-
钛在地壳中丰度排位第九，含量非常丰富，比铜、镍、锡、铅、锌、银、金等都要高(Rudnick et al., 2014)。钛及其合金具备轻质、高强度、抗腐蚀、耐高温、耐超低温等优良性能，广泛应用于航空航天、舰艇制造、军事装备、冶金工艺、化学工程、机械制造、电力行业、海水脱盐、交通系统、轻工业、环境保护以及医疗卫生等多个领域，是中国新兴产业亟需的矿产资源，被誉为“第三金属”(曹谏非, 1996)，现已被列为中国的战略性矿产资源。
中国钛资源利用现状为“低端供大于求，高端依赖进口”(丁建华等, 2020)。金红石是生产高端钛材的优质原料，中国金红石型钛矿产资源占比仅为3%，关于钛矿产资源的研究亟待加强。江苏省金红石储量排全国第二位(刘志宏等, 2023)，主要集中在新沂东海一带，如新沂市小焦大型金红石矿(黄建平等, 2003;江苏省地质调查研究院, 2016)、东海县毛北大型金红石矿、陆湖中型金红石矿(江苏省地质局第5地质队, 1964;江苏省地质矿产局第六地质大队, 2018;刘跃青等, 2023)等，是钛成矿作用研究的天然实验室。
毛北岩体是大别-苏鲁造山带中出露面积最大的榴辉岩体，同时也是一个大型金红石矿区。毛北金红石矿区分为2个矿段，即毛北矿段（采矿权隶属于连云港金红矿业有限责任公司）和中-北矿段（采矿权隶属于江苏载彤新材料股份有限公司）(刘志宏等, 2023)。本研究聚焦毛北中-北段榴辉岩型金红石矿，其品位高、埋深浅，具有良好的开发利用前景(江苏省地质矿产局第六地质大队, 2018)，世界地学界瞩目的中国大陆科学钻探工程（CCSD）也位于该矿段。
金红石是一种常见的副矿物，存在于各种变质岩中，如蓝片岩、榴辉岩、麻粒岩等，也存在于火成岩、地幔包体、月岩和陨石中，同时也是沉积岩中最稳定的碎屑重矿物之一(Meinhold, 2010)。近年来，随着测试方法和研究的不断深入，金红石被广泛应用于U-Pb定年和地质温度计(如Bracciali et al., 2013; Smye et al., 2014; Zack et al., 2011)，特别是作为变质岩演化历史研究的重要对象之一(如Li et al., 2003; Mezger et al., 1989; Ni et al., 2008; Zheng et al., 2011;李秋立等, 2013)。金红石作为毛北矿区中-北段的矿石矿物，对其进行定年，可确定该矿床的形成时代，探讨其成矿背景。同时周边榴辉岩与其进行比对，可为勘查同类型矿床提供理论支持。
1 区域地质毛北金红石矿区位于大别-苏鲁造山带的东部。大别-苏鲁造山带是华南陆块俯冲到华北陆块之下所形成的大陆碰撞型造山带（图1a）。对含柯石英的锆石进行定年得到该造山带超高压变质事件发生在三叠纪(Liu et al., 2008; Wan et al., 2005)。在高压-超高压条件下，苏鲁-大别超高压岩石经历了较长时间的折返过程，根据变质温度-压力条件，在露头尺度上可将大别造山带划分为5个带，由北向南分别为北淮阳低温低压绿片岩相变质带、北大别高温超高压榴辉岩相带、中大别中温超高压榴辉岩相带、南大别低温超高压榴辉岩相带、宿松低温高压蓝片岩相带(郑永飞, 2008)（图1a）。
区域上基底地层主要为古元古代东海群和中元古代海州群变质岩系，盖层为少量中生代白垩系、新生代古近系—新近系和第四系。区域上构造主要为脆性断裂构造和韧性流变构造，脆性断裂主要为北东向、北北东向及次生北西向（图1b）。区域内岩浆岩分布广泛，以新太古代—元古代基性-超基性岩为主，但区域内变质作用强烈，均已发生变质成为蛇纹岩、榴辉岩、片麻岩、变粒岩等，成群、成带分布；榴辉岩是区域内金红石矿、石榴子石矿的成矿母岩，区域内超50%的榴辉岩中金红石含量≥1.5%(江苏省地质矿产局第六地质大队, 2018)；较大的榴辉岩体有毛北榴辉岩体、青龙山榴辉岩体等（图1b）。其次见有晚期小型石英脉、细晶岩脉。此外，区域内还出露中生代花岗岩、花岗斑岩等中酸性侵入岩和少量新生代玄武岩、火山角砾岩等。
2 矿区地质特征矿区内地层为古元古代东海群毛北组变质岩系，主要为一套片麻岩夹片岩组成（图2），片麻理倾向南东，倾角变化范围24°~75°，为矿区内榴辉岩及金红石矿床的赋存层位。岩性主要以黑云斜长片麻岩、含黑云二长片麻岩为主，局部夹黑云角闪片岩、蛭石片岩及二长混合岩等。地表为第四系广泛覆盖，厚度1.05~4.85 m。根据时代和成因自下而上可划分为中更新统残坡积层、上更新统冲积层、全新统沼泽相沉积和冲积层。
矿区内较大的断裂构造有2条（图2），2个断层错动明显，将毛北榴辉岩体分割为3个部分，导致岩体和矿体走向不连续且倾向相反，并导致南北两段出现不同程度的抬升，而中段则呈现下降。受此影响，南北2段经历了更为严重的剥蚀作用，相比之下，中段剥蚀程度较轻，从而使得矿体的主要部分得以较为完整地保留。
矿区内岩浆岩主要是元古宙吕梁期基性、超基性岩，但均已变质。矿区内变质作用普遍而强烈，主要为基性岩的区域变质作用、超基性岩的自变质作用和构造破碎带内的动力变质作用。区域变质作用范围广、强度大，原岩结构、构造已被完全改变，火山碎屑沉积岩变质成各种片岩、片麻岩，基性侵入岩变质为榴辉岩和角闪岩（图2）。超基性岩发生蛇纹石化等形成蛇纹岩、绿泥石透闪石岩（图2）。动力变质作用主要发生于断裂构造带及其附近。其中，区域变质作用对于榴辉岩中金红石富集起主导作用。
金红石矿体的成矿母岩是榴辉岩（蔡剑辉等, 2008;陈振宇等, 2006;赵一鸣, 2008），其岩性和变质变形作用控制了矿体的形态、规模、产状及品位变化（图2，图3）。根据野外地质调查，金红石矿体分布于榴辉岩、片岩、蛇纹岩中，产状一致。矿区内2个断层之间的矿体比较稳定，走向约20°，向东倾斜，倾角67°~72°；向北至F2断层，矿体走向逐渐变化至340°，倾向转为西，接近75线附近，矿体走向转变为东西向，倾向变为南，并形成向西弧形收敛的形态（图2）。受褶皱、断裂活动以及超基性岩侵入的综合影响，榴辉岩体中的金红石矿体在走向和倾向上常出现膨胀、收缩、分叉及复合等形态（图2）。
3 岩相学特征本次研究选取了毛北矿区中-北矿段及其附近共5块榴辉岩样品为研究对象，其中毛北矿区中-北矿段的样品采自31线的88 m（MB-1）和121 m（MB-2）（图3），毛北矿区附近的榴辉岩来自南榴（NL-1）、青龙山（QLS-1）和彭宅（PZ-1），采样位置见图1a。
毛北榴辉岩：草绿色、红绿相杂，块状构造，不等粒变晶结构，粒径0.1~2.0 mm左右，主要矿物为石榴子石（以铁铝榴石为主）（50%~55%）、辉石（以绿辉石、普通辉石为主）（30%~35%）、斜长石（5%~10%）、金红石（1%~5%），少量白云母、石英、角闪石、磷灰石、绿帘石等，金红石呈半自形粒状，主要分布在石榴子石中（图4a~d）。局部蚀变较强。
南榴榴辉岩：深绿色、青绿色等，块状构造，短柱状-不等粒变晶结构，粒径1~5 mm，主要矿物组成为石榴子石（以镁铝榴石为主）（35%~40%）、辉石（以斜方辉石为主25%~30%）、金红石（5%~10%）及斜长石（1%~5%）等，其他矿物可见少量云母、角闪石及磷灰石等，金红石呈半自形粒状，主要分布在石榴子石和辉石中（图4e~h）。
彭宅榴辉岩：墨绿色、深绿色等，块状构造，柱状-不等粒变晶结构，粒径3~7 mm，主要矿物组成为石榴子石（以铁铝榴石为主）（40%~45%）、辉石（以绿辉石、普通辉石为主）（30%~35%）、斜长石（15%~20%）及金红石（5%~10%）等，其他矿物可见少量磷灰石、云母、绿帘石等，金红石呈半自形粒状，主要分布在石榴子石和辉石中（图4i~j）。裂隙内可见绢云母化等蚀变。
青龙山榴辉岩：青灰绿色、深绿色等，块状构造，柱状-不等粒变晶结构，粒径4~8 mm，主要矿物组成为石榴子石（以镁铝榴石为主）（45%~50%）、辉石（以斜方辉石为主）（30%~35%）、斜长石（25%~30%）及金红石（5%~10%）等，其他矿物可见少量绿泥石、磷灰石、云母、绿帘石等，金红石呈半自形粒状，主要分布在石榴子石和辉石之间（图4k~l）。裂隙内可见绿泥石化、绢云母化等蚀变。
4 分析测试方法5件榴辉岩岩石样品经人工破碎后，按常规重力和磁选方法分选出金红石，最后在双目显微镜下挑选，将待测样品金红石颗粒置于环氧树脂中制靶，然后磨制一半，抛光，在显微镜下进行透射光和反射光观察，并进行背散射图像（BSE）拍照，特别避开金红石内部的包裹物及内部裂隙，进行激光原位剥蚀（LA-ICP-MS）U-Pb定年测试。
金红石BSE照片和LA-ICP-MS U-Pb定年均在南京宏创地质勘查技术服务有限公司完成。激光剥蚀平台采用Resolution SE型193 nm深紫外激光剥蚀进样系统（Applied Spectra，美国），配备S155型双体积样品池。质谱仪采用Agilent 7900型电感耦合等离子体质谱仪（Agilent，美国）。
详细的调谐参数见Thompson等(2018)，NIST 612的激光剥蚀参数为：束斑直径50μm、剥蚀频率10 Hz、能量密度3.5 J/cm2、扫描速度3μm/s，调节气流以获得高的信号强度、低的氧化物产率（ThO/Th＜0.2%）。选用100μm束斑线扫描NIST 610对待测元素进行P/A调谐。测量质量数49Ti、51V、53Cr、90Zr、93Nb、120Sn、121Sb、178Hf、181Ta、184W、202Hg、204Pb、206Pb、207Pb、208Pb、232Th、238U，总扫描时间约为0.23 s。金红石颗粒靶在超纯水中清洗，分析前用分析级甲醇擦拭样品表面。采用5个激光脉冲对每个剥蚀区域进行预剥蚀（剥蚀深度约0.3 μm)，以去除样品表面可能的污染。测试条件为：束斑直径50 μm、剥蚀频率5 Hz、能量密度4 J/cm2。
数据处理采用Iolite程序，金红石RMJG作为校正标样(Zhang et al., 2019)，每隔10~12个样品点分析2个RMJG标样。通常采集20秒的气体空白，35~40 s的信号区间进行数据处理，按指数方程进行深度分馏校正(Paton et al., 2010)，采用207Pb方法进行普通Pb校正，以NIST 610作为校正标样，49Ti作为内标计算微量元素含量，内标值根据化学式得出。
5 测试结果5.1 金红石LA-ICP-MS U-Pb定年结果毛北矿区中-北矿段2件榴辉岩样品中金红石颗粒呈白色-棕红色，多呈半自形或他形粒状，粒径为80~300 μm（图5a、c），w(U)为1.26×10-6~6.56×10-6（表1）。样品MB-1的10颗金红石的加权平均年龄为(202.5±3.6)Ma（MSWD=0.23）（图5b），MB-2的23颗金红石的加权平均年龄为(200.8±1.5)Ma（MSWD=0.12）（图5d）。
南榴、彭宅和青龙山3件榴辉岩样品中金红石颗粒呈棕红色-黑色，多呈半自形或他形粒状，粒径为100~400 μm（图6a、c、e），南榴榴辉岩中金红石颗粒的w(U)为2.6×10-6~7.0×1-6、彭宅榴辉岩中金红石颗粒的w(U)为0.7×10-6~6.9×10-6、青龙山榴辉岩中金红石颗粒的w(U)为0.8×10-6~3.3×10-6（表1）。样品NL-1的22颗金红石的加权平均年龄为(201.8±1.4)Ma（MSWD=0.86）（图6b）、PZ-1的20颗金红石的加权平均年龄为(201.9±1.8)Ma（MSWD=0.62）（图6d）、QLS-1的10颗金红石的加权平均年龄为(197.7±4.1)Ma（MSWD=1.2）（图6f）。
5.2 金红石LA-ICP-MS微量元素结果5件榴辉岩中样品中金红石颗粒的LA-ICP-MS微量元素含量见表2。研究结果表明，Nb、Zr、Ta、U、Sc、V、Hf是含量较高的元素。
从微量元素蛛网图（图7）中可以看出，毛北中-北段2件榴辉岩、南榴榴辉岩、彭宅榴辉岩和青龙山榴辉岩样品中金红石颗粒的微量元素含量及特征具有相似性，相对于原始地幔，富集高场强元素（如Ta、Nb、Zr、Hf）。
6 讨论6.1 苏鲁变质带金红石形成年龄及对折返晚期退变质阶段的精确约束
苏鲁超高压变质带是世界上规模最大（30 000 km²）、保存最好的超高压变质地体之一，这一特点使其成为国际上超高压变质研究的典型地区(郑永飞, 2008)。前人开展了大量研究，并建立了苏鲁-大别超高压岩石深俯冲-超高压-快速折返的P-T-t轨迹(Liu et al., 2008; Yang et al., 2003;刘福来和薛怀民, 2007;郑永飞, 2008)，并划分为4个阶段。其中，第一阶段为246~244 Ma左右的进变质阶段；第二阶段为峰期变质阶段，年代在235~225 Ma；第三阶段为折返初期退变质阶段，集中在219~216 Ma，第四阶段为折返晚期退变质阶段，年龄在212 Ma之后。
前人虽对毛北矿区进行过金红石定年，如梁金龙等（2007）对毛北地区中国大陆科学钻探（CCSD）主孔的2件样品、钻塔附近采石坑和青龙山地表共4件超高压榴辉岩中的金红石利用化学溶样测年法获得(211±22)Ma的等时线年龄。但由于年龄精度差，无法判别金红石形成于何种具体的变质阶段。本次研究分别对毛北矿区中-北矿段的2件榴辉岩中的金红石利用LA-ICP-MS进行U-Pb定年，获得高精度的成矿年龄，分别为(202.5±3.6)Ma和(200.8±1.5)Ma。两者在误差范围内一致，均晚于212 Ma，据此推断毛北金红石矿形成于折返晚期的退变质阶段（图8）。
6.2 苏鲁变质带金红石形成温度金红石Zr温度计是近些年提出的单矿物微量元素温度计(Degeling, 2002; Zack et al., 2004; Watson et al., 2005; Watson et al., 2006; Ferry et al., 2007; Tomkins et al., 2007)，广泛应用到变质金红石和碎屑金红石中(如Spear et al., 2006; Miller et al., 2007; Jiao et al., 2010; Okay et al., 2010; Zheng et al., 2011; Verberne et al., 2022)。考虑到本次研究样品均采自超高压变质带，大别-苏鲁超高压榴辉岩的压力一般在3.0~4.5 GPa，而且有柯石英共存(刘福来等, 2004;张泽明等, 2007)，因此在应用金红石Zr温度计计算时采用纳入压力因素的Tomkins等(2007)的如下公式。
其中，Φ为Zr的含量（10-6），P为压力（kPa），R是气体常数0.008 314 4 kJ/K。
由此得到温度范围：毛北中-北段榴辉岩656~708℃，平均值为671~693℃，南榴榴辉岩638~684℃，平均值为653~669℃，彭宅榴辉岩649~695℃，平均值为664~680℃，青龙山榴辉岩634~675℃，平均值为648~660℃（表2，图9）。
梁金龙等（2007）以榴辉岩中“石榴子石+绿辉石+柯石英+多硅白云母+磷灰石+金红石”的典型UHP峰期典型矿物组合以及退变质榴辉岩中金红石依次退变为钛铁矿、榍石为证据认为金红石形成于超高压变质作用的峰期，但并未获得温度或年龄数据支持。有研究表明形成于超高压变质峰期的石榴子石或绿辉石包体中金红石比退变质阶段金红石的Zr含量高，证明了形成于变质峰期的金红石中有较高的Zr含量(高天山等, 2006;王汝成等, 2005)。本次研究得到的毛北矿区中-北矿段金红石Zr温度为671~693℃，低于东海地区榴辉岩峰期变质温度范围(700~890℃，Zhang et al., 1995)，与金红石矿床形成于退变质阶段的年代学制约相一致。
6.3 毛北地区成矿潜力以及找矿方向苏鲁超高压变质带的金红石矿床类型为榴辉岩型(徐少康, 2001;赵一鸣, 2008)，榴辉岩即为金红石的成矿母岩，因此榴辉岩体是寻找该类金红石矿床的重要线索。青龙山、南榴和彭宅榴辉岩与毛北矿区地理位置相近，同处于大别-苏鲁造山带（图1），有相似的地质背景，3个榴辉岩体中金红石的年龄分别为(201.8±1.4)Ma、(201.9±1.8)Ma和(197.7±4.1)Ma，与毛北矿区中-北矿段榴辉岩中金红石的年龄相近，而且金红石的微量元素有相似特征，说明它们经历了相似的变质过程以及成矿机制。毛北榴辉岩体是苏北地区勘查出的一个大型金红石矿，由此，笔者推测青龙山榴辉岩体、南榴榴辉岩体和彭宅榴辉岩体也具有金红石矿成矿潜力，可进行深入找矿勘探工作，进而增加中国的金红石储量，提升国际竞争力。
此外，榴辉岩型金红石矿床的成矿母岩除含有金红石外，还有多种有用矿物，如石榴子石、绿辉石、磷灰石、钛铁矿等，石榴子石常用于高级喷砂、磨料、飞机跑道及高速公路的路面材料等，绿辉石可用作建筑材料、涂料、彩砂及陶瓷材料，磷灰石用于肥料、磷酸和牙科材料的生产，钛铁矿与金红石一样，也是重要的钛资源。因此在对榴辉岩型金红石矿开发利用时应注意综合评价，同时关注多个矿种，在选矿流程上进一步提高金红石回收率，并解决石榴子石、绿辉石等的综合利用问题，尽可能实现矿产资源的充分利用。
7 结论（1）毛北矿区中-北矿段2件榴辉岩中金红石的LA-ICP-MS U-Pb年龄为(202.5±3.6)Ma和(200.8±1.5)Ma，为超高压榴辉岩的退变质年龄，代表了大别造山带超高压变质后的构造折返。
（2）榴辉岩中金红石的Zr温度计低于变质峰期，记录了金红石在经历退变质作用后的温度条件。
（3）毛北矿区中-北矿段附近的南榴、彭宅和青龙山榴辉岩体有金红石矿的成矿潜力，在进行榴辉岩型金红石矿床的开采利用时，应注意加强石榴子石、绿辉石、磷灰石、钛铁矿等多矿种的综合利用。
致 谢野外工作期间得到江苏省地质矿产局第六地质大队马伟高级工程师、李双喜高级工程师等的协助与指导，在此表示感谢。
图1 大别-苏鲁造山带地质简图(a，据郑永飞, 2008修改)和江苏省东海县区域地质图(b，据中国建筑材料工业地质勘查中心江苏总队, 2013修改)Fig. 1 Schematic geological map of Dabie-Sulu orogenic belt (a, modified from Zheng, 2008) and geological map of Donghai County, Jiangsu Province (b, modified from Jiangsu General Team of China Construction Materials Industry GeologicalExploration Center, 2013)
图2 毛北矿区中-北矿段地质图(据江苏省地质矿产局第六地质大队, 2018)Fig. 2 Geological map of Maobei mining area middle-north section (modified after the 6thGeological Institute ofJiangsu Province, 2018)
图3 毛北矿区中-北矿段31线剖面图(据江苏省地质矿产局第六地质大队, 2018修改)Fig. 3 Cross section of prospecting line 31 of the Maobei mining area middle-north section (modified after the 6thGeological Institute of Jiangsu Province, 2018)
图5 毛北中-北段榴辉岩中金红石颗粒的BSE图和LA-ICP-MS U-Pb谐和图a. MB-1样品金红石颗粒及打点点位BSE图；b. MB-1样品金红石颗粒年龄谐和图；c. MB-2样品金红石颗粒及打点点位BSE图；d. MB-2样品金红石颗粒年龄谐和图Fig.5 BSE images and LA-ICP-MS U-Pb concordant curves for rutiles of the eclogites in Maobei mining area middle-north sectiona. BSE image of rutile grains and spot analysis locations in sample MB-1; b. Age concordia diagram of rutile grains in Sample MB-1; c. BSE image of rutile grains and spot analysis locationsin in sample MB-2; d. Age concordia diagram of rutile grains in Sample MB-2表1 毛北中-北段、南榴、彭宅和青龙山榴辉岩中金红石LA-ICP-MS U-Pb 分析数据Table 1 LA-ICP-MS rutile U-Pb dating data of the eclogites in Maobei mining area middle-north section, Nanliu, Pengzhai and Qinglongshan点号 w(238U)/10-6 同位素比值 同位素年龄/Ma 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ rho 238U/206Pb 2σ 207Pb/206Pb 2σ rho
206Pb/238U 2σ MB-1-1 1.3 0.2500 0.1400 0.0301 0.0040 0.3545 33.2226 4.4150 0.0850 0.0510 0.5752 191 25 MB-1-2 1.6 0.2510 0.0700 0.0318 0.0019 0.1812 31.4465 1.8789 0.0580 0.0170 0.2519 201 12 MB-1-3 1.3 0.2410 0.0660 0.0312 0.0024 0.0256 32.0513 2.4655 0.0590 0.0180 0.0280 198 15 MB-1-4 2.4 0.2310 0.0370 0.0321 0.0013 0.0017 31.1527 1.2616 0.0546 0.0094 0.1485 204 8 MB-1-5 3.2 0.2220 0.0350 0.0323 0.0017 0.0928 30.9598 1.6295 0.0508 0.0088 0.4456 205 11 MB-1-6 2.2 0.2110 0.0500 0.0317 0.0021 0.0691 31.5457 2.0898 0.0480 0.0120 0.1817 201 13 MB-1-7 2.7 0.2310 0.0420 0.0319 0.0014 0.0278 31.3480 1.3758 0.0550 0.0110 0.2857 202 9 MB-1-8 2.3 0.2420 0.0760 0.0317 0.0024 0.1227 31.5457 2.3883 0.0630 0.0230 0.2100 201 15 MB-1-9 2.8 0.2180 0.0330 0.0320 0.0014 0.1212 31.2500 1.3672 0.0509 0.0079 0.1709 203 9 MB-1-10 1.3 0.2400 0.0620 0.0326 0.0024 0.1880 30.6749 2.2583 0.0550 0.0150 0.5478 207 15 MB-2-1 6.3 0.2290 0.0330 0.0315 0.0011 0.0311 31.7460 1.1086 0.0532 0.0079 0.1787 200 7 MB-2-2 6.6 0.2120 0.0220 0.0316 0.0009 0.0788 31.6857 0.8935 0.0497 0.0055 0.3130 200 6 MB-2-3 6.2 0.2180 0.0420 0.0316 0.0013 0.0468 31.6456 1.3019 0.0505 0.0096 0.0898 200 8 MB-2-4 5.7 0.2260 0.0320 0.0318 0.0012 0.0703 31.4465 1.1867 0.0524 0.0074 0.2038 202 8 MB-2-5 5.2 0.2240 0.0310 0.0315 0.0012 0.0153 31.7460 1.2094 0.0525 0.0079 0.3305 200 7 MB-2-6 3.1 0.2140 0.0320 0.0317 0.0015 0.1318 31.5457 1.4927 0.0529 0.0087 0.5061 201 9 MB-2-8 5.6 0.2110 0.0270 0.0317 0.0012 0.0311 31.5457 1.1942 0.0493 0.0069 0.3860 201 8 MB-2-9 2.7 0.2220 0.0460 0.0315 0.0016 0.0068 31.7460 1.6125 0.0480 0.0100 0.3155 200 10 MB-2-10 5.8 0.2210 0.0400 0.0314 0.0017 0.2265 31.8471 1.7242 0.0530 0.0100 0.1605 199 11 MB-2-11 4.9 0.2130 0.0270 0.0318 0.0010 0.1283 31.4465 0.9889 0.0492 0.0063 0.1671 202 7 MB-2-12 3.9 0.2420 0.0400 0.0318 0.0013 0.0954 31.4465 1.2856 0.0590 0.0100 0.1823 202 8 MB-2-13 4.8 0.2290 0.0350 0.0318 0.0012 0.0913 31.4465 1.1867 0.0516 0.0078 0.1207 202 7 MB-2-14 5.6 0.2330 0.0300 0.0319 0.0016 0.0378 31.3480 1.5723 0.0542 0.0073 0.2772 202 10 MB-2-15 5.6 0.2320 0.0280 0.0319 0.0010 0.3512 31.3480 0.9827 0.0526 0.0060 0.0876 202 7 MB-2-17 5.2 0.2270 0.0260 0.0314 0.0010 0.0213 31.8471 1.0142 0.0535 0.0061 0.3057 199 7 MB-2-18 5.6 0.2200 0.0240 0.0317 0.0008 0.0286 31.5060 0.7941 0.0513 0.0057 0.2483 201 5 MB-2-19 6.0 0.2170 0.0240 0.0316 0.0010 0.1111 31.6456 1.0014 0.0502 0.0062 0.3186 201 6 MB-2-20 4.4 0.2240 0.0310 0.0314 0.0010 0.0426 31.8471 1.0142 0.0523 0.0070 0.0479 199 6 MB-2-21 5.8 0.2300 0.0300 0.0317 0.0010 0.0662 31.5358 0.9448 0.0515 0.0063 0.1569 201 6 MB-2-22 5.2 0.2100 0.0490 0.0310 0.0015 0.0647 32.2581 1.5609 0.0500 0.0130 0.4171 197 9 MB-2-23 2.7 0.2260 0.0510 0.0316 0.0020 0.2408 31.6456 2.0029 0.0520 0.0110 0.0466 200 12 MB-2-24 4.2 0.2250 0.0290 0.0320 0.0010 0.0337 31.2500 0.9277 0.0542 0.0075 0.2486 203 6 MB-2-25 5.5 0.2210 0.0250 0.0316 0.0009 0.0538 31.6756 0.8729 0.0510 0.0058 0.1705 200 5 NL-1-1 3.8 0.2260 0.0300 0.0316 0.0011 0.1013 31.6456 1.1016 0.0527 0.0071 0.1208 201 7 NL-1-2 6.7 0.2300 0.0270 0.0317 0.0008 0.1759 31.5756 0.7577 0.0529 0.0059 0.0463 201 5 NL-1-3 6.1 0.2180 0.0240 0.0318 0.0010 0.1986 31.4169 0.9772 0.0499 0.0057 0.4578 202 6 NL-1-4 6.3 0.2200 0.0310 0.0316 0.0014 0.0856 31.6456 1.4020 0.0501 0.0073 0.2309 201 9 NL-1-5 6.0 0.2310 0.0260 0.0333 0.0012 0.0511 30.0300 1.0822 0.0508 0.0059 0.2438 211 8 NL-1-6 6.0 0.2300 0.0230 0.0324 0.0007 0.0018 30.8833 0.6772 0.0521 0.0053 0.2481 205 5 NL-1-7 4.4 0.2320 0.0290 0.0317 0.0012 0.0119 31.5457 1.1942 0.0534 0.0073 0.3170 201 8 NL-1-8 2.6 0.3000 0.1100 0.0340 0.0022 0.1139 29.4118 1.9031 0.0660 0.0240 0.3186 215 14 NL-1-9 5.7 0.2200 0.0220 0.0327 0.0014 0.1111 30.5810 1.3093 0.0507 0.0060 0.3620 207 9 续表1Continued Table1点号 w(238U)/10- 同位素比值 同位素年龄/Ma 207Pb/235U 2σ 206Pb/238U 2σ rho 238U/206Pb 2σ 207Pb/206Pb 2σ rho
206Pb/238U 2σ NL-1-10 6.1 0.2190 0.0730 0.0311 0.0019 0.0861 32.1543 1.9644 0.0520 0.0180 0.0481 198 12 NL-1-11 5.8 0.2210 0.0220 0.0316 0.0009 0.0450 31.6756 0.9331 0.0507 0.0053 0.2885 200 6 NL-1-12 7.0 0.2230 0.0230 0.0317 0.0008 0.0402 31.5956 0.8286 0.0512 0.0053 0.2337 201 5 NL-1-14 6.5 0.2270 0.0260 0.0316 0.0009 0.0749 31.6156 0.9196 0.0515 0.0059 0.1645 201 6 NL-1-15 6.2 0.2280 0.0240 0.0318 0.0010 0.0351 31.4862 0.9716 0.0514 0.0053 0.2813 202 6 NL-1-16 2.8 0.2150 0.0310 0.0315 0.0012 0.0501 31.7460 1.2094 0.0515 0.0081 0.4317 200 8 NL-1-17 3.8 0.2330 0.0380 0.0317 0.0015 0.1464 31.5457 1.4927 0.0518 0.0080 0.0823 201 9 NL-1-18 3.7 0.2260 0.0340 0.0319 0.0014 0.2123 31.3480 1.3758 0.0514 0.0083 0.3763 205 10 NL-1-19 5.7 0.2150 0.0300 0.0318 0.0009 0.0007 31.4762 0.9214 0.0480 0.0068 0.3637 202 6 NL-1-20 5.5 0.2200 0.0250 0.0320 0.0009 0.0256 31.2598 0.8795 0.0513 0.0061 0.1732 203 6 NL-1-21 6.1 0.2180 0.0270 0.0315 0.0010 0.0653 31.7965 0.9706 0.0505 0.0066 0.2920 200 6 NL-1-22 5.8 0.2220 0.0230 0.0312 0.0009 0.1289 32.0308 0.9439 0.0516 0.0055 0.4353 198 6 NL-1-23 5.9 0.2210 0.0250 0.0314 0.0010 0.0443 31.8471 0.9838 0.0509 0.0058 0.3362 199 6 PZ-1-1 4.1 0.2010 0.0310 0.0319 0.0013 0.0037 31.3480 1.2775 0.0472 0.0072 0.1785 202 8 PZ-1-2 4.4 0.2530 0.0380 0.0327 0.0017 0.0881 30.5810 1.5898 0.0572 0.0096 0.2290 208 10 PZ-1-3 2.6 0.2410 0.0520 0.0315 0.0016 0.3057 31.7460 1.6125 0.0540 0.0120 0.6032 200 10 PZ-1-4 4.0 0.2140 0.0290 0.0319 0.0012 0.2016 31.3480 1.1792 0.0510 0.0074 0.1497 202 7 PZ-1-5 4.4 0.2170 0.0420 0.0320 0.0019 0.2399 31.2500 1.8555 0.0498 0.0097 0.0872 203 12 PZ-1-6 3.8 0.2440 0.0320 0.0323 0.0014 0.1559 30.9598 1.3419 0.0562 0.0079 0.3633 205 8 PZ-1-7 0.7 0.3000 0.1000 0.0337 0.0033 0.0281 29.6736 2.9057 0.0740 0.0280 0.3941 213 21 PZ-1-9 2.2 0.2420 0.0820 0.0314 0.0027 0.1103 31.8471 2.7384 0.0520 0.0160 0.5773 199 17 PZ-1-10 3.1 0.2290 0.0350 0.0320 0.0012 0.0088 31.2500 1.1719 0.0542 0.0087 0.1743 203 8 PZ-1-11 2.6 0.2680 0.0500 0.0324 0.0017 0.0323 30.8642 1.6194 0.0620 0.0130 0.1850 205 11 PZ-1-12 3.9 0.2250 0.0330 0.0319 0.0010 0.0853 31.3480 0.9827 0.0544 0.0084 0.3500 203 7 PZ-1-13 4.3 0.1970 0.0410 0.0306 0.0014 0.1644 32.6797 1.4952 0.0470 0.0100 0.2125 194 9 PZ-1-14 3.1 0.2420 0.0410 0.0315 0.0016 0.0162 31.7460 1.6125 0.0590 0.0100 0.4067 200 10 PZ-1-15 4.9 0.2180 0.0290 0.0321 0.0010 0.1442 31.2013 0.9443 0.0514 0.0072 0.3784 203 6 PZ-1-16 4.3 0.2370 0.0330 0.0328 0.0014 0.2110 30.4878 1.3013 0.0535 0.0078 0.3450 208 9 PZ-1-17 7.5 0.2160 0.0300 0.0312 0.0009 0.1502 32.0102 0.8915 0.0510 0.0077 0.4116 198 5 PZ-1-18 6.9 0.2110 0.0180 0.0318 0.0013 0.1034 31.4465 1.2856 0.0492 0.0047 0.1047 202 8 PZ-1-19 4.8 0.2040 0.0230 0.0315 0.0011 0.0874 31.7460 1.1086 0.0489 0.0057 0.1973 200 7 PZ-1-21 1.1 0.2330 0.0900 0.0318 0.0027 0.0613 31.4465 2.6700 0.0550 0.0230 0.2697 202 17 PZ-1-22 6.8 0.2220 0.0220 0.0319 0.0009 0.0257 31.3578 0.8850 0.0511 0.0050 0.2323 202 6 QLS-1-1 2.3 0.2380 0.0500 0.0316 0.0015 0.0154 31.6456 1.5022 0.0580 0.0130 0.0712 200 9 QLS-1-4 2.0 0.2210 0.0500 0.0317 0.0020 0.0490 31.5457 1.9903 0.0480 0.0120 0.3117 201 13 QLS-1-9 0.8 0.2400 0.1200 0.0316 0.0063 0.4173 31.6456 6.3091 0.0620 0.0300 0.9334 200 39 QLS-1-10 0.9 0.2100 0.1100 0.0290 0.0025 0.1179 34.4828 2.9727 0.0520 0.0350 0.3222 184 16 QLS-1-13 3.2 0.2260 0.0650 0.0321 0.0024 0.1342 31.1527 2.3292 0.0540 0.0180 0.4700 204 15 QLS-1-15 1.1 0.2220 0.0590 0.0317 0.0021 0.0481 31.5457 2.0898 0.0570 0.0160 0.4838 201 13 QLS-1-17 2.1 0.2270 0.0480 0.0311 0.0023 0.0451 32.1543 2.3780 0.0550 0.0120 0.3910 197 15 QLS-1-20 2.8 0.1980 0.0710 0.0286 0.0021 0.1466 34.9650 2.5674 0.0490 0.0170 0.0065 182 13 QLS-1-22 0.9 0.2540 0.0880 0.0318 0.0028 0.0119 31.4465 2.7689 0.0530 0.0210 0.4691 202 18 QLS-1-23 3.3 0.2390 0.0570 0.0316 0.0014 0.1245 31.6456 1.4020 0.0550 0.0120 0.2101 201 9 注：比值单位为1。
图6 南榴、彭宅、青龙山榴辉岩中金红石颗粒的BSE图和LA-ICP-MS U-Pb谐和图a. NL-1样品金红石颗粒及打点点位BSE图；b. NL-1样品金红石颗粒年龄谐和图；c. PZ-1样品金红石颗粒及打点点位BSE图；d. PZ-1样品金红石颗粒年龄谐和图；e. QLS-1样品金红石颗粒及打点点位BSE图；f. QLS-1样品金红石颗粒年龄谐和图Fig.6 BSE images and LA-ICP-MS U-Pb concordant curves for rutiles in the Nanliueclogite, Pengzhaieclogite and Qinglongshaneclogitea. BSE image of rutile grains and spot analysis locations in sample NL-1; b. Age concordia diagram of rutile grains in Sample NL-1; c. BSE image of rutile grains and spot analysis locations in sample PZ-1; d. Age concordia diagram of rutile grains in Sample PZ-1; e. BSE image of rutile grains and spot analysis locations in sample QLS-1; f. Age concordia diagram of rutile grains in Sample QLS-1
图8 毛北矿区中-北矿段金红石形成阶段的P-T-t图（底图据刘福来等, 2007）Fig. 8 P-T-tdiagram of the rutile formation stage in the middle-north section of the Maobei mining area (modified from Liu et al., 2007)
图7 江苏东海地区榴辉岩中金红石微量元素原始地幔标准化蛛网图（原始地幔数据源于Sun et al., 1989）Fig. 7 Normalized trace element spidergram for the eclogites in Donghai county, Jiangsu Province (primitive-mantle dataare from Sun et al., 1989)表2 金红石LA-ICP-MS微量元素含量（w(B)/10-6）和计算温度（t/℃）Table 2 LA-ICP-MS trace elements contents (w(B)/10-6) of rutile and calculated temperatures (t/℃)样号 Zr Th U Ta Nb La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Hf W Sc V t/3GPa t/4.5GPa t/平均 MB-1-1 124.60 - 1.26 38.89 1185.00 - - - - - - - - - 0.12 - - - - - 3.80 13.39 5.12 54.50 660 690 690 MB-1-2 135.10 - 1.65 38.83 1185.00 0.01 0.01 - - - - - - - 0.15 - - - - - 3.92 13.40 6.25 61.28 666 697 697 MB-1-3 135.50 - 1.26 38.62 1182.60 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.00 13.94 12.00 56.63 666 697 697 MB-1-4 134.00 - 2.41 38.69 1188.00 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.07 13.85 5.35 56.53 665 696 696 MB-1-5 141.40 - 3.25 40.58 1189.00 - 0.01 - 0.01 - 0.01 - - 0.04 0.16 - 0.01 - - - 3.93 14.09 5.55 63.10 670 700 700 MB-1-6 124.70 - 2.18 40.11 1204.00 - - - - - - - - - 0.16 - - - - - 4.00 14.06 3.19 56.63 660 690 690 MB-1-7 156.00 - 2.69 46.89 1225.00 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.32 14.51 5.09 107.10 677 708 708 MB-1-8 153.80 - 2.27 41.28 1164.00 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.17 14.19 5.24 49.57 676 707 707 MB-1-9 135.70 - 2.80 39.39 1189.00 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.07 14.26 5.18 57.01 666 697 697 MB-1-10 142.80 - 1.29 39.35 1196.00 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 4.06 14.22 4.83 55.64 670 701 701 MB-2-1 131.80 - 6.23 14.90 357.60 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 5.96 10.16 5.37 779.30 664 695 695 MB-2-2 146.50 0.03 6.56 15.44 380.00 - - - - - 0.01 - - - 0.13 - - - - - 6.04 9.73 4.39 1094.00 672 703 703 MB-2-3 148.20 - 6.20 23.80 369.60 - - - - - - - - - 0.130 - - - - - 5.94 8.76 7.69 656.20 673 704 704 MB-2-4 136.20 - 5.66 24.20 465.80 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.90 6.86 8.04 850.50 667 697 697 MB-2-5 129.80 - 5.18 25.35 390.20 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.65 8.02 4.99 976.00 663 694 694 MB-2-6 130.10 - 3.14 15.98 334.10 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 6.19 9.48 2.98 1204.00 663 694 694 MB-2-8 132.40 - 5.32 25.03 401.10 - - - - - - - - - 0.17 - - - - - 5.88 7.69 1.44 1118.00 664 695 695 MB-2-9 127.30 - 5.57 22.38 322.70 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 6.12 9.26 3.15 1040.00 661 692 692 MB-2-10 123.80 - 2.67 16.32 335.90 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.83 8.59 6.87 611.50 659 690 690 MB-2-11 128.20 - 5.78 16.32 361.40 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.99 9.05 4.66 1048.00 662 693 693 MB-2-12 118.40 - 4.91 15.01 368.90 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 4.78 5.83 1.29 1050.00 656 686 686 MB-2-13 124.70 - 3.86 22.64 304.10 - - - - - - - - - 0.12 - - - - - 5.87 9.60 2.38 1370.00 660 690 690 MB-2-14 136.10 - 4.80 15.84 397.30 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.45 5.94 3.70 1167.90 667 697 697 MB-2-15 135.00 - 5.59 29.24 375.40 0.01 0.04 - 0.02 - - - - - 0.17 - - - - - 5.76 8.05 9.14 600.70 666 697 697 MB-2-17 130.50 0.01 5.58 28.84 299.90 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 6.08 10.33 9.99 738.00 663 694 694 MB-2-18 120.50 0.03 3.51 17.11 385.00 - 0.00 - - - - - - - 0.18 - - - - - 4.67 6.07 3.38 835.00 657 688 688 MB-2-19 151.90 - 5.23 16.01 366.10 - 0.00 - - - - - - - 0.14 - - - - - 6.43 11.16 6.23 709.00 675 706 706 MB-2-20 121.70 - 5.55 29.98 245.00 - 0.00 - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.72 8.10 0.70 1174.00 658 688 688 续表2-1Continued Table2-1样号 Zr Th U Ta Nb La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Hf W Sc V t/3GPa t/4.5GPa t/平均 MB-2-21 129.10 - 5.97 15.63 397.00 - 0.00 - - - - - - - 0.15 - - - - - 6.00 8.64 5.51 675.00 662 693 693 MB-2-22 131.00 - 4.40 15.94 367.00 - 0.00 - - - - - - - 0.12 - - - - - 5.99 7.27 3.78 832.10 664 694 694 MB-2-23 126.90 - 5.80 24.87 295.20 - - - - - 0.01 - - - 0.13 - - - - - 5.94 7.61 9.09 514.70 661 692 692 MB-2-24 125.80 - 5.19 17.39 325.80 - - - - - - - - - 0.12 - - - - - 5.83 7.73 3.93 877.00 660 691 691 MB-2-25 154.30 - 2.68 16.37 333.60 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 6.00 9.83 3.45 1190.00 676 708 708 NL-1-1 94.70 - 5.46 15.13 46.06 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.28 18.67 1.06 1386.00 639 669 669 NL-1-2 102.30 - 3.76 2.44 47.34 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.48 12.95 3.86 3196.00 645 675 675 NL-1-3 104.40 - 6.66 2.85 42.91 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.55 16.20 2.66 3191.00 646 676 676 NL-1-4 107.20 - 6.07 2.06 45.00 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.69 15.12 2.35 3325.00 648 679 679 NL-1-5 106.30 - 6.26 2.41 44.13 - - - - - - - - - 0.11 - - - - - 5.50 14.54 1.81 3084.00 648 678 678 NL-1-6 109.20 - 5.98 1.90 41.85 - - - - 0.01 - - - - 0.14 - - - - - 5.56 12.89 3.86 3476.00 650 680 680 NL-1-7 94.90 - 5.95 1.85 45.02 0.01 - - 0.01 - 0.01 - - - 0.14 - - - - - 4.78 17.00 2.62 3305.00 639 669 669 NL-1-8 98.20 - 4.41 2.40 50.40 0.02 0.07 0.01 0.04 - - - - - 0.14 - - - - - 4.33 16.91 2.06 3235.00 642 672 672 NL-1-9 97.40 0.04 2.65 3.13 42.54 - - - - - - - - - 0.16 - - - - - 5.24 15.18 2.18 3482.00 641 671 671 NL-1-10 96.70 - 5.67 1.94 47.22 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.81 14.53 1.42 3252.00 641 671 671 NL-1-11 97.70 - 6.07 2.04 44.81 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.56 15.77 2.75 3205.00 641 671 671 NL-1-12 114.60 - 5.82 2.31 48.58 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.76 11.07 3.18 3195.00 653 684 684 NL-1-14 108.80 0.04 6.72 3.45 44.41 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.72 13.86 2.38 3280.00 649 680 680 NL-1-15 93.70 - 6.52 1.98 45.90 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.28 14.91 2.15 3303.00 638 668 668 NL-1-16 95.40 - 6.18 2.35 45.04 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.41 19.05 2.48 3229.00 640 670 670 NL-1-17 98.90 - 2.77 2.12 43.86 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.10 16.53 2.76 3366.00 642 672 672 NL-1-18 96.70 - 3.76 2.08 42.52 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 5.00 13.97 2.95 3404.00 641 671 671 NL-1-19 96.30 - 3.66 1.83 45.10 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 5.26 14.19 1.81 3262.00 640 670 670 NL-1-20 98.50 - 5.73 2.25 47.28 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.09 15.31 1.53 3213.00 642 672 672 NL-1-21 105.20 - 5.50 2.80 42.20 - - - - - - - - - 0.12 - - - - - 5.37 14.77 3.96 3074.00 647 677 677 NL-1-22 93.20 - 6.13 1.96 42.63 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.02 14.74 4.88 3407.00 638 668 668 NL-1-23 98.30 - 5.76 1.99 43.09 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 5.26 15.03 2.75 3341.00 642 672 672 PZ-1-1 111.60 - 4.07 7.04 216.20 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.75 15.40 1.58 2732.00 651 682 682 PZ-1-2 116.70 - 4.36 7.72 220.90 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.85 15.41 1.62 2604.00 655 685 685 续表2-2Continued Table2-2样号 Zr Th U Ta Nb La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Y Ho Er Tm Yb Lu Hf W Sc V t/3GPa t/4.5GPa t/平均 PZ-1-3 111.20 - 2.65 9.59 235.90 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.74 15.94 1.78 2419.00 651 681 681 PZ-1-4 113.40 - 4.04 7.21 198.80 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.73 15.36 1.78 2650.00 653 683 683 PZ-1-5 113.50 - 4.42 8.49 242.50 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.81 16.09 1.69 2469.00 653 683 683 PZ-1-6 111.00 - 3.77 7.46 194.20 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.83 16.47 1.84 2692.00 651 681 681 PZ-1-7 112.70 - 0.73 7.35 220.70 - - - - - - - - - 0.12 - - - - - 5.08 16.02 1.70 2632.00 652 682 682 PZ-1-9 109.70 0.02 4.13 7.93 225.10 - - - - - - - - - 0.27 - - - - - 4.53 17.06 2.52 2602.00 650 680 680 PZ-1-10 115.50 - 2.17 8.17 206.40 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.01 16.25 1.44 2409.00 654 684 684 PZ-1-11 113.30 - 3.09 7.44 190.30 - - - - 0.01 - - - - 0.14 - - - - - 4.92 15.87 1.56 2681.00 652 683 683 PZ-1-12 115.90 - 2.62 7.29 240.00 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.05 15.81 1.81 2484.00 654 685 685 PZ-1-13 114.50 - 3.92 7.69 246.40 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 5.07 16.16 1.60 2472.00 653 684 684 PZ-1-14 108.60 - 4.26 8.97 206.20 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.48 14.87 2.10 2329.00 649 680 680 PZ-1-15 113.60 - 3.09 7.30 206.00 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 4.57 15.12 2.15 2728.00 653 683 683 PZ-1-16 111.40 - 4.92 6.49 231.50 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.61 15.05 1.51 2500.00 651 681 681 PZ-1-17 119.30 - 4.31 8.31 181.80 - - - - - 0.01 - - - 0.14 - - - - - 5.15 14.26 2.08 2427.00 656 687 687 PZ-1-18 120.10 - 7.53 7.35 216.60 - - - - - 0.01 - - - 0.13 - - - - - 5.30 12.91 1.89 2683.00 657 687 687 PZ-1-19 110.10 - 6.89 7.01 242.80 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.62 15.50 1.77 2478.00 650 681 681 PZ-1-21 112.70 - 4.78 8.59 188.70 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.75 16.69 2.05 2267.00 652 682 682 PZ-1-22 132.30 - 0.52 7.91 216.10 - - - - - - - - - 0.15 - - - - - 5.26 13.86 1.940 2522.00 664 695 695 QLS-1-1 96.10 - 6.85 7.63 193.40 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.50 18.23 0.60 2762.00 640 670 670 QLS-1-4 94.80 - 2.29 11.07 110.56 - - - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.64 21.62 2.62 1761.00 639 669 669 QLS-1-9 91.50 - 0.11 3.83 178.30 - 0.01 - - - - - - - 0.13 - - - - - 3.54 25.80 2.27 1540.00 637 666 666 QLS-1-10 90.50 - 0.01 9.82 182.00 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 3.59 21.58 1.33 1918.00 636 666 666 QLS-1-13 102.70 - 2.02 4.84 194.90 - 0.01 - - - - - - - 0.14 - - - - - 4.35 20.42 2.40 1937.00 645 675 675 QLS-1-15 92.70 - 0.42 10.07 116.00 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.20 19.19 1.78 1835.00 638 667 667 QLS-1-17 94.90 0.01 0.09 4.83 179.80 - - - - - - - - - 0.16 - - - - - 4.31 16.05 2.22 1779.00 639 669 669 QLS-1-20 100.90 - 0.23 8.09 110.60 - - - - - - - - - 0.13 - - - - - 4.46 23.71 3.66 1683.00 644 674 674 QLS-1-22 87.70 - - 5.02 184.70 - - - - - - - - - 0.19 - - - - - 3.42 24.29 4.51 1765.00 634 663 663 QLS-1-23 97.30 - 0.77 7.40 181.40 - - - - - - - - - 0.16 - - - - - 4.20 17.86 7.68 1278.00 641 671 671
注：-表示未检测到含量或含量低于0.01。
图9 榴辉岩中金红石Zr含量温度计计算结果直方图Fig. 9 Histogram of results from the calculation of the rutile Zr content thermometer in eclogites
图4 江苏东海地区榴辉岩显微照片a~d. 毛北矿区中-北段榴辉岩，金红石呈半自形分布于石榴石裂缝、石榴石与辉石之间显微照片；e~f. 南榴榴辉岩，金红石呈半自形分布于辉石、石榴石与辉石边界显微照片；g~h. 南榴榴辉岩，金红石呈半自形分布于石榴石裂缝中显微照片；i~j.彭宅榴辉岩，金红石呈半自形分布于石榴石裂缝、斜长石和辉石中显微照片；k~l.青龙山榴辉岩，金红石呈半自形分布于石榴石和辉石之间显微照片（R）表示反射光照片；（-）表示单偏光显微照片；（+）表示正交偏光显微照片Fig. 4 Photographs of the eclogites in Donghai county, Jiangsu Provincea~d. Micrograph showing rutile occurs as subhedral crystals distributed within garnet fractures and between garnet and pyroxene from eclogite in Maobei mining area middle-north section; e~f. Micrograph showing rutile occurs as subhedral crystals distributed within pyroxene and between garnet and pyroxene from Nanliueclogite; g~h. Micrograph showing rutile occurs as subhedral crystals distributed within garnet fractures from Nanliueclogite; i~j. Micrograph of rutile occurs as subhedral crystals distributed within garnet fractures, plagioclase, and pyroxene in Pengzhaieclogite;k~l. Micrograph of rutile occurs as subhedral crystals distributed between garnet and pyroxene in Qinglongshaneclogite(R)indicates a reflected light photograph (-) indicates a photo under a plane-polarized light microscope; while (+) indicates a photo under across-polarized light microscope -
参考文献
摘要
钛为中国的战略性矿产资源，苏鲁造山带毛北地区是重要的钛资源找矿区带。文章以毛北矿区中-北矿段及其附近的南榴、彭宅和青龙山榴辉岩体为研究对象，对其中的金红石进行了LA-ICP-MS U-Pb年龄及微量元素分析。毛北矿区中-北矿段2件榴辉岩中金红石的206Pb/238U的加权平均年龄为(202.5±3.6)Ma、(200.8±1.5)Ma，南榴、彭宅和青龙山榴辉岩中金红石的206Pb/238U的加权平均年龄分别为(201.8±1.4)Ma、(201.9±1.8)Ma和(197.7±4.1)Ma。结合区域构造演化历史，推断毛北金红石矿形成于折返晚期的退变质阶段。利用Zr温度计得到低于超高压变质峰期的温度（634~708℃），进一步印证了金红石形成于退变质作用后。附近的南榴、彭宅和青龙山榴辉岩体与毛北矿区榴辉岩体中的金红石年龄、微量元素具有相似特征，推测有较大的成矿潜力，并建议在找矿勘探和开采过程中加强多矿种的综合利用。
Abstract
Titanium is a strategic mineral resource in China, and rutile is a high-quality raw material for titanium. Jiangsu Province ranks second in China for rutile reserves and is an important area for titanium resource exploration. However, the previous understanding of the mineralization era and the mechanisms of mineral formation is unclear. This study selected two eclogite samples from the middle-north section of the Maobei mining area in Donghai County, as well as nearby eclogite bodies from Nanliu, Pengzhai, and Qinglongshan, to conduct LA-ICP-MS U-Pb dating and trace element analysis of the rutile contained within. The weighted average ages of rutile in the two eclogite samples from the Maobei mining area are (202.5±3.6)Ma and (200.8±1.5)Ma, respectively. For the rutile from the Nanliu, Pengzhai, and Qinglongshaneclogites, the weighted average ages are (201.8±1.4)Ma, (201.9±1.8)Ma and (197.7±4.1)Ma. In conjunction with the regional tectonic evolution history, these ages can represent the retrograde metamorphic stage after the metamorphic peak, representing the tectonic folding after the Triassic ultra-high-pressure metamorphic peak. The trace elements of rutile in the five eclogite samples show similar characteristics, with significantly higher high field strength element contents than the primitive mantle, indicating that ultra-high-pressure metamorphism is a key link in titanium enrichment. Using the Zr thermometer, temperatures below the ultra-high-pressure metamorphic peak (634~708℃) were obtained, further confirming that rutile formed under temperature conditions after the retrograde metamorphic action. The nearby Nanliu, Pengzhai, and Qinglongshaneclogite bodies have similar characteristics in rutile age and trace elements to those in the middle-north section of the Maobei mining area, suggesting a significant potential for mineralization. It is recommended to strengthen the comprehensive utilization of multiple ores in the process of exploration and mining.
