北淮阳王母观橄榄辉长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地质意义

对大别造山带北麓北淮阳带西段王母观岩体中橄榄辉长岩及其围岩-含石榴子石绿帘云母石英片岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年. 结果表明, 王母观橄榄辉长岩并不是前人认为的海西期岩体, 它的形成时代应为(635 ± 5) Ma, 其围岩的形成时代为(464 ± 7) Ma. 因而在北淮阳带发现了新元古代晚期辉长岩. 由于该期辉长岩的形成时代与华南陡山沱组沉积岩中普遍发育的火山凝灰岩夹层以及华南陆块北缘湖北随州-枣阳一带发育的一期大规模新元古代晚期基性岩墙群的时代一致, 证明北淮阳带西段王母观一带辉长岩属于华南陆块北缘的一部分, 因此华南陆块新元古代晚期仍然存在大规模岩浆活动. 鉴于北淮阳带王母观等地辉长岩出露于华北陆块南缘变质的奥陶纪岩浆岩之中, 二者之间为构造接触以及分别形成于不同的大地构造背景, 推测它们可能是印支期华南陆块发生深俯冲的初始阶段被挤离与脱耦的岩片, 并在后期构造作用过程中被推覆到华北南缘古生代浅变质岩系之上.     

大别山超高压变质带内浅变质岩片的发现及意义

大别山中南部分布着约1000余平方公里的超高压变质(UHP)带,可谓世界出露规模最大的造山带超高压变质带.UHP岩石形成与折返机制成为大陆造山带研究热点.目前人们的工作焦点集中于UHP岩石的矿物、地球化学、年代学和变质作用(PTt轨迹),而UHP带内部岩石变形和组成研究相对较少,但已引起重视.作者自1992年在苏北赣榆UHP岩石之下发现“石桥浅变质岩构造窗”后,近年在大别山UHP带又找到了浅变质岩片,并进行露头填图、年代学及组成研究.本文现就其地质特征和年代学的初步成果进行讨论.1 浅变质岩片地质产状与特征作者发现的浅变质岩,位于岳西县菖蒲南4km港河桥(图1).菖蒲是大别山UHP带典型出露区,产出与大理岩的榴辉岩、片麻岩的榴辉岩,以及超基性岩的榴辉岩等不同类型的UHP岩石伴生.在其北约3km为大别山最大的榴辉岩体——碧溪岭岩体(约0.7km~2),这是与石榴橄榄岩伴生的UHP类型,浅变质岩片夹在榴辉岩-片麻岩和榴辉岩-大理岩中,出露宽约80m,长>300m(未控制).岩性为酸性火山碎屑岩和火山沉积岩(板岩),变质程度低,由火山碎屑指示的原生层面依稀可辨,其SiO_2为68.46～72.04,Al_2O_3为18.52～21.56,K_2为O3.25～3.46,Na_2O为1.04～1.18;面理平行接触带,平行UHP带的面理产状,倾向南东(120°～140°/40°).接触带     

内蒙狼山新元古代酸性火山岩的发现及其地质意义

在内蒙狼山西南段原定为中元古代沉积建造(渣尔泰山群)中, 新发现呈层产出、具有变余聚斑状和斑状结构、斑晶主要由石英和钠长石组成、岩石化学成分富钠低钾的酸性火山岩, 其顶、底板均为细晶方解石大理岩(或结晶灰岩). 两件代表性样品的锆石呈短柱状-长柱状, 内部环状结构发育, 具有较高的Th/U比值, 表明是岩浆成因. A8-0样品20粒锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(816.9±4.5) Ma. A14-5样品也测定20粒锆石, 15粒锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(805±5.0) Ma, 其余5粒锆石(3.1, 6.1, 7.1, 20.1, 21.1)依次为(867.0±10), (829.1±8.0), (849.7±9.8), (839.2±9.7), (830.7±9.3) Ma. 这证实酸性火山岩属于新元古代产物, 其年龄区间正好在 Rodinia(罗迪尼亚)超大陆裂解的时限范围内. 且酸性火山岩轻稀土富集, 重稀土亏损, 铕负异常明显, 高场强元素(HFSE)富集, 大离子亲石元素等相对亏损, 稀土和微量元素组成与华南扬子块体西缘和浙江次坞地区裂谷环境的新元古代酸性火山岩总体相似(但华南酸性火山岩的高场强元素Th, Nb, Ta, Hf, Zr均明显相对亏损), 具有形成于张性裂谷盆地的特征. 这表明内蒙狼山西南段存在与新元古代Rodinia超大陆裂解作用相呼应的海相火山-沉积变质建造, 内蒙狼山地区可能有与Rodinia超大陆裂解作用相呼应的构造-岩浆-热事件发生. 这一发现, 结合在西部阿拉善邻区发现的晋宁期花岗岩年龄(814~872 Ma)和金川超基性岩体的年龄(827 Ma)及华北地台邻区新元古代岩浆(火山)活动的最新研究成果, 对进一步研究Rodinia超大陆的构造演化历史有重要意义.     

大别山腹地浅变质岩层中富硅凝灰岩Ar-Ar年龄及其地质意义

大别-苏鲁造山带内部出露的浅变质岩与超高压变质围岩之间的成因关系是研究大陆板块俯冲过程中地壳拆离的重要对象之一. 本文通过对大别山岳西县菖蒲地区产于超高压带内浅变质岩层中富硅凝灰岩进行40Ar/39Ar定年, 得到与超高压变质火成岩原岩一致的两组新元古代年龄. 一组Ar-Ar坪年龄为784.4±2.0 Ma, 等时线年龄为785.0±4.7 Ma; 另一组坪年龄为770.9±2.0 Ma, 等时年龄为769.5±3.1 Ma. 由于火山岩Ar-Ar同位素体系具有低的扩散封闭温度, 这些新元古代Ar-Ar年龄的保存说明, 浅变质火山岩未受到三叠纪超高压变质事件的明显影响, 因此在扬子板块向华北板块俯冲过程中并未发生深俯冲, 而是大陆板块俯冲过程中盖层与基底之间发生拆离后被刮削下来的构造残片. 浅变质岩与超高压变质岩之间的共存指示, 深俯冲岩片折返过程能够导致构造混杂现象.     

东秦岭方城新元古代碱性正长岩形成时代及其动力学意义

通过对秦岭造山带东段北秦岭构造域的新元古代方城碱性岩体研究, 对Rodinia超大陆形成后岩石圈拉张起始时间提供了重要制约. 方城岩体岩石类型主要为角闪云霞正长岩、霓辉正长岩和碱性长石正长岩. 岩石为中性(SiO₂ = 54% ~ 62%), 富碱(K₂O+Na₂O = 12%~ 15%)、铝(Al₂O₃ = 16.81%~23.26%)与大离子亲石元素, 无Nb, Ta, Zr, Hf异常, 轻稀土元素相对富集、重稀土元素分异较弱, 呈较显著的负Eu异常(δ Eu = 0.13 ~ 0.23), 其ε_Nd(t)值为-1.37~ -3.90, Nd模式年龄为1364~1569 Ma. 正长岩岩浆形成的温度较高(915~1044℃). 岩体形成于板内-非造山伸展构造环境, 可能主要来源于上地幔的小比例部分熔融, 在上升或侵位过程中受到少量地壳物质的混染. 方城碱性正长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为(844.3 ± 1.6) Ma (MSWD = 0.86), 表明其形成于新元古代早期, 为秦岭造山带及华南地区已知形成时代最早的新元古代碱性岩, 也暗示在844 Ma左右秦岭造山带新元古代构造演化已由碰撞后伸展转换为板内非造山拉张阶段. 因此, Rodinia拼合过程中沿扬子克拉通边缘形成的碰撞造山过程结束并转入拉张体制地球动力学背景的时限应不晚于844 Ma.     

北喜马拉雅萨迦穹窿中苦堆和萨迦淡色花岗岩的U-Pb年龄及其地质意义

利用TIMS方法, 对产于北喜马拉雅萨迦穹窿中的苦堆和萨迦淡色花岗岩锆石、独居石和磷钇矿进行了U-Pb定年. 结果表明, 苦堆淡色花岗岩的岩浆结晶年龄为27.5±0.5 Ma, 而萨迦淡色花岗岩的岩浆结晶年龄为14.4±0.2 Ma, 因此将北喜马拉雅淡色花岗岩形成的时间跨度从原有的15~10 Ma扩展到27.5~10 Ma, 并据此对北喜马拉雅淡色花岗岩的成因机制进行了年代学制约, 指出北喜马拉雅淡色花岗岩有着多样的成因机制.     

北祁连山榴辉岩锆石SHRIMP定年及其构造意义

应用阴极发光和离子探针技术, 对北祁连山高压变质带两个榴辉岩样品中的锆石进行了结构和形态学观察以及原位U-Pb定年. 所获得的年龄值分别为463 ± 6 和468 ± 13 Ma, 代表了本区榴辉岩相变质时代. 这是北祁连山加里东期高压变质作用的最早记录, 可能代表了大洋板块俯冲进入上地幔经受榴辉岩相变质的时间.     

北祁连山变质杂岩中新元古代(~775 Ma)岩浆活动纪录的发现: 来自SHRIMP锆石U-Pb定年的证据

通过SHRIMP锆石U-Pb定年法, 获得来自北祁连山牛心山片麻状花岗岩与雷公山片麻状石英闪长岩的锆石206Pb/238U加权平均年龄, 分别为776±10和774±23 Ma. 两者锆石皆有明显的岩浆振荡环带与较高的Th/U比, 代表锆石是从岩浆结晶形成. 上述结果可以解释为岩浆侵位年代, 代表北祁连地区在新元古代(约775 Ma)存在一期重要的岩浆活动. 我们认为这一次岩浆活动可能与同时期全球的Rodinia超大陆裂解有关. 这一发现与邻近地区(中南祁连与柴北缘)所发现的同时期岩浆活动时间(750~800 Ma), 对于理解Rodinia超大陆在中国西部的构造演化具有重要意义.     

扬子地块北缘古元古代环斑花岗岩的发现及其意义

湖北省钟祥市华山观环斑花岗岩是在扬子地块上发现的第一例元古宙环斑花岗岩体.野外观察和岩相学研究表明,华山观岩体北部发育典型的环斑结构,钾长石核呈卵球形,且多数具斜长石环边,碱性长石和石英分为两期甚至多期.样品的主量元素富硅、碱(尤其富钾)和铁,贫钙、镁.微量元素富Th,U,La,Ga,Ce和Sm,贫Sr,Nb和Y;轻稀...     

北秦岭西段奥陶纪火山岩中发现近4.1 Ga的捕虏锆石

通过高精度的LA-ICP-MS(激光剥蚀等离子体质谱仪)锆石微区原位U-Pb同位素测年, 北秦岭西段奥陶纪草滩沟群火山岩中获得(4079±5) Ma的年龄信息. 北秦岭不仅成为继西澳Yilgarn克拉通(碎屑锆石, (4276±6), (4404±8) Ma)、加拿大Wopmay造山带(Acasta片麻岩, 4016 Ma)和中国西藏普兰(碎屑锆石, 4103 Ma)之后世界上为数不多的发现冥古宙(4.56～3.85 Ga)地质记录的地区, 而且成为世界上第一个在较年轻的火山岩中发现地球早期地质记录的地方. 本次近4.1 Ga的锆石年龄不仅改写了秦岭没有老于4.0 Ga地质记录的历史, 也为今后寻找固体地球初始阶段的地壳岩石提供了新的依据. 所获得的36个测点的年龄数据可划分为7个时段, 代表北秦岭造山带地壳演化过程中不同时期构造-岩浆事件的时代信息, 其中, 相对集中的时段为0.9～1.5和0.4～0.5 Ga, 分别与北秦岭地区表现强烈的晋宁运动和加里东运动的时限相吻合.     

北秦岭早古生代大陆碰撞过程中的花岗岩浆作用

北秦岭构造带早古生代花岗岩类的锆石U-Pb年代学统计结果表明,早古生代期间存在500,450和420 Ma三个峰期的花岗岩浆活动,它们分别对应于该构造带500 Ma的高压-超高压变质作用、450 Ma的中压麻粒岩相和420 Ma的角闪岩相退变质作用,代表了早古生代期间该构造带经历的一次大陆碰撞及两次与抬升过程有关的岩浆作用.结合区域地质背景和高压-超高压变质作用研究成果综合分析,三期花岗岩浆作用是早古生代期间秦岭微陆块向北俯冲消减过程中,在500 Ma与华北陆块对接挤压致使构造加积楔沉积物部分熔融,以及与碰撞后阶段450 Ma加厚地壳发生拆沉和420 Ma由挤压向伸展转换过程所对应的岩浆活动.     

诸广山南体印支期花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄及其构造意义

诸广山南体是一个由加里东期、印支期和燕山期花岗岩组成的巨型复式岩体.但先前主要依据K-Ar年龄数据,认为复式岩体的绝大部分属燕山期.本文对位于诸广山南体东部的6个岩体(白云、乐洞、江南、龙华山、大窝子和寨地,除白云和江南岩体外,其余均被认为属燕山期)采用SHRIMP锆石U-Pb法进行精确定年,测定结果分别为239±4Ma(MSWD=3.2),239±5Ma(MSWD=2.5),239±2Ma(MSWD=1.7),236±2Ma(MSWD=1.3),231±2Ma(MSWD=0.81)和231±3Ma(MSWD=1.8),表明它们都是印支早期岩浆活动产物.根据这些岩体的岩石地球化学特征以及相邻地区研究成果,可以认为它们形成于伸展构造环境.因此,诸广山南体中的印支期花岗岩是在华南地块和印支地块碰撞结束后不久发生的加厚岩石圈构造垮塌过程中,由位于中-下地壳部位的古元古-中元古代地壳组分通过升温减压熔融而形成.     

关于在大别山超高压带内发现浅变质岩片的讨论

一些作者提出在岳西县昌蒲镇的大别山超高变质带内存在晚元古代“浅变质岩片”,其中不家柯石英榴辉岩火成岩脉浸入,因此对大虽山的构造演化机制以及超高压变质作用理论提出了重大质疑,据我们的研究,上述作者所报道的“浅变质岩片”是一套强烈变形、细粒化和构造重结晶的糜棱岩,其地主要为超高压带内党邮的区域花岗惩麻岩以及榴辉财和在理岩,还有少量也经历了强烈变形的酸性和基性岩脉,它们的同位素年代学特征也与超高压变质岩     

额尔古纳地块北缘早古生代后碰撞花岗岩的发现及其地质意义

漠河县洛古河岩体主要岩石类型为二长花岗岩、石英闪长岩和花岗闪长岩, 另有少量的闪长岩、英云闪长岩、石英二长闪长岩、石英二长岩、正长花岗岩及碱长花岗岩, 属高钾钙碱性岩系, 分为石英闪长岩和二长花岗岩2个单元. 石英闪长岩单元SiO₂含量介于54.79%~58.30%之间, Na₂O/CaO为0.79~1.53, Shand指数介于0.77~0.82之间, 为准铝质岩石; 二长花岗岩单元SiO₂含量介于65.29%~66.45%之间, Na₂O/CaO为1.73~3.43, Shand指数多数<1.05, 为弱过铝质岩石. 稀土元素总量为180.18~344.32 mg/g, 具Eu负异常(0.33~0.82), 稀土元素分馏不明显((La/Yb)_N介于4.12~10.45), 稀土配分曲线为轻稀土富集型. 富集Rb, Th, U, K, La, Ce, Nd, Hf, Zr和Sm等元素, 而强烈亏损Ba, Nb, Ta, Sr, P和Ti等元素. 其主量元素、稀土元素和微量元素特征表明, 洛古河岩体形成于挤压体制向拉张体制转换的构造环境, 属后碰撞花岗岩类. 石英闪长岩单元和二长花岗岩单元的SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为517±9和504±8 Ma. 额尔古纳地块北缘早古生代后碰撞花岗岩的发现, 标志着萨拉伊尔运动结束于500 Ma左右, 表明位于额尔古纳地块与西伯利亚板块之间的古亚洲洋北支在早古生代期间已经封闭, 完成了古亚洲洋北洋的演化历史.     

北阿尔金恰什坎萨依花岗闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb定年及其地质意义

恰什坎萨依花岗闪长岩虽然经历了强烈的片麻岩化作用, 但其铝饱和指数(A/CNK)为0.81~0.99, Na₂O/ K₂O>1, TiO₂<1.0%, 轻稀土富集, 分馏程度高, 重稀土富集程度较低, 分馏系数小, Eu弱负异常或无异常, 微量元素Ba, Ti为负异常及在微量元素构造环境判别图解上样品点落在岛弧型花岗岩区等都展示出岛弧型花岗岩的典型特征. 阴极发光图像反映锆石内部存在清晰的韵律生长纹, 无残留锆石晶核和新生长的环边结构, U, Th含量分别变化于574~870和279~556 μg/g之间, Th/U值在0.52~0.68之间, 显示出岩浆锆石性质. 锆石SHRIMP U-Pb定年结果为481.5±5.3 Ma, 代表花岗闪长岩侵位时代, 与北祁连岛弧火山岩带的形成时代一致, 证实了该区存在早古生代岛弧岩浆活动.     

大洋型超高压变质带的地质特征及其研究意义: 以西南天山、柴北缘超高压变质带为例

在总结洋壳深俯冲超高压变质带的基本地质特征的基础上, 较深入地论述了洋壳深俯冲超高压变质作用研究意义和存在的问题. 大洋型超高压变质带的基本特征是以典型的洋壳组合的原岩建造为特征, 其变质作用峰期温度较低属于低温榴辉岩相范围, 在递进和退变过程中出现蓝片岩相变质过程, 具有低的、冷俯冲带的地热梯度, 并且在岩石组合方面常常与蛇绿岩带伴生. 大洋型超高压变质带的深入研究对于建立冷俯冲带变质反应系列, 探讨俯冲带的水流体是如何被带到地幔深处以及建立冷俯冲带超高压变质作用类型都具有重要意义. 深俯冲超高压变质洋壳岩石抬升、折返机制的研究是目前超高压变质作用研究最具挑战性的问题之一, 其深入研究对于探讨超高压变质作用发生机理、建立更加广泛的超高压变质岩石抬升、折返机制具有重要意义; 洋壳深俯冲超高压变质岩作为俯冲到地幔深度又折返到地表的岩石, 见证了俯冲与折返的全过程, 是研究俯冲变质带中元素地球化学行为及其物质循环的最理想场所之一; 洋壳俯冲到陆壳俯冲-碰撞是俯冲碰撞造山带形成演化的基本方式, 也是目前板块构造理论研究的前沿领域. 同时, 对中国西部西南天山和柴北缘2个具有洋壳深俯冲特征的超高压变质带研究现状和存在的问题也展开了讨论.     

扬子崆岭高级变质地体古元古代基性岩脉的发现及其意义

基性岩脉是区域伸展作用的标志, 具有明确的构造指示意义. 扬子板块崆岭高级变质地体内部发育有大量的基性岩脉, 这些基性岩脉对于认识扬子板块早期的构造演化具有重要意义; 但是, 目前还没有关于其形成年龄的报道. 对侵入崆岭变质地体内部的一个辉绿岩脉样品进行了LA-(MC)ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素分析, 得到近似谐和或谐和年龄, 它们的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄加权平均结果为(1852 ± 11) Ma (MSWD = 0.37), 代表了该基性岩脉的形成年龄; 该基性岩脉中锆石的εHf (t)为−6.3～0.5, 加权平均值为(−3.06 ± 0.88) (MSWD = 1.01), 显示其岩浆源区可能为受到交代作用影响的岩石圈地幔. 这一发现表明, 在约1850 Ma扬子板块处于碰撞后板内伸展构造环境中, 同时该时期扬子板块已经具备足够的刚性, 以致能产生大规模的脆性破裂以及可能引发地幔对流作用, 因此我们推测在约1.85 Ga扬子板块已经具有克拉通的性质.     

华南汤湖花岗岩中25亿年太古代残留锆石的发现及其意义初探

华南陆壳的形成、发展和演化模式一直是一个悬而未决的问题。从现有资料来看,华南陆壳的形成年龄小于20亿年。华南是否存在更古老的陆壳,这是地质学家们所关注的一个重大问题。我们在对华南诸广山北体汤湖花岗岩的研究中,用颗粒锆石U-Pb方法,发现了其中的25亿年太古代残留锆石。     

胶北荆山群泥质低压麻粒岩电子探针独居石Th-Pb定年及其对多阶段变质演化的制约

利用电子探针对胶北荆山群泥质低压麻粒岩开展了深入的独居石定年研究, 通过建立环带结构独居石的年龄分布图和非环带结构独居石的PbO-ThO₂^*年龄等时线图, 确定了胶北荆山群的多阶段变质演化年龄, 即早期进变质作用达到角闪岩相的年龄为1720±15 Ma, 峰期麻粒岩相变质作用年龄为1687±16 Ma, 峰期后抬升冷却阶段年龄为1568±15 Ma, 从而为探讨胶北地块的热构造演化提供了有利的年代学制约.     

西藏冈底斯带林周盆地与碰撞过程相关花岗斑岩的形成时代及其意义

在林周盆地西缘发现古新世与碰撞过程相关花岗斑岩体, 获得岩体锆石SHRIMP加权平均年龄值为(58.7±1.1)Ma(MSWD = 0.79), 代表了印度-亚洲大陆碰撞过程中斑岩体的岩浆侵位年龄. 岩石性质属钙碱性为主-高钾钙碱性系列过铝质钾质花岗岩类, 具有弱-中等Eu负异常和中等斜率右倾的LREE富集型, 以及相对富集Rb, Th, K和La等大离子亲石元素, 亏损Ba, Nb, P和Ti等元素的特点. 林周盆地古新世花岗斑岩是在65 Ma开始的印度-亚洲大陆碰撞早期阶段, 由于地壳缩短的加压升温引起“岛弧带”地壳岩石部分熔融作用的产物, 并在一定程度上带有弧火山岩的岩石地球化学特征与构造环境的“烙印”, 既与林子宗群典中组火山岩有异, 又与冈底斯中新世花岗斑岩明显不同.