中国蓝闪片岩相的变质作用

本文论述了中国蓝闪片岩的分布、变质条件及其构造位置。中国的蓝闪片岩从中晚元古代开始,各变质期均有出现。根据矿物组合,可分为两类:第一类蓝闪片岩常含有高压矿物,如硬柱石、硬玉和文石以及蓝闪石、绿纤石、黑硬绿泥石、多硅白云母、红帘石等,属高压亚绿片岩相,称蓝闪—硬柱石片岩相,形成温度约250—350℃,压力大于500—800MPa,甚至可达1200MPa。此类蓝闪—硬柱石片岩相多代表海洋板块古消减带。第二类蓝闪片岩的常见矿物为蓝闪石、青铝闪石或镁钠闪石、黑硬绿泥石、红帘石和绿片岩相中的绿帘石、阳起石、绿泥石、白云母、有时还有黑云母、铁铝榴石和钠质辉石。形成温度约350—450℃,压力500—800MPa。此类蓝闪绿片岩相虽处于活动带,但与板块构造没有直接关系。我国西藏南部和内蒙温都尔庙属第一类,但大部分蓝闪片岩带属第二类。     

苏北连云港地区蓝闪绿片岩相岩块的发现

在苏北连云港地区(红石咀、东西连岛及蟹脐沟)发现以岩块、岩片形式出现的蓝闪绿片岩相岩石，其由石榴石、蓝透闪石、冻蓝闪石、阳起石、钠长石、多硅白云母、榍石及文石等矿物组成。石榴石变斑晶作为低扩散的刚性矿物，经历了多期变质变形作用，变质反应证据保存在石榴石的成分环带及包体矿物组合中。蓝透闪石、冻蓝闪石及文石包体的存在表明，本区出露的绿片岩相岩系属早期经历低温高压变质作用、晚期又叠加绿片岩相变质作用的高压变质地体。这一发现为苏鲁高压地体的构造单元划分提供了重要依据。     

蓝片岩及其有关高压变质带研究的新进展

通常认为蓝片岩主要分布在中新生代的造山带中，其成因与大洋板块的俯冲作用有关；而大陆上的蓝片岩一般与蛇绿岩和混杂岩伴生代表了古板块的缝合线。但近来研究发现，蓝片岩的矿物组合、时空分布和原岩建造多种多样。归纳起来可分为两种类型：科迪勒拉型和大陆内部型。不同的蓝片岩是在不同的大地构造环境下由不同的成因机制形成的，还是仅在洋壳俯冲环境中，由于不同的物质卷入俯冲带，引起俯冲过程中动力学机制变化形成的，是当前蓝片岩研究中至为重要的问题。     

黑龙江依兰地区蓝片岩的变质演化P-T-t轨迹

黑龙江省依兰地区出露了一套经高压变质形成的蓝片岩、云母片岩、长英质糜棱岩和少量超基性岩及大理岩并经历了强变形作用改造,一直被认为是佳木斯地块与其西侧松嫩地块碰撞拼贴所形成的缝合带产物。本次研究,通过岩相学与矿物化学分析,根据矿物组合的不同,识别出研究区内三种不同类型的蓝片岩;并获得了绿帘蓝闪石片岩(T=350~550℃,P=10~14kbar)、蓝闪霓辉石片岩(T=350~550℃,P=10~14kbar)和石榴石冻蓝闪石片岩(T=500~540℃,P=10~12kbar)的峰期变质温压条件。结合前人发表的地质年代学数据,建立了变质演化P-T-t轨迹。其中,绿帘蓝闪石片岩具"发卡式"变质演化P-T-t轨迹;而蓝闪霓辉石片岩与石榴石冻蓝闪石片岩具顺时针的演化轨迹。我们推测其成因可能为不同类型的蓝片岩形成于不同的俯冲阶段,由动力学机制的变化所造成。该研究成果为进一步探索佳木斯地块与松嫩地块碰撞拼贴的构造演化过程提供重要的依据。     

甘肃玉门昌马地区的蓝闪片岩

蓝闪片岩产于一套含放射虫硅质岩、硅质大理岩、板岩、变质基性火山岩中,与此相伴的超基性岩块,以一系列向南逆冲的断片产出。蓝闪片岩中的蓝闪石往往和黑硬绿泥石、钠长石、绿泥石以及钠钙闪石(蓝透闪石、冻蓝闪石等)、钙闪石(阳起石等)共存。据钠角闪石、绿泥石计算的生成压力是0.65GPa至0.8GPa,略大于美国佛兰西斯科的瓦尔德溪蓝片岩中该矿物对生成的压力。稀土元素分析证明蓝片岩的原岩是典型洋底(中脊)玄武岩和岛弧玄武岩,这是蓝片岩沟-弧俯冲-碰撞的证据之一。     

甘肃玉门昌马地区的蓝闪片岩

蓝闪片岩产于一套含放射虫硅质岩、硅质大理岩、板岩、变质基性火山岩中,与此相伴的超基性岩块,以一系列向南逆冲的断片产出。蓝闪片岩中的蓝闪石往往和黑硬绿泥石、钠长石、绿泥石以及钠钙闪石(蓝透闪石、冻蓝闪石等)、钙闪石(阳起石等)共存。据钠角闪石、绿泥石计算的生成压力是0.65GPa至0.8GPa,略大于美国佛兰西斯科的瓦尔德溪蓝片岩中该矿物对生成的压力。稀土元素分析证明蓝片岩的原岩是典型洋底(中脊)玄武岩和岛弧玄武岩,这是蓝片岩沟-弧俯冲-碰撞的证据之一。     

牡丹江地区蓝片岩的地球化学特征及其大地构造意义

牡丹江地区的蓝片岩分布于牡丹江东部的椅子圈、磨刀石等地。野外调研表明：牡丹江蓝片岩主要呈透镜体状或构造残片状发育在长英质片岩中,并部分可见变余枕状构造和气孔状构造;主量元素岩石化学分析得到这些蓝片岩为亚碱性玄武岩组合;稀土元素标准化配分曲线与洋中脊环境（E-MORB）配分曲线一致;微量元素蛛网图曲线也与E-MORB一致,部分易活动元素（Ba,Sr等）一定程度的分异应与海相玄武岩形成时遭受海水蚀变或后期绿片岩相变质有关。代表性蓝片岩的地球化学特征表明,牡丹江地区蓝片岩的原岩形成于大洋板块内的洋中脊环境。因此,黑龙江蓝片岩应为佳木斯地体向西与松嫩地块之间碰撞拼贴而形成的具有蛇绿岩性质的高压变质带;而目前保存下来的蓝片岩带应为遭受高压变质作用并仰冲到佳木斯地块之上的大规模增生杂岩带的残余部分。结合作者近年取得的牡丹江地区蓝片岩SHRIMP锆石年龄210~250 Ma和变质云母等单矿物180~190 Ma的年代学证据,证明它们为晚二叠世-晚三叠世的玄武岩经过印支期前后高压变质而形成。黑龙江蓝片岩带的形成是印支期前后古亚洲构造域向环太平洋构造域转换的结果,即黑龙江杂岩带为典型的构造转换带-古亚洲洋构造拼合的结束和环太平洋构造带俯冲开始的标志。     

黑龙江依兰地区蓝片岩相变质作用及其演化

依兰地区蓝片岩作为黑龙江杂岩的重要组成部分,其变质作用演化问题一直存在较大争议。本文通过对依兰地区蓝片岩的岩相学及矿物微区化学成分的研究,并运用PERPLE_X软件,在Na_2O-CaO-K_2O-MnO-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O-TiO_2-O(Fe_2O_3)(NCKMnFMASHTO)体系下对石榴石冻蓝闪石片岩(g-brs-wnc-act-phn-chl-ep-ab-stlp)、绿泥绿帘蓝闪石片岩(gl-brs-wnc-act-chl-ep-stlp)和白云母蓝闪石片岩(gl-wnc-phn-ab-ep-chl-sph)进行了相平衡模拟,并分别获得了500~525℃/1.14~1.2GPa、480℃/1.4GPa、450~500℃/0.95~1.2GPa峰期变质作用的温压条件,其峰期变质级别都达到了绿帘-蓝片岩相。结合前人发表的地球化学和年代学数据,建立了蓝片岩相岩石的顺时针变质演化P-T轨迹。研究区蓝片岩的形成标志着新生洋壳的俯冲作用,同时代表古亚洲洋构造域的结束和环太平洋构造域的开始。相平衡模拟中,P-T轨迹记录了峰期前温压条件递增的过程,温度峰期与压力峰期同时到达,说明蓝片岩相变质作用是在俯冲过程中实现的,而不是折返过程中达到的。减压阶段的轨迹近于平行追溯进变质轨迹,揭示与进变质过程相似的地热体制下(11～14℃/km),相对缓慢的抬升过程     

藏北羌塘中部高压变质带中石榴子石白云母片岩的岩石学和变质特征

羌塘中部的高压变质带位于龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带之上,由榴辉岩、蓝片岩和石榴子石白云母片岩组成,其形成过程对探讨板块缝合带的构造演化具有重要意义。以其中的石榴子石白云母片岩为研究对象,通过岩相学研究并结合电子探针成分分析,认为石榴子石白云母片岩中的石榴子石具有多期次变质结晶的特征,保留了岩石多期次变质的信息。结合岩石组构特征,最终确定石榴子石白云母片岩至少经历了3期次的变质作用。第一、二期均为绿片岩相,当时岩石不具定向构造且未达到高压;第三期为低温高压蓝片岩相变质作用,与区域上蓝片岩的形成及榴辉岩的蓝片岩相退变质作用大体同时,该期变质变形作用形成了岩石的片理,最终成为石榴子石白云母片岩,变质作用时代为218Ma左右。     

Qualitative thermobarometry of inverted metamorphism in the Pelona and Rand Schists, southern California, using calciferous amphibole in mafic schist

Abstract The Rand and Pelona Schists consist of eugeoclinal rock types overlain by continental basement along the Vincent-Chocolate Mountains (VCM) faults. Both schists display inverted metamorphic zonation, defined in part by a systematic variation in composition of calcic to sodic-calcic amphibole in mafic schist structurally upward. The compositional progressions include increase of total A1, A1^IV and Ti, but decrease in the ratios of Na/(Na + Ca) to A1/(A1 + Si), and Na^M4 to (A1^VI+ Fe³⁺+ Ti). These variations imply that structurally high rocks belong to a lower-pressure metamorphic fades series than those at depth. This result is consistent with previous views that the inverted metamorphic zonations represent intact structural sequences.
Amphibole composition is dependent not only on structural position (i.e. P-T ), but also upon bulk-rock composition. The important controls are whole-rock Mg/(Mg + Fe²⁺+ Mn) and Fe³⁺/Fe²⁺. The greatest impact of these factors, however, is on the absolute values of Na and Al, rather than their ratio. Thus, interpretation of facies series is not seriously hindered by compositional variability.
Sodic amphibole in epidote blueschists from the Rand Schist is extensively replaced by sodic-calcic amphibole. Sodic-calcic amphibole in the Rand Schist and Pelona Schist is, itself, rimmed by actinolitic amphibole. Similar blueschist to greenschist transitions in other metamorphic terranes are typically attributed to exhumation. In the Rand and Pelona Schists, the sequence probably formed during burial.     

内蒙古头道桥地区蓝闪石片岩和相关变质岩石岩石学特征及其构造意义

内蒙古头道桥地区出露了一套经高压变质形成的岩石组合。本次研究通过岩相学和矿物化学分析,根据矿物组合的不同,识别出蓝片岩、绿片岩两种不同类型的岩石类型。其中,蓝片岩的矿物组合为角闪石（蓝闪石、蓝透闪石）+绿帘石+钠长石+绿泥石+石英+赤铁矿±多硅白云母±方解石±榍石;绿片岩的矿物组合为绿泥石+钠长石+石英±绿帘石±角闪石（阳起石、镁角闪石、蓝透闪石、冻蓝闪石等）±多硅白云母±赤铁矿。确定了蓝片岩的峰期变质级别为绿帘-蓝闪片岩相,峰期变质温度为400~600℃,压力为1.2~1.4 GPa。绿片岩的峰期变质级别为绿帘-角闪岩相。结合前人研究成果,认为蓝片岩和绿片岩的形成与额尔古纳地块和兴安地块的碰撞拼合有关。     

福建平潭-东山变质带夕线石榴云母片岩中两期变质作用的岩相学证据及其构造意义

通过对福建沿海平潭－东山变质带中夕线石榴云母片岩的岩相学和变质作用特征的研究，讨论了该区变质作用的演化历史，为地质学家建立该区乃至整个东南部的构造演化模式提供科学的依据。研究表明，石榴夕线云母片岩实际上是两期变质作用叠加的产物，其中的石榴石、夕线石和黑云母等是第一期变质作用的产物，代表古老变质基底（泥质）的残余，而白云母和大部分石英（白云母石英片岩）则是在第二期变质作用（中生代区域变质）期间由前述变质基底改造而成。也就是说，在人们熟知的绿片岩相－低角闪岩相区域变质作用之前，还曾发生一期更高级的变质作用。第一期变质作用的条件为Ｐ＝０．５５～０．６２ＧＰａ，Ｔ＝６９２℃～７１７℃，达高角闪岩相；第二期变质作用在本区影响最大，并形成递增变质带，变质作用的温度和压力范围分别是Ｐ＝０．２～０．５ＧＰａ，Ｔ＝４００℃～５６０℃，属中低级变质。早期高级变质残余的发现使我们不得不重新考虑福建沿海变质带的变质演化与构造演化的过程。     

福建平潭-东山变质带夕线石榴云母片岩中两期变质作用的岩相学证据及其构造意义

通过对福建沿海平潭－东山变质带中夕线石榴云母片岩的岩相学和变质作用特征的研究，讨论了该区变质作用的演化历史，为地质学家建立该区乃至整个东南部的构造演化模式提供科学的依据。研究表明，石榴夕线云母片岩实际上是两期变质作用叠加的产物，其中的石榴石、夕线石和黑云母等是第一期变质作用的产物，代表古老变质基底（泥质）的残余，而白云母和大部分石英（白云母石英片岩）则是在第二期变质作用（中生代区域变质）期间由前述变质基底改造而成。也就是说，在人们熟知的绿片岩相－低角闪岩相区域变质作用之前，还曾发生一期更高级的变质作用。第一期变质作用的条件为Ｐ＝０．５５～０．６２ＧＰａ，Ｔ＝６９２℃～７１７℃，达高角闪岩相；第二期变质作用在本区影响最大，并形成递增变质带，变质作用的温度和压力范围分别是Ｐ＝０．２～０．５ＧＰａ，Ｔ＝４００℃～５６０℃，属中低级变质。早期高级变质残余的发现使我们不得不重新考虑福建沿海变质带的变质演化与构造演化的过程。     

High-Pressure Eclogite-Blueschist Metamorphic Belt and Closure of Paleo-Tethys Ocean in Central Qiangtang, Qinghai-Tibet Plateau

The high-pressure metamorphic belt (HPMB) of eciogite-blueschist in Central Qiangtang (羌塘) lies in the Longmu Co (龙木错)-Shuanghu (双湖) suture zone. To the west, the HPMB extends 500 km from Hongjishan (红脊山) to Caiduochaka (才多茶卡), east of Shuanghu; to the east it extends to Baqing (巴青) and Jitang (吉塘) in Qamdo (昌都), and then bends southward to Yunnan (云南)Province. Including the Lancangjiang (澜沧江) blueschist belt, the entire HPMB is about 2 000 km long. In Central Qiangtang, the belt is mainly composed of blueschist and eclogite, whereas in West Yunnan it contains only blueschist. The Baqing-Jitang segment is dominated by garnet phengite schist. 40Ar-39Ar dating of giaucophane and phengite from the blueschists yielded plateau ages ranging from 223 to 215 Ma, whereas SHRIMP U-Pb dating of zircon from the eclogites gives metamorphic ages of 243-217 Ma. The calculated metamorphic conditions for the blueschists are 410-460℃ and 0.67-0.75 GPa, and for the eclogites, <500 ℃ and 1.56-2.35 GPa. The metamorphic ages suggest that the Longmu Co-Shuanghu suture closed in the Late Triassic. The region south of the Longmu Co-Shuanghu-Laneang suture consists of the pan-African basement overlain by Gondwana sedimentary and meta-sedimentary rocks, whereas the region north of the suture is dominated by the Jinning (晋宁) basement and Yangtze sedimentary and metasedimentary rocks. The Qiangtang HPMB marks the closure of the paleo-Tethys Ocean.     

云南大坪金矿含金石英脉中高结晶度石墨包裹体:下地壳麻粒岩相变质流体参与成矿的证据

石墨作为各种岩浆岩和变质岩的副矿物可作为主岩形成条件的指示剂。本文利用激光拉曼光谱分析在大坪金矿含金脉石英中发现了大量孤立的石墨固体包裹体,进一步利用激光拉曼光谱和显微测温分析了其寄主矿物的流体包裹体特征,据此探讨了这些石墨包裹体的形成条件和本区成矿流体的来源。结果表明:所有大坪石墨的拉曼光谱都在1576~1580cm-1处出现尖锐的有序O峰,而绝大多数在1355cm-1附近不出现无序的D锋,表明这些石墨具有完全有序结构和完好的结晶度;其寄主矿物流体包裹体主要是纯CO2包裹体和富CO2包裹体。根据大坪石墨的拉曼光谱D:O峰强度比,估计这些石墨形成于麻粒岩相变质温度条件下,与石英中富CO2流体包裹体的均一温度(300.0~420.0℃)极不相称;含金石英脉中包裹体的类型和成分也表明本区不存在从流体中直接沉淀石墨的物理化学条件,因此推测这些石墨形成于下地壳麻粒岩相变质环境下。本区喜马拉雅期切割较深的韧性剪切带从下地壳麻粒岩相变质基底中汲取大量富CO2的流体的同时,还从下地壳携带微粒石墨,富含CO2和高结晶度石墨的成矿流体沿剪切带上升,并在闪长岩体内脆性断裂中沉淀成矿。本文的研究成果再次证实了下地壳流体对大坪金矿成矿的贡献。