大别山太湖地区榴辉岩峰期变质条件与构造意义

大别山太湖地区曾被作为“冷”、“热”榴辉岩带的交界处所在,我们对大别山太湖地区的进行了1：10000地质填图,并详细研究了该地区榴辉岩的岩相学和矿物成分变化,以及KD值、峰期变质P-T条件。研究表明榴辉岩自南向北可分为三类：①朱家冲型榴辉岩;②大坝型榴辉岩;③金河桥型榴辉岩。其中朱家冲型榴辉岩和金河桥型榴辉岩显示出明显的温度、压力差异,它们形成的P-T条件分别为：P=2．14GPa、T=563℃和P=3．76GPa、T=791℃。大坝型榴辉岩的峰期变质P-T条件差别较大,在柯石英-石英相变线附近徘徊,变质环境相当于高压一超高压过渡环境。朱家冲型榴辉岩与大坝型榴辉岩分别对应于前人所划分的“冷”、“热”榴辉岩,并且两者在峰期,变质温、压条件上是连续变化的,没有明显的温、压间断。因此,我们认为本区所谓的“冷”、“热”榴辉岩带界线是不存在的。     

南大别高压-超高压过渡类型榴辉岩的确定及其构造意义

通过对大别山太湖地区榴辉岩的岩石学、矿物成分和峰期变质P-T条件的研究表明,南大别榴辉岩可分为:①高压榴辉岩;②高压/超高压过渡榴辉岩;③超高压榴辉岩。它们的峰期变质P-T条件分别为:T=570℃～680℃,P=2.00 GPa～2.40 GPa;T=650℃～810℃,P=2.70 GPa～3.20 GPa;T=760℃～980℃,P=3.50 GPa～4.00 GPa,表明三类榴辉岩形成于不同的变质环境中。其中高压/超高压过渡榴辉岩是本次研究新近确定的,该类榴辉岩无论是在变质环境,还是在岩石结构、成分特征方面,均显示了高压-超高压过渡变质的特征。这种榴辉岩的存在解释了南大别变质块体俯冲时的连续性和折返后的断块特征。     

大别山南部高压-超高压变质地体的峰期变质条件

长期以来,人们普遍认同南大别高压超高压变质地体是由“冷”、“热”榴辉岩带组成的观点,但关于两者的接触关系一直存在着不同的认识。本次研究重点解剖大别山太湖地区花凉亭水库附近地区,力图通过对各类榴辉岩峰期变质P-T条件的研究,揭示南大别变质地体的地质结构。全区由南向北出露4种岩石:云母片岩、黑云母片麻岩、花岗片麻岩和绿帘黑云斜长片麻岩。榴辉岩多呈大小不等的透镜体、岩块或层状分布于后3类岩石中。根据内洽地质温压计的计算结果,并结合各类榴辉岩的地理位置,可以看出榴辉岩的峰期变质PT条件自朱家冲经水口、大坝至金河桥是渐次增高的,并没有明显的压力差存在,其中水口、大坝附近的榴辉岩相当于高压/超高压过渡环境中形成的榴辉岩。因此,我们认为南大别变质地体是一个连续的整体,“冷”、“热”榴辉岩带并不是以断层形式相接触的;真正的断裂应位于南大别与宿松群之间。     

大别山南部黄镇—凉亭河一线宿松变质杂岩岩石学和峰期变质温压条件及与高压榴辉岩对比研究

通过对宿松变质杂岩的野外地质观测、岩相学和热力学评价及其峰期变质温压条件的空间变化特征的研究,并对比南大别高压单元研究结果,探讨宿松变质杂岩的岩石构成和变质特征。研究表明宿松变质杂岩自北向南可分为I、II和III三个带,主体仅经历了绿帘角闪岩相至角闪岩相的变质作用,温压范围为t=398～613℃和p=0.61～1.53GPa,平均温压值为t=517℃±50℃和p=1.03±0.21GPa。该变质杂岩未显示任何蓝片岩相的变质特征,其内部也没有温度分带或连续变化的趋势。对比南大别高压单元的峰期变质条件,它们压力差至少可达p=0.92GPa,温度差可能在t=45℃,两者应在构造作用下叠置在一起。     

桐城-源潭铺地区榴辉岩的峰期变质P-T条件及其构造归属

通过对南大别桐城-源潭铺一带榴辉岩的岩石学,矿物化学和P—T条件的研究表明,该地区的榴辉岩为典型的高压榴辉岩,其不合任何超高压矿物,石榴石具有良好的自形结构,包含大量的早期矿物包体,成分变化显示了进变质特征。精确的峰期P—T计算显示,榴辉岩的形成温压条件分别为：1．62～2．35GPa,421℃～604℃。研究结果表明,桐城-源潭铺一带大约250km。的区域属于高压变质块体,周遍为断层所限,以构造岩片形式存在,该高压块体与大别山南部的超高压变质单元相比至少有0．3GPa的压力差。结合野外观察,推测由于北大别变质穹隆造成了该高压榴辉岩体现今的分布状态。这一新的高压块体的确定对于重新认识大别碰撞造山带的构造格架,以及理解其俯冲和折返的精细过程具有重要的指示意义。     

大别山太湖地区榴辉岩岩石学、矿物成分和P-T条件特征及其所揭示的构造含义

根据对大别山太湖地区1：10000地质填图,以及对榴辉岩的精细的岩石学、矿物成分和P—T条件的研究分析表明,该地区的榴辉岩可分为：高压榴辉岩,高压-超高压榴辉岩和超高压榴辉岩。从高压榴辉岩至超高压榴辉岩,石榴石中钙铝榴石、镁铝榴石组分,多硅白云母中的Si^4＋逐渐增加,峰期变质P—T条件则从T=535℃～652℃和P=1．50～2．26GPa,T=625℃～777℃和P=2．41～3．04GPa,逐渐增加到T=767℃-942℃和P=3．49～4．09GPa,显示了区域上的连续变化特征。结合构造几何学的分布特征和榴辉岩的共生围岩,应用石榴石-单斜辉石温度计和石榴石-单斜辉石-多硅白云母压力计,计算建立了一条近于“5℃／km”的地温梯度线和两条T=650℃,P=2．50GPa和T=750℃,P=3．00GPa温度和压力等值线,并将南大别变质块体从南自北分为三个变质单元：高压带,高压一超高压带和超高压带,从而表明该变质块体连续的特征。本次研究建立了三条P—T轨迹,并尝试性地探讨了这些榴辉岩的不同的抬升速率,推测不同类型的榴辉岩在地下40～50km的深度发生了强烈的缩短．“焊接”成一整体缓慢抬升到地袁．从而导致现今榴辉岩的分布状态．     

甘肃北山榴辉岩矿物特征及温压条件

甘肃北山榴辉岩中矿物组合形成于四个不同阶段：（１）以柯石英为代表的早期超高压阶段,（２）以绿辉石＋石榴石平衡共生组合为代表的主期高压阶段,（３）以单斜辉石＋角门石＋斜长石交生组合为代表的晚期较高压退变阶段,（４）以绿泥石＋绿帘石＋科长石为代表的后期叠加阶段。前三个阶段反映了相辉岩相变质作用的主要过程。后一阶段,反映了榴辉岩在地壳浅部层次绿片岩相环境下遭受轻微的叠加改造。     

华中高压—超高压变质富铝岩石的温压条件研究及其地质意义

华中高压－超高压变质富铝岩石为陆壳岩石经变质而成，其典型的岩石类型为蓝晶石黄玉石英石。矿物温压计估算其ｐ－Ｔ条件为Ｔ－７００，ｐ＝１．２ＧＰａ；高温高压实验结果表明，蓝晶石＋黄玉组合在Ｔ＝１０００－１２００℃，ｐ＝３．１－３．７７ＧＰａ范围内可以稳定存在，是高压－超高压变质作用产物。     

大别山北部镁铁-超镁铁质岩带中榴辉岩的分布与变质温压条件

大别山北部镁铁-超镁铁质岩带中的榴辉岩主要有两种产状,一是产于变形较强(面理化)的橄榄岩中,另一种是产于片麻岩中。其中,绿辉石中硬玉端元组分大多为Jd=20mol％～52mol％。产于橄榄岩和片麻岩中榴辉岩的石榴子石成分分别相当于Coleman的B型和C型榴辉岩。石榴子石成分特征及钠质单斜辉石中石英针状出溶体的出现表明,本区榴辉岩早期可能经历过超高压变质作用,且至少经历了3个变质阶段,即:①榴辉岩相峰期变质阶段,主要矿物共生组合为石榴子石+绿辉石+金红石±蓝晶石+石英(或柯石英假象?),p≥2.5GPa、t=595～874℃;②高压麻粒岩相变质阶段,主要矿物共生组合为石榴子石+透辉石+紫苏辉石+钛铁矿+尖晶石+斜长石等,p=1.1～1.37GPa、t=817～909℃;③角闪岩相变质阶段,主要矿物共生组合为角闪石+斜长石+磁铁矿等,p=0.5～0.6GPa、t=500～600℃。该区榴辉岩独特的麻粒岩相退变质阶段,表明榴辉岩在折返初期并未能上升到中上地壳,而处于下地壳,它与南部超高压变质岩有不同的p-t演化史,即在榴辉岩相峰期变质之后经历了近等温减压(或稍升温减压)和降温减压变质过程。     

北大别北东地区榴辉岩温度条件分析

北大别榴辉岩温度条件的精确评价直接涉及到北大别变质单元性质的判定.由于榴辉岩温度分类方案的不同,以及温度估算时温度计选择和绿辉石Fe2+校正方法不同的影响,导致北大别榴辉岩温度评价和分类归属具有较大的不确定性.为此,本研究应用5个不同的温度计和4种不同的绿辉石Fe2+校正方法,评价了北大别北东地区榴辉岩的温度条件.研究显示,当应用Kogh (2000)的Grt-Cpx Fe-Mg温度计和设定绿辉石的铁为Fe3+/Fe2+=1∶1时,温度计算较为合理:P标定=3.5 GPa,温度范围为600～740℃或P标定=5.0GPa,温度范围为670～ 810℃.参照Carswell (1990)的温度分类,北大别榴辉岩应属于中温类型.但结合此次榴辉岩的地质特征、岩相学和矿物成分分析,以及前人的研究资料,北大别榴辉岩与中大别和南大别榴辉岩有明显的差异,其可能是在相对高温的条件下形成的.     

大别山桐城地区雷庄低温高压榴辉岩的增温退变P-T轨迹及其构造含义

早期的研究显示大别山东段(安徽部分)出露的榴辉岩均为中温榴辉岩,并没有其他类型榴辉岩存在.本研究通过对桐城地区雷庄附近的榴辉岩野外地质调查、岩相学、矿物成分化学以及热力学分析表明,该地区榴辉岩为低温高压榴辉岩.榴辉岩的P-T演化特征研究区分了5个变质阶段,展示了一个"发卡式"增温退变轨迹.Ⅰ-阶段的变质温压为T=390～411℃,P=0.89～1.40GPa;Ⅱ-阶段为T=527～544℃,P=1.95～2.34GPa.该阶段为峰期变质,代表了板片俯冲最大深度;Ⅲ-阶段为T=501～519℃,P=1.74～2.14GPa;Ⅳ-阶段为T=630和P=1.22GPa;Ⅴ-阶段为T=350℃,P=0.20GPa.由Ⅲ-阶段至Ⅳ-阶段随着压力的降低,温度明显增加,反映了一个退变增温的演化趋势.这种增温可能是由于低温榴辉岩对温度变化的敏感,以及榴辉岩板片在折返至地壳某一深度停滞时间较长,北大别热穹隆和地温梯度的恢复是导致增温的热源.     

大别山及苏鲁地区微粒金刚石分类及其大地构造意义

1992年发现大别山首例微粒金刚石之后，又于2003年和2004年在大别山和苏鲁地区的榴辉岩薄片中和榴辉岩的人工重砂中发现了微粒金刚石。本文报道其中尚未发表的7颗，并对2颗较大的薄片中的微粒金刚石和2颗自由晶体金刚石进行拉曼光谱和红外光谱测试。研究结果表明，本区所有微粒金刚石都为IaA和IaB型金刚石的混合体。缺少Ib型金刚石，表明没有人造金刚石的混入。薄片中的金刚石大部分为石榴子石的包裹体，少数产出于颗粒之间，直径为30-180μm。自由颗粒微粒金刚石直径为400-700μm。在大别山北部，不但又一次找到了微粒金刚石，还在石榴子石中发现有单斜辉石、磷灰石和金红石的出溶。这表明北大剐不但是超高压地质体，而且可能是本区俯冲最深的地质体。     

Variation in peak P–T conditions across the upper contact of the UHP terrane,Dabieshan, China: gradational or abrupt?

The Southern Dabieshan Terrane (SDT) has previously been divided into high‐pressure (HP) and ultrahigh‐pressure (UHP) terranes, and its regional extent and the tectonic nature of its boundaries are hotly debated topics. In this study, an eclogite‐bearing area of 100 km² near Taihu is mapped in detail, and divided into Northern, Middle and Southern Zones on the basis of lithological characteristics. The Northern Zone consists of epidote‐biotite gneiss and eclogite blocks, the Middle Zone includes granitic gneiss, biotite gneiss, eclogites and amphibolite, and the Southern Zone is composed mainly of garnet‐bearing mica schist. The eclogites occur mainly as lens or blocks in the Northern and Middle Zones. The peak P–T conditions for 61 eclogite samples across the area are estimated using the Grt‐Cpx Fe²⁺‐Mg thermometers and the Grt‐Cpx‐Phe barometers. The results indicate three different P–T regions: 2.82–4.09 GPa/759–942 °C in the Northern Zone, and 2.00–3.54 GPa/641–839 °C in the granitic gneiss and 1.38–2.36 GPa/535–768 °C in the biotite gneiss from the Middle Zone. Combined with the spatial distribution of eclogites across the area, the P–T values for eclogites increase continuously from the south to the north, defining a reference ‘geotherm’ of 5 °C km^?1. However, some unreasonable apparent gradients can be established along two south–north profiles across the area, and display a P–T difference between the Northern and Middle zones. On the basis of the average P–T data for eclogites across the area, a gap of at least 0.3 GPa/20 °C exists between the Northern and Middle zones. By contrast, the P–T values of eclogites from the Middle zone show a coherent pattern with transitional characteristics from HP in the south to UHP in the north. We suggest that the SDT was a coherent slab during subduction, and was broken up by a major fault during exhumation, which was formed under UHP metamorphic conditions.     

南阿尔金地区榴辉岩特征及意义

野外地质调查工作表明,阿尔金地区西起且末河到茫崖长达300km范围内的"阿尔金山岩群"中多处出露榴辉岩透镜体。榴辉岩在产状和岩石学特征上可以分为两种:第1种是中细粒结构,块状构造,退化变质较弱,围岩多与片麻状花岗岩或花岗闪长岩关系密切;第2种是细粒结构,片麻状构造,具有透入性片麻理,有明显退化变质现象,围岩多与大理岩、黑云变粒岩、石英片岩等关系密切。在分布上,榴辉岩限于古元古代"阿尔金山岩群"中,含有榴辉岩的阿尔金构造杂岩带是柴达木盆地北缘碰撞杂岩带的西延部分。     

滇西双江县勐库地区退变质榴辉岩中闪石类矿物的成因研究

勐库地区新近发现的退变质榴辉岩中晚期退变质作用形成的闪石类矿物十分丰富,其携带了大量晚期退变质过程中的岩石成因信息。本文通过系统的矿物学研究,鉴定出了3期10种闪石类矿物,其中以镁钙闪石、镁角闪石、铁镁钙闪石、铁韭闪石、透闪石、阳起石等钙质闪石类为主,有少量冻蓝闪石、蓝透闪石等钠-钙闪石类。研究发现,随着退变质过程中时间的推移,角闪石的形成环境逐渐由还原环境向弱氧化环境、氧化环境演变。根据角闪石电子探针成分测试结果计算了相应的温度、压力条件。结合岩相学的资料,将退变质过程分为3期:(1)第1期早阶段为近等温降压过程(p=0.56~0.75 GPa,t=642~709℃),主要形成铁韭闪石、铁镁钙闪石、镁钙闪石;晚阶段为等温降压过程(p=0.39~0.56 GPa,t=619~642℃),主要形成镁钙闪石及少量镁绿钙闪石、铁韭闪石;(2)第2期为降温降压过程(p=0.23~0.42 GPa,t=460~610℃),主要形成镁角闪石、冻蓝闪石及铁角闪石;(3)第3期为近等温降压过程(p=0.09~0.31 GPa,t=350~420℃),主要形成透闪石、阳起石、蓝透闪石等。闪石类的成分变化反映了退变质榴辉岩从地壳底部的角闪石榴辉岩-高压麻粒岩相温压环境向中上地壳角闪岩相、绿片岩相温压环境的渐次退变质作用过程。这与昌宁-孟连构造带上印支期的碰撞造山作用、燕山期的区域性地壳伸展、喜马拉雅期的陆内造山运动具有较好的对应关系。     

大别山侏罗纪变形及其构造意义

大别山造山带作为三叠纪华北与扬子大陆碰撞成因并形成超高压变质岩石已经没有异议。然而,对侏罗纪的变形性质和大地构造背景的认识还未取得一致意见。通过前陆早侏罗世地层褶皱,前陆深部反射地震探测,造山带内SE角闪岩相线理变形以及160～120Ma岩浆岩记录和同位素年代学研究等新的研究成果,证实中侏罗世大别山曾发生强烈的造山运动。这次造山运动相当于“燕山运动”,由于扬子与华北陆块在三叠纪已经拼合成一个大陆,所以侏罗纪变形属于陆内造山性质。将侏罗纪变形事件从大别山碰撞造山过程中分离出来可以合理地解释大别山超高压岩石第二次折返（从壳幔边界到地壳浅部）机理,150Ma的混合岩化作用和广泛的130～120Ma花岗岩．火山岩成因,以及大剐山前陆MOHO错断等现象。