麻粒岩的石榴石Sm-Nd和U-Pb同位素体系: 欧洲华力西造山带实例

报道德国黑森林地区（BF）华力西造山带高级变质基底的基性麻粒岩中锆石和石榴石年龄,并讨论其同位素体系的封闭温度.采用锆石U-Pb和Pb-Pb蒸发法分析,得到340 Ma左右至414 Ma的207Pb/206Pb年龄,而且大部分集中在340Ma左右.而石榴石的Sm-Nd和Pb-Pb等时线年龄分别为（398±3）和（411±14）Ma,老于大部分的锆石年龄.这一现象暗示,在340Ma左右的麻粒岩相变质作用（800℃左右）过程中,可能由于重结晶作用或蜕晶作用使大部分锆石丢失其放射成因Pb.而石榴石的Sm-Nd和U-Pb同位素体系保存了变质作用峰期之前的年代学信息.这一现象可能说明该变质作用是在无流体参与的条件下进行的.该实例表明,采用Sm-Nd和U-Pb方法对高级变质岩石定年,在某些情况下石榴石可能是更好的候选矿物.     

华北克拉通桑干地区高压麻粒岩变质作用的Sm-Nd年代学

对华北克拉通内典型高压麻粒岩和高压角闪岩进行了Sm-Nd同位素年代学研究, 获得高压基性麻粒岩的石榴石＋全岩Sm-Nd内部等时线年龄(1 842±38) Ma, 高压角闪岩的石榴石＋全岩Sm-Nd等时线年龄(1 856±26) Ma, 高压基性麻粒岩的全岩Sm-Nd等时线年龄也落在同一范围内. 在充分考虑高温高压变质阶段局部范围内Nd同位素均一化的影响以及石榴石减压分解后的较大残留体对高压变质阶段Sm-Nd同位素特征的保存能力的基础上, 确定上述同位素年龄代表高压变质作用时代, 进而提出华北克拉通古老陆块的大规模碰撞拼合作用发生在早元古代末期.     

大别山西部熊店加里东期榴辉岩锆石离子探针测年

对大别山西部加里东期熊店榴辉岩进行了离子探针(SHRIMP)U-Pb测年. 熊店榴辉岩中锆石主要赋存于石榴石等变质矿物内, 界面平直, 发育变质条件下形成的结构. 7个锆石颗粒的分析给出206Pb/238U年龄为335～424 Ma, 表现出一定程度的放射成因Pb丢失. 这一研究表明熊店榴辉岩的变质锆石及高压变质事件的最小年龄为(424±5) Ma. 另一个锆石的外部环状层给出206Pb/238U年龄为(301±13) Ma. 结合Sm-Nd, 40Ar-39Ar, U-Pb 和 207Pb/206Pb分析资料综合判断, 熊店榴辉岩的峰变质年龄可厘定在424～480 Ma之间.     

广西十万大山地壳演化:来自印支期花岗岩中麻粒岩包体锆石U-Pb年代学及Hf同位素记录

广西东南部十万大山旧州岩体中副变质麻粒岩包体中锆石U-Pb定年和Hf同位素分析结果显示,麻粒岩原岩物质主要来源于新元古代-中元古代(564～1061Ma)的碎屑物质,峰值年龄为～822 Ma,其物源主要来自与新元古代Rodinia超大陆裂解有关的火成岩.部分锆石为古元古代(1778～2227 Ma),并有少量中太古代-古太古代物质(最老锆石年龄为(3551±8)Ma),暗示十万大山或周缘地区可能存在非常古老的地壳物质.另外,还获得一组早中生代岩浆锆石((234±2)Ma)和一组晚古生代变质锆石((253±3)Ma)年龄.锆石Hf同位素分析结果指示麻粒岩包体的原岩沉积物具有多来源特征,既有古老再循环地壳物质的参与,也有新生物质的贡献.锆石U-Pb-Hf同位素特征指示十万大山地区在～253 Ma经历了一次强烈的热事件,原岩发生麻粒岩相变质作用,而后在抬升过程中(～234 Ma)发生部分熔融形成花岗岩,麻粒岩包体为熔融残留体。     

阿尔金构造带西段榴辉岩的Sm-Nd及U-Pb年龄——阿尔金构造带中加里东期山根存在的证据

阿尔金构造带西段的榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相矿物组合为特征的片麻岩中.选择保存较好的榴辉岩分别进行Sm-Nd和U-Pb的同位素年代学测定,测得全岩-石榴石-绿辉石的Sm-Nd等时线年龄为(500±10) Ma;4个颗粒的锆石U-Pb同位素测定获得的表面年龄很好地落在一致线上,并得出其权重平均值为(503.9±5.3) Ma.2种方法获得的基本一致的年龄数据反映了榴辉岩的峰期变质时代,从而表明了阿尔金构造带中加里东期与俯冲及陆-陆碰撞作用有关的山根的存在.     

阿尔金构造带西段榴辉岩的Sm-Nd及U-Pb年龄——阿尔金构造带中加里东期山根存在的证据

阿尔金构造带西段的榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相矿物组合为特征的片麻岩中 .选择保存较好的榴辉岩分别进行Sm-Nd和U-Pb的同位素年代学测定 ,测得全岩-石榴石-绿辉石的Sm-Nd等时线年龄为 ( 500±10 )Ma ;4个颗粒的锆石U-Pb同位素测定获得的表面年龄很好地落在一致线上 ,并得出其权重平均值为( 503.9±5.3)Ma .2种方法获得的基本一致的年龄数据反映了榴辉岩的峰期变质时代 ,从而表明了阿尔金构造带中加里东期与俯冲及陆-陆碰撞作用有关的山根的存在 .     

汉诺坝橄榄辉石岩包体锆石U-Pb年龄: 97~158 Ma岩浆底侵作用和麻粒岩相变质作用之间的成因联系

对大麻坪橄榄辉石岩包体利用LA-ICP-MS和SHRIMP进行的锆石U-Pb同位素年代学研究发现, 橄榄辉石岩包体中的锆石年龄极其复杂, 包括中太古代(3123±4.4 Ma)、晚太古代(2541±54 Ma)、早元古代(1844±13 Ma)、古生代(418~427 Ma)和两组中生代年龄(223~244, 97~158 Ma). 中生代锆石具有典型的岩浆成因特征(如内部韵律环带结构和高Th含量), 反映该地区存在两次中生代隐性岩浆活动. 其中97~158 Ma年龄与汉诺坝麻粒岩包体的年龄分布一致, 反映麻粒岩相变质作用是由岩浆底侵作用带来的大量热引起的, 底侵作用和麻粒岩相变质作用同步发生, 两种作用至少从158 Ma持续至97 Ma. 418~427 Ma年龄则可能反映了加里东期蒙古板块向华北板块俯冲的影响. 1.84, 2.54和3.12 Ga年龄与华北克拉通的3次重要壳幔演化事件一致. 这些年龄表明目前该地区深部地壳仍存在古老下地壳物质.     

北秦岭松树沟高压基性麻粒岩锆石的LA-ICP-MSU-Pb定年及其地质意义

对北秦岭松树沟高压基性麻粒岩中的锆石进行了阴极发光图像、微区原位LA-ICP-MS微量元素分析和U-Pb定年. 结果表明, 这些锆石具有明显的双层结构, 核部主体由扇形或面形分带区域组成, 局部显弱分带或云雾状结构, 具低的Th, U, REE, HREE含量和低的Th/U与较高的(Nd/Yb)_N比值, 显示了与石榴石平衡生长的锆石的稀土配分型式, 应属变质成因; 核部的外围存在一窄的亮色环边, 与核部界线呈浑圆状或港湾状, 为后期退变质影响的结果. 对11粒锆石核部区域的24次U-Pb同位素分析获得²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为485±3.3 Ma, 代表松树沟高压基性麻粒岩的峰期变质年龄. 该年龄值与秦岭岩群北侧的超高压榴辉岩及其围岩片麻岩的变质年龄值(507±37 Ma)在误差范围内一致, 表明在北秦岭秦岭岩群南北两侧存在同时代的两条早古生代高压-超高压变质岩带. 初步认为这两条高压-超高压变质岩带的形成, 可能分别对应于早古生代时期秦岭古洋盆和二郎坪洋盆俯冲消减引发的微陆块之间或微陆块与岛弧地体之间陆壳双向深俯冲碰撞作用.     

阿尔泰造山带超高温变泥质麻粒岩的确定及其地质意义

通过岩相学和矿物成分特征及P-T计算结果,最近在阿勒泰以东喀拉苏附近发现了超高温变泥质麻粒岩,其矿物组合为石榴石+斜方辉石+矽线石+堇青石+尖晶石+黑云母+斜长石+石英等.斜方辉石具有高铝特点,其Al2O3含量高达8.7wt%,指示了超高温变质的条件,其峰期变质条件为:P=~0.80 GPa,T=~960℃.变质结构关系和P-T估算结果表明了一个峰期后近等压冷却的逆时针P-T轨迹.锆石U-Pb年龄结果(271±5 Ma)支持了该超高温变质事件发生于二叠纪.喀拉苏附近超高温变泥质麻粒岩的发现确认了阿尔泰造山带二叠纪超高温变质作用的存在,表明在二叠纪阿尔泰造山带南缘高热流伸展背景可能与二叠纪(270~280 Ma)塔里木地幔柱活动有密切成因关系.     

喜马拉雅造山带中段日玛那麻粒岩锆石U-Pb年代学

对产于喜马拉雅造山带中段片麻岩和石英岩中的透镜状高压基性麻粒岩内锆石进行离子探针(SHRIMP)U-Pb测年, 14个锆石颗粒15个测点中有13个点集中分布在谐和线上, 其²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄平均值为17.6±0.3 Ma, 反映了麻粒岩从地壳深部快速上升的绝热降压变质事件, 形成于印度板块与欧亚板块碰撞后的构造隆升环境, 与喜马拉雅造山带大规模的逆冲推覆作用、伸展拆离作用和淡色花岗岩侵位同步. 还有1颗锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为29.5±0.4 Ma, 与新特提斯的最终关闭有关; 另一粒锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为1991±26 Ma, 代表了麻粒岩原岩的年龄. 总之, 定年结果反映该区麻粒岩经历了多期变质和复杂的地质演化过程.     

汉南侵入杂岩年龄及其快速冷凝原因

对位于扬子克拉通块体北缘的汉南侵入杂岩进行了年代学工作. 不同岩性的21个样品得出的Sm-Nd等时线年龄为(837 ± 26) Ma(2σ), INd = 0.511 65 ( 0.000 02(2σ), εNd(t) = 1.9, MSWD = 1.02, Rb-Sr同位素分析结果不构成等时线. 斜长花岗岩中黑云母的40Ar/39Ar年龄为(796 ±20) Ma(2σ), 全岩-磷灰石-斜长石-黑云母Rb-Sr年龄为(824.8 ± 3.8) Ma(2σ), Isr = 0.703 93 ( 0.000 14 (2σ), MSWD = 2.44. 锆石U-Pb不一致线上交点年龄约为876 Ma, 下交点年龄约为273 Ma. 杂岩可能是由同一具有εNd > 0特征的岩浆在837～800 Ma左右扬子克拉通块体北缘快速抬升时冷凝分异结晶的产物.     

安徽女山早元古代下地壳: 新生代碱性玄武岩中麻粒岩包体锆石SHRIMP U-Pb年龄证据

女山新生代碱性玄武岩中的中性麻粒岩包体锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明, 该地区下地壳形成时代主要在约2400~2200 Ma之间, 经历麻粒岩相变质作用的时代为1915 ± 27 Ma. 较老的下地壳形成时代与女山麻粒岩包体地球化学资料所显示的古老物质成分特征相呼应, 但是其归属于华北克拉通还是扬子克拉通则难以明确. 锆石中强烈的Pb丢失现象暗示, 女山地区下地壳也受到了中国东部普遍存在的中-新生代时期岩浆底侵作用的影响.     

北大别两期混合岩化作用:SHRIMP锆石U-Pb年龄证据

对北大别漫水河和凤凰关2个地区混合岩中的锆石进行了CL显微结构分析和SHRIMP法U-Pb定年. 漫水河混合岩中的锆石具有明显的核边结构, 核部锆石具有扇形分带或弱分带特征, 低的Th/U比值(0.01~0.17), 为变质流体中生长锆石, U-Pb年龄为(137±2) Ma; 边部锆石具有显示面状分带或云雾状分带特征, 高的Th/U比值(0.35~0.69), 为变质熔体中生长锆石, U-Pb年龄为(124±2) Ma. 凤凰关混合岩中的锆石同样具有核边结构, 核部锆石具有弱的岩浆环带或无分带特征, Th/U比值较高(0.21~3.03), 年龄为(768±12) Ma, 为经历不同程度重结晶作用的原岩岩浆锆石; 边部锆石则没有明显的分带特征, Th/U比值很低(0.01~0.09), 为变质流体中生长锆石, U-Pb年龄为(137±4) Ma. 这些结果表明, 大别山存在两期混合岩化变质事件, 早期(137±2) Ma事件以变质脱水为主, 而晚期(124±2) Ma事件出现部分熔融. 部分混合岩的原岩为新元古代中期, 与大别-苏鲁造山带超高压变质火成岩原岩年龄一致. 因此, 大别碰撞造山带山构造从挤压到伸展构造体制转换的最小时间为(137±2) Ma, 北大别混合岩化与同时期花岗岩和麻粒岩之间存在着成因联系, 它们都是俯冲加厚的扬子地壳部分熔融的产物.     

赣东北弋阳早古生代麻粒岩的发现及其地质意义

新发现于赣东北弋阳县南的麻粒岩是一个基性麻粒岩,具有石榴子石+斜长石+紫苏辉石+黑云母+磁铁矿的矿物组合,根据矿物成分变化和矿物的包含关系确定了峰前变质(M1)和峰期变质(M2).成岩格子和地质温压计计算限定了麻粒岩峰前变质的温压是830~870℃和~1.0 GPa,而峰期的变质条件是850~900℃和0.7~0.8 GPa,显示了一个近于等温降压的顺时针P-T-t轨迹.LA-ICPMS锆石U-Pb定年表明麻粒岩相变质作用发生在436 Ma,而其原岩可能形成于新元古代早期.结合已有的发现,本文指出华夏地块内发生的早古生代(加里东期)高级变质作用与碰撞造山带作用有关,很可能是扬子地块与东冈瓦纳大陆挤压碰撞的结果.     

中国内蒙古锡林郭勒杂岩SHRIMP锆石U-Pb年代学及意义

锡林郭勒杂岩是中亚造山带内出露面积较大的强变形变质地质体, 其形成时代与性质存在较大认识上的分歧. 对锡林浩特东南锡林郭勒杂岩定名处黑云斜长片麻岩进行了岩相分析和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究, 其形成年龄下限由杂岩中碎屑岩浆锆石SHRIMP U-Pb年龄限定为437±3 Ma, 其形成上限由侵入于杂岩内的石榴石花岗岩SHRIMP锆石U-Pb年龄限定为316±3 Ma. 这表明该杂岩的沉积成岩年龄晚于晚奥陶纪~早志留纪, 因此不是前寒武纪古老地质体. 结合实际野外观察和室内岩石特征分析, 该杂岩可能是一套经历强变形与变质作用的古生代弧前浊积岩建造. 杂岩中碎屑锆石还给出分散的前寒武纪年龄, 最老可达3.1 Ga, 这些锆石既可能来源于华北基底, 也可能来源于南蒙微大陆, 抑或暗示该区存在600~800 Ma或更古老(3.1 Ga)块体, 表明其碎屑来源的复杂性.     

东昆仑变闪长岩体的40Ar-39Ar 和U-Pb年龄:角闪石过剩Ar和东昆仑早古生代岩浆岩带证据

对青海省都兰县香日德南部东昆仑山区一带侵入于元古界苦海岩群的变形变质闪长岩体同时进行了锆石U-Pb和角闪石40Ar-39Ar年代学研究. 单颗粒锆石U-Pb年龄为(446.5±9.1) Ma; 角闪石Ar坪年龄为(488.0 ± 1.2) Ma, 等时线年龄为(488.9 ± 5.6) Ma, K-Ar年龄为(462.8 ± 8.8) Ma. 角闪石的K-Ar年龄和良好的40Ar-39Ar坪年龄及等时线年龄显著高于锆石的U-Pb年龄, 可能为含过剩Ar的结果, 不代表岩石的变形变质年代. 锆石的U-Pb年龄可代表岩体的侵入年代, 表明从格尔木经诺木洪到本区香日德以南的东昆仑构造带存在一条早古生代岩浆岩带.     

大陆碰撞过程中地壳深熔的岩石学证据:以苏鲁造山带超高压变质岩为例

岩石学显微结构证据表明,苏鲁造山带西南部超高压变质岩石经历了不同程度的深熔作用.在花岗片麻岩和石英岩中识别出结晶自深熔熔体的锆石,其U-Pb年龄集中在220±2 Ma.少量深熔锆石含有柯石英包裹体,U-Pb年龄主要集中在224±2 Ma,部分与含较低压矿物包裹体的锆石域类似.因此,深熔作用开始于早期折返阶段,部分仍处于超高压变质域.折返过程中多硅白云母脱水熔融是这些岩石发生深熔的主要机制.黝帘石榴辉岩的石榴石和绿辉石中发现了由石英+斜长石±钾长石±重晶石组成的多相固体包裹体.它们具有高钠和变化的钾含量,可能是榴辉岩中黝帘石和多硅白云母脱水分解诱发部分熔融形成,同时深熔过程中有大量绿辉石的参与.超高压变质岩石在地幔深度的部分熔融,可能促进了深俯冲陆壳在俯冲隧道内部的快速折返.     

中国阿尔泰造山带泥质麻粒岩的确定及地质意义

通过详细的岩相学工作和P-T视剖面图方法首次确定了阿尔泰造山带中泥质麻粒岩的存在, 其矿物组合为石榴石＋堇青石＋钾长石＋黑云母＋夕线石＋斜长石＋石英等, 局部出现堇青石＋尖晶石组合. 其峰期条件为: P = 0.5 ~ 0.6 GPa, T = 780 ~ 800℃, 为中低压麻粒岩. 通过锆石SHRIMP锆石U-Pb定年方法得出其变质年龄为(292.8 ± 2.3) Ma. 该类型泥质麻粒岩的发现说明在早二叠世阿尔泰造山带南缘属于高热流活动的伸展环境, 这为探讨整个阿尔泰造山带的演化过程提供了一个重要的岩石学限定.     

锆石成因矿物学研究及其对U-Pb年龄解释的制约

锆石U-Pb定年是同位素年代学研究中最常用的方法, 如何对所得到的年龄值给予合理的地质解释是锆石U-Pb年代学研究的重点. 本文对近年来锆石成因矿物学研究及其对U-Pb年龄解释的制约方面有关的进展进行了系统的总结和评述. 不同地质环境中形成的锆石具有不同的结构类型: 岩浆锆石具有典型的振荡环带和/或扇形分带结构; 变质锆石有其特征的内部结构, 主要有无分带、弱分带、云雾状分带、扇形分带、面状分带和斑杂状分带等, 不同成因变质锆石具有其特征的内部结构特点. 岩浆锆石的微量元素特征与其岩石类型有关, 从超基性岩到酸性岩中的锆石的微量元素含量逐渐升高; 不同成因变质锆石具有不同的微量元素特征, 变质锆石的微量元素特征可以反映变质锆石的形成环境. 通过锆石与石榴石之间微量元素的配分, 可以很好地确定含石榴石的高级变质岩中变质锆石形成的具体P-T条件. 锆石中原生包裹体矿物组成同样可以为锆石的形成环境提供明确的限定. 因此, 在进行锆石U-Pb定年的同时, 对锆石进行显微结构、微量元素特征和矿物包裹体成分等方面的综合研究, 限定锆石的形成环境, 能够为锆石U-Pb年龄的合理解释提供有效的制约.     

安徽北部郯庐断裂两侧基底岩石年龄及对郯庐断裂初始开启时间的限定

华北克拉通东南缘的蚌埠隆起结晶基底的初始陆壳形成时限及其演化过程的标定,以及郯庐断裂的初始启动时间一直为人们所关注,存在较多的争议.为此,本文对安徽北部郯庐断裂两侧的蚌埠隆起和池河魏岗山的花岗片麻岩、斜长角闪岩展开了细致的锆石U-Pb定年分析,估算了变质作用的温度与压力条件.分析样品总计4个,其中样品WS055-1(钠长花岗片麻岩)、WS055-3(斜长角闪岩)和WS021-1(花岗片麻岩)来自蚌埠隆起区,普遍经历了中-高级变质作用;样品FD019-1(花岗片麻岩)来自张八岭群西侧的池河地区.锆石U-Pb定年显示,样品WS021-1中17颗岩浆锆石的加权平均年龄为2886±28 Ma,代表了初始陆壳的形成时限;样品WS055-1中锆石均为变质锆石,记录了3组变质年龄2440±28 Ma(21颗),2163±55 Ma(1颗)和1944±89 Ma(1颗);样品WS055-3仅具有1组变质锆石年龄2481±18 Ma(23颗).样品FD019-1中的锆石具有明显的核、幔和边结构,分别显示了3组年龄:271~667 Ma(10个点)、228±3 Ma(17个点)和211±2 Ma(23个点).结合前人的研究资料分析,可以确定前3个样品明显归属于华北克拉通,样品FD019-1源于扬子板块上的大别造山带,据此可以限定郯庐断裂(安徽段)西界的主断裂为朱顶-石门山断裂,并确证了郯庐断裂的初始启动时间应于晚侏罗世.另外,对蚌埠隆起的3个样品的锆石年龄研究,不仅揭示了蚌埠隆起目前最为古老的、中太古代晚期的初始陆壳(2.89 Ga)的存在,同时也反映了该隆起所记录的地质过程与华北克拉通的演化具有很好的统一性.