北大别罗田榴辉岩的减压出溶结构与超高压变质作用

岩石学研究表明北大别罗田榴辉岩经过了榴辉岩相、麻粒岩相和角闪岩相变质作用,表现出多种减压出溶结构.特征性的减压出溶结构有单斜辉石和石榴石中分别发育石英+角闪石+斜长石等与金红石+单斜辉石+角闪石等针状矿物出溶体,以及锆石中含有柯石英残晶.这些进一步证明北大别南部（罗田一带）同北部（如黄尾河、百丈岩等地）榴辉岩一样经过了>5～7CPa的超高压变质作用.     

苏北青龙山超高压变质榴辉岩流体包裹体特征与流体演化

根据青龙山超高压变质榴辉岩中流体包裹体的化学成分、矿物中的分布特征将岩石中的流体包裹体分为五类,即富N2包裹体、高盐度(22.4-略大于23.2wt%NaCl)的NaCl CaCl2 H2O体系流体包裹体、中高盐度(12.6-16.0wt%NaCl)的含Mg2 或Fe2 的NaCl H2O体系流体包裹体、中等盐度(6.4-10.5wt%NaCl)水溶液包裹体和低盐度(3.3-0.2wt%NaCl)的水溶液包裹体。富N2包裹体形成于超高压变质峰期阶段,高盐度的流体包裹体形成于超高压变质岩折返早期固体出溶体出溶阶段,中高盐度的流体包裹体形成于高压变质重结晶作用阶段,中等盐度的流体包裹体形成于角闪岩相变质重结晶作用阶段,低盐度的流体包裹体形成于折返晚期的绿片岩退变质作用阶段。超高压变质峰期阶段和折返早期的高盐度流体和中高盐度的流体主要来自继承原岩中的流体(如含NH4 矿物分解或片麻岩原岩中的有机质分解,名义上无水矿物中羧基水的出溶),晚期角闪岩相退变质阶段的中等盐度的流体除名义上无水矿物中羟基水的出溶外还有外来流体的加入,绿片岩相退变质作用阶段的流体主要为外来流体。     

江苏东海榴辉岩相变质脉体的流体包裹体研究

苏鲁超高压变质带南部的东海地区产出大量榴辉岩体,其中存在含蓝晶石-黝帘石／褐帘石-绿辉石-金红石（＋磷灰石＋锆石）石英脉,它们含有与榴辉岩主岩相近似的矿物组合,故应该是在与榴辉岩相近的超高压P—T奈件下形成的。这些脉体的褐帘石／黝帘石和金红石具有很高的稀土元素（REE）和高场强元素（HFSE）含量及变化的Sr、Ba、V和Cr含量。脉体的蓝晶石,特别是褐帘石和黝帘石含有丰富的固体与流体包裹体,包括：（1）多相固体包裹体（muhiphase solid inclusions,Ⅰ型）;（2）多子晶流体包裹体（muhidaughter mineral—bearing fluid inclusions,Ⅱ型）;（3）H2O-CO2包裹体（Ⅲ型）;（4）高盐度盐水包裹体（Ⅳ型）;和（5）中-低盐度H2O包裹体（Ⅴ型）。Ⅰ型和Ⅲ型包裹体主要存在于蓝晶石中,偶尔见于黝帘石中,呈孤立分布或沿晶内裂隙分布;Ⅱ型包裹体多沿褐帘石和黝帘石晶核密集或随机分布,或沿晶内裂隙分布;Ⅳ型和Ⅴ型包裹体多见于石英中,也见于褐帘石和黝帘石中,一般沿裂隙分布。能谱和激光拉曼探针分析表明Ⅰ型包裹体中的固相有钠云母、刚玉、方解石、菱铁矿、硬石膏、重晶石、磁铁矿和黄铁矿,以及未知相;Ⅱ型包裹体中的固相有白（钠）云母、硬石膏、方解石、磷灰石、天青石、磁铁矿和黄铁矿,以及未知含水硅酸盐等;Ⅲ型包裹体主要含H2O和CO2;Ⅳ型包裹体除含H2O液相外,常见固相有石盐、方解石和不透明矿物,而气相有时可合明显数量的CO2和N2。显微测温显示,多数Ⅱ型包裹体的冰点（Tmi）在-5℃～0℃,相应的盐度为0～7．86％NaCl equiv．。鉴于Ⅱ型包裹体含有多种子矿物,根据包裹体中固体总含量并结合溶解度资料估计,Ⅱa和Ⅱb型包裹体中溶质浓度可分别达到40％～70％和25％-40％,原始流体可能属于Na^＋-Ca^2＋（Sr^2＋）-Mg^2＋-Fe^2＋-CO3^2--CO4^2-SiO3^2-±PO4^3--Cl^--H2O体系。Ⅳ型包裹体中CO2固相熔化温度为-58．1～-58．0℃,激光拉曼探针分析证实CO2相中还存在N2;CO2（-N2）相的均一温度（ThCO2）为9．8～18％,相应的CO2（-N2）相流体密度为0．739—0．784g／cm^3。加热时石盐熔化温度（Ta）为201～428℃,液-气均一温度（Th）从184到≥450℃,相应的含水相盐度为31.12％-≥53％NaCl。黝帘石和石英中V型包裹体Tc接近-21℃,Tmi分别为-4．5～-19．0℃和-3．2～-18．4℃,相应的盐度分别为7．17％～≥20．68％NaCl和5．26％～21．26％NaCl equiv．不等。高压脉体中存在丰富的流体包裹体证明这些脉体是在有自由流体相的条件下形成的。包裹体的产状和结构关系表明,原生Ⅰ型和Ⅱ型包裹体是在蓝晶石、褐帘石和黝帘石生长期间捕获的,流体可能来自于大陆板块深俯冲期间含水矿物的脱水反应。在超高压条件下,这种流体属于含水硅酸盐熔体一含水流体体系,含有大量溶质和微量元素。流体组成与岩石（矿物）类型有关,反映矿物结晶时与周围流体介质构成了局部的缓冲体系,并从周围流体介质中获取了所需要的组分,即产生榴辉岩相脉体的流体是就地来源的。由于超高压峰期变质后,苏鲁地体经历了快速折返和抬升,超高压条件下捕获的流体包裹体都经受了部分爆裂一再平衡,流体包裹体的密度大大降低;同时,流体包裹体有可能与主矿物腔壁相互作用,引起流体成分改变。     

青龙山超高压变质榴辉岩绿帘石化学成分与流体包裹体特征

青龙山超高压变质榴辉岩中的绿帘石经历了四个演化阶段：早期绿帘角闪岩相进变质阶段形成的绿帘石，其化学成分以含铁高为特征，Fe2O3为14．796～17．84％，XFe=0．413～0．486，而CaO和Al2O3含量较低；柯石英榴辉岩相变质阶段和石英榴辉岩相变质阶段形成的绿帘石，其化学成分呈现连续变化，核部相对富Fe2O3，为11．933～12．993％，XFe=0．322-0．358，而CaO和Al2O3含量低，主要形成于柯石英榴辉岩相变质阶段；边部Fe2O3的含量低，为9．628-10．138％，XFe=0．275～0．286，而CaO和Al2O3的含量高，主要形成于石英榴辉岩相退变质阶段；晚期退变质角闪岩相阶段形成的绿帘石，其化学成分与绿帘角闪岩相变质阶段相似，也以富含Fe2O3为特征，XFe=0．433。绿帘石化学成分的变化反映了苏鲁超高压变质带快速俯冲快速折返的过程。绿帘石中存在三种不同盐度的含Mg^2＋、Fe^2＋等金属阳离子的NaCl水溶液包裹体，高盐度（22．5wt％NaCl至略大于23．2wt％NaCl）的水溶液包裹体形成于柯石英榴辉岩相变质阶段，中高盐度（12．6-16．0wt％NaCl）的水溶液包裹体形成于石英榴辉岩相变质阶段，而中等盐度（6．4-11．7wt％NaCl）的溶液包裹体形成于角闪岩相退变质阶段。绿帘石中流体包裹体的研究证实超高压变质作用及后期的折返过程中并不存在大规模的流体作用，变质流体的活动限于矿物晶体颗粒范围。     

山东省沂水汞丹山地块与深熔作用有关的变质流体

沂水汞丹山地块为一片麻岩－花岗岩穹隆,穹隆中心出露大片紫苏花岗岩和麻粒岩相表壳岩残留地层（或包体）,向北部、东部和南部外围过渡为角闪岩相片麻岩、斜长角闪岩和花岗质岩石,其中常见深熔脉体和伟晶岩脉。麻粒岩相表壳岩围岩很少含或几乎不含流体包裹体、而在深熔脉体、紫苏花岗岩和伟晶岩脉中含大量富ＣＯ２流体包裹体,少量Ｈ２Ｏ包裹体、ＣＯ２－Ｈ２Ｏ包裹体,偶见含固相（石盐、碳酸盐）的多相包裹体与富ＣＯ２包裹体伴生。早期富ＣＯ２包裹体（Ｉａ型）具有较高流体密度,而沿石英（石榴石）中穿颗粒裂隙分布的富ＣＯ２包裹体流体密度降低。富Ｈ２Ｏ包裹体大都沿裂隙分布,也属峰期变质后的退变质晚期产物。低密度富气相包裹体则多与ＣＯ２（Ｈ２Ｏ）包裹体组分的渗漏或部分爆裂有关。对深熔作用期间流体的作用进行了探讨,认为在中部地壳压力条件下,一种富ＣＯ２－Ｈ２Ｏ流体沿岩石页理面或裂隙渗流能产生石榴石／斜方辉石的部分熔融,Ｈ２Ｏ优先进入熔体,ＣＯ２进入共存的气相而分离,并可作为流体包裹体被捕获于石榴石或辉石包裹的石英和随后由硅酸盐熔体冷却结晶的长英质脉体石英中。根据矿物平衡和流体包裹体资料推断了峰期变质后岩石经历的Ｐ－Ｔ条件。     

俯冲带变质过程中的含碳流体

俯冲带含碳岩石通过俯冲过程的变质反应生成了含碳水流体、富硅酸盐的超临界流体和含碳熔体。不同类型流体的形成与岩石成分和岩石经历的温压条件相关。岩石中碳酸盐矿物脱碳反应的温压条件取决于岩石起初的流体成分：有水存在时,反应发生在低温条件下。在高压条件下,碳酸盐矿物在水或含盐水流体的溶解是生成含碳流体重要的机制,其导致的碳迁移作用可能超过脱碳变质反应的作用。高温条件下,含碳岩石的部分熔融可以生成含碳的熔体,这在热俯冲环境和俯冲带岩石底辟到上覆地幔的情况下是碳迁移重要载体。富硅酸盐的超临界流体可能是在第二临界端点上形成的超临界流体,目前在超高压岩石中观察到的非花岗质成分的多相固体包裹体被认为是这种流体结晶的产物,然而对其理解尚存在很多问题,需要进一步的实验研究。地表含碳岩石在俯冲带被带到深部,俯冲带地温特征的不同导致了不同类型含碳流体的形成,这些流体运移至上覆地幔引起岩石部分熔融产生含碳的岛弧岩浆,岩浆喷出到地表释放了其中的碳,这构成了俯冲带-岛弧系统的碳循环。

     

苏鲁超高压变质带桃行榴辉岩及高压脉体中流体包裹体研究

桃行榴辉岩是苏鲁超高压变质带中段主要榴辉岩体密集分布区之一。流体包裹体研究表明,榴辉岩矿物及高压脉体石英中捕获有五种类型的流体包裹体：在超高压-高压榴辉岩相条件下捕获的N2±CH4包裹体;在榴辉岩发生麻粒岩相叠加变质作用期间被捕获的B型纯CO2液相包裹体;在高压榴辉岩重结晶阶段被捕获的C型CO2-H2O包裹体和D型高盐度水溶液包裹体;超高压岩石折返过程中的最晚阶段（角闪岩相退变质甚至更晚）捕获的E型低盐度水溶液包裹体。利用榴辉岩矿物及高压脉体石英中捕获的流体包裹体类型及期次可以重建超高压变质作用板片折返过程中的流体性状与演化,而石榴石中捕获的纯CO2包裹体为本区榴辉岩相岩石遭受了麻粒岩相叠加提供了佐证。     

大别山榴辉岩的退变质过程与流体作用

根据矿物成分及其结构演变,将大别山榴辉岩的退变质过程分为三个阶段:贫流体阶段、弱流体阶段和富流体阶段。贫流体阶段发生于榴辉岩相环境中,其主要作用是柯石英-石英和文石- 方解石等同质多象转变、石榴子石和绿辉石等的重结晶,以及绿辉石中硬玉和钠长石的固溶体出溶等。弱流体阶段发生于榴辉岩相退变质的晚期,含水矿物闪石、绿帘石和云母,以及钠长石等低压矿物大量形成之前,其标志是蓝晶石变斑晶和金红石脉的形成,以及浸染状金红石的富集成矿。富流体阶段始于低级角闪岩相退变质环境,并可能一直持续到近地表处。该阶段以出现大量含水和挥发份的矿物(如闪石、绿帘石、多硅白云母、钠云母、黑云母、磷灰石和碳酸盐等)为特征。围绕石榴子石和绿辉石的闪石次变边、闪     

中国东部橄榄岩包体和榴辉岩中CO2流体包裹体的碳同位素组成

应用阶段段加热技术,对中国东部新生代玄武岩中的橄榄岩包体和大别造山带超高压榴辉岩进行了裹体ＣＯ２的碳同位素组成测定,结果表明,榄岩的δ＾１３Ｃ值变化较大,从－２２．８％到＋０．７‰到＋４．６‰,同样明显不同于前人报道的低δ＾１３Ｃ值（－３０‰２０～－２０‰）特征,大别造山带榴辉岩的δ＾１３Ｃ变化从－１８．５‰到＋４．６‰,同样明显不同于前人报道的低δ＾１３Ｃ值（－３０‰～－２０‰）特征。榴辉;岩的     

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿矿物包裹体形成过程及其对熔-流体特征的指示

西藏琼嘉岗伟晶岩型锂矿是喜马拉雅地区发现的首例具有工业价值的伟晶岩型锂矿床, 该矿床的发现证实了喜马拉雅地区具有成为我国稀有金属战略基地的潜力, 也为喜马拉雅地区寻找伟晶岩型锂矿床提供了指示意义。本研究主要针对琼嘉岗锂矿花岗岩和伟晶岩中三种主要副矿物独居石、磷灰石和锆石中的矿物包裹体进行扫描电镜分析, 确定矿物包裹体种类、频率以及产状(与裂隙关系), 结合磷灰石中长石包裹体电子探针分析, 综合指示琼嘉岗锂矿熔-流体性质及演化过程。研究表明: (1)琼嘉岗锂矿独居石、磷灰石和锆石中主要发育硅酸盐、氧化物、磷酸盐以及少量硫化物包裹体, 其中填充裂隙和穿切裂隙的富稀土矿物独居石和磷灰石包裹体均由热液蚀变形成, 而锆石放射性损伤强烈的区域中发育的远离裂隙的晶质铀矿和方钍石包裹体的形成也和流体作用相关; (2)电气石白云母花岗岩的磷灰石中发育钶钽铁矿以及烧绿石包裹体表明早期花岗岩岩浆富集铌和钽, 稀有金属包裹体的数量以及类型也对高演化的花岗岩和伟晶岩是否具有稀有金属成矿潜力以及矿化类型具有一定指示意义; (3)锂辉石伟晶岩磷灰石中发育异常高且变化大的An值的斜长石包裹体, 它们分别记录了磷灰石在结晶时对早期富钙熔体的捕获以及熔体的分异过程。本文的研究结果还表明副矿物中矿物包裹体的种类以及元素组成可以为高演化花岗岩-伟晶岩体系的熔-流体特征及演化提供指示意义。

     

大别造山带黄镇榴辉岩矿物不同类型地质温度计应用和对比

常用于测定榴辉岩形成温度的有石榴石-绿辉石Fe-Mg配分温度计和石英-矿物对氧同位素温度计。最近的自然观察和实验测定发现，金红石中的Zr含量与温度之间存在线性关系，因此能够用于变质岩测温。本文首次将这三种温度计用于同一产地榴辉岩及其中的石英脉。对大别造山带黄镇低温超高压榴辉岩中金红石Zr含量的温度计算得到，产于矿物内部金红石Zr含量温度明显地高于粒间金红石Zr含量温度，产于矿物石榴石、绿辉石和黝帘石内部金红石Zr含量温度主要集中在528～589℃之间，而产于粒间金红石的温度主要集中在465～528℃之间。榴辉岩中金红石Zr含量最高的产于石榴石中，但是所计算的温度503～589℃仍然不同程度地低于榴辉岩形成温度670℃。石英脉中金红石Zr含量温度主要集中在465～528℃之间。石英-耐熔矿物对氧同位素温度主要集中在650～695℃之间，表明耐熔矿物石榴石、锆石和蓝晶石在该区榴辉岩中相对其它矿物来说保存最好，退变质作用最弱，因此其氧同位素温度与峰期超高压榴辉岩相变质奈件基本一致。而石英．易熔矿物对温度主要集中在450～510℃之间，与易熔矿物绿辉石、钠云母、斜黝帘石／黝帘石在榴辉岩中蚀变强烈一致，反映了角闪岩相退变质阶段的流体活动。石榴石-单斜辉石Fe-Mg配分温度结果分为三组：795～863℃、629～679℃和468～572℃，其中后两组与金红石Zr含量和石英-矿物对氧同位素测温结果具有可比较性，指示了榴辉岩相变质和角闪岩相退变质过程中的Fe-Mg交换平衡，而第一组温度明显高于已知的榴辉岩相变质温度，表明绿辉石后成合晶导致了部分石榴石与单斜辉石之间的Fe-Mg不平衡。榴辉岩折返过程中的流体活动可能是导致矿物之间元素和同位素扩散交换再平衡或不平衡的基本原因。粒内金红石Zr含量温度仍然不同程度地低于榴辉岩形成温度，可能说明其在进变质过程中形成后相对“孤立”，即使在峰期榴辉岩相条件下也不能与锆石之间达到Zr配分再平衡。粒间金红石Zr含量降低可能与金红石重结晶有关，结果导致它们与锆石之间的Zr配分平衡遭到破坏。     

大别山北部饶拔寨超镁铁岩体微量元素地球化学

本文报道了饶拔寨超镁铁岩体的5个钻孔15个岩心样品的主量元素和微量元素成分。该岩体由上、下两部分构成。岩性以方辉橄榄岩为主，纯橄榄岩和二辉橄榄岩次之。主量元素成分表明岩体由饱满地幔经过不同程度部分熔融，形成了亏损程度不同的大陆岩石圈地幔。总体上下部岩体较上部亏损程度大。原始地幔标准化REE等不相容微量元素丰度模式表明岩体在熔融作用后又经过了地幔交代作用，形成不同程度LREE和LILE的富集。样品中有角闪石和金云母等含水矿物，表明有实性地幔交代作用。对比LREE与LILE的富集特征，表明可能有两类地幔交代作用，有两种不同性质的交代介质，LREE和Sr等的富集可能与硅酸盐熔体有关，而Rb、Ba、K等的富集可能与俯冲带流体活动有关。总体上下部岩体的交代作用较上部岩体的强。     

北大别饶拔寨石榴辉石岩P-T-t轨迹及其构造意义

P-T-t轨迹作为变质岩的重要研究方法之一，对揭示岩石的构造演化过程具有重要意义。北大别饶拔寨镁铁-超镁铁岩形成的构造环境和就位过程长期以来尚存争议。本文通过岩相学观察、矿物化学研究和温压计计算，揭示出饶拔寨石榴辉石岩经历了四个变质演化阶段：1）超高压变质阶段（M1）：主要根据石榴子石中金红石的出溶，单斜辉石中石英的出溶和磷灰石中不透明矿物的出溶，结合前人研究，认为饶拔寨石榴辉石岩经历过超高压变质阶段（≥2.5GPa）；2）高压麻粒岩相阶段（M2）：矿物组合为石榴子石（变斑晶）和单斜辉石（基质）+斜长石（基质），记录的温压条件为T=648~700℃，P=1.47~1.94GPa；3）中压麻粒岩相阶段（M3）：以石榴子石外围发育的主要由斜方辉石+斜长石组成的内圈"白眼圈"为特征，形成的温压条件为T=781~796℃，P=0.92~0.98GPa；4）角闪岩相阶段（M4）：以石榴子石变斑晶周围发育的外圈"白眼圈"为特征，其矿物组合为角闪石+斜长石的后成合晶，形成的温压条件为T=663~685℃，P=0.50~0.58GPa。石榴辉石岩的锆石SIMS U-Pb定年得到了3组不同的交点年龄，分别为208.1~202.1Ma、227.6Ma和817.7Ma。根据锆石包裹体中角闪石+斜长石的组合，推断208.1~202.1Ma代表了角闪岩相变质年龄的下限，227.6Ma则是高压麻粒岩相的下限年龄，而新元古代年龄（817.7Ma）与区域上的变质岩原岩年龄一致，可能代表了其原岩年龄。结合前人研究，饶拔寨石榴辉石岩记录了顺时针的P-T-t轨迹，揭示了板片俯冲（超高压变质）-碰撞-折返（降压升温过程，~227Ma）-抬升（降压降温过程，208~202Ma）的完整过程。     

Postcollisional flow of aqueous fluid within ultrahigh-pressure eclogite in the Dabie orogen

A combined study of chronometric dating and oxygen isotope analysis for minerals from vein and host eclogite as well as regional country-rock gneiss in the Dabie orogen provides a direct constraint on timing of fluid flow in this orogen formed by continental collision. Oxygen isotope ratios of vein minerals are significantly lower than those of the host eclogite, but comparable with those of the regional gneiss. This suggests the veining fluid came from the regional gneiss (i.e. exhumed slab itself) rather than the host eclogite. While zircon U–Pb and phengite Ar–Ar dating yields ages of 214 to 222 Ma for the eclogite and gneiss, the vein gives a quartz–muscovite Rb–Sr isochron age of 181 Ma and a muscovite K–Ar age of 179 Ma. Thus the veining postdates the Triassic ultrahigh pressure metamorphic event, witnessing postcollisional fluid flow after the orogenic cycle of continental collision.     

北大别超高压榴辉岩的快速折返与缓慢冷却过程

岩石学研究表明,北大别超高压榴辉岩经过了超高压和高压榴辉岩相变质作用以及麻粒岩相叠加和角闪岩相退变质作用.其中,高压麻粒岩相和角闪岩相变质阶段形成的后成合晶以及石榴子石和单斜辉石等矿物中成分分带的存在,证明该区榴辉岩经历了一个快速折返过程;而不同变质阶段的温度、压力和形成时代,却反映该区榴辉岩在峰期超高压变质作用之后又经历了一个缓慢冷却过程.超高压岩石折返期间的缓慢冷却过程也许正是北大别长期难以发现柯石英和有关超高压证据的重要原因.因此,本文为大别山不同超高压岩片的差异折返模型的建立提供了新的证据.     

Mineral Zonations,Exsolutions and Melt Inclusions Record Complicated Evolutions of Garnet Pyroxenite from Raobazhai,North Dabie,Central-Eastern China

<正>The Raobazhai ultramafic massif,which exposed in the north Dabie,is thought to be a segment of subcontinental lithospheric mantle that was subducted and exhumed during the Triassic collision.Study on these ultramafic rocks can provides intriguing information on geodynamic processes and material fluxes between mantle and crust during continent-continent collision,including the stages of subduction and exhumation.In this study we investigate in detail the Raobazhai garnet pyroxenite.On the basis of textural relations and     

Geochemical constraints of the eclogite and granulite facies metamorphism as recognized in the Raobazhai complex from North Dabie Shan,China

A combined study of major and trace elements, fluid inclusions and oxygen isotopes has been carried out on garnet pyroxenite from the Raobazhai complex in the North Dabie Terrane (NDT). Well‐preserved compositional zoning with Na decreasing and Ca and Mg increasing from the core to rim of pyroxene in the garnet pyroxenite indicates eclogite facies metamorphism at the peak metamorphic stage and subsequent granulite facies metamorphism during uplift. A P–T path with substantial heating (from c. 750 to 900 °C) after the maximum pressure reveals a different uplift history compared with most other eclogites in the South Dabie Terrane (SDT). Fluid inclusion data can be correlated with the metamorphic grade: the fluid regime during the peak metamorphism (eclogite facies) was dominated by N₂‐bearing NaCl‐rich solutions, whereas it changed into CO₂‐dominated fluids during the granulite facies retrograde metamorphism. At a late retrograde metamorphic stage, probably after amphibolite facies metamorphism, some external low‐salinity fluids were involved. In situ UV‐laser oxygen isotope analysis was undertaken on a 7 mm garnet, and impure pyroxene, amphibole and plagioclase. The nearly homogeneous oxygen isotopic composition (δ¹⁸O_VSMOW = c. 6.7‰) in the garnet porphyroblast indicates closed fluid system conditions during garnet growth. However, isotopic fractionations between retrograde phases (amphibole and plagioclase) and garnet show an oxygen isotopic disequilibrium, indicating retrograde fluid–rock interactions. Unusual MORB‐like rare earth element (REE) patterns for whole rock of the garnet pyroxenite contrast with most ultra‐high‐pressure (UHP) eclogites in the Dabie‐Sulu area. However, the age‐corrected initial ε_Nd(t) is ? 2.9, which indicates that the protolith of the garnet pyroxenite was derived from an enriched mantle rather than from a MORB source. Combined with the present data of oxygen isotopic compositions and the characteristic N₂ content in the fluid inclusions, we suggest that the protolith of the garnet pyroxenite from Raobazhai formed in an enriched mantle fragment, which has been exposed to the surface prior to the Triassic metamorphism.     

大别山金河桥榴辉岩的精细P-T轨迹与多阶段折返

大别山金河桥榴辉岩的岩石学和矿物学资料记录了5个阶段的变质作用,除第一阶段代表峰期变质作用外,其余变质阶段均属退变质过程。根据各变质阶段矿物组合的矿物成分分析,应用适当的温度压力计,估算出各变质阶段的变质温度和压力,第一阶段的变质温压条件为T=797℃和P=3．50GPa;第二阶段的变质温压条件为T=667℃和P=2．72GPa,第三阶段的变质温压条件为T=660℃,P=1．50GPa;第四阶段的变质温压条件为T=616℃和P=1．10GPa;第五阶段的温压条件为T=450—550℃。P=0．40～0．70GPa。根据岩石学P-T轨迹和最近发表的年代学数据,归纳出一条较精细的P-T-t轨迹,包括快速降温降压→极快速等温降压→相对快速降温降压→慢速降温降压等四段,代表了从地下115km折返出露地表的四阶段折返过程。     

大别超高压变质带的进变质、超高压和退变质时代的准确限定:以双河大理岩中榴辉岩锆石SHRIMP U-Pb定年为例

在大别超高压变质带的双河地区存在一种特殊类型的榴辉岩,该类榴辉岩主要以似层状、条带状以及不规则透镜体赋存于大理岩中。矿物组成主要为石榴石、绿辉石以及少量的金红石、白云石、菱镁矿等。沿石榴石和绿辉石边缘常退变为角闪石+斜长石等,有的岩石完全退变为斜长角闪岩。激光拉曼和阴极发光综合分析表明,该类榴辉岩中的锆石可划分为两种类型:继承性碎屑锆石和变质锆石。继承性碎屑锆石十分少见,阴极发光图象具有明显的双层结构,即强发光的核和弱发光的边,核部和边部的包体矿物分别为Pl+Ap和Qtz+Pl。SHRIMP U-Pb定年结果表明。继承性碎屑锆石核部记录的207Pb／206Pb年龄为2701±15Ma,Th/U比值明显偏高为1．05,稀土元素配分模式显示重稀土明显富集,具有典型岩浆结晶锆石的特点;边部记录的207Pb／206Pb年龄为1801±12Ma-1753±22Ma,Th／U比值则明显偏低,为0．19-0．22之间,稀土元素配分模式显示重稀土相对平坦,具有典型变质锆石的特点。上述特征表明该类继承性碎屑锆石可能来源于太古代的基底,并经历了早元古代变质热事件的改造。新生的变质锆石无论是矿物包体还是阴极发光图象均与继承性碎屑锆石存在明显差异。有的变质增生锆石具有弱发光的核(阴极发光图象呈灰色)和强发光的边(阴极发光图象呈白色)。核部包体矿物组合为Qtz +Grt+Omp+Phe+Dol+Ap,具有典型石英榴辉岩相矿物组合特征,而边部则保存含柯石英的超高压包体矿物组合Coe+Grt +Omp+Mgs+Arg+Ap,表明该类锆石的核部和边部分别形成于俯冲进变质阶段和超高压变质阶段。另一部分变质增生锆石具有强发光的核(阴极发光图象呈白色)和弱发光的边(阴极发光图象呈黑色)。核部保存的标志性超高压包体矿物组合为Coe+Grt+Omp+Mgs+Arg+Ap,边部则保存Qtz+Cal等退变矿物组合,有的则缺乏矿物包体,表明该类锆石自超高压变质阶段开始生长,并经历了后期退变质作用的改造。从不同微区矿物包体组合的性质及其转变特征可以明显看出,自石英榴辉岩相进变质阶段到超高压峰期变质阶段存在下列转变反应:Qtz→Coe和Dol→Mgs+Arg;而自超高压峰期变质阶段到后期退变质阶段则存在下列退变反应:Coe→Qtz和Arg→Cal。SHRIMP U-Pb定年结果表明,含石英榴辉岩相矿物包体的锆石微区记录的206Pb／238U年龄为249-241Ma,加权平均值为244±4Ma,代表了深俯冲石英榴辉岩相进变质阶段的变质年龄;含柯石英等超高压矿物包体的锆石微区记录的206Pb／238U年龄为239-231Ma,加权平均值为234±3Ma,代表超高压阶段的峰期变质年龄;而含石英和方解石的退变边记录的206Pb／238U年龄为219-211Ma,加权平均值为216±6Ma,应代表后期折返阶段的角闪岩相退变质年龄。上述两类变质增生锆石微区的Th／U比值和稀土元素配分模式十分相似,Th／U比值变化于0．02- 0．18之间,稀土元素配分模式显示重稀土相对平坦,稀土元素总量明显低于继承性碎屑锆石,具有典型变质锆石的特点。根据锆石微区矿物包体的化学成分,采用Grt-Omp和Grt-Omp-Phe温压计,结合前人的变质反应实验资料的综合分析,确定榴辉岩的原岩在深俯冲过程的石英榴辉岩相进变质阶段的变质温压条件为T=588-668℃,P=1．7-1．8GPa;超高压峰期阶段的温压条件为T=784-849℃,P>5．5GPa;而构造折返过程中角闪岩相退变质阶段的温压条件为T=550-720℃,P=0．8～1．4GPa。由此可见,大别超高压变质岩的原岩——元古代(部分可能为太古代)的陆壳物质在早三叠纪发生俯冲至55- 60km深处,并经历了石英榴辉岩相变质作用。随后这些变质岩石继续深俯冲至165～175km的地幔深处,于中三叠纪发生了超高压变质作用,石英榴辉岩相矿物组合转变为超高压榴辉岩相矿物组合。最后这些超高压变质岩石发生构造折返,至晚三叠纪抬升到约30km的中下地壳深度,并经历了角闪岩相退变质作用的改造,超高压榴辉岩相矿物组合退变为角闪岩相矿物组合。由此推断,大别超高压变质带俯冲和折返速率分别为11-12km Myr-1和7．5-8．1km Myr-1。该项成果不仅确定了大别超高压变质地体的石英榴辉岩相进变质-超高压榴辉岩相峰期变质-角闪岩相退变质的年代谱系,而且对于重塑大别超高压变质地体的快速俯冲-折返的动力学模式有着重要的科学意义。