南乌拉尔与大别高压超高压变质地体的对比与启示

通过对俄罗斯南乌拉尔造山带Ｍａｋｓｙｕｔｏｖ杂岩的野外考察及资料分析,并与大别ＨＰ－ＵＨＰ变质地体进行对比后认为,两个高压超高压变质产物有着很大的相似性,如：皆处在起源于微陆、微洋、多岛海环境的俯冲碰撞带、缺乏与超高压变质作用同期的岩浆作用和洋壳消亡证据等。进一步探讨二者形成机制的共性,有利于揭示陆壳俯冲及折返过程中物质的运动特性,查明俯冲带内构造热演化与岩浆作用关系等重要地质问题。Ｍａｋｓｙｕｔ     

大别超高压变质地体四道河地区岩石学研究

对四道河地区超高压变质岩剖面的研究分析显示,该剖面有3种岩石类型:榴辉岩类、片麻岩和面理化含榴花岗岩。榴辉岩具不同程度的退变质现象,呈透镜体状产出于斜长角闪岩、片麻岩和面理化含榴花岗岩中,原生矿物组合为石榴石、绿辉石、柯石英和金红石。榴辉岩退变为斜长角闪岩近于等化学系列;片麻岩在主量成分上与榴辉岩及其退变产物(斜长角闪岩)存在突变关系,但微量元素与榴辉岩有一定的相似性;面理化含榴花岗岩主量元素和微量元素地球化学特点为:富SiO2 、K2 O Na2 O和高价阳离子Ga、Y以及REE ,K2 O/Na2 O值低,贫Al、Ca、Mg、Ti、P ,结合构造环境、同位素及年代学资料分析,其应属于后碰撞造山A型花岗岩。基于以上认识推断:大陆板片俯冲至上地幔经历了超高压变质作用,表壳岩变质形成榴辉岩;当超高压变质岩石折返至中下地壳时发生了强烈的减压退变质作用形成斜长角闪岩,随后,与片麻岩及面理化含榴花岗岩一道从中下地壳向地表进一步折返,并一同经历了后期的变质变形作用。     

华中大别山高压变质地体的形成和差异岩石隆升…

根据花岗岩类资料，分析了大别造山带自古生代以来的岩石隆升－剥露历史。认为北淮阳地块、大别地块西段及大悟地块的岩石隆升－剥露主要发生于侏罗纪之前，而大别地块东段在白垩纪以来的岩石隆升－剥露。本文指出，含超高压变质岩的大别地块东段自海西期以来的岩石隆升－剥露幅度达２０ｋｍ。     

大别山菖蒲—碧溪岭地区高压—超高压榴辉岩相变质岩和有关岩石的岩石类型及其原岩性质

安徽岳西菖蒲—碧溪岭地区出露两条北北西向的高压—超高压变质岩带:西带由土桥冲至菖蒲水电站,该带由层状硬玉石英岩类、大理岩及少量的石英深色榴辉岩以及浅色榴辉岩等组成;东带由小南山岭至碧溪岭,主要由层状的浅色榴辉岩系列和层状深色榴辉岩系列岩石组成。该区发育的层状浅色榴辉岩和层状的深色榴辉岩两种榴辉岩在岩石组合、矿物组合、矿物成分等方面有明显差别。浅色榴辉岩一般由硬玉质绿辉石(Jd 65～45)、+镁铝以及钙铝端元成分(Pyr+Gro,60±)的石榴子石+蓝晶石±多硅白云母±石英及次生的角闪石、绿帘石组成。其中夹有硬玉质绿辉石石英岩、富蓝晶石岩石、石榴子石岩和硬玉石榴白云片岩等岩石薄层。深色榴辉岩由绿辉石(Jd20～50)±富铁铝端元的石榴子石(Alm 50～60)+金红石±石英及次生的角闪石等组成。石英深色榴辉岩由绿辉石(Jd 40～45)+镁铝端元的石榴子石(Pyr 10～30)+石英+金红石及次生的角闪石、长石组成。深色榴辉岩与石榴橄榄岩分布上紧密相随。浅色榴辉岩的原岩为基性凝灰质沉积岩,相伴随的硬玉石英岩、硬玉岩、白云片岩的原岩大致分别为粉砂岩、长石砂岩、泥质粉砂岩;深色榴辉岩为基性凝灰质熔岩。大理岩的原岩为灰岩。同时,本文的研究表明,在相同的变质作用条件下,榴辉岩相岩石中石榴     

江苏东海预先导孔（CCSD-PPl）超高压岩石变质流体及其演化

中国大陆科学钻探工程预先导1孔(CCSD-PPH1)位于大别—苏鲁超高压变质带东段的江苏东海县,孔深为432 m,其岩心为一套变质表壳岩、花岗质片麻岩和镁铁-超镁铁质侵入岩。它们经历了超高压变质作用和随后的角闪岩相退变质作用。这些岩石中存在四类流体包裹体:①中高盐度CaCl_2-NaCl-H_2O包裹体(Ⅰ型),宿主为榴辉岩中的石榴子石、绿辉石和蓝晶石石英岩中的蓝晶石,可能代表了峰期变质流体;②H2O-CO_2(±N_2)-NaCl±固体的包裹体(Ⅱ型),宿主为榴辉岩中的石英和蓝晶石石英岩中的蓝晶石,可能为超高压岩石折返和退变质期间带入岩石的流体;③中—低盐度水溶液包裹体(Ⅲ型),产于蓝晶石石英岩、榴辉岩和片麻岩中。蓝晶石石英岩中的包裹体是部分继承了俯冲阶段变沉积岩脱水-脱挥发分流体;榴辉岩和片麻岩中的中-低盐度水溶液包裹体主要是角闪岩相退变质期间或更晚期捕获的;④中-低密度的富CO_2包裹体(Ⅳ型),沿蓝晶石石英岩石英中的(切)穿颗粒裂隙分布。根据包裹体显微测温数据,从Ⅰ型包裹体的等容线得到的压力值大大低于根据矿物温压计获得的压力。这表明大多数Ⅰ型包裹体的组成和密度在捕获后均发生了不同程度改变。这些变化包括渗漏、部分爆裂和流体-岩石相互作用等。流体包裹体研究也表明本区超高压变质作用峰期流     

大别山碧溪岭未经历超高压变质的片麻状花岗岩

关于大别山超高压变质带中与榴辉岩密切伴生的花岗片麻岩是否也经历了超高压变质作用一直是个争议的问题。笔者最近在碧溪岭片麻状花岗岩中首次发现了可靠的岩相学和矿物学证据 ,证明该岩石只遭受到绿片岩相变质作用的改造 ,而未曾记录超高压变质矿物组合。根据片麻状花岗岩与围岩接触部位强烈糜棱岩化的发育 ,认为超高压岩石在抬升到地壳范围时与以花岗质岩石为主构成的扬子陆壳发生了大规模的构造并置。     

大别山双河和碧溪岭超高压变质岩流体包裹体研究

对大别山双河和碧溪岭含柯石英榴岩和硬玉石英岩进行了详细的流体包裹体研究。根据流体包裹体的成分和盐度的不同,可以划分出至少五种类型不同的气液包裹体;（１）Ｎ２包裹体;（３）高盐度流体包裹体;（３）ＣＯ２包裹体;（４）ＣＯ２－Ｈ２Ｏ包裹体;（５）低盐度流体包裹体。本仅见于含柯石英榴辉岩,而高盐度流体包裹体则几乎存在于所有的榴辉岩和硬玉石英岩中。ＣＯ２包裹体沿榴辉岩中微剪切带分布,或存在于强变形的硬玉石     

安徽石马超高压变质地体构造演化的流体包裹体响应

安徽石马超高压变质地体经历 5次构造变形 ,其特征是由深层次挤压韧性变形到浅层次的伸展脆性变形。相应地发育有 5期流体 ,它们的演化规律为 :早期以硅酸盐熔体和流体熔融体为主 ,随后富CO2 流体占优势 ,后期H2 O溶液起主导作用。总体而言 ,从老到新流体均一温度和含盐度均由高变低。在构造作用和流体作用的共同推动下 ,石马超高压变质地体经历了复杂的演化过程 :洋壳俯冲 ,超高压榴辉岩形成与形变→陆壳碰撞 ,榴辉岩折返→地体构造分异 ,榴辉岩就位→地体均衡隆起 ,榴辉岩抬升→地体差异隆起 ,榴辉岩剥露。因此 ,流体作用在研究超高压变质地体中占有重要地位。流体直接影响超高压变质地体形成的物理化学环境 ,在分析其形成深度时 ,应充分考虑流体超压问题。总之 ,在超高压地体演化过程中 ,流体一直是积极推动其发展的最活跃的因素。     

大别地区不同类型岩石的超高压结晶实验及其岩石学意义

在３．５ＧＰａ、１２００℃条件下对取自大别地区的不同类型岩石进行了重结晶实验，并采用偏光显微镜、Ｘ射线粉晶衍射和电子探针对实验产物的结晶特点、矿物组成及矿物成分进行了研究。结果表明：①石榴橄缆岩的岩石成因与共生的榴辉岩相同；②榴辉岩的重结晶经历了从单斜辉石岩、石榴辉石岩到榴辉岩的过程；③超高压片麻岩主要由石榴子石、绿辉石、多硅白云母和柯石英组成，不含斜长石、黑云母和绿帘石等常规矿物；④柯石英和文石     

大别超高压变质带的进变质、超高压和退变质时代的准确限定:以双河大理岩中榴辉岩锆石SHRIMP U-Pb定年为例

在大别超高压变质带的双河地区存在一种特殊类型的榴辉岩,该类榴辉岩主要以似层状、条带状以及不规则透镜体赋存于大理岩中。矿物组成主要为石榴石、绿辉石以及少量的金红石、白云石、菱镁矿等。沿石榴石和绿辉石边缘常退变为角闪石+斜长石等,有的岩石完全退变为斜长角闪岩。激光拉曼和阴极发光综合分析表明,该类榴辉岩中的锆石可划分为两种类型:继承性碎屑锆石和变质锆石。继承性碎屑锆石十分少见,阴极发光图象具有明显的双层结构,即强发光的核和弱发光的边,核部和边部的包体矿物分别为Pl+Ap和Qtz+Pl。SHRIMP U-Pb定年结果表明。继承性碎屑锆石核部记录的207Pb／206Pb年龄为2701±15Ma,Th/U比值明显偏高为1．05,稀土元素配分模式显示重稀土明显富集,具有典型岩浆结晶锆石的特点;边部记录的207Pb／206Pb年龄为1801±12Ma-1753±22Ma,Th／U比值则明显偏低,为0．19-0．22之间,稀土元素配分模式显示重稀土相对平坦,具有典型变质锆石的特点。上述特征表明该类继承性碎屑锆石可能来源于太古代的基底,并经历了早元古代变质热事件的改造。新生的变质锆石无论是矿物包体还是阴极发光图象均与继承性碎屑锆石存在明显差异。有的变质增生锆石具有弱发光的核(阴极发光图象呈灰色)和强发光的边(阴极发光图象呈白色)。核部包体矿物组合为Qtz +Grt+Omp+Phe+Dol+Ap,具有典型石英榴辉岩相矿物组合特征,而边部则保存含柯石英的超高压包体矿物组合Coe+Grt +Omp+Mgs+Arg+Ap,表明该类锆石的核部和边部分别形成于俯冲进变质阶段和超高压变质阶段。另一部分变质增生锆石具有强发光的核(阴极发光图象呈白色)和弱发光的边(阴极发光图象呈黑色)。核部保存的标志性超高压包体矿物组合为Coe+Grt+Omp+Mgs+Arg+Ap,边部则保存Qtz+Cal等退变矿物组合,有的则缺乏矿物包体,表明该类锆石自超高压变质阶段开始生长,并经历了后期退变质作用的改造。从不同微区矿物包体组合的性质及其转变特征可以明显看出,自石英榴辉岩相进变质阶段到超高压峰期变质阶段存在下列转变反应:Qtz→Coe和Dol→Mgs+Arg;而自超高压峰期变质阶段到后期退变质阶段则存在下列退变反应:Coe→Qtz和Arg→Cal。SHRIMP U-Pb定年结果表明,含石英榴辉岩相矿物包体的锆石微区记录的206Pb／238U年龄为249-241Ma,加权平均值为244±4Ma,代表了深俯冲石英榴辉岩相进变质阶段的变质年龄;含柯石英等超高压矿物包体的锆石微区记录的206Pb／238U年龄为239-231Ma,加权平均值为234±3Ma,代表超高压阶段的峰期变质年龄;而含石英和方解石的退变边记录的206Pb／238U年龄为219-211Ma,加权平均值为216±6Ma,应代表后期折返阶段的角闪岩相退变质年龄。上述两类变质增生锆石微区的Th／U比值和稀土元素配分模式十分相似,Th／U比值变化于0．02- 0．18之间,稀土元素配分模式显示重稀土相对平坦,稀土元素总量明显低于继承性碎屑锆石,具有典型变质锆石的特点。根据锆石微区矿物包体的化学成分,采用Grt-Omp和Grt-Omp-Phe温压计,结合前人的变质反应实验资料的综合分析,确定榴辉岩的原岩在深俯冲过程的石英榴辉岩相进变质阶段的变质温压条件为T=588-668℃,P=1．7-1．8GPa;超高压峰期阶段的温压条件为T=784-849℃,P>5．5GPa;而构造折返过程中角闪岩相退变质阶段的温压条件为T=550-720℃,P=0．8～1．4GPa。由此可见,大别超高压变质岩的原岩——元古代(部分可能为太古代)的陆壳物质在早三叠纪发生俯冲至55- 60km深处,并经历了石英榴辉岩相变质作用。随后这些变质岩石继续深俯冲至165～175km的地幔深处,于中三叠纪发生了超高压变质作用,石英榴辉岩相矿物组合转变为超高压榴辉岩相矿物组合。最后这些超高压变质岩石发生构造折返,至晚三叠纪抬升到约30km的中下地壳深度,并经历了角闪岩相退变质作用的改造,超高压榴辉岩相矿物组合退变为角闪岩相矿物组合。由此推断,大别超高压变质带俯冲和折返速率分别为11-12km Myr-1和7．5-8．1km Myr-1。该项成果不仅确定了大别超高压变质地体的石英榴辉岩相进变质-超高压榴辉岩相峰期变质-角闪岩相退变质的年代谱系,而且对于重塑大别超高压变质地体的快速俯冲-折返的动力学模式有着重要的科学意义。     

北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代

超基性岩是苏鲁超高压变质地体中一类特殊且十分重要的岩石类型,它们通常呈规模不一的块状、条带状或不规则透镜状 (体) 赋存于区域大面积出露的花岗质片麻岩中。锆石中矿物包体激光拉曼测试、阴极发光图像分析和不同性质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年等综合研究结果表明,北苏鲁威海地区含橄榄石辉石岩 (样品W1和W2) 中锆石的成因十分复杂,可进一步划分3种不同类型锆石。其中第一类锆石呈自形-半自形晶,阴极发光图像显示清晰的岩浆结晶环带,矿物包体主要为Ol+Cpx+Ap, 记录的²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄为1835~1845Ma,应代表含橄榄石辉石岩的原岩形成时代;第二类为变质重结晶锆石,呈半自形-他形晶,阴极发光图像显示模糊的岩浆结晶环带,矿物包体与第一类完全一致,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄变化范围大,为250~784Ma之间,表明部分继承性岩浆结晶锆石明显受到后期岩浆-变质热事件的影响而发生不完全重结晶和Pb丢失,进而使其记录的年龄相对偏新;第三类锆石呈他形晶,为典型的变质锆石,阴极发光图像十分均匀,矿物包体相对少见,主要为Grt+Cpx,记录的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为230~234Ma, 且与苏鲁地体榴辉岩及其围岩中含柯石英锆石微区记录的超高压变质年龄 (225~235Ma) 十分一致,应代表含橄榄石辉石岩的峰期超高压变质时代。超基性岩中超高压变质锆石的准确识别表明苏鲁地体在峰期超高压变质阶段的确存在流体,流体的存在对超高压变质锆石的形成起着至关重要的作用。该项研究不仅准确厘定北苏鲁威海地区超基性岩的原岩形成时代和超高压变质时代,而且对于深入探讨苏鲁-大别超高压地体流体行为、演化规律及其水-岩相互作用机理具有重要的科学意义。     

Petrogenesis of Eclogites in the Light of Punctuated Metamorphic Evolution in Dabie Terrane，China

Ｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｅｃｌｏｇｉｔｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｉｇｈｔ　ｏｆ　ＰｕｎｃｔｕａｔｅｄＭｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｄａｂｉｅ　Ｔｅｒｒａｎｅ，Ｃｈｉｎａ￥ＹｏｕＺｈｅｎｄｏｎｇ；ＨａｎＹｕｊｉｎｇ；ＺｈｏｎｇＺ...     

Prograde evolution of Sulu UHP metamorphic rock in Yangzhuang,Junan region,deduced by combined Raman and petrological studies

The prograde metamorphic history of the Sulu ultrahigh‐pressure metamorphic terrane has been revealed using Raman‐based barometry of the SiO₂ phases and other mineral inclusions in garnet porphyroblasts of a coesite eclogite from Yangzhuang, Junan region, eastern China. Garnet porphyroblasts have inner and outer segments with the boundary being marked by discontinuous changes in the grossular content. In the inner segment, the SiO₂ phase inclusions are α‐quartz with no coesite or relict features such as radial cracks. The residual pressures retained by the quartz inclusions systematically increase from the crystal centre to the margin of the inner segment. The metamorphic conditions estimated by calculation from the residual pressure and conventional thermodynamic calculation range from 500 to 630 °C and 1.3 to 2.3 GPa for the stage of the inner segment. Coesite and its pseudomorph occur as inclusions in the outer segment of the garnet and matrix omphacite. This occurrence of coesite is consistent with the pressure and temperature conditions of 660–725 °C and 3.1 GPa estimated by conventional geothermobarometry. Our results suggest that the quartz inclusions in the inner segment were trapped by garnet under α‐quartz‐stable conditions and survived phase transition to coesite at the peak metamorphic stage. The SiO₂ phases and other inclusions in the garnet have retained evidence of the pre‐eclogite prograde stage even during exhumation stage. The combined Raman spectroscopic and petrological approaches used here offers a powerful means for obtaining more robust constraints prograde stages involving garnet growth where different SiO₂ phases are present as inclusions.     

大别山双河硬玉石英岩的超高压变质和退变质事件——SHRIMP测年的证据

应用北京SHRIMPⅡ,精确地测定了大别山双河硬玉石英岩中超高压变质锆石的中心、幔和壳的年龄。大部分锆石中心和幔的年龄集中于239～255Ma之间,加权平均值为243±1Ma(n=23)。壳和含矿物包体的晶域年龄集中在225～234Ma,加权平均值为228±2Ma(n=8)。这些锆石的中心、幔和壳都具有极低的Th/U(0.01～0.09)和REE总量,以及重REE平坦型的配分模式。因此,以锆石内部结构、矿物包体、Th/U值和REE地球化学特征为依据,本文提出了大别山超高压变质作用发生于243±1Ma,退变质作用发生于228±2Ma的新观点。     

Contrasting Peridotite Types in the Dabie UHP Belt, Eastern China: the Raobazhai and Bixiling Ultramafic-mafic Complex

The Dabie UHP metamorphic belt, central China,contains two contrasting types of mafic-ultramafic complex. The Bixiling peridotite in the southern Dabie terrane contains abundant garnet (21.1-32.2 vol% )and thus has high CaO + Al2O3 (9.81-15.9 wt% ).     

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。     

大别-苏鲁地体超高压变质岩中的副矿物——锆石

激光拉曼和锆石阴极发光图像研究结果表明,大别-苏鲁强退变质岩石(包括正片麻岩、副片麻岩、斜长角闪岩、含蓝晶石石英岩、大理岩、云母片岩等)的锆石中,均保存以柯石英为代表的超高压矿物包裹体,且记录了十分一致的超高压变质温压条件:T=732～866℃,p=2.8～4.0GPa,表明大别-苏鲁地体曾发生过巨量物质深俯冲-超高压变质的壮观的地质事件。     

大别山双河地区超高压变质岩矿物超微构造的HRTEM研究

报道了大别山双河地区超高压榴辉岩和硬玉石英岩矿物超微构造及缺陷结构的高分辨透射电镜研究结果。在天然变形绿辉石晶内的自由位错、位错倾斜壁、位错环、位错网、亚晶界、堆垛层错等亚构造中 ,发现了纳米级水分子团 ,这种球形状水分子团包体的存在是导致绿辉石晶体水解弱化和塑性变形的重要因素。在榴辉岩矿物中广泛发育的层错、(10 0 )变形双晶、晶畴结构、界面与晶面的交叉滑移、晶格畸变等变形构造及缺陷结构 ,指示超高压岩石经历了快速折返。在硬玉单晶大约 5 0 0nm的微晶畴内 ,发现了C2 /c和P2 1/n两种结构 ,C2 /c结构的晶体学参数对应于硬玉 ,而P2 1/n结构的晶体学参数对应于绿辉石 ,纳米级P2 1/n出溶结构的存在 ,表明在退变质过程中 ,硬玉在纳米尺度上部分转变为绿辉石 ,并且未能达到平衡。也说明在主体岩石的抬升过程中 ,硬玉晶体伴随有复杂的非平衡退变质作用。对于大别山超高压变质岩的p T轨迹描述及其构造解释具有重要意义。