北秦岭松树沟榴辉岩的确定及其地质意义

松树沟石榴石角闪岩(榴闪岩)呈透镜状产于松树沟超镁铁岩旁侧的斜长角闪岩中,一直以来被认为是形成于接触交代变质或麻粒岩相变质过程。详细岩相学及矿物元素分析,在榴闪岩的基质矿物、石榴石幔部及锆石包体中发现残留的绿辉石,而且石榴石也保存了明显的进变质主、微量元素成分环带,表明松树沟榴闪岩为榴辉岩退变质的产物,至少经历了从角闪岩相到榴辉岩相再到角闪岩相的三阶段顺时针PT演化过程。锆石定年结果得到榴辉岩的变质年龄为500±8Ma,原岩结晶时代为796±16Ma,与秦岭岩群北侧官坡超高压榴辉岩的变质年龄和原岩年龄完全一致,也与北秦岭区域高压-超高压变质时代和原岩的结晶时代一致。表明松树沟榴辉岩与北秦岭造山带已发现的高压-超高压变质岩石一起都应是古生代大陆深俯冲作用的结果,而松树沟超镁铁岩可能是俯冲的大陆板片在折返过程中携带的俯冲隧道中的交代地幔岩。     

北秦岭松树沟及其邻区高压-超高压榴辉岩的确定及其构造地质意义

详细的岩相学观察和激光拉曼矿物包裹体研究,在松树沟及其邻区秦岭群片麻岩中的榴闪岩和斜长角闪岩透镜体中发现了石榴石+绿辉石的典型榴辉岩相矿物组合,以及指示超高压变质的微粒柯石英包裹体,表明北秦岭松树沟及其邻区是超高压变质作用的产物。北秦岭松树沟超镁铁质岩体旁侧的榴闪岩一直以来都存在着接触交代变质(黄月华等,1984)、麻粒岩相变质(钱加慧等,2013)和退变榴辉岩(刘良等,2013;Zhang et al.,1999)等多种成因观点。本次研究在该榴闪岩的基质矿物角闪石的核部、石榴石变斑晶的幔部包裹体及锆石包体中都发现了残留绿辉石,而且发现石榴石变斑晶保存了很好的进变质矿物包裹体和主、微量元素成分环带,表明松树沟榴闪岩为榴辉岩相退变质的产物,至少经历了从角闪岩相到榴辉岩相再到角闪岩相的三阶段顺时针p-T演化。另外,采用激光拉曼光谱分析方法,对丹凤地区秦岭群片麻岩的多个榴闪岩和斜长角闪岩透镜体进行了详细的锆石包裹体矿物学分析,在其中的一个斜长角闪岩的锆石中发现了超高压矿物柯石英,表明该斜长角闪岩为超高压榴辉岩退变质的产物。LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,得到松树沟榴辉岩的峰期变质年龄为(500±8)Ma,原岩结晶时代为(796±16)Ma;得到丹凤地区斜长角闪岩的峰期变质时代为(498±3)Ma,同时得到~450 Ma和~420 Ma两期退变质事件年龄;得到斜长角闪岩的围岩片麻岩的变质年龄为(502±4)Ma。其中榴辉岩和斜长角闪岩的~500 Ma的变质年龄分别来自锆石的石榴石+绿辉石以及柯石英包体的微区,应代表本区高压-超高压榴辉岩相变质的年龄。该年龄与秦岭岩群中已发现的官坡含金刚石榴辉岩(~500 Ma,杨经绥等,2002;陈丹玲等,2011)、清油河含金刚石斜长角闪岩(490±5.8 Ma;Wang et al.,2014)的峰期变质年龄一致,也与秦岭岩群区域片麻岩的~500 Ma的变质时代在误差范围内完全一致(刘良等,2013;Diwu et al.,2014),表明松树沟及其邻区榴辉岩与北秦岭造山带已发现的高压-超高压变质岩石一起都应是古生代大陆深俯冲作用的结果。     

北秦岭高压-超高压岩石的多期变质时代及其地质意义

在岩相学观察和锆石CL图像研究的基础上,利用LA-ICP-MS原位微区定年分析方法,本文确定北秦岭清油河退变榴辉岩的峰期变质时代为490±6Ma,退变质时代为453±9Ma,原岩形成时代为655±9Ma;松树沟超高压长英质片麻岩的峰期变质时代为497±8Ma,两期退变质时代分别为448±4Ma和421±2Ma,原岩形成时代上限832±25Ma;寨根石榴石辉石岩的峰期变质时代为498±2Ma,中压麻粒岩相退变质时代为450±3Ma,角闪岩相退变质时代为426±1Ma,原岩形成时代为573±40Ma;西峡北榴闪岩的角闪岩相变质时代为423±3Ma,原岩形成时代为843±7Ma。新确定的这些岩石的峰期变质时代与前人已报导的区内高压-超高压岩石的峰期变质时代在误差范围内基本一致,结合区内高压-超高压岩石不仅分布在秦岭岩群北缘的官坡-双槐树一带,而且断续出露在秦岭岩群中部或偏南侧的清油河北-松树沟-寨根北甚至西峡北东西一线,进一步表明它们应是同一期构造地质事件的产物。北秦岭已发现的全部正变质的高压-超高压岩石均呈透镜体状分布在围岩片麻岩中,松树沟超高压长英质片麻岩的原岩为典型的陆壳沉积物,因此,这些高压-超高压岩石的形成可能都是陆壳俯冲-深俯冲作用的产物。结合岩相学观察、锆石CL图像和锆石U-Pb定年表明,这些高压-超高压岩石在～500Ma经历了峰期变质作用后,又分别在～450Ma和～420Ma遭受了中压麻粒岩相和或角闪岩相退变质作用的叠加,充分说明这些高压-超高压岩石经历了一个完整的由陆壳俯冲-深俯冲、之后连续两次抬升的构造演化过程。另外,本次研究新获得的这些岩石的原岩形成时代介于843±7Ma～573±40Ma之间,结合官坡榴辉岩的原岩形成时代为791～814Ma以及松树沟榴闪岩原岩时代为787±16Ma的研究,共同表明北秦岭高压-超高压岩石的原岩形成时代均为新元古代,因此,限定俯冲-深俯冲的陆壳物质应来自形成时代为新元古代的大陆地壳或地质体。结合区域地质背景和前人研究成果综合分析,本文初步认为,北秦岭高压-超高压变质岩带的形成是商丹洋向北俯冲拖曳南秦岭新元古代陆壳物质在～500Ma发生陆壳俯冲-深俯冲作用的产物,之后在～450Ma与～420Ma经历了两期抬升。     

天水地区李子园高压麻粒岩的发现:西秦岭晚泥盆纪造山的证据

西秦岭造山带北缘的天水李子园地区发现一套高压石榴石单辉麻粒岩,在变质的早古生代岛弧火山-沉积岩系中呈透镜状岩块产出。其峰期矿物组合为石榴石+单斜辉石+角闪石+斜长石+钛铁矿/榍石。利用地质温压计得到的温压条件为T=757~792℃、P=1.3~1.5GPa,达到中压相系的高压麻粒岩相变质条件。LA-ICPMS锆石U-Pb定年显示,锆石变质增生边的谐和年龄为384±1.6Ma,表明高压麻粒岩相变质作用的时代为中-晚泥盆世。结合区域地质资料,这一期变质作用要晚于北秦岭造山带中普遍记录的中低压麻粒岩-角闪岩相变质作用,可能与商丹洋闭合之后碰撞造山阶段的地壳加厚过程有关。岩浆锆石核部的谐和年龄为796±2.2Ma,代表石榴石单辉麻粒岩的原岩形成年代。其锆石核部的Hf同位素组成变化较大,对应的εHf(t)值为-7.3~+13.2,显示出不同源区岩浆混合的特征或者陆壳混染。高压麻粒岩全岩地球化学特征同样显示其经历壳幔岩浆混合作用。结合原岩的形成时代、区域上与裂解相关的岩浆作用和构造背景,我们认为原岩可能是造山带垮塌伸展阶段的壳-幔岩浆混合作用的产物,可能与新元古代Rodinia超大陆裂解事件有关。     

北秦岭造山带西段早古生代榴辉岩相变质岩石的发现及其地质意义SCIEI北大核心CSCD

西秦岭地处中国中央造山系东西转换衔接部位,随着东秦岭以及祁连、柴北缘和东昆仑早古生代高压-超高压变质岩石的陆续发现和深入研究,西秦岭造山带变质作用研究吸引了大家的普遍关注。本文在大范围野外地质调查基础上,在北秦岭造山带西段天水南部的秦岭岩群长英质片麻岩中发现了一套石榴子石斜长角闪岩(榴闪岩),并开展了详细的锆石形貌和内部结构、微区微量元素和U-Th-Pb同位素研究。CL图像显示榴闪岩锆石普遍具有核-幔-边或核-边结构,部分存在原岩残留锆石。定年结果得到榴闪岩原岩残留锆石年龄为710±52Ma,同时得到497±3Ma、452±3Ma和423±7Ma三期变质年龄。其中497±3Ma变质年龄来自锆石核部并显示出轻稀土亏损、重稀土平坦且没有明显负Eu异常的稀土配分曲线特征,表明该时期的矿物组合中有石榴子石但没有斜长石,与榴辉岩相变质锆石特征一致;452±3Ma变质年龄来自锆石幔部或边部,对应测点重稀土元素的分异加大,并出现弱的负Eu异常,说明此时石榴子石被消耗且出现少量斜长石;423±7Ma变质年龄来自锆石的最边部,对应稀土配分曲线表现出更明显的负Eu异常和更大的重稀土元素分异特征,指示此时岩石中石榴子石含量更少,斜长石含量更多。上述结果表明该榴闪岩可能经历了~500Ma的榴辉岩相变质作用,并在~450Ma和~420Ma叠加了两期退变质改造。天水地区榴闪岩无论是其野外产状,还是变质锆石的形貌和内部结构、稀土配分曲线特征及其所记录的原岩和三期变质年龄都与北秦岭造山带东段大陆俯冲型高压-超高压变质榴辉岩近乎一致,指示早古生代时期,北秦岭造山带西段与东段经历了相似的大陆(深)俯冲和折返过程,它们共同构成一条统一的早古生代高压-超高压变质岩带。     

造山带中成对出现的高压麻粒岩与榴辉岩及其地球动力学意义

在一些典型碰撞造山带中,高压麻粒岩与榴辉岩在空间和时间上密切相关,它们之间的关系对揭示碰撞造山带的造山过程和造山机制具有重要意义.本文以中国西部的南阿尔金、柴北缘及中部的北秦岭造山带为例,详细陈述了这3个地区榴辉岩和相关的高压麻粒岩的野外关系、变质演化和形成时代,目的是要建立大陆碰撞造山带中榴辉岩和相关高压麻粒岩形成的地球动力学背景模式.南阿尔金榴辉岩呈近东西向分布在江尕勒萨依,玉石矿沟一带,与含夕线石副片麻岩、花岗质片麻岩和少量大理岩构成榴辉岩一片麻岩单元,榴辉岩中含有柯石英假象,其峰期变质条件为P=2.8～3.0GPa,T=730～850℃,并在抬升过程中经历了角闪岩-麻粒岩相的叠加;大量年代学研究显示其峰期变质时代为485～500Ma.南阿尔金高压麻粒岩分布在巴什瓦克地区,包括高压基性麻粒岩和高压长英质麻粒岩,它们与超基性岩构成了一个大约5km宽的构造岩石单元,与周围角闪岩相的片麻岩为韧性剪切带接触.长英质麻粒岩和基性麻粒岩的峰期组合均具有蓝晶石和三元长石(已变成条纹长石),形成的温压条件为T=930～1020℃,P=1.8～2.5GPa,并在退变质过程中经历了中压麻粒岩相变质作用叠加.锆石SHRIMP测定显示巴什瓦克高压麻粒岩的峰期变质时代为493～497Ma.都兰地区的榴辉岩分布柴北缘HP-UHP变质带的东端,在榴辉岩和围岩副片麻岩中均发现有柯石英保存,形成的峰期温压条件为T=670～730℃和P=2.7～3.25GPa,退变质阶段经过了角闪岩相的叠加;榴辉岩相变质时代为420～450Mao都兰地区的高压麻粒岩分布在阿尔茨托山西部,高压麻粒岩包括基性麻粒岩长英质麻粒岩,基性麻粒岩的峰期矿物组合为Grt+Cpx+Pl±Ky±Zo+Rt±Qtz,长英质麻粒岩的峰期矿物组合为：Grt+Kf+Ky+Pl+Qtz.峰期变质条件为T=800～925℃,P=1.4～1.85GPa,退变质阶段经历了角闪岩-绿片岩的改造,高压麻粒岩的变质时代为420～450Ma.北秦岭榴辉岩分布在官坡-双槐树一带,榴辉岩的峰期变质组合为Grt+Omp±Phe+Qtz+Rt,所计算的峰期温压条件为T=680～770℃和P=2.25～2.65GPa,年代学数据显示榴辉岩的变质时代为500Ma左右.北秦岭高压麻粒岩分布在含榴辉岩单元的南侧松树沟一带,包括高压基性麻粒岩和高压长英质麻粒岩,与超基性岩在空间上密切伴生,高压麻粒岩的峰期温压条件为T=850～925℃,P=1.45～1.80GPa,锆石U-Pb年代学研究显示其峰期变质时代为485～507Ma.以上三个实例显示,出现在同一造山带、在空间上伴生的高压麻粒岩和榴辉岩有各自不同的变质演化历史,但榴辉岩中的榴辉岩相变质时代和相邻的高压麻粒岩中的高压麻粒岩相变质作用时代相同或相近,这种成对出现的榴辉岩和高压麻粒岩代表了它们同时形成在造山带中不同的构造环境中,即榴辉岩的形成于大陆俯冲带中,而高压麻粒岩可能形成在俯冲带之上增厚的大陆地壳根部.     

北秦岭造山带早古生代多期变质与深熔作用：锆石U-Pb年代学证据

北秦岭造山带中的秦岭群以多期变质作用和强烈混合岩化为特征,出露有早古生代的榴辉岩和高压麻粒岩,以及区域性分布的中低压麻粒岩-角闪岩相变质岩石和混合岩。本文对西峡双龙地区混合岩化片麻岩(中色体)、石榴子石黑云母片岩(暗色体)和淡色花岗岩脉体进行了详细的锆石U-Pb定年和微量元素研究。结果表明片麻岩的原岩年龄为941±11Ma(2σ,MSWD=0.59),石榴子石黑云母片岩的原岩年龄为756±9.9Ma(2σ,MSWD=1.07)。石榴子石黑云母片岩中的变质锆石获得了484±9.6Ma(2σ,MSWD=0.88)的年龄,与片麻岩中锆石变质增生边获得的单点年龄498±11Ma在误差范围内一致。这些变质锆石多数具有平坦的HREE分配模式,弱Eu负异常,与高压变质岩中的变质锆石特征相似。该年龄与秦岭榴辉岩和高压麻粒岩的变质年龄相一致。石榴子石黑云母片岩中锆石的最外层增生边记录了424±9.1Ma的年龄,同时淡色脉体中的锆石也给出了422±4.0Ma(2σ,MSWD=0.77)的加权平均年龄,代表了深熔脉体的结晶年龄。这些锆石均为新生锆石,阴极发光弱,具有低的Th/U比值,平坦的HREE分配模式,强烈的Eu负异常,指示部分熔融过程中存在大量石榴子石和斜长石。深熔脉体的年龄与秦岭群中的中低压高温-超高麻粒岩相变质的年龄相符。结合已有的结果,我们认为秦岭群普遍记录了500~480Ma的高压、超高压变质作用,并叠加了440~400Ma的中压-高温变质和深熔作用。秦岭群可能是Rodinia超大陆裂解过程中从华南陆块或相似构造属性陆块分离并漂移到华北克拉通南缘的微陆块。在500~480Ma时发生碰撞造山作用导致北秦岭微陆块深俯冲并发生了高压-超高压变质作用,在志留纪由于商丹洋壳北向俯冲导致秦岭微陆块发生了以中压-高温变质、深熔和同时的岩浆作用为特征的增生造山作用。     

南阿尔金高压-超高温麻粒岩变质作用:大陆地壳超深俯冲与折返过程的记录

南阿尔金造山带是目前报道的具有最深俯冲记录的大陆超高压变质带,其内出露有高压-超高温麻粒岩,它们对深入理解大陆地壳岩石超深俯冲与折返过程具有重要意义.介绍了对南阿尔金巴什瓦克地区长英质麻粒岩和基性麻粒岩的岩相学、矿物化学、相平衡模拟及锆石U-Pb年代学研究成果.其中基性麻粒岩主要记录了深俯冲大陆地壳折返过程的变质演化:包括高压榴辉岩相、高压-超高温麻粒岩相、低压-超高温麻粒岩相及随后的近等压降温演化阶段;长英质麻粒岩除了记录与基性麻粒岩相似的折返过程外,还记录了从角闪岩相到超高压榴辉岩相的进变质演化过程.结合已有研究资料,确定超高压榴辉岩阶段峰期条件> 7~9 GPa和>1 000℃,可达到斯石英稳定域.锆石年代学显示两种岩石类型的原岩和变质年龄均分别在900 Ma和500 Ma左右.变质作用与年代学研究表明,南阿尔金大陆地壳岩石在早古生代发生超深俯冲至200~300 km后,折返至加厚地壳底部发生高压-超高温变质作用,随后被快速抬升至地壳浅部发生低压-超高温变质作用并经历迅速冷却.      

桐柏造山带古元古代变质基性岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

桐柏造山带位于秦岭和大别造山带之间,其北侧对应于北秦岭中高级变质杂岩,南侧对应于大别山高压/超高压变质杂岩.锆石U-Pb定年在一个榴辉岩中获得其原岩侵位年龄和锆石重结晶或生长年龄分别为(1961±23) Ma和(1949±51) Ma,在一个石榴角闪岩(退变榴辉岩？)中获得其变质年龄为(1936±26) Ma,表明这两种基性岩石在二叠-三叠纪高压变质之前经历了古元古代变质作用的影响.由桐柏—大别—苏鲁造山带可利用的年代学资料确定,扬子陆块北缘发育的古元古代构造热事件可分为两幕,第一幕发生在约1.97～1.93 Ga,可能与Columbia超大陆的聚合有关;第二幕发生在约1.85～1.82 Ga,或者代表Columbia超大陆汇聚的继续,或者是陆块边缘增生过程的结果.     

南天山北缘榆树沟麻粒岩的变质作用及其锆石SHRIMP年龄的研究

南天山北缘榆树沟麻粒岩主要为基性麻粒岩,由多个变质程度不同(低、中、高压麻粒岩相)的岩片被构造作用拼贴到一起。本文对不同麻粒岩开展详细的岩相学研究,识别出的变质作用有:进变质角闪岩相、低压麻粒岩相、中压麻粒岩相、高压麻粒岩相和退变质的中压麻粒岩相、角闪岩相、绿片岩相变质作用。对于有成熟温压计的中压麻粒岩相(即Grt-Opx-Cpx-Plg-Qtz组合)矿物组合的样品进行了温压估算,获得的温度和压力范围为724~826℃和0.64~0.88GPa。对原岩为火山岩的中压麻粒岩相岩石的锆石核部的研究表明,锆石的来源复杂;SHRIMP锆石U-Pb年代学测定显示,锆石的变质生成边的年龄稳定,为390~401Ma,代表了中压麻粒岩相进变质作用的时代。     

青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩~（40）Ar-~（39）Ar年代学的证据

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴子石白云母片岩、蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带。目前已先后在片石山地区、果干加年山地区和冈玛错地区发现典型的榴辉岩,以片石山和果干加年山地区的榴辉岩为研究对象。片石山地区的榴辉岩为低温型榴辉岩,围岩为石榴子石白云母片岩,变质作用峰期温压条件为T=500℃,p=2.3GPa。已获得230～244Ma锆石SHRIMP U-Pb年龄和石榴子石Lu-Hf等时线年龄,代表榴辉岩相变质作用的时代。榴辉岩及其围岩在误差范围内具有相同的Ar-Ar年龄,为210～220Ma,代表了榴辉岩及其围岩冷却抬升至近地表的时代。果干加年山地区的榴辉岩具有和片山地区榴辉岩相似的野外产状、矿物组合、温压条件和围岩。Ar-Ar年代学研究显示,果干加年山地区的榴辉岩在240Ma左右即已折返并抬升至近地表,其变质作用峰期时代明显要早于片石山地区。     

北秦岭榴辉岩及相关岩石年代学的进一步确定及其对板片俯冲属性的约束

在岩相学观察和锆石CL图像研究的基础上,利用LA ICP MS原位分析方法,对北秦岭官坡超高压榴辉岩和伴生的石榴石角闪岩(榴闪岩)进行了详细的锆石微区微量元素和U Th Pb同位素分析,在榴辉岩样品中得到变质年龄为(502±11)Ma,原岩结晶年龄>(657±18)Ma;在榴闪岩样品中得到原岩结晶年龄为(791±6)Ma,变质年龄为487~503 Ma,角闪岩相退变质年龄为(366±4)Ma。岩石地球化学研究显示,北秦岭官坡地区的榴闪岩具有低Si(SiO2质量分数为4916%~5078%),高Ti(TiO2质量分数为228%~283%)、富集LREE、LILE和大部分的HFSE元素,不显Nb、Ta负异常的板内玄武岩特征,与北秦岭超高压榴辉岩地球化学特征一致。结合两者的野外产状、岩相学特征、锆石形貌和年代学研究结果,表明本文研究的官坡地区的榴闪岩是超高压榴辉岩在抬升过程中在角闪岩相条件下退变质的产物。综合两者的年代学研究结果,得到北秦岭地区超高压榴辉岩的变质年龄为(502±11)Ma,原岩结晶年龄为(791±6)Ma,角闪岩相退变质年龄为(366±4)Ma。研究得到的(502±11)Ma的榴辉岩相变质年龄与前人得到的该榴辉岩围岩超高压泥质片麻岩的变质年龄(507±38)Ma以及北秦岭松树沟地区的超高压长英质片麻岩的变质年龄485~514 Ma一致,表明它们经历了同期超高压变质作用。而且,榴辉岩(502±11)Ma的变质年龄与其原岩的结晶年龄(791±6)Ma存在近300 Ma的时间间隔,表明原岩具有板内玄武岩性质的北秦岭官坡超高压榴辉岩不可能是秦岭古生代大洋板块深俯冲的产物,而可能是已构造就位的古洋壳或裂谷火山岩在古生代随陆壳一起发生大陆深俯冲作用的产物。     

柴北缘HP-UHP变质带多期构造热事件的再厘定:鱼卡地区高压变泥质岩锆石和独居石U-Pb定年

柴北缘高压-超高压变质带西段鱼卡地区变泥质岩中夹有榴辉岩透镜体,已有的研究显示变泥质岩的变质程度也达到了榴辉岩相,并与榴辉岩一起经历了高压-超高压变质作用,是柴北缘曾经历早古生代大陆深俯冲作用的直接证据,也是研究柴北缘大陆深俯冲过程重要的岩石"探针"。本文选择柴北缘西段鱼卡超高压变质单元中的3件蓝晶石榴白云母石英片岩HP变泥质岩样品分别进行了SHRIMP、LA-ICP-MS锆石和原位独居石U-Pb定年。样品Q06-1-2的锆石给出了920±18Ma(MSWD=1.3)的加权平均年龄,其CL图像特征和极低的Th/U比显示其为变质年龄,代表了与罗迪尼亚超大陆碰撞拼合相关的变质事件。样品A03-11-2.2的锆石给出了450±7Ma(MSWD=0.2)的年龄,认为其代表变泥质岩的榴辉岩相变质年龄。样品A03-14-11的薄片原位独居石定年给出了439±8Ma(MSWD=0.072)的加权平均年龄,结合岩相学观察,认为其可能为榴辉岩相峰期之后的早期退变质年龄。这些资料显示柴北缘鱼卡地区早古生代大陆深俯冲的时限为440~450Ma。结合已有研究资料,鱼卡高压变泥质岩记录了新元古代早期和早古生代两期变质事件,进一步证明了柴北缘地区经历了格林威尔期和早古生代两期造山事件     

柴北缘绿梁山高压基性麻粒岩的变质演化历史：岩石学及锆石SHRIMP年代学证据

高压基性麻粒岩出露在柴北缘HP/UHP变质带的绿梁山地区,它主要呈透镜体状分布在石榴蓝晶(夕线)黑云片麻岩中。岩石学和矿物学数据显示高压基性麻粒岩经历了多阶段变质历史,早期可能经历了榴辉岩相变质作用(p>15kbar),以石榴子石中保留的少量绿辉石为特征;高压麻粒岩组合(Grt-Cpx-Pl-Qtz±Amp±Rt-Ilm)为退变质作用产物,其形成的变质条件为p=9.6~13.5kbar,T=730~870℃。晚期的变质反应以围绕石榴子石和后成合晶生成斜方辉石的为特征,形成的p-T条件为6.2~8.5kbar和720~860℃。高压基性麻粒岩中的锆石SHRIMP测定共获得两组年龄,分别为(448±3)Ma和(421±5)Ma。结合锆石阴极发光和矿物包体研究,前者代表高压麻粒岩阶段的变质年龄,后者代表晚期与斜方辉石形成有关的中低压麻粒岩阶段的变质年龄。这些年龄结果显示麻粒岩相变质作用持续了大约27Ma,这可能与早古生代祁连地块与柴达木地块碰撞作用所引起的地壳加厚和后来的热松驰有关。     

北秦岭西段红花铺俯冲型侵入体LA-ICPMS定年及其地质意义

北秦岭造山带西段红花铺侵入体的岩石类型为中细粒英云闪长岩,具俯冲型花岗岩类的地球化学特征。通过对其中所获锆石的形态及CL图像特征的研究,分辨出3种不同成因的锆石,通过高精度的LA-ICPMS(激光剥蚀等离子体质谱)单颗粒锆石微区U-Pb同位素年龄测定,获得(1 765.1±8.4）Ma、(450.5±1.8）Ma、(413.5±1.3）Ma的3组年龄值,分别为继承锆石年龄、成岩锆石年龄和变质锆石年龄,代表了3期构造 热事件的时限,可能是吕梁运动和加里东运动在北秦岭西段的地质记录。红花铺侵入体英云闪长岩(450.5±1.8）Ma的成岩年龄可能代表了北秦岭西段早古生代俯冲带岛弧的形成时代。红花铺俯冲型侵入体的形成时代及构造环境的确定,对研究北秦岭造山带元古宙-早古生代大地构造格局、构造演化及中国大陆动力学机制具有重要意义。     

大别山北部榴辉岩和英云闪长质片麻岩锆石U-Pb年龄及多期变质增生

大别山北部榴辉岩及英云闪长质片麻岩的锆石U-Pb年龄分析表明：北部榴辉岩相峰期变质时代为226～230Ma左右;北部塔儿河一带英云闪长质片麻岩经历过印支期变质事件;大别山北部与南部超高压岩石中一致的（226～230Ma）高压或超高压变质年龄表明,北部镁铁-超镁铁质岩带中部分岩石也曾作为扬子俯冲陆壳的一部分,在印支期发生过高压或超高压变质作用;本区锆石发生过两期变质增生事件,一是印支期高压或超高压变质,另一期是燕山期热变质事件;榴辉岩及英云闪长质片麻岩的原岩形成时代为晚元古代;锆石U-Pb年龄可用多期变质增生模型来解释。     

A cold Early Palaeozoic subduction zone in the North Qilian Mountains, NW China: petrological and U-Pb geochronological constraints

The north Qilian high‐pressure (HP)/low‐temperature (LT) metamorphic belt is composed mainly of blueschists, eclogites and greenschist facies rocks. It formed within an Early Palaeozoic accretionary wedge associated with the subduction of the oceanic crust and is considered to be one of the best preserved HP/LT metamorphic belts in China. Here we report new lawsonite‐bearing eclogites and eclogitic rocks enclosed within epidote blueschists in the North Qilian Mountains. Five samples contain unaltered lawsonite coexisting with omphacite and phengite as inclusions in garnet, indicating eclogite facies garnet growth and lawsonite pseudomorphs were observed in garnet from an additional 11 eclogites and eclogitic rocks. Peak pressure conditions estimated from lawsonite omphacite‐phengite‐garnet assemblages were 2.1–2.4 GPa at temperatures of 420–510 °C, in or near the stability field of lawsonite eclogite, and implying formation under an apparent geothermal gradient of 6–8 °C km^?1, consistent with metamorphism in a cold subduction zone. SHRIMP U‐Pb dating of zircon from two lawsonite‐bearing eclogitic metabasites yields ages of 489 ± 7 Ma and 477 ± 16 Ma, respectively. CL images and mineral inclusions in zircon grains indicate that these ages reflect an eclogite facies metamorphism. An age of 502 ± 16 Ma is recorded in igneous cores of zircon grains from one lawsonite pseudomorph‐bearing eclogite, which is in agreement with the formation age of Early Ordovician for some ophiolite sequences in the North Qilian Mountains, and may be associated with a period of oceanic crust formation. The petrological and chronological data demonstrate the existence of a cold Early Palaeozoic subduction zone in the North Qilian Mountains.