秦岭-大别造山带根部超高压变质岩隆升的岩石学证迹

岩相学证据表明大别山区超高压榴辉岩是绿帘角闪岩相岩石经超高压变质而成;碰撞造山峰期超高压变质之后,由于造山带的演化,地体隆升,超高压榴辉岩普遍表现近等温减压退变质,经高压榴辉岩相至角闪岩相,然后降温降压为绿帘角闪岩相及绿片岩相,有些超高压岩石则通过等压冷却过程达绿帘蓝片岩相而后降压降温为绿片岩相,随着退变质作用的进行,岩石经历多期变形可识别出6个世代,从塑性到脆性。减压P-T轨迹亦见于流体包裹体的演化,捕获压力可从2.05GPa近等温减压至<1.0GPa,含盐度显著降低,流体的Br/Cl和I/Cl比高于海水和全球平均值,说明流体来源是深部变质水。     

新疆西天山低温榴辉岩相变质作用

研究表明,新疆西天山榴辉岩相变质岩石具有以下５种类型：（１）块状蓝闪石帘石榴辉岩、蓝闪石钠云母榴辉岩类,（２）片（麻）状白云母榴辉岩类,（３）条带状方解石榴辉岩类,（４）枕状蓝闪石榴辉岩类和（５）石榴石绿辉石石英岩类．其变质过程经历了以下４个阶段演化：（１）峰前硬柱石蓝片岩相阶段（Ｔ＝３５０～４００℃,Ｐ＝０．７～０．９ＧＰａ）;（２）峰期榴辉岩阶段（Ｔ＝（５３０± ２０）℃, Ｐ＝ １．６～１９ ＧＰａ）;（３）退变绿帘蓝片岩相阶段（Ｔ＝ ５００～５３０℃, Ｐ＝ ０．９～１．２ ＧＰａ）和（４）退变蓝闪绿片岩相阶段（Ｔ＝４５０～５５０℃, Ｐ＝０．７～０．８ＧＰａ）．在此基础上,确定了其可能的Ｐ－Ｔ轨迹为顺时针型,具等温降压（ＩＴＤ）的特点,抬升回返过程中经历了两期退变蓝片岩相变质过程．新疆西天山低温榴辉岩相变质岩石代表了塔里木板块和伊犁－中天山板块间俯冲发生低温高压变质作用的结果．     

藏南定结铁镁质麻粒岩矿物化学、PTt轨迹和折返过程

定结铁镁质麻粒岩出露于藏南拆离系和申扎-定结伸展构造系交汇处的高喜马拉雅岩系糜棱岩化片麻岩内, 以不同规模的透镜状包体沿着糜棱面理分布, 主要岩石类型包括退变石榴石斜长辉石岩、石榴石二辉麻粒岩和辉石斜长角闪岩等. 详细的岩相学分析表明这些铁镁质麻粒岩经历了至少四个阶段的变质演化, 早期形成了石榴石+单斜辉石+石英(榴辉岩)矿物组合(M1)、早期降压分解形成斜长石+单斜辉石后成合晶构成的高压麻粒岩矿物组合(M2)、晚期降压分解形成的斜长石+单斜辉石+紫苏辉石后成合晶构成的麻粒岩相矿物组合(M3)和最后降温水化形成的斜长石+角闪石退变质矿物组合(M4). 详细的矿物电子探针成分分析表明早期石榴石和单斜辉石(M1和M2)矿物成分与B类和C类榴辉岩同类矿物的成分特征相似, M3单斜辉石与麻粒岩相单斜辉石的成分特征一致. 早期残晶矿物组合形成于榴辉岩相(M1), 早期降压分解(M2)反应发生于1.35~1.48 GPa, 625~675℃, 降压分解的M3麻粒岩相变质阶段矿物组合形成于0.7~0.95 GPa, 775~900℃, M4退化变质的斜长石+角闪石矿物组合形成于4.0~7.5 GPa、660~700℃, 记录了俯冲增厚－构造隆升的PTt轨迹. 矿物化学特征和不同阶段变质作用的P-T条件表明早期经历了榴辉岩相变质作用. 折返过程中经历了榴辉岩相构造隆升、榴辉岩-高压麻粒岩相到麻粒岩相均衡隆升和伸展隆升的三阶段折返过程.     

西昆仑塔什库尔干高压麻粒岩PT轨迹、SHRIMP锆石定年及其大地构造意义

在新疆西昆仑塔什库尔干北康西瓦构造带一线发现了高压麻粒岩. 根据地质温压计的计算, 其峰期高压麻粒岩相变质条件为760~820℃, 1.0~1.2 GPa; 角闪岩相退变的温压条件为620~720℃, 0.7~0.8 GPa. 高压麻粒岩具有顺时针PT轨迹特征, 并具有明显的石榴石的“白眼圈”减压结构, 代表了碰撞造山过程中增厚的下地壳抬升折返地表的动力学过程. 锆石U-Pb SHRIMP分析结果表明高压麻粒岩中的锆石显示出两组年龄, 核部所代表的原岩年龄为(456±30) Ma, 变质边部所代表的高压麻粒岩的角闪岩相退变质的年龄为(177±6) Ma. 该区高压麻粒岩的形成与古特提斯洋的演化紧密相关, 它的发现表明西昆仑康西瓦断裂可能代表了古特提斯洋向北俯冲消减的界线, 对于探讨古特提斯构造域和古亚洲洋构造域关系及其演化都具有重要意义.     

西南天山洋壳高压-超高压变质岩石的俯冲隧道折返机制

出露于造山带的高压-超高压榴辉岩记录了地壳俯冲到地幔深度而后又折返回地表的过程,其俯冲过程与折返机制的研究对理解俯冲带性质、演化、地球动力学过程乃至板块构造理论都有着非常重要的作用.相对于较轻的陆壳长英质高压-超高压岩石,基性洋壳榴辉岩密度大,其折返难度大且过程复杂.折返过程除了受内在浮力的影响,还受外在构造力(如隧道流)的制约,另外板片构造环境(如板片后撤和板片断离)的作用也不可忽视.中国西南天山高压-超高压变质带是典型的经历过深俯冲变质作用的增生混杂岩带,主要由高压-超高压变质沉积岩及夹杂其中的变基性岩透镜体组成,但长期以来其折返模式一直不太清楚.根据其野外产状、岩相学特征、峰期变质温压条件和峰期变质年龄等多方面的综合分析,可以采用沉积岩型"俯冲隧道折返模式"来概括西南天山高压-超高压变质带的形成和演化.部分经历多期变质作用的榴辉岩岩块记录了多期俯冲-折返循环,反映了俯冲隧道内的上下环流运动,有力证明了俯冲隧道的存在.最后,本文对目前研究存在的问题和未来的探索方向进行了展望.     

南大别山超高压岩区变质作用的P—T—t研究——兼论花岗片麻？…

南大别山超高压变质杂岩与花岗片麻岩具有不同的变质矿物组合和结构特征,显示它们之间变质作用条件和过程可能存在着差异。超高压榴辉岩峰期变质的温度为７５４－８６６℃,压力大于２．７Ｇｐａ,退变到榴闪岩和角闪岩的温度、压条件分别为０．５５－０．６９Ｇａｐ和４７０－５７０℃。花岗片麻岩中所见到的最高变质作用为角闪岩相,变质的温、压条件分别为４５０－５１５℃和０．６０－０．７５Ｇｐａ。花岗片麻岩的变质条件与超     

大别山-苏鲁地体超高压变质年代学——Ⅰ.Sm-Nd同位素体系

原岩是辉长岩的含柯石英榴辉岩,其超高压变质作用将在“干”条件下进行,矿物具有较高的封闭温度,并能观察到Nd同位素不平衡现象.若榴辉岩原岩是变玄武岩,在超高压变质时,角闪石将分解并释放出水,因而矿物Nd同位素封闭温度较低,并可达到Nd同位素平衡.岩石后期蚀变及与深部流体的相互作用是影响Sm-Nd定年的最主要因素.大别山含柯石英榴辉岩的可靠Sm-Nd同位素年龄集中在221～232Ma,虽然数值略低,但接近榴辉岩的峰期变质时代.苏家河低温榴辉岩有可能是古生代洋壳俯冲成因.     

南天山榆树沟华力西期深地壳麻粒岩地体研究

新疆南天山榆树沟深地壳麻粒岩地体由麻粒岩和变质橄榄岩两部分共同组成 .普遍经受过 (高压 )麻粒岩相变质 .该相的特征变质矿物共生组合为 :Gar Cpx Pl Tit Ilm(±Qz) (SiO2 饱和及过饱和的镁铁质岩类 ) ,Gar Ky(假象 ) Pl Ru Ilm Qz(变泥质岩类 )和Spi Opx Cpx Ol(变超镁铁质岩类 ) .根据详细的矿物化学、矿物共生分析及变质温、压估算 ,确定其热峰期变质温、压条件分别为 795～ 96 4℃ ,0 .97～ 1.42GPa .热峰期变质矿物Sm Nd等时线年龄为 ( 315± 3 6 2 )Ma .表明该地体是曾在晚古生代中期俯冲于 40～ 5 0km深度 ,经 (高压 )麻粒岩相变质后 ,又经构造抬升剥露于地表的深地壳地质体     

苏胶地体榴辉岩相岩石中流体包裹体的初步研究

高压低温变质岩的流体包裹体研究程度很低，本文选择苏胶地体四个有代表性的榴辉岩相岩石，蓝晶石榴辉石，石英榴辉岩，蓝晶石石英岩和绿帘石石英脉作了初步研究。研究结果表明，各类榴辉岩相岩石的流体包裹体均程度不同地发生了次生变化，未发现原生包裹体。蓝晶石榴辉岩中的石英包裹体表现为变质峰期的流体成分特征：均一温度较高，冰点相对较低，成分复杂多样，且深源特性，而其它样品则代表退变质阶段之产物；成分简单，盐度较小     

大别山超高压变质带镁铁-超镁铁岩的岩石学与高压矿物组合

大别山毛屋、碧溪岭、南山岭镁铁-超镁铁岩与榴辉岩的关系代表了3种不同的产出关系,其原岩是基性岩浆结晶分异形成的层状堆晶岩,随扬子板块与华北板块碰撞俯冲进入120～150km以上的地幔条件下发生超高压变质作用,钛斜硅镁石+钛粒硅镁石+菱镁矿+贫铝辉石是镁铁-超镁铁岩典型的高压矿物组合,同时揭示含H_2O和CO_2等挥发份流体参与了超高压变质作用.     

大别山超高压变质作用期前和期后水-岩相互作用的氢氧同位素证据

对大别山东部超高压变质岩单矿物进行了氢氧同位素分析 ,得到榴辉岩的全岩δ18O值变化较大 ( -5‰～ 9‰ ) ,而其中云母的δD值变化较小 ( -85‰～-70‰ ) .在石英与其它矿物之间存在氧同位素平衡和不平衡两种现象 ,并且部分榴辉岩中出现绿辉石与石榴石之间的氧同位素分馏“倒转” .然而 ,较低的榴辉岩δ18O值 ( -5‰～ 1‰ )反映了其原岩的氧同位素特征 ,是由于超高压变质作用之前与大气降水发生相互作用的结果 .大别 苏鲁造山带榴辉岩氧同位素不均一性的保存指示 ,引发前进变质作用的古板块俯冲是快速的 ,因而所伴随的变质流体流动为隧道式而不是弥散式 .退变质作用导致部分矿物之间出现氢氧同位素不平衡 ,但引起退变质反应的流体在稳定同位素组成上是内部缓冲的 ,其氢氧同位素组成取决于寄主岩石的化学性质 .     

大别-苏鲁榴辉岩和石榴辉石岩中矿物Ce异常: 对氧化环境下形成沉积物深俯冲作用的示踪

准分子激光ICP-MS矿物原位微区分析发现, 来自大别-苏鲁超高压变质带典型地区(双河、毛屋、碧溪岭及仰口)的榴辉岩和石榴辉石岩中石榴石Ce异常从正到负高度变化. 绿辉石或单斜辉石也表现出类似的Ce异常特征, 但变化幅度小于石榴石. 这种Ce异常高度变化的现象仅见于氧化条件下形成的强烈风化剖面中. 因此, 这一结果表明大别-苏鲁榴辉岩和石榴辉石岩中存在氧化条件下形成的风化沉积物, 这些陆壳物质的深俯冲对地幔的改造和物质再循环可能具有重要意义.     

豫南鄂北大别山中部和北部的榴辉岩类

一个高压超高压地体出现在豫南鄂北大别山中.高压超高压地体包括6个亚单元,其中的4个发育有榴辉岩.4个亚单元的榴辉岩在变质条件和变质历史上是不同的.     

徐淮地区早白垩世adakitic岩石中榴辉岩类捕虏体中金红石的SIMSU-Pb定年:对华北克拉通东部陆壳加厚时间的制约

报道了徐淮地区早白垩世adakitic岩石中榴辉岩和石榴辉石岩(退变榴辉岩)捕虏体中金红石的SIMS U-Pb定年结果,并讨论了其地质意义.含有韭闪石的榴辉岩中金红石的定年结果为(209±25)Ma,而石榴辉石岩中金红石的定年结果为(132±7)Ma.前者与大别-苏鲁超高压变质带的第一次折返时间相近,揭示中生代早期华北克拉通东南缘陆壳加厚事件的存在和这一加厚事件与扬子-华北克拉通之间的俯冲碰撞有关,后者与寄主岩浆的侵位时间相当,反映寄主岩浆捕获石榴辉石岩后金红石U-Pb体系才开始计时,而之前处于高于封闭温度的地壳深度.     

大别山-苏鲁地体超高压变质年代学——Ⅱ.锆石U-Pb同位素体系

超高压变质锆石在高压变质及退变质期间可发生少量Pb的连续扩散丢失,它不会显著破坏其~(207)Pb/~(238)U和~(206)Pb/~(235)U年龄的一致性,但却使它们小于~(207)Pb/~(206)Pb年龄.不含继承组分且普通Pb含量低的变质锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄,可能更接近超高压变质岩的峰期变质时代.报道了一组新的大别山超高压变质岩及其围岩的锆石U-Pb年龄数据,并给出峰期超高压变质时代为(228±2)Ma的结论.     

大别杂岩减压变质过程与造山带深部区域性快速构造折返

大别杂岩的变质岩岩石可分出麻粒岩相带和角闪岩相带.麻粒岩相中石榴石内带的生长成分环带保存完好,角闪岩相石榴石内带无成分变化,但近外带为生长环带,反映两个变质相带早期具有不同的变质历史.但是,两个变质相带普遍发育反映减压的反应结构和成分演化趋势.矿物温度计压力计估算麻粒岩相带减压△P≈-0.70GPa;角闪岩相带减压△P≈-0.85GPa.变质P-T轨迹具碰撞和俯冲变质的双重特点,表明大别杂岩经受了快速下沉和快速构造折返.区内高压超高压榴辉岩折返可能与之同期.     

南阿尔金早古生代俯冲碰撞过程中的花岗质岩浆作用

南阿尔金俯冲碰撞杂岩带早古生代存在517,501~496,462~451和426~385 Ma四个期次的花岗质岩浆岩.第一期岩浆岩侵位于区内蛇绿岩型镁铁质岩石之中,后三期分别对应于该构造带高压-超高压岩石~500 Ma的峰期变质及其~450和~420 Ma的两期退变质时间.结合区域地质背景、镁铁-超镁铁质岩和高压-超高压变质作用研究成果综合分析,这四期岩浆岩分别是南阿尔金早古生代板块俯冲碰撞过程中,先期俯冲洋壳,之后陆壳深俯冲导致地壳加厚引发下地壳以及深俯冲板片断离导致中上地壳和造山后伸展减薄阶段部分熔融作用的产物.其中,洋壳型埃达克岩的形成时代(517 Ma)为南阿尔金洋壳俯冲作用时限提供了直接约束,陆壳深俯冲引发的高压-超高压峰期变质时代(~500 Ma)作用滞后这一事件约10 Myr,表明南阿尔金早古生代时期由洋壳俯冲转换为陆壳俯冲可能是一个连续的构造演化过程.这四期花岗质岩石与区内蛇绿岩型镁铁-超镁铁质岩石以及高压-超高压变质岩石的形成,共同记录了南阿尔金早古生代时期从大洋俯冲、之后的大陆深俯冲碰撞再到后来深俯冲陆壳折返抬升的完整构造演化过程.     

大别山榴辉岩中石英脉的氧同位素研究

对大别造山带榴辉岩中石英脉矿物及其围岩全岩进行了氧同位素分析．结合脉与围岩之间的构造和岩石学关系，从时间顺序上可将这些石英脉划分为如下三种类型：（１）榴辉岩相同变质脉，不仅脉石英与围岩榴辉岩的氧同位素组成接近，而且脉中矿物对氧同位素温度与榴辉岩相峰变质温度接近，因此成脉流体来源于榴辉岩；（２）脉形成于退变质作用早期，但成脉流体来源与高压／超高压变质矿物组合有关；（３）脉形成于退变质作用期间，成脉流体与榴辉岩无关．同变质石英脉形成于板块折返过程中榴辉岩相重结晶之前的压力降低阶段，裂隙式局部流体对流迁移是成脉的主要机制．尽管脉中的氧同位素均一化尺度比榴辉岩中的氧同位素均一化尺度大得多，但总的流体流量是非常有限的．     

南大别黄镇低温榴辉岩多同位素体系年代学研究

首次对南大别黄镇低温榴辉岩和围岩花岗片麻岩进行了锆石U/Pb热电离质谱(TIMS)和二次离子质谱(SIMS)定年、云母和角闪石⁴⁰Ar-³⁹Ar定年和矿物内部Sm-Nd同位素体系研究. 一个榴辉岩样品锆石U-Pb SIMS权平均年龄为231.6±9.7 Ma, 云母的⁴⁰Ar-³⁹Ar等时年龄为232.6±2.1 Ma, 最低坪年龄为221.7±2.4 Ma; 另一榴辉岩锆石U-Pb TIMS一致年龄为221.3±1.4~222.5±2.3 Ma, 围岩花岗片麻岩锆石SIMS下交点年龄为221±35 Ma. 退变质角闪岩中角闪石⁴⁰Ar-³⁹Ar等时年龄为205.9±1.0 Ma. 除云母可能含有过剩氩外, 上述各年龄代表了低温榴辉岩峰期变质作用和退变质作用时间. 南大别黄镇低温榴辉岩变质时代不同于北大别北部熊店低温榴辉岩, 它和南大别高温榴辉岩同属统一的南大别高压-超高压地体, 高温榴辉岩和低温榴辉岩的区别可能在于它们不同的俯冲深度或折返时不同的冷却速率.     

榴辉岩

榴辉岩是一种高温高压变质岩,含绿辉石、石榴子石,常常含蓝闪石等矿物。超高压环境形成的榴辉岩可含柯石英和（或）金刚石。