大陆造山带深熔垮塌的岩石学、地球化学证据:以北大别深熔混合岩为例

北大别位于大别造山带的核部，分布着大量的造山带垮塌时期形成的混合岩，其于理解大别造山带的形成和演化有着重要的意义。北大别混合岩的原岩为TTG（D）岩石，因黑云母和角闪石的脱水熔融诱发深熔作用产生。顺层产出的为富斜长石浅色体，主要矿物组成为斜长石+石英+黑云母±钾长石±角闪石。伟晶岩脉或团块为富钾长石浅色体，主要矿物组成为钾长石+石英±斜长石±黑云母±角闪石。暗色体为变晶结构，主要矿物组成为角闪石+黑云母+斜长石+石英±单斜辉石；其中，暗色矿物角闪石和黑云母常常定向排列，具有明显的溶蚀结构；暗色体中浅色矿物颗粒较小，以斜长石和石英为主，指示部分熔融的残余产物。全岩地球化学特征表明，碱金属元素（Na、K等）、大离子亲石元素（Ba、K、La等）和LREE等优先进入酸性熔体，而相容元素和中-重稀土元素等残留在残余体中。浅色体与本区花岗岩相比，二者都有右倾的稀土配分模式，富集LREE，亏损HREE。但浅色体具有明显的Eu正异常，δEu值为2.48~6.55，而花岗岩则有弱的Eu负异常，并且浅色体中大颗粒斜长石相互构成框架结构，含量明显高于正常花岗岩熔体，表明浅色体更可能是熔体早期结晶的产物。     

造山带中地壳水致部分熔融——大别造山带含角闪石混合岩的证据

出露于北大别地体的混合岩常含有粗粒自形程度较高的角闪石,角闪石在暗色体和浅色体均有分布,并且含有石英、斜长石和黑云母包裹物。这暗示着角闪石为转熔矿物,是通过原岩中黑云母+斜长石+石英矿物组合部分熔融而形成的。实验研究表明,黑云母分解生成角闪石需要至少2%~4%的水含量参与反应。所以,北大别混合岩中的转熔角闪石指示水致部分熔融的发生。角闪石-斜长石温压计显示,混合岩形成于700~770℃和3.5~6.0 kbar,低于正片麻岩中的黑云母脱水熔融固相线,这和转熔矿物中缺失无水矿物(如:斜方辉石、石榴石)相符。近等温降压的记录和混合岩产出于快速隆升的穹窿环境相一致。角闪石REE组成变化很大。Eu异常和La/Sm比值成正相关,与Gb/Yb比值及REE含量成负相关,表明角闪石的结晶对于熔体的组成影响显著。具有Eu负异常,高Gb/Yb、低La/Sm比值的角闪石结晶自初始的熔体;具有Eu正异常,低Gb/Yb、高La/Sm比值的角闪石结晶自分异熔体。相比于暗色体和中间体,淡色体亏损Ca、Fe、Mg、Ti和Mn元素含量,富集Si和Na元素含量。混合岩中的淡色体成分变化较大,从英云闪长质变化到花岗质,花岗质淡色体相对富集K、Ba和Rb元素含量。淡色体的稀土含量和配分模式变化很大,地球化学模拟显示,具有高度分异的REE组成和亏损HREE特征的淡色体是角闪石残留源区的结果。携带有角闪石的淡色体显示较高的HREE和相对平坦的HREE分布,并表示出角闪石的进入对于熔体的组成有明显的影响。部分淡色体具有明显的Eu正异常(Eu*值为2.5-~6.8)和显著低的REE含量(几十ppm),结合显微结构观察,认为该类淡色体是熔体经历结晶分离,形成长石堆晶。综上所述,混合岩中的淡色体多数不代表初始熔体的成分,转熔矿物的卷入和结晶分离作用显著影响了淡色体组成。     

柴北缘超高压地体折返过程中地壳深熔的岩石学研究

宏观、微观岩石学、地球化学和年代学研究表明,柴北缘锡铁山和绿梁山单元富含斜长石的浅色体和富含钾长石的浅色体是超高压地体折返过程中榴辉岩和片麻岩部分熔融的产物。阴极发光图像显示富含斜长石的浅色体中锆石具有明显的核-边双层结构,锆石核部无明显分带特征,并呈现出重稀土平坦和无Eu异常的稀土配分模式,～450Ma的年龄结果与区域上榴辉岩峰期变质时代一致;发光较弱的锆石边部具不明显的环带结构和较低的Th/U比值,～426Ma年龄结果代表了熔体的结晶时代。富含钾长石的浅色体中的锆石U-Pb定年结果记录的～910Ma、～450Ma和～426Ma三组年龄分别代表了片麻岩原岩结晶时代、高压-超高压变质作用时代和熔体结晶时代。富含斜长石的浅色体具有高SiO_2、Al_2O_3、CaO、Na_2O、Sr和LREE,而低MgO、FeO~T、K_2O、Y、Yb和HREE的英云闪长岩-奥长花岗岩的地球化学特征;而富含钾长石的浅色体具有高的SiO_2、Al_2O_3和K_2O+Na_2O,而较低的CaO、MgO、REE的花岗岩地球化学特征。黝帘石和少量的多硅白云母的脱水分解是触发超高压榴辉岩发生部分熔融形成富含斜长石的浅色体的主要机制;而多硅白云母的脱水分解则是触发超高压片麻岩部分熔融形成富含钾长石浅色体的主要机制。这些浅色体显著的促进了柴北缘超高压地体的快速折返,并对大陆俯冲隧道中的元素迁移和壳-幔作用具有重要的影响。     

华北克拉通阜平杂岩的深熔和混合岩化作用

华北克拉通的阜平杂岩长英质岩石中常产出显著的浅色体、岩脉和花岗岩侵入体,并形成广泛的混合岩化作用。通过矿物自形晶的形成、黑云母向角闪石的转换和大量钠长石净边的出现以及其它与熔体活动有关结构的分析,浅色脉体和混合岩化作用的发生与外来熔体的注入有关。在长英质片麻岩中可出现明显的熔体注入,在一些不易片理化的岩石如石英岩中亦可形成浸染状熔体渗入。熔体汇集可形成浅色体、岩脉,直至花岗岩侵入体。而深熔作用本身形成熔体的作用在本区几乎可以忽略不计。在遭受渗透式混合岩化作用的过程中,岩石成分发生了改变,形成开放系统。随着渗透熔体的结晶,可形成一些岩浆锆石,在副片麻岩中则很容易被当作碎屑锆石。     

深俯冲陆壳部分熔融初始熔体的厘定:来自苏鲁超高压地体混合岩中浅色体证据

深俯冲陆壳物质部分熔融产生的熔体,实验岩石学方面已有广泛报道,而天然初始熔体的组分却难以厘定。对此,本文从苏鲁超高压地体荣成混合岩中识别出了深俯冲花岗质陆壳部分熔融产生的天然初始熔体组成。野外露头显示,混合岩中主要矿物组成为钾长石+斜长石+石英的浅色熔体呈不连续的条带状与残余体互层产出,指示了原位或近源区的部分熔融特征。混合岩浅色体锆石CL图像呈明显的核-边结构,继承核部为扬子板块来源的岩浆锆石,形成时代为721±24Ma;新生边部CL图像具震荡环带结构,微量元素上REE呈明显左倾,具有Eu的负异常及Ce的正异常,低的Hf/Y和Th/U比值,具深熔锆石特征,指示形成于花岗质陆壳物质的部分熔融。边部U-Pb谐和年龄为225.9±2Ma,略晚于苏鲁超高压地体超高压峰期变质年龄,表明初始熔融发生在超高压地体折返早期。浅色熔体的全岩地球化学特征表明,主量元素上具有高SiO_2、K_2O及Na_2O含量,低的Fe_2O_3~T、MgO及CaO含量,A/CNK=1.02~1.04,呈弱过铝质亚碱性花岗岩的特征,这与实验岩石学中富硅陆壳物质部分熔融产生的熔体组分极为相近;微量元素上富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、Pb等),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,REE呈较为平坦的配分模式,具弱的Eu负异常并亏损Sr。本文通过上述对天然样品研究,厘定了深俯冲花岗质陆壳部分熔融及其初始熔体的组成,为理解大陆俯冲带壳幔相互作用提供了关键依据。     

新疆阿尔泰高级变质带中淡色花岗质脉体的特征及成因模拟

在新疆阿尔泰地区的高级变质带中广泛发育着一系列规模不等的透镜状和条带状的浅色脉体,主要有含Al2SiO5的淡色花岗岩脉、白云母斜长花岗岩脉和白云母二长花岗岩脉。主量元素分析表明这3类脉体的A/CNK=1.1~2.14,属于S型花岗岩。从白云母二长花岗岩脉→白云母斜长花岗岩脉→含Al2SiO5的淡色花岗岩脉,SiO2的含量增高,Al2O3、Na2O、K2O的含量降低。在NKFMASH体系中的pT视剖面图上进行相平衡分析和熔体成分计算表明,含Al2SiO5的浅色花岗岩脉和白云母斜长花岗岩脉的熔体形成与蓝晶石型变质带的抬升降压过程有关,其熔融温度没有超过白云母脱水熔融反应,并且含Al2SiO5的淡色花岗岩脉不是由生成的熔体直接结晶形成的,而需要经历一定的碱性组分随流体迁移丢失;白云母二长花岗岩脉的熔体形成主要以增温为主,并与白云母脱水熔融反应有关。十字石的脱水熔融反应对熔体形成有明显贡献。     

辽西台里地区新太古代片麻岩杂岩的形成时代、岩石成因和地质意义

辽西台里地区片麻岩杂岩主要由片麻状花岗岩、黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩组成。锆石U-Pb定年结果表明,该套杂岩形成于2 510~2 559 Ma,与"绥中花岗岩"时代相同,同属华北克拉通新太古代结晶岩石。野外产状和岩石组构特征显示,本区片麻岩杂岩为一套同变形的深熔型混合岩。其中,角闪斜长片麻岩代表低度熔融的"古成体",其间分布少量具"浅色体"特征的长英质岩脉;黑云斜长片麻岩为熔融程度较低的"残留体";片麻状花岗岩为部分熔融程度最高的"新成体"。它们在矿物组成和地球化学上呈现良好的递变关系。结合前人Hf同位素研究资料,本文认为台里地区片麻岩杂岩可能记录了一期重要的陆壳再造事件。     

河北阜平杂岩长英质片麻岩中一些浅色体的地球化学性质及其地质意义

阜平杂岩中的浅色体主要分为2种类型,早期浅色体基本沿片麻理分布,较富钾长石（微斜长石）、石英,贫斜长石,形成于低水深熔或压溶条件下,水含量较低,局部脱水但尚未达到整体脱水的程度;晚期浅色体切割现有的片麻理,较富斜长石、石英,贫钾长石,形成于有水熔融条件下,平阳奥长花岗岩的出现即与晚期浅色体相对应。南营片麻岩、南营浅色花岗片麻岩的地球化学性质与其他片麻岩具有明显的不一致性。浅色体的稀土元素配分型式较复杂,根据对元素相对富集或亏损的分析得知,大多数浅色体的形成受围岩成分的控制,从早期浅色体向晚期浅色体发展,稀土元素含量向LREE相对亏损、HREE相对富集的方向转化,某些微量元素有明显的继承性。与地球化学特征相比,矿物组合的确定对浅色体阶段的归属判定更为重要。阜平杂岩变质演化不是简单的进变质脱水反应,其水分含量的变化十分复杂,对其深入研究有助于更好地了解该区地质和构造的演化过程。     

山东半岛高压麻粒岩中花岗质浅色脉体的成因

山东半岛早前寒武纪变质基底部分熔融现象十分发育,常见新生的花岗质浅色脉体呈形态各异的网脉状、细脉状、不规则的透镜状、雾迷状分布于高压基性麻粒岩中。锆石中矿物包体的激光拉曼鉴定、阴极发光图像分析、锆石原位LA-ICP-MSU-Pb定年以及稀土元素、微量元素分析的综合研究结果表明,山东半岛早前寒武纪变质基底在麻粒岩相变质作用的同时伴随着明显的部分熔融作用。花岗质浅色脉体中的锆石具有完好的自形晶形态,矿物包体主要为石英(Qtz)+钾长石(Kfs)+斜长石(Pl)±磷灰石(Ap),与花岗质脉体矿物组成完全一致,相应的阴极发光图像自核部到边部均显示明显的岩浆结晶环带。这些新生锆石U含量变化较大(31×10-6～779×10-6)、Th含量(0.03×10-6～1.3×10-6)和相应的Th/U比值(<0.0081)异常偏低,其稀土元素配分模式具有重稀土HREE相对平坦、中等-强烈的负Eu异常(Eu/Eu*=0.13～0.65)和显著的正Ce异常(Ce/Ce*=11～32)的特点。新生锆石的上述性质与世界典型地区混合岩中深熔锆石的特征十分相似,充分表明研究区花岗质浅色脉体中的锆石为深熔成因。野外及室内系统的岩相学观察发现,花岗质浅色脉体的寄主岩石——高压基性麻粒岩并未显示含水矿物脱水(如角闪石)熔融和长英质矿物部分熔融的证据,而其围岩如孔兹岩系则保存含水矿物(如黑云母)脱水熔融和长英质矿物部分熔融的确凿证据。此外,高压基性麻粒岩中的花岗质浅色脉体集中分布于构造变形相对较强、破碎较明显的部位。由此可见,高压麻粒岩中的花岗质浅色脉体不是寄主岩石深熔作用的产物,而更有可能来源于围岩变质表壳岩(如孔兹岩系)的部分熔融。深熔锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果表明,四十个相同性质锆石微区记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,集中变化于1870±11Ma至1843±20Ma(2σ)之间,加权平均年龄为1859.6±2.2Ma(MSWD=0.74),应代表研究区早前寒武纪变质基底的深熔时代。该组年龄比研究区变质杂岩峰期高压麻粒岩相变质时代(1900～1866Ma)明显偏新,而与峰后近等温减压中-低压麻粒岩相退变质时代(1855～1830Ma)大致相当,表明研究区深熔作用与碰撞造山带构造"热"抬升减压过程存在密切的成因关系。区域强烈的深熔事件是导致高压麻粒岩相岩石发生明显退变的主要控制因素之一。     

月球花岗岩--比较行星学意义

与大陆地壳广泛出露的花岗岩不同,在月球表面仅发现了少量细小的花岗岩碎屑,此外有长英质组分以熔体包裹体形式出现于月球玄武岩的矿物中。月球花岗岩碎屑的主要矿物为石英、钾长石和钙质斜长石,具花斑状结构;含少量铁橄榄石、单斜辉石、钛铁矿、锆石、磷灰石、白磷钙矿等矿物,缺少含水矿物。月球花岗岩富K2O,富Ba,相容元素(Cr、Sc、Co、V)含量比其它月岩低,具有平坦或Ⅴ型的REE型式,负Eu异常明显。它们的化学特征可以用硅酸盐液态不混熔来解释。月球花岗岩的结晶年龄在4．4～3．9Ga间,具有至少8个年龄峰,可能代表了与花岗岩形成相关的8次独立的岩浆事件。由于月球花岗岩成因和分布对于认识月球演化和岩浆作用历史至关重要,在新一轮的深空探测中,应更加重视对月球花岗岩的研究。     

东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基岩浆混合作用:来自岩石学和矿物学约束

哈拉尕吐花岗岩基位于东昆仑东段,其中花岗闪长岩岩浆混合作用明显,是研究岩浆混合作用的良好对象.从岩石学、岩相学和矿物化学等方面对哈拉尕吐花岗岩基进行了详细研究.电子探针结果显示:寄主岩斜长石的An值同相对应包体中斜长石捕掳晶近似;包体中基质斜长石大部分具核边结构,核部和边部An值存在间断;部分包体中浅色基质斜长石的An值与具核边结构斜长石的边部近似;辉长闪长岩中斜长石具较高的An值.寄主岩角闪石同相对应包体中角闪石捕掳晶的结晶温度、压力和氧逸度较为接近;包体中基质角闪石的结晶温度和压力低于寄主岩角闪石,氧逸度稍高于寄主岩角闪石;辉长闪长岩角闪石具有最高的结晶温度和压力及最低的氧逸度.哈图沟剖面和德福胜剖面寄主岩中的斜长石和角闪石的成分具有一定差别.岩浆不同期次侵入结晶和岩浆自身演化,使不同地点斜长石和角闪石的成分和物理化学特征具有一定变化.镁铁质岩浆位于地壳深部,氧逸度较低,使结晶的角闪石具有较高的形成压力和较低的氧逸度,斜长石具较高An值;随着镁铁质岩浆注入寄主岩,由于环境突变,使斜长石受到熔蚀;由于岩浆上侵以及两种岩浆物理化学性质差别较大,导致温度、压力和水饱和度降低,氧逸度升高,使包体中残留岩浆快速结晶,形成具核边结构、浅色均一的斜长石,以及结晶程度较差、较高氧逸度的角闪石.      

内蒙古大青山地区石榴混合花岗质岩石地球化学特征及成因

内蒙古大青山地区太古宙孔兹岩系在发生麻粒岩相变质作用的同时,榴云片麻岩岩组中的石榴黑云片麻岩在近水平剪切构造变形过程中发生部分熔融,形成了石榴混合花岗质岩石。现有证据表明,它们形成于新太古代晚期,在矿物组成、地球化学特征上,大体继承了石榴黑云片麻岩,而它们的结构和地球化学特征尤其是REE分布型式的变异又反映了其部分熔融和演化。尽管该石榴混合花岗质岩体规模小,但在矿物组成、结构和地球化学特征上显示出明显的不均一性,形成了高K2O低Na2O、CaO,稀土元素总量低,具正Eu异常和低K2O高Na2O、CaO,稀土元素总量高,具负Eu异常的两类石榴混合花岗质岩石。综合研究发现,这两类石榴混合花岗质岩石的形成与部分熔融及随后的流动过程中熔体与残留体的逐渐分离有关,前者残留体、残留矿物相极少,富长英质;而后者残留体和残留矿物相对较多,因而富镁铁质,并且控制REE行为的矿物相如石榴石和独居石、磷灰石、锆石等相对富集,从而造成了两类石榴混合花岗质岩石稀土元素分布型式的差异,与桑干地区成因相似、成熟度较高的古元古代花岗岩具有较大差别。     

北大别混合岩类型及其成因

大别造山带北大别超高压变质构造单元中广泛发育混合岩。基于对罗田和岳西穹隆中混合岩的野外观察、岩相学、矿物化学和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年系统工作,发现北大别混合岩主要分为中等深熔混合岩和高度深熔混合岩两种类型。中等深熔混合岩为叠层状混合岩和膨胀结构混合岩;高度深熔混合岩为眼球状混合岩和析离体状混合岩。锆石U-Pb同位素定年结果表明,混合岩中新生锆石年龄范围为125 Ma~138 Ma,加权平均年龄为130.7 Ma±1.8 Ma;两个继承锆石的年龄分别为602.8 Ma±16.8 Ma和667.3 Ma±17.6 Ma;混合岩叠层状暗色体中锆石年龄连续且分布集中,加权平均年龄为703 Ma±10 Ma,代表原岩的形成年龄。北大别混合岩的原岩为新元古代的岩石,其混合岩化作用发生在140 Ma至125 Ma期间。不同浅色体中斜长石的含量和牌号差异显著,反映了浅色体形成于不同演化程度的熔体结晶。斜长石-角闪石温压计估算结果显示,混合岩形成的温压条件为723℃~768℃和370 MPa~520 MPa,对应于中上地壳环境。混合岩的成因机制以长英质片麻岩水饱和条件下的富水熔融为主。其反应为:黑云母+石英+斜长石+水=角闪石+斜长石(残留)+花岗质熔体。少数混合岩的成因机制为角闪片麻岩中角闪石的脱水熔融。其反应为:角闪石+斜长石+石英=单斜辉石+富水熔体。     

北秦岭超高压地体折返过程中的多期次部分熔融

本文对丹凤地区秦岭岩群含柯石英超高压变质地体长英质片麻岩中的混合岩化长英质浅色体和含石榴子石暗色包体的花岗质脉体进行了详细的矿物学、地球化学和锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf同位素研究。其中,长英质浅色体显示了近原位熔融的高硅、富钾的过铝质花岗岩地球化学特征;锆石的CL图像呈灰黑色,均匀无结构或云雾状内部结构,Th/U比值0. 008,并含有钾长石、斜长石、石英和磷灰石等包裹体,显示深熔锆石的特征;花岗质脉体暗色包体中的石榴子石显示核-边成分环带,其中核部成分与秦岭岩群长英质片麻岩中石榴子石成分一致,边部Sps含量升高,显示熔体改造或退变质扩散特征,寄主花岗质脉体显示重稀土强烈亏损的与石榴子石平衡的熔体特征,指示它们是秦岭岩群含石榴子石长英质片麻岩部分熔融的产物。锆石LA-ICP-MS定年得到长英质浅色体和花岗质脉体的结晶年龄分别为445±4Ma和420±1Ma,明显晚于本区的超高压变质时代,而与折返过程中麻粒岩相和角闪岩相退变质叠加的时代基本一致。结合区域地质和前人的研究成果,提出秦岭岩群在深俯冲板块的折返过程中,分别在445Ma和420Ma发生了两期部分熔融作用。     

有金属花岗岩型矿床成因讨论

对稀有金属花岗岩的成因主要有两种认识——岩浆熔体结晶和自交代作用。本文从如下四方面讨论岩石成因:1.稀有金属矿化地段位于岩体顶部,呈似层状、似脉状分布;2.矿化岩石具溶蚀、穿切、假象及变晶结构;3.矿物包裹体测温和稀有金属矿物形成温度低;4.斜长石为 An<3的钠长石。文章认为大多数稀有金属花岗岩是由自交代作用形成,只有极少数——近地表产物,是由岩浆熔体结晶形成的。     

变泥质岩的深熔作用与具铈（Ce）负异常熔体的成因

对美国加州南Sierra Nevada岩基中一个典型的中生代变质表壳岩及其混合岩带进行了详细的野外观察和元素地球化学研究。研究发现:在持久(约为150Ma)的花岗岩侵位作用下,早白垩世变泥质岩发生达角闪岩相的中高级变质作用和部分熔融,导致Isabella混合岩的形成;浅色体具有和变泥质岩及混合岩近平行的REE分布模式,但浅色体的LREE含量相对较低;和变泥质岩相似,混合岩中的浅色体具有显著的Ce负异常。野外观测、岩相观察及元素地球化学特征表明,浅色体显著的Ce负异常是继承了原岩的Ce负异常特征,而不是由于副矿物(磷灰石、独居石或锆石)的差异溶解或结晶分异作用造成的。早白垩世变泥质岩(浅色体的原岩)主要由泥质及沙质海相沉积物组成,局部夹基性火山灰和火山碎屑,形成于与大陆岛弧密切相关的浅海环境。原岩的Ce负异常反映了较还原的浅海沉积环境。具有Ce负异常浅色体的产出表明,如果俯冲带上的沉积岩在俯冲过程中发生部分熔融作用并且所产生的熔体参与大洋型岛弧岩浆作用,最终可以导致具有Ce异常的基性岩浆生成。     

新疆卡拉麦里苏吉泉东斜长花岗岩岩石地球化学特征、成因及构造环境

新疆卡拉麦里蛇绿混杂岩带中广泛存在斜长花岗岩,对其形成时代及成因尚存较大争议。岩石地球化学显示该花岗岩具高硅、富铝和钠,低镁和钾特征;轻稀土富集,具Eu的负异常(δEu为0.55~0.78)。岩石富Ba,Th,亏损 Nb,Ti 等。对该苏吉泉东斜长花岗岩的成因研究进行探索,认为该斜长花岗岩是在低压低温条件下镁铁质洋壳发生部分熔融的产物,残留相为斜长石+角闪石±斜方辉石±钛铁矿(无石榴子石)。结合区域地质资料,苏吉泉东斜长花岗岩可能是处于早石炭世后碰撞背景下的一次构造-热事件产物,而非是蛇绿岩中的浅色岩。     

苏格兰和东格陵兰太古宙奥长花岗质与英云闪长质片麻岩的地球化学

英云闪长质—奥长花岗质成分的高Na/K比的片麻岩在苏格兰和东格陵兰太古代高级变质区中占优势。片麻岩的成分从超镁铁质变化到奥长花岗岩,但成分的分布是双模式的,特别是在角闪岩相的片麻岩带中尤是如此。英云闪长质片麻岩的Al_2O_3偏高(平均大于15%),CaO也高,但SiO_2多数低于70％,而以小型奥长花岗岩体和脉体为例外。Ba和Sr的含量高,而Sr甚至在硅质片麻岩中仍居高位。在Y与SiO_2间和TiO_2与SiO_2之间显然存在着负相关。CeN/YN比值随SiO_2而增加,主要是较富硅质片麻岩中重稀土元素大大减低的结果,其比值可以超过100。然而有些奥长花岗质岩石中,稀土总量和Ce/Yb比值是较低的。虽然Eu异常之量与总稀土的含量有关,但许多硅质片麻岩具有显著正Eu异常,而有一些奥长花岗质岩石具不明显的负Eu异常。地球化学有力地表明,假如片麻岩成分范围与分离结晶作用有关,那么角闪石则已是一种主要控制矿物相,整个片麻岩杂岩可以在地壳深部高PH_2O条件下演化而来。然而包含着初源物质的角闪岩,特别是柘榴角闪岩的部分熔融模式,看来是最能解释地球化学特征和野外关系的。片麻杂岩的较深部分在地壳矿物相生成时或稍后,转化为干的麻粒岩相组合,可能相应有变化的流体成分(富CO_2)。驱逐含水流体要伴随着K、Rb、Th和U的丢失,从而增进了片麻岩杂岩的英云闪长质一奥长花岗质的特点。     

陕西秋树坪金矿似斑状奥长花岗岩脉锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义北大核心CSCD

陕西秋树坪金矿床发育花岗岩脉,其形成年代及岩石成因背景尚不清楚。本次研究表明,其岩石类型为似斑状奥长花岗岩脉,锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究揭示其成岩年龄为881.9±9.6 Ma。奥长花岗岩脉w(SiO_(2))为72.91%~74.40%,w(K_(2)O)为0.38%~1.18%。稀土元素含量为51.45×10^(-6)~104.16×10^(-6),稀土元素配分曲线右倾,表现出LREE富集,HREE亏损的特点。(La/Yb)_(N)的值为8.06~27.76,平均值为21.06,轻重稀土分馏程度较高。根据主微量元素特征,认为似斑状奥长花岗岩脉形成于火山弧环境。岩脉具有高Sr含量,高Sr/Y比值、贫Yb和Y以及Eu正异常,推测其源区残留相可能为石榴子石和金红石,无斜长石,部分熔融程度相对较低,且板片流体影响较小。脉体内可见浸染状黄铁矿化、褐铁矿化,为金矿化体,暗示研究区新元古代有形成斑岩型金矿的可能。     

鞍山地区始—古太古代花岗质地壳的形成及演化——深沟寺杂岩的岩石学、年代学及地球化学证据

鞍山是华北克拉通唯一保存有完整太古宙地质记录(3.81~2.5Ga)的地区。为了进一步了解本区太古宙早期花岗质地壳的形成及演化,本文对鞍山地区典型的太古宙杂岩——深沟寺杂岩进行了详细的岩石学、年代学及地球化学研究。根据岩石学及产状分析确定了始太古代奥长花岗质片麻岩和古太古代混合岩化片麻岩杂岩两个主要岩石单元:前者SIMS锆石U-Pb定年结果为3803±9Ma,代表始太古代古老的花岗质陆壳;后者年龄为3311~3335Ma,代表古太古代强烈构造-变质热事件。始太古代奥长花岗岩以高Si、富Na、贫K为特征;轻重稀土分异不明显,(La/Yb)N值介于6.76~35.96,具有弱的负铕异常(δEu=0.57~1.43);微量元素相对富集Rb、La、Hf和Zr等,亏损Nb、Ta、Sr和Ti等,且Sr/Y比值(8~29)、Mg#(21~30)、Cr(8.81×10~(-6)~28.00×10~(-6))和Ni(0.881×10~(-6)~18.55×10~(-6))含量较低,表明源区无地幔物质参与,且未与石榴子石发生平衡,斜长石可能残留源区,形成深度相对较浅。同时结合鞍山地区~3.8Ga锆石具有正的εHf(t)值,始太古代奥长花岗岩来源于地幔岩浆底侵导致地壳底部含水玄武质岩石(角闪岩)部分熔融形成的新生地壳。古太古代混合岩化片麻岩杂岩的主要矿物组合为石英+斜长石+黑云母,无不一致相矿物(钾长石、矽线石和石榴子石等),表明熔融过程中含水矿物未发生脱水反应,主要反应为Qtz+Pl±H2O=melt。此外,混合岩化片麻岩杂岩中未见富铝矿物和碎屑岩结构,推断其为正片麻岩,原岩为奥长花岗岩或英云闪长岩;结合岩石中存在大量始太古代继承锆石,且~3.3Ga锆石εHf(t)多为负值,混合岩化片麻岩杂岩形成于始太古代奥长花岗质地壳的重熔。本文研究结果表明,鞍山地区始—古太古代花岗质地壳演化可划分为两个主要阶段:始太古代奥长花岗质地壳生长(~3.8Ga)和古太古代花岗质地壳重熔(~3.3Ga)。