秦岭杂岩清油河斜长角闪岩多期变质的证据——来自锆石微量元素和包裹体的启示

北秦岭清油河地区广泛发育以透镜状、条带状或岩墙状赋存于秦岭杂岩石英二长片麻岩中的斜长角闪岩,矿物组合为角闪石、斜长石以及少量的石榴子石、单斜辉石等。锆石阴极发光图像、不同微区矿物包裹体和稀土元素分析,以及不同性质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和微量元素分析等综合研究结果表明,该斜长角闪岩锆石成因十分复杂,可进一步划分为三种类型。第一类锆石呈半自形-他形晶,阴极发光显示条带状分带,锆石稀土总量较高,球粒陨石标准化稀土配分模式中重稀土富集,Eu负异常明显,记录的206Pb/238U加权平均值为774±13Ma,代表了该岩石原岩形成时代;第二类锆石呈他形晶,为典型的变质锆石,阴极发光图像为扇状或面状分带,锆石稀土总量较低,球粒陨石标准化稀土配分模式中重稀土相对平坦,没有Eu的负异常,表明该类锆石结晶时岩石中含有石榴子石,而没有长石,该类锆石矿物包裹体主要为Grt+Cpx+Q,可能代表榴辉岩相(榴辉岩或者石榴子石辉石岩)变质矿物组合,记录的~(206)Pb/~(238)U加权平均值为493±5Ma;第三类锆石呈他形晶或构成第二类锆石的薄边,亦为典型变质锆石,阴极发光为面状分带,锆石稀土总量较低,球粒陨石标准化稀土配分模式中重稀土平坦,具有Eu的异常,锆石包裹体矿物组合为Grt+Cpx+Pl+Amp+Q,应代表退变质矿物组合,记录的206Pb/238U加权平均值为448±4Ma。该斜长角闪岩的原岩年龄(774±13Ma)、峰期变质年龄(493±5Ma)和后期退变质年龄(448±4Ma)与北秦岭已厘定的高压-超高压岩石的原岩年龄、峰期变质和退变质年龄非常吻合,说明该岩石可能是北秦岭高压-超高压变质岩带的一部分。据此,并结合清油河斜长角闪岩中发现残存金刚石的研究成果,可以推测现今秦岭杂岩中出露的一些低级变质相岩石峰期也可能经历了高压-超高压变质,只是由于后期强烈的退变质作用的改造而难于识别和辨认,北秦岭高压-超高压岩石的分布可能远比目前观察到的丰富。此外,本次研究还显示清油河斜长角闪岩原岩具有大陆拉斑玄武岩特征,是陆壳岩石的一部分。这些资料为进一步论证北秦岭早古生代高压-超高压岩石(包括榴辉岩、长英质片麻岩、石榴子石辉岩、榴闪岩和部分斜长角闪岩等)是陆壳俯冲-深俯冲作用的产物提供了新的证据。     

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。     

北秦岭造山带西段早古生代榴辉岩相变质岩石的发现及其地质意义SCIEI北大核心CSCD

西秦岭地处中国中央造山系东西转换衔接部位,随着东秦岭以及祁连、柴北缘和东昆仑早古生代高压-超高压变质岩石的陆续发现和深入研究,西秦岭造山带变质作用研究吸引了大家的普遍关注。本文在大范围野外地质调查基础上,在北秦岭造山带西段天水南部的秦岭岩群长英质片麻岩中发现了一套石榴子石斜长角闪岩(榴闪岩),并开展了详细的锆石形貌和内部结构、微区微量元素和U-Th-Pb同位素研究。CL图像显示榴闪岩锆石普遍具有核-幔-边或核-边结构,部分存在原岩残留锆石。定年结果得到榴闪岩原岩残留锆石年龄为710±52Ma,同时得到497±3Ma、452±3Ma和423±7Ma三期变质年龄。其中497±3Ma变质年龄来自锆石核部并显示出轻稀土亏损、重稀土平坦且没有明显负Eu异常的稀土配分曲线特征,表明该时期的矿物组合中有石榴子石但没有斜长石,与榴辉岩相变质锆石特征一致;452±3Ma变质年龄来自锆石幔部或边部,对应测点重稀土元素的分异加大,并出现弱的负Eu异常,说明此时石榴子石被消耗且出现少量斜长石;423±7Ma变质年龄来自锆石的最边部,对应稀土配分曲线表现出更明显的负Eu异常和更大的重稀土元素分异特征,指示此时岩石中石榴子石含量更少,斜长石含量更多。上述结果表明该榴闪岩可能经历了~500Ma的榴辉岩相变质作用,并在~450Ma和~420Ma叠加了两期退变质改造。天水地区榴闪岩无论是其野外产状,还是变质锆石的形貌和内部结构、稀土配分曲线特征及其所记录的原岩和三期变质年龄都与北秦岭造山带东段大陆俯冲型高压-超高压变质榴辉岩近乎一致,指示早古生代时期,北秦岭造山带西段与东段经历了相似的大陆(深)俯冲和折返过程,它们共同构成一条统一的早古生代高压-超高压变质岩带。     

拉萨地块林芝杂岩体石榴角闪岩的地球化学特征和年代学研究

本文对位于青藏高原拉萨地体东南缘林芝杂岩中的两类石榴角闪岩进行了详细的地球化学和锆石U-Pb年代学研究。这两类石榴角闪岩分别为硅不饱和的含十字石石榴角闪岩和硅饱和的含石英石榴角闪岩。含十字石石榴角闪岩矿物组合为十字石、石榴子石、角闪石、钠云母、绿泥石、斜长石。石英石榴角闪岩矿物组合为石榴子石、角闪石、石英、斜长石、黑云母。岩石学及变质相平衡研究表明两类石榴角闪岩均经历了高压角闪岩相变质作用。含十字石石榴角闪岩和石英石榴角闪岩具有MORB的地球化学特征,锆石U-Pb年代学分析获得了800~200 Ma的206Pb/238U年龄范围,出现了~430 Ma、~268 Ma和~216 Ma年龄峰值。~430 Ma年龄可能和拉萨地体岩浆活动有关,~268 Ma变质年龄和~216 Ma变质年龄和拉萨地块经历的高压变质作用有关。其中~268 Ma年龄和拉萨地块内部松多高压带榴辉岩的峰期变质年龄一致,而~216 Ma年龄和榴辉岩的围岩含石榴子石片岩年龄一致。对比该区域的年代学研究成果,这表明林芝杂岩体不仅经历了中新生代的变质和岩浆再造活动,还经历了古特提斯洋闭合,南北拉萨地块发生碰撞的晚二叠世的高压变质作用和三叠纪的中压变质作用。     

北秦岭松树沟榴辉岩的确定及其地质意义

松树沟石榴石角闪岩(榴闪岩)呈透镜状产于松树沟超镁铁岩旁侧的斜长角闪岩中,一直以来被认为是形成于接触交代变质或麻粒岩相变质过程。详细岩相学及矿物元素分析,在榴闪岩的基质矿物、石榴石幔部及锆石包体中发现残留的绿辉石,而且石榴石也保存了明显的进变质主、微量元素成分环带,表明松树沟榴闪岩为榴辉岩退变质的产物,至少经历了从角闪岩相到榴辉岩相再到角闪岩相的三阶段顺时针PT演化过程。锆石定年结果得到榴辉岩的变质年龄为500±8Ma,原岩结晶时代为796±16Ma,与秦岭岩群北侧官坡超高压榴辉岩的变质年龄和原岩年龄完全一致,也与北秦岭区域高压-超高压变质时代和原岩的结晶时代一致。表明松树沟榴辉岩与北秦岭造山带已发现的高压-超高压变质岩石一起都应是古生代大陆深俯冲作用的结果,而松树沟超镁铁岩可能是俯冲的大陆板片在折返过程中携带的俯冲隧道中的交代地幔岩。     

北秦岭造山带的早古生代多期变质作用

北秦岭造山带的秦岭岩群以高级变质岩石为特征,主要包括少量榴辉岩、高压麻粒岩和区域上广泛分布的麻粒岩-角闪岩相变质岩石。年代学研究显示秦岭岩群中不同岩石记录了多期变质作用。已有的定年资料给出北秦岭官坡地区的榴辉岩的年龄为500Ma左右,代表榴辉岩相的变质时代。结合岩相学资料,对两个高压麻粒岩样品的SHRIMP和LA-ICPMS U-Pb测定分别获得504±7Ma 和506±3Ma的年龄,应代表高压麻粒岩相变质时代。这表明高压麻粒岩和相邻的榴辉岩有相近的变质时代,但形成在造山带中不同的构热造环境中。西峡地区的角闪二辉麻粒岩的U-Pb定年给出两组早古生代年龄,一组为440±2Ma,可能代表了中低压麻粒岩相的变质时代,另一组为426±1Ma,应代表区域角闪岩相的变质时代。桐柏山北部的石榴二辉麻粒岩的U-Pb定年数据给出436±1Ma的年龄,为中压麻粒岩相的变质时代。这些资料表明北秦岭造山带经历了早奥陶世的俯冲和地壳增厚作用,并在晚志留世遭受了广泛的巴罗式区域变质作用。     

东昆仑早古生代变质演化:来自浪木日石榴斜长角闪岩的记录SCIEI北大核心CSCD

东昆仑造山带近年来被厘定为早古生代高压-超高压变质带。带内广泛出露早古生代的中-高级变质基性岩,这些岩石记录了不同的变质温压和多期的变质年龄,是反演和制约东昆仑早古生代变质演化的重要样品。本文选取东昆仑浪木日地区的石榴斜长角闪岩为研究对象,开展了变质岩石学及锆石年代学研究。石榴斜长角闪岩呈团块状出露在黑云二长片麻岩中,主要组成矿物为石榴子石、角闪石、斜长石、透辉石和石英,含少量黑云母、绿泥石、金红石、钛铁矿和榍石。石榴子石变斑晶的核部含有绿帘石、角闪石、斜长石、金红石和石英包裹体,其成分从核部到边部,锰铝榴石逐渐降低、钙铝榴石和Mg/(Mg+Fe;)比值逐渐升高,为进变质作用形成的环带。岩石中的矿物结构关系和成分特征显示其经历了进变质、峰期变质和退变质三个阶段的变质演化,变质温压分别为:T≈610℃和P≈6.5kbar、T≈700℃和P≈10.5kbar以及T≈650℃和P≈4.5kbar。这三阶段的变质作用构成顺时针的变质P-T轨迹,指示岩石经历进变质升温升压至峰期阶段,随后经历近等温降压的退变质阶段。同时该P-T轨迹特征表明岩石形成于俯冲-碰撞的构造背景。对石榴斜长角闪岩中的锆石进行SIMS U-Pb定年,得到492.8±5.1Ma的谐和年龄。锆石的形态特征与典型的变质锆石一致,其内包裹的石榴子石、角闪石和斜长石组合与岩石的峰期矿物组合一致。因此,锆石在峰期变质阶段结晶,所测年龄~493Ma为角闪岩相峰期变质年龄。本文研究的石榴斜长角闪岩与该区高压-超高压榴辉岩在野外产状、P-T轨迹和变质年龄等方面密切相关,暗示ca.490Ma是该区高压-超高压变质作用的一个重要时间节点。石榴斜长角闪岩和榴辉岩之间的变质差异,表明东昆仑早古生代经历了多阶段的变质作用,不同岩石记录了原特提斯洋俯冲-碰撞过程的不同阶段。本文获得的变质P-T轨迹和变质年龄可为进一步探究东昆仑早古生代高压-超高压变质作用提供限定。     

北秦岭高压-超高压岩石的多期变质时代及其地质意义

在岩相学观察和锆石CL图像研究的基础上,利用LA-ICP-MS原位微区定年分析方法,本文确定北秦岭清油河退变榴辉岩的峰期变质时代为490±6Ma,退变质时代为453±9Ma,原岩形成时代为655±9Ma;松树沟超高压长英质片麻岩的峰期变质时代为497±8Ma,两期退变质时代分别为448±4Ma和421±2Ma,原岩形成时代上限832±25Ma;寨根石榴石辉石岩的峰期变质时代为498±2Ma,中压麻粒岩相退变质时代为450±3Ma,角闪岩相退变质时代为426±1Ma,原岩形成时代为573±40Ma;西峡北榴闪岩的角闪岩相变质时代为423±3Ma,原岩形成时代为843±7Ma。新确定的这些岩石的峰期变质时代与前人已报导的区内高压-超高压岩石的峰期变质时代在误差范围内基本一致,结合区内高压-超高压岩石不仅分布在秦岭岩群北缘的官坡-双槐树一带,而且断续出露在秦岭岩群中部或偏南侧的清油河北-松树沟-寨根北甚至西峡北东西一线,进一步表明它们应是同一期构造地质事件的产物。北秦岭已发现的全部正变质的高压-超高压岩石均呈透镜体状分布在围岩片麻岩中,松树沟超高压长英质片麻岩的原岩为典型的陆壳沉积物,因此,这些高压-超高压岩石的形成可能都是陆壳俯冲-深俯冲作用的产物。结合岩相学观察、锆石CL图像和锆石U-Pb定年表明,这些高压-超高压岩石在～500Ma经历了峰期变质作用后,又分别在～450Ma和～420Ma遭受了中压麻粒岩相和或角闪岩相退变质作用的叠加,充分说明这些高压-超高压岩石经历了一个完整的由陆壳俯冲-深俯冲、之后连续两次抬升的构造演化过程。另外,本次研究新获得的这些岩石的原岩形成时代介于843±7Ma～573±40Ma之间,结合官坡榴辉岩的原岩形成时代为791～814Ma以及松树沟榴闪岩原岩时代为787±16Ma的研究,共同表明北秦岭高压-超高压岩石的原岩形成时代均为新元古代,因此,限定俯冲-深俯冲的陆壳物质应来自形成时代为新元古代的大陆地壳或地质体。结合区域地质背景和前人研究成果综合分析,本文初步认为,北秦岭高压-超高压变质岩带的形成是商丹洋向北俯冲拖曳南秦岭新元古代陆壳物质在～500Ma发生陆壳俯冲-深俯冲作用的产物,之后在～450Ma与～420Ma经历了两期抬升。     

Determination of Early Paleozoic metamorphic event in the Longshan Complex and its geological implicationSCIEI北大核心CSCD

长期以来,陇山杂岩的归属问题一直存在争议。本文对出露于秦岭-祁连山结合部位的陇山杂岩中石榴黑云斜长片麻岩和石榴斜长角闪岩进行了详细的岩石学、P-T温压计算、独居石和榍石U-Pb年代学研究。通过详细的岩相学观察,石榴黑云斜长片麻岩的变质峰期矿物组合为石榴子石+黑云母+斜长石+石英;石榴斜长角闪岩中则识别出了以石榴子石+单斜辉石+角闪石+斜长石+石英为峰期的变质矿物组合。通过传统温压计计算,石榴黑云斜长片麻岩(样品21LS40)和石榴斜长角闪岩样品(样品21LS42-1)的峰期变质P-T条件分别为700℃、0.72GPa和710℃、0.74GPa。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS) U-Pb数据表明,石榴黑云斜长片麻岩中独居石的206Pb/238U的加权平均年龄为407~435Ma。石榴斜长角闪岩中榍石的下交点年龄分别为410±7Ma、409±5Ma和426±10Ma,榍石中Zr含量温度计的计算结果分别为750℃、751℃和748℃(假定压力为0.7GPa)。本文从变质作用的角度出发,将陇山杂岩与秦岭杂岩进行温压条件和变质时代对比研究,认为陇山杂岩与东秦岭杂岩高压-超高压岩石的最后一期退变质作用和西秦岭天水地区的秦岭杂岩麻粒岩相变质作用类似,可能为北秦岭造山带的西延。     

喜马拉雅造山带中段亚东地区石榴角闪岩的成因：岩石学和锆石U- Pb年代学

喜马拉雅造山带中段出露的基性麻粒岩是理解印度大陆前喜马拉雅期演化历史和新生代碰撞造山作用的理想研究对象。本文对亚东多庆湖地区的石榴角闪岩进行了岩石学、全岩主微量元素地球化学和锆石U- Pb年代学研究,揭示了其原岩类型和新生代的变质作用过程。石榴角闪岩的原岩很可能为新元古代(~890 Ma)的玄武岩,具有E- MORB型岩石的地球化学特征。石榴角闪岩具有三期矿物组合：① 进变质矿物组合可能为石榴子石+角闪石+斜长石+钛铁矿+石英,即石榴子石核部及其中包裹体;② 峰期矿物组合为石榴子石+角闪石+斜长石+黑云母+石英,即石榴子石边部和基质矿物;③ 退变质矿物组合为角闪石+斜方辉石+斜长石+黑云母+石英,包括退变质域和石榴子石边部的后成合晶矿物。矿物温压计和相平衡模拟表明,石榴角闪岩进变质、峰期和退变质条件分别为609~621℃和0. 59~0. 65 GPa、805~845℃和0. 91~1. 04 GPa、825~840℃和0. 61~0. 68 GPa,经历了峰期高压麻粒岩相的变质作用。锆石U- Pb年代学研究表明,石榴角闪岩的峰期变质时间为34. 8~20. 3 Ma,退变质时间为18. 1~17. 7 Ma,可能经历了一个较长期的部分熔融过程。本文研究认为,亚东石榴角闪岩是印度板块向欧亚板块长期俯冲、地壳增厚成因的基性麻粒岩,原岩可能与Rodinia超大陆拼合相关;其以加热埋藏、近等温降压为特征的顺时针P- T轨迹指示了喜马拉雅造山带中段的大喜马拉雅岩系上部构造层位经历了长期持续的地壳增厚和高温麻粒岩相变质作用,以及早中新世(21~17 Ma)相对快速的减压抬升和随后(17 Ma之后)相对缓慢的折返至地表的演化过程。     

秦岭杂岩中变质侵入体特征

通过凤(县)—太(白)地区1∶250000地质填图,从秦岭杂岩中解体划分出变质侵入体,命名为两河口岩体。锆石同位素年龄为851.8±1.9Ma。据岩体岩石学、岩石化学、地球化学特征,北秦岭造山带沿商丹一线(西部)存在晋宁期大陆弧型花岗岩。并可与东秦岭地区蔡凹岩体、德河岩体等对比。两河口岩体的确立,对晋宁运动的存在、运动性质及Rodinia超大陆的拼接形成提供了新的证据。     

青海南山地区角孔变质岩地质特征、年代学及其地质意义

青海南山达不祖乎山北部一带的角孔变质岩系原划为早中三叠世隆务河组。通过野外实测地质剖面和路线地质调查,查明该套地层单元野外产出状态及岩石组合特征,并对其物质来源和形成时代进行分析,对进一步研究该区晚古生代-早中生代的构造演化具有重要意义。该套变质岩系为一套长石石英岩、石英岩、大理岩和黑云石英片岩组合,由下向上划分为3个岩段,叠置厚度大于3186.3m。根据碎屑锆石年龄分布特征,可大致划分为5个年龄组段,分别为250～304Ma、405～546Ma、649～1077Ma、1402～1620Ma和1861～2990Ma,其中250～304Ma可进一步划分为250～269Ma和289～304Ma两个亚组。综合前人研究资料与区域构造岩浆活动,将青海南山地区角孔变质岩的沉积时代限定为二叠纪,物源主要来自祁连造山带加里东期和晋宁期岩浆弧,柴北缘构造带海西期岩浆弧也提供了部分物质,晚古生代—早中生代经历了陆内裂陷、洋盆拉张及俯冲碰撞的构造演化过程。     

秦岭佛坪变质结晶岩系年龄和物质组成特征——SHRIMP锆英石U-Pb年代学和全岩Sm-Nd年代学数据

秦岭是长期多阶段发展的复杂大陆碰撞造山带。本文报道了位于造山带中部佛坪变质结晶杂岩系的SHRIMP锆英石U-Pb年龄和全岩Sm-Nd年龄同位素分析结果。变质岩SHRIMP锆英石U-Pb年龄十分复杂，除有少量太古宇形成的锆英石外，还存在大量元古宇至显生宇的锆英石。并在2000Ma，1200Ma，800Ma，400Ma，200Ma左右形成峰期。片麻岩Nd模式年龄tDM 1372～2081Ma。佛坪变质结晶岩系主体可能形成于古元古代，年龄2000Ma左右。在后期强烈地质作用中有少量地幔物质加入。岩系形成于新太古代的意见笔者没有得到证实。秦岭造山带中部可能存在或存在过太古宙结晶基底岩石。     

北秦岭超高压地体折返过程中的多期次部分熔融

本文对丹凤地区秦岭岩群含柯石英超高压变质地体长英质片麻岩中的混合岩化长英质浅色体和含石榴子石暗色包体的花岗质脉体进行了详细的矿物学、地球化学和锆石U-Pb年代学以及Lu-Hf同位素研究。其中,长英质浅色体显示了近原位熔融的高硅、富钾的过铝质花岗岩地球化学特征;锆石的CL图像呈灰黑色,均匀无结构或云雾状内部结构,Th/U比值0. 008,并含有钾长石、斜长石、石英和磷灰石等包裹体,显示深熔锆石的特征;花岗质脉体暗色包体中的石榴子石显示核-边成分环带,其中核部成分与秦岭岩群长英质片麻岩中石榴子石成分一致,边部Sps含量升高,显示熔体改造或退变质扩散特征,寄主花岗质脉体显示重稀土强烈亏损的与石榴子石平衡的熔体特征,指示它们是秦岭岩群含石榴子石长英质片麻岩部分熔融的产物。锆石LA-ICP-MS定年得到长英质浅色体和花岗质脉体的结晶年龄分别为445±4Ma和420±1Ma,明显晚于本区的超高压变质时代,而与折返过程中麻粒岩相和角闪岩相退变质叠加的时代基本一致。结合区域地质和前人的研究成果,提出秦岭岩群在深俯冲板块的折返过程中,分别在445Ma和420Ma发生了两期部分熔融作用。     

秦岭洛南-栾川断裂带角闪石的变质变形特征及其意义

断裂带基性构造岩中的角闪石变形行为及变形过程中成分变化是研究断裂带变形环境及构造演化的重要手段,也是研究中地壳角闪质岩石流变学特征的重要依据。本文通过对洛南-栾川断裂带庙子构造剖面中基性糜棱岩和构造片岩中角闪石的变质变形分析研究表明角闪石的显微变形特征以膨凸式和亚颗粒式动态重结晶为主,其变形环境应为角闪岩相。探针成分分析显示角闪石全部为阳起石,具有明显的成分环带,角闪石Al2O3-Ti O2图解显示其核部成分偏壳幔混合,边部成分偏壳源;(Na+K)-Ti变异图显示其形成环境主要为角闪岩相,核部偏麻粒岩相,边部偏绿片岩相。与角闪石共生斜长石也具有明显的成分环带,残斑核部成分偏基性,边部及基质中新生斜长石成分偏酸性。用斜长石-角闪石实验地质温压计计算结果指示了核部温压为620~640℃,0.4~0.7GPa;幔部的温压为490~520℃,0.15~0.65GPa;边部的温压为465~482℃;0.5~0.8GPa。所以,庙子基性糜棱岩中角闪石的核部形成于相对较高温的深部环境;边部是在断裂带剪切作用下,产生塑性变形和退变质偏壳源成分的环带,反映出在活动过程中有一定的抬升。所以,由断裂带角闪石的变质变形分析可以揭示断裂带的构造活动过程以及温压环境,对研究造山带中断裂带的活动条件及演化有重要意义。     

Development of inverted metamorphic isograds in the western metamorphic belt, Juneau, Alaska

An inverted metamorphic gradient is preserved in the western metamorphic belt near Juneau, Alaska. The western metamorphic belt is part of the Coast plutonic–metamorphic complex of western Canada and southeastern Alaska that developed as a result of tectonic overlap and/or compressional thickening of crustal rocks during collision of the Alexander and Stikine terranes. Detailed mapping of pelitic single-mineral isograds, systematic changes in mineral assemblages, and silicate geothermometry indicate that thermal peak metamorphic conditions increase structurally upward over a distance of about 8 km. Peak temperatures of metamorphism increase progressively from about 530 °C for the garnet zone to about 705 °C for the upper kyanite–biotite zone. Silicate geobarometry suggests that the thermal peak metamorphism occurred under pressures of 9–11 kbar. The metamorphic isograds are in general parallel to the tonalite sill that is regionally continuous along the east side of the western metamorphic belt, although truncation of the isograds north of Juneau indicates that the sill intrusion continued after the isograds were established. Our preferred interpretation of the cause of the inverted gradient is that it formed during compression of a thickened wedge of relatively wet and cool rocks in response to heat flow associated with the formation and emplacement of the tonalite sill magma. Garnet rim compositions and widespread growth of chlorite suggest partial re-equilibration of the schists under pressures of 5–6 kbar during uplift in response to final emplacement and crystallization of the tonalite sill. The combined results of this study with previous studies elsewhere in the western metamorphic belt indicate that high-T/high-P metamorphism associated with the collision of the Alexander and Stikine terranes was a long-lived event, extending from about 98 Ma to about 67 Ma.     

北秦岭西部榴闪岩的发现与变质作用过程:锆石年代学和Hf-O同位素制约

秦岭造山带是由多期俯冲-碰撞造山和随后多阶段隆升成山形成的复合型造山带。近年来一个突破性进展是在北秦岭东部即陕西-河南交界地区以及桐柏地区的秦岭群高级变质岩中发现存在大量退变榴辉岩和高压麻粒岩,其中部分退变榴辉岩锆石包裹体中出现柯石英。这些发现证明北秦岭东部和桐柏地区的确在480~500Ma发生过深俯冲作用,随后造山带抬升形成退变榴辉岩。那么,北秦岭西部是否存在类似的(深)俯冲作用?本文首次在北秦岭西部宝鸡眉县地区发现了榴闪岩。该榴闪岩主要由石榴石和角闪石组成,含少量石英、透辉石和绿帘石。石榴石变斑晶都具有明显由退变质扩散作用形成的环带结构,绿帘石变斑晶具有与榴辉岩中绿帘石大致相同的XFe、CaO和Al2O3含量。同时,石榴石变斑晶核部还含有Amp+Cpx+Qtz包裹体,该包裹体矿物组合暗示其退变前可能是榴辉岩,而榴闪岩是在流体活动过程中退变质作用形成的。榴闪岩中锆石的离子探针SIMS定年获得很好的U-Pb谐和年龄(443.9±1.1Ma)和206Pb/238U的加权平均年龄(443.2±2.5Ma)。锆石的低Th和U含量和非常高Th/U比值(0.47~1.66)说明其并非是在"干"体系下形成的进变质锆石,应该是在流体强烈活动下形成的或是进变质锆石被退变质过程完全重置。因此,443Ma应该是榴闪岩的形成年龄即记录退变质作用发生的时间。这些锆石具有亏损的Hf同位素和类似地幔的氧同位素组成。因遭受退变质作用的强烈影响,其εHf(t)值和δ18O值有较宽的分布范围(εHf(t)=2.4~14.7;δ18O=4.25‰~6.39‰),其亏损地幔模式年龄为0.48~0.95Ga。所以,锆石的Hf-O同位素特征指示榴闪岩的原岩主要来自新元古代时期的亏损地幔来源的玄武质岩石。结合北秦岭东部地区榴辉岩发生退变质作用时代间隔可以大致判断北秦岭西部的榴闪岩的峰期变质时代可能为470~480Ma。由此发现,北秦岭东西部早古生代俯冲-碰撞事件时限上存在差异,即北秦岭早古生代俯冲-碰撞作用沿商南-宝鸡一线可能是自东向西发生的。     

Sapphirine-bearing granulites and related high-temperature metamorphic rocks from the Higo metamorphic terrane, west-central Kyushu, Japan

The Higo metamorphic unit in west-central Kyushu island, southwest Japan is an imbricated crustal section in which a sequence of units with increasing metamorphic grade from high (northern part) to low (southern part) structural levels is exposed. The basal part of the metamorphic sequence representing an original depth of 23–24  km consists mainly of garnet–cordierite–biotite gneiss, garnet–orthopyroxene gneiss, orthopyroxene-bearing amphibolite and orthopyroxene-bearing S-type tonalite. These metamorphic rocks underwent high amphibolite-facies up to granulite facies metamorphism with peak P – T  conditions of 720  MPa, 870  °C. In addition sapphirine-bearing granulites and related high-temperature metamorphic rocks also occur as tectonic blocks in a metamorphosed peridotite intrusion. The sapphirine-bearing granulites and their related high-temperature metamorphic rocks can be subdivided into five types of mineral assemblages reflecting their bulk chemical compositions as follows: (1) sapphirine–corundum–spinel–cordierite (2) corundum–spinel–cordierite (3) garnet–corundum–spinel–cordierite (4) garnet–spinel–gedrite–corundum, and (5) orthopyroxene–spinel–gedrite. These metamorphic rocks are characterized by unusually high Al₂O₃ and low SiO₂ contents, which could represent a restitic nature remaining after partial melting of pelitic granulite under the ultra high-temperature contact metamorphism at the peak metamorphic event of the Higo metamorphic unit. The metamorphic conditions are estimated to be about 800  MPa and above 950  °C which took place at about 250  Ma as a result of the thermal effect of the regional gabbroic rock intrusions.