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    2018年  43卷  第1期

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    2018, 43(1).
    摘要:
    变质作用与地壳演化专辑
    近70年中国变质岩石学-变质地质学的研究进展
    沈其韩, 耿元生, 宋会侠
    2018, 43(1): 1-23. doi: 10.3799/dqkx.2018.001
    摘要:
    为总结我国变质地质学的历史经验,回顾了我国从变质岩石学到变质地质学近70年的发展历程.依据大量文献,分3个阶段和8个方面总结了变质岩石学和变质地质学取得的进展.我国在超高压变质地质学、早前寒武纪变质地质学、变质作用年代学、变质作用相平衡模拟等领域处于国际先进行列,蓝片岩、变质流体和变质岩化学动力学方面与世界研究基本处于同步水平,极低级变质作用研究等领域与国际先进水平尚有较大差距.通过历史的回顾,表明变质岩的研究已经从变质岩石学转变为变质地质学,已经从单一的岩石学研究转变为以变质岩为基础,变质矿物、地球化学、同位素地质、构造地质等多学科的综合研究.在变质岩和变质地质领域我国有一些区位优势,但是只有坚持自主创新才能把区位优势转变为学科优势.各种分析实验技术的发展促进了变质地质学的发展,随着新技术的不断涌现和大数据时代的来临,变质地质学会有更大的发展.
    华北中部造山带五台-恒山地区古元古代变质作用与构造演化
    魏春景
    2018, 43(1): 24-43. doi: 10.3799/dqkx.2018.002
    摘要:
    华北克拉通古元古代造山带的时空分布与构造属性尚有很大争论,一种观点认为华北克拉通从新太古代至古元古代受大洋俯冲闭合控制,在1.85~1.95 Ga之间先后发生3次陆-陆碰撞形成3条造山带,即孔兹岩带、胶-辽-吉带和中部造山带;另一种观点强调华北克拉通这3条元古代造山带在1.80~1.98 Ga之间经历了相同的漫长演化过程,指示当时特有的热俯冲和碰撞环境.通过总结中部造山带中的五台-恒山地区变质作用研究进展,阐述该区古元古代造山时代与构造属性.五台-恒山地区的主要变质岩石-构造单元包括恒山杂岩、五台杂岩和滹沱群.恒山杂岩和五台杂岩主体为新太古代TTG片麻岩和表壳岩,它们在古元古代晚期经历了两期变质作用改造.第一期变质作用为中压型,是由于陆-陆碰撞导致弧后伸展盆地闭合、地壳加厚造山所致,从南向北形成一个递增序列:包括五台群下部和南恒山杂岩南部的低角闪岩相、南恒山杂岩北部高角闪岩相和北恒山杂岩的高压麻粒岩相,其压力峰期所对应的地热梯度为~15 ℃/km.变质锆石所记录的年龄峰值随着变质程度增高而降低,依次为~1.95 Ga、~1.92 Ga和~1.85 Ga,这是因为在变质过程中锆石生长受流体和熔体行为控制:在亚固相线下,变质锆石可记录峰期变质年龄,而在超固相线条件下记录伴随熔体结晶的退变质年龄.由此确定该区中压相系变质作用压力峰期时间为~1.95 Ga,对应地壳加厚造山的峰期.加厚地壳由于重力均衡导致变质岩从深部地壳折返至中部地壳,在P-T轨迹上表现为压力峰期之后发生等温减压(ITD)至0.5~0.7 GPa,岩相学上表现为峰期石榴石分解形成斜长石"白眼圈"等,指示缺流体条件.南恒山北部高角闪岩相岩石中的变质锆石记录的折返时间为~1.92 Ga,指示第一次造山结束.第二期变质作用为中-低压型,系为板内变形所致,表现为折返至中地壳的岩石伴随挤压型剪切变形和流体注入形成平衡矿物组合.朱家坊韧性剪切带就是这次板内变形的强构造域,其中也记录了顺时针型P-T轨迹,但所反映的地壳加厚程度有限,第二期变质-变形峰期时间为~1.85 Ga.由于朱家坊韧性剪切带左行走滑,导致北恒山麻粒岩地体抬升.五台-恒山地区在1.80~1.96 Ga之间经历两期变质-变形事件,这一认识或对讨论华北克拉通其他地区的古元古代造山带演化有一定启示意义.
    冀东-辽西太古宙火成岩岩石组合和动力学意义
    刘树文, 王伟, 白翔, 郭荣荣, 付敬浩, 郭博然, 胡方泱, 王茂江
    2018, 43(1): 44-56. doi: 10.3799/dqkx.2018.003
    摘要:
    冀东-辽西地区是华北克拉通北部出露面积最大的太古宙变质基底区.经过岩石组合填图和综合研究,将其太古宙变质火成岩分为2.64~2.60 Ga MORB型拉斑玄武质火山岩、2.61~2.52 Ga拉斑玄武质-钙碱性变质火山岩、2.52~2.50 Ga浅变质钙碱性火山岩组合和2.54~2.50 Ga英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩、2.54~2.51 Ga闪长质-石英闪长质-英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质片麻岩、2.54~2.51 Ga紫苏花岗闪长质-紫苏花岗质岩石、2.57~2.52 Ga闪长质-石英二长闪长质-花岗闪长质-二长花岗质片麻岩和2.53~2.51 Ga弱片麻状到块状二长花岗质-正长花岗质深成侵入体岩石组合.这些岩石组合从东北部的辽西阜新到西南部的遵化马兰峪地区呈现出条带状时-空分布特征.变质作用研究揭示了青龙-上营-洒河桥-马兰峪为高压麻粒岩带,记录了ITD型PTt轨迹,与NNW-NW向SSE-SE方向逆冲推覆构造相伴生;而三屯营-太平寨高温麻粒岩带,记录了IBC型PTt轨迹,与锦州-兴城-安子岭-界岭口-太平寨-三屯营伸展-底劈构造带相伴生.综合分析表明冀东-辽西太古宙晚期的构造-岩浆活动形成于热造山带型俯冲-弧后伸展到碰撞隆升的侧向增生动力学过程.
    鞍山-本溪地区鞍山群含BIF表壳岩形成时代新证据:锆石SHRIMP U-Pb定年
    万渝生, 董春艳, 颉颃强, 谢士稳, 刘守偈, 白文倩, 马铭株, 刘敦一
    2018, 43(1): 57-81. doi: 10.3799/dqkx.2018.004
    摘要:
    鞍本是华北克拉通最为重要的BIF铁矿集中区之一,BIF赋存于鞍山群表壳岩中.通过对广泛分布的鞍山群表壳岩的12个样品进行锆石SHRIMP U-Pb定年,大都获得2.50~2.55 Ga岩浆锆石年龄,一些岩石中存在2.7~3.5 Ga碎屑锆石或外来锆石.一些东北部(东部)岩石记录了新太古代晚期-古元古代早期变质锆石年龄.结合前人研究成果,可得出如下结论:(1)鞍本地区广泛分布的鞍山群含BIF表壳岩形成时代为新太古代晚期;(2)鞍山群表壳岩形成于陆壳基底之上.该研究进一步支持了已有认识:鞍本为东部古陆块西缘新太古代晚期巨型BIF成矿带的重要组成部分,稳定的构造环境有利于大规模BIF形成.
    喜马拉雅造山带的部分熔融与淡色花岗岩成因机制
    张泽明, 康东艳, 丁慧霞, 田作林, 董昕, 秦圣凯, 穆虹辰, 李梦梅
    2018, 43(1): 82-98. doi: 10.3799/dqkx.2018.005
    摘要:
    喜马拉雅造山带核部由高级变质岩和淡色花岗岩组成,是研究大陆碰撞造山带部分熔融与花岗岩成因的天然实验室.基于最新研究成果,探讨了喜马拉雅造山带核部变质作用的条件、类型以及P-T轨迹、部分熔融的方式与程度及熔体成分以及变质作用与部分熔融的时间和持续过程.相关证据表明,造山带核部经历了高压麻粒岩相至榴辉岩相变质作用,具有以增温增压进变质和近等温降压退变质为特征的顺时针型P-T轨迹.这些高压变质岩石发生了长期持续的高温变质与部分熔融.在泥质岩石的进变质过程中白云母和黑云母脱水熔融可以形成不同成分的熔体.同时,总结了淡色花岗岩的形成时间、地球化学特征和源区熔融方式,结果表明碰撞造山过程中加厚下地壳的脱水熔融形成了喜马拉雅造山带的淡色花岗岩.
    用接触变质作用标志初步判别北京房山岩体的岩浆侵位机制
    陈能松, 陈冰寒, RogerMason, 杨婷婷, 夏彬, 刘嵘, 王国庆, 徐冉
    2018, 43(1): 99-108. doi: 10.3799/dqkx.2018.006
    摘要:
    近同心状房山岩体接触变质晕中变斑晶-基质关系与变质作用P-T轨迹样式的结合可以区分岩浆底劈式侵位与气球膨胀式侵位机制.例如,该房山岩体南侧接触变质晕中的下马岭组泥质变质岩的变斑晶-基质关系显示强烈的面状压扁应变变形,其变质作用P-T轨迹具等压加热趋势,综合前人成果估算该岩体4个依次侵位的岩石单元的最终就位岩浆结晶深度彼此近于一致,倾向于认为该岩体的岩浆侵位机制为气球膨胀式.
    通化地区光华岩群变质岩锆石U-Pb定年及其地质意义
    周喜文, 耿元生, 郑常青
    2018, 43(1): 109-126. doi: 10.3799/dqkx.2018.007
    摘要:
    吉林通化地区光华岩群出露于太古宙TTG片麻岩之中,其形成时代一直存在争议.利用SHRIMP与LA-ICPMS技术,对其代表性岩石样品开展了锆石U-Pb定年分析,包括石榴黑云片岩、黑云二长片麻岩、石榴角闪片岩和侵入光华岩群底部的钾长花岗岩.结果显示,光华岩群4件变质岩石样品尽管位置不同,但碎屑锆石年龄非常接近,207Pb/206Pb谐和年龄集中在2.6~2.5 Ga之间,加权平均值分别为2 529±7 Ma、2 568±4 Ma、2 526±11 Ma和2 530±6 Ma,表明其成岩物质来源于新太古代地体.部分变质岩石记录了2 525±10 Ma、1 926±40 Ma和1 878±16 Ma的变质锆石年龄,表明其既经历了太古代末期的构造热事件改造,又遭受了古元古代晚期碰撞造山事件的扰动.确定侵入光华岩群底部的钾长花岗岩的侵位年龄为2 154±7 Ma,岩石未遭受变形改造,其成因可能与陆内裂谷发育过程有关.
    麻粒岩相金红石微量元素体系
    陈意, 陈思, 苏斌, 李仪兵, 郭顺
    2018, 43(1): 127-149. doi: 10.3799/dqkx.2018.008
    摘要:
    麻粒岩是研究地壳演化最重要的变质岩类,金红石作为麻粒岩中常见的副矿物之一,深入探究其微量元素体系特点,可为大陆地壳演化研究提供新的视角.根据麻粒岩金红石的基础数据(显微结构、微量元素、离子替换方式)以及地壳常见造岩矿物的微量元素特点,初步探讨了麻粒岩变质过程中微量元素行为和扩散效应.麻粒岩金红石Zr含量可记录不同阶段的变质温度,但次生锆石和钛铁矿可对其Zr含量有较大影响,作为孤立体系(不与锆石和石英平衡)的金红石不能用于温度计算;金红石Nb、Ta、Cr和V不仅受全岩成分控制,还与变质过程中黑云母、钛铁矿、蓝晶石等矿物的形成和分解紧密相关;金红石与富Fe矿物之间有强烈的Fe扩散效应.深入理解麻粒岩变质过程中金红石微量元素行为,可为限定大陆地壳变质演化和动力学过程提供重要的矿物学信息.
    西南天山超高压变质带的两类石榴角闪岩
    吕增, 王凯
    2018, 43(1): 150-163. doi: 10.3799/dqkx.2018.009
    摘要:
    角闪岩是西南天山超高压变质带变基性岩的常见岩石类型之一.野外关系和矿物反应结构表明,大多数角闪岩是由榴辉岩或蓝片岩受到不同程度的钠长绿帘角闪岩相退变质叠加形成的.但对于一些平衡结构发育良好且孤立产出的角闪岩类型(如石榴角闪岩)仍缺乏系统的岩石学研究.本次从岩相学、矿物成分以及热力学模拟几个方面对哈布腾苏河下游地区超高压带内不含钠长石的石榴角闪岩开展了详细的工作.这些石榴角闪岩的主要矿物为绿色角闪石(钙质-钠钙质闪石)、帘石(黝帘石-绿帘石)和石榴石,三者总体积占80%~90%,明显有别于大多数由榴辉岩退变而成的含有钠长石变斑晶的石榴角闪岩.虽然这些角闪岩化学成分十分相近,都具有富钙贫钠和高的Mg/(Mg+Fe)比值,但在结构、构造和矿物组成等方面存在显著差异,据此将它们划分为两类.第一类角闪岩基质中不含石英,保存在变斑晶中的少量残余矿物组合为石榴石+绿辉石+硬柱石+蓝闪石+金红石,指示峰期硬柱石榴辉岩相变质条件,富钛矿物全部为金红石.第二类角闪岩强烈面理化,面理由绿色角闪石、绿帘石和绿泥石以及条带状石英集合体构成.石榴石粒度呈双峰式分布,粗粒比细粒低钙低锰.基质和包体中均未发现高压变质特征矿物绿辉石和蓝闪石.富钛矿物以榍石为主,金红石和钛铁矿仅存在于个别石榴石中.两类角闪岩的石榴石成分具有较大区分度,前者的钙含量较高而镁含量较低.P-T视剖面计算显示它们的峰期条件为480~520 ℃,30~33 kbar,均达到超高压范围,与哈布腾苏河下游及以西地区的榴辉岩相似,表明西南天山超高压变基性岩构成沿中天山南缘断裂延伸数十千米的独立地质单元,不存在所谓的俯冲隧道混杂现象.
    传统温压计在低温榴辉岩应用中的局限:以西南天山超高压变质带为例
    张丽娟, 张立飞, 初旭
    2018, 43(1): 164-175. doi: 10.3799/dqkx.2018.010
    摘要:
    榴辉岩相变质岩石的温压研究对理解高压-超高压变质带的形成和演化具有重要意义,但西南天山低温榴辉岩运用石榴石-绿辉石(-多硅白云母)温压计计算的压力普遍低于相平衡模拟的结果.为此,在Zhang et al.(2017)对含霓辉石榴辉岩研究结果的基础上,对该区域内榴辉岩及其脉体中的绿辉石进行了岩相学和矿物化学的研究,结果表明绿辉石普遍发育环带结构:从核部到边部,Fe3+含量降低,Al含量增加,Fe3+/Al比值的降低对应于霓石含量的降低和硬玉含量的升高.相平衡模拟中硬玉分子等值线的计算结果表明具有最高硬玉含量的边部绿辉石在降压阶段生长.因此,具有最高含量的硬玉组分的绿辉石并不一定代表峰期压力,在应用石榴石-单斜辉石(-多硅白云母)传统温压计时需谨慎,尤其是应用于低温的、具有复杂环带模式的矿物组合时要尤为慎重.
    内蒙古莫尔道嘎佳疙瘩组变质岩地球化学特征及构造意义
    王照元, 郑常青, 徐久磊, 韩晓萌, 张慧明
    2018, 43(1): 176-198. doi: 10.3799/dqkx.2018.011
    摘要:
    莫尔道嘎地处额尔古纳地块中北段,该区发育一套中低级变质的佳疙瘩组变质岩,如千枚岩、云母片岩和变质砂岩;但是目前其原岩类型、物质来源以及沉积环境尚不明确.基于全岩主微量元素测试和LA-ICP-MS U-Pb定年,结果表明千枚岩类和云母片岩类总体富Al和K,变质砂岩类总体富Si.岩石轻稀土明显富集,具负铕异常特征,高场强元素相对富集,Sr强烈亏损,Nb、Ta、P、Ti相对亏损.原岩性质及构造环境分析表明,原岩类型主要是杂砂岩和粘土岩,物源以长英质成分为主,并混有少量古老沉积物.它们形成于活动大陆边缘,并存在较多大陆岛弧性质物质,成熟度不高,属于近源沉积.岩石样品中的碎屑锆石多为岩浆成因,且显示了较大的年龄变化,主要集中在新元古代(1.0~0.8 Ga)和古元古代(2.0~1.8 Ga),说明佳疙瘩组的沉积物源时代主要为新元古代和古元古代.
    浙西南遂昌-大柘地区石榴角闪二长片麻岩成因及变质演化
    周枭, 郑常青, 周喜文, 董云峰, 王照元, 宋旸, 韩晓萌
    2018, 43(1): 199-219. doi: 10.3799/dqkx.2018.012
    摘要:
    浙西南遂昌-大柘地区八都群中分布一套含石榴石、角闪石的二长片麻岩,发育典型石榴石"白眼圈"反应结构,但其成因及变质演化目前尚不明确.运用矿物X射线电子探针微区分析、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年并结合全岩主微量元素进行了研究.识别出3个阶段的变质矿物共生组合:进变质阶段(M1)矿物组合为石榴石变斑晶内部的包裹体矿物石榴石+角闪石+斜长石+石英(Grt1+Amp1+Pl1+Q),变质峰期矿物组合(M2)为石榴子石变斑晶幔部和基质矿物钾长石+斜长石+黑云母+石英(Grt2+Kf2+Pl2+Bt2+Q),退变质阶段矿物组合(M3)为"白眼圈"后成合晶角闪石+斜长石+黑云母+钛铁矿(Amp3+Pl3+Bt3+Ilm).矿物地质温压计和相平衡模拟估算的3阶段P-T条件分别为:进变质阶段为600~700 ℃/0.60~0.65 GPa,变质峰期为800~820 ℃/0.94~0.96 GPa,退变质阶段为550~700 ℃/0.56~0.71 GPa,变质程度达到麻粒岩相,变质作用PTt轨迹显示顺时针型式,具有近等温降压(ITD)特征,暗示其经历了地壳加厚和快速折返过程.岩石地球化学特征显示其原岩为准铝质A型花岗岩,含有少量幔源组分,形成于造山后的陆壳拉张环境;锆石U-Pb定年呈现二阶段年龄特征,成岩年龄为1.83~1.85 Ga,表明石榴角闪二长片麻岩的原岩形成于古元古代,变质年龄为220~230 Ma,显示了印支期变质作用对古元古代花岗岩的改造,是浙西南地区对印支期古太平洋板块向华南板块俯冲过程的响应,也为浙西南地区印支期造山作用提供了新的证据.
    西藏定结高压基性麻粒岩(退变榴辉岩)的变质P-T轨迹及构造意义
    丁自耕, 仝来喜, 刘小汉, 刘兆, 周学君
    2018, 43(1): 220-235. doi: 10.3799/dqkx.2018.013
    摘要:
    定结(Dinggye)位于藏南高喜马拉雅结晶岩系的中部,研究该区域麻粒岩的变质P-T轨迹对于理解青藏高原的碰撞和抬升过程至关重要.通过对该地区的高压基性麻粒岩(退变榴辉岩)的岩相学观察,确定了4期矿物组合:(1)峰期榴辉岩相矿物组合(M1)由石榴子石(核部)+绿辉石(假象)+石英+金红石组成;(2)高压麻粒岩相矿物组合(M2)主要由石榴子石(幔部)+单斜辉石+斜长石+钛铁矿+角闪石+黑云母组成;(3)中压麻粒岩相矿物组合(M3)由石榴子石(边缘)+斜方辉石+斜长石+钛铁矿+黑云母组成;(4)角闪岩相矿物组合(M4)主要由角闪石+斜长石组成.在NCFMASHTO体系下,用THERMOCALC软件对该高压基性麻粒岩进行了热力学模拟.结合传统温压计和平均温压计计算结果,求得M2、M3、M4阶段的温压条件分别为786~826 ℃、0.78~0.96 GPa;798~850 ℃、0.71~0.75 GPa;610~666 ℃、0.51~0.60 GPa,这指示了一条以峰期后近等温降压(ITD)为特征的顺时针P-T轨迹.结合已有地质资料,表明定结高压基性麻粒岩(退变榴辉岩)是喜马拉雅碰撞造山的产物,峰期后经历了近等温降压的构造抬升过程.
    高级变质岩中熔体包裹体研究进展
    高一杰, 刘景波
    2018, 43(1): 236-246. doi: 10.3799/dqkx.2018.014
    摘要:
    高级变质岩中的熔体包裹体为包裹于寄主矿物(石榴子石、锆石等)中的熔体滴,主要由子晶矿物、玻璃和一些偶然捕获的固相矿物组成.最近10年来,熔体包裹体已经成为研究区域变质岩部分熔融作用的新手段和新途径.熔体包裹体粒径通常 < 20 μm,微小的尺度对熔体包裹体识别与分析提出巨大挑战.为此系统总结了熔体包裹体的识别方法、结构特征、化学成分分析方法,并指出熔体包裹体研究对于部分熔融的识别、部分熔融发生的温压条件、机制和流体状态的限定等具有重要的意义.
    桐柏造山带中龟山杂岩的白云母40Ar/39Ar年龄及其地质意义
    曲玮, 刘晓春, 崔建军, 胡娟, 李淼
    2018, 43(1): 247-258. doi: 10.3799/dqkx.2018.015
    摘要:
    出露于桐柏造山带松扒-龟梅断裂带南侧的龟山杂岩经历了两阶段变质及多期变形作用,但其变质变形时代及其与秦岭造山带中产于相同构造部位的武关杂岩的构造关系尚缺乏深入研究.为此,对取自于龟山杂岩中的4件变质沉积岩和2件变质火山岩样品中的白云母进行了40Ar/39Ar同位素定年.结果表明,白云母的40Ar/39Ar坪年龄从306.7±1.7 Ma(保存最好的白云母斑晶)延续到279.2±2.6 Ma(经历后期变形改造的白云母).结合前期锆石U-Pb定年结果推测龟山杂岩的两阶段变质及主期逆冲推覆变形均发生在石炭纪,并在二叠纪遭受到左行走滑剪切作用的改造.龟山杂岩与武关杂岩具有类似的岩石组成和变质变形演化历史,二者共同构成一条>500 km的晚古生代中级变质带,是华北-华南陆块最终碰撞之前大洋俯冲-增生的产物.
    浙西南八都杂岩早中生代泥质麻粒岩变质作用及构造意义
    董云峰, 郑常青, 周喜文, 徐久磊, 周枭, 王照元, 宋旸, 钟定鼎
    2018, 43(1): 259-277. doi: 10.3799/dqkx.2018.016
    摘要:
    遂昌-大柘泥质麻粒岩出露于华夏地块东北部的浙西南八都杂岩中,该岩石保留了典型的减压反应结构.但其变质演化特点、变质作用时代及构造意义目前尚不明确.通过系统的岩相学、矿物化学和同位素年代学分析,结果表明遂昌-大柘泥质麻粒岩记录了4个阶段的变质矿物组合,其中早期进变质阶段M1的矿物组合为石榴石+黑云母+石英;压力峰期变质阶段M2的矿物组合为石榴石+铝绿泥石+金红石+蓝晶石+刚玉+黑云母+石英±十字石,该矿物组合可能预示着岩石曾经历了超高压变质作用过程;峰期变质阶段M3的矿物组合为石榴石+黑云母+夕线石+石英±钾长石±斜长石±钛铁矿;峰后近等温降压M4-1阶段的矿物组合为石榴石+黑云母+夕线石+堇青石+石英+钛铁矿±尖晶石±斜长石±钾长石;M4-2阶段的矿物组合为石榴石+堇青石+夕线石+斜长石+黑云母+石英±钾长石.相平衡模拟结合传统地质温压计限定其峰期变质阶段的温压条件为T=780~810 ℃、P=8.0~9.2 kbar;峰期后近等温降压的M4-1阶段的温压条件为T=780~860 ℃和P=5.7~6.0 kbar,M4-2阶段的温压条件为T=~700 ℃和P=~4.4 kbar,具有典型的顺时针近等温减压型P-T轨迹特征.LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明其麻粒岩相变质作用时代为233.5~238.9 Ma.变质作用历史说明浙西南地体可能卷入了古特提斯洋域内印支-华南-华北板块之间的俯冲-碰撞过程,并经历了早中生代的麻粒岩相变质作用后快速折返至地表.
    西秦岭北缘秦岭杂岩变质作用:副片麻岩岩石学、相平衡模拟及其地质意义
    毛小红, 张建新, 于胜尧, 李云帅, 喻星星, 路增龙, 周桂生
    2018, 43(1): 278-295. doi: 10.3799/dqkx.2018.017
    摘要:
    造山带中的高级变质岩是研究造山带形成和演化历史的重要窗口.西秦岭北缘秦岭杂岩主要由正片麻岩、副片麻岩、少量变基性岩(基性麻粒岩)和大理岩组成.岩相学、矿物化学和相平衡模拟结果表明副片麻岩经历了3个变质演化阶段:(1)进变质阶段,以石榴子石核部包裹细粒片状黑云母和大小不等的石英为代表;(2)峰期变质阶段,矿物组合为石榴子石+斜长石+钾长石+夕线石+黑云母+金红石+石英.石榴子石变斑晶幔部成分在视剖面图上确定出峰期温压条件为T=793~803 ℃,P=8.8~9.5 kbar;(3)降温降压的退变质阶段,主要由石榴子石的最边部及后期斜长石记录.结合已有研究资料,表明西秦岭北缘秦岭杂岩可能经历了早古生代晚期与碰撞造山作用有关的变质作用与深熔作用.
    华北东南缘五河杂岩中镁铁质麻粒岩的变质演化
    王程程, 刘贻灿, 杨阳, 张品刚, 聂佳珍
    2018, 43(1): 296-316. doi: 10.3799/dqkx.2018.018
    摘要:
    华北东南缘五河杂岩的变质演化过程研究有助于揭示研究区前寒武纪变质基底的形成与演化历史.基于对五河杂岩中镁铁质麻粒岩进行的详细岩相学观察、矿物电子探针及锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和微量元素分析,识别出古元古代变质演化的3个阶段,重建了峰期后近等温减压及降压冷却的顺时针P-T-t轨迹.峰期高压麻粒岩相变质阶段的代表性矿物组合为石榴子石(富Ca核部)+单斜辉石(富Al)+斜长石+石英+金红石±角闪石(富Ti),所记录的峰期温压条件为850~900 ℃、1.5 GPa;峰期后近等温减压麻粒岩相变质阶段,富Ti角闪石分解在周围形成石榴子石+斜方辉石+斜长石±单斜辉石的矿物组合,所记录的温压条件为~900 ℃、1.1~1.2 GPa;晚期角闪岩相退变质阶段,石榴子石分解产生角闪石+斜长石±石英,所记录的温压条件为600~680 ℃、0.65~0.75 GPa.锆石U-Pb定年结果表明,高压麻粒岩相、中压麻粒岩相和角闪岩相变质时代分别为~1.90 Ga、~1.85 Ga和~1.78 Ga.因此,研究区镁铁质麻粒岩的变质演化过程与胶北地体可以对比,结合已有的2.1 Ga花岗质岩石的成因和锆石年代学等方面研究成果,进一步证明五河杂岩属于胶-辽-吉带的西延,二者共同构成了华北克拉通东部一条古元古代碰撞造山带.
    “孪生元素”铌-钽的地球化学特性和研究进展
    谭东波, 李东永, 肖益林
    2018, 43(1): 317-332. doi: 10.3799/dqkx.2018.019
    摘要:
    因为具有相同的离子电价(+5)及相似的离子半径(~0.064 nm),铌和钽是地球化学性质非常相似的一对"孪生"元素.作为高场强元素,Nb-Ta通常赋存在金红石、角闪石、铌-钽矿、榍石和云母等矿物中.近20年来特别是21世纪初,Nb、Ta一直是地球化学领域的一个热点,大量的研究关注不同铌-钽矿物的赋存状态、矿物和岩石中铌-钽含量和铌/钽比值、铌-钽矿物与熔/流体之间的元素分配的实验岩石学研究和铌-钽分异的机制及具体地质过程.研究Nb、Ta具有重要的科学意义,涉及到整个地球的元素平衡、大陆地壳的生长机制、含金红石岩石的形成源区等.本文综合了近20年来铌、钽的研究内容,系统地总结了铌、钽在地球化学研究中各方面已经取得的成果,同时展望了未来铌-钽这对高场强元素对在地球科学研究中的潜在应用.