大別—蘇魯造山帶淺變質(zhì)巖石穩(wěn)定同位素地球化學(xué)研究.pdf

1、對(duì)大別-蘇魯造山帶淺變質(zhì)巖石進(jìn)行了C、O和Sr同位素研究,并結(jié)合前人對(duì)超高壓巖石的同位素研究成果進(jìn)行了討論,其結(jié)果對(duì)揚(yáng)子板塊俯沖的化學(xué)地球動(dòng)力學(xué)提供了制約.所研究的大理巖包括了大別地區(qū)北淮陽、蘇家河、桐柏、宿松和蘇魯?shù)貐^(qū)張八嶺、五蓮和坪上等地的淺變質(zhì)大理巖和高壓大理巖.碳酸鹽碳氧同位素分析發(fā)現(xiàn),除了張八嶺大理巖δ<'13>C值出現(xiàn)明顯正異常(1‰~8‰)外,其它地區(qū)大理巖的δ<'13>C值均處于0±2‰(PDB)范圍之內(nèi).所有地區(qū)大理巖

2、的δ<'18>O值都有不同程度的降低,最低的δ<'18>O值達(dá)到4.5‰(SMOW).與前人對(duì)大別-蘇魯超高壓大理巖碳氧同位素研究結(jié)果相對(duì)比,發(fā)現(xiàn)大理巖δ<'13>C值分布與巖石是否經(jīng)過超高壓沒有聯(lián)系,而主要反映了其原巖沉積的時(shí)代和環(huán)境,并且其特征可以與發(fā)生在新元古代的冰川事件相關(guān)聯(lián).區(qū)域性的δ<'18>O值降低則說明,大部分巖石都經(jīng)過了流體交換,并且流體的主要成分是水,含碳很少或者不含碳,因此流體的來源是大氣降水,可能與新元古代冰川溶

3、融有關(guān).從分析過碳氧同位素組成的大理巖樣品中挑選出較純的樣品共32件進(jìn)行了鍶同位素比值分析,選擇出保留原始同位素特征程度最高的四個(gè)樣品進(jìn)行盲區(qū)定年(Blind Dating),結(jié)果得到,分別來自港河、張八嶺、五蓮、雙河的四個(gè)樣品基本給出了約600Ma的原巖沉積年代,與Marinoan冰斯的時(shí)代緊密相關(guān).另外分析數(shù)據(jù)也表現(xiàn)出冰川作用對(duì)沉積灰?guī)r碳同位素組成的影響.此外,大別-蘇魯造山帶大理巖樣品普遍具有較高的<'87>Sr/<'86>Sr比

4、值,除去他們可能受到了后期成巖作用、水巖交換及變質(zhì)作用的改變,也有可能是因?yàn)樗麄兂练e時(shí)處于陸緣盆地的封閉沉積環(huán)境,并受到了冰期前后陸殼風(fēng)化加劇的聯(lián)合作用.對(duì)大別山雙河地區(qū)榴輝巖和兩種片麻巖、北淮陽的變火成巖和變沉積巖、港河地區(qū)變質(zhì)程度校淺的火成巖以及張八嶺地區(qū)的細(xì)碧巖+片巖+閃長巖組合中微量碳酸鹽進(jìn)行了碳氧同位素分析.通過對(duì)其δ<'18>O和δ<'13>C值、δ<'13>C值與微量碳含量之間關(guān)系等的分析,發(fā)現(xiàn)淺變質(zhì)地區(qū)的樣品普遍沒有表現(xiàn)

5、出碳含量與δ<'13>C值之間的相關(guān)性,因此可能分別記錄了其原始火成/沉積來源的碳含量特點(diǎn)和碳同位素組成特征.而超高壓的雙河地區(qū)表現(xiàn)出明顯的原始低碳含量δ<'13>C值與后期高碳含量高δ<'13>C值之間兩種來源碳混合的特征,原始的低δ<'13>C值表明其原巖可能曾出露地表或近地表并接受了地表有機(jī)物的貢獻(xiàn),后期的高δ<'13>C值則表明其可能在板塊折返過程中接受了鄰近地區(qū)大理巖中析出的流體的迭加變質(zhì)作用.對(duì)最近發(fā)現(xiàn)的超高壓腹地出露的港河

6、淺變質(zhì)巖石進(jìn)行了單礦物氧同位素分析,并對(duì)港河橋頭"淺變質(zhì)巖石"中的榴輝巖脈進(jìn)行剖面氧同位素研究,同時(shí)對(duì)港河地區(qū)的超高壓巖石組合進(jìn)行了氧同位素分析.榴輝巖脈剖面氧同位素研究發(fā)現(xiàn),榴輝巖脈體與淺變質(zhì)火山角礫巖圍巖具有明顯的穿插痕跡,在接觸邊界上也存在混雜的接觸帶.但是對(duì)淺變質(zhì)火山角礫巖的礦物對(duì)同位素測溫給出的結(jié)果明顯高于綠片巖相的變質(zhì)溫度,因此可能是高角閃巖相或低溫榴輝巖相退變質(zhì)的溫度.對(duì)鄰近的超高壓巖石組合氧同位素的分析發(fā)現(xiàn),這些超高壓巖