黄镇低温榴辉岩中石榴石成分分带的扩散动力学研究

对南大别黄镇低温榴辉岩中不同粒径的石榴石颗粒所具有的不同化学成分分带进行研究，通过建立相应的扩散调整模型，运用扩散动力学的方法进行了模拟计算。结果表明该榴辉岩中石榴石经过峰期榴辉岩相变质之后，其成分环带经约23 Ma的扩散调整形成现在的组分特征。黄镇榴辉岩在峰期变质之后曾经历的是一个约6℃/Ma冷却过程，该过程持续了约23 Ma。黄镇榴辉岩不大可能与南大别超高压榴辉岩一样受到过超高压变质作用。     

榴辉岩中石榴子石退变质环带对高压变质矿物之间Nd,O同位素平衡的影响

一产于大别山北部铙钹寨面理化橄榄岩中的强变形榴辉岩的石榴子石具有退变质环带 ,表现为边部CaO含量下降和MnO含量升高 ,指示Ca和Mn在石榴子石具有较快的扩散速率。该榴辉岩中石榴子石 +绿辉石连线给出的Sm Nd年龄为 187± 5Ma ,显著小于大别山南部超高压榴辉岩及北部榴辉岩的Sm Nd年龄 (分别为 2 2 1± 5～ 2 2 8± 3Ma和 2 10± 6～ 2 14± 6Ma)。这一偏低的Sm Nd年龄可能是由于石榴子石退变质环带引起14 3 Nd/ 14 4 Nd降低所造成的。对该样品石榴子石、绿辉石和石英的δ18O测定表明 ,这些矿物之间的实测分馏值小于它们在 5 0 0～ 90 0℃条件下的平衡分馏值 ,从而证明它们之间存在氧同位素不平衡。榴辉岩中石榴子石的退变质环带也可造成绿辉石与石榴子石之间显著的Nd同位素和氧同位素不平衡现象。     

玄武岩-榴辉岩相变初期的石榴子石生长

在 2 .0 GPa,86 0～ 10 2 0℃ ,加温时间 0 .6 6～ 13.0 7h的条件下 ,粗面玄武岩 -榴辉岩相变初期的石榴子石生长为正常晶体生长。石榴子石粒径随时间而增大 ,其生长速率随粒径增大而减小。界面是控制玄武岩 -榴辉岩相变初期石榴子石生长的主要因素。这一变质作用过程中石榴子石粒径与时间及温度的关系如下 :G2 .4 5=5.6 5× 10 -15t· exp(- 2 7.4 0× 10 3 / RT)式中 G为石榴子石平均粒径 ,t为时间 ,R为气体常数 ,T为绝对温度。这一关系式有助于了解变质作用过程中石榴子石生长动力学     

大别山碧溪岭榴辉岩450 Ma年龄信息:石榴子石流体包裹体40Ar-39Ar定年初步结果

高压-超高压变质岩常含有过剩40Ar,排除过剩40Ar的干扰是获得可靠40Ar-39Ar年龄的关键.本文试图从流体包裹体40Ar-39Ar定年的角度,探讨榴辉岩40Ar-39Ar定年技术与过剩40Ar问题.采用真空击碎法提取流体包裹体,对碧溪岭浅色榴辉岩石榴子石进行40Ar-39Ar定年,获得了下降型年龄谱:最初9个阶段年龄谱总体上呈逐渐下降,表观年龄从2 226 Ma下降到753 Ma,这是次生包裹体(含过剩40Ar)与原生包裹体(不含过剩40Ar)混合的结果;第10阶段至第22阶段(末阶段),年龄谱呈平缓波动,表观年龄变化小,对应坪年龄为(449±18)Ma(2σ,39Ar占59.5%),这是微小的原生流体包裹体的贡献,此13个数据点在36Ar/40Ar-39Ar/40Ar图上构成线性关系很好的反等时线,对应的等时线年龄(448±34)Ma代表了石榴子石的结晶年龄,40Ar/36Ar初始比值(292±5)表明原生包裹体不含过剩40Ar.     

榴辉岩中单斜辉石-石榴子石镁同位素地质温度计评述

榴辉岩中单斜辉石和石榴子石之间显著的镁同位素平衡分馏,使其成为一种具有潜力的高精度地质温度计。为此,本文选取文献中已报道的来自西南天山洋壳冷俯冲造山带、大别-苏鲁陆壳碰撞造山带和南非卡普瓦尔克拉通三种构造环境中的64对单斜辉石-石榴子石矿物对镁同位素数据,利用δ26MgCpx-δ26MgGrt图解筛选出50对达到镁同位素平衡分馏的数据,采用Huang et al.（2013）通过第一性原理计算和Wang et al.（2012）、Li et al.（2016）分别通过经验估计得出的镁同位素温度计计算榴辉岩的峰期温度,并与前人研究结果进行对比。通过分析计算结果,发现对于造山带榴辉岩,Huang et al.（2013）的温度计计算结果与前人通过传统温度计和相平衡模拟研究结果较一致,较好地重现了榴辉岩的峰期温度,而Wang et al.（2012）和Li et al.（2016）的温度计计算结果明显低于前人获得的峰期温度;对于克拉通榴辉岩,三种镁同位素温度计的计算结果与前人通过传统温度计获得的研究结果大多数相差在50℃以上,很可能是早期退变质过程中镁同位素在高温条件下再平衡导致的,这表明三种镁同位素温度计均不适用于克拉通榴辉岩。同时,基于这些榴辉岩样品数据,本文利用经验估计的方法进行校准,得到了新的单斜辉石-石榴子石镁同位素公式Δ26MgCpx-Grt=1.11×106/[T（K）]2（R2=0.92）。此外,本文也对单斜辉石-石榴子石镁同位素地质温度计的应用前景及应用时应当注意的问题进行了简单的探讨。     

柴达木盆地北缘大柴旦和锡铁山榴辉岩中石榴子石环带对比及地质意义

大柴旦榴辉岩和锡铁山榴辉岩同为柴达木盆地北缘高压—超高压变质带的组成部分,但它们的岩相学特征、形成的PT条件及榴辉岩中石榴子石中保存的成分环带均具有明显的差异。大柴旦榴辉岩峰期变质的PT条件为T=620～730℃,P=2.3～2.8GPa,岩相学研究表明其经历了近等温降压或降温降压的后榴辉岩相历史,保存有进变质的矿物组合和石榴子石的生长环带及增生结构。相反,锡铁山榴辉岩的榴辉岩相的温度较高,岩相学研究显示其具有明显的后榴辉岩相的高温麻粒岩相的叠加,PT轨迹显示压力峰期早于温度峰期,具有略升温降压的后榴辉岩相变质历史,榴辉岩中石榴子石的成分环带表现为扩散环带,没有生长环带保留。大柴旦榴辉岩和锡铁山榴辉岩的不同的石榴子石环带特征反映了两者在形成过程中,特别是折返过程中不同的构造热历史。     

最优化的矿物扩散地质速率计:北大别黄土岭麻粒岩缓慢冷却的证据

对北大别黄土岭麻粒岩中石榴子石进行了详细的电子探针工作，并根据一颗石榴子石的成分环带，建立了扩散模型并进行了数值模拟，结合最优化的方法，得到了极其缓慢的冷却速率0.1℃/a。从扩散动力学数值模拟的角度对大别山造山带的冷却速率进行了探索性研究。该结果表明，黄土岭麻粒岩在受麻粒岩相改造后经历的是一个极其缓慢、持续时间很长的冷却过程。     

榴辉岩中石榴子石—单斜辉石地质温度计

通过对大别山双河榴辉岩的实例研究,对石榴子石-单斜辉石地质温度计的应用性和计算方法进行了讨论。与其他地质温度计（如氧同位素温度计）相比较,结合动力学研究,有助于进一步深入了解石榴子石-单斜辉石温度计的应用。该温度计能够较为准确地反映榴辉岩的顶峰变质温度,并且使恢复岩石体系的冷却历史成为可能。     

Constraints on the early cooling rates of Mt. Dabie from diffusion modeling of chemical zoning of garnet

Diffusion modeling of zoning profiles in eclogite garnets from three different tectonic units of Mt. Dabie, UHPM unit, HPM unit and northern Dabie, was used to estimate the relative time span and cooling rates of these rocks. Modeling result for the Huangzhen eclogite garnet shows that the maximal time span for the diffusion-adjustment process is about 22 Ma since the peak-temperature metamorphism, which is the maximum time span from amphibolite facies metamorphism to greenschist facies metamorphism. The Bixiling eclogites had subjected to a cooling process at a rate of - 10℃/Ma from 750℃ to 560℃ during 20 Ma. The second cooling stage of the Raobazhai eclogite following granulite-facies metamorphism is an initial fast cooling process at a rate of about 25℃/Ma and then slowed down gradually. All these belong to a coherent Dabie collision orogen with differences in subduction depth and exhumation/uplifting path.     

Early Cooling History of Eciogites from the Dabie-Sulu Orogen： Constraints from Diffusion Kinetics of Garnet

Abstract For the first time, we apply different geospeedometric models to garnet zoning patterns that were obtained in this study from detailed EMP analyses for garnets from eclogites and granulite in the Dabie‐Sulu orogen. Various zonings of cation diffusion were preserved in the garnets, enabling the acquirement of average cooling rates for the high‐to ultrahigh‐pressure rocks without using geochronological approaches. The coesite‐bearing hot eclogites yield fast cooling rates of about 20 to 30°C/Ma subsequent to peak metamorphic temperatures, whereas the cold eclogite gives a relatively slow cooling rate of 8°C/Ma at its initial exhumation. A very slow cooling rate of <0.3°C/Ma is obtained for the granulite at Huangtuling, suggesting that the granulite may not be involved in the continental deep subduction.     

西南大别榴辉岩和麻粒岩的氧同位素地球化学

报道了大别造山带西南部湖北红安榴辉岩和罗田麻粒岩的氧同位素组成，并讨论了氧扩散作用对矿物氧同位素平衡的影响，结果得到，红安榴辉岩的全岩δ^18O值为6．4－7．3‰，罗田黄土岭麻粒岩的全岩δ^18O值为6．6－7．8‰，罗田惠兰山麻粒岩的全岩δ^18O值为3．9‰，这些榴辉岩和麻粒岩全岩的氧同位素组成保持了峰期变质条件下的平衡分馏特征，得到的氧同位素温度对于红安榴辉岩425－620度，对于罗田麻粒岩为740－945度。根据快速颗粒边界扩散模型计算的矿物对氧同位素温度不仅与大多数实测氧同位素温度一致，而且与岩石学测温结果相吻合，因此，这些岩石与东大别榴辉岩一样在形成后经历了快速冷却过程，退变质反应过程中没有外来流体加入。     

大别山超高压变质带面理化榴辉岩中变形石榴石的几何学和运动学特征及其大地构造意义

大别山东部双河附近面理化榴辉岩中, 所有榴辉岩相矿物包括石榴石、绿辉石乃至金红石都受到强烈拉伸。用透射电镜可以观察到石榴石晶体中塑性变形的显微构造, 包括自由位错、位错环、位错壁和位错网。拉伸石榴石的应变轴比表现为 Ｘ＞ Ｙ＞ Ｚ。运动学标志如石榴石的不对称碎斑和旋转的金红石颗粒, 表明有旋转应变的作用。石榴石和金红石的福林系数分别为１１８ 和０９８。所有这些都表明石榴石是在接近于平面应变的条件下形成。由于石榴石颗粒在应变前后体积未变,因此也是在简单剪切作用条件下形成的。根据石榴石韧性变形要求的温度条件, 此种变形应在榴辉岩相条件下发生, 代表一次向南的逆冲作用, 经过展开后, 逆冲的方向为南西。根据石榴石的流变律, 其韧性变形的最低温度估计约为 ８００℃。石榴石中普遍有一组透入性破劈理, 它产生于面理化榴辉石折返后的角闪岩相早期, 形成于石榴石韧性变形之后。破劈理及其中反Ｓ形破劈理的运动指向表明有向北的滑动, 发生在主簿源复背斜形成之前; 主簿源复背斜使面理化榴辉岩的产状由倾向北改变为倾向南。根据面理化榴辉岩及其围岩的同位素年龄, 估算出面理化榴辉岩在２００～１９０ Ｍａ 期间的平均垂直折返速率为９ｍ ｍ ／ａ。此外, 还     

关于大别山榴辉岩相变质作用

大别山产出的榴辉岩相岩石包括石榴橄榄岩、榴辉岩、榴云片岩、榴辉片麻岩、榴玉英岩和榴辉大理岩等不同系列,它们均分布于花岗质片麻岩中。矿物共生序列研究表明,榴辉岩相岩石经历了从绿帘角闪岩相、柯石英榴辉岩相、角闪榴辉岩相、绿帘角闪岩相到绿片岩相的演化过程。花岗质片麻岩及变质火山—沉积岩系并未经历超高压变质作用,但却与榴辉岩相岩石经历了同一期绿帘角闪岩相变质事件,证明二者在地壳范围内发生了构造合并     

安徽大别山北部榴辉岩的分布及主要特征

安徽大别山北部新发现的榴辉岩主要产于花岗质片麻岩及基性—超基性岩中 ,与大别山南部的榴辉岩在产出围岩、矿物组成及地球化学特征等方面均十分相似。现今榴辉岩南多北少的分布 ,主要是在中生代热隆构造体制下剧烈差异抬升剥蚀 ,中生代花岗岩大面积侵位所致。     

大别山金河桥榴辉岩的精细P-T轨迹与多阶段折返

大别山金河桥榴辉岩的岩石学和矿物学资料记录了5个阶段的变质作用,除第一阶段代表峰期变质作用外,其余变质阶段均属退变质过程。根据各变质阶段矿物组合的矿物成分分析,应用适当的温度压力计,估算出各变质阶段的变质温度和压力,第一阶段的变质温压条件为T=797℃和P=3．50GPa;第二阶段的变质温压条件为T=667℃和P=2．72GPa,第三阶段的变质温压条件为T=660℃,P=1．50GPa;第四阶段的变质温压条件为T=616℃和P=1．10GPa;第五阶段的温压条件为T=450—550℃。P=0．40～0．70GPa。根据岩石学P-T轨迹和最近发表的年代学数据,归纳出一条较精细的P-T-t轨迹,包括快速降温降压→极快速等温降压→相对快速降温降压→慢速降温降压等四段,代表了从地下115km折返出露地表的四阶段折返过程。     

Early Cooling History of Eclogites from the Dabie-Sulu Orogen: Constraints from Diffusion Kinetics of Garnet

For the first time, we apply different geospeedometric models to garnet zoning patterns that were obtained in this study from detailed EMP analyses for garnets from eclogites and granulite in the Dabie-Sulu orogen. Various zonings of cation diffusion were preserved in the garnets, enabling the acquirement of average cooling rates for the high-to ultrahigh-pressure rocks without using geochronological approaches. The coesite-bearing hot eclogites yield fast cooling rates of about 20 to 30℃/Ma subsequent to peak metamorphic temperatures, whereas the cold eclogite gives a relatively slow cooling rate of 8℃/Ma at its initial exhumation. A very slow cooling rate of <0.3℃/Ma is obtained for the granulite at Huangtuling, suggesting that the granulite may not be involved in the continental deep subduction.