青藏高原拉萨地体南部林芝岩群的物质来源与形成年代：岩石学与锆石U-Pb年代学

本文对位于青藏高原拉萨地体东南部林芝岩群中的变质岩进行了岩石学和年代学研究。研究表明,林芝岩群由角闪岩相的变质沉积岩和正片麻岩组成。变质沉积岩主要为含石榴石白云斜长角闪片岩、含石榴石云母石英片岩、含石榴石黑云钾长片麻岩、大理岩和石英岩等,代表性矿物组合包括石榴石+斜长石+角闪石+石英+黑云母+白云母,或石榴石+斜长石+钾长石+石英+夕线石+黑云母+白云母。花岗质片麻岩（含二云母片麻岩）的矿物组合是石英+斜长石+钾长石+黑云母+白云母。锆石U-Pb年代学分析表明,变质沉积岩中的碎屑锆石主要为岩浆成因,获得了2708~63Ma的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄范围,在~1100Ma和~550Ma出现两个年代峰值。碎屑锆石的变质增生边给出了35Ma的变质年龄。正片麻岩获得了496Ma的锆石结晶年龄和1158Ma的继承年龄。基于上述研究结果、区域对比和相邻变质岩石中获得的多期变质年龄,我们认为林芝岩群的原岩很可能形成在早古生代,其沉积物质主要来源于印度陆块,与特提斯喜马拉雅早古生代的岩石一起同为印度大陆北缘的沉积盖层,在环冈瓦纳大陆周缘造山过程中被寒武纪花岗岩侵入。在新特提斯洋向北的俯冲过程中,林芝岩群经历了晚中生代的安第斯型造山作用,在印度与欧亚大陆的俯冲-碰撞过程中,林芝岩群部分地经历了新生代的变质和岩浆作用再造。本研究证明,林芝岩群并不是传统上认为的拉萨地体的前寒武纪变质基底,其角闪岩相至麻粒岩相变质作用发生在中、新生代。     

喜马拉雅造山带核部的变质作用与部分熔融:亚东地区高压泥质麻粒岩的岩石学与年代学研究

喜马拉雅造山带核部的高喜马拉雅结晶岩系是印度大陆深俯冲到欧亚板块之下经历了高压变质作用的产物,记录了喜马拉雅造山带的形成与演化历史。本文对喜马拉雅造山带中段亚东地区高喜马拉雅结晶岩系中的泥质麻粒岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究,结果表明泥质麻粒岩经历了复杂的变质演化和部分熔融,可识别出三期变质矿物组合。早期进变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+黑云母+白云母+石英,峰期变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+黑云母+蓝晶石+石英,晚期退变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+夕线石+黑云母+白云母+石英。相平衡模拟表明,该泥质麻粒岩经历了高温、高压的峰期变质条件为800~835℃和12.8~14kbar,在进变质和峰期变质过程中经历了白云母和黑云母脱水熔融,所形成的熔体量至少为5%~8%。麻粒岩的晚期退变质条件为720~740℃和7.6~8.3kbar。这表明泥质麻粒岩经历了一条以高压麻粒岩相峰期变质和降温、降压退变质为特征的顺时针P-T轨迹。锆石U-Pb定年结果表明,麻粒岩相变质和深熔作用发生在28.5~17.0Ma。本研究表明高喜马拉雅结晶岩系的上部构造层位经历了高压麻粒岩相变质作用,而不是以前认为的以高温、低压变质作用为特征,并为喜马拉雅造山带构造演化的研究提供了新的见解。     

吉南龙岗岩群四道砬子河岩组泥质片麻岩变质作用

吉南新太古代泥质片麻岩出露于龙岗岩群四道砬子河岩组中,本文通过系统的岩相学、矿物化学、激光拉曼和锆石U Pb同位素年代学等分析,研究其变质演化特点、变质作用时代及构造意义.结果表明:龙岗岩群四道砬子河岩组泥质片麻岩记录了３个变质演化阶段,其中峰前期进变质阶段(M１)的矿物组合为石榴石＋黑云母＋斜长石＋石英＋白云母;峰期变质阶段(M２)的矿物组合为石榴石＋矽线石＋钾长石＋黑云母＋斜长石＋石英,达到麻粒岩相;峰后期退变质阶段(M３)以矽线石转变为蓝晶石为特征标 志,矿物组合为蓝晶石＋石榴石＋黑云母＋斜长石＋石英＋白云母.变质矿物地质温压计限定其变质作用,峰前期(M１)T 为４６８~５１５ ℃,p 为(３．８~４．３)×１０５ kPa;峰期(M２)T 为７０３~７６０ ℃,p 为(６．６~７．１)×１０５kPa;峰后期(M３)T 为５５２~５９１℃,p 为(５．５~６．０)×１０５kPa;具有典型的近等压冷却型逆时针变质作用p T 演化轨迹特征,可能是在地幔柱与岩石圈相互作用的环境中变质作用与大量的幔源岩浆底侵作用有关.LA ICP MS锆石U Pb定年结果显示麻粒岩相变质作用时代为２４９５~２４４２Ma,属于新太古代变质热事件产物.     

法国中央地块Rouergue地区的逆变质分带现象与华力西期推覆构造及其矿物和区域规模的P-T-t轨迹

野外证据及显微构造分析证明了Rouergue地区华力西期地体中有三种构造成因的逆变质成带现象,它们与大规模岩片逆冲作用相关,而且变质作用早于岩片向南的构造就位过程。矿物平衡、石榴石—黑云母地质温度计及石榴石—斜长石地质压力计揭示了变质后期、变质同期及变质前期的变形作用导致的三种不同的P-T模式。变质期后的变形作用对逆变质带及相对分带有直接影响,该区变质作用的不连续性是推覆体运移的重要证据。变质周期的逆冲作用导致了与逆冲相关的、剖面上为具有热逆转及正常压力的变质带,明显的压力差异人为地认为是不同的P-T轨迹及不同的抬升速率的产物,在快速上隆(如逆冲层序)时,温度处于峰期而压力最低。变质作用时限可以持续到整个构造事件(除晚期褶皱作用外)结束,此时,同构造期侵入体在推覆接触带内就位,它们对剖面上强烈的温度逆转效应有影响,并且强烈地改变了下伏变质推覆构造单元的等变线分布。     

秦岭造山带武关杂岩石榴黑云片岩的变质作用P-T轨迹与构造意义

秦岭造山带是华北板块与华南板块长期汇聚的产物。该造山带以商南-丹凤缝合带为界分为早古生代的北秦岭造山带和晚古生代-中生代的南秦岭造山带。武关杂岩位于南秦岭造山带的北缘,被认为是一套形成于弧前盆地的杂岩,原岩沉积时代为泥盆纪-早石炭纪,经历了晚石炭纪变质作用。本文对武关杂岩的石榴黑云片岩进行了岩石学研究。该岩石主要由斜长石、石榴石、黑云母和石英组成,含少量白云母、金红石和钛铁矿。变斑晶石榴石具有明显的生长成分环带,其核部以MgO含量增加和MnO降低为特征,幔部FeO含量逐渐增加,MgO、CaO和MnO逐渐减少,而在边部CaO明显升高,MgO、FeO和MnO含量不同程度降低。相平衡模拟和温压计计算结果表明,石榴黑云片岩具有复杂的顺时针P-T轨迹,早期进变质阶段(M1)为升温升压过程,峰期条件为~695℃和~8.3kbar,变质矿物组合为石榴石(核)和所含的黑云母、斜长石、石英及钛铁矿包裹体;中期退变质阶段(M2)是降温降压过程,达到~615℃和~6.2kbar变质条件,变质矿物组合是石榴石(幔)和包含的黑云母、斜长石、石英、白云母和钛铁矿包裹体;晚期是以近等温升压为特征的进变质过程(M3),达到~620℃和~9.1kbar条件,变质矿物组合为石榴石(边)和基质矿物黑云母、斜长石、石英、白云母和金红石。M1和M2阶段的构造了一个"发夹状"的顺时针P-T轨迹,为俯冲带变质作用典型特征,表明岩石经历了早期俯冲和后来的折返过程。而以显著增压为特征的晚期进变质作用(M3)很可能表明岩石经历了又一期俯冲作用。因此,本研究表明武关杂岩中的石榴黑云片岩很可能处于俯冲通道之中,经历了多旋回俯冲与折返过程。     

柴北缘鱼卡榴辉岩的pT演化历史

鱼卡榴辉岩位于柴北缘HP/UHP变质带的西段,榴辉岩呈透镜状或似层状分布在变质泥质岩、花岗质片麻岩及少量大理岩中,主要由石榴石和绿辉石组成,具有含量不等的多硅白云母、角闪石、黝帘石(斜黝帘石或绿帘石)、金红石和石英等。岩相学和矿物化学研究显示榴辉岩经历了3期与俯冲和折返作用有关的变质演化阶段:(1)前榴辉岩相进变质阶段,榴辉岩矿物组合为石榴石(核) 绿帘石 斜长石 角闪石,以包体的形式保存于具有生长环带的石榴石核部,形成的温压条件为p=1.06～1.11GPa,t=560～577℃;(2)榴辉岩相变质阶段,以绿辉石、多硅白云母等矿物围绕石榴石定向分布为特征,其矿物组合为石榴石(边) 绿辉石 多硅白云母±黝帘石,温压估算获得榴辉岩相的变质条件为p=2.35～2.52GPa,t=610～680℃;(3)后榴辉岩相变质阶段,矿物组合为石榴石 角闪石 斜长石,主要存在于围绕榴辉岩透镜体分布的退变榴辉岩(角闪石化榴辉岩)中,形成的温压条件为p=1.09±0.12GPa,t=635±44℃。研究结果显示榴辉岩的pT轨迹具有“发卡”型特点,表明鱼卡榴辉岩经历了快速俯冲和折返的演化历史。     

华北克拉通大同-怀安地区古元古代泥质麻粒岩的矿物学特征及变质作用剖析

以往研究认为华北克拉通中北部古元古代泥质麻粒岩主体属于一套中-低压高温麻粒岩。最近我们在大同-怀安地区发现该区泥质麻粒岩早期经历了高压-高温麻粒岩相变质作用,与伴生的石榴基性麻粒岩具有一致的变质条件,但由于后期中-低压高温(超高温)变质条件的叠加,早期高压矿物组合被强烈改造。本文以大同-怀安地区的高压-高温泥质麻粒岩为例,对其进行详细的矿物学特征和变质作用剖析。根据岩相学,如石榴石包裹体、矿物反应结构和矿物化学特征,将研究区泥质麻粒岩划分为四个变质阶段:进变质阶段(M_1)、压力峰期阶段(M_2)、温度峰期阶段(M_3)和冷却阶段(M_4)。M_1主要以石榴石核部包裹体为特征,含大量石英,少量黑云母、金红石和白云母等;M_2以幔部包裹体为特征,包裹体含量少,有石英、蓝晶石、钾长石、金红石、黑云母和锌尖晶石等,有时可见多硅白云母;M_3以基质矿物或石榴石边部包裹体为特征,如石榴石、夕线石、钾长石、石英和钛铁矿等,有或无锌尖晶石、金红石、黑云母等;M_4以石榴石边部的分解反应结构为特征,伴随熔体的结晶。综合矿物温压计、金红石Zr温度计和视剖面图方法获得进变质晚期阶段的条件为~10kbar/661~779℃,压力峰期变质条件为10~15kbar/810~860℃,温度峰期条件为6~10.5kbar/850~925℃,冷却阶段变质条件约为5~8kbar/645~761℃。同时,本文亦根据视剖面图方法模拟并解释了泥质麻粒岩(样品13GS47)中不同变质阶段的反应结构和变质反应,并对其中的石榴石成分环带进行了正演模拟。研究区与泥质麻粒岩伴生的其它岩石在不同程度上均记录了降压和降温的反应结构。最近研究证实部分石榴基性麻粒岩记录了进变质阶段,支持研究区的泥质麻粒岩和石榴基性麻粒岩可能经历了一致的变质历史,它们有可能是在压力峰期变质阶段(ca.1.97~1.90Ga)之前通过造山作用进入下地壳叠置在一起,并非在晚期(ca.1.85~1.80Ga)叠置在一起。     

点苍山-哀牢山变质杂岩带变沉积岩的变质演化

点苍山-哀牢山变质杂岩带位于青藏高原东南缘大理-元江-元阳-河口一带,出露规模达数百千米,是扬子板块和印支陆块之间的一条重要构造带.该变质杂岩带主要由各类正片麻岩、副片麻岩、大理岩所组成,夹有斜长角闪岩、石榴辉石岩和超镁铁质岩石的透镜体或团块.其中,变沉积岩如含夕线石和蓝晶石的片麻岩类岩石保存了多阶段的矿物组合及异常复杂的矿物相转变关系.详细的岩相学、成因矿物学以及矿物相转变关系分析表明,变沉积岩系经历了早期进变质阶段(M1)、峰期角闪-麻粒岩相变质阶段(M2)、峰后近等温减压(脱水熔融)阶段(M3)以及晚期退变质阶段(M4)的变质演化.其中,M1阶段的稳定矿物组合为石榴石+斜长石+白云母+石英+十字石±蓝晶石±黑云母±钾长石,M2阶段的稳定矿物组合为石榴石+黑云母+蓝晶石/夕线石+斜长石+石英、石榴石+黑云母+斜长石+石英±钾长石±夕线石,M3阶段的共生矿物组合为石榴石+黑云母+夕线石+斜长石+石英,M4阶段的矿物组合为黑云母+白云母+斜长石+石英±钾长石±石榴石等.通过传统GB-GASP温压计和二云母温度计的估算结果,配合P-T视剖面定量计算,确定早期进变质阶段(M1)的温压条件为T=560 ～ 590℃,P=5.5 ～6.3kb,峰期角闪-麻粒岩相阶段(M2)的温压条件为T=720～ 760℃、P=8.0～9.3kb,峰后近等温减压阶段(M3)的温度压力条件为T=640～760℃,P=5.0～7.3kb,晚期退变阶段(M4)的温压条件为T=521～648℃,P=4.0～5.0kb.上述研究结果表明,点苍山-哀牢山变沉积岩记录了典型碰撞造山带型式的顺时针P-T演化轨迹,表明点苍山-哀牢山变质杂岩带的形成与印度板块和欧亚板块之间的俯冲-碰撞存在密切的成因关系.     

新疆阿勒泰红柱石-矽线石型递增变质带特征及其PT条件研究

新疆阿勒泰地区发育了红柱石-矽线石型递增变质带,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-红柱石带和矽线石带组成,根据石榴石成分环带、变质与变形关系、矿物共生组合演化等特征,将变质作用分为峰前期、峰期和峰后期3个演化阶段。峰前期、峰期为连续的递增变质过程,形成典型的中-低压过渡型递增变质带,峰后期属于退变质过程。据石榴石一斜长石一黑云母-白云母-石英组合内部一致地质温压计估算出峰期温度-压力：T=580℃～670℃,P一0．4GPa～0．5GPa。变质作用演化具有顺时针的PTt轨迹,代表陆壳有一定程度的构造增厚,但幅度不大,没有大规模的陆壳俯冲或拆沉作用,这种增厚可能以陆壳的构造叠置机制为主。总体相当于地体间斜向走滑兼有一定垂直分量的拼合过程的地球动力学机制。     

阿尔金南缘构造带西段新元古代-早古生代变质岩系的变质作用

阿尔金南缘构造带西段新元古代-早古生代变质岩系为一套绿片岩相-低角闪岩相的中浅变质岩系,并形成绢云母-白云母带、黑云母带和石榴石-角闪石带3个递增变质带。通过对石榴石-角闪石带变质作用p-T轨迹的深入研究表明,其经历了3个阶段变质作用:即经历了俯冲碰撞深埋到30～35 km深度的中高压变质作用(M₁),压力可达7.27×10⁸～9.63×10⁸ Pa;随后经历了快速抬升所导致的近等温降压变质过程(M₂),压力降至4.1×10⁸～5.62×10⁸ Pa;晚期经历了降温降压退变质作用（M₃）。整个过程为顺时针方向演化的p-T轨迹,其地质动力学过程属于较典型的板块俯冲碰撞→抬升模式,表明阿尔金南缘构造带的地质构造演化经历了俯冲碰撞及碰撞后的快速抬升过程。