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冀西北怀安地区中性辉石麻粒岩的锆石U-Pb、Lu-Hf及微量元素组成对区域退变质时代的制约

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岩石学报 2012年第11期28卷 3721-3738页

作者：罗志波张华锋第五春荣张红中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 西北大学大陆动力学国家重点实验室西安710069

冀西北怀安地区位于华北克拉通北缘中段。其区域麻粒岩相变质峰期时间及所代表的碰撞造山时限一直存在不同认识。本文对出露于区内的中性辉石麻粒岩体(变石英闪长岩)进行锆石U-Pb、Lu-Hf及微量元素组成的分析研究,探讨其锆石同位素年龄... 详细信息

冀西北怀安地区位于华北克拉通北缘中段。其区域麻粒岩相变质峰期时间及所代表的碰撞造山时限一直存在不同认识。本文对出露于区内的中性辉石麻粒岩体(变石英闪长岩)进行锆石U-Pb、Lu-Hf及微量元素组成的分析研究,探讨其锆石同位素年龄的地质意义。该类岩石的矿物组合表明它们在中压麻粒岩峰期变质之后经历了角闪岩相退变质作用。锆石阴极发光显示,辉石麻粒岩中存在两种类型锆石:1)具双层结构锆石:核部锆石晶形保存相对完好并具生长环带,幔部为无内部结构的变质增生边;2)内部结构均一,无生长环带,为变质增生的新生锆石。其中具生长环带的核部锆石207Pb/206Pb年龄分布在2542～1902Ma(1σ),并与之相应的Th/U比值(0.10～1.92)、ΣHREE(59.1×10-6～452×10-6)和εHf(t)值呈正相关关系,表明核部锆石曾发生过不同程度的变质重结晶作用。其中谐和度高且年龄大于2400Ma的锆石(Th/U=0.42～1.92)获得了2471±18Ma(2σ,MSWD=6.7)加权平均年龄,该年龄可近似代表原岩的形成时代;相应的单阶段Hf模式年龄(tDM=2550～2621Ma,峰值2586Ma)和两阶段模式年龄(tDMC=2596～2716Ma,峰值2665Ma)以及与较高的εHf(t)值(4.1～6.7),反映其原岩的源区具新生下地壳特征,暗示本区新太古代末发生过地壳增生事件。变质增生锆石具更低的Th/U(变质锆石应是麻粒岩相向角闪岩相退变质过程中的产物,非峰期麻粒岩相产物。锆石Ti温度计算结果(683～714℃)也进一步支持这种解释。它们获得的1831±7Ma(2σ,MSWD=2.5)加权平均年龄应代表中压麻粒岩相变质晚期至角闪岩相退变质时代。为此,我们认为本区麻粒岩广泛记录的1850～1800Ma的变质年龄应代表古元古代末地壳抬升退变质事件。

关键词：锆石U-Pb年龄麻粒岩退变质作用怀安华北克拉通

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东南极拉斯曼丘陵泥质麻粒岩退变质演化

东南极拉斯曼丘陵泥质麻粒岩退变质演化

作者：佘一民中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

拉斯曼丘陵(Larsemann Hills)位于东南极普里兹湾带的中部,本文主要对拉斯曼丘陵泥质麻粒岩进行研究,结合详细岩相学观察,矿物化学分析,年代学分析和相平衡模拟等方法,限定出该区域泥质麻粒岩的变质年龄和变质轨迹,从而对区域的地质构... 详细信息

拉斯曼丘陵(Larsemann Hills)位于东南极普里兹湾带的中部,本文主要对拉斯曼丘陵泥质麻粒岩进行研究,结合详细岩相学观察,矿物化学分析,年代学分析和相平衡模拟等方法,限定出该区域泥质麻粒岩的变质年龄和变质轨迹,从而对区域的地质构造和变质演化提供新的限定。通过对该区四个样品(LSM178-2、LSM337-1、LSM319-2、LSM302-10)详细岩相学观察表明,退变质矿物组合主要为石榴子石+斜方辉石+黑云母+斜长石+钾长石+石英+钛铁矿,石榴子石+堇青石+黑云母+斜长石+石英+钛铁矿,石榴子石+堇青石+黑云母+斜长石+石英+钛铁矿和石榴子石+黑云母+夕线石+尖晶石+钾长石+石英+磁铁矿+钛铁矿。样品受退变质影响严重,不见峰期矿物组合。矿物化学分析结果指示部分样品中的石榴子石成分上属于富镁铝榴石的铁铝榴石,具有较弱的环带。年代学研究表明样品LSM337-1主要矿物对应变质年龄为508±6.6Ma,样品LSM302-10中锆石暗灰色边年龄为531±5.7Ma,浅灰色边年龄为509±5.9Ma,这些变质年龄可能反映了持续较长时间的泛非期构造热事件(10-540Ma)。结合矿物组合和岩相学观察并利用THERMOCALC3.45程序在NaO-CaO-KO-FeO-MgO-AlO-SiO-HO-TiO-O(NCKFMASHTO)以及含有MnO的体系下对该区泥质麻粒岩中四个样品进行热力学模拟。石榴石斜方辉石泥质麻粒岩(LSM178-2)峰期温压条件为T=830-870℃,P=6.1-8.9Kbar,后期退变至T退变质作用。石榴子石堇青石泥质麻粒岩(LSM319-2)其经历退变后温压范围为T=600-635℃,P=4.1-5.1Kbar。石榴石夕线尖晶石泥质麻粒岩(LSM302-10)保存的峰期温压范围为T=860-1050℃,P=4.8-10.2Kbar,之后退变至T=820-840℃,P=4.7-5Kbar。综合分析得到退变质演化轨迹为近等压降温的P-T轨迹,结合年代学研究和相关区域已有资料分析拉斯曼丘陵地区的中低压高温麻粒岩相变质作用可能反映了造山作用后期的抬升与伸展。

关键词：拉斯曼丘陵泥质麻粒岩退变质作用相平衡模拟 U-Pb定年

柴北缘锡铁山两类榴辉岩的退变质过程及其对俯冲带折返机制的制约

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地质通报 2013年第12期32卷 2044-2054页

作者：张聪田作林张立飞黄杰陈梅中国地质科学院地质研究所/大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037 造山带与地壳演化教育部重点实验室/北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083

榴辉岩作为俯冲带中重要的岩石类型保存有丰富的地球动力学信息。对榴辉岩及其退变质岩石的研究有助于建立俯冲带演化的p-T轨迹，了解俯冲岩石在折返过程中温压条件及矿物相的变化，从而对俯冲带折返的动力学机制进行限定。对柴北缘锡... 详细信息

榴辉岩作为俯冲带中重要的岩石类型保存有丰富的地球动力学信息。对榴辉岩及其退变质岩石的研究有助于建立俯冲带演化的p-T轨迹，了解俯冲岩石在折返过程中温压条件及矿物相的变化，从而对俯冲带折返的动力学机制进行限定。对柴北缘锡铁山双矿物榴辉岩及含多硅白云母榴辉岩进行了详细的岩石学研究。在NC（K）FMASH体系中对两类榴辉岩进行变质相平衡模拟，得到双矿物榴辉岩的峰期温压条件为745～790℃，大于2．8～3．0GPa（M1），后经历等温降压过程达到角闪石榴辉岩岩相（670～770℃，1．6～2．2GPa，M2），与含多硅白云母榴辉岩经历了相同的折返过程。锡铁山双矿物榴辉岩的原岩具有N-MORB的地球化学特征，而含多硅白云母榴辉岩则显示E-MORB或者OIB特征，二者原岩成分存在明显差异。两类榴辉岩的p-T演化过程和地球化学特征表明．锡铁山双矿物榴辉岩与含多硅白云母榴辉岩矿物学特征的差异是其原岩的多源性造成的，而与俯冲后折返过程中的退变质作用无必然联系。

关键词：榴辉岩退变质作用相平衡计算构造演化锡铁山柴北缘超高压变质带

羌塘中部高压变质带的退变质作用及其构造侵位

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岩石学报 2009年第9期25卷 2303-2309页

作者：董永胜李才施建荣王生云 Jilin Univ Coll Earth Sci Changchun 130061 Peoples R China

羌塘中部的高压变质带主要由榴辉岩、石榴石白云母片岩和蓝片岩等组成,它们在遭受高压变质作用之后折返,构造侵位于晚古生代展金组地层中,二者以韧性变形带为接触边界。本文以高压变质带中的榴辉岩和韧性变形带为研究对象,讨论了高压变... 详细信息

羌塘中部的高压变质带主要由榴辉岩、石榴石白云母片岩和蓝片岩等组成,它们在遭受高压变质作用之后折返,构造侵位于晚古生代展金组地层中,二者以韧性变形带为接触边界。本文以高压变质带中的榴辉岩和韧性变形带为研究对象,讨论了高压变质带折返过程中的退变质作用特征及折返时代。研究表明,榴辉岩在高峰期变质作用之后的折返过程中经历了由榴辉岩相→蓝片岩相→绿帘角闪岩相的退变质作用演化过程;在高压变质带构造侵位过程形成的韧性变形带中,白云母石英片岩的白云母^(40)Ar-^(39)Ar坪年龄为219±2Ma。高压变质带在219Ma左右构造侵位于展金组地层中,并于214Ma之前最终抬升出露地表。

关键词：羌塘中部高压变质带退变质作用构造侵位 central high pressure 韧性变形带榴辉岩相白云母折返过程蓝片岩相 Late Paleozoic 高压变质作用 plateau age 作用特征云母片岩演化过程研究对象晚古生代角闪岩相

北大别超高压榴辉岩的快速折返与缓慢冷却过程

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岩石学报 2009年第9期25卷 2149-2156页

作者：刘贻灿古晓锋李曙光 Univ Sci & Technol China CAS Key Lab Crust Mantle Mat & Environm Sch Earth & Space Sci Hefei 230026 Peoples R China

岩石学研究表明,北大别超高压榴辉岩经过了超高压和高压榴辉岩相变质作用以及麻粒岩相叠加和角闪岩相退变质作用。其中,高压麻粒岩相和角闪岩相变质阶段形成的后成合晶以及石榴子石和单斜辉石等矿物中成分分带的存在,证明该区榴辉岩经... 详细信息

岩石学研究表明,北大别超高压榴辉岩经过了超高压和高压榴辉岩相变质作用以及麻粒岩相叠加和角闪岩相退变质作用。其中,高压麻粒岩相和角闪岩相变质阶段形成的后成合晶以及石榴子石和单斜辉石等矿物中成分分带的存在,证明该区榴辉岩经历了一个快速折返过程;而不同变质阶段的温度、压力和形成时代,却反映该区榴辉岩在峰期超高压变质作用之后又经历了一个缓慢冷却过程。超高压岩石折返期间的缓慢冷却过程也许正是北大别长期难以发现柯石英和有关超高压证据的重要原因。因此,本文为大别山不同超高压岩片的差异折返模型的建立提供了新的证据。

关键词：超高压榴辉岩快速折返冷却过程 the North Dabie complex South China UHP metamorphism temperature and pressure garnet and clinopyroxene continental collision continental crust 麻粒岩相榴辉岩相变质作用角闪岩相变质阶段 rapid exhumation 超高压变质作用 UHP eclogites North China 岩石学研究退变质作用

西伯利亚克拉通南缘奥里洪地块麻粒相变质作用及构造意义

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岩石学报 2009年第12期25卷 3346-3356页

作者：李晓春于津海桑丽芹罗莉朱国荣 Nanjing Univ Dept Earth Sci State Key Lab Mineral Deposits Res Nanjing 210093 Peoples R China

早古生代西伯利亚克拉通南缘发生了大规模的增生-碰撞造山运动,本文研究的地区——奥里洪地块记录了巴尔古津微板块与西伯利亚克拉通碰撞造山的事件。对奥里洪地块出露的两种典型的高级变质岩——石榴辉石岩和石榴黑云片麻岩的矿物成分... 详细信息

早古生代西伯利亚克拉通南缘发生了大规模的增生-碰撞造山运动,本文研究的地区——奥里洪地块记录了巴尔古津微板块与西伯利亚克拉通碰撞造山的事件。对奥里洪地块出露的两种典型的高级变质岩——石榴辉石岩和石榴黑云片麻岩的矿物成分分析和变质温压计算,表明它们都经历了麻粒岩相的峰期变质作用,峰期变质温度达到770～800℃,而压力曾达到1.0GPa左右;峰后的退变质作用仍具有较高的温度,但压力明显降低(700～730℃,0.65GPa和710～766℃,0.50GPa),显示了一个近等温降压(ITD)的顺时针P-T轨迹特征。石榴黑云片麻岩中变质锆石的原位LA-ICP-MS U-Pb定年表明,麻粒岩相峰期变质年龄为479±2Ma,而峰前变质可能在500Ma就已经开始。峰后的退变质作用很可能发生在475～460Ma之后。整个造山作用持续了至少35Ma。对比蒙古-图瓦地块及中国东北佳木斯-额尔古纳地块已厘定出的变质作用及岩浆活动年龄可以发现,西伯利亚克拉通南缘不同地区增生-碰撞造山作用发生的时间是不同的,奥里洪地区造山作用相对年轻。

关键词：西伯利亚克拉通额尔古纳地块退变质作用构造意义 tectonic significance retrograde metamorphism granulite facies metamorphism 碰撞造山作用峰期变质 southern Mineral composition metamorphic rocks garnet pyroxenite collision orogeny 麻粒岩相 high temperature 石榴辉石岩片麻岩矿物成分分析地区

赞比亚坎萨希(Kansanshi)铜矿床成矿地质特征及成因

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地质找矿论丛 2015年第A01期30卷 112-118页

作者：韩军宋庆年修群业核工业北京地质研究院北京100029 东华理工大学南昌330013

坎萨希（Kansanshi）铜矿位于赞比亚北部赞比亚铜矿带西部,为大型铜金铀等多金属矿。矿床产于新元古界含膏岩碳酸盐岩变质地层中,成矿期为晚寒武世（513~511 Ma）。在古封闭海和海湾环境下形成了铜的预富集层位,新元古代达马拉—卢菲利... 详细信息

坎萨希（Kansanshi）铜矿位于赞比亚北部赞比亚铜矿带西部,为大型铜金铀等多金属矿。矿床产于新元古界含膏岩碳酸盐岩变质地层中,成矿期为晚寒武世（513~511 Ma）。在古封闭海和海湾环境下形成了铜的预富集层位,新元古代达马拉—卢菲利安（Damalan-Lufilian）弧造山活动后期的退变质作用及热液作用形成铜的矿化,铜矿化主要产于前寒武纪片岩的构造发育部位。

关键词：坎萨希铜-银-铀矿床层控型矿床晚寒武世退变质作用赞比亚

秦岭杂岩中斜长角闪岩多期变质作用研究及其地质意义

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秦岭杂岩中斜长角闪岩多期变质作用研究及其地质意义

作者：王亚伟西北大学

学位级别：硕士

近10多年来,北秦岭秦岭杂岩中多种类型高压-超高压岩石的不断发现,以及其是早古生代陆壳俯冲一深俯冲作用产物的深入研究,开启了深入理解和认识秦岭造山带早古生代构造演化过程的新途径。斜长角闪岩作为秦岭杂岩的主要组成岩石之一,其... 详细信息

近10多年来,北秦岭秦岭杂岩中多种类型高压-超高压岩石的不断发现,以及其是早古生代陆壳俯冲一深俯冲作用产物的深入研究,开启了深入理解和认识秦岭造山带早古生代构造演化过程的新途径。斜长角闪岩作为秦岭杂岩的主要组成岩石之一,其原岩性质和变质演化历史的深入研究,尤其是它们与区内高压—超高压岩石之间的相互关系以及是否经历高压—超高压变质的研究,可为进一步理解北秦岭早古生代陆壳俯冲—深俯冲作用的性质、规模和构造属性提供关键的约束。为此,本文选择秦岭杂岩中清油河、西峡北和耿家店村三个斜长角闪岩进行了系统的岩相学、地球化学和年代学研究,取得的主要成果如下：1、清油河斜长角闪岩原岩年龄为774±13Ma,其后经历了493±5Ma榴辉岩相变质和448±7Ma角闪岩相变质：西峡北斜长角闪岩经历了-500Ma,-450Ma,-420Ma和-400Ma的多期变质;耿家店村斜长角闪岩形成时代886-613Ma之间,两期变质年龄分别为～495±3Ma和～452±6Ma。三地斜长角闪岩均具有与区内高压—超高压岩石一致的峰期变质（～500Ma）和退变质年龄（～450Ma和～420Ma）,这些斜长角闪岩可能经历了与区内高压-超高压岩石一致的变质演化过程,它们都应是北秦岭早古生代时期高压-超高压变质带的一部分。2、上述新确定的斜长角闪岩早期变质（～500Ma）和晚期（～450Ma和～420Ma）退变质时代与前人已报导的北秦岭杂岩中其它露头的高压—超高压岩石的峰期变质及其退变质时代在误差范围内基本一致,且和高压-超高压岩石一样,斜长角闪岩的峰期变质时代（500-490Ma）和退变质时代（～450Ma,-420Ma）主体来岩石样品来自同一个样品或同一个样品中的同一颗锆石的不同部位,充分说明该岩石亦经历了一个完整的由俯冲-深俯冲、之后折返抬升的连续的构造演化过程,并暗示现今秦岭杂岩中出露的一些低级变质相岩石先期也可能经历了高压-超高压变质,只是由于后期强烈的退变质作用的改造而难于识别和辨认,北秦岭早古生代经历了高压-超高压变质的岩石可能远比目前观察到的丰富。3、清油河和耿家店村南斜长角闪全岩Sr-Nd同位素εNd（t）分别3.28-4.29和3.46-6.46,清油河原岩中的锆石Hf同位素εHf（774）=5.93-11.10;在Zr-Zr/Y、Zr-Ti和Hf-Th-Ta图解中,斜长角闪岩均落在E-MORB和板内玄武岩区域内,在Ta/Yb-Th/Yb图解中它们落在拉斑玄武岩区域内。结合野外地质产状、区域地质背景,尤其是其原岩形成时代（700-843Ma）远早于其峰期变质时代（-500Ma）的综合分析,认为这两地斜长角闪岩是先其就位到陆壳之中的基性岩浆岩后来发生陆壳俯冲—深俯冲再折返抬升退变质的产物;西峡北斜长角闪岩其εNd（t）为-4.66-+2.54,其原岩可能为凝灰质岩石,为典型副变质成因的斜长角闪岩。这一研究结果,与区内高压—超高压榴辉岩原岩具有大陆拉斑玄武岩的特征以及官坡和松树沟地区典型陆壳成因超高压岩石的研究一起,进一步共同表明北秦岭高压-超高压变质岩带的形成是陆壳俯冲-深俯冲作用的产物。4、本次研究获得清油河斜长角闪岩的原岩形成时代为774±13Ma,耿家店村南斜长角闪岩形成时代介于886-613Ma之间,与区内正变质高压—超高压岩石原岩的形成时代（700-843Ma）基本一致,均为新元古代中-晚期;另外,这些斜长角闪岩和区内正变质高压—超高压岩石全岩Sr-Nd同位素特征与南秦岭广泛发育的新元古代中晚期基性岩墙具有相似的特征,暗示北秦岭早古生代俯冲陆壳物质可能来自南秦岭新元古代地质体。5、本次研究从耿家店村南斜长角闪岩（原岩为基性岩石,Si02含量介于48.48-50.17%之间）的锆石中获得岩浆成因的锆石年龄为886±5Ma年龄,但其锆石CL图像却没有显示基性岩浆岩锆石典型的板状结构,而是显示中酸性岩浆锆石的典型的岩浆振荡环带特征;另外,该岩石全岩具有较高的正的εNd（t）值3.46-6.46,而其锆石Hf同位素εHf值都是负值,8Hf（886Ma）=-9.76～-2.84,平均-5.63,全岩与其锆石的地球化学性质不相匹配。因此,本文认为886±5Ma的年龄值并不代表该斜长角闪岩原岩的形成时代,其锆石可能是该斜长角闪岩原岩就位过程中捕获的岩浆碎屑锆石。由此获得一重要启示,即,在研究确定基性高级变质岩石原岩形成时代时,不能简单的认为变质锆石核部的岩浆锆石年龄值就一定代表该变质岩石的原岩形成时代,而是要仔细综合分析甄别锆石CL图像、岩石性质、岩石地球化学及其锆石同位素等特征之间是否符合岩石学原理（科学逻辑）的一致性,去伪存真。

关键词：秦岭杂岩高压-超高压岩石锆石U-Pb年龄大陆拉斑玄武岩退变质作用

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荣成地区特别富^(18)O的榴辉岩的成因

岩石学报 2005年第3期21卷 839-845页

作者：储雪蕾郭敬辉范宏瑞金成伟中国科学院地质与地球物理研究所

荣成地区的M类榴辉岩特别富集18O,这样富18O的榴辉岩在大别山-苏鲁超高压变质带还尚未见报导。异常高的δ18O值表明M类榴辉岩与围岩-大理岩在变质过程中发生过强烈的氧同位素交换。稳定同位素、流体包裹体等证据揭示氧同位素交换可能发... 详细信息

荣成地区的M类榴辉岩特别富集18O,这样富18O的榴辉岩在大别山-苏鲁超高压变质带还尚未见报导。异常高的δ18O值表明M类榴辉岩与围岩-大理岩在变质过程中发生过强烈的氧同位素交换。稳定同位素、流体包裹体等证据揭示氧同位素交换可能发生在超高压岩石的折返过程中,由于叠加的麻粒岩相退变质作用使同俯冲的新元古代海相碳酸盐岩发生了去碳酸盐化作用,产生了富CO2的变质流体。这种退变质流体特别富18O,成为M类榴辉岩与围岩碳酸盐岩交换的媒介。所观测到的M类榴辉岩内矿物之间,以及榴辉岩与围岩大理岩之间都基本达到了高温下的氧同位素平衡。由于荣成地区各类榴辉岩记录的变质温度普遍高于大别山和苏鲁南段的榴辉岩,因此这一地区的榴辉岩在折返过程中一般都叠加有麻粒岩相和／或角闪岩相的退变质作用。退变质流体,特别是麻粒岩相退变质期间产生的富CO2流体,是造成这一地区M类榴辉岩有别于其它地区M类榴辉岩-特别富18O的根源。

关键词：超高压岩片榴辉岩大理岩氧同位素退变质作用苏鲁地区