大别山锆石微区u-pb年代学及苏鲁地区花岗片麻岩冷却史研究

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1、中国科学技术大学博士学位论文大别山锆石微区U-Pb年代学及苏鲁地区花岗片麻岩冷却史研究姓名：吴元保申请学位级别：博士专业：地球化学指导教师：陈道公2002.3.1摘要本论文对大别山不同构造单元的岩石进行了详细～Pb定年，并对部分样品的锆石进行弧微包裹体和，分析，对不同变质事件的年龄及部分构造单元的构造气寸。对苏鲁地区典型花岗质片麻岩进行了多同位素体黼属性斯了丽系定年，限定了宦们的硷却匝皇。N碧溪岭岩体中石榴橄榄岩的锆石cL图像显示其有明显的核边结构＼核部具有岩浆锆石的特征，边部表现出变质锆石的特点。结合锆石

2、的外形特征，我们认为边部的变质锆石是在超高压变质作用中重结晶作用形成的。离子探针分析结果构成不一致线，上、下交点年龄分别为824±39Ma和254±38Ma。上交点年龄代表了原岩形成年龄，下交点为超高压变质作用的时代。另有少量较老年龄的捕虏晶锆石，可能来自岩浆上升过程中同化混染的围岩。双河地区榴辉岩锆石CL图像显示，该榴辉岩中既有残留岩浆锆石，又有变质过程中重结晶和增生的锆石。锆石离子探针定年结果构成不一致线，下交点249+16Ma的年龄代表了超高压峰期变质作用时间的上限，上交点年龄2489±25Ma为原岩

3、年龄。对变质新生锆石进行SHRIMP定年，得到223．9±3．91da的2”Pb／部8u平均年龄。这一年龄可能是该榴辉岩退变质到某一阶段的年龄。锆石的外形、显微图像及微区稀土元素特征表明，双河地区硬玉石英岩的原岩可能为岩浆岩。离子探针定年得到不一致线的上、下交点年龄分别为1880+35Ma和235+29Ma。上交点是硬玉石英岩的原岩年龄，下交点为超高压变质作用发生的时间。l880+35Ma的硬玉石英岩原岩年龄给出了双河副片麻岩形成年龄的下限值。237．8-+5．3Ma的增生变质锆石U—Pb年龄(SttRIM

4、P定年)，记录的可能是该超高压岩片峰期变质作用时间。双河花岗质片麻岩中存在两种类型的错石：残留锆石和原岩岩浆锆石。花岗质片麻岩的原岩形成于晋宁期(1025Ma)，原岩的岩浆钻石在超高压变质及随后的角闪岩相退变质事件中经历了Pb的丢失，其下交点年龄(197Ma)不能指示超高压事件的时间。该花岗质片麻岩中普遍存在286lMa的残留锆石，表明南大别地区也存在太古代的地壳物质。其230Ma的下交点年龄更接近榴辉岩相变质作用的时间。对黄镇朱家冲榴辉岩锆石进行了CL显微结构分析，确定出核部原岩岩浆锆石和边部的变质增生锆

5、石。在此基础上，利用激光探针等离子体质谱对不同的区域进行了微量元素测定。结果表明，原岩锆石和变质增生锆石具有不同的微量元素组成：原岩锆石的微量元素含量高且变化范围大：变质锆石的重稀土元素含量低(132．2～197．6ppm)，重稀土的分异程度小((Yb／Gd)。。=4．3～10．5)，说明变质锚石是与富集重稀土的石榴石平衡结晶的。边部变质锆石的Nb、Ta含量和Nb／Ta比值分别为O．5～1．4ppm、0．7—1．5ppm和0．3～1．3，明显低于核部(Nb和Ta的含量分别为3．8～19．7ppm和2．7～1

6、2．1ppm，Nb／Ta比值为1．O～4．6)。这一结果首次证明，边部变质锆石Nb、Ta特征是与榴辉岩中的峰期变质矿物金红石平衡结晶的结果。锆石的稀土元素配分模式和Nb、Ta等微量元素特征表明，边部的变质锆石形成于榴辉岩相变质作用期间。黄镇榴辉岩原岩锆石的包裹体为磷灰石，而边部变质锆石的包裹体为石榴石、金红石等榴辉岩相变质矿物。这同样证明边部锆石形成于榴辉岩相变质阶段。利用离子探针对黄镇榴辉岩的原岩和变质锆石分别进行了微区定年。榴辉岩相变质锆石的年龄为235士11Ma，这是该榴辉岩相变质作用年龄的最佳估计值

7、。原岩形成于约1900Ma，且经历了不同程度的Pb丢失。BSE控制下的锆石u—Pb年龄的离子探针测定表明，北大别片麻原岩的形成年龄分别为700～800Ma和约140Ma。原岩为700～800Ma的片麻岩受到了燕山期强烈的构造热事件影响，有些给出了140Ma左右的不一致下交点年龄。形成于约140Ma的片麻岩中同样存在800Ma左右的残留岩浆锆石。庐镇关群片麻岩的原岩同样形成于晋宁期(726±43Ma)。北大别地体及庐镇关群片麻岩广泛存在晋宁期的岩浆事件，表明其可能为扬子板块的北缘，华北板块和扬子板块的缝合线可

8、能在卢镇关群以北。锆石cL图像显示黄土岭麻粒岩中主要存在三种类型的锆石：圆形多晶面片状分带锆石、短柱状面状分带锆石和原岩中的岩浆锆石。另有少量古老的残留锆石。原岩和变质锆石具有不同的微量元素特别是重稀土的含量。变质锆石与石榴石之间微量元素的分配表明变质锆石在形成过程中与石榴石到达了微量元素的平衡。锆石与石榴石之间的分配系数计算结果表明，Hf强烈富集于锆石中，Y、Eu和重稀土也在锆石中更富集，中稀土在锆石与石榴石之