西大别西北部浒湾变质带榴辉岩的年龄和性质及其对秦岭—大别—苏鲁造山带多期演化的制约

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• 责任者：吴元保^c中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室^d1971^e博士^f教授 ; 高山 ; 刘小驰 ; 杨赛红 ; 邱华宁^c中国科学院广州地球化学研究所 ; 同位素年代学与地球化学重点实验室 ; 杨启军 ; 刘勇胜 ; 袁洪林^c西北大学地质系大陆动力学国家重点实验室
• 刊名：矿物岩石地球化学通报
• 出版年：2008
• 卷期：27^b4
• 关键词：榴辉岩 ; 铀—铅计时11^a秦岭 ; 大别山 ; 苏鲁造山带20^a锆石 ; 铪同位素 ; 变质带 ; 特提斯 ; 地质年代学 ; 高压变质作用21^a安徽 ; 江苏 ; 山东31^a浒湾
• 页码：313～331
• 索书号：P271.067/967
• 图表：^c表3参61插图
• 分类号：0620,0400
• 文摘期号：2009/07

摘要

浒湾高压变质带位于大别造山带的西北部,是研究秦岭—大别—苏鲁造山带演化过程和时间的关键地区。对产于该高压变质带的三个榴辉岩样品进行了LA‐ICPMS锆石U‐Pb定年、微量元素和Hf同位素组成分析,以限定榴辉岩相变质作用及原岩形成的时间和原岩性质。苏家河榴辉岩中的变质锆石颗粒具低Th/U值、弱的Eu负异常、较平坦的重稀土(HREE)配分模式,以及低的¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf值。表明这些锆石形成过程中有石榴子石的存在而缺乏斜长石,因此形成于榴辉岩相变质条件。Ti含量温度计计算表明,这些变质锆石的形成温度约为655和638 ℃,与在榴辉岩相变质作用温度条件下形成一致,²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均结果为（309±4） Ma(2σ),代表了榴辉岩相变质作用时间的最佳估计值。胡家湾变质锆石可能形成于前进变质作用阶段,²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为（312±11） Ma(2σ),这一结果在误差范围内与苏家河的年龄结果一致。锆石U‐Pb年龄和微量元素分析结果表明,榴辉岩核部的锆石属岩浆型,年龄为（406±5）～（420±7） Ma(2σ),表明原岩晚于中古生代华北与秦岭地体的碰撞时间。三个榴辉岩样品的锆石颗粒ε_Hf(t)值的变化范围较大(-4.9～21.3)。变质锆石与岩浆锆石的Hf同位素的变化范围相近，少数变质增生边部锆石与核部残留岩浆锆石给出较一致的Hf同位素组成，表明变质增生锆石可能是原岩岩浆锆石溶解再结晶作用的结果，因此保留了原岩的初始Hf同位素组成。高的ε_Hf(t)值表明它们的原岩来自亏损的地幔源区，可能是古特提斯洋壳；而低ε_Hf(t)值则归因于地壳混染作用。少量继承核锆石的出现表明榴辉岩的原岩形成过程中有古老地壳物质的加入。浒湾地区一些榴辉岩具明显的来自扬子板块大陆地壳的年代学和地球化学特征。该区古生代的洋壳和新元古代的陆壳在石炭纪共同经历了榴辉岩相变质作用，表明古生代古特提斯洋壳形成于扬子板块北缘边缘盆地的环境。高压变质作用的陆壳岩石可能在洋壳岩石的折返和保存过程中起到了浮力牵引的作用。扬子和华北克拉通的聚合可能经历了超过200 Ma的多阶段过程。