大别山金河桥榴辉岩矿物O-Nd-Pb同位素体系及其对扩散速率的制约

摘要

对大别山太湖金河桥超高压榴辉岩作了矿物Sm-Nd内部等时线定年研究和激光氧同位素分析.石榴石+绿辉石Sm-Nd等时线给出了较低年龄210±3 Ma,石榴石+金红石Sm-Nd等时线给出了较高年龄237±4 Ma.岩相学观察发现,绿辉石具有角闪石退变质边.氧同位素分析表明,石榴石与绿辉石之间的氧同位素体系处于不平衡状态.据此,石榴石+绿辉石Sm-Nd同位素体系因退变质作用导致Nd同位素不平衡而给出不合理偏低年龄.较老的石榴石+金红石Sm-Nd年龄有可能指示了榴辉岩相前期阶段的时代,且在温度变质峰期没有使它们之间的Nd同位素再次均一化,它指示Nd在金红石中的扩散速率较慢,可能与石榴石相当.矿物对氧同位素测温得到,石英-石榴石对温度为695±35 ℃,石英-金红石对为460±15 ℃,与根据金红石U-Pb内部等时线估计的Pb扩散封闭温度470±50 ℃一致.对比表明,O在石榴石中的扩散速率与Nd相当或略低,而O和Pb在金红石中的扩散速率相近,且均比Nd快.