冀东麻粒岩相区的变质作用及其演化

根据对表壳岩、中酸性侵入岩和基性岩墙的变质变形作用及相互关系的深入研究,确定冀东麻粒岩相区在早前寒武纪时期主要经历了两期变质作用,每期变质作用均经历了一个长期的演化过程,峰期阶段的变质条件均达到了麻粒岩相。第一期变质作用(3000～2500Ma)的PTt演化具近等压冷却(IBC)特点的逆时针轨迹,第二期变质作用(2300～2000Ma)是近等压加热(IBH)特点的顺时针轨迹,反映两期变质作用具有不同的构造环境和演化过程。     

怀安—大同一带基性麻粒岩变质反应序列与水活度

晋冀蒙三省交界的怀安－大同一带基性麻粒岩有保存完好的变质反应结构。依据岩相学特征,可在基性麻粒岩中区分出四个世代的矿物组合：①峰前阶段（Ｍ１）以包裹在石榴石或紫苏辉石中的Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ、Ｃｐｘ＋Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ组合为代表,Ｔ为６００℃～７００℃,Ｐ为０．７０～０．８２ＧＰａ,相应的ａＨ２Ｏ值为０．５０～０．６２;②峰期阶段（Ｍ２）以三联点结构的基质矿物为特征,组合为Ｏｐｘ＋Ｃｐｘ＋Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ、Ｇｔ＋Ｏｐｘ＋Ｃｐｘ＋Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ,Ｔ为７５０℃～８５０℃,Ｐ为０．８４～１．０５ＧＰａ,相应的水活度降至０．３９～０．５２;③峰后近等温减压阶段（Ｍ３）以石榴石普遍转变为Ｏｐｘ＋Ｐｌ±Ｍｔ及角闪石转变为Ｏｐｘ＋Ｃｐｘ后成合晶为特征,Ｔ为７００℃～７８０℃,Ｐ为０．５０～０．７０ＧＰａ,相应的ａＨ２Ｏ值降至０．０８～０．１１;④至降温阶段（Ｍ４）,以无水矿物石榴石、辉石退变为Ｈｂ＋Ｐｌ组合为代表,Ｔ为５３０℃～６３０℃,Ｐ为０．３０～０．４２ＧＰａ,ａＨ２Ｏ值再次升至０．３７～０．４０。研究表明,矿物组合演化和所发生的（脱水）变质反应不仅受ＰＴ条件的控制,而且与体系水活度密切相关     

冀东地区麻粒岩相变质作用的演化

据冀东迁安－遵化一带麻粒岩相区的变质岩石、变质矿物及其组构特征、变质作用的温度、压力条件,结合同位素年代学资料,以及岩浆作用、构造变形作用和变质作用之间的关系,可将本区太古代变质作用划分为两期。太古代第一期变质作用只限于表壳岩包体岩石中,变质级为高角闪岩相和辉石麻粒岩相,第二期变质作用发生在晚太古代,早期变质阶段是在紫苏花岗岩侵位以后发生的辉石麻粒岩相变质作用,晚期变质阶段发生在稍后侵位的基性侵入岩体、英云闪长岩、奥长花岗岩等深成侵入体中,变质级达角闪麻粒岩相。早元古代第一期角闪石榴二辉麻粒岩型岩脉,遭受了辉石麻粒相变质作用,第二期角闪石榴斜长辉石岩型岩脉经历了角闪麻粒岩相变质作用。这些变质作用在早期岩石中都有不同程度的叠加。麻粒岩相变质作用的温度在７００℃～９２０℃,压力在０．８８～１．１４ＧＰａ。变质作用的ＰＴｔ演化呈现了逆时针近等压冷却的轨迹     

大别山北部石榴二辉麻粒岩变质结构和水活度及其演化特征

通过对大别山北部石榴二辉麻粒岩岩相学、矿物地质温压计和热力学计算, 获得4个主要的变质演化阶段的矿物共生组合、温压条件和相应的水活度条件: (1) 榴辉岩相阶段(M₁), 以Cpx (含Jd) +Q +Ru +Gt组合为代表的残留矿物, 并呈包体的形式产于石榴石中, t=612~750℃; (2)麻粒岩相阶段(M₂), 以Opx+Cpx +Gt+Q +Ti+Mt矿物组合为特征, 其相应的t =837~887℃, p=1.03~1.25GPa, 水活度为0.718~0.799; (3) 角闪岩相阶段(M₃), 矿物组合为Cpx +Gt+Amp +Pl+Mt, t=530~660℃, p=0.85~0.95GPa, 其相应的水活度为0.2 3~ 0.2 4;和(4) 低角闪岩相阶段(M₄), 其形成的温压条件为t=495℃, p=0.5 6~ 0.70GPa, 相应的水活度为0.11~ 0.13.石榴二辉麻粒岩变质反应、变质结构、矿物组合及其演化, 不仅受控于形成时的温压条件, 而且与形成时体系中水活度的演化有着密切的成因关系.水活度的演化特征表明, 变质流体在变质作用过程中, 对变质反应温度起着一定的缓冲作用.      

冀东地区新太古代麻粒岩相变质作用及其大地构造意义

冀东地区的早前寒武纪基底保留有太古宙克拉通普遍发育的"穹窿-龙骨构造",如卢龙-双山子表壳岩系呈近南北向带状分布于以TTG片麻岩为主构成的太平寨卵形构造域、迁安片麻岩穹窿和安子岭片麻岩穹窿之间,洒河桥线性构造带呈北东向切割太古宙构造线分布。在太平寨卵形域和洒河桥线性带中常见有零散分布的麻粒岩相表壳岩块体和古元古代变质基性岩墙。表壳岩块体包括基性和泥砂质麻粒岩和BIF型铁矿等,变质基性岩墙也发育高压麻粒岩相组合,变质锆石年龄为～1.81Ga。本文总结了近年来对该区麻粒岩的研究进展。太平寨卵形域中的基性麻粒岩以中粒二辉麻粒岩为主,有些样品的角闪石周围出现叠加变质形成的微粒矿物组合,个别样品见辉石周围发育石榴石冠状体,形成‘红眼圈’结构;利用稀土元素温度计确定二辉麻粒岩的峰期达到了～1000℃的超高温条件,麻粒岩中的锆石仅记录新太古代末期变质年龄(～2.50Ga),与周围TTG质岩石的结晶时间近于相同。洒河桥线性带中的基性麻粒岩以细粒高压麻粒岩组合为主,偶见中粒二辉麻粒岩残留,其峰期P-T条件分别为800～860℃/1.0～1.2GPa和950～1070℃/1.0GPa;麻粒岩中锆石主体记录新太古代末期变质年龄,但出现少量古元古代变质锆石(1.97～1.83Ga),石榴石-全岩Lu-Hf等时线年龄为1.77～1.78Ga。由此推测太平寨和洒河桥地区都经历了新太古代末期超高温麻粒岩相变质作用,又在古元古代晚期遭受了高压麻粒岩相差异性叠加,太平寨地区受叠加较弱,仍然保留太古宙的卵形构造,而洒河桥一带受叠加较强,形成了线性变形带。太平寨卵形域的泥砂质麻粒岩可识别出4阶段的变质矿物组合:包括包体组合、峰期组合、固相线(或最后)组合以及叠加组合。相平衡模拟表明固相线组合的P-T条件为870～890℃/～0.7GPa,峰期组合可达到1000℃/1.1GPa,石榴石中富钙斜长石包体指示麻粒岩早期经历了低压高温变质阶段。由此构建麻粒岩P-T轨迹为逆时针型,包括3个阶段:低压加热至超高温(AG-I),近等温升压至压力峰期(～1.1GPa)(AG-II),和峰后降压降温至固相线(AG-IIIa)以及在亚固相线下的降温降压过程(AG-IIIb)。锆石定年表明泥砂质麻粒岩原岩沉积年龄稍早于2.50Ga,变质年龄为2.48～2.50Ga。泥砂质麻粒岩的峰期变质条件和时代均与二辉麻粒岩一致,叠加组合的P-T条件与高压麻粒岩相似,反映泥砂质麻粒岩也受到了古元古代晚期变质作用影响。依据太平寨麻粒岩的逆时针型P-T轨迹,推测麻粒岩相变质作用包括如下构造过程:(i)AG-I指示表壳岩层受到后续地幔极高温岩浆喷发被埋深加热,或者受到下部TTG质岩浆海的加热过程;(ii)AG-II指示被加热的岩石(总伴有BIF铁矿层)被破碎并在在密度驱动下沉入岩浆海深部,达到下地壳深度;(iii)AG-IIIa/b对应沉入岩浆海深部的岩石伴随穹窿上升发生减压冷却的过程。很多地质观测和数值模拟研究表明太古宙克拉通的形成受太古宙特有的垂直构造体制控制,与太古代之后线性造山带的构造体制完全不同。     

内蒙古中部太古代麻粒岩递增变质成因

由早元古代造山运动早期自北西向南东推覆作用引起并使之得以保存的太古代变质作用强度逆转的剖面出露在内蒙古中部的固阳－武川地区。变质镁铁质岩石中矿物组合的变化在低级区为阳起石＋绿帘石＋绿泥石→普通角闪石＋钠长石→普通角闪石＋斜长石→石榴石（或透辉石）＋普通角闪石＋斜长石→无色角闪岩＋钠长石;在高级区为普通角闪石＋斜长石→紫苏辉石＋透辉石＋斜长石→石榴石＋透辉石（２）＋石英。这些变化已被用来恢复太古代时期从低绿片岩相到麻粒岩相的递增变质序列及尔后经历的近等压冷却的退变质作用过程。高级区变质表壳岩与低级区绿岩带的岩石组合、岩石化学、岩石地球化学和变质作用演化序列的对比研究结果表明,两者属于太古代同一火山－沉积单位。其变质程度的不同起因于在经受区域性递增变质作用时,两者处在地壳的不同位置     

麻粒岩相变质流体及麻粒岩相岩石成因

流体在麻粒岩相地钵形成过程中所扮演的角色是有争议的。麻粒岩相变质流体目前的研究成果可归纳为碳变质模式、无流体变质模式和高盐度流体变质模式。碳变质模式强调幔源CO2在麻粒岩形成过程中起着非常重要的作用，这一模式在许多麻粒岩相地体得到了肯定。但碳、氧稳定同位素的不均一现象、峰期矿物组合热力学计算结果以及富CO2流体对硅酸盐的搬运能力低使碳变质受到了质疑。无流体变质模式强调部分熔融降低H2O活度的绝对重要性，但却无法解释普遍存在的麻粒岩相原生富CO2包裹体。而高盐度流体变质模式的确有潜在的优势，如低H2O活度、较强的碱金属、LILE及硅酸盐的搬运能力，但这一理论需要进一步证实。     

冀东麻粒岩系变质峰期水活度,氧逸度及其化学位变化——以太平寨—娄子山地区

脱水反应的热力学计算确定本区太古宙麻粒岩系变质峰期水活度很低,太平寨地区富铝片麻岩和紫苏黑云片麻岩－麻粒岩中ａＨ２Ｏ值一般均在０．１０～０．２０之间,娄子山地区相对稍高,一般为０．１５～０．２５。全区峰期氧逸度ｌｇｆｏ２在－８～－１４之间。（эμＨ２Ｏ／эＸＭｇ＾Ｂｔ）和（эμＯ２／ＸＭｇ＾Ｂｔ）系数平均值太平寨地区分别为－０．２９３和－１．６０,娄子山地区分别为－０．３６４和－１．４２。全区αＨ２Ｏ很低,轴一地区上述各种数值相当均匀,不同地区则有一定差异,这些特征与“碳质变质”机理相符,说明峰期水活度可能受深源ＣＯ２流渗透的控制,属于外部缓冲性质。     

云开隆起低压麻粒岩相变质作用时代的重要发现

首次报道云开隆起低压麻粒岩９５０Ｍａ左右的变质作用年龄，结合麻粒岩的岩相学以及区域地质特征，指出晋宁期云开地区处于拉张的构造环境。     

集宁群和迁西群麻粒岩相变质流体的特征和成因

矿物中流体包裹体研究和脱水反应热力学计算结果表明，集宁群和迁西群麻粒岩相变质峰期流体均富碳质,x(CO2 CH4)一般为70%-80%，x(H2O)≈10%-20%，密度一般为1.0-1.1g/cm^3。集宁群中变质流体的成分和H2O活度在空间上分布不均匀，明显受岩性控制。富铝片麻岩、黑云紫苏片麻岩和基性麻粒岩中αH2O值分别为0.10-0.20、0.20-0.40和0.40-0.60，表明其非外源成因，未曾在岩石中均匀渗透，而可能与进变质过程原岩中普遍存在的有机质氧化和各种脱挥发分反应有关，其富碳质还与H2O相对易于逸散有关。迁西群变质峰期流体成分在空间上分布均匀，不受岩性控制，在玉平寨等地区上述3类岩石中αH2O值主要都在0.13-0.25之间，XH2O为0.1-0.2，反映流体似为外源成因，并确曾在岩石中均匀渗透。本区存在幔源基性岩浆底侵的地质条件，这种富碳质流体可能与它们结晶时析出的CO2流上升有关。     

内蒙古乌拉山群麻粒岩相岩石的变质温压条件

乌拉山群岩石中的辉石、石榴石、角闪石、黑云母均形成于麻粒岩相条件。二辉石地质温度计和石榴石-黑云母地质温度计和压力计显示,乌拉山群岩石的变质温度为750—850℃,变质压力为0.7—0.9GPa,地温梯度为25.2—28.6℃,属于偏低的中压麻粒岩相。     

吉林桦甸地区太古宙麻粒岩变质作用的PTt轨迹

本区太古代的表壳岩系（基性麻粒岩及富铝片麻岩等）经历了麻粒岩相变质作用，根据矿物共生组合及其转化关系可将形成麻粒岩的变质作用划分为早期角闪岩相阶段（Ｔ＝５７５－６００℃，Ｐ＝０．５９ＧＰａ）、峰期麻粒岩相阶段（Ｔ＝８３５℃，Ｐ＝０．８５ＧＰａ）和晚期角闪岩相阶段（Ｔ＝６２０℃，Ｐ＝０．７０ＧＰａ），其ＰＴ＿ｔ轨迹为逆时针方向。峰期升温升压过程及晚期近等压冷却过程与ＩＢＣ型ＰＴ＿ｔ轨迹相似，反映其形成于岛弧或大陆边缘构造环境。     

内蒙古乌拉山地区麻粒岩相变质流体性状及其演化

流体是变质作用的重要因素之一。流体包裹体是变质作用某一时期流体相的最客观和最真实的记录。本区麻粒岩相变质流体以富CO_2为特点,具有高密度、较低的氧化还原电位和氧逸度。变质流体的演化具有与温压条件演化相同的PTt轨迹。随着变质作用演化,流体具有密度减小、体积增大的趋势,反映了变质过程流体的演化特点及其动力学机制。     

冀东地区英云闪长质片麻岩的变质结构、P-T-t和水活度

通过英云闪长质片麻岩变质结构的研究,把变质作用分为四个演化阶段,用三组分五个矿物相ACF体系P-T成因格子表示了这个演化过程。四个变质阶段矿物地质温度和压力计算结果构成了逆时针P-T-t轨迹。角闪石生成二辉石的平衡反应计算表明,主期变质水活度明显高于峰期变质水活度。水活度越高角闪石向二辉石转化温度越高,因此水活度是麻粒岩相变质作用的独立因素之一。