论文部分内容阅读
出露于华北克拉通中部造山带南缘的洛宁地区太华变质杂岩，整体呈东西走向，主要分布在洛宁县南部的熊耳山和三门峡市陕县南部的崤山，分别为熊耳山和崤山的早前寒武纪结晶基底，与上覆的晚元古代熊耳群未变质火山岩呈不整合接触。区内太华变质杂岩主要是TTG片麻岩、花岗质片麻岩、斜长角闪（片麻）岩、黑云斜长片麻岩和混合岩等，以及具有孔兹岩系特征的沉积变质岩系，如大理岩、石墨片岩和石英岩等。区内岩浆活动频繁，在早元古代形成了寺河钾长花岗岩岩体和穆册二长岩岩体等。本文重点针对区内的斜长角闪（片麻）岩、黑云斜长片麻岩、TTG片麻岩、以及寺河和穆册的花岗岩类等代表性岩石进行了变形作用、变质作用、岩石地球化学及年代学等方面的研究。 崤山地区发育北东向线理、A型褶皱和眼球构造等变形现象。TTG片麻岩和钾长花岗片麻岩的显微变形特征展示出石英呈条带状分布，发育亚颗粒和波状消光等动态重结晶变形以及S-C组构等，指示了崤山地区的变形是在非高温环境(T＜550℃)下，经历了典型的第二域变形，或第二域到第三域变形的转化阶段，发生了上层相对于下层向北东方向的剪切变形。通过对石英组构的EBSD测试分析，发现了石英以底面和菱面滑移系为主，局部地区出露了菱面向柱面过度的滑移系，指示了一次中低温(T＜550℃)的韧性变形。其结果与显微变形和野外观察一致，本区普遍经历了一期上层向北东的区域韧性变形。 洛宁太华变质杂岩斜长角闪片麻岩中可识别出三个变质阶段矿物组合。进变质阶段矿物组合(M1)，以石榴子石变斑晶内部的无定向包裹体矿物组合（斜长石+角闪石+石英±黑云母等）为代表。变质峰期矿物组合(M2)，由石榴子石变斑晶和基质中矿物（斜长石+角闪石+石英±黑云母±锆石等）组成。退变质阶段矿物组合(M3)，为围绕石榴子石变斑晶边部分布的“白眼圈”状后成合晶，由细粒角闪石+斜长石+石英±黑云母等矿物组成。泥质变质岩中同样可识别出三个变质阶段矿物组合。进变质阶段矿物组合(M1)，主要由石榴子石变斑晶内部的非定向包裹体矿物（斜长石+黑云母+石英等）组成。变质峰期矿物组合(M2)，主要是由石榴子石变斑晶和基质中矿物（斜长石+黑云母+石英和锆石、独居石等）组成。退变质阶段矿物组合(M3)，是以石榴子石变斑晶边部分布的后成合晶（斜长石+黑云母+石英等）为代表。 对洛宁太华变质杂岩斜长角闪岩的三个阶段变质矿物组合计算了温压条件，发现进变质作用发生于635-710℃/5.6-8.7kbar，经历了720-800℃/9.1-10.7kbar的峰期变质作用之后，发生退变质反应至690-740℃/7.1-7.7kbar，记录了含有近等温降压过程的顺时针型变质作用P-T轨迹。黑云斜长片麻岩峰期变质作用的温压条件是765-820℃/8.9-10.6kbar，推测洛宁地区的黑云斜长片麻岩同样记录具有近等温降压退变质过程的顺时针型变质作用P-T轨迹。SIMS锆石U-Pb测年，表明洛宁地区斜长角闪岩的原岩形成于～2.31Ga和2.18Ga，记录了一期1.97-1.94Ga的变质事件，黑云斜长片麻岩中的碎屑锆石记录了两期(2.36Ga和2.52Ga)岩浆年龄。 崤山TTG片麻岩(2.54-2.48Ga)富Si和Na。Sr/Y和(La/Yb)N比值较高，εHf(t)和εNd(t)为正值，表明其可能来源于被岩石圈地幔交代的下地壳部分熔融。寺河钾长花岗片麻岩(2.3-2.35Ga)富Si，Al2O3含量较高，为高铝型TTG片麻岩。其Mg＃较高，但Cr和Ni含量较低，表明其可能是由含有古地壳物质的下地壳部分熔融形成的。穆册二长片麻岩(2.17-2.16Ga)的CaO，FeO和Al2O3含量以及Mg＃较高，微量元素中Ni和Cr含量较高，Sr/Y和Nb/Ta比值较低，εHf(t)和εNd(t)值为负值，表明其可能是在弧环境下，由先存的新太古代地壳物质部分熔融形成的。 华北克拉通中部造山带南缘在晚太古代至早元古代至少经历了四次陆壳的幕式生长和再造事件（2.85-2.72Ga，2.57-2.48Ga，2.35-2.30Ga和2.20-2.07Ga）。结合变质作用P-T-t轨迹，推测华北克拉通南缘早在～1.97Ga就卷入了早元古代末东部陆块与西部陆块的碰撞造山过程，持续时间较长(～0.15Ga)。