中国阿尔泰造山带变质作用PTSt演化和热-构造-片麻岩穹窿形成机制

中国阿尔泰造山带中发育了一系列热-构造-片麻岩穹窿(简称 TSG穹窿)。由低级变质区向TSG穹窿中心,发育了绢云母-绿泥 石带、黑云母带、石榴石带、十字石带、蓝晶石(红柱石)带、夕线石- 堇青石(夕线石-石榴石)带、混合岩带、混合花岗片麻岩岩田。递增 变质带、混合岩带、混合花岗片麻岩的形成演化顺序与其由外部向 TSG穹窿中心在空间上的排布序列一致。由黑云母带至混合花岗片 麻岩,变质作用及花岗岩化作用的高峰温度由400℃递增至800℃, 而压力由1.05GPa递减至0.10GPa。造山带变质作用过程可以 用压力-温度-空间-时间模式(PTSt)描述。TSG穹窿是主期造山幕中,沿造山带中一系列区域热动力异常中心,深部热流、构造流上涌,发生递增变质作用、花岗岩化作用以及差异性隆起的过程中形成的。     

新疆阿尔泰冲乎尔地区蓝晶石-夕线石型变质带独居石CHIME二叠纪年龄及其地质意义

新疆冲乎尔地区的蓝晶石-夕线石型递增变质带由绿泥石-黑云母带、黑云母-石榴石带、石榴石-十字石带、十字石-蓝晶石带和夕线石带组成;递增变质作用峰期温度、压力分别为T=520～640℃,p=(4.5～5.8)×108Pa;十字石-蓝晶石带和夕线石带变质岩中含有丰富的独居石,而且Th-U-Pb含量比较高,适合电子探针独居石CHIME法定年,独居石CHIME法确定的变质时代为268±10～261±20Ma,与阿勒泰地区发育的红柱石-夕线石型(低压型)变质带形成时代(262±10～264±22Ma)一致,说明阿尔泰造山带蓝晶石-夕线石型和红柱石-夕线石型递增变质带是同一次大规模的构造热事件的产物,时代为二叠纪中期。     

华北地台太古代麻粒岩相带的堇青石-夕线石组合:低压麻粒岩相的标志

华北地台北缘麻粒岩相带中,西起贺兰山东至辽吉地区,凡有高铝变质沉积岩发育的地方几乎都普遍存在堇青石-夕线石组合,它分别出现在含堇青石石英岩、片麻岩、麻粒岩和S-型花岗岩中;堇青石-石榴石-夕线石组合也极常见。用石榴石-堇青石矿物对计算的变质作用P-T条件约5.3×10~8～7.5×10~8Pa,700～810℃,地热梯度约30～40℃/km。这些数据与共生岩石中其他矿物对所得温压条件基本一致。堇青石-夕线石组合是低压变质作用的标志。因此该麻粒岩相带大部分属于低压麻粒岩相。     

柴北缘欧龙布鲁克地块中元古代晚期麻粒岩相变质作用——来自石榴夕线堇青石片麻岩的岩石学、相平衡模拟和U-Pb年代学的制约

在欧龙布鲁克地块乌兰北部地区察汗河岩群中识别出麻粒岩相石榴夕线堇青石片麻岩,其矿物组合为石榴子石、夕线石、堇青石、黑云母、斜长石、钛铁矿和少量钾长石等。岩相学观察显示,M1阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英,M2阶段矿物组合有斜长石±钾长石+石榴子石+夕线石+石英+钛铁矿+黑云母,M3阶段矿物组合有堇青石+黑云母+钛铁矿+石英+石榴子石+斜长石±钾长石。相平衡模拟计算结果显示,该岩石的峰期温压条件为p=0.92～1.08 GPa,峰期温度t>790℃,峰期之后经历升温降压的p-T演化轨迹。锆石和独居石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究获得的变质年龄分别为1 133±14 Ma和1 125±37 Ma, 1 133～1 125 Ma应代表了该期麻粒岩相变质作用的时代。结合区域地质资料和已有的研究成果,我们认为乌兰北部察汗河岩群的石榴夕线堇青石片麻岩可能形成于大洋俯冲作用下的弧或弧后构造环境,乌兰北部的岩浆-变质杂岩带经历了从中元古代晚期-新元古代早期俯冲增生到碰撞造山的演化过程,是全球Rodinia超大陆汇聚过程的响应。     

高喜马拉雅变质岩“夕线石带”的地质意义

通过对聂拉木高喜马拉雅结晶岩系石榴子石带-十字石带-蓝晶石带-夕线石带倒转变质的研究,认为除夕线石带以外的其它变质带主要由固相变质反应形成。夕线石的出现并非蓝晶石或十字石带递增变质所致。"倒转变质"不应包括所谓的夕线石带。实际上,夕线石化与深熔作用之后的溶液（或熔体）活动更为密切。时间顺序上应是递增变质作用及分带→深熔作用→夕线石化,夕线石的出现不是深熔作用的开始,而是深熔作用的结束。夕线石的形成主要与变形作用过程中黑云母和／或钾长石的分解及碱（土）金属组分的迁移有关,关键在于溶液（或熔体）组分沿裂隙迁移过程中发生的组分逐步沉淀,最早沉凝的Al、Si组分形成夕线石和石英,之后陆续有其它的组分的结晶;细夕线石粗粒化即进一步转化形成柱状夕线石的同时形成蠕英结构和斜长石生长边。夕线石化可能与深熔花岗（片麻）岩的上升过程有关。     

内蒙古集宁三岔口夕线堇青石榴二长片麻岩变质作用及年代学研究

三岔口夕线堇青石榴二长片麻岩出露于华北克拉通孔兹岩带东部的集宁变质杂岩中,该岩石保留了典型的减压反应结构。系统的岩相学观察和矿物化学研究结果表明,三岔口地区夕线堇青石榴二长片麻岩保存了两个阶段变质作用的矿物组合及相应的变质反应结构,其中峰期变质阶段M1的矿物组合为石榴石+夕线石+黑云母+石英+斜长石+钾长石+钛铁矿±磁铁矿;峰后减压的M2-1变质阶段矿物组合为石榴石+堇青石+夕线石+石英+斜长石+钾长石+钛铁矿±尖晶石,M2-2阶段的矿物组合为石榴石+堇青石+黑云母+石英+斜长石+钾长石+钛铁矿+磁铁矿±尖晶石。自峰期变质阶段到峰后减压阶段,典型的转变(减压)反应包括:Grt+Sil+Melt→Crd+Bt+Fe-oxide和Grt+Sil→Crd+Spl。相平衡模拟结合传统地质温压计限定峰期变质阶段的温压条件为T=852~862℃,P=9.3~10.2kbar;峰期后近等温减压的M2-1和M2-2阶段的温压条件分别为854~880℃和7.0~7.4kbar,820~848℃和5.3~6.4kbar。三岔口夕线堇青石榴二长片麻岩记录了典型的近等温减压型的顺时针P-T轨迹。阴极发光图像特征显示夕线堇青石榴二长片麻岩存在大量变质锆石,LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,所有变质锆石记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,其变质时代为1912±11Ma。变质作用历史说明内蒙古孔兹岩带东段的集宁地体卷入了华北克拉通西部的阴山陆块和鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞,并经历了古元古代(~1912Ma)的麻粒岩相变质作用后快速折返至地表的过程。     

新疆阿尔泰造山带变质作用演化及其地质意义

阿尔泰造山带发育了一系列低压红柱石型与中压蓝晶石型变质带．红柱石型变质带发育了黑云母带、石榴石带、十字石带、十字石-红柱石带、矽线石带、矽线石-堇青石带：蓝晶石型发育了黑云母带、石榴石带、十字石带、蓝晶石带、矽线石带．中压的蓝晶石序列估算温度为445～747．6℃，压力为0．64～0．95GPa中压序列随变质作用增加．压力有增高趋势：低压的红柱石序列温度445～681℃．压力0．3～0．8GP乱自十字石带后．压力明显降低．可能是靠近热源而导致早期中压痕迹消失．因此红柱石型变质带不是一个正常的变质演化系列．蓝晶石型变质早于红柱石型变质．蓝晶石型变质序列可能与晚古生代弧-陆碰撞事件有关．红柱石序列的形成可能与碰撞相关的广泛花岗岩体侵入及中压岩石抬升有关．     

滇西石鼓变质带基本特征

石鼓变质带延伸约100多公里,可划分为绿泥石带、黑云母带、铁铝榴石带、十字石带、蓝晶石带及夕线石带。红柱石-蓝晶石稳定共生,属低—中压变质相系的区域变质带。主要变质时期为海西晚期(K-Ar年龄为258Ma)。     

变泥质岩石中夕线石的成因

夕线石(Sil)是泥质变质岩的重要特征变质矿物,一直被视作高温变质矿物的典型,并常以其在岩石中的首次出现作为变质作用进入峰期的标志.然而近来发现有些夕线石并非产于高温变质岩之中,而是出现于变质程度较低的黑云片岩或二云片岩之中.因而有必要对夕线石的成因机制作深入分析,以便准确建立变质矿物的生成演化序列. 自然界产出的夕线石按其形态和产状不同主要有如下几种:(1)巨晶板柱状或竹节状夕线石,主要以变班晶形式存在于夕线石榴钾长片麻岩之中,形态规则、产出量大,共生矿物有石榴石(Gt)、钾长石(Kf)和黑云母(Bt)等,无堇青石(Crd).(2)针柱状或乳滴状夕线石集合体,常以包体形式存在于大颗粒的茧青石、钾长石或石英之中.集合体形态多样,有时规则排列,有时则强烈弯曲甚至形成小褶皱.该夕线石主要产于夕线石榴茧青黑云钾长片麻岩之中.(3)纤维毛发状夕线石聚集体,常与黑云母残片交生在一起,彼此呈渐变过渡关系.该种夕线石可产出在两种截然不同的岩石之中,反映其不同的成因特征.一种为夕线石榴(堇青)黑云片麻岩,夕线石沿黑云母解理缝方向呈纤维状分布,由里向外夕线石粒径逐渐变细,表现出一种熔融特征;另一种为含石榴夕线黑云片岩或二云片岩,这种夕线石和黑云母往往遭受了强烈的揉皱,呈不规则的毛团状和扫帚状,夕线石粒径极细以至在光学镜下很难分辨.由于矿物组合中缺少十字石(Stau)、堇青石和钾长石等特征矿物,表明其变质温度较低(相当于绿片岩相-低角闪岩相).     

赣中变质岩带变质带的重新划分及变质作用P-T条件的确定

根据随变质作用增强而出现的特征变质矿物及矿物组合,对赣中变质岩带重新划分出五个变质带,由低到高依次为绢云母一绿泥石带、黑云母带、铁铝榴石带、十字石带、夕线石带。在对各变质带变质矿物进行详细研究的基础上,采用石榴石-黑云母(Gt-Bi)、斜长石-角闪石(Pl-Hb)、石榴石-十字石(Gt-St)、石榴石-角闪石(Gt-Hb)、石榴石-斜长石-夕线石-石英(Gt-Pl-Sil-Q)、石榴石-斜长石-黑云母-白云母(Gt-Pl-Bi-Mu)等多种地质温压计确定了各变质带的形成温度、压力,绢云母-绿泥石带的形成温度为250-350℃,压力为0.25-0.35GPa;黑云母带的形成温度为350-450℃±,压力为0.25-0.40GPa±;铁铝榴石带的形成温度为450-550℃±,压力为0.40～0.60GPa±;十字石带的形成温度为550-600℃±,压力为0.50-0.60GPa±;夕线石带的形成温度为600-650℃±,压力为0.55-0.65GPa±,赣中变质岩带峰期变质作用已达到角闪岩相。     

攀西地区低级和中级泥砂质片岩中的契尔马克替换

攀西中元古结晶片岩系遭受了前进区域变质作用。盐边和米易的砂屑岩和泥质岩分别可划出:绿泥石、黑云母、铁铝榴石、十字石和夕线石带以及绿泥石、黑云母-石榴子石、红柱石和夕线石带。在中、低级泥砂质岩石中,白云母的Na/(Na+K)比值随变质级增高。白云母、绿泥石和黑云母中的契尔马克替换范围大体上随变质级增高而降低。白云母和绿泥石之间契尔马克替换交换反应的分配系数,大致是白云母的绿鳞石含量的函数,并随变质温度升高而降低,在夕线石带,该分配系数变得很小。黑云母和白云母契尔马克替换交换反应的分配系数有类似的趋势。     

大青山-乌拉山变质杂岩带石拐地区富铝片麻岩成因矿物学与变质演化

大青山-乌拉山变质杂岩中石拐地区富铝片麻岩出露于华北克拉通孔兹岩带中段,包括夕线石榴堇青二长片麻岩、紫苏石榴黑云二长片麻岩和夕线石榴黑云二长片麻岩,与基性麻粒岩彼此呈互层或夹层产出.根据岩相学观察、成因矿物学和变质反应结构的系统研究,结合地质温压计估算以及相平衡模拟的综合分析,揭示石拐地区富铝片麻岩的变质演化可划分为四个变质阶段.其中,早期进变质阶段(M1)矿物组合以石榴石核部及其包裹的细粒矿物黑云母+石英+斜长石±夕线石±钾长石±尖晶石为特征;峰期变质阶段(M2)的稳定的矿物组合为石榴石+基质中粗粒夕线石+黑云母+石英+斜长石+钾长石±磁铁矿±钛铁矿,形成的温压条件为T=840 ～ 860℃,P=10.0～10.5kbar;峰后近等温减压阶段(M3)以石榴石边部发育含堇青石的后成合晶为特征,并发生一系列典型的减压反应:Grt+ Sil+ Qz→Crd、Grt+ Melt→Crd+ Bt+ PI和Grt+ Melt→Crd+ Qz±P1,形成新的矿物组合为石榴石+堇青石+黑云母+斜长石+石英±夕线石±紫苏辉石,相应的温压条件为T=720～ 800℃和P=5.6 ～6.1kbar;晚期角闪岩相降温阶段(M4)的矿物组合是石榴石+石榴边部细粒黑云母+斜长石+石英+磁铁矿±钾长石±钛铁矿,记录的温压条件为T=616 ～661℃和P=3.4 ～5.2kbar.石拐地区富铝片麻岩及相关岩石具有典型的近等温减压的顺时针P-T轨迹,峰后经历了近等温减压和近等压降温的变质演化阶段.上述研究结果表明,石拐地区富铝片麻岩曾卷入到华北克拉通西部的阴山陆块和鄂尔多斯陆块间的俯冲-碰撞造山及随后的快速隆升的演化过程.     

相山地区变质基底新认识及其原归属的对比研究

在相山北部首次发现十字石片岩及堇青石片岩。根据随变质作用增强而出现的新变质矿物，将相山变质岩基底划分为绢云母千枚岩带、黑云母征 岩带、铝榴石片岩带和十字 石片岩带。提出并采用微量元素地球化学比值聚类分析方法，确认相山地区变质岩原岩不属震旦系，而与华在睡地块（古了南）的陈蔡群相当。     

赣中变质岩带的组成及构造变质变形特征

赣中变质岩带不是简单的一套震旦纪地层 ,而是由结晶基底中元古界中深变质岩系 (斜长角闪岩的Sm Nd全岩等时线年龄为 1113± 4 9Ma)和褶皱基底变质较浅的震旦系组成。两者之间以具热流体参与的混合岩化、韧性剪切带和递进变质三位一体组成的动热变质带接触。结晶基底经历了4期构造变质变形的叠加改造 ,每期构造变形都在变质岩石构造单元内留下各种变形形迹 ,变质作用表现为时间上的递进和空间上的叠加演化系列 ,是一套以众多的不平衡结构和多相共生混存的矿物组合 ,热变质带为一套动热变质塑性变形带 ,空间上依次形成绢云母—绿泥石带、黑云母带、石榴石带、十字石带以及夕线石带     

曹庄群中几种少见岩石及其地质意义

太古代曹庄群中少见的铬云母石英岩、堇青石石英岩、钡冰长石片麻岩、方柱石角闪岩等为中国太古代早期地壳的性质提供了信息和证据。这些岩石的存在表明早在曹庄群原岩沉积之前华北准地台就存在原始的硅铝壳;早太古代冀东地区曾出现蒸发岩岔地。堇青石石英岩中的堇青石-夕线石组合为曹庄群低压麻粒岩相变质作用提供了矿物学证据。     

麻山群孔兹岩系中的堇青片麻岩

黑龙江省东部麻山群中堇青片麻岩的主要矿物组合有石榴石＋夕线石＋堇青石＋石英＋钾长石＋黑云母；石榴石＋夕线石＋堇青石＋钾长石＋尖晶石；堇青石＋夕线石＋斜长石；柱晶石＋堇青石＋斜长石＋夕线石＋石榴石＋电气石；堇青石＋紫苏辉石＋石榴石＋斜长石＋黑云母＋石英。这些含堇青石组合是在麻粒岩相条件下已存石榴石＋夕线石＋石英矿物组合分解反应的产物，其形成压力（０．４５－０．５ＧＰａ＿比麻粒岩相“高峰”压力明显低，     

辽河群变质相带特征及石榴石的研究

辽河群变质带以博洛铺—红石砬子为基轴,显示南北对称呈EW向展布,变质带中没有发现矽线石、红柱石、堇青石等矿物,表明变质温度未达到高温等变质反应度,而属中压相带,且可划分出中压型巴罗式变质带,即黑云母带、铁铝榴石带、十字石带和兰晶石带。变质矿物石榴石均属铁铝石榴石,随着变质度的增高,石榴石成分Al_2O_3、MgO、FeO+Fe_2O_3的含量增加,而CaO、MnO的含量减少,石榴石晶胞参数也随着变质度增高而有规律的减小。     

新疆阿尔泰造山带低压变质带与泥质麻粒岩

新疆阿尔泰造山带位于西伯利亚板块西南缘,该区递增变质带十分典型,可分为两种类型:蓝晶石型和红柱石型[1].前者从低向高出现黑云母带→石榴子石带→十字石带→十字石-蓝晶石带→矽线石带;后者出现黑云母带→石榴子石带→十字石带→十字石-红柱石带→矽线石带,在高温地段发育石榴子石-堇青石带(泥质麻粒岩).     

攀枝花大田地区康定群咱里组变质杂岩P—T—t轨迹及其构造意义

扬子板块西缘的康定杂岩为一套由侵入岩和变质岩共同组成的岩浆—变质混合杂岩,是研究罗迪尼亚超大陆裂解的重要窗口。长期以来对康定杂岩中的岩浆杂岩研究较多,但对变质杂岩研究较为薄弱。为全面了解康定杂岩形成的构造背景及成因机制,笔者等对扬子板块西缘的攀枝花大田地区康定群咱里组石榴夕线黑云斜长片麻岩进行了详细的岩相学、矿物地球化学、变质P—T条件估算研究,同时对同一层位的石榴二云片岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学分析。结果表明：石榴夕线黑云斜长片麻岩可识别出三期变质矿物组合：进变质阶段矿物组合(M1)为石榴子石变斑晶核部及其核部包裹体(石榴子石核部+第一期黑云母+第一期夕线石+钛铁矿+石英),P—T条件为609～690℃—0.2～0.3 GPa;峰期变质阶段矿物组合(M2)为石榴子石变斑晶幔部及变基质矿物(石榴子石幔部+第二期黑云母+第二期夕线石+斜长石+石英),P—T条件为643～732℃—0.20～0.51 GPa;退变质阶段矿物组合(M3)为石榴子石变斑晶边部及变基质矿物(石榴子石边部+第二期黑云母+第二期夕线石+斜长石+石英),P—T条件为602～687℃—0.27～0.3...     

闽北麻源群变质流体对变质反应温度缓冲作用研究

闽北麻源群在空间上表现为巴罗式递增变质带：绿泥石带→黑云母带→石榴石带→十字石带→蓝晶石带→夕线石带。变质温度计算结果表明，区内蓝晶石带变质温度（４７０℃～５００℃）明显低于石榴石带和十字石带变质温度（５００℃～５５０℃），即蓝晶石带在石榴石带和十字石带之前出现。这显然与传统的递增变质带理论相悖。流体组成化学平衡计算和变质反应热力学分析研究表明，蓝晶石带较低的变质温度并非是压力或退化变质作用所致，而是低ＸＨ２Ｏ流体对形成蓝晶石的脱水变质反应温度缓冲的结果，缓冲温度值高达１００℃～２００℃。本文从热力学理论上解释了缓冲作用的机制并估算了缓冲的温度范围，据此讨论了变质流体在变质相带研究方面的重要意义。