大青山-乌拉山变质杂岩带大南沟地区含榴尖晶黑云钾长片麻岩成因及其形成的P-T条件

大南沟贫硅的含榴尖晶黑云钾长片麻岩出露于华北克拉通西北部大青山-乌拉山变质杂岩带(孔兹岩带)中,主要以大小不等的透镜状和互层状产于石榴长英质粒状岩石和石榴堇青夕线黑云二长片麻岩中.本文通过岩相学、变质反应、成因矿物学、矿物化学以及相平衡模拟的综合研究,揭示合榴尖晶黑云钾长片麻岩的成因机制及其形成的P-T条件.研究表明,大南沟含榴尖晶黑云钾长片麻岩内尖晶石的Zn含量极低(XZn=Zn/(Fe2+Mg+ Zn)＜0.006).含尖晶石的后成合晶微域反映峰后退变条件下局部的再平衡过程,其中石榴石分解形成的钾长石+尖晶石±斜长石后成合晶是由Grt+ Sil+ Melt→Kfs+Spl+ Pl反应形成的.而细粒尖晶石-刚玉-磁铁矿矿物组合及相应的退变结构是在晚期降温和氧化作用下,通过反应Splss+O2→Spl+ Mag+ Crn分解形成的.相平衡模拟结果表明含榴尖晶黑云钾长片麻岩峰期矿物组合为Bt+ Grt+ Spl+ Mag+ Sil+Kfs +P1+ Liq,稳定的温压条件在830～ 870℃和8.3～8.6kb,位于夕线石的稳定域.     

冀西北怀安地体高级变质表壳岩的锆石年代学研究

位于华北克拉通中部造山带中北段的怀安地体与内蒙孔兹岩带相接,出露高压麻粒岩和退变榴辉岩等多种高级变质岩,是洞悉华北克拉通古元古代构造演化历史的重要窗口。研究区变质表壳岩包括夕线石榴长英质片麻岩、石榴长英质粒状岩石以及紫苏黑云二长片麻岩。阴极发光图像特征显示研究区样品的锆石主要包括碎屑锆石和变质锆石,其中碎屑锆石具有岩浆结晶环带,而变质锆石为单颗粒或围绕着继承性碎屑锆石边部生长,内部结构均匀,Th/U比值较低。锆石LAICP-MS U-Pb定年结果与前人研究结果综合表明该区变质表壳岩石的碎屑锆石的207Pb/206Pb年龄主要集中在~2040Ma,其原岩形成时代与孔兹岩带变泥质岩石相近,均为~2.0Ga。变质锆石记录其变质时代为1957~1804Ma,结合前人对怀安地区变泥质岩和变基性岩变质作用和年代学研究结果,推测得出1.95~1.92Ga代表了峰期(高压)麻粒岩相变质时代,1.90~1.85Ga代表峰后减压阶段变质时代,而1.85~1.80Ga代表退变质晚期的时代。怀安地区变质岩石可能卷入了阴山陆块、鄂尔多斯陆块以及东部陆块间的先后碰撞造山过程,并持续较长时间(1.95~1.80Ga),最终拼贴为统一的整体。     

北苏鲁仰口地区变辉长岩中锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素特征及其地质意义

北苏鲁仰口地区出露超高压的变辉长岩.锆石阴极发光图像和其内部矿物包体激光拉曼测试的联合研究结果表明,变辉长岩锆石具有弱发光效应的岩浆韵律环带的核和被改造的强发光效应的边.岩浆韵律环带的核部保存大量而复杂的矿物包体,包括普通辉石(Cpx)+斜方辉石(Opx)+斜长石(P1)+石英(Qtz)+黑云母(Bt)+钛铁矿(Ilm)+磷灰石(Ap);边部保存的矿物包体则相对较少,包括普通辉石(Cpx)+斜方辉石(Opx)+斜长石(Pl)+磷灰石(Ap).尽管岩浆韵律环带核部的稀土元素总合量比被改造的锆石边部明显偏高,但二者稀土元素配分模式具有明显的相似性,主要表现为轻稀土相对亏损,而重稀土明显富集,相应的(La/Yb)N=0.00015～0.00039,并具有明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.20～0.26)、相对明显的正Ce异常(Ce/Ce*=71.5～147.4)和较高的Th/U比值(1.97～2.69).上述特征表明,仰口地区变辉长岩中的锆石均为继承性的岩浆锆石,而没有新生的变质锆石.LA-(MC)-ICP-MS锆石原位U-Pb定年和Lu-Hf同位素分析结果表明,两件锆石样品Y1和Y2的年龄数据所构成的不一致线显示了十分接近的上交点和下交点年龄.其上交点年龄分别为785±15Ma(2σ)和784±12Ma(2σ),应代表原岩的形成时代,表明变辉长岩的原岩与Rodinia超大陆裂解的岩浆事件存在密切的成因关系;而下交点年龄分别为226±24Ma(2σ)和228±26Ma(2σ),与苏鲁其它类型超高压岩石中含柯石英锆石微区记录的变质年龄十分吻合,应代表变辉长岩的超高压变质时代.岩浆结晶锆石的核部具有明显偏高的176Lu/177Hf(0.00044～0.00291)和176Yh/177Hf(0.0165～0.1168)比值,而176Hf/177Hf比值变化于0.281956～0.282048之间,相应的εHf(t)=-8.5～-14.0,tDM2=2.03～2.32Ga,表明仰口地区变辉长岩的原岩起源于古元古代时期的富集地幔或发生部分熔融的下地壳残留体.被改造的岩浆结晶锆石的边部则具有明显偏低的176Lu/177Hf(0.00029～0.00060)和176Yh/177Hf(0.0112～0.0200)比值,而176Hf/177Hf(t)比值变化于0.281953～0.282002之间,相应的εHf(t)=-10.2～-11.9,tDM2=2.12～2.21Ga.与岩浆结晶锆石核部相比,被改造的岩浆锆石边部的176Lu/177Hf、176Yb/177Hf、176Hf/177Hf(t)比值和εHf(t)和tDM2值的变化范围更小,表明中-新三叠纪的超高压变质作用使岩浆结晶锆石边部的Lu-Hf同位素体系发生调整,更趋向于均一化.     

东阿拉善地块叠布斯格杂岩的形成与变质时代:来自黑云斜长片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年的新证据

叠布斯格杂岩作为阿拉善地块变质程度最高、形成时代最老的变质岩系,是进一步深入认识阿拉善地块形成、演化与构造亲缘性的最佳对象.本文对叠布斯格杂岩中黑云斜长片麻岩开展了系统的野外地质调查、岩相学观察和锆石U-Pb年代学研究.碎屑锆石U-Pb定年和野外地质调查表明,叠布斯格杂岩中黑云斜长片麻岩碎屑锆石年龄介于2 177~2 010 Ma,最小年龄峰值为2 050 Ma,结合变质锆石年龄数据,限定其沉积时代在2 050~1 969 Ma之间.区域对比研究表明,阿拉善地块叠布斯格杂岩中黑云斜长片麻岩与西阿拉善地块龙首山杂岩、华北克拉通孔兹岩带（尤其是孔兹岩带西部）中的变沉积岩系在沉积时代与源区特征上具有高度的一致性.此外,变质锆石U-Pb定年和微量元素分析表明,叠布斯格杂岩中黑云斜长片麻岩记录了古元古代晚期1 969~1 811 Ma连续的变质年龄.对比分析阿拉善地块与孔兹岩带变沉积岩系的碎屑锆石年龄谱系-变质时代表明,阿拉善地块与孔兹岩带在古元古代可能具有相同的沉积-变质演化历史,在古元古代期间阿拉善地块应是华北克拉通孔兹岩带的西延部分.      

南辽河群盖县组的重新厘定:来自辽南地区黄花甸-苏子沟一带变质砂岩碎屑锆石U-Pb年代学证据

传统认为辽河群顶部的盖县组广泛分布于辽南地区。本文对岫岩县黄花甸-苏子沟一带的南辽河群盖县组变质长石石英砂岩和变质石英砂岩进行了LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年代学研究。其中变质长石石英砂岩中碎屑锆石普遍发育核-边结构,核部具有清晰的振荡环带;变质石英砂岩中碎屑锆石基本无核-边结构,具有清晰或者略模糊的振荡环带。锆石微量元素分析结果显示,具有振荡环带锆石微区具有轻稀土元素(LREE)亏损、重稀土元素(HREE)相对富集的配分曲线特征,Ce正异常和Eu负异常明显,Th/U和Zr/Hf比值较高,表明其岩浆成因。变质长石石英砂岩岩浆成因锆石微区~(207)Pb/~(206)Pb谐和年龄集中于2506～1748Ma之间,且呈现～2178Ma和～1863Ma两个年龄主峰,表明主要物质来源为同时期花岗质岩石(条痕状花岗岩和斑状花岗岩);变质石英砂岩岩浆成因锆石微区~(207)Pb/~(206)Pb谐和年龄集中于3546～1950Ma之间,呈现～2149Ma年龄主峰值,表明主要物质来源为条痕状花岗岩,另有少量太古宙基底物质的加入。研究区变质长石石英砂岩～1.86Ga的年龄峰值与辽河群其它变沉积岩明显不同,表明沉积时代一定晚于～1.86Ga,即形成于辽河群古元古代变质作用之后。综合研究区盖县组变质长石石英砂岩与辽河群其它变沉积岩碎屑锆石U-Pb年龄的差异,我们建议将盖县组部分变沉积岩从辽河群中解体出来。     

胶北高级变质基底中高压基性麻粒岩的地球化学特征及其成因

胶北高级变质基底中高压基性麻粒岩主要由石榴基性麻粒岩、石榴紫苏麻粒岩和石榴斜长角闪岩所组成,并主要以不规则透镜体或变形岩墙的形式赋存于TTG质片麻岩或花岗质片麻岩之中。胶北高压基性麻粒岩在变质过程中,以大离子亲石元素(K、Na、Sr、Rb)为代表的活动元素发生了显著的改变;而高场强元素(Th、Nb、Zr、Ti)和稀土元素基本无变化,保持稳定。胶北高压基性麻粒岩属于拉斑玄武质岩石系列,其SiO2集中变化于44.04%～53.54%,Mg#值集中变化于35～60之间;稀土配分曲线不仅存在总量较低的平坦型(ΣREE=21.13×10-6～78.49×10-6,(La/Yb)CN=1.03～2.86),也有轻稀土相对富集且含量相对较高的右倾型(92.74×10-6～133.5×10-6,(La/Yb)CN=2.93～4.56),Eu异常不明显(Eu/Eu*=0.93～1.04)。高压基性麻粒岩Cr、Ni含量变化较大,但与MgO含量具有很好的相关性。与显生宙岛弧拉斑玄武岩一样,胶北高压基性麻粒岩几乎所有样品皆具有Nb、Zr、Ti负异常,且εNd(t)为正值(+2.70～+4.77)。综合分析认为,胶北高压基性麻粒岩具有岛弧拉斑玄武质岩石的地球化学特征,其原岩可能为弧后扩张背景下侵入的辉长岩或辉绿岩,以及相应喷出的基性火山岩。     

巴音戈壁盆地苏红图组时代归属研究

笔者根据玄武岩钾-氩同位素年龄,从盆地沉积演化和充填特征等方面讨论了巴音戈壁盆地苏红图组的构成特点,认为苏红图组沉积贯穿于早白垩世湖盆地演化的全过程,但盆地内苏红图组的形成具有不等时性。盆地西部苏红图组形成较早,为代表盆地形成之初的一套地层岩性组合,其中玄武岩夹层的钾-氩同位素年龄为141～146Ma,归属早白垩世早期;盆地东部苏红图组形成较晚,为代表盆地萎缩阶段的一套地层岩性组合,其中玄武岩夹层的钾-氩同位素年龄为108～109Ma,时代归属早白垩世中晚期。盆地内中生代火山活动具有自西向东的发生过程。苏红图组时间跨度达30Ma以上,远远超出通常一个地层组的时间间隔,建议对其拆分。     

赞皇杂岩官都岩群时代与物源——来自黑云变粒岩与石英岩碎屑锆石U-Pb-Hf同位素与稀土元素组成的约束

官都岩群是华北克拉通中部造山带赞皇杂岩中重要的变质火山-沉积岩系,经历了高绿片岩相-高角闪岩相变质,准确限定其沉积时代与物质来源对探究中部造山带新太古代-古元古代构造演化过程具有重要意义。利用LA-MC-ICP-MS(多接收激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪)与TIMA(矿物自动分析系统)对官都岩群中黑云变粒岩与石英岩进行了锆石矿物包体、U-Pb-Hf同位素与稀土元素原位分析。根据碎屑锆石内部矿物包体组成、阴极发光图像特征与U-Pb年龄结果,认为黑云变粒岩与石英岩中碎屑锆石中最年轻一组的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb谐和年龄分别为2 544 Ma或2 536 Ma,大致限定了其原岩的最老沉积时代,结合区内黄岔花岗岩岩体侵入官都岩群的野外地质关系,推测官都岩群沉积时代为新太古代末期,并非古元古代。官都岩群黑云变粒岩与石英岩碎屑锆石年龄图谱十分相似,最主要的峰值年龄为2 512 Ma,结合碎屑锆石内部矿物包体与结构特征,认为官都岩群主要物源为新太古代晚期中酸性岩浆岩。两阶段锆石Hf模式年龄揭示2 850～2 700 Ma为赞皇杂岩最强烈的地壳生长阶段。综合本文...     

胶北~2.5Ga岩浆热事件的锆石Hf同位素特征及其对地壳演化的指示意义

位于华北克拉通东缘的胶北地体,被普遍认为是胶-辽-吉带的西南组成部分,经历了多期岩浆-变质热事件,而晚太古宙末期约2.5Ga的岩浆事件是该区最强的岩浆事件;为了确定该期岩浆热事件的性质,本文选取2件形成于约2.5Ga的英云闪长质片麻岩及花岗质片麻岩开展锆石Hf同位素测试分析;总计69个锆石Hf同位素分析点的结果显示,它们均具有正的εHf(t)值,在10.71到3.0之间,平均为6.02,两阶段锆石Hf模式年龄主要分布于2.6～2.9Ga之间,平均为2747Ma,明显大于锆石的207Pb/206Pb年龄,表明约2.5Ga的TTG及花岗质片麻岩主要源于2.6～2.9Ga新生地壳的重熔或再造;另外,一些锆石具有极正的εHf(t)值,它们的锆石Hf模式年龄与U-Pb年龄相近,这暗示在约2.5Ga有亏损地幔物质加入地壳,并发生了即时重熔;根据本次研究获得的锆石Hf同位素数据,结合前人的Nd同位素结果,我们认为胶北地体内约2.5Ga的岩浆活动可能主要表现为与地幔岩浆低侵作用有关的新生地壳的重熔或再造,约2.9Ga和2.7～2.8Ga是胶北地体地壳生长的两个时期,并且与华北克拉通大部分地区一样,2.7～2.8Ga是胶北地体新生地壳形成最重要的时期。     

苏鲁超高压变质带中海阳所地区变基性岩的地球化学性质及变质演化特征

苏鲁超高压变质带的海阳所地区广泛分布各类变基性岩,它们主要由"红眼圈"结构的变辉长岩、(石榴)斜长角闪岩组成,且以透镜状或似层状赋存于片麻岩中。根据主量元素和微量元素特征,可将海阳所地区变基性岩划分为两种类型:第一类(A组)样品轻稀土相对富集,其稀土元素配分曲线具有右倾型的特征,微量元素具有Nb、Ta、Zr、Hf、Ti的明显负异常,其蛛网图配分曲线微弱右倾,类似于岛弧玄武岩IAB的特征;第二类(B组)样品稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图配分曲线均相对平坦,Nb、Ta、Zr、Hf、Ti略微亏损,与洋中脊玄武岩E-MORB具有一定的相似性。所有变基性岩样品均属于拉斑玄武岩系列,成因类型部分与岛弧环境相关,另一部分则可能与洋中脊环境关系密切。根据岩相学、矿物相转变、变质反应以及温压条件估算的综合研究结果,识别出海阳所变基性岩可能经历了两期变质作用,其中第一期中-高压麻粒岩相变质作用(M1)的标志性矿物组合以基质中保存的粗粒石榴石(Grt1)+粗粒单斜辉石(Cpx1)+粗粒斜长石(Pl1)±石英(Qtz)组合为特征,形成的温压条件为T=725~845℃、P=9.5~12.4kbar;第二期峰期高压麻粒岩相变质阶段(M12)以发育"红眼圈"结构为特征,典型的矿物组合为新生的细粒石榴石(Grt12)+单斜辉石(Cpx12)+斜长石(Pl12)±石英(Qtz),形成的温压条件为T=765~845℃、P=14.8~17.5kbar,而峰后角闪岩相退变质阶段(M12)以形成低温退变质矿物组合绿色角闪石(Amp22)+斜长石(Pl22)±石英(Qtz)±石榴石(Grt22)为特征,形成的温压条件为T=575~680℃、P=6.0~8.0kbar。第二期变质演化P-T轨迹具有近等温降压至减压冷却的顺时针型式。海阳所变基性岩记录的多期变质演化的信息及其P-T条件与苏鲁-大别超高压变质带存在明显差异。结合以往变基性岩新太古代-古元古代原岩年龄信息,可以判断海阳所地区的变基性岩可能来自于华北克拉通东南缘胶北地体的古老变质基底,并卷入苏鲁-大别地体中-晚三叠世造山事件中。这一重要成果对于揭示海阳所及其邻区变基性岩和围岩的成因、胶北地体古老基底的形成演化过程以及重塑苏鲁-大别超高压变质带的构造演化模式具有重要的科学意义。