麻粒岩相变质作用的PTt演化及其地质动力学意义

麻粒岩地体和基性火山岩中的麻粒岩包体是研究过去和现在下部地壳的窗口,通过它们的研究可了解下地壳的物质组成,物理和化学状态,构造变形,岩浆作用和变质作用的特征,并进而探讨大陆地壳形成和改造的地质动力学机制。当前研究中涉及许多重要问题,如麻粒岩相变质作用的PTt演化和成因模式及其构造环境、变质流体的含量、成分和作用,岩浆作用的性质和机制及其对麻粒岩相变质作用的贡献,构造变形作用的样式及其所反映的构造体制,麻粒岩中LILE亏损等地球化学特征的成因意义等等。这些问题互相联系,都是麻粒岩地体成因的约束条件。本文将讨论麻粒岩相变质作用的PTt演化特征,阐述大地构造环境和地质动力学机制对其所起的约束作用。     

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。     

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。     

辽西变质杂岩特征和变质作用的PTt轨迹

辽西早太古宙变质杂岩是由85%～90%长英质片麻岩(主要是英云闪长岩—花岗间长岩—花岗岩组合(简称TTG)的深成花岗杂岩)和10%～15%上壳岩(包括层状火山—沉积岩、脉岩及基性超基性侵入岩等)组成.斜长角闪岩和基性麻粒岩可与世界变质拉斑玄武岩对比.TTG岩石可能由中酸性岩浆与围岩熔融而成.麻粒岩相是中压区域高温变质作用的产物,变质作用的演化为退变质、近等压冷却(IBC)反时针型的PTt轨迹.     

麻粒岩地体构造模型及其PTt轨迹研究中应注意的问题

近年来的研究表明,麻粒岩地体形成的地球动力学过程是多样的,并提出多种构造模型来解释麻粒岩相条件出现的原因。本文评述了几种主要构造模型及其PTt轨迹,并就进一步研究中应注意的某些问题作了探讨。     

内蒙古乌拉山地区变质作用的P－T条件和P─T－t轨迹

研究区主要由麻粒岩相变质的孔兹岩系组成，经历了初期、主期、峰期和晚期四个变质阶段。采用多种矿物对地质温压计方法估算，各变质阶段的温压条件分别为６５０～７００℃，０．５６Ｐａ：６７０～８３７℃，０．５３～０．７４ＧＰａ；６８７～９１１℃，０．３４～０．５７ＧＰａ；６５０℃，０．３５ＧＰａ。温压条件的变化反映了变质作用的动态演化特点。本区变质作用演化经历了增温增压、等温降压和降温降压三个动力学过程，表现为顺时针的Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹。具有典型大陆造山带环境的变质演化特点和动力学机制。     

内蒙集宁地区太古宙麻粒岩相变质作用的PTt轨迹及其大地构造意义

本区太古界的麻粒岩系和孔兹岩系经历两次变质作用;第一次结束于2400Ma左右,其PTt轨迹为顺时针,早期为角闪岩相,T=600～650℃,P>0.60～0.80GPa,接着近等压增温,峰期为麻粒岩相,T≈850℃,P=0.8～1.0GPa,相应深度30km左右,冷却阶段压力变化不大,这种轨迹仍代表陆壳因碰撞而增厚的造山带;第二次发生于1800～2000Ma,PTt轨迹亦为顺时针,但早期增温同时减压,峰期T≈770℃,P=0.60GPa,接着近等热减压,压力降至0.4GPa左右,然后大幅度降温,这种轨迹可能形成于晚期地壳松弛性拉张和减薄环境下。     

吉林夹皮沟地区变质作用与地壳演化

本区经历四期变质作用,太古宙上壳岩系麻粒岩相变质、晚太古宙英云闪长岩高角闪岩相变质、早元古宙紫苏花岗岩类低角闪岩相变质和元古宙绿片岩相变质。麻粒岩相变质期可分三个阶段,早期角闪岩相、峰期麻粒岩相和晚期角闪岩相,其P-T-t轨迹为逆时针,与IBC型轨迹相似。导致麻粒岩相变质作用的热源为英云闪长质岩浆的垫托作用,形成于岛弧或活动大陆边缘。区内广泛发育的钾长花岗岩与晚太古宙高角闪岩相变质作用晚期的深熔作用有关。     

造山带变质作用PTt轨迹研究存在的问题和发展趋势

目前的适山带变质作用PTt轨迹热模拟研究仍受变质作用程度由深度控制的传统观念的制约，其主要假定条件没有很好地反映造山带变质作用客观的和本质的特征，因而亦无法反映造山作用的真实过程和造山带变质作用的地质动因。造山带变质作用研究应朝着变质作用与构造变形作用、花岗岩化作用等多种地质作用综合研究、时间演化过程与三维空间变化特点有机结合、造山带变质作用时空演化特点与地幔深部地球动力学过程统一综合研究的方向发展。     

五台山晚太古代碰撞造山带的变质作用演化

五台山晚太古代碰撞造山带的三个构造岩片组成，即南部构造岩片－弧前混杂岩带，中部构造岩片－岛弧系和北部构造岩片－弧后混杂岩带，其间以大型逆冲型韧性剪切带相拼合。对三个构造岩片的矿物共生组合及变质反应研究，确定其具有相似的造山型ＰＴｔ轨迹，变质早期对峰期明显的升温升压过程与地壳的拼合作用有关，变质峰期至晚期的近等温降压过程与地壳的纵向伸展作用相联系，三个构造岩片变质程度的差异是由于其所处的大地构造位置不同造成的。     

造山带构造年代学基本问题——论同位素体系与变质作用的关系

造山带构造年代学以研究造山带重大地质事件时代,建立时空格架为目的。其实质是研究同位素体系与变质作用的关系,包括变质过程中同位素体系扰动、同位素平衡、同位素均匀化以及锆石增生和放射性成因铅丢失等方面。并以大别山黄土岭麻粒岩和熊店榴辉岩为例阐述了构造年代学的研究方法和步骤,论证大别古陆老于2 814 Ma,大别山早前寒武纪基底变质事件发生在约20亿年前;大别熊店榴辉岩峰变质年龄为468 Ma。