大别山东部花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄

花岗片麻岩是大别山区除超高压变质杂岩外的另一种重要岩石类型,本文测得南大别二长花岗片麻岩中单颗粒锆石U-Pb不一致线的上交点年龄为789±43 Ma.位于五河一水吼韧性剪切带南缘的糜棱岩化二长花岗片麻岩中锆石的207Pb/206Pb表面年龄接近一致年龄,为715～777 Ma,平均757 Ma,U-Pb不一致线的上交点年龄为815±70 Ma,下交点年龄为482±167 Ma.北大别石英二长片麻岩中锆石207Pb/206表面年龄的变化范围较广,介于594～700 Ma,平均为649 Ma,U-Pb不一致线的上、下交点年龄分别为814±97 Ma和477±77 Ma.这说明这些正片麻岩的侵位时间范围大致为750～850 Ma的晚元古代;南、北大别正片麻岩中的锆石年代学显示它们可能具有相似的形成与演化历史;约480 Ma前后的加里东运动对大别山地区可能也有影响.     

桐柏造山带榴辉岩早古生代高压变质作用的发现

桐柏造山带是连接秦岭造山带和红安-大别造山带的枢纽,一直被认为是三叠纪变质带。本文通过对其南部高压榴辉岩带内榴辉岩和白云母石英片岩的全岩化学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素地球化学研究,首次确定该地区的榴辉岩存在早古生代变质作用。榴辉岩主要由石榴石、绿辉石和角闪石组成,含少量多硅白云母、石英和金红石等。榴辉岩中锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为452±5Ma,这些锆石具有低Th/U比值、低¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf比值,并具有平坦的HREE配分型式和无Eu负异常的特征,即为典型榴辉岩相的变质锆石。因此,452Ma代表该榴辉岩的变质时间。此外,白云母石英片岩中的锆石SIMS定年也获得450±93Ma的下交点年龄,证明白云母石英片岩与榴辉岩皆记录了早古生代的变质事件。榴辉岩的主微量元素及锆石Hf同位素特征反映榴辉岩原岩形成于板内环境,并且在侵位过程中遭到古老地壳物质的混染。结合桐柏造山带内不同岩石类型中早古生代的变质年龄,表明早古生代的变质作用在桐柏造山带内是普遍存在的。同时,桐柏造山带早古生代榴辉岩相变质事件的发现,进一步说明其经历了从古生代到中生代多阶段的构造演化。

     

大别超高压碰撞造山带岩石锆石U/Pb同位素框架年代学

采用SIMS和TIMS法对大别造山带各主要构造地体 (南大别、北大别、北淮阳和苏鲁 )中的片麻岩和榴辉岩中锆石进行了U Pb定年 ,得到的年龄主要分布在 12 0～ 140Ma,190～ 2 5 0Ma ,6 5 0～ 85 0Ma ,～ 190 0Ma和～ 2 5 0 0Ma。第一组年龄主要和侏罗纪—白垩纪的岩浆构造活动有关 ,第二组年龄和超高压变质作用有关 ,第三至第五组年龄则主要反映了变质岩原岩的年龄。根据锆石中的Th U讨论了各种锆石年龄的成因及其意义。     

胶南桃行超高压变质岩的氧同位素地球化学及其年代学制约

对苏鲁超高压变质带内诸城桃行地区榴辉岩及其花岗片麻岩围岩进行了单矿物氧同位素组成分析和锆石U-Pb定年。氧同位素组成显示出不均一亏损~(18)O的特征。石英-石榴石等高温矿物对的氧同位素温度为600～950℃,指示它们在榴辉岩相变质条件下达到并保存了氧同位素平衡。而部分石英-长石和白云母-金红石等矿物对的氧同位素温度为350～570℃,指示它们在峰期变质之后的角闪岩相退变质过程中达到并保存了同位素退化交换再平衡。锆石氧同位素组成低达-1.3‰～4.2‰,对这种低δ~(18)O值进行锆石U-Pb定年,分别得到762～834Ma的原岩年龄和202～249Ma的变质年龄。因此,桃行低δ~(18)O值锆石形成于新元古代(700～800Ma)的低δ~(18)O值岩浆。这种低δ~(18)O值岩浆是由于变质岩原岩经历新元古代高温大气降水热液蚀变后再部分熔融所形成。对于在角闪岩相退变质之后保存了封闭体系的花岗片麻岩样品(石英-长石矿物对温度为355～405℃),石榴石在榴辉岩相变质温度下达到并保存了氧同位素平衡(石英-石榴石矿物对温度为685℃),指示石榴石中Sm-Nd体系在同样的变质务件下也达到了平衡。因此,花岗片麻岩中石榴石-斜长石-全岩的Sm-Nd等时线年龄215±11Ma与锆石变质边的三叠纪年龄(202～249Ma)一样,代表了榴辉岩相峰期变质后的冷却年龄。而花岗片麻岩中石英-钾长石和石英-斜长石矿物对处于氧同位素不平衡状态,同时钾长石和斜长石相对于样品中其它矿物异常亏损~(18)O,指示在角闪岩相退变质之后体系曾经开放,岩石受到低~(18)O流体在低温和中温下(200～400℃)的热液蚀变。这种奈件下矿物氧同位素的退化交换是由表面反应机制控制,与Nd的扩散机制不同,因此氧同位素平衡无法制约Sm-Nd矿物等时线的有效性。     

大别山北部花岗质片麻岩锆石Pb-Pb年龄

大别造山带北部出露大量的花岗质片麻岩,大致可以划分两类:一类为石英闪长质→石英二长闪长质→石英二长质片麻岩;另一类为花岗闪长质→二长花岗质片麻岩.本文对其两类岩石选择有代表性的样品进行单颗粒锆石Pb-Pb年龄测定,分别获得595±27 Ma(石英二长质片麻岩)和289±16 Ma(二长花岗质片麻岩)年龄数据,这为进一步探讨大别山构造岩浆作用性质提供了依据,为揭示大别山晚古生代构造岩浆作用提供了线索.     

大别山北部黄土岭片麻岩的锆石U-Pb年龄和氧同位素组成：古老的原岩和多阶段历史

利用阴极发光和离子探针技术，对大别山北部黄土岭片麻岩的锆石进行了内部结构、U-Pb年龄和氧同位素组成的系统分析。黄土岭片麻岩的锆石具有核-幔-边三层结构，核部是原岩的岩浆锆石，形成时代为-2800Ma；幔部是变质重结晶的产物，变质作用的时代为-2000Ma；边部则是在-110Ma从部分熔融体里结晶出来的增生锆石，是受大别山燕山期构造-岩浆事件影响的反映。黄土岭片麻岩和麻粒岩中-2800Ma和-2000Ma的年龄，以及麻粒岩中约3400Ma的残留锆石年龄均可以与扬子崆岭群变质岩对比。由此可以推断，北大别在构造属性上属于扬子板决，扬子与华北板决的缝合线应在北大别以北。锆石的核-幔-边具有不同的氧同位素组成，氧同位素数据表明黄土岭片麻岩的原岩是S型花岗岩，在-2000Ma和-110Ma的事件中都有外来物质(流体或熔体)的加入。     

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。     

大别山北部卢镇关群变质火山岩和共生变质的花岗岩全岩和锆石氧同位素、锆石U-Pb年代学研究

分布在大别山北部的卢镇关群火山岩和共生的花岗岩类形成在新元古代.2个卢镇关群变质流纹岩SIMS锆石U-Pb给出了757Ma岩浆结晶年龄,3个变质花岗岩给出了757 ～ 770Ma岩浆结晶年龄.全岩氧同位素分析表明它们经受了地表流体参与交代蚀变作用.锆石SIMS氧同位素分析表明少量锆石边部存在岩浆期后的氧同位素改造,然而锆石的氧同位素的改造部分没有明显的U-Pb重置,因此,地表流体参与交代蚀变作用时间无法通过锆石的U-Pb年龄来测定,只能限定在757Ma以后.研究样品中存在δ18O值2.8‰～4.0‰岩浆锆石,它们从低δ18O岩浆中结晶而来.低δ18O岩浆是早期地表流体参与交代蚀变岩石再熔融的产物,从这个意义上说,早于770Ma的地表流体参与的蚀变应该存在.这些时间上的证据表明卢镇关群火山岩和共生的花岗岩类记录了早于770 ～ 757 Ma之后地表流体参与交代蚀变,这从时间上看,岩石发生的地表流体参与的蚀变与扬子地台上新元古代冰川事件不能简单的关联在一起.     

威海地区超高压变质花岗片麻岩锆石U-Pb定年和氧同位素研究

在苏鲁超高压变质带东北端山东威海地区皂埠镇发现锆石δ18O值低至-7.8‰左右的花岗片麻岩, 与前人在苏鲁超高压变质带西南端江苏东海青龙山地区发现的锆石δ18O值为-7‰~-9‰左右的花岗片麻岩一致.对这些低δ18O值花岗片麻岩进行了锆石SHRIMP法UPb定年和系统的激光氟化法矿物氧同位素分析, 结果对低δ18O值锆石成因和花岗片麻岩的原岩性质提供了制约.研究得到: (1) 这些低δ18O值锆石以新元古代岩浆锆石为主, 但部分岩浆锆石在印支期超高压变质作用过程中发生了不同程度的重结晶作用.δ18O值为-7.08‰的岩浆核锆石UPb定年得到的花岗片麻岩原岩谐和年龄和不一致线上交点年龄分别为(760±49) Ma和(751±27) Ma, 变质谐和年龄和不一致线下交点年龄分别为(232±4) Ma和(241±33) Ma, 指示其原岩为新元古代花岗岩并经历了印支期变质作用; (2) 锆石δ18O值在局部范围内变化于-7.76‰~5.40‰之间, 低δ18O值岩浆锆石表明它们是从新元古代低δ18O值岩浆中直接结晶形成, 锆石δ18O值的局部变化表明其原岩岩浆的氧同位素组成具有不均一性, 指示低δ18O值岩浆源区物质曾经在地表与极度亏损18O的大气降水发生过不同程度的高温水岩反应; (3) 低δ18O值花岗片麻岩在印支期板块俯冲和折返过程中基本没有与外部发生显著的氧同位素交换, 在退变质作用过程中花岗片麻岩内部缓冲流体对原岩岩浆锆石的δ18O值影响不大.威海皂埠镇地区和东海青龙山地区的花岗片麻岩在原岩时代、变质时代和氧同位素组成等方面基本相同, 指示它们应具有相同的原岩性质, 并经历了相同的变质作用和水岩相互作用过程.因此, 极度亏损18O的新元古代双峰式基性-酸性岩浆岩可能分布于整个大别-苏鲁造山带.      

喜马拉雅早古生代造山作用:来自尼泊尔帕朗花岗质片麻岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素证据

尼泊尔帕朗花岗质片麻岩是加德满都逆冲席体的一部分,其主要矿物组成为石英、斜长石、钾长石、微斜长石和白云母。片麻岩中的锆石发育核-边结构,由继承碎屑锆石核和韵律环带的岩浆锆石边组成。LAICP-MS U-Pb定年结果显示,边部岩浆锆石的加权平均年龄为(485.5±1.4)Ma和(455.1±3.1)Ma,指示片麻岩原岩为早古生代早期的花岗岩,并记录了两期岩浆作用。锆石边部εHf(t)值变化范围为-8.7~-3.5,Hf同位素两阶段模式年龄TCDM为2.01~1.69Ga,结合岩石学特征并对比大喜马拉雅和小喜马拉雅变质沉积岩的Hf同位素成分,认为原岩花岗岩来自大喜马拉雅变泥质岩的部分熔融。帕朗花岗质片麻岩的研究结果和现有的年代学数据表明,喜马拉雅地区存在早古生代造山事件,这一事件可与相邻的拉萨地体、羌塘地体以及青藏高原东南缘的保山-腾冲地体内同一时代的构造事件对比,是早古生代早期原特提斯洋岩石圈沿冈瓦纳大陆北缘俯冲的安第斯型造山作用的产物,而与冈瓦纳大陆内部块体聚合过程中陆-陆碰撞的泛非造山作用无关。     

含榴花岗片麻岩 Lu-Hf 年代学初探

对西大别四道河含石榴子石花岗片麻岩进行了锆石 U-Pb 和石榴子石 Lu-Hf 年代学测试,锆石 U-Pb谐和年龄为(223±1) Ma,石榴子石-全岩 Lu-Hf 等时线年龄为(212.2±0.7) Ma.石榴子石具有极高的母子体同位素比值(176Lu/177Hf =~300).结合锆石和石榴子石的微量元素特征,该锆石 U-Pb 年龄代表的可能是超高压/高压变质时间,石榴子石 Lu-Hf 年龄代表的是石榴子石重结晶时间,可能指示了后期退变质作用流体活动     

南阿尔金茫崖地区花岗岩类锆石SHRIMPU-Pb定年、Lu-Hf同位素特征及岩石成因

南阿尔金茫崖地区早古生代花岗岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,阿克提山花岗岩为264±1Ma,柴水沟花岗岩分别为404±5Ma、406±4Ma,其中的辉绿岩为454±4Ma,常春沟花岗岩分别为411±5Ma、406±3Ma,茫崖镇北石英闪长岩为466±5Ma,阿卡龙山花岗岩为469±6Ma。锆石Lu-Hf同位素分析表明,εHf(t)值大多数为正值,少数继承性锆石为负值,反映了它们的源岩以新生地壳为主,同时,也混有少量的古大陆壳的成分。结合区域地质特征和各岩体的岩石地球化学特征,将南阿尔金茫崖地区早古生代花岗质岩浆活动划分为3期,第一期(465~469Ma)岩石组合为石英闪长岩+花岗闪长岩+花岗岩,具有岛弧火成岩的地球化学属性,其形成可能与洋壳的俯冲作用有关;第二期(404~411Ma)岩石组合为花岗闪长岩+二长花岗岩+正长花岗岩,具有A型花岗岩的地球化学特征,可能与板块碰撞后造山带块体均衡调整有关,第三期(264Ma)岩石组合为石英闪长岩+二长花岗岩+正长花岗岩,也具有I型花岗岩的特征,可能与阿尔金断裂的活动有关。     

辽东古元古代造山带花岗片麻岩穹窿:热造山带典型构造样式

中下地壳的底辟上升是地壳中物质运移和热传递的一种重要机制,由这种机制产生的一系列穹窿构造不仅为揭示区域构造环境和构造演化提供了重要的线索,而且还提供了一个了解地壳深部物质流动的窗口。辽东半岛的古元古代造山带内就发育有这样一套花岗片麻岩穹窿构造,为了深入理解这套花岗片麻岩穹窿的成因以及对造山带演化的影响,本文对其不同构造层次进行了详细的构造特点和变形演化研究。结果显示,典型的花岗片麻岩穹窿可分为三层结构:混合岩化的花岗岩内核、发育顺层韧性剪切带的幔部以及含大型构造透镜体的外壳。其中核部花岗岩塑性流动变形发育,并具有明显的交代现象。顺层韧性剪切带的变形环境由靠近岩体的角闪岩相到远离岩体的低绿片岩相,并且没有明显的退化变质特点,拉伸线理具有统一的NW-SE方向。根据年代学数据与区域构造分析,花岗片麻岩穹窿构造是在区域收缩体制下花岗岩底辟形成的产物,其出现标志着辽东古元古代造山带变为一个由垂向和横向对流作用为主导的热造山带。     

聂荣微陆块花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年——新元古代基底岩石的发现及其意义

聂荣微陆块呈透镜体状夹持在班公湖-怒江板块缝合带内,其上出露有黑云母花岗片麻岩以及二长花岗片麻岩等不同类型的古老片麻岩,本文报道产出于聂荣微陆块上花岗片麻岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果,样品锆石的岩浆震荡环带十分发育,多数锆石具有典型的岩浆结晶锆石的特征。所有测点中有16个测点的Th/U值较高,介于0.58~1.24之间,平均值为0.79,获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄基本一致,加权平均值为819.6±5.2Ma,笔者等认为该年龄代表了花岗片麻岩的原岩结晶时代为新元古代。我们在羌塘南部地区的碎屑岩中获得了同样的年龄峰值(809Ma)。此外,我们认为年龄中具有507Ma左右的信息反映了泛非事件之后另外一次强烈构造热事件的影响在该区的存在。     

大别造山带北部石竹河片麻岩的锆石U—Pb年龄及其地质意义

大别造山带北部石竹河二长片麻岩的锆石U-Pb年龄测定结果表明,其原岩形成时代为707±42Ma,在229±18Ma曾受到高温变质作用。这一结果表明印支期变质作用不仅反映在大别造山带南部的变质岩中,而且造山带北部的部分变质岩也保存了这一重要记录。大别造山带北部存在印支期变质年龄的片麻岩、榴辉岩或残留相表明,该地块与造山带南部一样是印支期板块俯冲碰撞中俯冲板块的一部分。华北和扬子板块的碰撞缝合线可能位于大别造山带的北侧。     

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.     

大别地体超高压变质岩石锆石Lu-Hf同位素研究

对大别山南部超高压变质带双河和黄镇地区的榴辉岩、片麻岩和硬玉石英岩中变质锆石进行了原位LA-MC-ICPMS的Lu-Hf同位素分析.双河和黄镇的榴辉岩及双河的硬玉石英岩有低176Lu/177Hf和低176Hf/177Hf组成,两地的片麻岩有高176Hf/177Hf比和高且分散的176Lu/177Hf组成.锆石Hf同位素分布主要受变质原岩的形成时代控制,增生锆石基本上继承了原岩锆石的Hf同位素特征,既有增生锆石相对有低176Lu/177Hf和高176Hf/177Hf、继承重结晶锆石相对有高176Lu/177Hf和低176Hf/177Hf的特征,也有二者相互重叠没有区别的,它主要受原岩性质和变质过程中锆石遭受的溶蚀程度控制.增生锆石的低Lu/Hf是锆石在变质过程中Lu含量下降和Hf含量增高造成的,增生锆石的高176Hf/177Hf继承自岩石中其它高Lu/Hf比矿物的长期演化.继承锆石的初始Hf同位素组成εHf值和亏损地幔模式年龄TDM示踪表明,各超高压变质原岩的时代和成因是复杂的：双河榴辉岩原岩物质源自25亿年的亏损地幔和至少27亿年以上的古老晚太古地壳混合.双河片麻岩原岩年龄相同,但有不同的壳幔混合物源.黄镇榴辉岩原岩主要源于亏损幔源岩浆形成的初生地壳的重循环,很少的地壳混染.黄镇片麻岩和榴辉岩的物源区年龄相同.两地片麻岩原岩物源主要来自弱亏损地幔,存在古老地壳物质和地幔物质的混合.大别地区超高压变质岩锆石的Lu-Hf同位素特征主要反映了7～8亿年和18～19亿年时扬子克拉通北缘地区的岩浆活动特点和大地构造环境.     

Postcollisional flow of aqueous fluid within ultrahigh-pressure eclogite in the Dabie orogen

A combined study of chronometric dating and oxygen isotope analysis for minerals from vein and host eclogite as well as regional country-rock gneiss in the Dabie orogen provides a direct constraint on timing of fluid flow in this orogen formed by continental collision. Oxygen isotope ratios of vein minerals are significantly lower than those of the host eclogite, but comparable with those of the regional gneiss. This suggests the veining fluid came from the regional gneiss (i.e. exhumed slab itself) rather than the host eclogite. While zircon U–Pb and phengite Ar–Ar dating yields ages of 214 to 222 Ma for the eclogite and gneiss, the vein gives a quartz–muscovite Rb–Sr isochron age of 181 Ma and a muscovite K–Ar age of 179 Ma. Thus the veining postdates the Triassic ultrahigh pressure metamorphic event, witnessing postcollisional fluid flow after the orogenic cycle of continental collision.