柴北缘鱼卡榴辉岩变质P-T演化历史

鱼卡榴辉岩-片麻岩地体位于柴北缘超高压变质岩带的北西端,以榴辉岩系为主的高压-超高压变质岩主要以透镜状、布丁状或似层状赋存于片岩、片麻岩中。区内榴辉岩的典型矿物组合为石榴石+绿辉石+多硅白云母+金红石。石榴石变斑晶普遍保存进变质生长环带,从核部到边部石榴石的化学成分、包体矿物的种类和粒度皆呈现出规律的分带性。岩相学和矿物化学研究显示榴辉岩经历了4期与俯冲和折返作用有关的变质演化历史:进变质角闪岩相(P=0.91~0.98 GPa,T=527~600℃)、峰期榴辉岩相(P=2.62~3.07 GPa,T=675~711℃),减压降温过程中的麻粒岩相-高角闪岩相(P=1.33~1.72 GPa,T=633~687℃)和低角闪岩相(P=0.56~0.88 GPa,T=490~587℃)。榴辉岩中的各类超高压变质矿物组合完整的记录鱼卡榴辉岩从俯冲到折返整个变质过程,即从最初增温增压的进变质到温度和压力都达到顶峰的峰期变质,再到降温降压的退变质这样一个顺时针P-T演化过程。     

青藏高原羌塘中部榴辉岩岩石学研究进展

羌塘中部低温高压变质带是青藏高原内部延伸规模最大的高压变质带,是了解青藏高原早期形成与演化的重要窗口。该高压变质带沿龙木错—双湖缝合带出露,主要由多硅白云母片岩、蓝片岩和榴辉岩等组成,其中榴辉岩在片石山、果干加年山、戈木及冈玛错等地区出露。羌塘中部榴辉岩以透镜体状、块状和互层状产出于多硅白云母片岩或变沉积岩中。现有资料表明,榴辉岩变质作用峰期阶段矿物组合为石榴石+绿辉石+多硅白云母+金红石±蓝闪石±石英;部分地区榴辉岩石榴石中发现的盒子状绿帘石+钠云母两相包裹体和传统地质温压计结果均表明,榴辉岩变质作用峰期可能达到了硬柱石榴辉岩相。尽管部分榴辉岩中保留了绿辉石出溶叶片状石英,石榴石出溶金红石、石英、角闪石针状体和磷灰石出溶金红石等疑似超高压变质作用证据,但迄今为止,榴辉岩中还未发现柯石英、金刚石等典型超高压指示矿物,并且石榴石成分“超高压指针”以及传统地质温压计重新计算均表明羌塘中部榴辉岩并未经历超高压变质作用。榴辉岩折返P-T轨迹具有近等温降压的特点,经历了多期退变质作用。     

柴北缘鱼卡河超高压变质金红石中Si含量及其地质意义

利用LA-ICP-MS方法对柴达木盆地北缘鱼卡河超高压变质的多硅白云母榴辉岩及共生的石榴角闪钠长岩中的金红石进行了详细的矿物学和LA-ICP-MS原位微量元素研究。结果表明:多硅白云母榴辉岩中金红石显示Si成分环带,且Si含量(质量分数,下同)随变质压力而发生规律性的变化; 从进变质到峰期变质阶段,金红石中Si含量从核部向边部呈升高趋势,峰期金红石的边部Si含量达到最高,退变质阶段金红石中Si含量从核部向边部呈降低趋势; 石榴角闪钠长岩中的金红石主要呈包体产于多硅白云母、石榴子石、角闪石和钠长石中; 在相同的超高压变质条件下,石榴角闪钠长岩中多硅白云母包体金红石的Si含量((1 018～2 741)×10^-6,平均为1 924×10^-6)明显高于多硅白云母榴辉岩中的峰期金红石((450～2 397)×10^-6,平均为952×10^-6)。综合多硅白云母榴辉岩和石榴角闪钠长岩的产状、变质演化和全岩成分以及前人对大别—苏鲁超高压榴辉岩中富硅金红石的研究结果提出,超高压变质岩石中金红石的Si含量与变质压力成正相关关系,金红石中Si含量大于500×10^-6可以作为榴辉岩经历超高压变质作用的指示标志。超高压金红石中Si含量与全岩成分中SiO₂和TiO₂含量有关,随SiO₂含量的升高和TiO₂含量的降低而升高。     

大别超高压变质带榴辉岩中金红石SHRIMP原位U-Pb定年及其年代学意义

对大别超高压变质带榴辉岩中金红石进行了SHRIMP原位U-Pb定年,得到金红石U-Pb年龄为(219±4)Ma, 与前人利用TIMS方法获得的金红石年龄结果在误差范围内是一致的,验证了金红石用于SHRIMP原位U-Pb定年的可行性。通过对比发现,不同赋存状态的金红石U-Pb年龄无明显差别。根据本次测得的年龄数据,结合前人的研究成果,金河桥榴辉岩中金红石的U-Pb年龄为冷却年龄,代表了大别超高压变质带构造折返阶段的时代。     

超高压变质带中的变质不均一性

不同造山带的榴辉岩和有关变质表壳岩石中柯石英及金刚石等标志性超高压变质矿物的发现,已证明陆壳岩石能俯冲到大于120 km的地幔深度并折返至地表。超高压变质带中榴辉岩和相关的榴辉岩相岩石常常与具有低级变质矿物组合的岩石(如变质花岗岩、花岗片麻岩、变玄武岩或斜长角闪岩等)密切伴生,然而它们之间的相互关系和成因联系却一直是地质学家长期争议的焦点?查明这两类岩石的变质演化历史以及相互联系,对理解大陆的深俯冲及折返过程具有重要意义。在总结、分析若干陆陆碰撞造山带中变质不均一性的研究成果及成因解释的基础上,讨论了影响岩石保存超高压变质记录的若干关键因素,包括原岩性质、变质流体、构造变形、退变质作用等。     

东昆仑高压变质带榴辉岩和榴闪岩地球化学特征及形成动力学背景

大陆造山带的高压—超高压变质带是古板块汇聚边界及古大洋俯冲和大陆碰撞造山的重要标志,榴辉岩作为高压变质作用形成的岩石,历来被广为关注。根据近几年东昆仑新发现的加当、苏海图、温泉、浪木日上游、宗加、五龙沟西（大格勒）等榴辉岩及榴闪岩,厘定出一条超过500 km的高压变质带,它是青藏高原北部一条重要的古板块接合带。在野外调查基础上,综合大量前人资料,从岩相学、矿物学及岩石地球化学等方面对东昆仑榴辉岩进行了系统的分析和研究。结果表明:东昆仑高压变质带榴辉岩可分为两种类型,即榴辉岩和退变质榴辉岩;石榴石矿物化学成分均表明榴辉岩为C型;榴辉岩主要为拉斑玄武岩系列,球粒陨石标准化稀土元素配分模式均为轻稀土元素富集型,主要介于富集型洋中脊玄武岩（E-MORB）与正常型洋中脊玄武岩（N-MORB）之间,原始地幔标准化微量元素蛛网图基本一致,显示出洋中脊玄武岩（MORB）特征;榴辉岩、榴闪岩温压条件近于一致,形成压力介于1.2~2.0 GPa或更高,温度不小于575 ℃,具有一个顺时针“发卡”型P-T轨迹,其变质峰期温压达到榴辉岩相;峰期变质年龄出现3个明显峰值,分别为451、432、412 Ma,432 Ma主峰期变质年龄约束了东昆仑早古生代洋盆关闭时间。     

西大别石榴黑云斜长片麻岩中金红石的退变质演化

以取自大别山西段七里坪的石榴黑云斜长片麻岩为例,使用矿物热力学数据库和THER-MOCALC程序（3.33版）,计算了0.3~1.5GPa和450~650°C条件下的P-T视剖面相图,讨论了该类岩石中金红石、钛铁矿与榍石矿物稳定的P-T条件,分析了该岩石从高压条件近等温降压过程中金红石的退变质作用。研究表明,金红石具有较高的稳定压力,一般大于0.75GPa,压力低时稳定范围仅局限于较低温的小区域内;榍石具有小于565°C的较低温度和0.35~1.40GPa的压力范围,榍石可与金红石共生,但其P-T条件处于榍石稳定域边缘较狭窄的范围内;在温度大于475°C、压力低于0.75GPa的区域,金红石可与钛铁矿共生,钛铁矿则稳定于温度大于570°C、压力低于0.55GPa的范围。根据金红石向钛铁矿的转变及体系含水量,约束该片麻岩角闪岩相退变质P-T条件为压力0.55~0.75GPa且温度大于570°C。     

西大别高压-超高压片麻岩中电气石化学特征

报道了大别山西段高压、超高压片麻岩中电气石矿物化学特征.所研究含电气石片麻岩为深色、呈夹层或透镜体状分布于广泛的浅色片麻岩中,主要由石榴石、黑云母、斜长石、石英、角闪石和钛铁矿组成,少量矿物有多硅白云母、金红石、绿泥石、绿帘石和磷灰石,电气石零星分布.电子探针分析结果表明,电气石化学成分贫铝、贫钙、富镁,为镁电气石;晶体具有弱成分环带,从核部到边缘呈钙增加、钠减少的趋势.根据电气石成分与成岩环境图解,电气石形成于变泥质岩和变砂质岩环境,与片麻岩产出地质环境相一致.根据电气石化学成分确定其变质温度和变质压力,目前仍然需要积累更多资料进行论证.     

柴北缘滩间山群构造对南祁连加里东造山及超高压变质岩折返的启示

柴北缘原滩间山群依构造与岩性可肢解为3部分：下岩组为岛弧中-基性火山岩系,已部分变形变质为绿片岩相糜棱岩;中岩组为弧后盆地喷流-沉积岩系,为锡铁山式铅锌矿床赋矿层位,已产生绿片岩相变形分解;上岩组为弱变形变质的紫红色含砾砂岩。构造解析表明：应将原滩间山群下岩组置于上寒武统-下奥陶统,为洋-陆碰撞体制下产物;中岩组置于中-上奥陶统,为弧后盆地产物;上岩组置于下志留统,为陆-陆碰撞体制下前陆盆地产物。下岩组或中岩组与早元古界达肯大坂群以基底剥离断层接触,上岩组或达肯大坂群逆冲岩席与中岩组以上剥离断层接触,二剥离断层组成双重构造。在造山带伸展垮塌前,未含榴辉岩的达肯大坂群逆冲堆垛于滩间山群之上,且在后造山伸展中被上剥离断层挫失,仅局部可残存。造山带伸展之后,柴北缘叠加了板内造山,原滩间山群、推覆岩席、推覆断层、剥离断层一并转入豆荚状倒转向斜,并上叠晚泥盆世磨拉石盆地。在造山带伸展期,阿尔金走滑断裂调节了柴北缘与南阿尔金超高压变质岩的早期折返,并在造山带后续多期次挤压与伸展体制下调节了超高压变质带的剥蚀出露。     

大别山镁铁质下地壳的Pb同位素成分:来自榴辉岩的制约

北大别高温超高压杂岩带中榴辉岩的岩石学和地质年代学研究已经证明它们为华南板块新元古代镁铁质下地壳岩石经三叠纪深俯冲变质成因。基于此,开展了北大别榴辉岩的Pb同位素地球化学研究。结果表明:北大别榴辉岩表现出与北大别片麻岩相似的低放射性成因Pb同位素特征,并具有更低的N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)值;其初始Pb同位素组成分别为N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)_i=15.217～17.522,N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb)_i=15.077～15.540和N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)_i=35.219～38.082,表现出目前已知的大别造山带3个含榴辉岩的超高压变质岩片中最低的Pb同位素组成,这进一步证明北大别榴辉岩的原岩来自于俯冲镁铁质下地壳;北大别榴辉岩表现出较宽的Pb同位素组成变化范围,其中最低的Pb同位素组成源自于具有低w(U)/w(Pb)值、低w(Th)/w(U)值演化特征的晚太古代至古元古代镁铁质下地壳,而相对较高的Pb同位素组成则继承于新元古代底侵的幔源岩浆,表明北大别榴辉岩的Pb同位素特征是幔源岩浆混染古老镁铁质下地壳的结果。与大别山中生代埃达克质岩的Pb同位素对比研究表明,早白垩纪拆沉再循环的陆壳物质中不仅含有镁铁质下地壳岩石,还含有长英质下地壳物质,大别山深部的长英质下地壳随镁铁质下地壳一起拆沉并再循环进入地幔。     

柴北缘沙柳河榴辉岩 岩石化学及变质条件研究

柴达木盆地北缘东端沙柳河一带榴辉岩呈布丁构造赋存在新元古代末期花岗质片麻岩中,榴 辉岩主要由石榴子石、绿辉石和金红石等矿物组成。通过对该地榴辉岩的岩石化学和变质条件研究,发 现其峰期变质条件为492.12℃～653.48℃和1.008～1.625GPa,未达到超高压的环境,在岩石中也未 发现明显的超高压证据,与柴达木盆地北缘其他地区(鱼卡河、锡铁山、野马滩)榴辉岩有所区别。     

榴辉岩变质演化P-T轨迹研究新进展

榴辉岩研究是变质岩石学领域研究的热点与前沿,在解决高压和超高压变质作用、大洋和大陆地壳俯冲作用、碰撞造山作用等地质学问题和地球动力学研究中具有十分重要的意义。对榴辉岩研究的重要内容之一就是确定其变质P-T条件及其演化的P-T轨迹。本文对近年来在榴辉岩研究中确定榴辉岩变质P-T条件的方法-传统地质温压计方法和相平衡方法进行了简要的评述,着重分析了在大别山西段高压和超高压榴辉岩变质演化P-T轨迹研究方面所取得的最新进展。分析认为,榴辉岩变质演化P-T轨迹研究仍将是未来该领域的重要研究内容,而相平衡方法的运用则是其重要发展方向。     

Geological characters and petrological characters of metamorphosed medium-acidic intrusive complexes in Ludong Orogenic Belt,China

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＬｕｄｏｎｇｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｉｎＣｈｉｎａ(ｏｒ :Ｓｕ—Ｌｕｏｒｏ ｇｅｎｉｃｂｅｌｔｉｎＣｈｉｎａ)ｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｃｏｌｌｉ ｓｉｏｎｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｉｎｅａｓｔｅｒｎＡｓｉａ ,ｂｅｉｎｇｊｕｓｔｓｉｔｕａｔｅｄｂｅｔｗｅｅｎＳｉｎｏ ＫｏｒｅａｎｌａｎｄｍａｓｓａｎｄＹａｎｇｔｚｅｌａｎｄ ｍａｓｓ .Ｔｏｒｅｓｅａｒｃｈｔｈｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｉｓｆａｖｏｒａｂｌｅｔｏｅｘ ａｃｔｌｙｃｏｇｎｉｚｉｎｇｔｈｅｔｉｍｅ…     

大别造山带宿松地体早白垩世中—基性脉岩地球化学特征

大别造山带是三叠纪华南陆块俯冲于华北陆块之下所形成的陆 陆碰撞造山带,在早白垩世发育强烈的碰撞后岩浆作用。侵位于宿松群高压变质岩石中的大量中—基性脉岩是认识大陆板块深俯冲过程的壳幔相互作用和折返过程中岩石圈构造响应的重要载体之一。报道了有关宿松地体中—基性脉岩的岩石学和地球化学研究结果,探讨了其成因特征和源区演化?结果表明:中—基性脉岩总体具有安粗岩的性质,主量元素含量变化较大,SiO₂质量分数介于48.45%~61.37%,偏基性脉岩具有偏高的MgO、Cr、Ni含量;所有脉岩样品的微量元素和稀土元素组成均一,大离子亲石元素和轻稀土元素相对富集,重稀土元素和高场强元素亏损;脉岩样品都具有相对富集的同位素组成特征,包括较高的初始N(⁸⁷Sr)/N(⁸⁶Sr)值(0.706 3~0.710 9),较低的ε_Nd(t)值(-22.7~-15.1);初始Pb同位素比值也相对偏低,初始N(²⁰⁶Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为15.858 5~17.196 7,初始N(²⁰⁷Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为15.207 2~15.332 1,初始N(²⁰⁸Pb)/N(²⁰⁴Pb)值为36.814 4~37.633 8, 这些特征暗示岩浆源区具有扬子板块下地壳物质的显著贡献。总之,中—基性脉岩具有高Sr含量和低Y、Yb含量,与埃达克质岩组成类似,可能指示宿松地体早白垩世中—基性脉岩的形成与增厚的造山带岩石圈拆沉及其和地幔的相互作用有关。