苏鲁-大别山超高压变质带迟家店和碧溪岭石榴二辉橄榄岩橄榄石组构

大别山碧溪岭和山东荣成分别发育壳源和幔源的石榴二辉橄榄岩.它们在扬子板块向华北板块的俯冲过程中与俯冲板片一起经历了超高压变质作用.这两种原岩来源不同的石榴橄榄岩中的橄榄石具有相似的结晶学优选方位（LPO）：[100]轴主极密垂直于面理面,[010]轴主极密平行于线理,这种橄榄石结晶学优选方位明显不同于高温地幔橄榄岩包体中的橄榄石组构,也不同于最近在超高压变质地体中发现的水导致的橄榄石组构.我们认为碧溪岭和荣成石榴二辉橄榄岩中的这种橄榄石组构可能是在相对较干的超高压变质条件下形成的.本研究为大陆深俯冲超高压变质石榴橄榄岩橄榄石组构特征提供了第一手资料.     

碧溪岭岩体中石榴橄榄岩的锆石显微结构及离子探针定年

对碧溪岭岩体中石榴橄榄岩的锆石进行了BSE和CL显微结构分析，并在此基础上用离子探针进行了锆石微区U－Pb定年。锆石CL图像显示其有明显的核边结构，核部具岩浆锆石，边部是变质增生锆石的特征。结合锆石的外形特征认为，边部的变质锆石是在超高压变质作用中重结晶形成的。离子探针分析结果在一致曲线图中构成不一致线，得到上下交点 年龄分别为824±39Ma和254±38Ma。结合CL图像认为上交点824±39Ma的年龄代表其原岩形成年龄，下交点254±38Ma为基超高压变质作用的年龄。另有少量较年龄的捕虏晶锆石，可能来自岩浆上升过程中同化混染的围岩。     

西藏马攸木地区雅江南带方辉橄榄岩的显微构造特征及其矿物结构水的初步研究

青藏高原地区广泛出露地幔橄榄岩体,但对其显微构造特征和矿物结构水的研究仍很缺乏。本文以马攸木地区雅江南带方辉橄榄岩为研究对象,采用光学显微镜、电子背散射衍射(EBSD)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行系统分析。研究结果表明:(1)马攸木地区雅江南带方辉橄榄岩中橄榄石发育扭折带和波状消光,并具有显著的结晶学优选方位(A型组构),指示其主导变形机制为位错蠕变;(2)红外光谱测试表明,马攸木方辉橄榄岩中橄榄石几乎没有明显的结构水吸收峰,推断其经历了明显的H丢失。斜方辉石含水量处于85wt ppm~209wt ppm之间,代表地幔源区含水量或其下限值;(3)该区橄榄岩中橄榄石含水量低于包体和造山带橄榄岩中橄榄石含水量,斜方辉石结构水含量则与包体和造山带橄榄岩中斜方辉石的可以比较。我们的研究结果为了解青藏高原地幔橄榄岩中橄榄石的结构水和变形机制提供了初步资料。     

大陆岩石圈地幔异剥橄榄岩化的证据和意义

异剥橄榄岩化是地幔橄榄岩与硅不饱和熔体发生强烈相互作用的地幔过程。这一过程通常伴随地幔物理-化学性质的显著改变,与克拉通岩石圈减薄和破坏密切相关。本文梳理了前人对异剥橄榄岩化的驱动机理、结构和成分特征及其对大陆稳定性影响等方面的定性认识,并在此基础上通过热力学模拟,刻画了不同属性地幔与熔体在不同温度压力条件下的相互作用过程,目标是为定量限定异剥橄榄岩化的发生条件、物理-化学效应及地球动力学意义。研究显示,异剥橄榄岩化通常会出现磷灰石、角闪石、金云母和碳酸盐等标志性交代矿物,并以斜方辉石被单斜辉石替换为典型特征,还可发育海绵边、熔体囊（已冷却结晶为单斜辉石、橄榄石等细粒矿物）和矿物环带等非平衡结构。热力学模拟表明,熔岩反应过程受原岩、熔体性质以及熔/岩比例的共同控制,不同属性地幔（难熔方辉橄榄岩、饱满二辉橄榄岩）与贫硅（如霞石岩）熔体反应都能生成富单斜辉石橄榄岩,且在较高压力（如2.5GPa和4.0GPa）条件下更容易形成异剥橄榄岩;相比之下,不同性质地幔与富硅（如MORB）熔体反应在任何压力条件下均不能产生异剥橄榄岩。此外,两类熔体参与的熔岩反应均能引起围岩密度逐渐增加,并在高压条件下能导致饱满岩石圈地幔密度超过地幔参考值、达到岩石圈失稳的条件。因此,本文从热力学的角度定量约束了异剥橄榄岩化的发生条件和对岩石圈地幔的影响,为前人提出的橄榄岩-熔体反应能够造成岩石圈地幔减薄和破坏这一概念模型提供了理论实证,对评估大陆稳定性具有重要意义。

     

大别山南山岭石榴橄榄岩成因的岩石学研究

大别山罗田穹隆东南侧的南山岭石榴橄榄岩岩体面积小(173×133m2),由贵橄榄石(75%).透辉石(10%)和镁铝石榴石(15%)组成.本文通过岩石学及地球化学研究,并与大别山的碧溪岭、毛屋、饶拔寨、芝麻坊岩体以及其他地区的基性岩浆杂岩体(如红格岩体、元宝山岩体、柴北缘岩体)、残留地幔块体(五大连池、鹤壁、山旺)等不同成因的超镁铁岩进行对比后认为,该岩体属于火成成因,是镬铁-超锾铁杂岩体的一部分.表现在橄榄岩呈块状构造,矿物分布均匀未见定向排列.镜下呈现典型的火成结构;FeOT.含量高(21.36%),Mg#(0.77)低,Mg Ni/Fe Mn(3.06)＜7,V(175.5×10-6)含量高于地幔块体成因的橄榄岩;REE总量偏低,LREE弱富集,(La/Yb)N=3.1,低于饶拔寨、芝麻坊等残留地幔块体成因的橄榄岩.南山岭橄榄岩在微量元素蛛网图中,具有Ba、U、Pb、Zr、Eu的正异常和Nb的负异常,石榴橄榄岩全岩以及透辉石单矿物都具有高87Sr/86Sr(0.7088,0.7086)和低εNd(t)(-6.55～-6.01)的特征,尽管南山岭与碧溪岭岩体距离很近而且都属于火成成因,但岩石的结构构造、变质变形的印记、REE配分形式和同位素特征都有区别,表明二者的源区及演化经历不同,相比之下.南山岭岩浆源区地壳组分的作用更为明显.在εNd(t)-(87Sr/86Sr),图解中南山岭橄榄岩的投点十分靠近大别山北麓120～130Ma侵位的祝家铺辉石岩-辉长岩岩体群的投点分布范围,暗示可能有与罗田穹窿西北侧祝家铺岩体群的岩浆活动相对应.     

下扬子地区若干上地幔橄榄岩的显微构造研究

本文对下扬子区内２个玄武岩产地（江苏六合瓜埠山、安徽当涂釜山）的幔源包体进行研究,结果表明本区上地幔尖晶石二辉橄榄岩具原生粒状结构、碎斑结构、板状镶嵌等粒结构及部分熔融结构四种类型。在光学岩组图上显示出从原生粒状结构→碎斑结构→板状镶嵌等粒结构,其橄榄石光性方位优选性逐渐增强。变形橄榄石滑移轴为［１００］,滑移面以｛０ｋ１｝为主,（０１０）次之。高温高压人工变形实验证实,这种滑移系形成于高温低应变速率条件下。橄榄石位错类型多样,（１００）、（００１）位错壁分布广泛,位错壁间距显示对数正态分布特征．估算的本区上地幔高温蠕交流动差异应力为（１０．９～１１．５ＭＰａ）。上地幔流变速率、流动应力、等效粘滞度与深度关系指示本区新生代大地构造性质为大陆拉张带或大陆裂谷带。     

东海地区超高压石榴橄榄岩超微构造特征——快速折返的新证据

利用透射电子显微镜对中国大陆科学钻探(CCSD)主孔超高压石榴橄榄岩中石榴石、橄榄石及透辉石的超微构造特征进行了详细研究。石榴石、橄榄石及透辉石中的大部分区域都没有位错,在局部区域发育高密度位错及位错壁。石榴石局部区域的位错密度达到1．34×109／cm2以上,滑移系以1／2{110}为主。在石榴石中发现一部分熔融条带,条带由熔体和磁铁矿球粒构成,在附近的石榴石基体中有高密度的小位错圈。橄榄石局部区域的位错密度达到2．64×108／cm2以上,并发育杆状钛铁矿和含铬钛磁铁矿出溶体。透辉石局部区域发育有位错壁,在部分位错壁部位形成了微裂隙。透辉石内部存在类“多边化”区域,不同区域之间存在小角度差。分析认为该石榴橄榄岩加入俯冲板片之后,在超高压变质峰期及早期快速折返阶段发生了较强的塑性变形,在石榴石、橄榄石及透辉石中形成了高密度的位错、位错壁及亚颗粒。在折返过程中,该石榴橄榄岩曾经发生了减压部分熔融和静态重结晶,导致石榴石、橄榄石及透辉石中大部分区域的位错消失。石榴石中部分熔融条带得以保存,表明在发生减压部分熔融和静态重结晶之后所经历的折返过程非常迅速,具有很高的抬升速率及降温速率。     

西昆仑山库地变质橄榄岩的显微构造特征

西昆仑山库地变质橄榄岩块是肢解了的震旦纪一早古生代蛇绿岩碎片。变质橄榄岩以残斑结构为主,呈现粗粗结构向残班结构的过渡和残斑结构向板状等粒结构的过渡。此岩石有明显的变形结构,橄榄石变形时的滑移系为{0kl}[100].橄揽石发育有代表高温(800℃以上)的位错构造,也有代表低温的位错构造。表明此变质橄榄岩经受了上地幔环境下发生的高温塑性流变和侵位过程中及侵位后所经受的低温高应变速率条件下的变形。上地幔环境下变形时的差异应力约为80MPa,应变速率约为1.96×10^-12s^-1-7.03×10^-10s^-1.此变质橄榄岩代表由大陆裂谷发展起来的洋盆下的地幔,产出的构造环境为洋脊-裂谷带。     

松辽盆地南部岩石圈地幔变形特征及各向异性分析——来自橄榄岩包体的约束

SKS测量结果显示松辽盆地快波方向分布较为复杂, 由于缺乏深部岩石变形资料约束, 制约了地震波各向异性成因解释。本文通过对松辽盆地南部双辽地区橄榄岩包体进行详细的岩石学、地球化学、显微结构、各向异性研究, 结果显示双辽地区橄榄岩包体的平衡温度为893~1152℃, 来源于岩石圈地幔。橄榄岩中橄榄石的晶格优选方位(CPO)类型主要为A型、D型和AG型, 其中, AG型和D型CPO可能形成于西太平洋板块向欧亚大陆俯冲回撤导致的岩石圈变形, AG型橄榄石CPO也可能形成于熔体存在下的橄榄石变形。基于CPO计算获得的橄榄岩包体全岩V_P各向异性(AV_P)为4.79%~11.80%, 最大剪切波各向异性(AV_Smax)为3.13%~7.93%。结合地球物理测量结果, 推断松辽盆地南部复杂的SKS各向异性的主要贡献可能来源于面理陡倾或直立的岩石圈地幔。

     

大别山碧溪岭未经历超高压变质的片麻状花岗岩

关于大别山超高压变质带中与榴辉岩密切伴生的花岗片麻岩是否也经历了超高压变质作用一直是个争议的问题。笔者最近在碧溪岭片麻状花岗岩中首次发现了可靠的岩相学和矿物学证据 ,证明该岩石只遭受到绿片岩相变质作用的改造 ,而未曾记录超高压变质矿物组合。根据片麻状花岗岩与围岩接触部位强烈糜棱岩化的发育 ,认为超高压岩石在抬升到地壳范围时与以花岗质岩石为主构成的扬子陆壳发生了大规模的构造并置。     

大别山超高压石榴多硅白云母片岩中钻石U－Pb年龄

大别山超高压石榴多硅白云母片岩中钻石Ｕ－Ｐｂ年龄刘晓春（中国地质科学院地质力学研究所，北京１０００８１）李惠民，左义成（地质矿产部天津地质矿产研究所，天津３００１７０）关键词石榴多硅白云母片岩，Ｕ－Ｐｈ年龄，早元古代表壳岩，印支期超高压变质，大别山高...     

大别山碧溪岭石榴橄榄岩—榴辉岩体的原岩性质及同位素年代学的启示

碧溪岭橄榄岩一榴辉岩体的原岩为形成於岛弧环境并经受结晶分离作用的镁铁－超镁铁质侵入体。它们形成于２２１０±３９Ｍａ或更早,于８００～１０００Ｍａ时经受超高压变质之后上升于壳幔边界附近,并经受多期次高压退变质作用及韧性变形（６６０～４１０Ｍａ）,于２１０～２５０Ｍａ时折返上升至地壳并伴随发生石榴石的重结晶以及随后在地壳条件下榴辉岩的角闪岩化。     

大别山超高压变质带的大地构造框架

依据岩石学、地球化学、同位素年代学的新资料,对大别山造山带研究中诸如蛇绿混杂岩、碰撞时代、超高压变质岩与围岩的关系、俯冲极性等问题进行了论证,指出大别山超高压变质带是中朝陆块与扬子陆块间碰撞造山的产物。在三叠纪发生的陆－陆碰撞中,扬子陆块向北俯冲至华北陆块之下,但至今尚无发现残存的蛇绿混杂岩,碰撞时缝合带的位置被已经折返出露地表的南大别碰撞杂岩带所取代。     

大别山超高压变质岩的显微构造与有效黏度

超高压变质岩提供了研究大陆俯冲隧道中岩石的变形机制和流变差异性的窗口。文章使用电子背散射衍射技术分析了大别山超高压变质带的榴辉岩和长英质片麻岩的显微构造。榴辉岩中的石榴子石基本呈无序分布,绿辉石发育较强烈的晶格优选定向,[001]轴的极密平行或近平行于拉伸线理,(100)面的法线近垂直于面理,退变榴辉岩中角闪石的(100)[001]组构可能继承了绿辉石的晶格优选定向。退变榴辉岩和长英质片麻岩中的石英记录了(0001)低温底面滑移和{1010}中温 柱面滑移,反映了超高压变质岩折返到中地壳的韧性变形;而斜长石的(001)<110>和(010)[100]组构形成于折返到下地壳的角闪岩相变质条件（>600℃）。根据主要矿物的流变律计算了俯冲与折返过程中无水矿物的有效黏度变化。俯冲过程中,钠长石=硬玉+石英的分解反应以及石英-柯石英相变导致长英质片麻岩的有效黏度和密度都显著增高,有利于陆壳深俯冲。但是折返过程中由于温度较高,这两个反应带来的有效黏度变化较小。>80 km深度,石榴子石的流变强度>硬玉>绿辉 石>柯石英,俯冲上地壳的流变由柯石英和硬玉控制,下地壳的流变由绿辉石和石榴子石控制。超高压变质岩流变强度的差异有助于上—下地壳力学解耦,使相对低密度、低黏度的上地壳物质在俯冲隧道内快速折返。     

大别山五庙超高压变质岩的变形构造

含柯石英榴辉岩、高压片麻岩的五庙超高压变质岩与外围低压片麻岩以逆冲断层呈构造侵位关系,而在其内部榴辉岩与高压片麻岩为非构造接触,并且发育有榴辉岩相静态重结晶构造以及在纯剪应力状态下的前角闪岩相变形构造Ｄ１和在顶端指向ＮＮＷ运动的单剪应力状态下的角闪岩相变形构造Ｄ２。     

大别山超高压变质岩的退变质赤微构造：折返过程的启示

大别山超高压变质岩中发现了一系列退变质显微构造,其主要类型有：①由于出溶而产生的定一包裹物;②由于多型转变而产生的假像替代;③固→固反应产生的冠状体;④涉及流体的退变质反应产生的冠状体或后成合晶。借助显微构造关系,可以建立超高压变质岩的退变质演化阶段,从而构筑其ＰＴ演化趋势、识别出碰撞造山和超高压变质峰期之后的两阶段隆升历史;早期为“挤出”作用诱发的近等温减压退变质;晚期则是地壳伸展体制下的退变质     

Talc-, Magnesite- and Ti-Clinohumite-Bearing Ultrahigh-Pressure Meta-Mafic and Ultramafic Complex in the Dabie Mountains, China

The Bixiling mafic-ultramafic metamorphic complex is a 1•5km² tectonic block within biotite gneiss in the southern Dabieultrahigh-pressure terrane, central China. The complex consistsof banded eclogites that contain thin layers of garnet-bearingcumulate ultramafic rock. Except for common eclogitic phases(garnet, omphacite, kyanite, phengite, zoisite and rutilc),banded eclogites contain additional talc and abundant coesiteinclusions in omphacite, zoisite, kyanite and garnet. Some metaultramaficrocks contain magnesite and Ti-clinohumite. Both eclogites andmeta-ultramafic rocks have undergone multi-stage metamorphism.Eclogite facies metamorphisrn occurred at 610–700C andP>27 kbar, whereas amphibolite facies retrograde metamorphismis characterized by symplectites of plagioclase and hornblendeafter omphacite and replacement of tremolite after talc at P<6–15kbar and T <600C. The meta-ultramafic assemblages such asolivine + enstatite + diopside + garnet and Ti-clinohumite +diopside + enstatite + garnet + magnesite olivine formed at700–800C and 47–67 kbar. Investigation of the phaserelations for the system CaO-MgO-SiO₂-H₂O-CO₂ and the experimentallydetermined stabilities of talc, magnesite and Ti-clinohumiteindicate that (1) UHP talc assemblages are restricted to Mg-Algabbro composition and cannot be an important water-bearingphase in the ultramafic mantle, and (2) Ti-clinohumite and magnesiteare stable H₂O-bearing and CO₂-bearing phases at depths >100km. The mafic-ultramafic cumulates were initially emplaced atcrustal levels, then subducted to great depths during the Triassiccollision of the Sine-Korean and Yangtze cratons. KEY WORDS: eclogite; magnesite; meta-ultramafics; talc; ultrahigh-P metamorphism ^*Corresponding author     

大别山双河超高压变质岩的稳定同位素研究

大别山双河地区片麻岩的δ18O值与共生榴辉岩同步变化，为（-4.7—+10.3）‰，这些片麻岩的18O亏损与榴辉岩一样是在遭受超高压变质作用之前原岩与大气降水交换的结果。榴辉岩及其围岩片麻岩在板块俯冲、超高压变质和岩片折返过程中可能为一个构造上的整体，两者为“原地”接触关系。     

大别山高压、超高压变质岩结构构造的演化规律(PTt-D轨迹)

根据大别山高压、超高压变质岩的中尺度-显微构造分析及PTt研究,建立它们的结构和构造随变质作用（前榴辉岩相、超高压变质峰期、前角闪岩相和角闪岩相）有序演化的PTt-D轨迹。这一演化主要包括：在岩石的矿物结构方面从石榴石静态重结晶结构到柯石英假像及放射状张裂隙构造;在岩石组构方面从L>S到L-S和S>L榴辉岩;以及在中尺度构造方面发育的D1和D2变形构造。该PTt-D轨迹同时可以提供有关高压、超高压变质岩折返模式的信息。