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苏鲁地体超高压和退变质时代的厘定：来自片麻岩锆石微区SHRIMP U-Pb定年的证 [查看] 刘福来、许志琴、宋彪

锆石微区矿物包体的激光拉曼和阴极发光测试以及相应的SHRIMP U-Pb定年结果表明，苏鲁地体片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息。其中副片麻岩锆石核部记录了345-743Ma的继承性锆石年龄，标志着原岩碎屑锆石来源的复杂性；含柯石英的锆石微区记录了220-234Ma的超高压变质年龄；而含石英包体的边部则记录了202-219Ma的退变质年龄。正片麻岩继承性锆石核部所记录的年龄为574-680Ma，表明原岩锆石曾经历了部分Pb丢失，原岩的形成年龄应大于680Ma；含柯石英锆石微区所记录的超高压变质年龄为224-242Ma；而锆石边部所记录的退变质年龄为209-219Ma。两类片麻岩锆石微区所隐藏的超高压变质和退变质年龄信息十分相近，平均值分别为229±4Ma和211±4Ma，标志着苏鲁地体超高压变质时代应为印支期，相应的构造抬升速率约5.6km/Ma。该项成果不仅确定了苏鲁地体超高压变质和退变质时代，而且对于深人探讨苏鲁地体快速折返过程中的动力学机制有着重要的科学意义。

苏鲁超高压变质带中非超高压花岗质片麻岩的准确识别：来自锆石微区矿物包体及SHRIMP U-Pb定年的证据 [查看] 刘福来、许志琴、宋彪

通过隐藏在锆石微区矿物包体激光拉曼的系统鉴定和阴极发光图像特征的详细研究，配合相应的锆石微区SHRIMP U-Pb定年测试，发现苏鲁地体超高压变质带中确实存在非超高压变质的花岗质片麻岩。该类岩石中的锆石晶体自核部到边部所保存的矿物包体以不含超高压矿物为特征，相应的阴极发光图像具有典型岩浆结晶锆石的核部和慢部，以及变质的再生边的特点。其中岩浆结晶锆石微区记录的238U-206Pb年龄为404-748Ma，表明原岩中部分锆石可能经历了Pb丢失, 也不排除后期热事件因素的影响，原岩的形成年龄应大于748 Ma；而锆石的再生边所记录的238U-206Pb年龄为204-214Ma，与研究区经历超高压变质的副片麻岩和花岗质片麻岩锆石微区所记录的苏鲁地体快速折返过程中角闪岩相退变质年龄(238U-206Pb年龄的平均值为211±4Ma，刘福来等，2003a)十分相似。上述特征表明，苏鲁地体超高压变质带中的部分花岗质片麻岩在超高压变质事件之前就已经形成，但并未“参与”深俯冲一超高压的变质演化过程，而是在苏鲁地体快速折返的角闪岩相退变质过程中与超高压岩片“拼贴”在一起。该项成果不仅为正确识别非超高压变质岩石提供了一个新的研究方法，而且对进一步深入探讨苏鲁地体超高压和非超高压岩片的“拼贴” 机制有着重要的科学意义。

秦岭发现金刚石：横贯中国中部巨型超高压变质带新证据及古生代和中生代两期深俯冲作用的识别 [查看] 杨经绥、许志琴、裴先治、史仁灯、吴才来、张建新、李海兵、孟繁聪、戎合

在秦岭北带榴辉岩及其围岩片麻岩的错石中发现金刚石和大量石墨包裹体。金刚石具典型的1331～1334cm-1拉曼谱峰。变质金刚石的发现证明秦岭北带榴辉岩及其围岩片麻岩经历了超高压变质作用，其俯冲深度＞120km。片麻岩锆石的SHRIMP 定年表明，锆石核部代表岩浆事件的年龄或之前的残核年龄为1200～1800Ma。超高压变质新增生边部的年龄为507 38Ma，属早古生代。认为北秦岭超高压变质带与印支期大别超高压变质带240～200Ma是时空上两个带。北秦岭超高压变质带向西可以与南阿尔金一柴北缘早古生代（490～400Ma）超高压变质带相连，向东与大别西北部的熊店和浒湾早古生代榴辉岩（420～400Ma）相连，组成一条沿中央造山带北部分布的加里东期超高压变质带。认为主要分布在大别山南部的印支期超高压变质带应与南秦岭的高压蓝片岩带相连，组成一条分布在中央造山带南部的印支期高压超高压变质带。北秦岭超高压变质带的发现，为中央造山带存在一条西起阿尔金，东至苏鲁的近4000km的世界上最大的一条超高压变质带的确定提供了新的关键性证据。而沿中央造山带分布的两条超高压变质带说明：①中国南北大陆在早古生代就已拼接在一，其后，又有印支期的俯冲和碰撞叠加, 加里东期超高压变质带主要分布在北部，后者在南部，两者时空分布可以区分。②两条规模巨大的超高压变质带说明中国南部大陆之间曾发生多期的俯冲碰撞作用以及巨量物质的消减，由此将影响到对中国大地构造和演化历史的重新认识，并对大陆动力学的研究提出新的问题和思考。

含柯石英锆石的SHRIMP U-Pb定年胶东印支期超高压变质作用的证据 [查看] 杨经绥、许志琴、吴才来、刘福来、史仁灯、J.Wooden、S.Maruyama

苏鲁超高压变质带的形成时代究竟是印支期还是新元古代争议始终很大。对山东胶南地区超高压变质带中超镁铁岩和榴辉岩的错石激光拉曼、阴极发光和离子探针原位定年的研究获得超高压变质作用发生的时代为印支期。其中超镁铁岩含柯石英错石的年龄为221±12Ma，该深成岩侵位时代为新元古代（581±44Ma）。此外，错石中另有约400Ma年龄记录，可能代表岩石形成后另有一期热事件。榴辉岩的下交点年龄为228±29Ma，与超镁铁岩含柯石英错石年龄一致，代表超高压变质时代；上交点为中元古代（1821±19）Ma 代表原岩年龄，后者与其片麻岩围岩时代相一致，说明榴辉岩是原位俯冲。

中国大陆科学钻探工程主孔及周边地区花岗质片麻岩的地球化学性质和超高压变质作用标志的识别 [查看] 刘福来、许志琴、杨经绥、张泽明、薛怀民、李天福

花岗质片麻岩是中国大陆科学钻探工程主孔0一2000m深度范围内出露的主要岩石类型之一，集中分布于1113.14~1596.22m之间，而在0一1113.14m和1596.22一2000m 深度范围内主要以“夹层”形式赋存于副片麻岩和(退变) 榴辉岩中，夹层的厚度为0.54一5.82m左右。花岗质片麻岩累计厚度43098m，占2000m岩心的21.5% 左右。地球化学研究结果表明，主孔中花岗质片麻岩SiO2含量普遍偏高，为71.75%一77.18%之间，Al2O3含量为11.54%一13.57%。TiO2、Fe2O3、FeO、MnO 和MgO含量则明显偏低，其中Fe203+FeO总量为1.05%一2.94%，MgO=0.06%一0.59%。CaO含量为0.30%一2.65%。Na2O和K2O含量变化相对较大，分别为0.29%一4.06% 和2.90%一6.67%之间,且大多数样品K2O含量高于Na2O含量。稀土元素配分模式具有右倾式的特点，轻稀土相对富集，而重稀土相对亏损，具有强烈的负Eu异常，E/Eu*=0.21一0.26之间。在标准化蛛网图上,则显示Ta、Nb、P 和Ti的明显亏损以及中等一强烈的负Ba异常，Ba/Ba*=0.25一0.64之间，平均值为0.45 左右。上述主元素、稀土元素和微量元素特征与中国大陆科学钻探预先导孔CCSD一PPI岩心以及东海及其邻区地表露头的花岗质片麻岩的化学成分十分相似，具有A 型花岗岩的地球化学特征。采用激光拉曼技术，配备阴极发光测试，确认中国大陆科学钻探工程主孔的花岗质片麻岩及榴辉岩、抖长角闪岩和副片麻岩错石微区中隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体。地表露头及中国大陆科学钻探工程预先导孔CCSD一PI和-PP2岩心样品错石中的超高压矿物包体也具有类似的特点，表明苏鲁地体由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的巨量陆壳物质曾普遍发生深俯冲，并经历了超高压变质作用。SHRIMPU一Pb定年结果表明，中国大陆科学钻探工程主孔中花岗质片麻岩锆石微区记录了十分复杂的年代学信息。其中继承性岩浆结晶锆石的核部所记录的年龄为663一750Ma，表明原岩锆石曾经历了部分Pb 丢失，以及可能受到后期超高压和退变质热事件的改造；含柯石英错石微区所记录的超高压变质年龄为226一230 Ma，平均值为228±5Ma；而含低压矿物石英和钠长石等包体的皓石边部所记录的退变质年龄为203一214Ma,平均值为209±5Ma，标志着苏鲁地体超高压变质发生于印支期，相应的构造折返速率约为5.3km/Ma。该项成果不仅查明了苏鲁地体三维空间分布的各种变质岩石的锆石微区中普遍保存以柯石英为代表的超高压矿物包体，而且对于准确限定中国大陆科学钻探工程钻孔中花岗质片麻岩的原岩形成时代、超高压变质时代和退变质时代，深入探讨苏鲁一大别地体快速折返过程的动力学机制有着重要的科学意义。

中国大陆科学钻探工程的科学目标及初步成果 [查看] 许志琴

中国大陆科学钻探工程的主孔位于苏鲁超高压变质带南部的东海县，其穿过的岩石曾位于板块会聚边界的地慢深处，是研究大陆深俯冲及地慢动力学的最佳地区。中国大陆科学钻探的科学目标旨在通过对钻孔中获取的全部连续岩心、液态和气态样品及原位侧井数据进行的全方位则量与综合研究，建立5000m孔深的各类多学科精细剖面，再造北中国板块与扬子板块会聚边界深部三维物质的组成和分布及三维结构构造；阐明板块会聚边缘的深部流体作用、壳一慢相互作用及地慢中物质循环和流变学；寻找超深地慢条件下形成的特征矿物,揭示超高压变质成矿机理；建立结晶岩地区地球物理理论模型和解释标尺；揭示超高压变质岩石的形成与折返模型及板块会聚边界的深部动力学机制。通过5km深孔营造的特殊地下空间，研究现代地壳的物理、化学及生物作用，并将建立亚洲第一个大陆科学钻探深孔长期观察实验站。中国大陆科学钻探工程已取得初步成果。主孔200m岩心的深度和方位准确归位；建立了岩性、地球化学、构造、矿化、岩石物性、地下流体及各类刚井等精细剖面；揭示了发现除超镁铁质岩外的各类岩石中的柯石英；通过SHRIMP测年准确确定超高压及退变质事件的年龄；初步揭示了超高压及退变质过程中流体的变化及水一岩作用；划分了构造岩片单元，确定了其边界的韧性剪切带性质，并发现早期构造信息；建立的随岩性变化的弹性波速度和热导率连续剖面对地震反射和热结构提供了岩石物性的制约；VSP地震剖面揭示了孔区深部的构造岩片结构,以及强地震反射层和大型韧性剪切带有关；发现地下特殊气体一甲烷、二氧化碳及氦气的异常，以及气体异常越往深部越频繁出现的规律。经DNA分析，在超高压岩心中发现在极端条件下形成的微生物。

青藏高原北部东昆仑南缘德尔尼蛇绿岩：一个被肢解了的古特提斯洋壳 [查看] 杨经绥、王希斌、史仁灯、许志琴、吴才来

青藏高原北部东昆仑德尔尼蛇绿岩由变质橄榄岩、基性超基性堆晶岩、辉绿岩墙群和基性喷出岩组成。变质橄榄岩主要为纯橄岩、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和含石榴石二辉橄榄岩，岩石中残余尖晶石的Cr’值（=100×Cr/（Cr+Al））为30-57，指示一个富Al和Mg成分系列。变质橄榄岩有一个相对窄的成分，其Mg’值（=100×Mg/（Mg+Fe2+））89.1-91.3，Al2O3含量为1-4%，REE轻度亏损，表明其为经历了中、低程度部分熔融的残余地幔物质。二辉橄榄岩中的石榴石为钙铁榴石，富Ca和Fe，贫Mg和Al（And95-97，Pyr0.27-5.06，Gro0-2.62），为变质成因。堆晶岩包括纯橄岩、异剥橄榄岩、(石榴石)辉石岩和辉长岩。堆晶纯橄岩与层状杂岩伴生，偶含少量斜长石。异剥橄榄岩由橄榄石、透辉石和少量斜长石组成。层状辉长岩-辉石岩杂岩由透辉石和斜长石组成，两种矿物交替形成层状堆积层理。石榴石辉石岩或异剥钙榴岩呈团块状产于变质橄榄岩中，其中的石榴石为钙铝榴石（Gro69.19-89.93；And9.12-18.84；Br0.73-11.63），也属变质成因。辉绿岩墙显示LREE亏损，（La/Sm）N=0.5-0.8，HREE呈近平坦型分布，Eu正异常（δEu1.2-1.6）。玄武岩的REE模式与MORB类似，（La/Sm）N=0.5-0.9，显示不同程度的Eu负异常。熔岩的成分尤其一致的REE模式说明结晶过程中未发生明显的分异作用以及外来成分的混染。熔岩中的锆石SHRIMP U-Pb测年获得206Pb/238U年龄为276-319Ma，平均308.2±4.9Ma，认为代表蛇绿岩洋壳形成时代。强烈的蛇纹石化和碳酸岩化反映了海底热液蚀变作用并伴随德尔尼块状硫化物矿床的形成。德尔尼蛇绿岩是一个被构造肢解的古洋壳，可能形成于一个快速扩张的洋脊，在古特提斯洋盆关闭时侵位，标志冈瓦那大陆与欧亚大陆的缝合带。

泛非-早古生代造山事件与原始喜马拉雅的形成 [查看] 许志琴、杨经绥、梁凤华、刘福来、曾令森、戚学祥、陈松永、刘敦一

喜马拉雅地体是55±10Ma以来印度陆块与欧亚大陆碰撞而形成的增生地体，位于其中的高喜马拉雅与特提斯-喜马拉雅单元的变质基底主要由富铝变沉积岩和花岗质片麻岩组成。对两类岩石中的锆石进行了SHRIMP U-Pb年龄测定。结果表明，这些锆石除记录了12-20Ma的构造事件以外，还保存了四组年龄：2404-1676Ma，975-614Ma，599-500Ma和496-429Ma，这说明曾位于南半球的印度陆块的早-中元古代变质基底经历过罗迪尼亚超大陆形成于裂解（1000-600Ma）、泛非造山（600-500Ma）及早古生代（500-400Ma）造山事件。这些造山作用导致在泛非-早古生代时期形成原始喜马拉雅山。变质岩石学、地质年代学及野外观测结果不仅揭示了印度陆块早-中元古代变质基底的再活化过程，而且进一步证明现在的喜马拉雅山是泛非和早古生代时期形成的原始喜马拉雅山再造山的结果。

中国大陆科学钻探工程主孔2000-3000米正、副片麻岩的地球化学性质及其成因机制 [查看] 刘福来、许志琴、杨经绥、张泽明、薛怀民、孟繁聪、李天福、陈世忠

中国大陆科学钻探工程主孔（CCSD-MH）2000.0-3000.0米深度范围内出露的岩心以正、副片麻岩为主，夹有薄层榴辉岩和斜长角闪岩等。地球化学研究结果表明，主孔2000.0-3000.0米之间的正片麻岩SiO2含量普遍偏高，为73.26%-78.17%之间，平均值76.40%；Al2O3含量为11.30%-13.66%。TiO2、Fe2O3、FeO、MnO和MgO含量则明显偏低，其中Fe2O3总量为0.39%-1.71%，FeO=0.20%-1.49%，MgO=0.01%-0.06%。CaO含量为0.19-1.41%，Na2O和K2O含量分别为3.38%-5.35%和1.31%-4.87%。正片麻岩的稀土元素和微量元素配分模式可分为三种类型。第一类表现出较强的轻、重稀土元素分馏，具有中等的负Eu异常，Eu/Eu*=0.39-0.64；洋脊玄武岩（MORB）标准化蛛网图表现出强烈富集大离子亲石元素（K、Rb、Ba、Th）的特点，显示明显的正Ba异常，Ba/Ba*=1.09-2.34，高场强元素Ti、Nb和Ta呈明显的负异常。第二类正片麻岩具有明显的负Eu异常，Eu/Eu*=0.39-0.41，稀土元素配分模式曲线具有明显的右倾斜的特点，轻稀土元素明显富集，而重稀土元素明显亏损；洋脊玄武岩（MORB）标准化蛛网图与第一类正片麻岩比较相似，但却具有中等的负Ba异常，Ba/Ba*=0.57-0.67.第三类正片麻岩主要为含磁铁矿二长花岗质片麻岩，稀土元素球粒陨石标准化曲线呈“V”字型特点，具有异常强烈的负Eu异常，Eu/Eu*普遍低于0.11；洋脊玄武岩（MORB）标准化蛛网图显示出强烈富集大力子亲石元素的（K、Rb、Th）的特点，具有异常强烈的负Ba异常，Ba/Ba*=0.03-0.21.2000.0-3000.0米深度范围内的正片麻岩具有多成因的特点，部分正片麻岩具有A型花岗岩的地球化学特征，反映它们有可能形成于板内的构造环境；而另一部分的原岩则可能形成于陆缘火山弧的构造环境。

喜马拉雅地体的泛非-早古生代造山事件年龄记录 [查看] 许志琴、杨经绥、梁凤华、戚学祥、刘福来、曾令森、刘敦一、吴才来、史仁灯、陈松永

喜马拉雅地体是55±10Ma以来印度陆块与欧亚大陆碰撞而形成的增生地体，位于其中的高喜马拉雅与特提斯-喜马拉雅构造单元的变质基底主要由角闪岩相的富铝变质沉积岩和花岗质片麻岩组成。对两类岩石中锆石的SHRIMP U-Pb测年结果表明，除了记录了20Ma以来的构造事件年龄外，主要保存了529一457Ma的变形和变质事件记录，另外还保存了更早期（＞835Ma）的年龄信息。根据20Ma以来崛起的喜马拉雅挤出岩片中包含早期强烈褶皱和向南的斜向逆冲构造以及伴随的角闪岩相变质作用记录,结合岩石测年所获得的大量泛非一早古生代年龄和奥陶纪底砾岩的发现,说明曾位于南半球印度陆块北部的变质基底岩石经历过泛非一早古生代造山事件,同位素年代学数据表明：（1）原始喜马拉稚山是泛非一早古生代造山事件的产物；（2）印度陆块早一中元古代变质基底的再活化在原始喜马拉稚山形成中起重要的作用；（3）现在的喜马拉雅山是在泛非一早古生代造山事件基础上再造山的结果。

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