胶东海阳所超镁铁岩中强亲铁元素的地球化学特征及其构造环境探讨

强亲铁元素与亲石元素具有不同的地球化学行为，因此能够从不同的角度为造山带中超镁铁岩的成因及演化提供重要信息。位于苏鲁造山带东北端的胶东海阳所超镁铁岩主要由橄榄岩和辉石岩组成，它们常以团块状赋存于花岗质片麻岩中。虽然前人对这些超镁铁岩已经开展大量岩石学研究，但关于其成因及构造属性仍存在较大争议。本文开展了海阳所超镁铁岩的全岩主微量元素、强亲铁元素及Re-Os同位素的分析工作，结果显示蛇纹石化橄榄岩具有较高的MgO和Fe₂O₃^T含量，较低的Al₂O₃、TiO₂和CaO含量，明显富集流体迁移元素（U、Pb），亏损高场强元素（Zr、Hf），强亲铁元素没有发生明显分异，但Ru显示正异常，表明海阳所蛇纹石化橄榄岩是经历了低-中等程度部分熔融及熔/流体交代作用影响的残余地幔橄榄岩。海阳所辉石岩的主量元素表现出明显的结晶分异特征，稀土元素较原始地幔富集，铂族元素（PGEs）含量较低且发生了明显的分异，表明辉石岩的地幔源区经历过高程度的部分熔融和硫化物的分离。海阳所蛇纹石化橄榄岩的Os同位素地球化学特征表现出大洋亲和性，与辉石岩不具有熔体-残留体的关系。由于该地区发育较深层次的韧性剪切带，蛇纹石化橄榄岩中的橄榄石与辉石表现出韧性变形的特征，同时有辉石岩侵入到橄榄岩的现象，表明该地区的蛇纹石化地幔橄榄岩与辉石岩既不同时，也不同源，因此，暗示了该套岩石组合可能形成于大洋核杂岩（OCC）与洋脊型蛇绿岩（MOR）堆晶岩交互发育环境。     

胶东海阳所堆积辉长岩的变质反应结构、石榴石形成及P—T演化

海阳所堆积辉长岩由橄长岩、橄榄辉长岩和辉长岩组成。在橄长岩和橄榄辉长岩中发育有典型的变质反应结构：主要为橄榄石与斜长石之间形成由斜方辉石、尖晶石、角闪石和石榴石等矿物组成的多期次次变边，并有三个不同世代变质矿物，早期Cpx＋Opx＋Spl，中期Amp，晚期Grt；期次是钛铁矿与斜长石之间形成石榴石次变边，相对比较简单，只有一个世代变质矿物，为Grt＋Amp＋Rut或Grt＋Rut岩中石榴石是通过斜长石与角闪石或斜长石与钛铁矿之间的变质反应形成的，虽为峰值变质作用的产物，但变质反应的期次及类型不同导致了所形成石榴石的温度和压力有所不同。堆积辉长岩形成演化的温压计算表明，堆积辉长岩在经过近等压降温的岩浆作用之后的变质作用早期，仍为近等压降温，而晚期则表现为近等温升压。这一特殊的P－T演化可能反映了堆积辉长冷侵位与深俯冲特征。     

胶东海阳所斜长角闪岩的锆石 U-Pb 年龄——多期变质作用对锆石不一致线年龄影响的实例

胶东海阳所胶南群斜长角闪岩中的锆石有2类：（1）捕掳晶锆石，它给出2149Ma 的207Pb/206Pb 年龄，证明该区存在有早元古基底；（2）岩浆结晶锆石，它的不一致线上下交点年龄分别为1784±11Ma和448±13Ma。然而该锆石在晋宁期和印支期曾发生2次铅丢失事件，从而使其下交点年龄（448±13Ma）无地质意义。其上交点年龄指示了该锆石的最小结晶时代，它表明在18亿年时该地区曾有一次玄武质火山岩事件。     

苏鲁超高压变质带中海阳所地区变基性岩的地球化学性质及变质演化特征

苏鲁超高压变质带的海阳所地区广泛分布各类变基性岩,它们主要由"红眼圈"结构的变辉长岩、(石榴)斜长角闪岩组成,且以透镜状或似层状赋存于片麻岩中。根据主量元素和微量元素特征,可将海阳所地区变基性岩划分为两种类型:第一类(A组)样品轻稀土相对富集,其稀土元素配分曲线具有右倾型的特征,微量元素具有Nb、Ta、Zr、Hf、Ti的明显负异常,其蛛网图配分曲线微弱右倾,类似于岛弧玄武岩IAB的特征;第二类(B组)样品稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图配分曲线均相对平坦,Nb、Ta、Zr、Hf、Ti略微亏损,与洋中脊玄武岩E-MORB具有一定的相似性。所有变基性岩样品均属于拉斑玄武岩系列,成因类型部分与岛弧环境相关,另一部分则可能与洋中脊环境关系密切。根据岩相学、矿物相转变、变质反应以及温压条件估算的综合研究结果,识别出海阳所变基性岩可能经历了两期变质作用,其中第一期中-高压麻粒岩相变质作用(M1)的标志性矿物组合以基质中保存的粗粒石榴石(Grt1)+粗粒单斜辉石(Cpx1)+粗粒斜长石(Pl1)±石英(Qtz)组合为特征,形成的温压条件为T=725~845℃、P=9.5~12.4kbar;第二期峰期高压麻粒岩相变质阶段(M12)以发育"红眼圈"结构为特征,典型的矿物组合为新生的细粒石榴石(Grt12)+单斜辉石(Cpx12)+斜长石(Pl12)±石英(Qtz),形成的温压条件为T=765~845℃、P=14.8~17.5kbar,而峰后角闪岩相退变质阶段(M12)以形成低温退变质矿物组合绿色角闪石(Amp22)+斜长石(Pl22)±石英(Qtz)±石榴石(Grt22)为特征,形成的温压条件为T=575~680℃、P=6.0~8.0kbar。第二期变质演化P-T轨迹具有近等温降压至减压冷却的顺时针型式。海阳所变基性岩记录的多期变质演化的信息及其P-T条件与苏鲁-大别超高压变质带存在明显差异。结合以往变基性岩新太古代-古元古代原岩年龄信息,可以判断海阳所地区的变基性岩可能来自于华北克拉通东南缘胶北地体的古老变质基底,并卷入苏鲁-大别地体中-晚三叠世造山事件中。这一重要成果对于揭示海阳所及其邻区变基性岩和围岩的成因、胶北地体古老基底的形成演化过程以及重塑苏鲁-大别超高压变质带的构造演化模式具有重要的科学意义。