摘要:

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摘要:镁铝麻粒岩泛指一类全岩化学成分富镁、铝的麻粒岩相变质岩，是研究超高温变质作用的峰期变质条件和变质演化历史的重要对象，但目前对它的原岩属性和岩石成因的认识仍十分有限。本文以柴达木地块西缘的花土沟超高温变质地体为例，在野外调查基础上，对镁铝麻粒岩和泥质片麻岩进行了岩相学和全岩地球化学分析，发现镁铝麻粒岩与含浅色体的泥质片麻岩的SiO₂、TiO₂、P₂O₅ 含量相似，^TFe₂O₃、Al₂O₃、MnO、CaO、Na₂O含量虽有差异但变化范围存在交集。此外，两类岩石具有相似的微量和稀土元素配分曲线，结合两者的矿物组合也存在相似性，提出花土沟镁铝麻粒岩的原岩可能是与泥质片麻岩类似的泥质沉积岩。从低角闪岩相变泥质岩到含浅色体的泥质片麻岩，再到镁铝麻粒岩，其全岩化学成分向着贫铝、钙、钾、钠，富铁、镁的趋势变化。其中，高X_Mg值（0.51~0.69）是镁铝麻粒岩与其他泥质片麻岩（X_Mg=0.34~0.43）的最大差别。通过对变泥质岩的相平衡模拟和理论计算，发现部分熔融和熔体丢失能解释大部分的变化趋势，但基本不影响全岩X_Mg值；只有在进变质升温过程中丢失含石榴子石的熔体才能造成变泥质岩的镁铝麻粒岩化。此外，富石榴子石的泥质残留体相比附近的含浅色体泥质片麻岩，贫硅、钠、钾，富集铝、铁、镁、锰、钙，重稀土元素含量显著高于后者，上述地球化学特征对应石榴子石熔体的加入而后长英质熔体的丢失，支持野外观察到的熔体携带石榴子石迁移的现象。最后，对镁铝麻粒岩只呈透镜体产出的原因做出了推测，即熔体很难带着石榴子石完成长距离迁移，只有被长英质正片麻岩包围的泥质沉积物，其进变质加热阶段形成的熔体才能携带石榴子石完全迁出原岩，促成变泥质岩透镜体的镁铝麻粒岩化，目前仍需更多的相关研究来验证这一推测。在世界其他高温-超高温变质岩区，石榴子石熔体的迁出和泥质岩的镁铝麻粒岩化可能也不同程度有所保留和记录。

摘要:在欧龙布鲁克地块乌兰北部地区察汗河岩群中识别出麻粒岩相石榴夕线堇青石片麻岩，其矿物组合为石榴子石、夕线石、堇青石、黑云母、斜长石、钛铁矿和少量钾长石等。岩相学观察显示，M1阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英，M2阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英+钛铁矿+黑云母，M3阶段矿物组合有堇青石+黑云母+钛铁矿+石英+石榴子石+斜长石±钾长石。相平衡模拟计算结果显示，该岩石的峰期温压条件为p=0.92~1.08 GPa，峰期温度t>790℃，峰期之后经历升温降压的p-T演化轨迹。锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究获得的变质年龄分别为1 133±14 Ma和1 125±37 Ma， 1 133~1 125 Ma应代表了该期麻粒岩相变质作用的时代。结合区域地质资料和已有的研究成果，我们认为乌兰北部察汗河岩群的石榴夕线堇青石片麻岩可能形成于大洋俯冲作用下的弧或弧后构造环境，乌兰北部的岩浆-变质杂岩带经历了从中元古代晚期-新元古代早期俯冲增生到碰撞造山的演化过程，是全球Rodinia超大陆汇聚过程的响应。

摘要:北祁连早古生代大洋俯冲带以发育早古生代的蛇绿（混杂）岩带及高压低温变质带为特征。在清水沟高压低温混杂岩片中出露蛇纹岩以及榴辉岩、蓝片岩、红帘石硅质岩和多硅白云母石英片岩等典型高压低温变质岩石。本文对北祁连清水沟含红帘石的变硅质岩进行了详细的岩相学、矿物化学及地球化学分析， 发现该岩石主要由石英、多硅白云母、红帘石、石榴子石、蓝闪石、单斜辉石以及砷硅锰矿、赤铁矿等矿物组成， 结合矿物化学及围岩变质条件， 推测该岩石可能也经历了高压低温榴辉岩相变质作用。全岩地球化学分析结果表明， 北祁连清水沟含红帘石变硅质岩的原岩为远洋环境沉积的含泥硅质岩， 由于热液活动的参与， 使得Fe、Mn富集沉积， 进而与大陆活动边缘或大陆岛弧物质被卷入到俯冲带中， 共同经历了高压低温变质作用。变硅质岩中红帘石、砷硅锰矿以及石榴子石中大量的赤铁矿包裹体表明该岩石形成于高氧逸度条件， 而石榴子石中的Fe³⁺从核部到边部的降低趋势， 也表明俯冲变质过程中氧逸度的变化， 这一过程释放的氧所形成的流体对于探究岩石圈地幔氧逸度变化、岛弧岩浆生成以及俯冲带氧循环等方面具有重要的意义。

摘要:形成于弧前背景的岩浆岩可能记录了俯冲起始的重要证据。本文以北祁连走廊南山蛇绿混杂岩带新识别出的富铌辉长岩和斜长花岗岩为研究对象，在野外观察的基础上，结合岩石学、地球化学、同位素地球化学和年代学的综合研究，对原特提斯洋初始俯冲的时间进行约束，并探讨其形成过程及构造意义。锆石U-Pb定年结果显示富铌辉长岩样品锆石加权平均²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为512±4 Ma；两个斜长花岗岩样品的锆石加权平均²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别为522±3 Ma和519±1 Ma。全岩地球化学结果显示富铌辉长岩的Nb含量为7.49×10^-6~10.80×10^-6，TiO₂含量为1.50%~2.08%，Nb/U值为11.9~13.4，（Nb/La）_N>0.5，明显高于岛弧玄武岩，其εNd（t）值介于+4.38~+5.78之间。斜长花岗岩样品K₂O含量（0.31%~1.66%）和K₂O/Na₂O值（0.05~0.43）较低，稀土元素分布模式较为平缓，具有轻微的Eu正或负异常，相对富集Ba、Sr、U等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta等高场强元素，结合其正的εNd（t）值（+3.35）和高、正的锆石εHf（t）值（主要在6.2~12.9之间），类似于弧前大洋斜长花岗岩。综合这些研究资料和区域地质，我们认为百经寺斜长花岗岩可能形成于俯冲初始阶段高温环境下俯冲洋壳部分熔融，随着俯冲继续，俯冲板片在更深部的部分熔融形成埃达克质熔体，并交代地幔楔形成富铌辉长岩。这些研究资料表明北祁连所代表的原特提斯洋的初始俯冲发生在早寒武世。

摘要:秦岭杂岩位于秦岭造山带北秦岭构造带，是研究秦岭造山带早古生代构造演化的重要岩石构造单元。喂子坪地区发育有典型的秦岭杂岩，其中的混合岩是由变沉积岩经历了强烈的深熔作用形成的。本研究对其进行了岩相学、变质相平衡模拟和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究，以深入揭示它们的变质温压演化特征，进而阐明它们指示的构造意义。混合岩的中色体由含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩和含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩组成。含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩只记录了峰期变质矿物组合，为镁铁闪石+石榴子石+斜长石+石英+黑云母+钛铁矿+熔体，而含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩记录了3个变质演化阶段，分别是早期进变质阶段（M1）：黑云母+斜长石+石英； 峰期变质阶段（M2）：镁铁闪石+石榴子石+斜长石+石英+黑云母+钛铁矿+熔体； 退变质阶段（M3）：普通角闪石+斜长石+黑云母+石英+熔体。全岩成分视剖面图模拟计算显示含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩和含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩压力峰期的变质温压条件分别为790~810℃/990~1 040 MPa和840~862℃/1 000~1 190 MPa。含石榴子石黑云角闪斜长片麻岩3组局部矿物组合域成分视剖面图模拟计算得到压力峰期后变质阶段的温压条件为735~814℃/400~810 MPa、721~794℃/430~700 MPa、740~810℃/470~780 MPa。因此，本研究揭示了喂子坪地区秦岭杂岩片麻岩记录了近等温降压的p-T轨迹。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得到含石榴子石角闪黑云斜长片麻岩和2个浅色体样品中的变质锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为383.2±7.0 Ma、400±3.6 Ma和406.7±7.8 Ma。结合已发表的数据，喂子坪地区变沉积岩麻粒岩相峰期变质作用和强烈的混合岩化作用的时代约为410~390 Ma，而约380 Ma的年龄可能代表退变质冷却到固相线的时代。片麻岩近等温降压的变质演化轨迹指示喂子坪地区秦岭杂岩的变沉积岩在下地壳经历了麻粒岩相变质作用和随后的快速抬升，与碰撞造山引起的地壳增厚和随后的地壳伸展有关。

摘要:大洋斜长花岗岩是指分布在蛇绿岩或现今洋壳中的少量长英质侵入体，可形成在洋中脊及俯冲带等多种构造环境，虽然其在洋壳和蛇绿岩中所在体积很小，但对探究大洋岩石圈演化、俯冲起始及洋-陆转化机制具有重要意义。本文对北秦岭造山带西段商丹缝合带内新识别出的斜长花岗岩开展了岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学的综合研究。全岩地球化学结果指示花岗闪长岩具有高的SiO₂、Al₂O₃含量以及较低的K₂O、TiO₂含量，属于低钾亚碱性、准铝质到弱过铝质的岩石。微量元素相对富Sr、贫Nb、Ta和Ti，具有平坦的稀土元素配分模式，是弧前环境中由俯冲板片在浅部层次部分熔融成因的大洋斜长花岗岩。3个斜长花岗岩样品分别记录了526±4 Ma、515±4 Ma和517±6 Ma的锆石U-Pb年龄，结合前人同时代的玻安岩、高镁安山岩的报道，西秦岭商丹缝合带保留有与伊豆-小笠原-马里亚纳（IBM）俯冲带相似的弧前岩石组合，这些弧前的玻安岩、高镁安山岩和斜长花岗岩表明商丹洋在早寒武世发生了洋壳的初始俯冲。结合区域地质资料，认为中央造山带可能在寒武纪发生了与IBM俯冲带规模相当的俯冲起始。

摘要:花岗岩在探讨大陆地壳生长与演化、造山带的形成及地球动力学演化等方面具有重要的意义。西秦岭天水地区利桥花岗岩主要由斜长石、石英、钾长石和黑云母等矿物组成，锆石U-Pb年代学表明岩体结晶年龄为439±3 Ma。利桥花岗岩具有高硅、富碱的特征，其铝饱和指数A/CNK值介于1.01~1.16之间，属于弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性花岗岩。利桥花岗岩富集K、Ba等大离子亲石元素和La、Ce等轻稀土元素，亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素，显示具有俯冲带岛弧岩浆岩的地球化学特征。利桥花岗岩具有较低的Mg^#值（25~41），且La/Yb-La、La/Sm-La图解显示该花岗岩在形成明显与部分熔融作用相关，此外岩体中的镁铁质微粒包体和正的锆石εHf（t）值，表明这些花岗岩在形成过程中有幔源物质的贡献。结合区域地质背景，我们认为利桥花岗岩是弧-陆碰撞前俯冲洋壳中先存的基性岩或新生地壳发生部分熔融所致，当然也不排除其为大陆边缘弧增厚下地壳部分熔融的产物。

摘要:系统地调查与研究弧后盆地岩浆作用能为探究汇聚板块边缘的壳幔相互作用、板块俯冲动力学和弧后盆地形成-演化机制等提供重要信息。本文以最近在青海玉树北部地区发现的二叠纪镁铁质岩类为研究对象，开展了岩相学、锆石U-Pb年代学、岩石地球化学与同位素地质学等研究，以期为深入认识大陆弧后盆地形成机制及有关镁铁质岩浆的起源提供关键线索。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学测定结果表明，玉树北部辉长岩的结晶年龄为260±1 Ma。玄武岩样品具有相对低的TiO₂和Nb/Y值以及相对高的Ce/Nb值，其相对于原始地幔要显著富集轻稀土和Th等元素，亏损Nb、Ta、Ti和P等元素，可与世界上典型弧后盆地玄武岩（例如Okinawa Trough BABBs）成分特征类比。而辉长岩样品具有相对高的TiO₂和Nb/Y值以及相对低的Ce/Nb值，其相对于原始地幔要显著富集轻稀土和Th等元素，轻微亏损Nb、Ta和Ti，总体上具有与OIB类似的成分特征。玄武岩样品具有变化较大的I_Sr（0.706~0.709）和εNd（t）值（-1.8~+1.3），而辉长岩样品则具有相对均一的I_Sr（0.709）和εNd（t）值（-1.8~-1.5）。综合本次研究成果可以确定，玄武岩应该起源于一个受俯冲组分改造的岩石圈地幔，而辉长岩应该来自于一个与地幔柱相关的源区。结合区域最新研究资料可以进一步判断研究区镁铁质岩应该形成于大陆弧后盆地扩张的背景中，并且该弧后盆地的产生很可能与洋壳深俯冲导致的板块回撤、峨眉山地幔柱活动密切相关。

摘要:喜马拉雅造山带是目前最年轻的仍处于碰撞阶段的陆陆碰撞造山带。高喜马拉雅结晶岩系内产出的（退变）榴辉岩记录了印度板块俯冲和折返的重要信息。本文对中喜马拉雅日玛那地区的（退变）榴辉岩进行了岩石学、全岩地球化学及锆石年代学研究，确定了其变质演化、原岩性质及构造背景。日玛那榴辉岩呈透镜状或岩墙状与花岗片麻岩接触，基于矿物组合识别出3个变质阶段：① 峰期榴辉岩相：石榴子石+绿辉石+多硅白云母+金红石+石英； ② 高压麻粒岩相：以单斜辉石+斜长石后成合晶、黑云母+斜长石的后成合晶为代表； ③ 角闪岩相：以基质中角闪石的大量出现为特征。锆石U-Pb定年给出两期年龄，峰期榴辉岩相锆石年龄为约15.5~14 Ma，具平坦的HREE分配模式，缺失Eu负异常，麻粒岩相的年龄约为12 Ma，锆石显著富集HREE，并呈现出Eu负异常的特征，指示石榴子石分解和斜长石生长。矿物温压计限定日玛那榴辉岩峰期变质条件为约730℃、1.9~2.1 GPa。榴辉岩记录了顺时针的变质p-T轨迹，从峰期榴辉岩相经近等温快速降压至麻粒岩相，最后降温降压至角闪岩相。另外，日玛那榴辉岩的原岩为亚碱性玄武岩并沿着拉斑玄武岩趋势演化，地球化学特征与洋中脊玄武岩类似，对榴辉岩残留的岩浆锆石核定年给出了890~850 Ma的原岩年龄。综上，我们认为日玛那榴辉岩起源于新元古代大洋中脊玄武岩，在中新世（约15.5 Ma）随印度板块平俯冲至欧亚大陆下面，发生榴辉岩相变质，而后开始折返。

摘要:云南新平地区大红山群出露于扬子地块西南缘，主要由低绿片岩相-角闪岩相变质的火山-沉积岩组成。大红山群的岩石成因、年代格架及其形成的构造背景缺乏系统研究，制约了地质学家们全面认识和理解扬子西南缘<~1.75 Ga的构造演化历史。本文以大红山群底部老厂河组变沉积岩及其内部变火山岩夹层为重点研究对象，开展岩相学、全岩地球化学和锆石U-Pb定年等综合研究。岩石地球化学研究结果表明，变沉积岩的化学成分与大陆上地壳沉积物成分接近，原岩为成熟度较高的泥岩/页岩，未经历沉积再循环，形成于被动大陆边缘的构造背景；变火山岩原岩化学成分相当于钙碱性过铝质A型流纹岩，形成于造山后的大陆裂谷拉张环境。锆石U-Pb定年结果显示，老厂河组变沉积岩的碎屑锆石记录了2.3~2.2 Ga和1.9~1.75 Ga两个主年龄峰以及2.7~2.6 Ga次年龄峰。结合前人研究结果，表明大红山群物源主要来源于扬子地块西南缘的太古宙-古元古代基底岩石。变火山岩样品的岩浆锆石核部记录了1 713~1 711 Ma的年龄，应代表老厂河组原岩的形成时代，锆石的变质增生边限定峰期变质时代为约843 Ma。综合前人研究结果表明，大红山群普遍经历了849~837 Ma的新元古代变质事件。综上所述，扬子地块西南缘的大红山群完好记录了与Columbia超大陆裂解有关的非造山岩浆活动，新元古代变质事件可能与Rodinia超大陆裂解和聚合过程密切相关。

摘要:蛇纹岩矿物组合简单，主要组成矿物蛇纹石的温压稳定范围很大，这导致确定蛇纹岩的变质温压条件存在困难。本文通过实验岩石学模拟的方法，确定了钛粒硅镁石是蛇纹岩经历超高压变质的特征变质矿物。根据实验观察，压力达到3.0~3.5 GPa条件下，600~700℃范围内均存在钛粒硅镁石的生成反应，说明钛粒硅镁石在压力大于3.0~3.5 GPa条件下才能稳定；温度高于750℃，钛粒硅镁石开始减少直至消失。至于钛粒硅镁石的压力上限，由于实验条件所限，本次实验并未得出。钛斜硅镁石先于钛粒硅镁石出现，晚于钛粒硅镁石消失，稳定的温压范围更大。对实验样品观察发现，普遍存在钛粒硅镁石、钛斜硅镁石和橄榄石互为核边、互相交生的现象，这些实验现象与自然界中观察到的现象一致。低温高压条件下，由于这3类矿物结构的相似性，钛斜硅镁石与橄榄石通常出现互为核边的现象；随着温度升高，钛斜硅镁石以斑块或者片晶出现在橄榄石中，直至最终分解消失。钛粒硅镁石的出现与否取决于温压条件：低温低压条件下，钛粒硅镁石不稳定，发生分解产生钛斜硅镁石，出现钛斜硅镁石包裹钛粒硅镁石的现象；低温高压条件下，钛粒硅镁石稳定生长，出现钛粒硅镁石发育于钛斜硅镁石边部的现象；高温条件下，钛粒硅镁石不稳定，以片晶形式存在于橄榄石或钛斜硅镁石中。研究表明，钛粒硅镁石稳定于低温高压条件，确定其为冷俯冲带蛇纹岩超高压变质的标志。同时详细的岩相学显示了钛硅镁石矿物在高压变质过程中的行为，从而为俯冲带超基性岩变质研究提供理论依据。

摘要:锆石是岩浆岩、沉积岩和变质岩中的常见副矿物，由于其具有高Th、U含量的特点，已成为地质年代学研究的理想矿物之一。显微激光拉曼光谱锆石定年方法的原理是锆石中U、Th原子自发的α衰变而引起其自身晶格的辐射损伤，锆石晶格破坏的积累和时间呈正相关关系，并且与锆石拉曼光谱半高宽Γ具有相关性。利用锆石显微激光拉曼光谱仪测量锆石特征峰的半高宽可以计算出锆石的辐射损伤累积，进而计算得到锆石发生辐射损伤所累计的时间。锆石辐射损伤定年方法具有空间分辨率高、样品制备和测试方法简单等优势。但是此方法也受控于诸多影响因素，例如锆石自身结构的不均一性、锆石发生热退火作用的速率、锆石重结晶作用及辐射损伤饱和度等对定年结果均具有影响。显微激光拉曼光谱锆石定年方法的建立将有助于判定碎屑锆石物源区、揭示岩体热演化史以及识别继承锆石经历的后期构造热事件等研究。本文从显微激光拉曼光谱锆石定年方法的基本原理、计算过程及年龄影响因素等方面对该方法进行了介绍，并通过对松多高压变质带中变泥质岩中锆石的年代学研究，结合前人的应用实例，对该方法的应用前景进行了展望，为锆石年代学研究提供新的技术手段。

摘要:非传统稳定同位素（Fe-Cu-Zn-Mo）理论与数据相结合提高了科研工作者对地质体系氧化还原过程的理解。本文对这一相对较新的领域进行了综述，包括与氧化还原过程相关的同位素分馏理论和实验约束、时空尺度下的氧逸度以及同位素示踪氧化还原过程。稳定同位素理论预测，Fe-Cu-Zn-Mo同位素应该对氧化还原状态的变化能够做出响应。结果表明，Fe同位素作为岩浆过程、表生过程、俯冲带流体性质"氧逸度计"应用前景广阔；Cu同位素在岩浆、热液、陆地系统可以很好地示踪氧化还原过程；Zn同位素由于络合过程分馏已经被用在许多不同环境中作为含硫/碳流体迁移的敏感示踪剂；Mo同位素作为古氧逸度计可有效重建古海洋-大气氧化还原状态。