大青山-乌拉山变质杂岩带石拐地区富铝片麻岩成因矿物学与变质演化

大青山-乌拉山变质杂岩中石拐地区富铝片麻岩出露于华北克拉通孔兹岩带中段,包括夕线石榴堇青二长片麻岩、紫苏石榴黑云二长片麻岩和夕线石榴黑云二长片麻岩,与基性麻粒岩彼此呈互层或夹层产出.根据岩相学观察、成因矿物学和变质反应结构的系统研究,结合地质温压计估算以及相平衡模拟的综合分析,揭示石拐地区富铝片麻岩的变质演化可划分为四个变质阶段.其中,早期进变质阶段(M1)矿物组合以石榴石核部及其包裹的细粒矿物黑云母+石英+斜长石±夕线石±钾长石±尖晶石为特征;峰期变质阶段(M2)的稳定的矿物组合为石榴石+基质中粗粒夕线石+黑云母+石英+斜长石+钾长石±磁铁矿±钛铁矿,形成的温压条件为T=840 ～ 860℃,P=10.0～10.5kbar;峰后近等温减压阶段(M3)以石榴石边部发育含堇青石的后成合晶为特征,并发生一系列典型的减压反应:Grt+ Sil+ Qz→Crd、Grt+ Melt→Crd+ Bt+ PI和Grt+ Melt→Crd+ Qz±P1,形成新的矿物组合为石榴石+堇青石+黑云母+斜长石+石英±夕线石±紫苏辉石,相应的温压条件为T=720～ 800℃和P=5.6 ～6.1kbar;晚期角闪岩相降温阶段(M4)的矿物组合是石榴石+石榴边部细粒黑云母+斜长石+石英+磁铁矿±钾长石±钛铁矿,记录的温压条件为T=616 ～661℃和P=3.4 ～5.2kbar.石拐地区富铝片麻岩及相关岩石具有典型的近等温减压的顺时针P-T轨迹,峰后经历了近等温减压和近等压降温的变质演化阶段.上述研究结果表明,石拐地区富铝片麻岩曾卷入到华北克拉通西部的阴山陆块和鄂尔多斯陆块间的俯冲-碰撞造山及随后的快速隆升的演化过程.     

内蒙古集宁三岔口夕线堇青石榴二长片麻岩变质作用及年代学研究

三岔口夕线堇青石榴二长片麻岩出露于华北克拉通孔兹岩带东部的集宁变质杂岩中,该岩石保留了典型的减压反应结构。系统的岩相学观察和矿物化学研究结果表明,三岔口地区夕线堇青石榴二长片麻岩保存了两个阶段变质作用的矿物组合及相应的变质反应结构,其中峰期变质阶段M1的矿物组合为石榴石+夕线石+黑云母+石英+斜长石+钾长石+钛铁矿±磁铁矿;峰后减压的M2-1变质阶段矿物组合为石榴石+堇青石+夕线石+石英+斜长石+钾长石+钛铁矿±尖晶石,M2-2阶段的矿物组合为石榴石+堇青石+黑云母+石英+斜长石+钾长石+钛铁矿+磁铁矿±尖晶石。自峰期变质阶段到峰后减压阶段,典型的转变(减压)反应包括:Grt+Sil+Melt→Crd+Bt+Fe-oxide和Grt+Sil→Crd+Spl。相平衡模拟结合传统地质温压计限定峰期变质阶段的温压条件为T=852~862℃,P=9.3~10.2kbar;峰期后近等温减压的M2-1和M2-2阶段的温压条件分别为854~880℃和7.0~7.4kbar,820~848℃和5.3~6.4kbar。三岔口夕线堇青石榴二长片麻岩记录了典型的近等温减压型的顺时针P-T轨迹。阴极发光图像特征显示夕线堇青石榴二长片麻岩存在大量变质锆石,LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,所有变质锆石记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,其变质时代为1912±11Ma。变质作用历史说明内蒙古孔兹岩带东段的集宁地体卷入了华北克拉通西部的阴山陆块和鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞,并经历了古元古代(~1912Ma)的麻粒岩相变质作用后快速折返至地表的过程。     

南秦岭勉略构造带高压基性麻粒岩变质作用及其锆石U-Pb年龄

勉县-略阳地区是勉略蛇绿构造混杂岩带的代表区段,本文在勉县北部徐家坪地区确定了主要矿物为Grt+Cpx+Pl和具有典型"白眼圈"反应结构的两类高压基性麻粒岩,分别对其进行细致的岩相学研究,并利用THERMOCALC3.33程序进行P-T视剖面图计算。一类高压基性麻粒岩的峰期矿物组合为Grt1+Cpx+Pl1+Qz,对应温压条件为T=800～860℃,P=12.4～14.6kbar,晚期退变质矿物组合为Grt2+Hbl+Pl2+Qz。另一类是具有典型"白眼圈"反应结构的高压基性麻粒岩,"白眼圈"结构中斜长石为富Na的钠-更长石,以此推断该高压基性麻粒岩早期矿物组合中含绿辉石,因此其变质峰期矿物组合可能为Grt1+Omp(?)+Qz或Grt1+Cpx(?)+Pl+Qz,对应温压条件分别为T=775～900℃,P>19.2kbar和T=750～850℃,P=16.5～19.8kbar;该岩石后期经历了以矿物组合Grt2+Opx+Hbl1+Pl1+Qz为代表的麻粒岩相及以Grt3+Hbl2+Pl2+Qz为代表的角闪岩相两期退变质作用。造成这两种高压基性麻粒岩峰期变质矿物组合及其温压条件存在差异的原因可能是岩石原始成分的不同。对高压基性麻粒岩及其中的浅色脉体分别进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析,得到高压基性麻粒岩214±11Ma的变质年龄及脉体215±5Ma的结晶时代,并结合锆石微量元素特征分析,认为214±11Ma的年龄值代表该高压基性麻粒岩角闪岩相的退变质时代,同时获得该高压基性麻粒岩原岩形成时代可能为477Ma。综合两件高压基性麻粒岩的P-T演化轨迹及变质时代,建立高压基性麻粒岩的P-T-t演化轨迹,据此反映秦岭造山带在印支期沿勉略构造带发生俯冲-碰撞造山过程。     

帕米尔高原沙克达拉穹窿变质作用及新生代下地壳演化

帕米尔高原从西到东展布的8个新生代变质穹窿构成帕米尔高原变质地壳的主体,沙克达拉穹窿是其中最大的一个。沙克达拉穹窿变质杂岩中石榴矽线石片麻岩峰期组合(Grt+Ky+Bi+Rt+Pl+Qz)变质作用温压条件为T约810 ℃/P约10 kbar, 石榴石单斜辉石基性麻粒岩峰期组合(Grt+Cpx+Rt+Pl+Qz)变质作用温压条件为T约824 ℃/P约16.3 kbar, 榴闪岩退变较强,其残留峰期组合(Grt+Pl+Hbl+ilm+Qz)变质作用温压条件为T约683 ℃～873 ℃/P约8.6～11.7 kbar。基性麻粒岩变质锆石的U-Pb年龄为19～35 Ma,反映了从晚始新世到早中新世帕米尔高原下地壳加热加厚过程。帕米尔穹窿的变质作用可以与高喜马拉雅结晶岩系类比,在新生代印度亚洲大陆碰撞过程中,帕米尔陆内各地体沿前新生代缝合带的陆内俯冲可能是帕米尔下地壳加厚的主要动因。     

冈底斯岩浆弧东段夕线石榴黑云片岩的变质作用P-T轨迹与构造意义

冈底斯岩浆弧东段的中-新生代变质岩是揭示岩浆弧深部组成与形成演化的窗口。本文对该地区的变质沉积岩——夕线石榴黑云片岩进行了岩石学和锆石年代学研究。岩相学和矿物化学研究表明,夕线石榴黑云片岩具有三期矿物组合:(1)进变质矿物组合为Grt+Pl+Bt+Ms+Qz+Ep+Rt+Ilm,其保存于石榴石和斜长石变斑晶核部;(2)峰期矿物组合为Grt+Pl+Bt+Ms+Qz+Rt+Ilm,为包裹在石榴石变斑晶幔部和基质中的矿物;(3)退变质矿物组合是Grt+Pl+Bt+Sil+Qz+Ilm,为石榴石的冠状体或产在基质中。相平衡模拟表明,岩石的进变质、峰期和退变质条件分别为600～650℃和9～13kbar、～820℃和～16kbar、～680℃和～7kbar,表明岩石具有一个顺时针型的变质作用P-T轨迹,其峰期发生在高压和高温麻粒岩相条件下,并经历了明显的部分熔融。锆石U-Pb定年表明,岩石的变质作用发生在～89Ma。本文和现有研究结果表明,夕线石榴黑云片岩作为晚白垩世岩基中的包体记录了大体积幔源岩浆岩底垫和增生导致的岩浆弧地壳显著加厚过程,以及加厚弧根的高温和高压变质与深熔作用。     

阿尔金淡水泉花岗质高压麻粒岩P-T演化及年代学研究

岩相学研究表明阿尔金南缘淡水泉一带出露的花岗质片麻岩的峰期矿物组合为Grt+Kfs+Ky+Rt+Qz,为典型的高压麻粒岩相矿物组合。利用Thermocalc3.33程序计算的P-T视剖面图和矿物温压计,确定其峰期变质温压条件为T=875~925℃,P=14.5~15.9kbar,该岩石后期还经历了以矿物组合Grt+Kfs+Bt+Pl+Sill+Ilm+Qz为代表的麻粒岩相和以Sill+Bt+Pl+Mu+Qz±Ilm为代表的角闪岩相的退变质作用,具有一个早期快速等温降压,后期近等压降温的顺时针型的退变质P-T演化轨迹。锆石的U-Pb同位素定年结果显示其原岩的时代为866±5Ma,峰期变质时代为505±5Ma。其中该岩石原岩的形成时代与阿尔金及其周缘地区广泛发育的由Rodinia超大陆裂解事件导致的岩浆活动时代一致,而峰期变质时代则与南阿尔金高压/超高压变质岩的峰期变质时代(486~509Ma)一致,说明花岗片麻岩原岩的形成与罗迪尼亚超大陆裂解有关,并在早古生代卷入了陆壳深俯冲事件,构成了南阿尔金高压/超高压变质带的一部分。     

浙西南松阳地区石榴辉石岩变质作用演化与地质意义

浙西南松阳地区的八都群中分布有一套基性变质岩:石榴辉石岩与石榴角闪岩,其变质作用演化特点目前尚不明确。根据岩相学和矿物微区化学系统研究,发现石榴角闪岩是由石榴辉石岩退变而来,而非由榴辉岩退变而来,并经历了三个变质演化阶段,分别为峰期高压麻粒岩相阶段(M1),其矿物组合为石榴石+次透辉石±钛铁矿±石英;峰后近等温减压中压麻粒岩相退变质阶段(M2),以出现典型的减压反应结构和斜方辉石+斜长石(An_(90-92))为标志;角闪岩相退变质阶段(M3),以角闪石+斜长石(An_(33-53))+钛铁矿±次透辉石±石英等退变矿物组合为特征。相平衡模拟与传统地质温压计结合限定M1期温压条件为P=11. 6～12. 5kbar,T=780～840℃,M2期温压条件为P=7. 4～8. 2kbar,T=800～880℃,M3期温压条件为P=6. 6～7. 5kbar,T=500～560℃,三个变质阶段的温压条件具有典型的顺时针近等温减压型ITD型特征,这种演化轨迹通常代表加厚下地壳快速折返地表的动力学过程,因此,该项研究对华夏地块构造作用演化的动力学过程具有重要意义。     

辽东半岛辽河群变泥质岩变质变形研究:对古元古代造山作用及折返过程的启示

前寒武纪造山带解析是地球科学研究的重点。胶-辽-吉造山带作为华北克拉通最具代表性的造山带之一,是研究前寒武纪造山过程和物质折返的理想场所。本文以辽东半岛辽河群为研究对象,以变质变形为研究手段,系统解析胶-辽-吉造山带的造山及折返过程。含夕线石榴黑云片麻岩(样品18TZH49)位于造山带核心部分,其岩相学观察和相平衡模拟表明,其峰期和峰后变质阶段矿物组合分别为Sil+Grt+Pl+Bi+Qz+Ilm+Melt和St+Grt+Pl+Bi+Chl+Qz+Ilm,变质温压条件为720~780℃/5.9~6.9kbar和540~565℃/3~4.1kbar,从峰期到峰后记录了一个降温降压的顺时针P-T演化轨迹。锆石UPb年代学研究表明其退变质年龄为1851Ma。结合南、北辽河群其他变泥质岩研究工作,提出造山带北部北辽河群泥质岩经历低角闪岩相变质作用,以典型的巴罗式变质带为特征;造山带南部南辽河群经历角闪岩相至麻粒岩相变质作用,退变质特征明显。从构造角度来说,北辽河群受向北逆冲推覆构造影响,显示向龙岗基底的运动学特征;造山带核心部位的南、北辽河群直立褶皱发育,指示地壳强烈收缩过程;南辽河群受向南逆冲推覆构造影响,显示向南侧狼林陆块的运动学特征。变质变形及年代学共同指示,辽河群经历1.95~1.90Ga造山作用,构造增厚作用使不同类型岩石相互叠置并发生不同程度变质作用。随后,~1.85Ga发生造山后伸展作用,不同变质等级岩片剥露于地表。     

河南洛宁太华变质杂岩区早元古代变质作用P-T-t轨迹及其大地构造意义

太华变质杂岩广泛出露于华北克拉通南缘,总体呈SW-NE向展布.在河南洛宁地区,太华变质杂岩以TTG片麻岩、斜长角闪片麻岩和变泥质片麻岩为主.斜长角闪片麻岩中可识别出三个阶段的变质矿物组合:进变质阶段矿物组合(M1)为石榴子石变斑晶内部的包裹体矿物组合( Amp1+ Pl1+Qtz),变质高峰期矿物组合(M2)为石榴子石变斑晶边部和基质矿物组合( Grt2+ Amp2+ Pl2+ Qtz),退变质阶段矿物组合(M3)为“白眼圈”状后成合晶组合(Amp3+ Pl3+ Qtz).运用矿物温度计与压力计估算三个阶段的P-T条件分别为:进变质阶段约600 ～ 680℃/7.0～ 7.6kbar,变质高峰期为680 ～ 790℃/9.5 ～10.7kbar,退变质阶段为580～720℃/6.5 ～7.6kbar.变泥质片麻岩中保留了进变质阶段(M1)包裹体矿物组合(Bt1+Pl1+Qtz)和峰期变质阶段(M2)矿物组合(Grt2 +Bt2+Pl2 +Qtz)两个阶段.其中未发现后期退变质反应结构,石榴子石中也未发现成分环带.P-T条件估算结果分别为:M1阶段620 ～ 710℃/4.9 ～5.6kbar,M2阶段710～760℃/7.3～8.3kbar.洛宁地区太华变质杂岩记录了顺时针的近等温降压型的P-T轨迹,可能经历了与华北中部造山带其它杂岩类似的变质演化过程,推测其形成于华北克拉通东部陆块和西部陆块沿中部造山带的拼合过程中.SIMS与ICP-MS锆石U-Pb定年表明,斜长角闪片麻岩记录了1938～1967Ma的变质事件,比华北中部造山带其它变质杂岩区所广泛记录的～1850Ma变质事件早了约100Ma,暗示中部造山带的拼合可能是一个长期的、复杂的过程.     

柴北缘早古生代中低压麻粒岩相变质作用——以乌兰地区泥质麻粒岩为例

柴北缘乌兰地区出露有大量早古生代中低压泥质麻粒岩。据岩石学和矿物化学研究,将乌兰地区早古生代泥质麻粒岩变质作用划分为两期。其中峰期变质阶段矿物组合为Grt_1+Bt_1+Sil+Kfs+Pl+Qtz+melt,退变质阶段矿物组合为Bt_2+Ms+Grt_2+H_2O±Pl±Qtz。通过对泥质麻粒岩样品进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得泥质麻粒岩峰期变质时代为(482±3)Ma。为厘清乌兰地区早古生代泥质麻粒岩变质演化历史,揭示麻粒岩变质机制,通过相平衡模拟技术和黑云母Ti温度计,获得乌兰地区早古生代泥质麻粒岩峰期和退变质温压条件分别为:710℃～730℃/5～6.2 kbar和560℃～650℃/5～6.2 kbar。由于岩浆的冷却使其退变质阶段经历等压降温变质作用。     

左权变质杂岩区早前寒武纪变质演化及其构造指示

左权变质杂岩构造上位于华北中部带中南段,向东紧邻赞皇变质杂岩。研究区广泛发育长英质黑云斜长片麻岩和斜长角闪岩,无典型变泥质岩石出露,斜长角闪岩多以似层状或透镜状方式产于似层状的片麻岩中,二者在局部地区侵入接触关系明显。该地区可识别出三期变形作用和三期变质作用,区域片麻理所代表的第二期变形作用(D2)与峰期变质作用(M2)事件相对应。杂岩区含榴黑云斜长片麻岩和含榴斜长角闪岩中较好地保留了多个阶段的变质作用信息,本文重点研究其变质演化过程。含榴黑云斜长片麻岩中仅保留峰期阶段矿物组合,变质条件为730℃/8.5kbar。含榴斜长角闪岩记录了3个阶段的变质矿物组合,第一阶段矿物组合(M1)为进变质矿物组合,以石榴石变斑晶内部的早期包裹体及其临近的石榴石核部为代表,即Grt1+Pl1+Amp1+Qtz±Bt1±Chl1±Ilm±Ap,该阶段的温度和压力范围分别为:608~643℃/5.2~5.5kbar;第二阶段矿物组合(M2)为变质峰期矿物组合,主要由石榴石XMn最低的"边部"和基质矿物(Grt2+Amp2+Pl2+Qtz±Cpx2±Bt2±Ep2±Ilm±Ap)组成。最高变质温度大于670℃,最高变质压力大于9.4kbar。第三阶段矿物组合(M3)为退变质减压矿物组合,其典型代表是石榴石边部发育的Pl3+Hbl3+Cum3+Qtz±Bt3后成合晶矿物组合,呈细粒交生状结构特征,该阶段温压估算范围为:611~627℃/5.1~5.9kbar。左权变质杂岩区岩石变质程度虽明显低于赞皇变质杂岩区(Tmax812℃,Pmax12.5kbar),但两杂岩区岩石拥有类似的变质演化特征,均记录了包含近等温降压型(ITD)退变质片段的顺时针P-T轨迹,指示碰撞造山环境。结合中部带其它杂岩区的变质演化特征,推测左权变质杂岩卷入了晚太古代-早元古代末期华北克拉通东、西部陆块之间的碰撞造山过程。     

西昆仑塔什库尔干布伦阔勒群的岩石地球化学特征及变质P-T轨迹

西昆仑布伦阔勒群变质岩是西昆仑造山带的重要组成部分,但其成因一直存在争议.在塔什库尔干县的马尔洋地区,布伦阔勒群主要由石榴斜长角闪片麻岩和孔兹岩组成.根据地球化学特征,石榴斜长角闪片麻岩稀土元素配分曲线可以分为两种类型:一种稀土总量较高(∑REE=190.2×10-6 ～ 359.1×10-6),从轻稀土到重稀土逐渐亏损((La/Yb)N =4.28～5.79),与E-MORB类似;另一种稀土总量较低(∑REE=89.28×10-6～113.0×10-6),轻稀土亏损((La/Yb)N=0.59 ～0.84),重稀土曲线平坦((Gd/Yb)N =0.99 ～ 1.07),与N-MORB类似.微量元素蛛网图中石榴斜长角闪片麻岩具有Ba正异常,Sm、Cr、Zr、Hf和Ti的负异常,轻微的Nb、Ta的负异常,显示为岛弧拉斑玄武岩的特征.孔兹岩的原岩判别图解显示其原岩可能为岛弧环境沉积的页岩和硬砂岩.因此,推测塔什库尔干布伦阔勒群的石榴斜长角闪片麻岩和孔兹岩的原岩形成于岛弧环境.根据岩相学观察、矿物化学分析和温压计算,石榴斜长角闪片麻岩经历了三个变质阶段:M1为高压变质阶段,矿物组合为Grt+ Hbl(1)+ Pl1+ Qtz,变质温压条件为850～ 870℃/12.9 ～13.3kb;M2和M3为两期角闪岩相退变质阶段,矿物组合分别为Hbl2+ Pl2+Qtz和Hbl3+ Pl3+ Kfs+ Bt+ Qtz,变质温压条件分别为730 ～ 770℃/7.3～7.8kb和680 ～ 740℃/4.7 ～5.7kb.孔兹岩也经历了三个变质阶段,推测其早期M1阶段变质温压条件可能与石榴斜长角闪片麻岩的峰期变质阶段相同(850～870℃/12.9 ～ 13.3kb);峰期M2和峰期后M3阶段变质矿物组合分别为Grt2+ Pl2+ Bt2+ Sil+ Qtz和Grt3+ Pl3+ Bt3+Sil+ Mus+ Qtz,温压计算结果分别为800～830℃/7.9～9.2kb和670～700℃/5.1～5.6kb.孔兹岩的M1、M2和M3变质阶段对应于石榴斜长角闪片麻岩的M1、M2和M3变质阶段.上述温压计算结果形成顺时针的P-T轨迹,表现为峰期高压变质作用后叠加了由高角闪岩相-中压麻粒岩相到低角闪岩相的退变质作用,反映了西昆仑与碰撞相关的大地构造背景,这可能与海西期古特提斯洋的闭合有关,之后叠加了印支期构造抬升过程中的剪切作用.     

点苍山-哀牢山杂岩带中北段嘎洒地区变沉积岩的成因矿物学与变质演化特征

点苍山-哀牢山变质杂岩带中北段嘎洒地区出露了多种典型的变沉积岩,其中夕线石榴黑云二长片麻岩和二云母片岩保存多期/多阶段矿物相转变特征,本文通过岩相学和矿物化学的综合分析,并结合传统矿物对温压计的估算结果,限定上述典型变沉积岩峰期角闪-麻粒岩相(M1)阶段、近等温减压-高温剪切变形阶段(M2)和晚期退变质(M3)阶段的矿物组合及变质温压条件。峰期角闪-麻粒岩相(M1)阶段的矿物组合为:石榴石(Grt)+板柱状夕线石(Sil1)+黑云母(Bt1)+钾长石(Kfs)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+钛铁矿(Ilm),变质温度压力条件为t=690~750℃,p=690~810 MPa;近等温减压-高温剪切变形阶段(M2)阶段,稳定矿物组合为:Grt+Sil2+Bt2+Kfs+Pl+Qtz+Ilm,黑云母在强烈走滑剪切作用下发生脱水熔融反应:2 Bt→Sil+6(Mg,Fe)O+K_2O+5 Qtz+2 H_2O,石榴石、黑云母和夕线石等受到剪切变形影响而发生强烈定向,形成的温度压力条件为t=650~720℃,p=450~630 MPa;晚期退变质阶段(M_3)的稳定矿物组合为:Qtz+Bt+Ms+Pl,退变的温度压力条件为t=580~640℃,p=400~500MPa。其变质演化p-T轨迹样式具有近等温减压的顺时针型式,表明点苍山-哀牢山变质杂岩带曾经历了一次明显的俯冲-碰撞造山事件,峰期变质可达到角闪-麻粒岩相;在碰撞后的构造折返过程中,上述变质岩石发生强烈的高温剪切变形作用,并伴随着黑云母等含水矿物的脱水熔融。     

南阿尔金巴什瓦克石榴橄榄岩的变质演化

南阿尔金巴什瓦克地区石榴橄榄岩在空间上呈透镜体状与高压基性麻粒岩和含石榴子石长英质片麻岩伴生.基于矿物共生组合关系和变质反应结构特征,并结合矿物化学详细分析以及温压条件的估算,我们将该区石榴橄榄岩的变质演化划分为3个阶段:峰期变质阶段(Ml)、峰后早期退变质阶段(M2)和晚期角闪岩相-绿片岩相退变质阶段(M3).M1阶段的矿物组合为石榴子石(Grt)+橄榄石(O1)+斜方辉石(Opx)+单斜辉石(Cpx),所估算的温压条件为:T=891～ 1054℃、P=17.2 ～24.7kbar; M2阶段以石榴子石周围出现斜方辉石(Opx)+单斜辉石(Cpx)+尖晶石(Spl)的次生边为特征,在P=10kbar时,估算的温度条件为:T=711 ～ 796℃;M3阶段以形成角闪石(Amp)+蛇纹石(Srp)+金云母(Phl)+绿泥石(Chl)+磁铁矿(Mag)±滑石(Tlc)为特征.石榴橄榄岩具有与相邻的长英质麻粒岩和基性麻粒岩类似的P-T演化历史.结合成因矿物学和初步的地球化学特征,我们认为石榴橄榄岩的原岩可能为侵位于大陆地壳的镁铁质-超镁铁质杂岩,并在早古生代与长英质地壳物质一起俯冲,经历高压(超高压?)/高温变质作用以及随后的变质和地球动力学演化.     

青藏高原东南缘哀牢山构造带泥质高压麻粒岩的发现及其构造意义

哀牢山构造带泥质高压麻粒岩主要由石榴石、夕线石、钾长石和斜长石变斑晶及尖晶石、铁假蓝宝石、蓝晶石、石英、金红石和钛铁矿包裹体组成,为确定印支地块和华南地块的边界提供了关键性标志。石榴石-黑云母-斜长石-石英地质温压计(GBPQ)计算结果及标志性高温矿物组合(Spl+Qz)表明泥质高压麻粒岩的形成和演化经历了高压/高温进变质到中温/低压退变质的顺时针P-T演化过程。其中:1)高压/高温进变质阶段的矿物组合为Ky+Sil+Grt1+Kf1+Pl1+Spr+Ter(Kf+Pl)+Bt1+Spl+Qtz+Ilm1+Rut1,形成于850～919℃,≥10.4kbar;2)中温/低压退变质阶段的矿物组合为Grt2+Bt2+Pl2+Ms+Qtz+Ilm2+Rut2,早期和晚期的温压条件分别为664～754℃,4.9～6.5kbar和572～576℃,3.5～3.9kbar。反映陆壳物质在碰撞过程中俯冲到地下深处(≥30km)经高压高温变质后快速折返到中上地壳的动力学演变轨迹。     

假蓝宝石(Sapphirine)的矿物学特征及其在超高温变质作用研究中的应用

假蓝宝石是Mg-Al质麻粒岩中一种特殊的高温矿物,对超高温变质作用的研究有重要的意义。本文通过对全球66个超高温麻粒岩中47个含假蓝宝石麻粒岩地区的文献调研,总结了几种最常见的含假蓝宝石矿物组合产出的结构位置和变质反应关系,以及假蓝宝石的矿物化学特征。假蓝宝石的化学成分一般位于7∶9∶3端元左右,X_(Mg)大于0. 7,XFe_(3+)变化范围很宽,为0～0. 7。含假蓝宝石矿物组合的形成和演化指示了岩石经历的P-T轨迹。岩石中保留的假蓝宝石取代尖晶石、Grt/Opx+Sil取代Spr+Qz组合,以及随后的Spr+Crd±Opx后成合晶取代Grt/Opx+Sil组合的结构,一般可能指示了逆时针P-T轨迹中冷却和随后减压的部分;岩石中Grt/Opx+Sil/Ky或富Mg十字石反应形成Spr+Qz组合的结构可能指示了顺时针P-T轨迹中减压升温的部分。超高温变质岩不同的P-T轨迹暗示着它们的成因机制并不单一,前者可能是幔源基性岩浆底侵或增生作用的结果,后者可能与长期的热造山作用相关。     

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.     

东南极拉斯曼丘陵斯图尔内斯半岛及邻区片麻岩变质作用:相平衡模拟与锆石年代学

东南极拉斯曼丘陵斯图尔内斯半岛及邻区发育不同类型的片麻岩。本文结合岩相学、相平衡模拟以及年代学分析等方法对该地区石榴石斜方辉石片麻岩(样品LSM178-2)和石榴石夕线尖晶石片麻岩(样品LSM302-10)进行综合研究,结果显示片麻岩经历了中低压高温麻粒岩相变质作用。样品LSM178-2峰期温压条件为T=830～870℃,P=6.1～8.9kbar,后期退变至T 705℃,P=3.6～5.4kbar。石榴石夕线尖晶石片麻岩(LSM302-10)保存的峰期温压范围为T=860～1050℃,P=4.8～10.2kbar,之后退变至T=820～840℃,P=4.7～5kbar。样品LSM178-2主要矿物组合对应的变质年龄为～543±5.7Ma。样品LSM302-10中锆石暗灰色边年龄为531±5.7Ma,浅灰色边年龄为509±5.9Ma,这些变质年龄可能反映了持续较长时间的泛非期构造热事件(ca. 540～510Ma)。结合相关区域已有资料分析,拉斯曼丘陵西部斯图尔内斯半岛及邻区片麻岩记录的中低压高温麻粒岩相变质作用可能反映了造山作用后期的抬升与伸展。     

造山带中成对出现的高压麻粒岩与榴辉岩及其地球动力学意义

在一些典型碰撞造山带中,高压麻粒岩与榴辉岩在空间和时间上密切相关,它们之间的关系对揭示碰撞造山带的造山过程和造山机制具有重要意义.本文以中国西部的南阿尔金、柴北缘及中部的北秦岭造山带为例,详细陈述了这3个地区榴辉岩和相关的高压麻粒岩的野外关系、变质演化和形成时代,目的是要建立大陆碰撞造山带中榴辉岩和相关高压麻粒岩形成的地球动力学背景模式.南阿尔金榴辉岩呈近东西向分布在江尕勒萨依,玉石矿沟一带,与含夕线石副片麻岩、花岗质片麻岩和少量大理岩构成榴辉岩一片麻岩单元,榴辉岩中含有柯石英假象,其峰期变质条件为P=2.8～3.0GPa,T=730～850℃,并在抬升过程中经历了角闪岩-麻粒岩相的叠加;大量年代学研究显示其峰期变质时代为485～500Ma.南阿尔金高压麻粒岩分布在巴什瓦克地区,包括高压基性麻粒岩和高压长英质麻粒岩,它们与超基性岩构成了一个大约5km宽的构造岩石单元,与周围角闪岩相的片麻岩为韧性剪切带接触.长英质麻粒岩和基性麻粒岩的峰期组合均具有蓝晶石和三元长石(已变成条纹长石),形成的温压条件为T=930～1020℃,P=1.8～2.5GPa,并在退变质过程中经历了中压麻粒岩相变质作用叠加.锆石SHRIMP测定显示巴什瓦克高压麻粒岩的峰期变质时代为493～497Ma.都兰地区的榴辉岩分布柴北缘HP-UHP变质带的东端,在榴辉岩和围岩副片麻岩中均发现有柯石英保存,形成的峰期温压条件为T=670～730℃和P=2.7～3.25GPa,退变质阶段经过了角闪岩相的叠加;榴辉岩相变质时代为420～450Mao都兰地区的高压麻粒岩分布在阿尔茨托山西部,高压麻粒岩包括基性麻粒岩长英质麻粒岩,基性麻粒岩的峰期矿物组合为Grt+Cpx+Pl±Ky±Zo+Rt±Qtz,长英质麻粒岩的峰期矿物组合为：Grt+Kf+Ky+Pl+Qtz.峰期变质条件为T=800～925℃,P=1.4～1.85GPa,退变质阶段经历了角闪岩-绿片岩的改造,高压麻粒岩的变质时代为420～450Ma.北秦岭榴辉岩分布在官坡-双槐树一带,榴辉岩的峰期变质组合为Grt+Omp±Phe+Qtz+Rt,所计算的峰期温压条件为T=680～770℃和P=2.25～2.65GPa,年代学数据显示榴辉岩的变质时代为500Ma左右.北秦岭高压麻粒岩分布在含榴辉岩单元的南侧松树沟一带,包括高压基性麻粒岩和高压长英质麻粒岩,与超基性岩在空间上密切伴生,高压麻粒岩的峰期温压条件为T=850～925℃,P=1.45～1.80GPa,锆石U-Pb年代学研究显示其峰期变质时代为485～507Ma.以上三个实例显示,出现在同一造山带、在空间上伴生的高压麻粒岩和榴辉岩有各自不同的变质演化历史,但榴辉岩中的榴辉岩相变质时代和相邻的高压麻粒岩中的高压麻粒岩相变质作用时代相同或相近,这种成对出现的榴辉岩和高压麻粒岩代表了它们同时形成在造山带中不同的构造环境中,即榴辉岩的形成于大陆俯冲带中,而高压麻粒岩可能形成在俯冲带之上增厚的大陆地壳根部.     

喜马拉雅中段高压麻粒岩变质作用、地球化学与年代学

研究的高压麻粒岩发现于西藏亚东以北约40公里的(Zherger-La)、出露在藏南拆离系(STDS)主构造面下盘的高喜马拉雅结晶岩系中,是继喜马拉雅东西构造结的Nanga Barbat、Namjag Barwa和喜马拉雅中段Khatra & Marina地区、定结地区发现的榴辉岩或高压麻粒岩之后,在青藏高原上新近发现的高压麻粒岩.该麻粒岩呈岩片被包裹于花岗质片麻岩中.麻粒岩记录了两期变质作用,早期矿物组合为Grt+Cpx+Pl+Qz,属麻粒岩相变质产物,矿物成分分析显示早期矿物组合达到了平衡,并且没有表现成分扩散;后期矿物组合为Hbl+Pl+Bio或Opx+Pl,指示了较高温但相对压力较低的麻粒岩相退变变质作用,矿物成分分析和结构显示了退变作用没有达到变质平衡.显微结构可以观察到多组变质反应Grt+Cpx+Qtz=Opx+Pl,Grt+Qtz=Opx+Pl,Grt+Cpx+L=Hbl+Pl+Bio+Mt,和Cpx+L=Hbl+Mt.根据矿物平衡关系,利用Grt-Cpx温度计和Grt-Cpx-Pl-Qz压力计估算的早期变质作用温压为T=780～850℃,P=12～15kbar,相对应的地温梯度16℃～18℃/km.借用Hbl-Pl温度计和A1tot in Hbl压力计估算的晚期变质作用温压为T=730～760℃;P=4～6kbar,相当的地温梯度为38℃～50℃/km.变质作用P-T演化呈等温降压轨迹,指示麻粒岩地体从增厚(或俯冲)地壳到减薄增温(或部分熔融)地壳,进而被快速剥露地表的构造过程.初步的地球化学结果表明高压麻粒岩原岩可能相当于大陆拉斑玄武岩.麻粒岩锆石SHRIMP年代学有两组相对集中的年龄分别为98±5 Ma(5 spots)和17.0±0.3 Ma(13 spots).高压麻粒岩的两期变质作用的温度都在700℃以上,略高于锆石U-Pb同位素体系计时封闭温度,推断17 Ma是高压麻粒岩变质后发生折返,随高喜马拉雅结晶岩系剥露冷却的年龄;98.4Ma的测年结果被推测是高压麻粒岩原岩形成的年龄.在喜马拉雅山,高压麻粒岩记录了类似增厚地壳到减薄地壳的转变一方面可能是地壳深部作用机制的转变,另一方面,这种机制与喜马拉雅南坡巨大的降雨量和去顶作用有密切关系,意义重大.