秦岭造山带中部两河口岩体花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及地质意义

北秦岭两河口岩体位于太白地区,侵位于秦岭群杂岩中,主要岩性为眼球状花岗岩、片麻状花岗岩和二长花岗岩。 本文研究的眼球状花岗岩和片麻状花岗岩的结晶年龄分别为928±19 Ma 和940±12 Ma,岩石中还保留古元古代至中元古代的 继承锆石。眼球状花岗岩含有富铝矿物石榴子石和白云母。岩石的A/CNK 多大于1.1,具有高Si、富铝的特征,属于高钾钙 碱性系列。岩石轻、重稀土分馏明显,具有中等负Eu 异常。岩石富集大离子亲石元素（Rb, Ba, K 等）、亏损高场强元素 （Nb, Ta, Ti 等）,具有明显的Ba, P, Sr 负异常。矿物学和地球化学特征显示眼球状花岗岩和片麻状花岗岩为S 型花岗岩。两河 口岩体初始Sr 同位素组成变化大,87Sr/86Sr(t)=0.701067~0.739451,具有较低的εNd(t)=-5.7~-3.3, 两阶段Nd 模式年龄为TDM2= 1.9~2.1 Ga。样品具有高的放射成因Pb 同位素组成,指示两河口岩体是壳源成因岩石,其源岩可能为秦岭群斜长角闪岩和 片麻岩。结合区域地质背景,认为两河口岩体源于新元古代陆壳碰撞晚期的构造转换阶段古老中下地壳的熔融作用,是对 Rodinia 超大陆汇聚事件的响应。     

新疆库米什变质地体研究

新疆库米什地区的变质杂岩,过去曾被认为是泥盆系地层和海西期花岗岩体。本文研究表明,该杂岩体的诸方面特征与其周围古生代岩块存在明显差异,而与塔里木克拉通北缘库鲁克塔格地区的托格拉克布拉克群可以对比。实际上,库米什变质杂岩并非泥盆系地层和海西期花岗岩体。而是天山造山带中的前寒武纪变质地体,是因弧后扩张从塔里木克拉通北缘裂解出来的大陆碎块。     

大湖塘钨矿区岩浆岩黑云母的成分特征及其成矿指示意义

大湖塘钨矿床是赣北地区近年来发现的超大型钨-多金属矿床,矿区内岩浆岩十分发育,且均含黑云母。按照黑云母的产出特征,大湖塘矿区岩浆黑云母可分为晋宁期花岗闪长岩中黑云母(类型一)、燕山期似斑状花岗岩中黑云母(类型二)、燕山期细粒花岗岩中黑云母(类型三)3种类型。对3类黑云母的电子探针和LA-ICP-MS分析结果显示,3类黑云母属于铁云母到铁叶云母,富F贫Cl,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K和高场强元素Ta、Nb、Ti等。综合对比显示,与钨成矿相关的燕山期似斑状花岗岩中的黑云母(类型二)具有较低的X_(Mg)值和Fe~(3+)/Fe~(2+)值、较高的Cl含量、∑REE浓度和LREE/HREE值,可作为含钨岩浆岩的成矿专属性指标。     

大别超高压变质带的进变质、超高压和退变质时代的准确限定:以双河大理岩中榴辉岩锆石SHRIMP U-Pb定年为例

在大别超高压变质带的双河地区存在一种特殊类型的榴辉岩,该类榴辉岩主要以似层状、条带状以及不规则透镜体赋存于大理岩中。矿物组成主要为石榴石、绿辉石以及少量的金红石、白云石、菱镁矿等。沿石榴石和绿辉石边缘常退变为角闪石+斜长石等,有的岩石完全退变为斜长角闪岩。激光拉曼和阴极发光综合分析表明,该类榴辉岩中的锆石可划分为两种类型:继承性碎屑锆石和变质锆石。继承性碎屑锆石十分少见,阴极发光图象具有明显的双层结构,即强发光的核和弱发光的边,核部和边部的包体矿物分别为Pl+Ap和Qtz+Pl。SHRIMP U-Pb定年结果表明。继承性碎屑锆石核部记录的207Pb／206Pb年龄为2701±15Ma,Th/U比值明显偏高为1．05,稀土元素配分模式显示重稀土明显富集,具有典型岩浆结晶锆石的特点;边部记录的207Pb／206Pb年龄为1801±12Ma-1753±22Ma,Th／U比值则明显偏低,为0．19-0．22之间,稀土元素配分模式显示重稀土相对平坦,具有典型变质锆石的特点。上述特征表明该类继承性碎屑锆石可能来源于太古代的基底,并经历了早元古代变质热事件的改造。新生的变质锆石无论是矿物包体还是阴极发光图象均与继承性碎屑锆石存在明显差异。有的变质增生锆石具有弱发光的核(阴极发光图象呈灰色)和强发光的边(阴极发光图象呈白色)。核部包体矿物组合为Qtz +Grt+Omp+Phe+Dol+Ap,具有典型石英榴辉岩相矿物组合特征,而边部则保存含柯石英的超高压包体矿物组合Coe+Grt +Omp+Mgs+Arg+Ap,表明该类锆石的核部和边部分别形成于俯冲进变质阶段和超高压变质阶段。另一部分变质增生锆石具有强发光的核(阴极发光图象呈白色)和弱发光的边(阴极发光图象呈黑色)。核部保存的标志性超高压包体矿物组合为Coe+Grt+Omp+Mgs+Arg+Ap,边部则保存Qtz+Cal等退变矿物组合,有的则缺乏矿物包体,表明该类锆石自超高压变质阶段开始生长,并经历了后期退变质作用的改造。从不同微区矿物包体组合的性质及其转变特征可以明显看出,自石英榴辉岩相进变质阶段到超高压峰期变质阶段存在下列转变反应:Qtz→Coe和Dol→Mgs+Arg;而自超高压峰期变质阶段到后期退变质阶段则存在下列退变反应:Coe→Qtz和Arg→Cal。SHRIMP U-Pb定年结果表明,含石英榴辉岩相矿物包体的锆石微区记录的206Pb／238U年龄为249-241Ma,加权平均值为244±4Ma,代表了深俯冲石英榴辉岩相进变质阶段的变质年龄;含柯石英等超高压矿物包体的锆石微区记录的206Pb／238U年龄为239-231Ma,加权平均值为234±3Ma,代表超高压阶段的峰期变质年龄;而含石英和方解石的退变边记录的206Pb／238U年龄为219-211Ma,加权平均值为216±6Ma,应代表后期折返阶段的角闪岩相退变质年龄。上述两类变质增生锆石微区的Th／U比值和稀土元素配分模式十分相似,Th／U比值变化于0．02- 0．18之间,稀土元素配分模式显示重稀土相对平坦,稀土元素总量明显低于继承性碎屑锆石,具有典型变质锆石的特点。根据锆石微区矿物包体的化学成分,采用Grt-Omp和Grt-Omp-Phe温压计,结合前人的变质反应实验资料的综合分析,确定榴辉岩的原岩在深俯冲过程的石英榴辉岩相进变质阶段的变质温压条件为T=588-668℃,P=1．7-1．8GPa;超高压峰期阶段的温压条件为T=784-849℃,P>5．5GPa;而构造折返过程中角闪岩相退变质阶段的温压条件为T=550-720℃,P=0．8～1．4GPa。由此可见,大别超高压变质岩的原岩——元古代(部分可能为太古代)的陆壳物质在早三叠纪发生俯冲至55- 60km深处,并经历了石英榴辉岩相变质作用。随后这些变质岩石继续深俯冲至165～175km的地幔深处,于中三叠纪发生了超高压变质作用,石英榴辉岩相矿物组合转变为超高压榴辉岩相矿物组合。最后这些超高压变质岩石发生构造折返,至晚三叠纪抬升到约30km的中下地壳深度,并经历了角闪岩相退变质作用的改造,超高压榴辉岩相矿物组合退变为角闪岩相矿物组合。由此推断,大别超高压变质带俯冲和折返速率分别为11-12km Myr-1和7．5-8．1km Myr-1。该项成果不仅确定了大别超高压变质地体的石英榴辉岩相进变质-超高压榴辉岩相峰期变质-角闪岩相退变质的年代谱系,而且对于重塑大别超高压变质地体的快速俯冲-折返的动力学模式有着重要的科学意义。     

昆仑山深部结构与造山机制

本文根据INDEPTH-Ⅳ剖面所做的地质?地球物理探测所取得的资料,进行综合研究,提出了一个新的昆仑山造山模式,论述了:(1)在早二叠世松潘—甘孜洋向昆仑—柴达木地块下俯冲使地块南缘形成陆缘弧和弧后拉张区,使昆仑—柴达木地块在持续碰撞挤压过程中,分别形成了造山带与古近—新近纪盆地的不同构造演化特征;(2)昆仑地段老结晶基底在地块对挤中不断向上抬升成山,同时又受到强烈剥蚀,使老结晶基底及深成岩呈现在地表;南昆仑地块则沿昆仑地块中央断裂向北逆冲到北昆仑地块之上,断裂深10 km;昆仑地块没有发生向北逆冲推覆到柴达木地块上;(3)昆仑地块地壳增厚主要发生在中地壳(6.2~6.6 km/s),是中基性岩石层的增厚;(4)柴达木盆地作为昆仑弧弧后拉张地带,随昆仑造山隆升而下沉,新生界陆相沉积达12~14 km厚,由“沉积”与“挤入”两个作用造成了地壳增厚;结晶基底发生断陷形成新裂谷,裂谷宽度约12 km,深度约4 km,导电带显示裂谷通过断裂与深部发生热流体联系;(5)再次确定了,柴达木盆地莫霍界面深52 km,昆仑山的莫霍界面深65~70 km,莫霍界面台阶位于格尔木附近(185 km距离处);(6)松潘—甘孜地体复理石层厚度为10~14 km,其下面的6.2~6.3 km/s 均匀速度层(同时有高导电性显示)是本地块所特有,推测为残留洋壳的堆积,约15 km厚;浅层通过古近—新近系风火山推覆系增厚,另在中地壳部位挤入了15 km厚岩层;(7)否定了亚洲岩石圈地幔向柴达木地块地幔岩石圈之下俯冲的模式,提出印度大陆地幔岩石圈从高喜马拉雅下拆离成两层,并沿高原地壳底部向北伸展,直到中祁连山之下,成为高原南北对挤过程中岩石圈地幔长度调节的新方式?     

A transitional eclogite- to high pressure granulite-facies overprint on coesite–eclogite at Taohang in the Sulu ultrahigh-pressure terrane, Eastern China

A transitional eclogite- to high-pressure granulite-facies paragenesis (Omp+Pl+Qtz±Grt) after peak coesite–eclogite facies metamorphism and predating the later amphibolite-facies overprint is identified in coesite–eclogite from the Taohang area of the Sulu ultrahigh-pressure (UHP) terrane in eastern China. These minerals were equilibrated at 17 kbar and 820°C. This reveals that fluid infiltration might activate retrograde recrystallisation even at a deep level during the exhumation process of the UHP rocks. The tectono-metamorphic significance of the unusually high pressure overprint is also discussed.     

Large areal extent of ultrahigh-pressure metamorphism in the Sulu ultrahigh-pressure terrane of East China: new implications from coesite and omphacite inclusions in zircon of granitic gneiss

Coesite and omphacite inclusions have been identified for the first time as minute inclusions in zircon from amphibolite-facies granitic orthogneiss in the Sulu ultrahigh-pressure (UHP) metamorphic terrane of eastern China by Raman spectroscopy and microprobe analyses. The occurrences of these minerals in the voluminous granitic gneiss of Sulu support a regional and pervasive UHP metamorphic event that predated regional amphibolitic retrogression. Taking into account the widespread discoveries of coesite in other lithologies, we thus conclude that a substantial crustal component in the Sulu UHP metamorphic terrane appears to have shared a common history of Triassic subduction to mantle depths and later exhumation.     

弹性波反射法在探测软弱层中的应用

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青藏高原主要地体地壳短缩作用研究现状及存在的问题

在对喜马拉雅、拉萨和羌塘3个地体已有的有关地壳短缩研究成果系统分析的基础上,对3个地体进行了平衡剖面恢复：北羌塘侏罗系短缩率为25.18%,南羌塘短缩率为33.57%;对拉萨地体南段(措勤盆地南部坳褶带)上白垩统恢复得出其短缩率为20.68%,北段中部坳褶带到班公湖-怒江缝合带南缘短缩率为25.3%;地处特提斯喜马拉雅地体东段的郎杰学地体三叠系短缩率达75%,大于前人研究的特提斯喜马拉雅56%~60%的短缩率。通过对比,对3个地体短缩变形的规律进行了分析,认为各地体内部短缩作用并不是一个连续均匀的过程,陆内变形主要是通过稳定地体边界和大型逆冲构造带来吸收的;拉萨地体和羌塘地体新生代内部变形较小。     

松潘-甘孜褶皱带南部上三叠统物源及构造抬升: 碎屑锆石年代学和Hf同位素证据

碎屑锆石年代学不但能够限定地层沉积开始的最大时限,还能为示踪沉积物源区提供关键信息。中国西南部的松潘-甘孜褶皱带广泛出露一套巨厚的三叠纪复理石沉积,其物源区和可能存在的同期抬升与剥蚀历史并未得到很好约束。本文获得的松潘-甘孜褶皱带南部雅江地区上三叠统四套地层（由老至新分别为侏倭组、新都桥组、两河口组和雅江组）5件砂岩样品的碎屑锆石U-Pb年龄和锆石Hf同位素数据表明,最年轻锆石年龄指示侏倭组从~229Ma后开始沉积,新都桥组则从~223Ma后开始沉积。碎屑锆石年龄频谱图显示四套地层都具有中奥陶世-早泥盆世（465~398Ma）和中二叠世-晚三叠世（271~225Ma）的年龄峰。除两河口组外的其他三套地层还具有较强的古元古代（1.90~1.86Ga）和新元古代（872~712Ma）的年龄峰。锆石Hf同位素显示松潘-甘孜褶皱带南部上三叠统小于300Ma的锆石颗粒主要来自峨眉山大火成岩省和义敦岩浆弧。本文物源区示踪结果表明,华南板块和义敦地体可能为松潘-甘孜褶皱带南部地层的主要物源区。晚三叠世由于周缘地体的强烈汇聚,松潘-甘孜褶皱带在小于~18Myr的时间内经历了快速的隆升和剥蚀作用,剥蚀产生的碎屑物质被搬运至四川盆地的西缘再沉积。