNd(t)值较低,变化范围也不大(-8.2～-13.0),它们的Nd同位素模式年龄(TDM)主要介于2.25到2.54 Ga之间,远大于其原岩的实际侵位年龄,指示其原岩可能是由古元古代的地壳物质在新元古代部分熔融形成的.而斜长片麻岩的εNd(t)值变化范围广,从 1.3到-9.4.其中采自大套斜长片麻岩段的样品其εNd(t)值从-3.0到-9.4,它们的Nd同位素模式年龄介于2.1～2.4 Ga,与二长花岗片麻岩的TDM值类似,该类岩石的地球化学特征总体类似于扬子地台北缘新元古代双峰式火山岩的酸性端元,指示它们的原岩可能是在新元古代由地幔来源的玄武岩浆上升到地壳层位,引起成分不均一的古元古代地壳物质发生部分熔融形成的,其中可能混入了少量地幔来源的物质.而采自变镁铁质岩"夹层"中的斜长片麻岩显示出接近球粒陨石的Nd同位素特征(εNd(t)= 1.3～-2.6),类似或略低于邻近的榴辉岩和斜长角闪岩围岩的Nd同位素组成及大别山-苏鲁造山带内大多数榴辉岩的Nd同位素组成,指示它们与这些变镁铁质岩之间可能有成因联系.它们的Nd同位素模式年龄(TDM=1.28-1.60 Ga)虽然早于其原岩的侵位年龄,但明显小于花岗片麻岩及大套斜长片麻岩的TDM值.我们倾向于认为这些"薄层"状的斜长片麻岩的原岩是由玄武岩浆派生的,伴有一定程度的地壳混染.     

苏鲁造山带胶南区段片麻岩原岩的成因:地球化学及Nd同位素证据

出露于苏鲁造山带胶南区段的片麻岩主要包括三种类型黑云斜长片麻岩、二长花岗片麻岩和A型花岗质片麻岩,地球化学判别结果表明它们的原岩均为火成岩.不同类型片麻岩的地球化学特征各不相同,反映它们的原岩具有不同的形成与演化历史.其中黑云斜长片麻岩以负Eu异常弱,甚至出现明显的正异常(δEu=0.60～1.45)、强的Ba正异常、无明显的Sr异常为特征而明显不同于其它类型的片麻岩.其地球化学的总体特征类似于扬子克拉通北缘新元古代双峰式火山岩的酸性端元;与黑云斜长片麻岩类似,二长花岗片麻岩中轻、重稀土元素之间的分馏程度也较强(LaN/YbN=6.3～17.2),但以强的负Eu异常(δEu=0.27～0.54)、强的Sr负异常和弱的Ba负异常为特征明显不同于黑云斜长片麻岩;A型花岗片麻岩的稀土模式及蛛网图的形态类似于二长花岗片麻岩,所不同的是前者Nb、Ta负异常相对较弱.区内几种类型片麻岩的εNd(t)值差别不大,反映它们的原岩之间可能有一定的成因联系.它们的Nd同位素模式年龄TDM都集中在2.0Ga左右,表明它们的源区主要为早元古代的地壳物质,且岩性比较均一.推测二长花岗片麻岩与黑云斜长片麻岩的原岩是同源异相,而A型花岗岩是在大规模Ⅰ型花岗质岩浆形成后,由脱水的紫苏辉石质残留下地壳物质再次发生部分熔融形成的.     

深部岩浆流动形成的岩石的特征及其与糜棱岩、片麻岩的比较——以华北北缘隆化地区古生代晚期大光顶岩体为例

在片麻岩地区识别后期侵位的岩浆的流动特征,识别岩浆流动形成的岩浆岩、变质作用形成的片麻岩、韧性变形条件下形成的糜棱岩三者的差异和进行野外、室内不同环境下的判别,是现代岩石学、构造地质学需要重新审视的问题。通过对华北北缘大光顶岩体的塑性流动特征、相关的后期叠加韧性变形特征和区域变质片麻岩特征的比较,结合国内外对于岩浆塑性变形(magmatic flow)与韧性变形(solid-state flow)的比较研究,分析了在强变质岩石中如何分析和识别出岩浆的流动,这些岩浆的流动并不是区域变质作用形成的,也不是高温环境下韧性变形作用形成的,而是形成于岩浆侵位后期的冷却结晶作用。对于如何识别和分析岩浆流动提出了野外和室内的标志。     

内蒙古大青山古元古代造山带中-下地壳深熔流变研究

内蒙古大青山地区是典型的早前寒武纪造山带根部岩石出露区,大量下地壳高级变质-深熔岩石中保留了丰富的流变构造样式,是开展部分熔融岩石流变行为研究的天然实验室。本文对内蒙古大青山地区雪海沟和大庙-忽鸡沟构造带内变形岩石开展了宏观、微观构造解析、EBSD组构以及锆石U-Pb年代学研究,并结合前人研究成果,考查了不同构造层次、不同熔融程度岩石的流变特征及其与造山过程的耦合关系。研究结果表明,雪海沟至大庙-忽鸡沟地区体现了造山带地壳结构层次由深至浅的特点。深部构造层次（雪海沟）高级深熔条件下,宏观上以各种形式的浅色脉体参与岩石流变,深熔熔体夹矿物颗粒流形成网状的断续条带状构造。微观上斜长石受扩散蠕变、颗粒边界滑移和颗粒流动影响,一般没有明显的晶内变形组构,CPO（晶格优选方位）发育不明显。在中深部构造层次（大庙-忽鸡沟）深熔作用相对较弱,宏观上形成平行片麻理的较规则条纹/条带构造。微观上斜长石发生位错蠕变,CPO发育明显。此外,角闪石在不同构造层次下均表现出位错蠕变特征,结晶优选方向受深熔作用影响不大。上述变形样式和机制,体现了造山带根部高级变质-深熔岩石在固-液两相介质中,发生水平层状粘-塑性流动变形特点。随后深熔岩石的塑性流动变形伴随加厚地壳的伸展减薄-隆升过程而逐渐硬化并遭受剥露。

     

蒙古-鄂霍茨克洋南向俯冲: 小兴安岭西北部落马湖群中三叠世岩浆记录

小兴安岭西北部出露的落马湖群被认为是兴安地块新元古代变质基底的组成部分。通过对卧都河乡附近的落马湖群黑云角闪斜长片麻岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得246±1 Ma形成年龄,认为落马湖群是一套包含不同时代地质体的构造杂岩。黑云角闪斜长片麻岩的岩相学及岩石地球化学研究表明,其原岩为基性岩浆岩,具有较高的MgO、TFeO含量及Mg#值,相对富Na2O,低K2O,中等的Cr、Ni、Co含量,与下地壳平均成分类似;富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr、Th,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P、Hf;锆石原位εHf（t）值介于+9.55~+14.43之间,Hf同位素单阶段模式年龄（tDM1）和二阶段模式年龄（tDM2）分别介于319~520 Ma和350~666 Ma之间,Hf同位素组成与中亚造山带兴安岛弧显生宙火成岩中锆石Hf同位素组成类似;岩浆源自"水化"古生代多宝山岛弧带增生岩石圈地幔的部分熔融并有陆壳物质混染,与蒙古-鄂霍茨克洋板块南向俯冲有关,可能受到北北东向陆内转换构造带控制。     

垭口片麻岩的主要岩石化学特征

出露于川西滇中地区的垭口片麻岩及相应岩石是一套英云闪长质-奥长花岗质(为主)-花岗闪长质片麻岩(灰色片麻岩即TTG岩套)和花岗质片麻岩组合,后者可能是前者活化时遭受钾长石化的结果。其常量元素、过渡金属元素和稀土元素特征与早前寒武纪低铝型灰色片麻岩一致,是本区晚太古代结晶基底(花岗地体)。