藏南定结铁镁质麻粒岩矿物化学、PTt轨迹和折返过程

定结铁镁质麻粒岩出露于藏南拆离系和申扎-定结伸展构造系交汇处的高喜马拉雅岩系糜棱岩化片麻岩内, 以不同规模的透镜状包体沿着糜棱面理分布, 主要岩石类型包括退变石榴石斜长辉石岩、石榴石二辉麻粒岩和辉石斜长角闪岩等. 详细的岩相学分析表明这些铁镁质麻粒岩经历了至少四个阶段的变质演化, 早期形成了石榴石+单斜辉石+石英(榴辉岩)矿物组合(M1)、早期降压分解形成斜长石+单斜辉石后成合晶构成的高压麻粒岩矿物组合(M2)、晚期降压分解形成的斜长石+单斜辉石+紫苏辉石后成合晶构成的麻粒岩相矿物组合(M3)和最后降温水化形成的斜长石+角闪石退变质矿物组合(M4). 详细的矿物电子探针成分分析表明早期石榴石和单斜辉石(M1和M2)矿物成分与B类和C类榴辉岩同类矿物的成分特征相似, M3单斜辉石与麻粒岩相单斜辉石的成分特征一致. 早期残晶矿物组合形成于榴辉岩相(M1), 早期降压分解(M2)反应发生于1.35~1.48 GPa, 625~675℃, 降压分解的M3麻粒岩相变质阶段矿物组合形成于0.7~0.95 GPa, 775~900℃, M4退化变质的斜长石+角闪石矿物组合形成于4.0~7.5 GPa、660~700℃, 记录了俯冲增厚－构造隆升的PTt轨迹. 矿物化学特征和不同阶段变质作用的P-T条件表明早期经历了榴辉岩相变质作用. 折返过程中经历了榴辉岩相构造隆升、榴辉岩-高压麻粒岩相到麻粒岩相均衡隆升和伸展隆升的三阶段折返过程.     

西昆仑塔什库尔干高压麻粒岩PT轨迹、SHRIMP锆石定年及其大地构造意义

在新疆西昆仑塔什库尔干北康西瓦构造带一线发现了高压麻粒岩. 根据地质温压计的计算, 其峰期高压麻粒岩相变质条件为760~820℃, 1.0~1.2 GPa; 角闪岩相退变的温压条件为620~720℃, 0.7~0.8 GPa. 高压麻粒岩具有顺时针PT轨迹特征, 并具有明显的石榴石的“白眼圈”减压结构, 代表了碰撞造山过程中增厚的下地壳抬升折返地表的动力学过程. 锆石U-Pb SHRIMP分析结果表明高压麻粒岩中的锆石显示出两组年龄, 核部所代表的原岩年龄为(456±30) Ma, 变质边部所代表的高压麻粒岩的角闪岩相退变质的年龄为(177±6) Ma. 该区高压麻粒岩的形成与古特提斯洋的演化紧密相关, 它的发现表明西昆仑康西瓦断裂可能代表了古特提斯洋向北俯冲消减的界线, 对于探讨古特提斯构造域和古亚洲洋构造域关系及其演化都具有重要意义.     

华北地台北缘的构造岩石学与平衡的温压条件

内蒙古南部、宣化和密云地区太古宙变质岩的变质相较为复杂,主要为麻粒岩相和高角闪岩相,还有一部分火山-沉积岩相.火山岩以拉斑玄武岩和钙碱性火山岩为主,加TTG 岩石组合(?)沉积岩有杂砂岩、粉砂岩、凝灰岩、泥质岩等.根据辉石、石榴石地质温压计计算,它们的平衡温压条件为700—900℃,0.7—1GPa.     

秦岭-大别造山带根部超高压变质岩隆升的岩石学证迹

岩相学证据表明大别山区超高压榴辉岩是绿帘角闪岩相岩石经超高压变质而成;碰撞造山峰期超高压变质之后,由于造山带的演化,地体隆升,超高压榴辉岩普遍表现近等温减压退变质,经高压榴辉岩相至角闪岩相,然后降温降压为绿帘角闪岩相及绿片岩相,有些超高压岩石则通过等压冷却过程达绿帘蓝片岩相而后降压降温为绿片岩相,随着退变质作用的进行,岩石经历多期变形可识别出6个世代,从塑性到脆性。减压P-T轨迹亦见于流体包裹体的演化,捕获压力可从2.05GPa近等温减压至<1.0GPa,含盐度显著降低,流体的Br/Cl和I/Cl比高于海水和全球平均值,说明流体来源是深部变质水。     

西藏南迦巴瓦峰地区高压麻粒岩相变质作用特征及其构造地质意义

南迦巴瓦峰地区出露的大片石榴石兰晶石高压麻粒岩 ,提供了一个观察青藏高原深部地壳岩石及结构的窗口 .根据高压麻粒岩的岩相学特点 ,可识别出 3期变质矿物组合 ,即 ,M1:Mus Bi Pl Q ;M2 :Gt Ky Perphite/Antiperphite Rt Q ;M3 :Gt Sill Cord Sp Ilm±Opx .高峰变质作用 (M2 )条件为 :T =75 0～ 85 0℃ ,P =1.40～ 1.80GPa .退变质作用 (M3 )条件为 :T =62 1～ 72 6℃ ,P =0 .60～ 0 .70GPa .由于构造加厚 ,产生高峰变质组合的同位素年龄为 45～ 69Ma ,在后期减压抬升过程中 ,叠加产生退变质组合的同位素年龄为 18～ 2 3Ma .石榴石兰晶石高压麻粒岩矿物间反应关系、温压估算、成岩格子及对应阶段的同位素年代所限定的P T t轨迹为一个顺时针轨迹 ,具有等温降压 (ITD)的特征 .高压麻粒岩变质作用历史说明印度板块与欧亚板块的碰撞时间比普遍接受的 45Ma要早 ,在 70Ma前印度板块与欧亚板块已开始碰撞 .     

冀东陆壳结构的岩石学模型

冀东地区的古老变质岩系是一个出露的大陆地壳断面。根据变质岩系的变质相、亚相的研究和地质温压计计算的结果推定的深度,并结合地球物理测深资料,以及笔者测定和前人的岩石高压下波速实验资料提出了本区大陆地壳结构的岩石学模型。下地壳由麻粒岩相岩石组成,上部为角闪石麻粒岩亚相的中性成分的麻粒岩,下部为辉石麻粒岩亚相的基性成分的麻粒岩构成,底部夹有透镜状蛇纹石化橄榄岩以及紫苏花岗岩。中地壳主要由高角闪岩相的中性-中酸性成分的片麻岩、片岩构成,顶部为低角闪岩相的片麻岩、片岩,广泛发育英云闪长岩和花岗闪长岩岩体,含隙间高温流体相(fluid phase),形成高导-低速层。上地壳主要为绿片岩相(部分低角闪岩相)的板岩、千枚岩、片岩、变粒岩以及花岗岩组成,顶部为沉积盖层     

大别地块超高压变质期后伸展变形及超高压变质岩石折返过程

详细构造分析证明 ,现今观察到的大别地块内部超高压变质地体的区域构造样式 ,主要是在印支期 ( 2 40～ 2 1 0Ma)扬子与中 朝克拉通陆 陆碰撞及超高压变质作用期后形成的 ,具有变质核杂岩和多层伸展拆离带的组合格局 .通过鉴别挤压和伸展组构可知 ,超高压变质岩石由地幔深处折返和剥露于地表 ,至少经历过 3个不同的减压退变及构造变形阶段 ,其中 ,角闪岩相条件下的中下地壳近水平的伸展流动是一个重要的折返动力学过程 ,而且可能受到增厚的岩石圈地幔的拆沉及岩浆底侵作用的驱动 .     

吉林古陆边缘新太古-古元古代过渡时期变质杂岩构造演化史

新太古代-古元古代过渡时期变质杂岩构造演变的运动学和动力学过程是地球科学核心问题之一. 针对吉林古陆边缘变质杂岩成因归属方面的争议, 以吉林板石沟地区为例, 在新太古代-古元古代过渡时限内(2600~2000 Ma), 从早到晚、从古陆中心到边缘, 初步查明古板块动力体制发生一系列变化, 即古板块板底垫托、水平推移、俯冲、板内伸展和拆离构造; 对应控制地壳运动方式共有5种: 古陆垂直运动、古陆水平运动、古陆拉张与接触带剪切、古陆边缘隆-滑运动、层间滑动; 最终产物分别形成5种构造岩: 构造片麻岩、片麻杂岩、片麻杂岩-糜棱岩、糜棱岩、片糜岩, 构成变质杂岩主体; 古应力分别为: <20, 20.40, 21.72, 28.80, 30.8~69.8 MPa; 变形变质温度由角闪岩相-低绿片岩相, 总体变形特征构成一套完整的地壳运动、动力系统. 该系统标志着反变质杂岩的形成和地壳演化在垂直→挤压→拉张过程中进行, 并反映出由深至浅、由韧性到脆性的连续转换. 多种动力体制间的转换不仅形成各种构造岩, 而且也使造岩矿物和成矿元素得以沟通、交换或富集. 这些方面成果有助于该区构造事件的筛分和大陆动力学演化等深入性的研究.     

洪镇变质核杂岩的形成机制及其大地构造意义

位于大别造山带东侧扬子板块上的洪镇变质核杂岩, 其下拆离盘韧性剪切带叠加在元古代董岭群变质杂岩之上. 该韧性剪切带现今剖面上分别呈背形或反“S”形, 但具有一致向南西缓倾的矿物拉伸线理. 露头构造、显微构造及石英C轴组构皆指示该韧性剪切带具有上盘向南西的运动方向. 糜棱岩中石英与长石的动态重结晶型式指示其为角闪岩相韧性剪切带, 原先形成于中地壳环境. 该变质核杂岩形成于早白垩世(白云母⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为(124.8±1.2) Ma), 在区域北东-南西向拉伸中沿向南西缓倾的韧性剪切带发生拆离运动. 随后洪镇花岗岩体的侵位(黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar坪年龄为121.7 Ma)使该韧性剪切带弯曲、抬升, 形成变质核杂岩. 洪镇变质核杂岩揭示, 区内早白垩世岩浆活动是发生在区域伸展背景下, 扬子板块东部在晚中生代也经历过岩石圈减薄.     

根据地球物理资料分析大别——苏鲁超高压变质带演化的运动学与动力学

中国中央造山带东部的大别-苏鲁是全球最大的超高压变质带,本文基于地球物理资料的分析和综合研究,进一步指出这一超高压变质带演化的复杂性.在扬子与中朝克拉通碰撞后大别-苏鲁地体的俯冲产生超高压变质作用.之后由于两个克拉通之间的倾斜碰撞,产生旋转与局部的拉张为岩石折返造成了良好条件.扬子的旋转也形成一对剪切力使俯冲海洋岩石圈断开和陆块反弹.然而由于南北压挤力的继续作用与大别-苏鲁地体的折返,扬子克拉通继续向大别苏鲁地体下方俯冲.这种陆-陆俯冲携带了大量大陆物质进入上地幔,诱发部分熔融和后期的地幔上隆.本文给出了大别-苏鲁演化动力学的修正模型.     

太行山阜平片麻杂岩的流体与岩石平衡体系研究

依据流体与岩石的平衡热力学和流体包裹体测温,确定了太行山太古宙阜平片麻杂岩的流体成分和变质作用中流体/岩石平衡体系特征,反映了与阜平片麻杂岩中麻粒岩相矿物组合平衡的变质流体中水的摩尔分数小于0.05,流体/岩石相互作用主要受富二氧化碳流体的渗透作用控制.     

华北桑干地区大规模麻粒岩相变质作用的时代: 锆石U-Pb年代学

对桑干地区麻粒岩相变质沉积岩系(孔兹岩系)中变质和未变质侵入体进行锆石U-Pb年代学研究, 获得变质花岗岩、变质闪长岩锆石U-Pb年龄分别为2005±9 Ma和1921±1 Ma, 它们代表岩浆结晶年龄. 另外测得未变质粗粒石榴石花岗岩锆石U-Pb年龄1892±10 Ma. 据此, 麻粒岩相变质作用时代应该晚于闪长岩的侵入年龄(1921 Ma), 略早于粗粒石榴石花岗岩的形成年代. 结合已有的年龄资料提出, 桑干地区发育的孔兹岩系、片麻岩地体和高压基性麻粒岩, 它们的麻粒岩相变质作用都发生在早元古代末. 这一时代是华北克拉通碰撞拼合的时代.     

辽宁金伯利岩变基性岩石捕虏体地球化学及锆石年代学: 示踪华北下地壳早期演化

辽宁复县古生代金伯利岩中的变基性岩石捕虏体主要为石榴石麻粒岩, 少量的辉石角闪岩、变辉长岩和辉石正长岩. 它们的SiO₂含量在47.3%~49.9%间. 石榴石麻粒岩多为中、粗粒变晶结构并呈三联点接触, 具石榴石+斜长石+辉石+条纹长石±金云母的矿物组合. 辉石角闪岩的矿物组合为斜长石+辉石+角闪石±条纹长石, 具744~821℃和0.76~0.88 GPa的平衡温度和压力条件. 石榴石麻粒岩来源于辉石角闪岩之下, 相当于>29 km下地壳深度, 石榴石麻粒岩的化学组成相当于钙碱性玄武岩, 具非常宽的Ni(133×10^&#8722;6~840×10^&#8722;6), 和Nb/Y(0.12~1.85)、Nb/U(3.51~53.86)和Ta/U(0.38~2.48). 辉石角闪岩和辉石正长岩组成上相当于碱性玄武岩. 它们被认为是底侵基性岩浆(结晶分异和未结晶分异)物质与古老地壳组分混染并经变质作用的产物, 并部分受到金伯利岩浆的影响. 变辉长岩锆石协和的表面年龄(2610~2580 Ma)以及石榴石麻粒岩、辉石角闪岩锆石近协和的上交点年龄(2578~2538 Ma), 说明它们是目前所知华北地块深部地壳最古老的捕虏体样品. 这些年龄记录着华北东部统一陆块形成事件, 即新太古代(2.6~2.5 Ga)是华北地块重要的陆壳生长期. 石榴石麻粒岩下交点年龄(1853 Ma)记录着早元古代的一次重要构造-热事件. 该事件可能与华北东、西部地块的碰撞作用以及华北克拉通的最后拼合(1.8 Ga)有关.     

苏鲁造山带威海泥质麻粒岩古元古代麻粒岩相变质作用和三叠纪流体改造的独居石记录

独居石是苏鲁造山带威海地区出露的泥质麻粒岩中非常重要的一种副矿物,也是用来探究麻粒岩变质演化的有力工具.威海地区的泥质麻粒岩呈透镜体状不协调地产出于花岗质片麻岩中.透镜体从核部到边部,岩性逐渐变化,依次为:未变形的粗粒泥质麻粒岩、面理化的细粒泥质麻粒岩、石榴石黑云母片麻岩和混合岩化麻粒岩.透镜体的核部保存有麻粒岩相峰期变质矿物组合:石榴石+斜长石(反条纹长石)+石英+矽线石+黑云母,以及副矿物金红石、锆石和独居石.而透镜体的边部则出现受流体改造形成的退变质组合.为了揭示该泥质麻粒岩透镜体的变质演化过程,文章对其中的独居石矿物进行了BSE成图、U-Pb定年和微量元素成分的综合研究.未变形的粗粒泥质麻粒岩中独居石只记录了古元古代的年龄(1832±7)Ma (n=40),而其他三种岩石中的独居石则记录有古元古代继承年龄和三叠纪新生年龄.例如,混合岩中的独居石U-Pb定年结果给出(1818±10)Ma的上交点年龄、(211±22)Ma (n=56)的下交点年龄以及(223.8±2.9)Ma的三叠纪谐和年龄.在微量元素特征上,古元古代独居石具有强烈HREE和Y的亏损以及明显的Eu负异常,表明这些独居石是和石榴石及长石在麻粒岩相条件下同期生长的.而在三叠纪流体改造过程中,独居石边部获得Th和Si元素而释放出U、HREE、Y和P,该过程使得三叠纪增生独居石具有更高的HREE和Y含量、低的Th和U的含量及相对低的Th/U比值.因此,泥质麻粒岩中的独居石记录了古元古代的麻粒岩相的变质作用和三叠纪的流体改造过程.威海地区泥质麻粒岩在构造属性上可能属于华北克拉通,在三叠纪的大陆碰撞过程中被卷入苏鲁造山带,并在之后折返过程中受到了流体的改造.     

东秦岭秦岭杂岩中的长英质高压麻粒岩及其地质意义初探

东秦岭松树沟一带秦岭杂岩中长英质高压麻粒岩的特征矿物组合为石榴石+蓝晶石+微纹碱性长石+石英+金红石。它的形成条件为800～900℃和1.3～1.6GPa,并遭受了600～650℃和0.8～1.0 GPa以及500～600℃和0.3～0.6Gpa两个阶段退变质作用的改造,分别形成珍珠云母+多硅白云母+斜长石(Pl_Ⅰ)+石英和矽线石+黑云母+斜长石(Pl_Ⅱ)+微斜长石+石英两期退变质矿物组合,共同构成一个早期降温降压和后期再降压降温的两阶段顺时针演化的P-T轨迹。     

新疆西南天山科克苏河新发现榴辉岩岩石学特征和相平衡研究及其地质意义

西南天山高压-超高压变质带东段特克斯县科克苏河一带首次发现了榴辉岩和含绿辉石的蓝片岩,通过详细的岩石学研究,并运用THERMOCALC软件、在MnNC(K)FMASHO体系下对其进行了相平衡模拟.选择的样品为新鲜的榴辉岩TK003,含绿辉石包体的蓝片岩TK026-8及退变榴辉岩TK027.3个样品石榴石成分均显示出从核部到边部Xpy和Xgrs逐渐升高,Xsps不断降低的变质生长环带特征.相平衡模拟结果显示,榴辉岩和蓝片岩经历了相似的P-T演化轨迹,早期近等压条件下升温至峰期,达到榴辉岩相变质作用温压范围,峰期温压条件为T=480~515℃,P=2.0~2.3 GPa;而后在近等温条件下快速降压,退变初期经历的温压条件为515~519℃,1.78~1.93 GPa.不同样品中变质矿物组合及其含量的不同主要受全岩成分控制的退变路径不同所引起,此外还可能与体系含水量有关.峰期温压条件及其地热梯度(6~7℃km-1)表明科克苏河流域出露的高压变质岩石同样经历了冷俯冲榴辉岩相变质作用,它与西端的昭苏境内的榴辉岩-蓝片岩带相连,构成了东西向长约200 km的榴辉岩相变质带.但在该区并未发现超高压变质矿物,说明西南天山东段的科克苏河一带可能没有俯冲到达发生超高压变质作用的深度.     

云南元谋苴林群变质作用P-T-t轨迹及其地球动力学意义

苴林群变质杂岩出露于扬子地台西缘的云南元谋地区, 北面与康滇变质杂岩相连. 在详细岩相学观察和对石榴石生长环带细致研究的基础上, 重建了苴林群中十字石-蓝晶石带变质作用的P-T-t轨迹. 该轨迹具如下特征: (1)逆时针方向演化；(2)在进变质初期, 增温幅度大于增压, 尔后逐渐变为增压为主, 最后温压同步达到峰值；(3)在峰期变质后为近等压降温. 其中进变质过程P-T-t轨迹与岛弧岩浆增生密切相关. 岩浆增生、变质类型和构造背景可与全球Grenville期构造-变质作用作对比, 并可能与中元古代末-新元古代初(-1.0 Ga) Rodinia古陆拼贴有关. 退变过程P-T-t轨迹指示近等压的缓慢冷却, 表明岩浆增生结束后未曾有强烈的剥蚀并存在深部热源的持续供给. 该热源可能与新元古代(0.82 Ga) Rodinia古陆裂解有关.     

华北克拉通新太古代不整合事件的确定及其大陆克拉通构造演化意义

在华北北部麻粒岩相带内识别出了古老的不整合事件 ,表现为面状分布的孔兹岩系不整合覆盖在灰色片麻岩杂岩基底之上 .孔兹岩系的稀土配分模式指示其原岩主要为较成熟的沉积岩系 .同位素年龄及变质作用P T t轨迹的研究证明孔兹岩系明显晚于基底杂岩形成 ,并且孔兹岩系经历的变质事件叠加于基底杂岩 .孔兹岩系 基底杂岩的二元结构现存于整个华北克拉通的西部 ,并被五台裂谷构造截切 ,证明不整合事件发生于新太古代 ,记录了新太古代华北克拉通化的重要构造热事件     

大别造山带地壳S波速度结构

在大别造山带深地震测深剖面H维P波地壳速度结构的基础上,从地震记录的水平分量得到S波地壳速度结构,并用P波和S波的资料共同约束地壳的组成.剖面上大多数炮点的记录均显示了清晰的Sg和SmS震相.在埠塔寺炮和金拱炮的记录上还较清晰地显示出莫霍界面的反射转换震相PmS,表明在相应的范围内莫霍界面是一级间断面.在Pn和SmS震相都比较强的记录截面图上缺少相应的Sn震相,表示在上地幄顶部泊松比随深度急剧增大,在这一深度上物质可能存在局部熔融状态.剖面的地壳泊松比模型表明,上地壳在深度10km以内泊松比为025左右,仅北淮阳弧后复理石带较低,为0.23；扬子板块和华北板块的下地壳泊松比为0.26-0.27；在大别选山带,上地壳下部泊松比为0.22-0.24,而下地壳泊松比为0.27-0.30,其中超高压变质带最高.P、S波速度和泪松比表明超高压变质带下地壳主要由基性麻粒岩组成.大别造山带中、下地壳组成的横向不均匀性反映了在三叠纪造山作用期间扬子板块向华北板块俯冲,以及存在与地慢物质相联系的岩浆侵入体.     

南大别山超高压岩区变质作用的P—T—t研究——兼论花岗片麻？…

南大别山超高压变质杂岩与花岗片麻岩具有不同的变质矿物组合和结构特征,显示它们之间变质作用条件和过程可能存在着差异。超高压榴辉岩峰期变质的温度为７５４－８６６℃,压力大于２．７Ｇｐａ,退变到榴闪岩和角闪岩的温度、压条件分别为０．５５－０．６９Ｇａｐ和４７０－５７０℃。花岗片麻岩中所见到的最高变质作用为角闪岩相,变质的温、压条件分别为４５０－５１５℃和０．６０－０．７５Ｇｐａ。花岗片麻岩的变质条件与超