高压超高压变质作用中流体—熔体—岩石相互作用

在高压超高压变质作用过程中所释放的流体对俯冲板块的演化起着重要作用,与岛弧岩浆活动有着直接联系,随着温度和压力的增加,俯冲板片将发生高压到超高榴辉岩相转变,大量的水将通过含水矿物的消失反应释放出来,这些流体可引起上覆岩圈大规模水化,并促进地幔楔状体的部分熔融,同时,通过流体的向上迁移可将某些组分带入上覆岩石圈板块,并改变其总体组成,许多含水矿物,同变质脉体,高压自形晶体组成的布丁,原生液态包裹体和     

麻粒岩相变质流体和流体岩石相互作用

麻粒岩作为下部地壳岩石的重要组成部分,是高温高压条件下的变质产物。变质流体是麻粒岩相变质过程的主要动力学因素之一。麻粒岩相变质流体成分以ＣＯ２为主,含有少量的Ｈ２Ｏ,ＣＨ４,Ｎ２和Ｈ２Ｓ等,具有高密度、低水活度、强还原弱氧化、低氧逸度和弱酸性的物理化学性质。麻粒岩的形成和大离子亲石元素的亏损均与流体岩石相互作用有关。稳定同位素的变化记录了麻粒岩相变质过程流体岩石相互作用的规模和范围。来源于地幔的富ＣＯ２流体的干化作用是麻粒岩形成的主要机制。角闪岩相到麻粒岩相的转变过程也是流体性质发生变化的过程。角闪岩相的流体成分以Ｈ２Ｏ为主,而麻粒岩相则以ＣＯ２为主。流体成分的变化也能导致变质相的转变。因此,流体是变质相转变的重要控制因素,直接影响和控制变质相的转变,应成为变质相划分的重要因素之一。     

苏鲁-大别高压-超高压带:不同地质时期的三个高压-超高压变质带

苏鲁-大别合计延伸上百km的含柯石英、金刚石、蓝闪石矿物及榴辉岩的高压-超高压变质带,目前被认为是华北与华南地块拼合过程中发育的同一造山带的产物,其在早、中三叠世还是一体的,晚三叠世开始平移或走滑而错开为东西两段。至今,苏鲁高压-超高压变质带被平移或走滑至目前所在的位置(王小凤等,2000;徐嘉祎,1981)。随着对苏鲁-大别高压-超高压变质带内榴辉岩的深入研究,尤其是构造年代学的应用,对上述观点产生了一些疑问。     

高压超高压变质作用中的流体

文章强调了高压和超高压变质岩中流体包裹体的研究意义，重点论述了几个问题：（１）高压和超高压变质岩中流体包裹体的成分以含Ｎ２量高为特点，在大别山含柯石英榴辉岩中找到的高压榴辉岩阶段捕获的原生包裹体，其中气相组分含ＣＯ（摩尔分数）为１４％，表明流体来源于深部。原生流体包裹体的保存，要求在ｐ－Ｔ区间内的抬升轨迹与等容线近于平行。（２）在大别山高压和超高压榴辉岩中首次确认熔融包裹体的存在，由硅酸盐玻相和以ＣＯ２为主要成分的气相组成，并发现熔融包裹体中的玻相成分与主矿物相近。（３）高压和超高压变质期间的局部流体迁移可由榴辉岩中流体包裹体和矿物同位素成分（Ｈ－Ｃ－Ｏ）来显示。（４）高压和超高压变质中流体－熔体－岩石（矿物）相互作用是一个非常复杂的过程，并证实在榴辉岩相ｐ－Ｔ条件下岩石的部分熔融。（５）变质流体的成分与变质级之间存在着相关关系。     

鄂北高压榴辉岩相变质带的变质、变形和流体演化

大别高压超高压变质带从南到北可分成四个带,它们是绿帘蓝片岩带、高压榴辉岩带(南带)、超高压榴辉岩带和高压榴辉岩带(北带).高压榴辉岩相变质带以蓝闪石榴辉岩为代表,并出现多硅白云母、绿帘石、石英、金红石和锆石等变质矿物. 石榴石中含有前榴辉岩相变质形成的矿物包体,并具典型的进变质成分环带.高压榴辉岩中保存了其进、退变质作用全过程中的岩石学和构造信息,即在挤压体制下,表壳岩石经绿帘角闪岩相到榴辉岩相进变质作用和强烈韧性变形;在继续挤压逆冲机制下高压变质岩的大幅度折返,从壳幔边界上升到地壳中、浅层次,并发生绿帘角闪相退变质作用和多期韧性变形;在伸展体制下经滑脱、断块升降、差异抬升高压变质岩块体暴露到地表,并发生绿片岩相退变质作用和韧-脆性变形.高压变质作用过程中存在广泛的流体-岩石相互作用, 气液包裹体和高压含水矿物的稳定产出,是最有力的证据.流体的成分、含量、迁移形式控制着变质反应,是影响高压变质岩形成与保存的热力学和动力学条件.     

新疆西天山高压变质带的变质矿物与变质作用演化

新疆西天山高压变质带主要由石榴石，角闪石，绿辉石，多硅白云母，钠云母，绿帘石，绿泥石，钠长石，石英，榍石和金红石等组成，石榴石主要含铁铝榴石组份，角闪石有蓝闪石，亚铁蓝闪石，青铝闪石，冻蓝闪石等类型，变质矿物组合显示高压变质带经历了由硬柱石蓝片岩相，榴辉岩相，绿帘蓝片岩相至绿片岩相的变质作用演化进程。     

流体地质作用的构造效应

许多事实证明，在地壳及地球深部存在着大量的流体，它们以气体、液体、熔融体等形式存在于地球内部不同深度处。这些流体的活动在地壳及岩石圈运动演化过程中扮演着十分重要的角色，其作用贯穿于地壳与岩石圈运动演化的全过程，地球表面形成的各种构造与流体作用的参与有着密切的联系。     

中国中东部的双高压变质带

在我国中东部,华北板块和扬子板块之间,存在着两条紧密共生而变质作用类型不同的高压变质带。一条是以蓝片岩为代表的低温高压变质带、分布于东南一侧,主要由中一晚元古代双模式火山沉积变质岩系组成;另一条是以榴辉岩为代表的高温高压变质带,分布于西北一侧,主要由晚太古-早元古代结晶基底构成。两条高压带的变质年代基本一致,彼此以深断裂相接触。二者之间存在较明显的变质间断.其形成条件分别为0.7—1.4GPa,350—560℃和≥2.8GPa,680—840℃。双高压变质带的形成与晚元古代华北-扬子板块之间发生的陆内俯冲作用有关,俯冲的方向由扬子板块向华北板块进行。高温高压带俯冲的深度超过90km,并在连续俯冲-仰冲作用过程中快速向上抬升;低温高压带的俯冲深度约为25—50km,在俯冲速度降低或停止后,由于均衡作用使其逐渐抬升至地表。双高压变质带的确立对解决华北-扬子板块边界地球动力学演化问题具有重要意义。     

苏北超高压变质带石桥构造窗地质特征

在苏北－胶南高压变质带（＂东海群＂＂胶南群＂）的腹地，赣榆县石桥附近，出露一套原始结构保存完好的浅变质沉积岩系。前人称为＂石桥群＂，时代为早元古代，不整合于＂东海群＂之上。１９９２年作者在野外一个新凿开的采石坑内发现深变质＂东海群＂片麻岩推覆在＂石桥群＂之上，其间为断层带。这个剖面展示了与前人观点相悖的证据。石桥群的微古化石研究以及与区域地层对比，定为震旦系。超高压变质带内出露的浅变质岩系厘定为＂石桥构造窗＂．这将直接影响对苏鲁造山带和高压－超高压变质带形成与演化的重塑。     

从西南天山超高压变质带多期构造变形看天山古生代构造演化

通过对西南天山阿克雅孜和木扎尔特地区高压-超高压变质带构造几何学和岩石变形相关运动学的详细剖析,厘定出高压-超高压变质岩石及其相关围岩的构造单元。详细研究表明,研究区可划分为三个构造单元:北部单元、中部单元和南部单元。确定了每个构造单元的构造几何学特征及各个构造单元之间的相互关系。通过分析岩石变形特征和叠加关系,确定了岩石所记录多期变形的运动学特征。根据研究区的多期构造变形特点,建立了阿克雅孜和木扎尔特河地区构造演化序列。共划分出四期构造可识别的事件(E1-E4),分别代表了E1:高压-超高压岩石折返过程;E2:高压-超高压岩石造山带的早期改造过程;E3:北部构造事件对高压-超高压造山带影响;E4:走滑构造对高压-超高压造山带的叠加。沿造山带系列构造分析表明,西南天山高压-超高压带中发育的四期构造事件沿中天山北缘具有很好的一致性,各期构造事件也有一定的横向可对比性。在此基础上通过对多期变形事件的构造背景的探讨,建立了整个天山在古生代的构造拼合过程,揭示我国西部洋壳相关的深俯冲造山带形成过程和参与深俯冲作用(超)高压变质岩的变形变质历史。     

Metamorphism and tectonic evolution of the Lancang paired metamorphic belts, south-western China

Abstract The Lancang metamorphic terrane consists of an eastern low- P/T belt and a western high- P/T belt divided by a N–S-trending fault. Protoliths of both units are mid–late Proterozoic basement and its cover. The low- P/T belt includes the Permian Lincang batholith, related amphibolite facies rocks of the Damenglong and Chongshan groups, and Permo-Triassic volcanic and volcaniclastic rocks. Most whole-rock Rb–Sr isochron and U–Pb zircon ages of the Lincang batholith are in the range 290–279 and 254–212 Ma, respectively. Metamorphism of the low- P/T belt reaches upper amphibolite with local granulite facies (735°C at 5 kbar), subsequently retrogressed at 450–500°C during post-Triassic time. The high- P/T rocks grade from west to east from blueschist through transitional blueschist/greenschist to epidote amphibolite facies. Estimated P–T conditions follow the high- P intermediate facies series up to about 550–600°C, at which oligoclase is stable. The ⁴⁰Ar/³⁹Ar plateau age of sodic amphibole in blueschist is 279 Ma.
The paired metamorphic belts combined with the spatial and temporal distribution of other blueschist belts lead us to propose a tentative tectonic history of south-east Asia since the latest Precambrian. Tectonic juxtaposition of paired belts with contrasting P–T conditions, perhaps during collision of the Baoshan block with south-east Asia, suggests that an intervening oceanic zone existed that has been removed. The Baoshan block is a microcontinent rifted from the northern periphery of Gondwana. Successive collision and amalgamation of microcontinents from either Gondwana or the Panthalassan ocean resulted in rapid southward continental growth of c. 500 km during the last 200 Ma. Hence, the Lancang region in south-east Asia represents a suture zone between two contrasting microcontinents.     

胶北高级变质基底中高压基性麻粒岩的地球化学特征及其成因

胶北高级变质基底中高压基性麻粒岩主要由石榴基性麻粒岩、石榴紫苏麻粒岩和石榴斜长角闪岩所组成,并主要以不规则透镜体或变形岩墙的形式赋存于TTG质片麻岩或花岗质片麻岩之中。胶北高压基性麻粒岩在变质过程中,以大离子亲石元素(K、Na、Sr、Rb)为代表的活动元素发生了显著的改变;而高场强元素(Th、Nb、Zr、Ti)和稀土元素基本无变化,保持稳定。胶北高压基性麻粒岩属于拉斑玄武质岩石系列,其SiO2集中变化于44.04%～53.54%,Mg#值集中变化于35～60之间;稀土配分曲线不仅存在总量较低的平坦型(ΣREE=21.13×10-6～78.49×10-6,(La/Yb)CN=1.03～2.86),也有轻稀土相对富集且含量相对较高的右倾型(92.74×10-6～133.5×10-6,(La/Yb)CN=2.93～4.56),Eu异常不明显(Eu/Eu*=0.93～1.04)。高压基性麻粒岩Cr、Ni含量变化较大,但与MgO含量具有很好的相关性。与显生宙岛弧拉斑玄武岩一样,胶北高压基性麻粒岩几乎所有样品皆具有Nb、Zr、Ti负异常,且εNd(t)为正值(+2.70～+4.77)。综合分析认为,胶北高压基性麻粒岩具有岛弧拉斑玄武质岩石的地球化学特征,其原岩可能为弧后扩张背景下侵入的辉长岩或辉绿岩,以及相应喷出的基性火山岩。     

新疆西南天山超高压变质带的形成与演化

本文系统地总结了近年来有关新疆西南天山超高压变质带在野外地质产状、岩石学、矿物学、地球化学和年代学等方面研究取得的进展。根据野外地质产状特征,西南天山出露的榴辉岩可以分为三类:即在蓝片岩中呈透镜体的块状榴辉岩、保存有玄武岩岩枕的枕状榴辉岩和夹杂在大理岩中的条带状榴辉岩。详细的岩石学研究表明它们都经历过超高压变质作用,其变质作用演化经历了3个阶段:峰期榴辉岩阶段(560～600℃,4.95～5.07GPa)、主期榴辉岩阶段(598～496℃,25.72～26.66±1kbar)和退变绿帘石蓝片岩相阶段。地球化学研究显示其原岩相当于源于富集地幔的(ε_(Nd)-1.4～-0.4)具有 OIB 特点的变碱性玄武岩、源于亏损地幔的(ε_(Nd)= 6.7～ 7.4)具有 NMORB 特点的洋中脊玄武岩和源于较富集地幔的(ε_(Nd)=-2.5～ 3.2)具有 EMORB 特点的洋中脊玄武岩,它们形成于海山环境下的洋壳。榴辉岩中锆石 SHRIMP定年结果表明榴辉岩的原岩形成于石炭纪(>310Ma)之前,洋壳开始俯冲发生在二叠纪末(280～290Ma),高压一超高压变质发生在三叠纪(220～230Ma)。结合在其北侧低压麻粒岩带的发现,提出了新疆西南天山超高压变质带双变质带构造演化模式。     

东天山小尖山金矿床成矿流体特征及成矿模式探讨

小尖山金矿床产于东天山康古尔韧性剪切带南缘,对该矿床流体特征和矿床成因类型了解较少。矿区普遍发育低绿片岩相变质,矿床由多条走向为100°～120°的陡倾斜蚀变岩型矿体组成,金平均品位3.11×10^-6～24.99×10^-6;成矿过程可划分为3个阶段:(1)黄铁矿-磁铁矿-绿泥石-绢云母-石英阶段;(2)黄铁矿-黄铜矿-自然金-石英-绿泥石阶段;(3)石英-方解石-贫硫化物阶段。本文通过对矿床不同成矿阶段石英脉内发育的流体包裹体进行了岩相学、显微测温与氢氧同位素研究分析,发现矿床主要发育H₂O-CO₂及气液两相流体包裹体,从早至晚成矿过程中流体内CO₂包裹体逐渐减少,气液两相包裹体内气液比逐渐减小。各成矿阶段包裹体显微测温结果表明,从早至晚成矿流体均一温度分别为216.9～396.4℃、183.1～319.2℃与145.1～220.8℃;成矿流体盐度分别为1.40%～10.11%NaCleq、1.91%～11.22%NaCleq与1.63%～6.74%NaCleq,成矿流体属于中...     

中国中西部前陆冲断带构造演化及变形特征

前陆冲断带可以分为3种基本类型: 弧后前陆型、周缘前陆型和再生前陆型冲断带。相对国外典型前陆冲断带, 中国中西部前陆冲断带在构造演化和变形方面具有独特性, 属于再生前陆型冲断带, 普遍经历了两期逆冲构造变形、或者"伸展—挤压—伸展—挤压"多期构造变形的叠加。中国中西部的再生前陆冲断带多具有"分带、分段和分层"的结构特征, 表现出以主干断裂为界往往可以划分为若干个冲断变形带, 沿走向方向表现为几个在构造变形上具有明显差异的变形区段, 在垂向上由于滑脱层的发育表现出不协调的分层收缩、上下叠置的变形特征。     

东天山土屋特大型斑岩铜矿成矿地质特征与矿床对比

土屋特大型斑岩铜矿位于东天山吐鲁番—哈密陆块南部边缘岛弧环境中。多期岩浆活动和矿化是铜金属超常堆集的主要因素。海底火山活动和热泉沸腾逸散造就了铜金属的预富集(矿源层),闪长玢岩和斜长花岗斑岩的侵位和叠加矿化使铜金属进一步富化和最终成矿。以细碧角斑质为主的火山岩喷发于潮坪—滨海环境,闪长玢岩、斜长花岗斑岩形成于较强的氧化环境;强还原示踪矿物黄铁矿含量较少。矿石的低品位、矿石的结构构造、蚀变特征以及矿石建造具典型斑岩矿床特征;矿石高品位、矿床形成较低温度及大量硅化蚀变又表现为某些热液矿床特征(次火山岩热液)。典型斑岩铜矿床、次火山热液矿床、土屋铜矿床对比,土屋铜矿床矿床类型仍不失为斑岩型铜矿,并具有自身特征。     

点苍山变质杂岩新生代变质-变形演化及其区域构造内涵

点苍山变质杂岩体是哀牢山-红河韧性剪切带四个变质杂岩体之一,遭受了多期多阶段变质-变形作用改造。本文重点针对点苍山杂岩的新生代变质-变形作用,尤其是以富铝质高级变质岩即夕线石榴黑云片麻岩和侵位于其中的糜棱岩化细晶花岗质岩石开展了深入研究。对夕线石榴黑云片麻岩的显微构造分析与矿物共生组合研究,确定了高角闪岩相和低角闪岩相变质矿物共生组合,分别为:石榴石(Grt)+夕线石(Sil)+钾长石(Kfs)+黑云母(Bi)+斜长石(Pl)±石英(Q)和夕线石(Sil)+白云母(Ms)+黑云母(Bi)+石英(Q)。对其中的变质锆石进行SHRIMP U-Pb测试,获得了新生代三个阶段的变质作用年龄,即54.2±1.7Ma、31.5±1.5Ma和27.5±1.2Ma.本文还深入研究了侵位于高级变质岩中的一个花岗岩质糜棱岩的宏观与显微构造特点,其LA-ICP-MS年龄为24.4±0.89Ma,代表着同剪切就位花岗质岩浆侵位和结晶年龄。夕线石榴黑云片麻岩中变质锆石从2150～27Ma多期多阶段表观年龄的发育,表明点苍山变质杂岩体具有复杂的构造演化史。点苍山杂岩的多阶段新生代构造-热演化归咎于印度-欧亚板块会聚与碰撞作用(约54Ma)、造山后伸展作用(大约40～30Ma)和沿着哀牢山-红河剪切带大规模左行走滑变形作用(约27～21Ma)。     

东天山卡拉塔格泥盆纪岩浆岩地球化学特征及成因

文中对卡拉塔格地区泥盆纪岩浆岩进行了系统的岩相学、岩石地球化学研究,探讨其成因及形成构造背景。卡拉塔格地区泥盆纪火山岩主要为安山岩,并被同期一套成分连续的侵入体,包括辉长岩、闪长岩、石英闪长岩、二长岩等侵入。其中,辉长岩为钙碱性低钾系列准铝质岩石,具有较高的Al2O3含量(18.76%~19.06%)和Mg#(57.28~69.37),具有正Eu异常;闪长岩、石英闪长岩、二长岩和安山岩为钙碱性高钾钙碱性系列的准铝质弱过铝质岩石,也具有较高的Al2O3含量(15.02%~17.43%)和Mg#(53.67~72.91),具有较弱的Eu负异常或无Eu异常。这些岩浆岩都具有较低的初始Sr值(0.703 11~0.705 18)以及较高的εNd(t)值(5.36~7.72),均富集轻稀土和大离子亲石元素Rb、Ba、K等,亏损重稀土和高场强元素Ta、Nb、Ti等,都具有岛弧岩浆岩的特征。相似的岩石地球化学特征显示它们可能为同源岩浆活动的产物,可能是由俯冲洋壳形成的流体交代地幔楔岩石发生部分熔融而形成。泥盆纪岩浆岩形成于康古尔洋向卡拉麦里洋俯冲的岛弧背景。     

中国东部中—新生代大陆构造的形成与演化

20世纪60年代提出的"威尔逊旋回"以关闭洋盆两侧板块的碰撞作为板块运动旋回的终结,然而板块构造学说"登陆"20多年来的实践说明这种认识是不全面的。大陆弥散而宽广的陆内变形说明洋盆闭合两侧板块的碰撞并未终止板内构造作用。古亚洲大陆形成后中国东部中—新生代广泛发育的板内构造变形、岩浆活动、克拉通内盆地的形成都和古亚洲大陆南、北,印度洋和北冰洋洋脊的持续扩张、西太平洋和菲律宾洋壳的俯冲相关。本文拟厘清中国东部中—新生代大陆构造形成与演化的重大事件、构造性质、形成背景及其时空展布:(1)晚海西—印支期古特提斯洋关闭陆块拼合碰撞古亚洲大陆雏形形成;(2)晚侏罗—早白垩世蒙古—鄂霍茨克海闭合,陆-陆碰撞古亚洲大陆形成,挤压逆冲推覆构造在陆内变形中形成高潮,西太平洋伊佐奈岐洋壳板块的斜俯冲叠加了自东而西的影响;(3)早白垩世晚期—古近纪加厚地壳-岩石圈减薄、转型,陆内伸展变形达到高潮,大陆克拉通泛盆地、准平原化;(4)始新世晚期—早中新世(40~23 Ma)太平洋板块运动转向对东亚大陆NWW向的挤压和印度洋脊扩张印—澳板块对古亚洲南部陆-陆碰撞挤压的叠加,形成中国东部新生的构造地貌;(5)中-上新世—早更新世受东亚—西太平洋巨型裂谷系和印度洋中脊扩张的叠加影响,中国东部岩石圈地幔隆升、地壳减薄,陆缘、陆内伸展变形相继形成边缘海、岛弧、裂谷型盆地和剥蚀高原地貌;(6)早更新世晚期(0.9~0.8 Ma)—晚更新世末(0.01 Ma)中国东部大陆构造地貌基本形成。