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

摘要：

花岗质片麻岩是中国大陆科学钻探工程主孔0～2000m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0～1113.14m和1596.22～2000m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0.54～5.82m左右.花岗质片麻岩累计厚度430.98m,占2000m岩心的21.55%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71.55%～77.18%之间,Al2O3含量为11.54%～13.57%.TiO2、Fe2O3、FeO、MnO和MgO含量则明显偏低,其中Fe2O3+FeO总量为1.05%～2.94%,MgO=0.06%～0.59%.CaO含量为0.30%～2.65%.Na2O和K2O含量变化相对较大,分别为0.29%～4.06%和2.90%～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,Eu/Eu*=0.21～0.26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-强烈的负Ba异常,Ba/Ba*=0.25～0.64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-PP1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、斜长角闪岩和副片麻岩锆石微区中均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-PP1和-PP2岩心样品锆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.SHRIMP U-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663～750 Ma,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;含柯石英锆石微区所记录的超高压变质年龄为226～230 Ma,平均值为228±5 Ma;而含低压矿物石英和钠长石等包体的锆石边部所记录的退变质年龄为203～214 Ma,平均值为209±5 Ma,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5.3 km/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-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.

关键词：花岗质片麻岩、地球化学、锆石、超高压、SHRIMP U-Pb定年、中国大陆科学钻探工程

所属期刊栏目：20

分类号：P588.345;P594.1(岩石学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）;国家自然科学基金;国土资源部科研项目;国土资源部百名优秀青年科技人才计划

在线出版日期：2004-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：9-26