苏鲁超高压地体部分熔融时间的厘定：荣成花岗质片麻岩中浅色条带的锆石U-Pb定年、微量元素和Lu-Hf同位素证据

威海-荣成地区混合岩化花岗质片麻岩为研究超高压地体折返过程中的部分熔融提供了理想的窗口。本文通过对荣成地区鲍村花岗质片麻岩中浅色条带野外观察、岩相学以及锆石的CL图像、U-Pb定年、微量元素和Lu-Hf同位素的系统研究表明,鲍村花岗质片麻岩中的浅色条带为部分熔融的产物,其主要矿物组成为石英+斜长石+钾长石+黑云母。锆石CL图像显示清楚的核-边结构:继承岩浆核和新生岩浆边。继承核的206Pb/238U协和年龄为620±8～784±7Ma(Mean=701±33Ma);具有典型的岩浆锆石的微量元素特征,如重稀土(HREE)和Y富集,强烈的正Ce异常和负Eu异常,以及极低的(Gd/Lu)N和Hf/Y比值;εHf(t=700Ma)值为-13.0～-8.0(Mean=-10.9±0.8),相应的tDM2为2120～2429Ma(Mean=2303±51Ma)。新生边的206Pb/238U协和年龄为211±6～244±5Ma(226±10Ma);虽然微量元素的整体含量低于继承核,但也具有岩浆锆石的微量元素特征,如稀土元素配分模式显示HREE明显上翘的特征,正Ce异常和负Eu异常,以及极低的(Gd/Lu)N比值;εHf(t=225Ma)值为-17.3～-14.2(Mean=-15.2±0.6),相应的tDM2为2152～2347Ma(Mean=2214±33Ma)。上述特征表明,部分熔融的原岩是由古元古代(2.2～2.3Ga)的地壳物质在新元古代(701±33Ma)重熔而成,部分熔融可能发生在超高压地体折返早期的热折返阶段(榴辉岩相-高压麻粒岩相条件下),时代应为226±10Ma。威海-荣成混合岩化片麻岩内广泛发育的富含钾长石和石英的酸性岩脉(约220～210Ma),可能为折返晚期的角闪岩相冷凝阶段,部分熔融形成的熔体经历了结晶分异作用的产物。     

苏鲁造山带胶东区段花岗片麻岩类的常量与微量元素地球化学：扬子克拉通北缘新元古代活动大陆边缘的证据

胶东东部地区的基底片麻岩以牟平-海阳断裂为界,两侧在岩性组合和地球化学性质上完全不同,本文认为该断裂应代表苏鲁造山带的西北边界（北段）。断裂西侧岩性包括花岗闪长质、奥长花岗质和花岗质,地球化学上表现为低硅（SiO2：64．16～71．76％）、高铝（Al2O3=15．60-18．51％）、显著的Ba和Sr正异常、强烈的稀土元素分馏程度（LaN／YbN=15．77～68．19）和贫重稀土元素（YbN=2．9-4．4）、Eu异常不明显（δEu=0．86～1．02）,具典型的太古代高铝TTG岩石组合的特征。而东侧新元古代的基底片麻岩从地球化学上可分为高钾的Ⅰ型花岗质片麻岩和富钠的A型花岗质片麻岩。前者总体表现为富钾（K2O／Na2O比接近或大于1）和亚铝质,强烈亏损Sr、Nb和Ta,轻稀土元素之间的分馏程度强（LaN／SmN=4．21～5．37）,而重稀土元素之间几乎无分馏（GdN／YbN：0．78～1．54）,负Eu异常较强（δEu=0．47～0．61）,岩石地球化学特征显示它们的原岩类似于活动大陆边缘的Ⅰ型花岗岩类。而后者则以偏碱和富钠（Na2O／K2O=1．06～1.77）,高Y（20.4～52．9μg／g）、Zr（218～39μg/g）、Ga（18．8～22．9μg／g）及稀土元素丰度为特征,稀土元素分馏程度强（LaN／YbN=11．30～19．09）,弱到中等程度的负Eu异常（δEu=0．94～0．65）,强烈亏损Sr为显著特征,Nb和Ta相对于La也强烈亏损,而Ba则表现出明显的正异常。推测Ⅰ型花岗岩是在与俯冲有关的构造环境下,压力0．8～1．0Gpa条件下,由受俯冲板片脱水交代的镁铁质下地壳（26～33km）部分熔融形成的。而A型花岗岩则是在Ⅰ型花岗质岩浆形成后,由脱水的紫苏辉石质残留下地壳在温度大于900℃的条件下再一次部分熔融形成的。相对于Ⅰ型花岗岩,A型花岗岩中可能有更多的大洋岩石圈的组份被卷入。     

山东即墨马连山地区新元古代花岗质片麻岩捕掳体的发现及其地质意义

在苏鲁造山带中段即墨马连山地区新发现的花岗质片麻岩组合,为亚铝质-弱过铝质高钾钙碱性花岗岩类.呈捕掳体形体赋存于中生代崂山花岗岩中,普遍含有大理岩、变粒岩、片岩类等表壳岩包体.采用LA-MC-ICP-MS技术,对岩石中的锆石进行了U-Pb同位素测定,测得黑云二长花岗质片麻岩样品(D04)的206pb/238U年龄,其中15个数据的加权平均值为770.2±2.4 Ma(n=15,MSWD=0.14),该年龄解释为原岩的形成时代.含石榴二长花岗质片麻岩样品(D0501)的206pb/238U年龄为784.3±6.6 Ma和930±5 Ma,其中8个数据的加权平均值为784.3±6.6Ma(n=8,MSWD=0.39),该年龄解释为原岩的形成时代;12个数据的加权平均值为930±5 Ma(n=12,MSWD=0.65),该年龄解释为早期残留锆石年龄.该套岩石形成于新元古代中期,其岩石特征、岩石化学特征与胶南月季山片麻岩及胶北高钾Ⅰ型花岗质片麻岩相似,属苏鲁造山带基底岩系.该套岩石组合类型的新发现为造山带北段西边界的研究提供了新的依据.     

南苏鲁造山带根部的物质组成及变质作用

在南苏鲁地区，大陆造山带根部主要由5种不同化学成分的岩石类型组成，分别以石榴石橄榄岩、榴辉岩、片麻岩、石英岩和大理岩为代表。它们的原岩是古老的花岗质侵入岩、表壳岩和基性一超基性侵入岩，并一起经历了超高压变质作用。正变质的花岗质片麻岩是超高压变质带的主要组成部分，构成了花岗质和奥长花岗质岩石组合，不同于典型的TTG岩系。变质火山岩具有双峰式火山岩地球化学特征，很可能形成于大陆裂谷环境。除幔源石榴石橄榄岩以外，其他各种岩石都具有可变的、但均低于正常变质岩的氧同位素值，表明其原岩曾在地壳浅部发生了不同程度的水—岩交换作用，并在整个超高压变质过程中保持其米级尺度的不均匀性。新的温、压计算结果表明，石榴石橄榄岩的形成条件可能是1100—1200℃和6．5—8．0GPa，地热梯度等于或小于5℃／km，即以前认为变质作用不可能达到的“禁区”。     

伊春东风经营所新元古代花岗质片麻岩U-Pb年代学和地球化学特征

张广才岭中段东风经营所一带发现新元古代花岗质片麻岩,岩石具有高硅、富碱和低钙、镁及偏铝质-过铝质特点,稀土元素配分模式中轻稀土元素富集且缓向右倾斜,重稀土元素曲线较为平坦,为具有铕亏损的海鸥型,富集高场强元素Th、Zr、Hf,亏损Ba、Sr、P、Ti、Nb、Ta等大离子亲石元素,微量元素特征指示其形成于大陆地壳的部分熔融。锆石LA--ICP MS U--Pb定年结果表明,岩石加权平均年龄为(850.2±2.0)Ma,形成于新元古代。构造环境显示研究区花岗质片麻岩形成于挤压造山环境,为造山期的深熔产物。新元古代花岗质片麻岩的发现,表明研究区之前存在一古老的微陆块。     

苏鲁造山带五莲新元古代花岗岩类成因的Sr-Nd同位素证据

五莲新元古代花岗岩类分布于五莲断裂以北, 动力变形强, 但变质程度弱, 仅达到绿片岩相.岩性以黑云正长花岗质为主, 少数为石英正长质.岩石中Sr同位素初始值的变化范围很广, 从0.697 306~0.753 765, 除了部分是由于源区的不均一或多源不同比例混合外, 岩浆侵位过程中或固结后的次生扰动可能也起着一定的作用.而它们的ε_Nd (750 Ma) 均为负值且变化范围广(-3.1~-24.3), Nd同位素二阶段模式年龄从1.7~3.4 Ga, 均显示它们的源区以古老的地壳为主, 但具有多源混合的特征.推测五莲新元古代花岗岩类最可能的成因是太古代的TTG片麻岩(主要是其中的英云闪长质组分) 在压力约0.8 Gpa (相当于~25 km的中下地壳) 条件下发生部分熔融, 并混入了不同比例的年轻地幔来源物质.地幔来源物质的加入对于五莲新元古代花岗岩类的成因有重要的影响.      

扬子北缘还是华北东南缘：胶东新元古代花岗片麻岩构造归属新议

苏鲁超高压变质带广泛发育新元古代花岗片麻岩,这些新元古代花岗片麻岩通常被认为与扬子克拉通具有亲缘性。本文基于新的调查资料,综合前人研究成果,提出新元古代花岗岩是华北克拉通新元古代时期大陆裂解产物、并在三叠纪华南与华北碰撞造山期间作为华北板块大陆边缘南向深俯冲的新认识。主要依据如下：(1)新元古代花岗岩与华北克拉通胶北地块为侵入接触关系,五莲-即墨-牟平断裂带并非北苏鲁超高压变质带与胶北地块的初始接触界线;(2)新元古代花岗片麻岩中有大量胶北地块的古老地壳物质,记录了～1.85 Ga的华北克拉通化变质事件;(3)胶北地块上晚侏罗世花岗岩中存在大量新元古代继承锆石,但缺少三叠纪的弧岩浆记录;(4)胶北地块东南缘存在三叠纪角闪岩相变质作用证据,指示胶北地块三叠纪的俯冲作用;(5)区域地球物理信息指示北苏鲁超高压变质带深部地壳属于华北克拉通和北东东向构造线方向。新的认识将有助于对华北克拉通新元古代构造演化和大别-苏鲁造山带形成过程的重新认识,为胶东中生代金成矿作用提供新视野。     

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.     

苏鲁地体古元古代花岗质片麻岩锆石的U-Pb定年、REE和Lu-Hf同位素特征

苏鲁超高压变质带北部的威海和桃行地区出露大量含黑云母和绿帘石的花岗质片麻岩。激光拉曼测试和阴极发光图像分析结果表明,含黑云母和绿帘石花岗质片麻岩(SLU1和SLU2)的锆石中保存大量矿物包裹体,主要为石英(Qtz)+钾长石(Kfs)+钠长石(Ab)±磷灰石(Ap),与基质中的矿物组合完全一致。阴极发光图像显示典型岩浆结晶环带的特点,稀土元素配分模式显示轻稀土元素明显亏损,而重稀土元素明显富集的特点,具有强烈的负Eu异常(Eu/Eu?鄢=0.03～0.13)。锆石U-Pb SHRIMP和LA-ICP-MS定年结果表明,该类花岗质片麻岩的原岩形成时代为古元古代 (1825±6~1838±3Ma),并经历了三叠纪超高压变质作用(215± 33~227±35Ma) 的改造。Lu-Hf同位素研究结果证明,该类花岗质片麻岩的原岩是中—新太古代古老地壳再活化和部分熔融的产物。上述特征表明,苏鲁超高压变质带中不仅存在与Rodinia超大陆裂解有关的花岗岩,而且也存在古元古代由古老地壳部分熔融而成的花岗岩。     

藏南亚东地区早古生代花岗质片麻岩的成因与构造意义

早古生代的花岗质片麻岩产出在青藏高原南部亚东地区的高喜马拉雅结晶岩系中。岩石学研究表明,这些岩石主要由斜长石、钾长石、石英和黑云母组成,普遍发育片麻状构造。它们的SiO_2含量为68.04%~76.55%,铝饱和指数(A/CNK)为1.04~1.14,属钙性-钙碱性弱过铝-过铝质岩石。它们的稀土总量较高,轻稀土富集,Eu负异常,富集大离子亲石元素Rb,相对亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素。三个样品获得的岩浆锆石U-Pb年龄分别为491Ma、512Ma和501Ma,代表花岗质片麻岩的原岩年龄。它们的锆石εHf(t)值分别为-8.1~+0.1、-5.9~-2.1和-4.8~+6.7,对应的二阶段模式年龄分别为1440~1959Ma、1585~1826Ma和1028~1762Ma。本研究表明,亚东地区的早古生代花岗岩包括I型和S型花岗岩。I型花岗岩以K_2O/Na_2O1、弱过铝质和刚玉标准矿物分子数1为特征,具较高且正的锆石εHf(t)值,或相对集中的负的εHf(t)值。I型花岗岩显示岩浆弧花岗岩的特征。S型花岗岩以K_2O/Na_2O1、过铝质和刚玉标准矿物分子数1为特征,锆石εHf(t)值均为低的负值,且变化范围较大。本文和现有的研究成果表明,I型和S型花岗岩在喜马拉雅地体广泛存在,这为冈瓦纳超大陆北缘经历了早古生代的安第斯型造山作用提供了重要证据。     

大别山超高压变质带的构造背景

大别山南部的超高压变质带具有特征的榴辉岩相矿物组合，榴辉岩的岩石化学及稀土元素特征及其伴生的岩石组合，表明这个带是以陆壳成分为主混有少量上地幔及洋壳成分的混杂岩，榴辉岩相围岩和大别群具有不同的变质和变形特征。超高压变质带形成于扬子和中朝板块大陆碰撞的构造环境，是扬子板块陆壳向北俯冲到一定深度的变质产物。     

苏鲁超高压带内石桥浅变质岩的地质成因及其研究意义

苏鲁造山带超高压变质带内部出露仅经过绿片岩相变质作用的浅变质岩系,地质调查显示,石桥浅变质岩与周边超高压变质岩呈构造接触(构造片岩);地球化学研究证实,该浅变质岩形成于扬子板块北缘大陆边缘厚地壳上裂陷或沉积盆地的构造背景;单矿物电子探针分析结果显示,其部分浅变质岩发育多硅白云母,形成于中-高压相变质环境,说明这些浅变质岩曾经历大陆板块俯冲的动力变质作用过程。在此基础上,进一步讨论浅变质岩的成因机制及其与超高压变质岩和扬子板块俯冲之间的关系。     

造山带超高压变质流体中气体组成及成藏条件初探

传统的油气地质研究和勘探开发几乎都是集中在盆地,而造山带作为板(陆)块的碰撞、会聚带,为无机成因气形成和释放的有利场所,是天然气地质理论研究的一个新领域。本文利用激光拉曼探针技术对大别造山带超高压变质岩中流体包裹体进行了成分分析,结果表明超高压变质流体中不仅含有CO₂(>50%)、H₂、N₂、H₂S等,还有高含量的幔源烃类气(CH₄等,含量最高达23.6mol%)。同时,超高压变质带中还发育有浅层碳酸盐岩及其它含碳岩石经动力变质作用可形成大量的CO₂气。大别超高压变质带中具有无机成因气成藏的可能条件,带内广泛发育的推覆构造、韧性断层及糜棱岩可以作为无机成因气成藏的圈、盖和保存条件。本文成果可为油气地质研究和勘探开发提供新的思路、方向和领域。     

大别山地区超高压变质岩的不平衡退变质反应及动力学

大别山区超高压变质岩的退变质作用表现为后成合晶和后成合晶冠状体的形成。这是薄片尺度不平衡反应的产物，岩石学和矿物微区化学研究表明，后成合晶结构是等化学出溶反应的结果，而后成合晶冠状体结构是通过扩散反应形成的，这两种反应结构都是由页片状和杆状矿物组成，矿物页的形态与超高压变质岩的ｐＴｔ轨迹相关。     

苏—鲁超高压变质岩带从上地幔返回地表的证据

印支期苏—鲁超高压榴辉岩带是初始欧亚板块东部大陆边缘在与古太平洋板块强烈挤压作用过程中,由黄海—苏东北地体A—型俯冲至上地幔形成的。其回返地表主要是在中—新生代由弧后扩张作用引起的地壳拉伸、增长、减薄过程中实现的。中—晚白垩世非造山的碱性花岗岩带与榴辉岩带的重叠、晚白垩世红色盆地、第三纪巨厚沉积岩系和新生代大陆裂谷带玄武岩等的形成和发育等种种地质证据表明俯冲至上地幔中的榴辉岩带后来被向上拉伸至地表的。     

华中超高压变质带中榴辉岩的稀土元素地球化学

根据ＲＥＥ含量及其分配模式,华中超高压变质带中榴辉岩可大体分为六种类型,即ＬＲＥＥ富集型、ＬＲＥＥ富集＋Ｅｕ正异常型、ＬＲＥＥ富集＋Ｅｕ负异常型、ＲＥＥ平坦型、ＭＲＥＥ（中稀土）富集型和ＨＲＥＥ富集型,主要为ＬＲＥＥ富集型和ＬＲＥＥ富集＋Ｅｕ正异常型,不同地区榴辉岩ＲＥＥ类型可进行对比,不同地区同ＲＥＥ类型榴辉岩的ＲＥＥ特征相似。原岩恢复结果表明榴辉岩的原岩主要为来源于相对富集地幔的大陆拉斑玄武岩     

大别造山带构造超压形成的碰撞力学机理

提出了大别山构造超压形成的点碰撞模型，简要分析了大陆碰撞带构造运动引起的粘性介质中粘性应力和平均应力随岩石物性的变化规律。探讨了构造压力对超高压的贡献及对成岩深度的重要意义。研究表明：构造运动引起的岩石圈中的附加压力可能与静岩压力有相同的数量级，大陆造山带两陆块不规则边界的碰撞会引起局部应力集中，产生较大的构造压力，岩石介质的流变学分析表明，在相同外力作用下，岩石圈上部的高粘度性质决定了其在构造活动期间增温效果显著，但增压效果有限；而粘性较低的岩石圈下部则增压效果明显，为此，在下地壳与上地幔之间的低粘度带内有可能发生超高压变质作用。     

苏鲁—大别榴辉岩研究:形成于不同地质时期的高压—超高压变质带

含柯石英的苏鲁-大别榴辉岩是高压-超高压变质带的产物.依据榴辉岩的总体展布方向、岩石特征、高压-超高压变质作用及退变质作用的温压条件,可划分为NEE向胶东高压-超高压变质带、NNE向郯庐高压-超高压变质带和SEE向大别高压-超高压变质带.榴辉岩的同位素年龄值指示这3个带是主压应力方向不同、形成时期不同、发展和终止时期也各不相同的3个高压-超高压变质带.NEE向胶东高压-超高压变质带主要形成于700～900 Ma的晋宁期,终止于200 Ma左右的印支期;SEE向大别高压-超高压变质带主要形成于400～500 Ma的加里东期,终止于250 Ma左右的印支期;NNE向郯庐高压-超高压变质带初期曾经与胶东高压-超高压变质带是一个带,最早形成于900 Ma左右的晋宁期,但其最重要的形成期是200 Ma左右的印支期,55 Ma左右的喜马拉雅期该带进入推覆造山阶段.胶东、大别和早期的郯庐高压-超高压变质带的主压应力方向都是近SN向,印支期之后的郯庐高压-超高压变质带主压应力方向转变为近EW向.     

大别山超高压变质岩带氦同位素组成和某些微量元素分布

报导了大别山超高压变质岩带不同岩岩类型及六安－蔡河地学剖面中氦同位素和某些微量元素的分配分布特征，并讨论了它们的影响因素及其地质意义。     

大兴安岭潮满林场地区新元古代花岗质片麻岩——锆石U-Pb测年、地球化学特征及构造环境探讨

对大兴安岭潮满林场地区新元古代花岗质片麻岩进行岩石学、地球化学、成因及构造环境研究结果显示,花岗质片麻岩年龄为795.2±4.3 Ma,形成时代为新元古代. 花岗质片麻岩表现为高硅、高碱、富钙、富钠、富钾、轻稀土元素富集、重稀土元素亏损,Eu为负异常弱亏损. 岩浆源区主要为壳源岩浆,部分幔源岩浆底侵使中下地壳岩石发生部分熔融,且受到幔源组分混染形成混合岩浆. 结合区域资料,研究区新元古代花岗片麻岩形成于与俯冲有关的岩浆弧环境.