西昆仑布伦阔勒岩群中泥质高压麻粒岩的岩石学、年代学及其地质意义

西昆仑的深变质岩类主要发育于布伦阔勒岩群之中,其中的高压麻粒岩是西昆仑造山带中目前已知的变质程度最高的岩石。本文以其中的泥质高压麻粒岩为研究对象,结合岩相学、相平衡模拟以及锆石年代学分析等方法进行研究。结果显示其峰期变质矿物组合蓝晶石+石榴石+钾长石,是典型的泥质高压麻粒岩岩石组合。根据相平衡模拟估算,高压麻粒岩相峰期变质的温压条件高于850℃及1.4GPa,退变质的温压条件约为650℃和0.6GPa。SHRIMP U-Pb锆石定年结果显示泥质高压麻粒岩记录了两期变质,第一期暗色变质锆石年龄为ca.185Ma,代表岩石从高压麻粒岩相峰期变质退变至近固相线阶段的年龄;第二期亮色变质增生边年龄为ca.166Ma,代表后期退变质年龄;而高压麻粒岩相峰期变质时代应在200~185Ma之间。高压麻粒岩的变质条件、顺时针的P-T轨迹及锆石年代学的结果指示了晚三叠世-早侏罗世的碰撞造山事件(ca.200~166Ma)。结合区域地质资料,推断在西昆仑山内存在一条中生代的中-高压变质带,这条变质带代表了古特提斯洋关闭塔里木与羌塘地块碰撞拼合的位置。     

新疆西天山异剥钙榴岩地球化学特征及其对俯冲带流体的指示意义

新疆西天山长阿吾子异剥钙榴岩是目前首例发现的在俯冲带形成的原岩为榴辉岩的异剥钙榴岩,与其作用的流体为俯冲带流体。该异剥钙榴岩与大洋底变质作用形成的异剥钙榴岩相比,岩石学特征非常相似,但是元素迁移方面存在一定的差别。为了推断流体成分,我们使用了三种方法。一、测试了异剥钙榴岩化前后主要矿物相石榴石和辉石化学成分。二、在ACF图上,可以看出全岩成分从F端元向C端元演化,代表Fe减少,Ca增加的趋势,而且完全异剥钙榴岩成分落在了前人所做的异剥钙榴岩成分区间内。三、假设Al为不迁移元素,根据Grant的计算方法,做出主量元素、微量元素和REE的等浓度图。综合以上分析结果推断,俯冲带中流体的成分是复杂和变化的:部分异剥钙榴岩化阶段流体富集Ca、Si、Ti、Mn、Nb、Ta、Zr、Hf,贫乏Fe、Mg、Na、K、REE、Tb、Y,氧逸度升高,流体属于不饱和状态,因此导致不平衡结构发育;完全异剥钙榴岩阶段,流体富集Ca、Mg、LREE、Ni、Cr,贫乏Fe、Ti、Rb、Ba、MREE、HREE等元素,此时流体作用强烈,富水流体相的强烈淋滤作用,使得大部分元素发生了迁移。     

柴北缘超高压变质带的冷却历史：来自副片麻岩中锆石、金红石的U-Pb年代学和温度信息

本文运用LA-ICP-MS和SIMS对柴北缘超高压变质带中东端沙柳河剖面中的副片麻岩进行了锆石和金红石U-Pb年代和微量元素分析。锆石边部的变质时代为425±6Ma,所对应的锆石Ti含量温度计计算出的温度为689±14℃。金红石U-Pb定年给出的年龄为414.0±6.3Ma,代表了副片麻岩在折返过程中冷却到金红石U-Pb封闭温度约570℃的时代。而金红石Zr含量温度计给出同锆石边部较一致的温度685±9℃,代表了峰期变质时代的温度条件。根据锆石的变质时代和变质温度以及金红石的冷却年龄和封闭温度所限定的T-t轨迹,可以得出此副片麻岩在折返过程中的冷却速率约为11℃/Myr。     

喜马拉雅东构造结高压麻粒岩PT轨迹、锆石U-Pb定年及其地质意义

喜马拉雅东构造结出露了一套基性高压麻粒岩,其峰期矿物组合为石榴石+单斜辉石+石英+金红石+斜长石,利用相平衡计算其峰期温压条件为904℃、1.37GPa,利用锆石U-Pb定年方法确定其变质年龄为20.7±2.3Ma。角闪斜方辉石麻粒岩为其第一阶段退变产物,其变质矿物组合为斜方辉石+角闪石+斜长石+石英+钛铁矿+磁铁矿,温压条件为压力小于0.6GPa,温度为720~760℃。角闪岩相退变矿物组合为角闪石+斜长石+石英+钛铁矿+磁铁矿,温度小于745℃,压力小于0.6GPa。在角闪斜方辉石麻粒岩中变质锆石获得的定年结果为9.38±0.22M,根据锆石中角闪石+斜长石+石英的矿物包体特征,确定该年龄代表角闪岩相退变质年龄。据此,确定了喜马拉雅东构造结基性高压麻粒岩的PTt轨迹为顺时针2阶段折返过程,即第一阶段发生在20Ma左右的由高压麻粒岩相到角闪岩相退变阶段,第二阶段发生在9Ma左右的从角闪岩相深度折返到地表的阶段,计算得到其折返速率分别为2.4mm/y和2.3mm/y,这2个阶段的折返与目前通常认为的青藏高原2个主要抬升阶段是基本一致的。     

西南天山造山带超高压变质作用研究新进展

低温超高压变质岩具有极低的地热梯度,其变质演化对于认识板块间相互作用的动力学过程以及弧地壳的生长机制具有重要意义。西南天山造山带发育了世界上少有的经历过深俯冲作用且具有洋壳属性的典型低温超高压变质地质体。近几年来对该造山带中的超高压变质岩开展了大量深入细致的岩石学研究工作,取得了一系列新进展。变基性岩和变沉积岩系岩石中柯石英的普遍发现,直接证明西南天山变质蛇绿混杂岩曾经俯冲到上地幔深度,且具有极低的地热梯度,与热力学模拟结果一致。柯石英的稀少以及大量不同类型柯石英假像的存在,说明在折返过程中发生了强烈的退变质叠加,只有刚性较大且没有经历碎裂-愈合作用的矿物(如石榴石)才有可能保存柯石英。综合岩相学证据和相平衡计算结果,确定西南天山造山带北部的高压地质体(即哈布腾苏-科布尔特单元)整体经历过超高压变质作用,南部的高压地质体峰期压力未达到柯石英稳定域。超高压和高压变质地体的空间分布特点指示了古天山洋由南向北的俯冲极性。这些基础岩石学研究工作的开展对于揭示冷俯冲带的深部物理化学过程以及建立中亚南天山造山带演化的精细模型具有重要意义。     

硬柱石榴辉岩岩石学研究进展

硬柱石榴辉岩是洋壳经历冷俯冲形成的典型低温高压变质岩,硬柱石是俯冲带将水带入地幔深处的重要载体,其具有指示俯冲带深部流体作用的重要科学意义。文中总结了近20年来硬柱石及硬柱石榴辉岩岩石学的主要研究进展及问题:①硬柱石榴辉岩的全球分布;②硬柱石榴辉岩的分类及硬柱石的产状;③硬柱石榴辉岩稳定性的实验及相平衡模拟研究;④硬柱石榴辉岩的形成与保存;⑤硬柱石榴辉岩相关的流体行为。以上几点,特别是硬柱石相关的流体行为,一直是俯冲带研究中的热点领域。西南天山榴辉岩和蓝片岩中广泛发育进变质和退变质脉体,对其进行深入研究,将会对洋壳深俯冲过程中的流体行为进行更好的约束。     

安徽省大别山东段中生代高钾花岗质岩石及其地质意义

大别山东段存在中生代高钾花岗质侵入岩,它们可分为３个超单元：１）姚河超单元以石英二长岩为主,呈北西向带状分布,有明显片麻理,发育暗色包体,时代为１７４ Ｍａ;２）彭河超单元以石英二长岩和花岗岩为主,成分变化范围宽,野外分布广泛,块状构造,有大量包体,时代为 １２５～１２７ Ｍａ; ３）黄柏超单元均为花岗岩,块状构造,基本不含暗色包体,时代为 １１１～ １２０ Ｍａ． ３类岩体在地球化学特征上也均不相同．它们记录了大别造山带在区域变质作用之后到环太平洋构造域叠加（１７４～１１１ Ｍａ）之间的造山演化历史．     

极端条件下的变质作用——变质地质学研究的前沿

在简单回顾变质地质学形成和发展的不同历程的基础上,扼要地总结了近年来有关极端条件下的超高压变质作用、超高温变质作用和很低温变质作用研究的现状和存在的问题。根据峰期变质温度的不同,结合其矿物组合和地质产状特征,进一步提出将超高压变质作用划分为低温超高压变质作用(峰期变质温度低于600℃)、中温超高压变质作用(峰期变质温度介于600~900℃)和高温超高压变质作用(峰期变质温度大于900℃)。低温超高压变质作用与大洋板块的冷俯冲作用有关,其研究对于探讨俯冲带水流体的循环和地幔水流体的成因具有重要意义;中、高温超高压变质作用与大陆深俯冲作用相关,是目前超高压变质作用研究的热点领域;高温超高压变质作用的研究与探讨地球内(深)部组成和结构相关,一直是地质学家关注的前沿问题。超高温变质作用研究正在向深入发展,中国有关超高温变质作用的研究才刚刚起步;很低温变质作用的研究长期以来没有得到应有的重视,随着研究手段和方法的不断完善和提高,将会有大的发展。极端条件下的变质作用是近年来固体地球科学研究取得的重要进展,是目前变质地质学研究的前沿领域。     

变基性岩部分熔融过程中榍石的微量元素效应:以南迦巴瓦混合岩为例

南迦巴瓦地区广泛出露的中下地壳变基性岩部分熔融形成的层状混合岩和淡色花岗岩,为研究部分熔融过程中榍石的地球化学行为对熔体的微量元素组成的影响提供了良好的机会。相对于源岩或熔融残留体,淡色体亏损Ti、V、REE、Y、Nb、Ta、U等元素,与混合岩中榍石的微量元素特征互补。混合岩、淡色体和榍石微量元素特征表明南迦巴瓦角闪岩部分熔融形成的淡色体的微量元素特征主要受控于榍石的地球化学行为。角闪岩脱水部分熔融过程中,由于长英质熔体的低Ti溶解度,榍石以未熔残留体形式存在于暗色体中,导致熔体亏损Ti、REE、Nb、Ta、V、U等元素和Sr/Y比值相对升高。关键元素在榍石和熔体之间的配分系数受熔体成分影响明显。角闪岩中变质榍石D_Nb/Ta<1,因此变质榍石残留导致熔体Nb/Ta相对于源岩升高;而高Si-Al花岗质熔体中榍石D_Nb/Ta>1,因此与高Si-Al熔体平衡的榍石的分离（转熔或结晶分异）将导致熔体Nb/Ta比值相对源岩降低。榍石在部分熔融过程中的微量元素效应为理解变基性岩部分熔融产生熔体的地球化学特征提供新的认识。