柴北缘锡铁山两类榴辉岩的退变质过程 及其对俯冲带折返机制的制约

榴辉岩作为俯冲带中重要的岩石类型保存有丰富的地球动力学信息。对榴辉岩及其退变质岩石的研究有助于建立俯冲带演化的p-T轨迹,了解俯冲岩石在折返过程中温压条件及矿物相的变化,从而对俯冲带折返的动力学机制进行限定。对柴北缘锡铁山双矿物榴辉岩及含多硅白云母榴辉岩进行了详细的岩石学研究。在NC（K）FMASH体系中对两类榴辉岩进行变质相平衡模拟,得到双矿物榴辉岩的峰期温压条件为745~790℃,大于2.8~3.0GPa（M1）,后经历等温降压过程达到角闪石榴辉岩岩相（670~770℃,1.6~2.2GPa,M2）,与含多硅白云母榴辉岩经历了相同的折返过程。锡铁山双矿物榴辉岩的原岩具有N-MORB的地球化学特征,而含多硅白云母榴辉岩则显示E-MORB或者OIB特征,二者原岩成分存在明显差异。两类榴辉岩的p-T演化过程和地球化学特征表明,锡铁山双矿物榴辉岩与含多硅白云母榴辉岩矿物学特征的差异是其原岩的多源性造成的,而与俯冲后折返过程中的退变质作用无必然联系。     

拉萨地块吉朗榴辉岩的岩石学研究及其对古特提斯洋壳俯冲折返过程的限定

拉萨地块东部松多(超)高压榴辉岩记录了古特提斯洋俯冲及折返过程。松多榴辉岩带已发现松多、新达多、白朗和吉朗4个榴辉岩出露区,它们的峰期温压条件及变质p-T轨迹的研究对揭示拉萨地块古特提斯时期的俯冲及折返过程有重要意义。松多榴辉岩带东段吉朗榴辉岩的主要矿物为石榴子石、绿辉石、多硅白云母、角闪石、金红石、绿帘石、石英以及退变形成的后成合晶结构(透辉石+角闪石+斜长石)和少量的黑云母。石榴子石具有含丰富矿物包裹体的"脏"核和极少包裹体的"净"边,具有典型的进变质成分环带特征,从核部到边部镁铝榴石组分升高,锰铝榴石和钙铝榴石组分降低。石榴子石边部发育窄的角闪石+斜长石(An=28)组成的冠状体,表明石榴子石边部发生了后期角闪岩相退变质作用。通过变质相平衡模拟计算得到石榴子石以及多硅白云母记录的峰期温压条件为563℃、2. 4 GPa。结合岩相学特征,确定吉朗榴辉岩经历了4期变质演化阶段:(1)进变质阶段以石榴子石核部及其包裹体为代表性矿物组合;(2)峰期变质阶段矿物组合为石榴子石边部、绿辉石、多硅白云母、蓝闪石、硬柱石、金红石和石英;(3)早期退变质阶段以硬柱石分解产生绿帘石为特征;(4)晚期退变质阶段以绿辉石发育后成合晶和石榴子石生长冠状体为特征。认为吉朗榴辉岩为典型的低温高压榴辉岩,经历了顺时针p-T演化轨迹,折返过程为近等温降压过程。与松多带内其他(超)高压岩石相比,吉朗榴辉岩峰期温压条件较低,其围岩为变石英岩,区别于区内其他(超)高压榴辉岩的石榴子石白云母片岩及蛇纹岩围岩。推测吉朗榴辉岩来自于俯冲带浅部,由俯冲隧道中低密度沉积物裹挟折返。     

青藏高原拉萨地块松多榴辉岩的岩相学特征和变质演化过程

松多榴辉岩出露于拉萨地块的石英片岩中,主要由较为基性的金红石榴辉岩和较为酸性的石英榴辉岩组成。榴辉岩相矿物组合为石榴子石 绿辉石 绿帘石±多硅白云母±石英±金红石。岩石发生了较强烈的退变质作用,退变质矿物有角闪石、绿帘石、石英、钠长石及绿泥石。石榴子石变斑晶具有生长环带结构,变斑晶和基质石榴子石主要落入C类榴辉岩区,少数石榴子石变斑晶边部和基质石榴子石落入B类榴辉岩区;单斜辉石主要为绿辉石,少数Ⅰ世代和Ⅲ世代为普通辉石;角闪石均为钙质角闪石。根据石榴子石-绿辉石-多硅白云母矿物温压计计算,获得的温压范围为630～777℃和2.58～2.70GPa,峰期变质条件接近于石英-柯石英转变线。榴辉岩的原岩经历了从高绿片岩相、角闪岩相、榴辉岩相、角闪岩相到高绿片岩相的变质过程,这反映了与古特提斯洋闭合有关的俯冲进变质作用和随后的折返退变质作用。     

中祁连地块北缘退变榴辉岩的发现及其地质意义

1∶5万区域地质调查首次在中祁连地块北缘发现的退变榴辉岩,呈构造岩块分布于大羊陇一带的变质基底中。岩相学和矿物学研究显示,石榴石的矿物包体和化学成分具有进变质环带的特征,属于C类榴辉岩。石榴石核部成分以及残留于核部的黑云母、斜长石等矿物包体代表了进变质阶段(M1)矿物组合,计算得到其温压条件为568～580 ℃和0.80～0.82 GPa。大致估算得峰期榴辉岩相阶段(M2)温压条件为(669±5) ℃和(2.1±0.2) GPa。石榴石“白眼圈”结构指示了等温减压退变质作用,利用局部的平衡矿物获得高角闪岩相退变质阶段(M3)的温压条件为681～705 ℃和0.68～0.71 GPa。进一步的退变质作用发生在低角闪岩相条件下,以基质中出现粗粒的角闪石和斜长石为特征,估算得到这一阶段(M4)温压分别为500～545 ℃和0.38～0.43 GPa。上述变质过程形成一个顺时针的p-T演化轨迹,暗示板片经历过快速俯冲和折返。榴辉岩的锆石CL图像显示锆石大部分发光度低,为无分带、弱分带或海绵状分带,边部发育宽约5 μm的强阴极发光带,主体表现为变质增生锆石的特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得峰期榴辉岩相变质的上限年龄为(485±22) Ma。根据岩石地球化学特征和构造环境判别,大羊陇榴辉岩的原岩为MORB,推测属于北祁连洋壳的组成部分。结合中祁连地块北缘广泛发育弧岩浆岩,确定了晚寒武世-中奥陶世北祁连洋壳存在向南的俯冲作用,其俯冲极性为南北双向俯冲。     

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。     

喜马拉雅造山带两种不同类型榴辉岩与印度大陆差异性俯冲

印度与亚洲大陆新生代碰撞-俯冲形成的喜马拉雅造山带核部由高压和超高压变质岩组成.超高压榴辉岩分布在喜马拉雅造山带西段,由石榴石、绿辉石、柯石英、多硅白云母、帘石、蓝晶石和金红石组成.超高压榴辉岩的峰期变质条件为2.6～2.8GPa和600～620℃,其经历了角闪岩相退变质作用和低程度熔融.超高压榴辉岩的进变质、峰期和退变质年龄分别为～50Ma、45～47Ma和35～40Ma,指示一个快速俯冲与快速折返过程.高压榴辉岩产出在喜马拉雅造山带中-东段,由石榴石、绿辉石、多硅白云母、石英和金红石组成.高压榴辉岩的峰期变质条件为>2.1GPa和>750℃,叠加了高温麻粒岩相退变质作用与强烈部分熔融.高压榴辉岩的峰期和退变质年龄可能分别是～38 Ma和14～17 Ma,很可能经历了一个缓慢俯冲与缓慢折返过程.喜马拉雅造山带两种不同类型榴辉岩的存在表明,印度与亚洲大陆约在51～53Ma碰撞后,印度大陆地壳的西北缘陡俯冲到了地幔深度,导致表壳岩石经历了超高压变质作用,而印度大陆地壳的东北缘平缓俯冲到亚洲大陆之下,导致表壳岩石经历了高压变质作用.     

北祁连清水沟红帘石变硅质岩矿物学、原岩特征及地质意义

北祁连早古生代大洋俯冲带以发育早古生代的蛇绿（混杂）岩带及高压低温变质带为特征。在清水沟高压低温混杂岩片中出露蛇纹岩以及榴辉岩、蓝片岩、红帘石硅质岩和多硅白云母石英片岩等典型高压低温变质岩石。本文对北祁连清水沟含红帘石的变硅质岩进行了详细的岩相学、矿物化学及地球化学分析,发现该岩石主要由石英、多硅白云母、红帘石、石榴子石、蓝闪石、单斜辉石以及砷硅锰矿、赤铁矿等矿物组成,结合矿物化学及围岩变质条件,推测该岩石可能也经历了高压低温榴辉岩相变质作用。全岩地球化学分析结果表明,北祁连清水沟含红帘石变硅质岩的原岩为远洋环境沉积的含泥硅质岩,由于热液活动的参与,使得Fe、Mn富集沉积,进而与大陆活动边缘或大陆岛弧物质被卷入到俯冲带中,共同经历了高压低温变质作用。变硅质岩中红帘石、砷硅锰矿以及石榴子石中大量的赤铁矿包裹体表明该岩石形成于高氧逸度条件,而石榴子石中的Fe3+从核部到边部的降低趋势,也表明俯冲变质过程中氧逸度的变化,这一过程释放的氧所形成的流体对于探究岩石圈地幔氧逸度变化、岛弧岩浆生成以及俯冲带氧循环等方面具有重要的意义。     

中喜马拉雅日玛那地区退变榴辉岩岩石地球化学及年代学研究

喜马拉雅造山带是目前最年轻的仍处于碰撞阶段的陆陆碰撞造山带。高喜马拉雅结晶岩系内产出的（退变）榴辉岩记录了印度板块俯冲和折返的重要信息。本文对中喜马拉雅日玛那地区的（退变）榴辉岩进行了岩石学、全岩地球化学及锆石年代学研究,确定了其变质演化、原岩性质及构造背景。日玛那榴辉岩呈透镜状或岩墙状与花岗片麻岩接触,基于矿物组合识别出3个变质阶段：(1)峰期榴辉岩相：石榴子石+绿辉石+多硅白云母+金红石+石英;(2)高压麻粒岩相：以单斜辉石+斜长石后成合晶、黑云母+斜长石的后成合晶为代表;(3)角闪岩相：以基质中角闪石的大量出现为特征。锆石U-Pb定年给出两期年龄,峰期榴辉岩相锆石年龄为约15.5～14 Ma,具平坦的HREE分配模式,缺失Eu负异常,麻粒岩相的年龄约为12 Ma,锆石显著富集HREE,并呈现出Eu负异常的特征,指示石榴子石分解和斜长石生长。矿物温压计限定日玛那榴辉岩峰期变质条件为约730℃、1.9～2.1 GPa。榴辉岩记录了顺时针的变质p-T轨迹,从峰期榴辉岩相经近等温快速降压至麻粒岩相,最后降温降压至角闪岩相。另外,日玛那榴辉岩的原岩为亚碱性玄武岩并沿着拉斑玄武岩趋势演化,地...     

昌宁-孟连杂岩带澜沧岩群的岩石学、地球化学和变质演化及其对古特提斯构造演化的启示

云南三江地区昌宁-孟连杂岩带中的澜沧岩群内出露多种类型变沉积岩,主要包括含十字蓝晶石榴云母片岩、石榴云母片岩、硬绿泥石白云母片岩和绿泥蓝闪钠长片岩等。系统的岩相学观察、矿物化学和相平衡模拟研究结果表明,不同类型的变沉积岩保存了不同的变质演化历史。含十字蓝晶石榴云母片岩记录了自中温榴辉岩相降温降压至角闪岩相的退变质过程,峰期矿物组合为石榴子石+蓝晶石+多硅白云母+硬玉,变质温压条件为600～750℃和19～30kbar。通过石榴子石的X_(Prp)和X_(Grs),和多硅白云母的Si值限定石榴云母片岩的峰期矿物组合包括石榴子石+多硅白云母+绿辉石+硬柱石+钠云母,峰期温压条件为430～475℃和17～19.5kbar。硬绿泥石白云母片岩矿物组成包括硬绿泥石+多硅白云母+钠云母,然而峰期矿物组合则以多硅白云母+钠云母+纤柱石为特征,通过多硅白云母的Si值限定峰期温压条件约为300～330℃和17～19kbar。石榴云母片岩和硬绿泥石白云母片岩较为一致地记录了从峰期硬柱石蓝片岩相升温降压至绿帘石蓝片岩相的退变质过程。绿泥蓝闪钠长片岩主要通过变质反应和成因矿物学特征大致估算其温压条件约为430～520℃和9～11kbar。岩石地球化学性质研究结果表明,这些变沉积岩的平均化学成分与大陆岛弧、活动大陆边缘和上地壳沉积物成分较为接近,其原岩主要为一套成熟度较差的泥砂质岩类和少量的中基性火山岩。该泥砂质原岩的沉积物源以中酸性岩浆岩为主,存在不同程度古老沉积物的加入。构造判别图解表明,研究区样品主要形成于大陆岛弧或活动大陆边缘的构造背景。变质作用特征和原岩地球化学属性综合分析表明,昌宁-孟连杂岩带内大面积分布的澜沧岩群均发生不同程度的俯冲-消减过程,表现出多样的变质演化P-T轨迹的特征,表明澜沧岩群经历了多期/多阶段复杂的构造演化历史。     

滇西澜沧谦迈地区榴辉岩岩石学、矿物学特征及变质演化p-T轨迹

澜沧谦迈地区位于西南三江昌宁-孟连结合带中段。新近在该地区发现榴辉岩,与双江县勐库地区退变榴辉岩一样,谦迈地区榴辉岩也产于湾河蛇绿混杂岩带内,岩石新鲜,后期退变质作用改造弱,岩石学信息保留完整。主要矿物成分为石榴子石、绿辉石、多硅白云母、金红石、角闪石、绿帘石、石英等,直接围岩为白云(钠长)片岩和斜长角闪岩,白云(钠长)片岩主要由多硅白云母、石英和长石构成。根据岩石学和矿物学特征将谦迈地区榴辉岩划分为4个变质阶段,其中峰期矿物组合为石榴子石+绿辉石+多硅白云母+硬柱石+蓝闪石+金红石+石英。初步研究表明,峰期榴辉岩相变质温度和压力分别为600℃和2.5GPa。新发现的榴辉岩为研究三江地区特提斯构造演化提供了关键性资料,该榴辉岩变质演化p-T轨迹的研究对探讨古特提斯洋的俯冲-造山过程具有重要意义。     

西藏羌塘中部绒马地区石榴蓝闪片岩变质演化过程的视剖面模拟及其意义

藏北羌塘地体中部产出一变质杂岩带,因其地貌突起,将羌塘地体一分为二,故常称其为羌中隆起带。虽然在该变质杂岩带中先后识别出蓝片岩、榴辉岩等变质岩,但对该变质杂岩带演化过程的认识却存在截然不同的观点,一种观点认为该变质杂岩带是原位的古特提斯板块缝合带的标志;另一观点则针锋相对,认为该变质杂岩带系外来的、底辟上升的杂岩带,不能作为古板块缝合带的证据。在该变质杂岩带中部的绒马乡,石榴蓝闪片岩呈大小不一的岩片和/或透镜体产出于石榴石多硅白云母石英片岩内,主要由石榴石变斑晶和由蓝闪石、绿泥石、白云母、绿帘石、石英、钠长石、金红石/钛铁矿、磷灰石、黑云母等矿物构成的基质组成。石榴石变斑晶粒径达2 mm,具典型的生长环带：核部富锰,锰铝榴石分子摩尔分数可达22%,至边部,铁铝榴石和镁铝榴石分子含量显著升高,而锰铝榴石分子含量则快速下降。石榴石变斑晶内部包体发育,可再细分为两类,一类包体产出于核部,包括被解释为硬柱石假象的细粒钠云母,绿帘石所构成的细粒板状集合体和细粒富铁蓝闪石、石英及金红石等包体;另一类包体则为数量较少的自形大颗粒绿帘石包体,产出于石榴石边部,在其内部还有细粒蓝闪石、金红石与石英等包体产出。基质中的角闪石可识别出3期：核部为富铁的蓝闪石,幔部为贫铁的蓝闪石,最外部为冻蓝闪石。基质中的绿帘石和绿泥石常为自形,绿帘石内常见细粒蓝闪石、石英、金红石等包体,而绿泥石边部常有黑云母的冠状体。在PEXPLE程序计算的p T视剖面图中,石榴石核部形成的p T条件为20 GPa、470 ℃,对应硬柱石榴辉岩相,而石榴石边部形成的p T条件为17~18 GPa、530~540 ℃,对应绿帘石榴辉岩相。岩相学观察与p T视剖面模拟研究充分反映了绒马地区石榴蓝闪片岩分别经历了硬柱石榴辉岩相、绿帘石榴辉岩相和近等温快速降压的退变质等变质过程,系冷洋壳快速俯冲与折返的产物,因此,文中支持该变质杂岩带为原位古特提斯板块缝合带的观点。硬柱石转变为绿帘石时,在俯冲通道中释放了大量的流体。T O视剖面研究进一步表明这种矿物相转变只发生于高氧逸度条件下,暗示所释放的流体可能也是高氧逸度流体。该高氧逸度流体可交代上覆地幔楔,并诱发后者发生部分熔融作用形成高氧逸度岩浆,如果这一推测是合理的,则羌塘地块内部应该存在斑岩型铜金矿床。 关键词：羌塘地体; 石榴蓝闪片岩; 视剖面模拟; 富氧流体     

西藏松多榴辉岩变质作用研究

西藏拉萨地块松多附近新发现一条榴辉岩带,长约100 km,宽约2~3 km。松多榴辉岩主要经历了进变质的绿帘石榴辉岩相-峰期的榴辉岩相-退变质的角闪岩相3个阶段。岩石学研究表明,峰期的特征矿物组合是石榴子石绿辉石多硅白云母金红石,峰期温压条件是760~800 ℃,33~39 GPa。这表明松多地区可能曾经历超高压变质作用,之后快速返回,p T轨迹呈“发卡”状,后期退变质经历了角闪石榴辉岩相阶段。研究松多榴辉岩表明,拉萨地块内部有一条新的缝合带,这对于了解拉萨地块和古特提斯洋的演化有重要意义。     

榴辉岩的两种变质演化轨迹和俯冲大陆地壳的差异折返——以柴北缘都兰超高压地体为例

都兰榴辉岩地体位于柴北缘—南阿尔金超高压变质带的东端,是唯一确定含柯石英的超高压变质地体,约700 km,其特点是含有两个特征不同的变质亚带,并经历了不同的折返过程。柯石英假像和温压计算表明两带榴辉岩峰期变质的压力都在柯石英的稳定域（2.8~3.3 GPa）,但它们退化变质的p–T 轨迹具有明显不同的特征。北带榴辉岩经历了两个阶段的折返：早期从地幔深度快速折返到中部地壳层次,伴随岩石的等温降压,并发生角闪岩相退化变质;晚期抬升到地壳浅部。都兰南带榴辉岩折返过程中经历了高压麻粒岩相变质的改造,高压麻粒岩阶段的p–T条件为p＝1.9~2.0 GPa,T＝873~948℃, 并进一步经历了角闪岩相退化变质,说明都兰南带榴辉岩折返速率较慢,发生了壳幔过渡带（或加厚的深部地壳）层次的强烈热松弛。这种热松弛发生在许多大陆俯冲带的超高压岩石的折返过程中,并且是榴辉岩发生深熔作用的主要机制。都兰两个变质带不同的变质演化轨迹反映了俯冲的大陆地壳具有差异折返的特征。     

柴北缘鱼卡含硬柱石假象榴辉岩的发现、P-T-t轨迹及控制硬柱石形成的主要因素

硬柱石是大洋冷俯冲带的代表性矿物之一,富含水和Sr、Pb及稀土等微量元素,其形成和分解对于俯冲带流体活动、壳幔水和微量元素循环、地幔楔交代和熔融及岛弧岩浆作用等具有重要影响.但由于硬柱石对温度和压力的改变非常敏感,在板片折返过程中很容易分解,因此目前全球出露的硬柱石榴辉岩极为稀少.总结了榴辉岩中早期硬柱石存在的识别标志,并据此确定柴北缘超高压带西段鱼卡地区的含蓝晶石榴辉岩和斜黝帘石榴辉岩是峰期硬柱石榴辉岩退变质改造的结果.该发现说明柴北缘成为继大别造山带之后全球第二例出露硬柱石榴辉岩的大陆俯冲型造山带.利用相平衡计算方法恢复了这两种榴辉岩的变质演化过程,其中含蓝晶石榴辉岩的P-T轨迹和峰期变质条件均与区内大陆俯冲型含柯石英多硅白云母榴辉岩相似,而斜黝帘石榴辉岩峰期变质温压则略低.锆石定年获得含蓝晶石榴辉岩和斜黝帘石榴辉岩的变质时代分别为437 Ma和436 Ma,与带内已有超高压榴辉岩相变质时代相同,同时获得含蓝晶石榴辉岩的原岩结晶时代为1 273 Ma.相似的变质P-T轨迹和变质时代表明含蓝晶石榴辉岩与同剖面含柯石英多硅白云母榴辉岩共同经历了大陆深俯冲作用.这一结果表明,硬柱石榴辉岩并非大洋冷俯冲带特有,决定榴辉岩中是否出现硬柱石的主要因素是原岩成分和变质条件.在鱼卡地区,榴辉岩的矿物组合中能否出现硬柱石的最主要控制因素是原岩中的Mg含量,由高Mg#的基性岩变质形成的榴辉岩峰期矿物组合中易出现硬柱石.      

华北克拉通丰镇碳酸岩中榴辉岩捕虏体岩石学研究:现今板块体制古元古代开始启动证据

关于现今板块构造体制何时启动是目前地球科学研究的焦点问题。本文在原报道的古元古代丰镇火成碳酸岩中发现的榴辉岩捕虏体基础上,开展了详细的岩石学研究。该榴辉岩捕虏体分为两种类型:即相对富石榴石的Fz-2和贫石榴石的Fz-16,它们产于同一地点,且具有相同的矿物成分和结构构造特征。Xu et al.(2018)的研究表明该捕虏体具有1839±26Ma和1766±7Ma的独居石U-Th-Pb年龄且具有大洋辉长岩原岩的全岩成分特征。本文通过进一步的岩相学研究发现该榴辉岩至少经历了两期变质阶段:M1,角闪石/绿帘石-榴辉岩阶段;M2,硬柱石-榴辉岩阶段。具有放射状裂纹包裹特征的柯英石假象在石榴石变斑晶和基质绿辉石中以包体形式出现。以蓝晶石与黝帘石共存为特征的柱状硬柱石假象,也偶尔以包体形式存在于石榴石中。变斑晶石榴石分为富含包体的核部和比较干净的边部。石榴石从中心到边部具有明显的镁铝榴石含量增加和钙铝榴石含量降低的环带特征,通过相平衡模拟和等值线投图得到其温压范围为2.6~3.7GPa和655~670℃,记录了从M1到M2的近等温增压的进变质过程。通过石榴石边部-绿辉石-蓝晶石-石英的地质温压计计算得到温压条件为3.0GPa、734℃。金红石中的锆含量温度计也给出了相似的温度条件,即在2.6~3.7GPa压力时为601~685℃。石榴石边部的柯石英假象和硬柱石假象支持了M2硬柱石-榴辉岩阶段的存在,这表明丰镇古元古代榴辉岩可能是目前发现的世界上最古老的低温超高压变质岩。同时,我们得到该榴辉岩代表的进变质过程中的地温梯度为216±35℃/GPa,证明至少在~1.8Ga以来代表现今板块构造体制的板块冷俯冲作用就开始启动了。     

柴北缘超高压带中锡铁山榴辉岩的变质时代

锡铁山地体位于柴北缘超高压变质带的中部, 是柴北缘超高压变质带的重要组成部分。该地体由花岗质片麻岩、泥质片麻岩和相对较少的榴辉岩透镜体组成。大部分榴辉岩都经历了不同程度的后生合晶和角闪岩相退化变质改造。虽然近年来进行了大量的锆石U-Pb年代学研究,但榴辉岩相高压-超高压变质的时代一直存在争议,并且以前对锡铁山榴辉岩相变质时代的认识一直与相邻的绿梁山、鱼卡和其东部的都兰等地区的超高压变质年龄有明显的冲突。本文通过锡铁山榴辉岩锆石U-Pb年代学的研究,获得榴辉岩相变质锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为433±3Ma,与鱼卡地区榴辉岩的形成年龄一致,代表大陆俯冲时期的高压-超高压变质年龄。该研究对进一步了解锡铁山榴辉岩地体的变质演化和大陆地壳深俯冲有重要意义。     

北祁连山高压变质带的变形和变质特征及其对俯冲带折返的意义

北祁连造山带是早古生代大洋板块"冷"俯冲的典型地区,形成了一系列高压低温变质的岩石组合.基性榴辉岩是俯冲洋壳变质的产物,根据其结构构造特征可以划分为(1)粒状榴辉岩,峰期变质矿物组合为Grt+Omp+Phn+Rut±Lws,硬柱石呈包裹体和假象分布于石榴石内,变质温压条件T=465～508℃,P=2.30～2.60GPa.(2)片状榴辉岩,岩石具片状构造,其共生矿物组合Omp+Czo/Ep+Phn+Gln构成透入性面理S1和线理L1,以及宏观和显微同斜褶皱F1.其峰期变质温压条件为T=466～510℃,P=1.9～2.2GPa.(3)蓝片岩相退化变质榴辉岩,蓝片岩相变质矿物Gln+Ep+Phn±Ab强烈交代榴辉岩相矿物,并发生强烈D2期变形作用,岩石形成明显的透入性面理S2和线理L2,以及同斜剪切褶皱F2.蓝闪石和多硅白云母线理的统计揭示D2期变形以斜向走滑剪切为主,与D1期变形的榴辉岩的运动学特征大体相似.D2同变质的温压条件为T=422～487℃,P=1.15～1.37GPa.高压变质带晚期的绿片岩相叠加和D3期变形,形成透入性面理S3和线理L3,其运动特征为近于垂直构造线的逆冲剪切.结合榴辉岩变形特征,变质温压条件和同位素年代学资料,我们认为退变质的强弱与变形程度有密切关系.峰期变质后的榴辉岩经过早期绿帘石榴辉岩相到蓝片岩相斜向走滑剪切,和晚期绿片岩相逆冲,在泥盆纪早期快速折返的出露地表.     

柴北缘都兰高压麻粒岩的锆石U-Pb定年及其地质意义

在柴北缘高压-超高压变质带的东端都兰地区,高压麻粒岩以透镜体的形式存在于石榴白云母片岩、花岗质片麻岩以及斜长角闪岩中。高压麻粒岩的主体为基性麻粒岩,并含少量中酸性麻粒岩。基性麻粒岩主要由石榴子石、单斜辉石、斜长石和石英等组成,而中酸性麻粒岩峰期矿物组合为:石榴子石+斜长石+钾长石+蓝晶石+石英±单斜辉石。根据显微构造和反应结构特征,主要识别出3期变质作用:①峰期高压麻粒岩相阶段(M1);②退变质高角闪岩相阶段(M2);③绿片岩相/低角闪岩相阶段(M3)。选取典型的中酸性麻粒岩样品进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb原位定年分析,获得加权平均年龄为446.9±6.5Ma,且CL图像显示锆石内部发育石榴子石、单斜辉石、斜长石等矿物包体,反映锆石可能形成在峰期高压麻粒岩相变质条件下。岩石学和年代学结果显示都兰高压麻粒岩和邻近的榴辉岩同时形成于同一俯冲带的不同热构造环境,高压麻粒岩并非榴辉岩热松弛作用形成的,两者具有各自独立的变质演化历史。     

胶北地块斜长角闪岩的岩石学与年代学研究

胶北地块位于华北克拉通东部陆块,胶-辽-吉活动带的南端.胶北地区荆山杂岩中存在一组与高压基性麻粒岩密切共生的斜长角闪岩,是构成前寒武纪变质基底的重要组成部分.岩石学矿物学研究表明,斜长角闪岩记录了3个阶段的变质作用:峰期变质矿物组合（M1）为角闪石1+斜长石+榍石,根据NCKFMASHTO体系的成分视剖面图和角闪石压力计估算出温度条件T=660~715 ℃,压力条件P=0.65~0.71 GPa;其后经历了退变质作用（M2）,矿物组合为角闪石2+绿帘石+斜长石+绿泥石+钠长石,估算温压条件为537~630 ℃/0.41~0.58 GPa;晚期发生前绿片岩相退变质作用（M3）,其矿物组合为钠长石+葡萄石+绿泥石+方解石,其温压条件 < 400 ℃/0.35 GPa.斜长角闪石的CL图像显示其具有较弱的阴极发光效应和弱震荡环带,Th/U比值相对较小（0.06~0.43）,锆石形态和内部结构指示锆石形成于深熔作用过程,21个锆石的LA-ICP-MS定年研究的结果表明,斜长角闪岩记录的最老206Pb/238U年龄为2 075±25 Ma,上交点年龄为1 845±23 Ma（MSWD=0.35）,该组年龄记录了斜长角闪岩峰期变质作用时代的上限.斜长角闪岩在原岩形成以后,可能曾经历麻粒岩相变质作用,并记录了在胶-辽-吉带~1.85 Ga碰撞闭合过程中的深熔事件,此后经历了角闪岩相变质作用,及其二次退变质作用,终结于前绿片岩相的变质温压条件.