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。     

大别山超高压变质岩带

报导了大别山超高压变质杂岩带不同岩石类型及六安-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.     

大别山超高压变质岩的变形历史及折返过程

大别山南部的超高压变质岩在其形成及折返过程中经过5期变形。D₁变形为榴辉岩相前变形,形成于扬子板块北缘陆壳基底的俯冲过程中;D₂变形形成于折返初期(220-210Ma)即超高压变质岩在浮力驱动下折返至下地壳底部的过程中,变形以块状榴辉岩的糜棱岩化及层状榴辉岩和基质的紧密-同斜褶皱为特征;D₃变形发生在折返中期(200-180Ma)即超高压变质岩在南北陆块持续碰撞作用下被挤出并向北逆冲折返至中地壳的过程中,变形以榴辉岩的布丁化和基质的强烈韧性剪切变形为特征;D₄变形是折返晚期(130-110Ma)超高压变质岩在地壳浅部伸展体制下向南滑脱所致;在折返至近地表时,超高压变质岩受到NE向断层(D₅)的切割。     

大别山超高压变质岩的退变质赤微构造：折返过程的启示

大别山超高压变质岩中发现了一系列退变质显微构造,其主要类型有：①由于出溶而产生的定一包裹物;②由于多型转变而产生的假像替代;③固→固反应产生的冠状体;④涉及流体的退变质反应产生的冠状体或后成合晶。借助显微构造关系,可以建立超高压变质岩的退变质演化阶段,从而构筑其ＰＴ演化趋势、识别出碰撞造山和超高压变质峰期之后的两阶段隆升历史;早期为“挤出”作用诱发的近等温减压退变质;晚期则是地壳伸展体制下的退变质     

大别山东南部高压—超高压变质岩的氢氧同位素地球化学

本文报道了大别山东南部安徽石马地区柯石英榴辉岩组合和黄镇地区石英榴辉岩组合的全岩及单矿物的氢氧同位素特征。石马榴辉岩的δ18O值在1.0‰～7.4‰之间,云母δD值为-76‰～-61‰;黄镇榴辉岩的全岩δ18O值为-1.1‰～-2.1‰,云母δD值为-89‰～-77‰。矿物之间的氢氧同位素分馏既有处于平衡状态者,也有处于不平衡状态者,反映这些岩石除继承变质前母体的18O亏损特征外,还经历了显著的同位素退化交换作用。石马和黄镇榴辉岩的矿物对氧同位素温度均给出两个峰值380～430℃与绿片岩相变质条件一致,600～640℃与高角闪岩相变质条件一致;给不出峰变质温度(750～800℃)是由于岩石经历了退变质流体的强烈改造作用。大别东南部高压-超高压榴辉岩的南部边界为石英榴辉岩与花岗片麻岩的界线,但氧同位素研究指示两者为原位接触关系。     

大别山五庙超高压变质岩的变形构造

含柯石英榴辉岩、高压片麻岩的五庙超高压变质岩与外围低压片麻岩以逆冲断层呈构造侵位关系,而在其内部榴辉岩与高压片麻岩为非构造接触,并且发育有榴辉岩相静态重结晶构造以及在纯剪应力状态下的前角闪岩相变形构造Ｄ１和在顶端指向ＮＮＷ运动的单剪应力状态下的角闪岩相变形构造Ｄ２。     

大别山石马地区超高压变质岩角闪岩相变形的Rb-Sr同位素年龄及其构造意义

角闪岩相变形是大别山超高压变质岩的主期变形 ,露头和显微尺度的构造要素主要由这期变形产生 ,通过对超高压变质岩带内韧性剪切带中花岗片麻岩的Rb -Sr同位素年龄测定 ,获得一条变形花岗片麻岩的全岩 -白云母内部等时线年龄 ,表明超高压变质岩的角闪岩相变形产生于180Ma左右 ,超高压变质岩的主期变形确实为同角闪岩相变质期变形 ,该年龄与超高压变质岩的第二次快速冷却年龄一致 ,由此证实超高压变质岩在180Ma左右快速从下地壳折返至中地壳     

大别山超高压变质榴辉岩的氦同位素组成及对其形成环境的制约

大别山地区榴辉岩全岩的3He/4 He值分布在0 .0 13×10 - 6 ～0 .76 0×10 - 6 之间,平均0 .2 0 0×10 - 6 ,榴辉岩中石榴子石单矿物的3He/4 He值与其全岩的3He/4 He值基本一致。在3He—4 He分布图上榴辉岩的氦同位素数据点远离地幔氦的分布范围,而位于大气氦与地壳氦的过渡部位。采用真空压碎方法对榴辉岩中石榴子石和绿辉石的氦同位素组成进行了分析,也未找到地幔氦的明显踪迹。结合大别—苏鲁地区榴辉岩中极低的δ1 8O值、εNd(0 )值等地球化学特征,提出大别—苏鲁地区超高压变质榴辉岩可能是在地壳中形成的,并未曾俯冲至10 0多千米的地幔深度。榴辉岩的3He/4 He值与围岩类型密切相关,榴辉岩的δ1 8O值与围岩的δ1 8O值同步变化,以及含柯石英大理岩、片麻岩和硬玉石英岩等非基性超高压变质岩和脉状榴辉岩的发现,均证明榴辉岩与其围岩一起经历了超高压变质过程,榴辉岩及其围岩在变质过程中未发生明显的位移,即榴辉岩是原地成因的。     

大别山超高压变质岩的变形特征及其地质意义

大别山超高压变质岩至少经过５期变形。第１期产生于榴辉岩相变质前；第２期大致与榴辉岩相变质作用同步．岩石产生紧密同斜褶皱及榴辉岩相糜棱岩；第３期产生于超高压变质岩向中地壳折返的过程中，以榴辉岩的布丁化及基质的透入性剪切为特征；第４期主要形成剪切条带及伸展沿劈理．是大别山碰撞后差异隆升，岩层向南滑脱的结果；最后一期为脆性变形，岩层沿北东向断层产生左行平移。通过超高压变质岩的变形分析，可以了解超高压变质岩形成和折返的构造运动过程。     

高压,超高压变质岩形成深度讨论

根据硅酸盐矿物缩系数的实测值与一些地质现象结合，提出岩石圈中壳幔边界处可能存在负压力与来自地幔的压力结合而形成一种复合的压力状态，可以在莫霍面附近造成形成含柯石英和金刚石的超高压变质岩的地质环境，其前提是造成来自地幔向上压力的过程的速率要大于地壳释放地压的地质过程中的速率，并同时提出了地深增压率的概念和在地质上的一些表征，最后结合桐柏－大别高压、超高压变质岩的地质事实提出了一高压，超高压变质成因的     

含柯石英榴辉岩形成深度的构造校正测算

应用透射电子显微镜(TEM)对大别地区英山县含柯石英榴辉岩、石英榴辉岩及石榴角闪岩中石榴子石进行研究,结果表明在强塑性变形的三类岩石中,石榴子石的超微构造特征存在明显差异。在含柯石英榴辉岩中的石榴子石位错密度比角闪岩中的低。修正石榴子石材料系数α为0.25,用石榴子石位错密度估算了相对差异应力值,并讨论了在超高压榴辉岩形成和退变质过程中各阶段的变质条件。根据石榴子石位错密度测定的差异应力,结合石榴子石的变形测量,恢复构造三维主应力及构造附加静水压力值P_S,从柯石英相的转变压力P中减去构造附加静水压力值P_S后,利用单纯由重力引起的静水压力值P_G换算上覆岩石的重力和厚度,获得大别超高压变质带含柯石英榴辉岩形成深度仅为 ≥ 32.09~32.11km.因此提出,该含柯石英榴辉岩是在这一地壳深处(或稍深一些)受强烈构造作用形成的新认识。同位素资料分析表明,大别地区榴辉岩系地壳成因,这对于榴辉岩是壳内产物的认识提供了进一步证据。      

大别地区榴辉岩中几种超高压变质矿物研究

根据镜下观察,在大别地区东南部榴辉岩中陆续发现柯石英、金刚石和文石等三种超高压变质矿物,拉曼分子探针检测进一步证实了这些发现。柯石英和文石均被包裹于石榴石或绿辉石晶体之内,而基质中则分别以低压多型变体石英和方解石的形式存在,说明其保存除快速构造抬升的外部条件外,还与寄主矿物机械阻力及晶内低压缩性有关。作为榴辉岩相的早期共生矿物,它们的出现证明该区榴辉岩经历了超高压变质作用。     

大别造山带变质岩的年代学格局

大别造山带中广泛分布经历不同程度变质的变质岩,这些变质岩的形成时代、变质年龄的研究对反演大别造山带形成演化历史有重要意义。本文总结了大别造山带中不同构造带中变质岩的锆石U－Pb年龄结果,给出初步的变质岩的年代学格局。     

Formation Depth Estimation of Coesite-Bearing Eclogite in Dabie UHPM Zone, China： Constrained by Isotopic Studies

The formation depth of metamorphic rocks in the Dabie ultrahigh pressure metamorphic (UHPM) zone influences not only our understanding of formation mechanism and evolution processes of collision orogenic belt, but also the studies on earth's interior and geodynamic processes. In this study, the isotopic data of metamorphic rocks in the Dabie UHPM zone are discussed to give constraints on the formation depth in the Dabie UHPM zone. The εSr of eclogite in the Dabie UHPM zone varies from 18 to 42, and the εNd varies from -6.1 to -17, both of them show the characters of isotopic disequilibrium. The oxygen isotope studies indicate that the protoliths of these UHPM rocks have experienced oxygen isotope exchange with meteoric water (or sea water) before metamorphism and no significant changes in the processes of metamorphism on their oxygen isotope composition have been recorded in these rocks. Except for one sample from Bixiling, all samples of eclogite from Dabie UHPM zone show the 3He/4He ratios from 0.79×10-7 to 9.35×10-7, indicating the important contribution of He from continental crust. All Sr, Nd, O and He isotopic studies indicate that the UHPM rocks retain the isotopic characteristics of their protoliths of crust origin. No significant influence of mantle materials has been found in these metamorphic rocks. Trying to explain above isotopic characteristics, some researchers assume that the speeds of dipping thrust and uplifting of rocks were both very high. In this condition, there will not be enough time for isotopic exchange between crust protolith and mantle materials. Therefore, we can not see the tracer of mantle materials in these UHPM rocks. However, this assumption can not be justified with available knowledge. Firstly, it was estimated that the whole process of UHPM took at least 15 Ma. During such a long period, and at the metamorphic temperature of ≥700 ℃, the protolith of crust origin can not escape from isotopic exchange with mantle materials if the UHPM have happened in the mantle depth of ≥100 km. In contrast, all problems will be dismissed if we assume that the UHPM have happened at the depth still in crust.     

大别山超高压变质带表壳岩地球化学特征及启示

大别山南部出露较多的变质表壳岩,主要由片麻岩、片岩、长英质粒状岩石、大理岩、斜长角闪岩类等组成,经历了超高压、高压变质作用。通过岩石学、岩石化学、地球化学的研究,对其形成时代、原岩建造、构造背景等作了较深入的分析,认为其成岩时代可能属于早中元古代,原岩为一套碎屑岩,碳酸盐岩夹火山岩建造,构造背景应为与大陆岛弧有关的活动大陆边缘环境。这些研究成果为探讨大别造山带的形成环境、演化、榴辉岩等超高压变质带的形成、折返机制等提供了较充分的地质依据。     

金沙江中段元古宙变质岩的Sm-Nd同位素年龄报道

金沙江中段的古老变质岩由多期变质的元古宙变质岩石单元组成。利用Sm-Nd同位素方法获得了雄松群二云母片岩全岩同位素等时线年龄1594Ma和1723Ma、2011Ma两组模式年龄。前者代表了成岩年龄,后者代表金沙江中段地层的基底年龄,这与金沙江流域乃至整个华南地壳最初形成的年龄十分相似。表明,川西、藏东地区雄松群变质岩可能属于华南地壳的组成部分。其形成时间应在早元古代或更早的时期内。     

大别造山带超高压变质岩稳定同位素地球化学

通过对大别造山带超高压变质岩的氢、氧和碳同位素地球化学研究，发现了显著的稳定同位素异常。结果对扬子板块向华北板块的俯冲提供了如下化学地球动力学制约： (1)北大别榴辉岩和基性麻粒岩与南大别超高压榴辉岩和片麻岩一样，具有较低的δ 18O值，表明它们在板块俯冲前经历了高温地表水热液蚀变，在超高压变质阶段流体以亏损 13C为特征； (2)部分低δ 18O值榴辉岩的共存矿物对之间保存了氧同位素平衡分馏，记录了榴辉岩相变质温度，指示这些榴辉岩在地幔的居留时间较短，折返初期的冷却速率较大； (3)退变质作用过程中存在显著的差异性氢氧同位素交换，早期阶段流体具有内部缓冲性质，而晚期则具有外部来源； (4)东大别大理岩显著富集 13C，反映出其母岩灰岩的沉积环境为封闭的大陆边缘盆地，西大别苏家河大理岩的δ 13C值接近于正常海相碳酸盐，指示其母岩形成环境为宽广开阔的海洋。