图1中国大陆科学钻探工程主孔200—4000m的O同
位素剖面
Fig.1OxygenisotopecompositionsVS.depthsofCCSD—
MHsamplesintheSuhorogenfrevisedafterChen甜
a/.,2007a)
2原岩性质世界贸易组织总部
郑州自驾游过去二十年来,许多科学家已经对大别一苏鲁造山带地表样品进行了详细的岩石学、矿物学、地质年代学和地球化学研究。结果表明超高压变质岩的原岩主要是新元古代中期火成岩及其相应的沉积物,同时还有少量的古元古代和太古代残余地壳(Zhenget以,2003a,2005a,2005b)。因为变火成岩具有双峰式的特点,一般认为它们的原岩形成于新元古代中期沿华南陆块北缘的裂谷岩浆活动(Ames耐02.,1996;Hackeret02.,1998;Zhenget02.,2004,2006;Tangeta1.,2007)。进一步,一般认为扬子陆块其它边缘在740—830Ma的同时期岩浆活动是对Rodinia超大陆裂解的响应(Liet
02.,2003a,2003b;Zhenget面.,2004,2006,2007),且华南陆块从Rodinia超大陆裂开的时间为750Ma(Zhenget以,2006)。对地表样品的研究虽然已经取得这些显著的成果,但对这些超高压变质岩形成的构造背景还缺乏认识。因此我们对主孔两段连续岩芯样品进行了锆石u-Pb和Hf同位素分析(Chen以a/.,2007b),以期对超高压变质岩的原岩性质作出进一步的制约。
ActaPetrologicaSinica岩石学报2007,23(12)
由于超高压变质岩都受到了变质作用不同程度的影响,在利用超高变质岩锆石fIf同位素进行示踪前,要先评估变质作用对锆石Lu·Hf体系的影响(Zheng甜02.,2005b)。来自岩芯段02CCSD—I(734.21~737.16m)和02CCSD-n(929.67~932.86m)样品的锆石无色、透明,它形到半自形、等轴状到短柱状;CL图像特征表明,大多数锆石表现出无分带、弱分带、扇形分带或面状分带,为典型的变质生长颗粒(图2)。在一些样品中发现有继承核部的存在。这些核部表现出无分带、斑杂状分带或振荡分带,指示它们为岩浆成因,且经历了不同程度的固相重结晶作用。一个榴辉岩和一个角闪岩(02一16A和02.118A)和两个片麻岩(02一14A和02一119A)样品锆石u—Pb定年得到的不一致线年龄为tl=779:1:42到7854-19Ma加权平均为7844-30Ma和t2=221
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4-2到228±3Ma加权平均为222±3Ma(表1,Chenet越.,2007b)。因此,这些超高压变质岩的原岩时代为新元古代中期(一780Ma),而三叠纪年龄代表了变质锆石的生长时间。
初始Hf同位素比值F。,(t,)的计算采用原岩岩浆结晶年龄t.=780Ma来计算。对11颗锆石核部和边部进行了Hf同位素分析。榴辉岩02一16A的一个核边对具有相似的”Lu/…Hf值(0.000037和0.000029)和占Hf(tI)值(14.0和14.3)(图2b)。角闪岩02-118A的一个核边对虽然176Lu/mHf值相差很大(0.000801和0.000021)但具有相同的8Hf(岛)值(一5.8和一5.9)(图2c)。同样的,片麻岩02.14A的一个核边对176Lu/177Hf值相差很大(0.00255和0.000028),但具有相似的占Hf(t,)值(11.4和12.9)。对于片麻-岩-02·119A,5个核幔对幔部和核部占。,(t,)值的差异为0.5~1.2,考虑到分析误差,基本上没有差别;相反的,另外2个核幔对的占Ⅲ(t.)值显示出较大的差异(2.0—2.7)。这些结果表明虽然部分锆石的Hf同位素受到了三叠纪变质作用的改造,大部分锆石的Hf同位素组成没有显著受到三叠纪变质作用的影响,因此锆石特别是其核部的Hf同位素组成可以用来示踪这些变质岩的原岩性质。
岩芯段02CCSD—I具有正的占Hf(t。)值7.8±3.1和6.0±3.0,对应的Hf模
式年龄为1.03±0.12Ga和1.11±0.12Ga,反映了中元古代晚期新生地壳的再造,虽然镁铁质和长英质岩浆活动发生在780Ma左右,其源区物质可能主要来源于780Ma之前某个时间的壳幔相互作用。岩芯段02CCSD—II具有负的占Hf(tI)值一9.1±1.1和一6.9±1.6,对应的Hf模式年龄为2.11±0.10Ca和2。25±O。07Ga。这表明它们的原岩是由古元古代古老地壳的再造。先前的研究也表明,华南陆块北缘有古元古代陆壳存在(Chavagnaeet02.,2001;Zhengeta1.,2006;Huangeta/.,2006)。这两个岩芯段的全岩Sm—Nd研究也得到了类似的结果(Zhaoet02.,2007a)。在220Ma,岩芯段02CCSD-I具有较高的占Nd(t)值为一6.0到一0.2,较年轻的Nd模式年龄1.44—1.72Ga;而岩
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芯段02CCSD-II具有较低的占Nd(t)值一15.1一一10.7,较老
郑永飞等:大陆碰撞和超高压变质的化学地球动力学:来自中国大陆科学钻探的结果3081
图2中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩、角闪岩和片麻岩中锆石CL图像。图中数字表示占Ⅲ(f)值
Fig.2CLimagesofzircongrainwithinitialHfisotoperatioin占附(£)forecloglte,舳phiboliteandgneissfromCCSD-MHintheSuluorogen(afterChenelaL,2007b)
表1中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩、角闪岩和片麻岩中锆石U.Pb和h1.Hf同位素小结
Table1AsummaryofzirconU-PbandLu-Hfisotopicsystematicsin
锐旗eclogite,amphiboliteandgneissfromCCSD-MHin
theSuluorogen(DataafterZhaoetaL,2006;ChenetaL。2007b)
·%mageslistedinresponsepositive8Ⅲ(t)valueswhereas%№ageslistedinresponsetonegative占卅(t)values.
的Nd模式年龄1.87—2.22Ga。这表明岩芯段02CCSD.II比岩芯段02CCSD—I在原岩性质上更加富集,含有较多的古老地壳组分。因此,这两段岩芯样品具有明显不同的原岩性质,存在双重双峰式岩浆活动。
对主孔岩芯样品的矿物氧同位素分析得到,榴辉岩中石榴石艿ls0值为一3.32%o一7.52%o,绿辉石为一2.55%o一5.84%o;角闪岩中角闪石矿0值为一4.53%o一5.23%o,斜长石为一3.26‰一6.75%o;片麻岩中石英5”0值为一2.69锄一9.63%o,斜长石为一0.74%o一8.11‰(图1)。它们与地表出露的超高压变质岩一样不同程度地亏损“0(ZhengelaL,2003a),因此其原岩经历过大气降水高温热渡蚀变甚至局部低矿0岩浆作用(Xiaoet以,2006a;Chenel以,2007a;Zhaoel以,2007b)。主孔超高压变质岩的原岩年龄为780-1-30Ma(Chenel
a/.,2007b),表明这些低扩0原岩形成于为什么要诚实守信
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