流体作用下石榴石溶解-沉淀蠕变过程——以红河-哀牢山剪切带内石榴夕线片麻岩研究为例

石榴夕线片麻岩是中、下地壳主要组成岩石之一,岩石内石榴石和夕线石的结晶学优选方位会显著影响地壳深部流变性质,因此探讨特征变质矿物的变形机制和主要受控因素对构造带深部演化过程有深远意义。本文选取红河-哀牢山韧性剪切带内石榴夕线片麻岩为研究对象,通过定向切片内显微构造、电子探针、X-ray成分扫描、电子背散射衍射(EBSD)和相平衡模拟综合研究,揭示出石榴石在溶解沉淀反应过程中具有明显的粒度敏感性,不同粒径石榴石表现出截然不同的长宽比、成分环带、包裹体排列方式和压力影发育情况。石榴石表面流体活动明显截切早期生长环带。EBSD分析揭示石榴石破碎颗粒以绕〈112〉轴机械旋转为主,溶解过程主要集中于颗粒表面和裂隙内高曲率位置。夕线石的EBSD结果表明基质内夕线石以绕〈010〉轴旋转为主,而流体作用明显区域夕线石则以(100)[001]滑移为主。岩石相平衡模拟限定岩石变质峰期P-T条件达高压麻粒岩相,退变过程中同剪切变形导致大量流体渗入而形成降温降压退变轨迹,由~9.5kbar、760℃演化至~6.0kbar、500~600℃,并在粗粒石榴石内保存早期进变质环带,剪切抬升过程中石榴石内普遍发育垂直剪切方向的裂隙,并在流体作用下进一步改造其形态。此研究揭示红河-哀牢山剪切带内除前人报道的石榴石高温韧性变形外,还存在大量中-上地壳层次同变质反应下的溶解-沉淀蠕变作用。因此,石榴石变质-变形的综合研究有助于揭示变质杂岩带挤压-剪切-伸展多阶段构造演化过程。     

辽南地块新太古代2.52～2.46Ga构造-热事件的识别及地质意义

胶-辽-吉活动/造山带是华北克拉通早前寒武纪基底三条古元古代构造带之一,对其邻区内太古宙地质体的岩石组合和时空分布的研究,可为制约胶-辽-吉带的构造属性以及华北克拉通东部在古元古代时期的构造格局提供重要依据。胶-辽-吉带的北侧为龙岗地块,南侧为辽南和狼林地块,本文对辽南地块中典型前寒武纪基底变质岩石进行了详细的野外地质、岩石学和锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,结果显示原岩为石英闪长岩或英云闪长岩的黑云角闪片麻岩(DL05-1)和侵入其中的花岗质脉体(DL05-2)分别形成于2523±11Ma(MSWD=0.62)和2505±13Ma(MSWD=0.67),原岩为TTG岩系的黑云斜长片麻岩(DL10-1)形成于2521±12Ma(MSWD=1.15)。2件斜长角闪岩样品(DL12-1和DL07-1)分别给出2521±16Ma(MSWD=1.9)和2464±20Ma(MSWD=0.72)的~(207)Pb/~(206)Pb加权平均年龄,前者的锆石形态、结构和Th-U体系组成具有高温岩浆成因的特征,因此2521±16Ma代表基性原岩的形成时代,后者的锆石没有明显的内部结构,且Th、U含量低(分别为6×10~(-6)~29×10~(-6)、9×10~(-6)~26×10~(-6))具变质重结晶锆石的特征,2464±20Ma代表区域变质事件的年龄。侵入斜长角闪岩的2件花岗片麻岩样品(DL12-2和DL07-2)207Pb/206Pb加权平均年龄分别为2498±18Ma(MSWD=1.4)和2.1Ga,1件钾质花岗岩样品(DL17-1)由于强烈的Pb丢失未能获得准确的形成年龄,根据野外产状和锆石U-Th-Pb组成推测该钾质花岗岩形成于新太古代晚期。虽然辽南地块内太古宙表壳岩的时空分布规律目前还不清楚,但本文的研究结果进一步确认,辽南地块内存在新太古代2.52Ga基性岩、闪长岩和TTG组合,它们的形成时代总体上不晚于共生的花岗岩(2.50Ga),而后辽南地块经历了新太古代晚期2.46Ga区域变质作用的改造。侵位时代接近2.1Ga花岗岩的存在表明辽南地块太古宙陆壳在形成后受到2.1Ga构造-热事件的影响。另一方面,本文研究的花岗质岩石样品中残余锆石核年龄分布于2.61~2.51Ga,表明辽南地块内古老大陆地壳物质的形成时代至少可以追溯至新太古代早期。辽南地块内太古宙岩浆、变质作用时限和陆壳物质的形成时间都与华北克拉通东部可以对比,具有华北的太古宙基底属性。与狼林地块相比,辽南地块内太古宙的岩石类型更加丰富,规模也更大;与胶-辽-吉活动/造山带北侧龙岗地块相比,辽南地块内尚没有发现大规模条带状铁建造(BIF)和形成于新太古代之前(2.8Ga)的岩石,且变质程度相对较低。目前的地质和年代学证据尚不支持辽南地块与胶-辽-吉带北侧的龙岗地块原属于同一陆壳基底。