苏鲁超高压变质带中非超高压花岗质片麻岩的准确识别:来自锆石微区矿物包体及SHRIMP U-Pb定年的证据

通过隐藏在锆石微区矿物包体激光拉曼的系统鉴定和阴极发光图像特征的详细研究,配合相应的锆石微区SHRIMP U-Pb定年测试,发现苏鲁地体超高压变质带中确实存在非超高压变质的花岗质片麻岩。该类岩石中的锆石晶体自核部到边部所保存的矿物包体以不含超高压矿物为特征,相应的阴极发光图像具有典型岩浆结晶锆石的核部和幔部,以及变质的再生边的特点。其中岩浆结晶锆石微区记录的~(238)U-~(206)Pb年龄为404～748Ma,表明原岩中部分锆石可能经历了Pb丢失,也不排除后期热事件因素的影响,原岩的形成年龄应大于748 Ma;而锆石的再生边所记录的~(238)U-~(206)Pb。年龄为204～214 Ma,与研究区经历超高压变质的副片麻岩和花岗质片麻岩锆石微区所记录的苏鲁地体快速折返过程中角闪岩相退变质年龄(~(238)U-~(206)Pb年龄的平均值为211±4 Ma,刘福来等,2003a)十分相似。上述特征表明,苏鲁地体超高压变质带中的部分花岗质片麻岩在超高压变质事件之前就已经形成,但并未“参与”深俯冲—超高压的变质演化过程,而是在苏鲁地体快速折返的角闪岩相退变质过程中与超高压岩片“拼贴”在一起。该项成果不仅为正确识别非超高压变质岩石提供了一个新的研究方法,而且对进一步深入探讨苏鲁地体超高压和非超高压岩片的“拼贴”机制有着重     

北苏鲁超高压变质岩锆石中的矿物包体

北苏鲁莒南—岚山头—日照—桃行—仰口—荣成—威海一带榴辉岩的围岩经历了强烈角闪岩相退变质作用的改造,峰期超高压矿物组合已完全被后期退变矿物组合所取代。锆石微区阴极发光图像和矿物包体激光拉曼测试研究结果表明,132件不同类型岩石(包括榴辉岩、斜长角闪岩、正片麻岩、副片麻岩、大理岩、蓝晶石英岩、云母片岩和钙镁硅酸盐类变质岩等)锆石中,普遍隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体。此外,在南苏鲁东海及其邻区的地表露头和一系列钻孔岩心的锆石中,也普遍发现以柯石英为代表的超高压矿物包体。该项研究成果表明,在苏鲁地体由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的陆壳岩石(约320km×20km×5km)曾发生过巨量物质深俯冲—超高压变质的壮观地质事件。     

中国大陆科学钻探主孔0～4500米变质岩石锆石中保存的超高压矿物包体

中国大陆科学钻探主孔0-4500米的岩心主要由榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩、正片麻岩以及少量的超基性岩所组成。岩相学研究结果表明,榴辉岩的围岩普遍经历了强烈角闪岩相退变质作用的改造,峰期超高压变质的矿物组合已完全被后期退变质过程中角闪岩相矿物组合所替代。采用激光拉曼技术,配备电子探针和阴极发光测试,发现主孔224件岩心中有121件(包括榴辉岩、斜长角闪岩、副片麻岩和正片麻岩)样品的锆石中普遍隐藏以柯石英为代表的超高压矿物包体,且不同岩石类型锆石中所保存的超高压矿物包体组合存在明显差异。(含多硅白云母)金红石石英榴辉岩锆石中保存的典型超高压包体矿物组合为柯石英 石榴石、柯石英 石榴石 绿辉石 金红石和柯石英 多硅白云母 磷灰石。黑云绿帘斜长角闪岩锆石中保存的超高压矿物组合为柯石英 石榴石 绿辉石、柯石英 石榴石 多硅白云母和柯石英 绿辉石 金红石,与榴辉岩所保存的超高压矿物组合十分相似,表明该类斜长角闪岩是由超高压榴辉岩在构造折返过程中退变质而成。在副片麻岩类岩石,如石榴绿帘黑云二长片麻岩锆石中,代表性的超高压包体矿物组合为柯石英 多硅白云母和柯石英 石榴石等;而在石榴黑云角闪钠长片麻岩锆石中,则保存柯石英 硬玉 石榴石 磷灰石、柯石英 硬玉 多硅白云母 磷灰石和柯石英 石榴石 磷灰石等超高压矿物包体。在正片麻岩锆石中,标志性的超高压矿物包体为柯石英、柯石英 多硅白云母、柯石英 蓝晶石 磷灰石和柯石英 蓝晶石 榍石等。此外,在南苏鲁东海至临沭一带的地表露头以及一系列卫星孔岩心的锆石中,也普遍发现以柯石英为代表的标志性超高压矿物包体,表明在南苏鲁地区由榴辉岩及其围岩的原岩所组成的巨量陆壳物质(方圆>5000km2,厚度超过4.5km)曾整体发生深俯冲,并经历了超高压变质作用。该项研究对于重塑苏鲁-大别超高压变质带俯冲-折返的动力学模式有着重要的科学意义。     

苏鲁超高压变质带含褐帘石正、副片麻岩中变质锆石的地球化学性质及其SHRIMP U-Pb定年

贪褐帘石正、副片麻岩是苏鲁地体重要的超高压变质岩石.矿物包体激光拉曼鉴定、阴极发光图像分析、锆石微区LA-ICP-MS成分测试及SHRIMP U-Pb定年结果表明,含褐帘石正、副片麻岩中的锆石具有明显的三层结构.即弱发光效应的继承性(碎屑或岩浆结晶)锆石的核、强发光效应的含柯石英变质增生幔部和弱发光效应的退变边.继承性岩浆结晶锆石核部记录了新元古代(＞810Ma)的原岩形成年龄,含柯石英锆石微区记录了241～223Ma的超高压变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为230±7Ma和229±7Ma),锆石的退变边记录了217～200Ma的角闪岩相退变质年龄(正、副片麻岩的加权平均年龄分别为211±3Ma和210±2Ma),由此限定苏鲁地体构造抬升速率为5.3km/Myr,表明苏鲁超高压岩石经历了一个相对快速抬升的变质演化过程.与苏鲁-大别其它超高压岩石变质增生锆石对比,含褐帘石正、副片麻岩中的超高压变质增生锆石微区具有十分独特的地球化学性质,主要表现为重稀土元素(HREE)明显富集,U含量明显偏低(10～29×10-6),而Th/U比值则明显偏高(0.45～0.92).HREE的明显富集与寄主岩石普遍存在超高压矿物褐帘石(富集轻稀土元素)有关,而低U含量和高Th/U比值的特点则表明超高压峰期变质阶段处在高氧逸度(fO2)的体系环境.     

大别-苏鲁地体超高压变质岩中的副矿物——锆石

激光拉曼和锆石阴极发光图像研究结果表明,大别-苏鲁强退变质岩石(包括正片麻岩、副片麻岩、斜长角闪岩、含蓝晶石石英岩、大理岩、云母片岩等)的锆石中,均保存以柯石英为代表的超高压矿物包裹体,且记录了十分一致的超高压变质温压条件:T=732～866℃,p=2.8～4.0GPa,表明大别-苏鲁地体曾发生过巨量物质深俯冲-超高压变质的壮观的地质事件。     

北苏鲁荣成地区超高压变质带的形成与折返动力学

山东省荣成地区位于苏鲁高压-超高压变质带的东北部,以花岗质片麻岩、副片麻岩为主,夹有少量的榴辉岩、石榴辉石岩、麻粒岩、超基性岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩等,各类岩石的锆石中普遍含有柯石英包裹体,表明荣成地区岩石曾经历超高压变质作用过程。荣成地区区域构造格架表现为面理产状总体为NNE-SSW走向,向南转为由NE-SW走向,呈弧形展布,倾向SE或SSE,超高压变质岩石由一系列近平行的剪切岩片组成,岩片之间的分界线为一些韧性剪切带,是折返阶段角闪岩相-绿片岩相的产物。结合野外宏观变形现象、显微构造分析以及糜棱岩中石英的优选方位EBSD （electron backscatter diffraction,电子背散射技术）测量结果,可以判断北苏鲁荣成地区韧性剪切带主要形成于中、低温（550~350℃）条件,并具有由NW向SE“斜向正滑”的剪切指向。根据韧性剪切带中所含的榴辉岩透镜体的显微构造和绿辉石与金红石的优选方位的EBSD的研究,重塑超高压变质阶段的流变学特征：绿辉石和金红石都具有高温的滑移系组构模式。横穿苏鲁高压-超高压变质带的地震反射剖面揭示了苏鲁高压-超高压变质带呈厚10km以上的穹形板片,位于苏鲁高压-超高压变质板片下部的荣成及江苏刘山以韧性正断裂系列为主。Ar-Ar测年结果表明,发生这种伸展韧性剪切作用的时间在117~130Ma。位于板片上部的南苏鲁以韧性逆冲性断裂系列为主。基于以上各方面的研究,进一步验证了苏鲁超高压-超高压变质带折返动力学的挤出模式。     

大陆板片多重性俯冲与折返的动力学模式——苏鲁高压-超高压变质地体的折返年龄限定

苏鲁高压超高压变质地体自南而北由高压(HP)、很高压(VHP)和超高压(UHP)变质叠覆岩片组成,前者依次叠覆在后者之上,岩片之间的界限为韧性剪切带。根据超高压变质岩片中角闪岩相岩石与高压变质岩片中绿片岩相岩石的黑云母和白云母Ar_Ar和Rb_Sr测年新结果,结合前人在该区所做的锆石SHRI MP U_Pb、全岩Sm_Nd、Rb_Sr等测年数据综合分析表明,超高压变质岩石的峰期变质年龄为240~220Ma,折返年龄为220~200Ma;而高压变质岩石的峰期变质年龄大于258Ma,起始折返年龄为258~240Ma,折返年龄比超高压变质岩石早30~40Ma。这说明扬子板片并不是整体俯冲和折返的。由于具组分和密度差异,俯冲板块的不同部位沿岩性或构造界面先后分片俯冲和折返,在北苏鲁超高压变质板片开始俯冲时,南苏鲁高压变质板片已开始折返。     

苏鲁地体超高压矿物的三维空间分布

采用激光拉曼技术,配备电子探针和阴极发光测试,确认苏鲁地体大多数花岗质片麻岩,所有类型片麻岩、斜长角闪岩、蓝晶石英岩和大理岩的锆石中均隐藏以柯石英为代表的超高压包体矿物组合。其中花岗质片麻岩典型超高压包体矿物为柯石英±多硅白云母;副片麻岩为柯石英+石榴子石+绿辉石、柯石英±石榴子石+硬玉+多硅白云母+磷灰石、柯石英+多硅白云母±磷灰石;斜长角闪岩为柯石英+石榴子石+绿辉石±金红石;蓝晶石英岩为柯石英+蓝晶石+金红石+磷灰石、柯石英+蓝晶石+多硅白云母+金红石;大理岩为柯石英+透辉石、柯石英+橄榄石。表明苏鲁地体由榴辉岩及其围岩所组成的巨量陆壳物质曾普遍发生深俯冲,并经历了超高压变质作用。锆石的矿物包体分布特征及相应的阴极发光图像研究表明,在同一样品中,锆石的成因特征存在明显差异。有的锆石显示继承性(碎屑)锆石的核(core)、超高压变质的幔(mantle)和退变质的边(rim);有的锆石则具有超高压的核、幔和退变质的边;而有的锆石却记录了深俯冲的核、超高压的幔和退变质的边。标志着苏鲁超高压变质带各类岩石副矿物锆石均具有十分复杂的结晶生长演化历史。因此,在充分研究锆石中矿物包体性质、分布特征以及相应阴极发光图像的基础上,采用SHRIMP离子探针技术,在锆石晶体的不同     

苏鲁高压—超高压变质带南部花岗片麻岩—花岗岩的多时代演化

苏鲁高压－超高压变质带中，广泛分布有花岗片麻岩－花岗岩系列，有关其形成的时代和成因机制长期存在争议。岩石露头表现为强烈的片麻理，并且多数和榴辉岩及榴辉岩相岩石密切伴生。其岩石类型有变化，从斜长片麻岩－花岗闪长质片麻岩－二长花岗片麻岩演化到花岗岩。矿物和地球化学变化也较大。从残留的高压和超高压矿物及其退变质反应等。说明它们中有部分曾经历了高压－超高压变质作用。该变质部连云港地区4个二长花岗片麻岩－花岗岩岩体中精的单颗粒锆石，运用Pb-Pb法（质谱计双带源逐层发－沉积法）和U-Pb法（离子探针SHRIMP分析），获得的年龄值跨度大，从859Ma到150Ma，分别属于4个年龄段（时段），但是主要数据集中在600－859Ma和220－250Ma两个时段，锆石的形貌特征研究显示，这些花岗片麻岩－花岗岩是苏鲁高压变质带中长期演化的产物。其物质来源与古元古代，乃至太古变质表壳岩密切相关。元古代大量岩浆结晶型锆石指示了当时存在强烈的花岗岩浆活动，导致大量花岗岩类岩石的形成。古生代（加里东期）和中生代早期（印支期）分别经历了变质作用，尤其是印支期，至少一部分和榴辉岩源岩一起经历了高压－超高压变质作用，并且伴随有地壳部分熔融，引起又一次花岗岩浆活动，再生花岗岩，该区南部东海地区尤为明显，中生代晚期燕山期的岩浆，热液活动对花岗片麻岩也有影响，其中新元古代和印支期则是花岗片麻岩及至大别造山带中两个重要的地质构造时期。     

中国大陆科学钻探（CCSD）主孔超高压变质岩副矿物锆石中的流体包裹体研究

中国大陆科学钻探工程主孔位于苏鲁超高压变质地体南部,钻孔穿过的超高压岩石主要有榴辉岩、正、副片麻岩、石榴橄榄岩、角闪岩,以及少量片岩和石英岩。锆石是超高压岩石中的常见副矿物,按成因可以分为原岩锆石、变质(增生)锆石和新生锆石。这三类锆石中普遍含有矿物包体和少量流体包裹体,它们记录了超高压岩石经历的进变质、超高压变质和退变质期间流体作用的信息。锆石中的流体包裹体具有以下特征:(1)原岩锆石核部常见原生H2O和H2O-CO2包裹体,H2O包裹体的组成和盐度变化较大;而沿原岩锆石裂隙有时还有次生H2O-CO2和(或)CO2包裹体;(2)在变质锆石或锆石的变质增生带(幔部或边部)仅偶尔发现与超高压矿物包体共生的H2O-CO2包裹体;(3)榴辉岩,特别是片麻岩可以含大量微粒新生锆石,其中偶尔可见低盐度的H2O±CO2包裹体;(4)锆石中流体包裹体的丰度与主岩氧同位素值存在一定相关性:即具有很低δ18O值的岩石所含锆石中流体包裹体特别丰富,而具有正常氧同位素组成的岩石中锆石很少或不合流体包裹体;结合原岩锆石、变质锆石和新生锆石中均有中低盐度的H2O和H2O-CO2包裹体存在,反映了在大陆深俯冲-折返过程中变质流体具有继承性。H2O和H2O-CO2包裹体的等容线全都从根据矿物温压计获得的变质峰期压力-温度区间下部通过,推测在进变质-超高压变质峰期捕获的流体包裹体随后受到了改造。在进变质-超高压变质和退变质期间变质流体的存在促进了原岩锆石不同程度地受到溶蚀、变质增生和变质锆石、新生锆石的形成。     

Evolution of metamorphic fluid recorded in granulite facies metacarbonate rocks from the middle segment of the Mogok metamorphic belt in central Myanmar

The Mogok metamorphic belt of Palaeogene age, which records subduction‐ and collision‐related events between the Indian and Eurasian plates, lies along the western margin of the Shan plateau in central Myanmar and continues northwards to the eastern Himalayan syntaxis. Reaction textures of clinohumite‐ and scapolite‐bearing assemblages in Mogok granulite facies metacarbonate rocks provide insights into the drastic change in fluid composition during exhumation of the collision zone. Characteristic high‐grade assemblages of marble and calcsilicate rock are clinohumite+forsterite+spinel+phlogopite+pargasite/edenite+calcite+dolomite, and scapolite+diopside+anorthite+quartz+calcite respectively. Calculated petrogenetic grids in CaO–MgO–Al₂O₃–SiO₂–H₂O–CO₂ and subsets of this system were employed to deduce the pressure–temperature–fluid evolution of the clinohumite‐ and scapolite‐bearing assemblages. These assemblages suggest higher temperature (>780–810°C) and [=CO₂/(CO₂+H₂O) >0.17–0.60] values in the metamorphic fluid for the peak granulite facies stage, assuming a pressure of 0.8 GPa. Calcite grains commonly show exsolution textures with dolomite particles, and their reintegrated compositions yield temperatures of 720–880°C. Retrograde reactions are mainly characterized by a reaction zone consisting of a dolomite layer and a symplectitic aggregate of tremolite and dolomite grown between clinohumite and calcite in marble, and a replacement texture of scapolite by clinozoisite in calcsilicate rock. These textures indicate that the retrograde reactions developed under lower temperature (<620°C) and (<0.08–0.16) conditions, assuming a pressure of 0.5 GPa. The metacarbonate rocks share metamorphic temperatures similar to the Mogok paragneiss at the peak granulite facies stage. The values of the metacarbonate rock at peak metamorphic stage are, however, distinctly higher than those previously deduced from carbonate mineral‐free paragneiss. Primary clinohumite, phlogopite and pargasite/edenite in marble have F‐rich compositions, and scapolite in calcsilicate rock contains Cl, suggesting a contrast in the halogen compositions of the metamorphic fluids between these two lithologies. The metamorphic fluid compositions were probably buffered within each lithology, and the effective migration of metamorphic fluid, which would have extensively changed the fluid compositions, did not occur during the prograde granulite facies stage throughout the Mogok metamorphic belt. The lower conditions of the Mogok metacarbonate rocks during the retrograde stage distinctly contrast with higher conditions recorded in metacarbonate rocks from other metamorphic belts of granulite facies. The characteristic low conditions were probably due to far‐ranging infiltration of H₂O‐dominant fluid throughout the middle segment of the Mogok metamorphic belt under low‐amphibolite facies conditions during the exhumation and hydration stage.     

Occurrence of lawsonite in pelitic schists from the Sanbagawa metamorphic belt, central Shikoku, Japan

The occurrence of lawsonite is described from pelitic schists of the lower-grade part of the pumpellyite-bearing subzone of the chlorite zone in the Asemi River area of central Shikoku. The lawsonite-bearing parageneses are consistent with the generally accepted view that the Sanbagawa facies series represents higher pressures than the lawsonite-bearing facies series in New Zealand.     

胶北早前寒武纪变质基底多期岩浆-变质热事件:来自TTG片麻岩和花岗质片麻岩中锆石U-Pb定年的证据

本文采用LA-ICP-MS技术,对胶北地体TTG片麻岩和花岗质片麻岩中锆石进行系统原位U-Pb定年和稀土、微量元素的分析,发现研究区早前寒武变质结晶基底存在多期岩浆-变质热事件。4件TTG片麻岩和2件花岗质片麻岩锆石样品记录了2909±13Ma、2738±23Ma、2544±15~2564±12Ma和2095±12Ma 4组岩浆事件年龄,以及2504±16~2513±32Ma和1863±41Ma 2组变质事件年龄。结合以往TTG片麻岩和花岗质片麻岩的地球化学及Nd同位素研究发现,约2738Ma的TTG岩浆事件可能代表胶北地体地壳最主要的生长事件,而2544~2564Ma的岩浆事件则可能代表古老地壳重熔的最强烈岩浆事件,约2095Ma岩浆事件则反映了胶-辽-吉构造带内部在该时期与地壳拉张作用有关的岩浆活动。2504~2513Ma是研究区以及华北克拉通早前寒武基底最主要的一期变质热事件,可能与地幔柱(热点)岩浆的底侵作用有关,而TTG片麻岩记录的约1863Ma的变质年龄与研究区基性和泥质高压麻粒岩相岩石记录的麻粒岩相变质时代一致,暗示TTG片麻岩可能也经历了古元古代高压麻粒岩相变质作用,上述研究进一步表明胶北地体在古元古代的确存在一期陆-陆碰撞的重要造山事件。该项研究成果对于进一步深入探讨胶北乃至华北克拉通早前寒武纪变质基底的形成演化、岩浆-变质热事件序列及其构造背景具有重要的科学意义。     

Deformation history inferred from magnetic fabric in the southwestern Okcheon metamorphic belt, Korea

Magnetic fabric and rock-magnetic studies have been carried out for the non-fossiliferous, low- to medium-grade metasedimentary rocks in the southwestern part of the Okcheon metamorphic belt (OMB). Two major metamorphic events in the study area were previously recognized: regional metamorphism (M₁) in the late Carboniferous to early Permian and contact metamorphism (M₂) due to the intrusion of granite in the middle Jurassic. The metamorphic grade of the study area increases from the biotite zone in southeast through the garnet zone to the staurolite zone towards the northwest. Magnetic fabrics of the study area are generally well defined and can be characterized according to the metamorphic zones. Magnetic foliation is the dominant magnetic fabric in the biotite zone, while magnetic lineation prevails in both garnet and staurolite zones. We interpret the metamorphism-related deformation history of the study area based on magnetic fabrics, magnetic mineralogy and previously reported metamorphic evolution as follows. Penetrative NW-dipping cleavage, represented by magnetic foliation, was formed in the study area by prevailing NW–SE shortening event during the M₁ regional metamorphism in the late Carboniferous–early Permian. This shortening event is interpreted to be associated with the collisional event between the North and South China blocks. Cleavages dipping steeply to the southeast in the staurolite zone are attributed to the pressure exerted from the intrusion of Jurassic granite in the northwestern area.     

The higher grade metamorphic zonation of the Sambagawa metamorphic belt in central Shikoku, Japan

The higher grade metamorphic zonation of the Sambagawa (= Sanbagawa) belt is established for the first time for the whole area of central Shikoku. As discontinuous reactions to define the isograd are absent, the metamorphic grade is primarily determined by the Mg-Fe partitioning between garnet and chlorite along representative traverses. However, for regional mapping, mineralogical features of the pelitic schists, such as using mineral assemblages of more than divariant equilibrium, the modal garnet to chlorite ratio, and the optical properties of chlorite, are employed as auxiliary criteria.
The presence of the highest grade mineral zone in the middle of the structural level is confirmed, but its spatial distribution is far more complex than hitherto accepted. Thermal axes are now confirmed at three different structural levels. A model is presented in which the stacking of thrust sheets of different grade took place while metamorphic reactions were in progress. Thermal readjustment brought a continuous metamorphic temperature gradient across and within the thrust sheets. Tectonic blocks of metagabbro and ultramafic rock were emplaced synchronously with thinning and subsequently also re-equilibrated. Local anomalies of metamorphic grade, represented by mixing of schists of different metamorphic grade, exist, but they are due to a later stage event.     

阿拉善变质基底中的早二叠世岩浆热事件——来自同位素年代学的证据

在阿拉善变质基底中发现了大量的早二叠世的弱变形花岗岩类。采自阿拉善东部的闪长质片麻岩(AL0705-1)、含石榴英云闪长质片麻岩(AL0709-1)、英云闪长岩(AL0718-1)、条痕状黑云斜长片麻岩(AL0822-1)和片麻状花岗岩(AL0822-3)的锆石U-Pb年龄分别为270±1.6Ma、276±1.8Ma、269±2.4Ma、276±2.4Ma和287±2.5Ma。采自阿拉善变质基底西部的花岗闪长质片麻岩(AL0805-1)、闪长质片麻岩(AL0805-4)、粗粒花岗闪长质片麻岩(AL0810-1)和中粒闪长质片麻岩(AL0810-2)的锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄分别为284±3Ma、289±3Ma、276±2Ma和279±2Ma。尽管早二叠世花岗岩的岩石类型和化学成分不同,但它们都形成于269～289Ma一个较短的时间范围,属于同一期岩浆热事件的产物。早二叠世花岗岩的形成年龄与基底变质岩中角闪石39Ar-40Ar的坪年龄277～288Ma近于一致,表明这期岩浆热事件对基底变质岩石产生了改造,使角闪石等变质矿物的Ar-Ar同位素体系发生了重置。在阿拉善变质基底中大量早二叠世花岗岩类侵入体的发现表明,阿拉善变质基底在古生代晚期受到中亚造山带碰撞造山作用的强烈影响和改造。     

大青山-乌拉山变质杂岩带大南沟地区含榴尖晶黑云钾长片麻岩成因及其形成的P-T条件

大南沟贫硅的含榴尖晶黑云钾长片麻岩出露于华北克拉通西北部大青山-乌拉山变质杂岩带(孔兹岩带)中,主要以大小不等的透镜状和互层状产于石榴长英质粒状岩石和石榴堇青夕线黑云二长片麻岩中.本文通过岩相学、变质反应、成因矿物学、矿物化学以及相平衡模拟的综合研究,揭示合榴尖晶黑云钾长片麻岩的成因机制及其形成的P-T条件.研究表明,大南沟含榴尖晶黑云钾长片麻岩内尖晶石的Zn含量极低(XZn=Zn/(Fe2+Mg+ Zn)＜0.006).含尖晶石的后成合晶微域反映峰后退变条件下局部的再平衡过程,其中石榴石分解形成的钾长石+尖晶石±斜长石后成合晶是由Grt+ Sil+ Melt→Kfs+Spl+ Pl反应形成的.而细粒尖晶石-刚玉-磁铁矿矿物组合及相应的退变结构是在晚期降温和氧化作用下,通过反应Splss+O2→Spl+ Mag+ Crn分解形成的.相平衡模拟结果表明含榴尖晶黑云钾长片麻岩峰期矿物组合为Bt+ Grt+ Spl+ Mag+ Sil+Kfs +P1+ Liq,稳定的温压条件在830～ 870℃和8.3～8.6kb,位于夕线石的稳定域.     

大陆碰撞造山带的两类橄榄岩——以柴北缘超高压变质带为例

论述了大陆俯冲碰撞带中地幔橄榄岩的基本特征和成岩类型,并重点讨论柴北缘超高压变质带中不同性质的橄榄岩及其成因。根据岩石学特征,我们确定柴北缘超高压带中发育有两种类型的橄榄岩:(1)石榴橄榄岩,岩石类型包括石榴二辉橄榄岩、石榴方辉橄榄岩、纯橄岩和石榴辉石岩,是大陆型俯冲带的标志性岩石。金刚石包裹体、石榴石和橄榄石的出溶结构、温压计算等均反映其来源深度大于200km。地球化学特征表明该橄榄岩的原岩是岛弧环境下高镁岩浆在地幔环境下堆晶的产物。(2)大洋蛇绿岩型地幔橄榄岩,与变质的堆晶杂岩(包括石榴辉石岩、蓝晶石榴辉岩)和具有大洋玄武岩特征的榴辉岩构成典型的蛇绿岩剖面,代表大洋岩石圈残片。这两类橄榄岩的确定对了解柴北缘超高压变质带的性质和构造演化过程有重要意义。     

吉林-黑龙江高压变质带的初步厘定:证据和意义

本文定义的吉林-黑龙江高压变质带是指我国东北地区佳木斯-兴凯地块西缘和南缘共同发育的呈弧形展布的高压变质带,具体包括佳木斯-兴凯地块西缘增生杂岩带(黑龙江蓝片岩带和张广才-小兴安岭增生杂岩带)和佳木斯-兴凯地块南缘的长春-延吉增生杂岩带.其中佳木斯-兴凯地块西缘增生杂岩带形成于晚三叠-早侏罗世(180 ～ 210Ma),为佳木斯-兴凯地块向西冲增生而形成的高压变质带;而长春-延吉增生杂岩带由一系列特征性俯冲-增生杂岩组成,包括石头口门-烟筒山红帘石片岩带、呼兰群变质杂岩、色洛河群变质杂岩、青龙村群变质杂岩和开山屯变质杂岩等,形成时代为187～230Ma,峰期为220～230Ma.长春-延吉增生杂岩带曾被认为是西拉木伦河断裂带的东延部分,但是区域构造分析表明,它们形成的动力学背景与佳木斯-兴凯地块西缘增生杂岩带相同,均为太平洋板块三叠纪-早侏罗世的西向俯冲导致佳木斯-兴凯地块自东向西的“剪刀式”闭合过程.我们将佳木斯-兴凯地块西缘和南缘发育的三叠纪-早侏罗世增生杂岩带作为统一的构造单元来考虑,结合该区发育有典型的高压变质带,因此命名为“吉林-黑龙江高压变质带,简称吉黑高压带”.吉黑高压带形成于太平洋板块三叠纪-早侏罗世的西向俯冲导致佳木斯-兴凯地块自东向西的“剪刀式”闭合的过程,同时该带记录了古亚洲构造域的结束和太平洋俯冲开始的关键时期,为两大构造域叠加与转换的关键性地质证据.