安徽女山麻粒岩包体的地球化学特征:下地壳组成及其构造属性初探

女山麻粒岩包体的Mg#值总体较低（28－51），在化学成分上主要表现为偏中性，没有明显的辉石、石榴子石或Fe-Ti氧化物的堆晶作用，但部分有斜长石的堆晶作用，略具Eu,Sr正异常，部分则有斜长石的分离结晶，略具Eu,Sr负异常。另外，女山麻粒岩包体亏损Rb,Th,Nb,Ta,富集Ba,LREE,Zr,Hf等，具较高的Nb/Ta,Zr/Hf比值，麻粒岩相变质作用过程造成了Rb的强烈亏损，但对Nb,Ta,U,Th的影响较弱。女山麻粒岩包体的形成过程中存在岩浆的结晶分异作用，通过分离结晶混染作用模型（AFC）模拟，表明华北克拉通太古宙基性火山岩和中必一麻粒岩分别为较可能的初始岩浆和混合源，初始岩浆经过10％－40％的AFC可以形成女山麻粒岩包体的微量元素组成。总体上，女山麻粒岩包体的主元素、微量元素特征均相似于华北克拉通太古宙中性麻粒岩、华北克拉通下地壳平均值，而与扬子克拉通下地壳平均值得明显差别。因此女山地区下地壳可能仍属华北克拉通的一部分，因而支持Li(1994)的碰撞拆离模式。     

下地壳含水性的演化 ——来自不同时代麻粒岩中长石水含量的证据

利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和电子探针(EMP)分析了早古生代的松树沟麻粒岩和桐柏麻粒岩地体以及古元古代的莒南麻粒岩包体(其寄主岩石为新生代玄武岩)中长石的水含量和化学成分。结果显示,麻粒岩中的长石均含有以OH和H2O形式存在的结构水;3个地点的长石水含量分别为465×10-6~733×10-6、210×10-6~993×10-6和717×10-6~1 239×10-6。对比前人报道的中生代(道县和汉诺坝包体)和古元古代(女山包体、汉诺坝地体)的麻粒岩研究结果,发现早古生代样品和古元古代样品中长石的水含量都比中生代样品明显的高,而早古生代和古元古代样品之间却没有差别,指示了中国东部下地壳在中生代之前更加富水。     

大陆下地壳高电导率的起源：矿物中的结构水

大地电磁学的测定结果显示，大陆下地壳可能具有异常高的电导率(10-4~10-2 S/m)。认识这种异常现象的起源，对于更好地理解地球内部的结构和一些典型的地质学过程具有重要的意义。虽然目前有多种机制试图对大陆下地壳高电导率现象进行解释，但是争论依然激烈，已有的模型(含水矿物模型、孔隙流体模型、颗粒边界石墨膜模型和正空穴电子对模型等)都不能提供令人信服的答案。对安徽女山下地壳麻粒岩包体中的主要组成矿物(斜长石、斜方辉石、单斜辉石)的Micro FTIR分析表明：这三种矿物普遍含有结构水，含量分别可以高至~1 700×10-6、~1 600×10-6和~2 400×10-6。麻粒岩中结构水的存在可能会对大陆下地壳的电导率分布产生重要的影响，从而可能为认识其起源提供一个新的解释方法。     

安徽女山新生代玄武岩中橄榄岩包体矿物的含水性研究

本文对15个来自安徽女山新生代玄武岩的橄榄岩包体矿物（橄榄石、单斜辉石和斜方辉石）进行了详细的微区傅立叶变换红外光谱（Micro-FTIR）分析。结果显示,所有被测的橄榄石颗粒都没有明显的OH吸收峰,这表明橄榄石要么不舍结构水,要么结构水含量〈2ppm（H2Owt．下同）;所有的单斜辉石和斜方辉石颗粒都含有以OH形式存在的结构水。辉石矿物颗粒内部的结构水含量要么是均一的,要么表现出中心高边缘低的不均一分布。这种不均一分布的特征应该来自于包体上升过程中由于压力降低而引起的H扩散。如果用每个样品多个测定颗粒的中心部位的平均值来代表该样品的话,15个样品的单斜辉石水含量为6～356ppm,斜方辉石水含量6～139ppm。单斜辉石与斜方辉石之间水含量的比值为-2．5,和文献中报道的分配系数吻合,表明女山单斜辉石和斜方辉石之间达到了H平衡。女山的橄榄岩分成低温（〈950℃）和高温（〉1050℃）两组,所有的含角闪石的样品都在低温组。高温组的斜方辉石和单斜辉石表现出H2O含量和Al含量的正相关、和Mg含量的负相关,表明Al^3＋H^←→Si^4＋和Al^＋H^＋←→2Mg^2＋是辉石中H的主要结合机制,同时也表明这些样品有效地保存了其在源区的原始结构水含量。而低温组的辉石偏离了相关趋势,结合该组部分样品含有角闪石的特征,我们提出一个流体（本文中采用广义的概念,即包括熔体和流体）上升交代的模式来解释女山橄榄岩的特征：流体从下向上运移,与高温组（下部）橄榄岩先发生反应,由于水含量较低,既没有影响橄榄岩矿物的原始水含量,也没有能形成角闪石,在上升的过程中由于发生名义上无水矿物（橄榄石,辉石等巨晶）的结晶分离,流体中的水含量不断增加,积累到一定程度,即与低温组（上部）橄榄岩反应时。不仅影响了橄榄岩矿物的原始水含量,也在部分样品中形成了角闪石。     

下地壳麻粒岩包体波速测定及其地质意义

下地壳岩石的波速测定可以提供有关下地壳物质组成及物理性质的重要信息。但是，由于下地壳难于直接采样，因此常常利用目前出露地表的古老麻粒岩地体样品来代表下地壳，但所获结果常常与实际情况不符，由新生代玄武岩携带到地表的下地壳包体则为我们提供有关下地壳的直接信息。本文对采自河北汉诺坝武岩中的下地壳包体进行了密度和高温高压波速测定，下地壳由不同类型的麻粒岩相岩石组成。其密度和波速有较大的差异，因此所获波速不能直接与地震测深得到的下地壳波速进行对比，而需要进行波速的温度、压力校正，并进行具体的分析，本文得到下地壳包体的原地波速6.13-6.90km/s与该区地震资料得到的结果十分接近，并探讨了下地壳低速层的可能成因。     

下地壳麻粒岩包体研究进展及其意义

产于火山岩中的下地壳麻粒岩包体是人们窥视深部地壳的一个窗口，现已成为人们探索大陆下地壳物质组成和演化最直接的研究对象。下地壳岩石包体一般具有麻粒岩相矿物组合，主体由镁铁质麻粒岩组成，以出现紫苏辉石矿物为标志下地壳包体的平衡温度为700－1040℃，平衡压力在0．8－1．4GPa之间。在绝大多数地区，基性下地壳包体占优势，其共同特征是低SiO2、高CaO和Mg^ ，过渡族元素和不相容元素含量变化很大，不机构造背景和不同岩石类型的包体同位素成分也有差异，全球各大陆下地壳包体Nd、Pb同位素组成分布具有“块体效应”特征。利用出露于地表的下地壳麻粒岩包体可以探讨下地壳物质组成和成分，建立下地壳物性剖面和岩石圈模型，并可作为幔源岩浆底侵作用的重要判据之一。世界范围内下地壳麻粒岩包体研究表明，在探讨下地壳的组成特点上，由火山岩中麻粒岩包体和出露的麻粒岩地体两类岩石样品所获得的下地壳组成特点存在比较大的差异，前者较后者反映的下地壳组成更偏基性。下地壳包体的类型与成因对揭示大陆地壳的增生、演化方式以及壳－幔交换作用具有重要的指示意义。     

女山和盘石山橄榄岩包体中的水: 红外光谱研究

运用傅立叶变换红外光谱技术对来自安徽女山新生代碧玄岩中的6个和江苏盘石山新生代玄武岩中的3个名义上“干”橄榄岩包体中的矿物进行了观察。结果显示:单斜辉石和斜方辉石普遍含有微量的结构水,以OH-的形式赋存;除1个女山包体外,其余的橄榄石均未探测到结构水;女山1个石榴石橄榄岩中的石榴石未能探测到结构水。单斜辉石中结构水含量>斜方辉石>>橄榄石(石榴石)。结合文献中的资料来看,岩石圈地幔中水的分布可能既具有大尺度不均一性,又具有小尺度不均一性,可能并不具有明显的垂向分带。     

大陆下地壳和岩石圈地幔含水性的差异——山东莒南玄武岩中深源包体的初步观察

对产于莒南晚中生代玄武岩中的镁铁质麻粒岩和橄榄岩包体矿物进行了傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析.结果显示,麻粒岩矿物和全岩中水含量分别为:单斜辉石300×10-6～1 180×10-6,斜方辉石80×10-6～169×10-6,斜长石717×10-6～1 239×10-6,全岩525×10-6～855×10-6;橄榄岩矿物和全岩中水含量分别为:单斜辉石466×10- 6～746×10-6,斜方辉石187×10-6～304×10-6,橄榄石6×10-6～15×10-6,全岩81×10-6～245×10-6.从单矿物看,麻粒岩和橄榄岩之间水含量的差距不是很明显,但麻粒岩的全岩水含量明显高于橄榄岩,表明大陆深部岩石圈的水含量在垂向上具有不均一性.     

大陆下地壳麻粒岩的流变学研究进展

大险下地壳麻粒岩的流变学研究可以解释地壳变形、壳幔物质交换以及岩石圈深部动力学过程等科学问题.前人通过研究各矿物的显微构造变形特征与变形机制,运用广义混合流变律探讨多矿物复合岩石的流变性质,结合水与流体对岩石变形强度的弱化作用,阐明在大陆下地壳变形环境下复矿麻粒岩的塑性变形和韧性流变性质.目前人们致力于对天然变形岩石和...     

安徽女山麻粒岩包体：矿物学特征、下地壳地温曲线及其成因意义

女山玄武岩中麻粒岩包体的主要矿物组合为 Opx+Cpx+Pl,均呈条带状构造 ,具有细粒粒状变晶结构或不等粒结构。女山麻粒岩包体的斜方辉石及单斜辉石的化学成分都非常相似于华北太古代麻粒岩地体 ,而明显区别于汉诺坝麻粒岩包体。通过对世界上含石榴石麻粒岩的检验 ,表明 Wells(1977) :二辉石温度计与 Mc Carthy & Pati～no Douce(1998)的 Cpx+Pl+Qz压力计的温压计组合是计算麻粒岩平衡温压的可行方法 ,并得到了女山麻粒岩包体平衡温度分布于 80 9～ 899℃之间 ,主要集中于 85 0± 2 0 C,平衡压力为 0 .6 0～ 0 .95 GPa。由麻粒岩包体的平衡温压所建立起的女山地区下地壳地温曲线与 Xuet a1.(1998)建立的上地幔地温曲线上延部分非常吻合。根据地温线推得的“岩石学”Moho面深度为 31km土 ,与“地震”Moho面深度相一致 ,表明女山地区不具有明显的壳幔过渡带。女山地区缺乏强烈的底侵作用以及麻粒岩包体的特征矿物化学成分暗示了女山麻粒岩包体可能来源于华北克拉通结晶基底     

华北板块北缘早白垩世的底侵作用：来自麻粒岩包体的证据

内蒙古四子王旗地处华北板块北缘中段,近年来在该区的早白垩世碱性玄武岩中发现了下地壳麻粒岩包体。本文研究的麻粒岩包体多数为中酸性的苏长麻粒岩,只有个别属于基性的二辉麻粒岩。麻粒岩包体的主量元素特征为SiO₂含量在49.9%到69.24%之间,MgO含量在0.92%~3.56%之间,Mg^#为43.0~62.9,Al₂O₃在13.91%~22.79%之间;稀土元素总量变化较大（∑REE在33.76×10^-6~184.13×10^-6之间）,分配模式也不尽相同,反映这些包体来自于不同源区或经历了不同的演化过程,但总体特征是LREE相对HREE富集,大多数样品的Eu呈现明显的正异常;由于包体的来源不同或经历了不同的演化阶段,它们的微量元素特征也有很大的差异。本区研究的麻粒岩包体的地球化学特征与华北地台的麻粒岩包体和麻粒岩地体都有很大的不同,反映了地壳组成横向上的不均一性。计算得出二辉麻粒岩的平衡温压条件分别为940~947℃和1.2±0.1GPa;苏长麻粒岩的平衡温度范围为927~715℃。通过对麻粒岩包体的岩相学、平衡温压条件估算、锆石形态特征分析和锆石的LA-ICP-MS年代学研究,得到本区早白垩世时的下地壳组成和之前的演化过程：本区下地壳在约40km深处可分为上下两部分,上部主要由苏长麻粒岩组成,厚度至少为9km,下部可能由二辉麻粒岩组成;下地壳上部的苏长麻粒岩是晚太古代（2509±35Ma）的岩浆岩经历了早白垩世（约122Ma）的玄武质岩浆底侵,发生了麻粒岩相变质和部分熔融形成的。推测本区岩石圈减薄事件的起始时间为122Ma。     

汉诺坝新生代玄武岩中下地壳麻粒岩包体的变形显微构造特征及其地质意义

新生代玄武岩中的下地壳包体,由于从下地壳被快速携带至地表,因此保留了下地壳的直接信息.华北北部汉诺坝新生代玄武岩中除了含有丰富的幔源包体之外,还含有许多下地壳麻粒岩包体.本文的主要目的是通过对该区下地壳麻粒岩包体的变形显微构造和位错亚构造特征的详细研究,探讨下地壳的变形特征和变形机制.光学显微镜下观测表明,下地壳麻粒岩包体的低温(＜800℃)样品中确实发育显微破裂,但变形双晶、变形条带、扭折带也同样发育,动态重结晶作用也开始出现.随着温度、压力的升高,变形双晶、变形条带、变形纹、扭折带和重结晶新晶粒等塑性变形特征占主导地位,而显微破裂则主要表现为由塑性失配引起的显微破裂以及流体包裹体面.而明显不同于Ivrea带地体麻粒岩,在这些包体中未发现与韧性剪切有关的变形显微构造特征.透射电镜观测表明,包体中的斜长石和辉石颗粒普遍发育自由位错、位错列、亚晶界、新晶界、变形双晶、包裹体列和出溶片晶等位错亚构造.上述观测结果表明,下地壳变形作用以塑性变形为主而不是准脆性变形,其变形机制主要为位错的滑移和攀移机制,其中包括机械双晶作用和动态重结晶作用.     

藏北羌塘地块新生代火山岩中麻粒岩捕虏体的岩石学和地球化学研究:对青藏高原新生代火山岩成因及下地壳性质的约束

青藏高原北部羌塘地块的新生代高钾钙碱性火山岩中含有很多下地壳捕虏体,这些捕虏体的主要岩石类型为二辉石麻粒岩和单斜辉石麻粒岩.本文对乌兰乌拉湖南侧枕头崖地区新生代高钾钙碱性火山岩中的9个麻粒岩样(6个基性麻粒岩和3个酸性麻粒岩)进行了系统的岩石学,矿物化学,地球化学和Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究.其中,紫苏辉石具有高Mgo FeO,低Al2O3的特征,单斜辉石具有低Al2O3和TiO2的特征,黑云母具有高TiO2的特征,这些特征都表明这些矿物为变质成因.矿物温压计算表明二辉石麻粒岩形成的平衡温度为783℃～818℃.单斜辉石麻粒岩形成压力在0.845～0.858GPa之间,来源深度约28km.表明它们可能是来自青藏高原加厚陆壳中部的岩石样品.基性麻粒岩的SiO2=48.76%～58.61%,Al2O3=18.34%～24.50%,Na2O=3.16%～5.41%,K2O=1.58%～3.01%,低Mg#(30～67),富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE),其具有较高的Rb/Sr(0.09～0.21)和(La/Yb)N(17.32～49.35),具有较低的Nb/Ta(9.76～14.92),其Eu异常变化于0.19～0.89之间.基性麻粒岩的Sr-Nd-Pb同位素地球化学表现为87Sr/86Sr=0.710812～0.713241,εSr=169.13～203.88,143Nd/144 Nd=0.512113～0.512397;εNd=-4.70～-10.05,206Ph/204Pb=18.7000～-18.9565,207Pb/204Pb=15.7135～-15.7662,208pb/204Pb=39.1090～39.4733.和基性麻粒岩类似,酸性麻粒岩也表现出富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE)的特征,它们的87Sr/86Sr=0.712041～0.729088,εNd=180.71～430.59,143Nd/144Nd=0.512230～-0.512388;εNd=-4.74～-7.96,206Ph/204Pb=18.9250～-19.1717,207Pb/204Pb:15.7662～-15.7720,208Pb/204Pb=39.2109～39.6467.上述地球化学特征表明这些基性麻粒岩的源岩是下地壳岩石,而非地幔岩或玄武质堆晶岩,而酸性麻粒岩的源岩极有可能是准铝质的花岗质岩石.这就表明青藏高原新生代下地壳的地温梯度很高,并含有部分沉积岩,而非典型的辉长质下地壳.而且,详细的研究表明,这种特殊的下地壳可能对青藏高原新生代高钾钙碱性和橄榄粗安质岩浆的起源有重要作用.因此目前所认为的超钾质-橄榄粗-安质岩浆源于富集岩石圈地幔在对流减薄作用下发生部分熔融的观点值得重新考虑.     

麻粒岩的形成及其对大陆地壳演化的贡献

麻粒岩是地球中最重要的岩石类型之一，它的形成主要受地热条件的控制。麻粒岩的形成可以与大陆碰撞、大陆拉张以及大陆弧模式相联系。麻粒岩在某种程度上，还是下地壳的同义词。通过麻粒岩地体地及火山岩中麻粒岩捕虏体的研究，使人们对地球深部的物质组成和结构有了直接的了解。麻粒岩在陆壳的形成和演化中具有举足轻重的地位。陆核说、陆壳垂直增生或横向增生说，都以麻粒岩作为重要的岩石学依据。     

Petrology and mineralogy of granulite-facies mafic xenoliths (Sardinia, Italy): Evidence for KCl metasomatism in the lower crust

Here new mineralogical data is presented on the occurrence of K-feldspar in granulite-facies metagabbronorite xenoliths found in recent alkaline lavas from Western Sardinia, Italy. The xenoliths originated from the underplating of variably evolved subduction-related basaltic liquids, which underwent cooling and recrystallisation in the deep crust (T = 850–900 °C, P = 0.8–1.0 GPa). They consist of orthopyroxene + clinopyroxene + plagioclase porphyroclasts (An = 50–66 mol%) in a granoblastic, recrystallised, quartz-free matrix composed of pyroxene + plagioclase (An = 56–72 mol%) + Fe–Ti oxides ± K-feldspar ± biotite ± fluorapatite ± Ti-biotite. Texturally, the K-feldspar occurs in a variety of different modes. These include: (1) rods, blebs, and irregular patches in a random scattering of plagioclase grains in the form of antiperthite; (2) micro-veins along plagioclase–plagioclase and plagioclase–pyroxene grain rims; (3) myrmekite-like intergrowths with Ca-rich plagioclase along plagioclase–plagioclase grain boundaries; and (4) discrete anhedral grains (sometimes microperthitic). The composition of each type of K-feldspar is characterized by relatively high albite contents (16–33 mol%). An increasing anorthite content in the plagioclase towards the contact with the K-feldspar micro-vein and myrmekite-like intergrowths into the K-feldspar along the plagioclase–K-feldspar grain boundary are also observed. Small amounts of biotite (TiO₂ = 4.7–6.5 wt.%; F = 0.24–1.19 wt.%; Cl = 0.04–0.20 wt.%) in textural equilibrium with the granulite-facies assemblage is present in both K-feldspar-bearing and K-feldspar-free xenoliths. These K-feldspar textures suggest a likely metasomatic origin due to solid-state infiltration of KCl-rich fluids/melts. The presence of such fluids is supported by the fluorapatite in these xenoliths, which is enriched in Cl (Cl = 6–50% of the total F + Cl + OH). These lines of evidence suggest that formation of K-feldspar in the mafic xenoliths reflects metasomatic processes, requiring an external K-rich fluid source, which operated in the lower crust during and after in-situ high-T recrystallisation of relatively dry rocks.     

Seismic velocities of granulite-facies xenoliths from Central Ireland: Implications for lower crustal composition and anisotropy

V_p and V_s values have been measured experimentally and calculated for granulite-facies lower crustal xenoliths from central Ireland close to the Caledonian Iapetus suture zone. The xenoliths are predominantly foliated and lineated metapelitic (garnet–sillimanite–K-feldspar) granulites. Their metapelitic composition is unusual compared with the mostly mafic composition of lower crustal xenoliths world-wide. Based on thermobarometry, the metapelitic xenoliths were entrained from depths of c. 20–25 ± 3.5 km and rare mafic granulites from depths of 31–33 ± 3.4 km. The xenoliths were emplaced during Lower Carboniferous volcanism and are considered to represent samples of the present day lower crust.V_p values for the metapelitic granulites range between 6.26 and 7.99 km s^{− 1} with a mean value of 7.09 ± 0.4 km s^{− 1}. Psammite and granitic orthogneiss samples have calculated V_p values of 6.51 and 6.23 km s^{− 1}, respectively. V_s values for the metapelites are between 3.86 and 4.34 km s^{− 1}, with a mean value of 4.1 ± 0.15 km s^{− 1}. The psammite and orthogneiss have calculated V_s values of 3.95 and 3.97 km s^{− 1}, respectively.The measured seismic velocities correlate with density and with modal mineralogy, especially the high content of sillimanite and garnet. V_p anisotropy is between 0.15% and 13.97%, and a clear compositional control is evident, mainly in relation to sillimanite abundance. Overall V_s anisotropy ranges from 1% to 11%. Poisson's ratio (σ) lies between 0.25 and 0.35 for the metapelitic granulites, mainly reflecting a high V_p value due to abundant sillimanite in the sample with the highest σ. Anisotropy is probably a function of deformation associated with the closure of the Iapetus ocean in the Silurian as well as later extension in the Devonian. The orientation of the bulk strain ellipsoid in the lower crust is difficult to constrain, but lineation is likely to be NE–SW, given the strike-slip nature of the late Caledonian and subsequent Acadian deformation.When corrected for present-day lower crustal temperature, the experimentally determined V_p values correspond well with velocities from the ICSSP, COOLE I and VARNET seismic refraction lines. Near the xenolith localities, the COOLE I line displays two lower crustal layers with in situ V_p values of 6.85–6.9 and 6.9–8.0 km s^{− 1}, respectively. The upper (lower velocity) layer corresponds well with the metapelitic granulite xenoliths while the lower (higher velocity) layer matches that of the basic granulite xenoliths, though their metamorphic pressures suggest derivation from depths corresponding to the present-day upper mantle.     

青岛地区晚白垩世基性脉岩中麻粒岩捕虏体的成分特征及其温压条件

青岛地区晚白垩世基性脉岩中含有两类麻粒岩捕虏体,富辉石麻粒岩和富长石麻粒岩.富辉石麻粒岩的主要矿物组合为Opx＋Cpx＋Pl,具有细粒变晶结构;富长石麻粒岩主要矿物组合为Pl＋OpX＋Cpx十Q或Pl＋Opx/Cpx＋Q,具有中粗粒粒状变晶结构.麻粒岩捕虏体中辉石的Mg#较低（＜66）,普通辉石具有富Na贫Ca的特征,与岩浆底侵作用形成的麻粒岩特征接近.二辉石温度计的计算结果显示这些麻粒岩捕虏体的麻粒岩相变质平衡温度在847～910℃之间.结合富长石麻粒岩的地质压力计的计算结果（0.99～1.17GPa）和地温梯度推测出的＂岩石学＂Moho面深度在33～36公里之间,与＂地震＂Moho面深度基本一致.麻粒岩捕虏体中普通辉石的矿物成分和该地区活跃的岩浆活动暗示青岛地区下地壳麻粒岩不同于典型的古老下地壳麻粒岩地体或捕虏体.他们的形成可能是华北克拉通古老麻粒岩与岩浆底侵作用相互作用的结果.     

Granulite and pyroxenite xenoliths from the Deccan Trap: insight into the nature and composition of the lower lithosphere beneath cratonic India

Granulite and pyroxenite xenoliths in lamprophyre dykes intruded during the waning stage of Deccan Trap volcanism are derived from the lower crust beneath the Dharwar craton of Western India. The xenolith suite consists of plagioclase-poor mafic granulites (55% of the total volume of xenoliths), plagioclase-rich felsic granulites (25%), and ultramafic pyroxenites and websterites (20%) with subordinate wehrlites. Rare spinel peridotite xenoliths are also present, representing mantle lithosphere. The high Mg #, low SiO₂/Al₂O₃ and low Nb/La (<1) ratios suggest that the protoliths of the mafic granulites broadly represent cumulates of sub-alkaline magmas. All of the granulites are peraluminous and light rare-earth element-enriched. The felsic granulites may have resulted from anatexis of the mafic lower crustal rocks; thus, the mafic granulites are enriched in Sr whereas the felsic ones are depleted. Composite xenoliths consisting of mafic granulites traversed by veins of pyroxenite indicate intrusion of the granulitic lower crust by younger pyroxenites. Petrography and geochemistry of the latter (e.g. presence of phlogopite) indicate the metasomatised nature of the deep crust in this region.Thermobarometric estimates from phase equilibria indicate equilibration conditions between 650 and 1200 °C, 0.7-1.2 GPa suggestive of lower crustal environments. These estimates provide a spatial context for the sampled lithologies thereby placing constraints on the interpretation of geophysical data. Integration of xenolith-derived P-T results with Deep Seismic Soundings (DSS) data suggests that the pyroxenites and websterites are transitional between the lower crust and the upper mantle. A three-layer model for the crust in western India, derived from the xenoliths, is consistent with DSS data. The mafic nature of this hybrid lower crust contrasts with the felsic lower crustal composition of the south Indian granulite terrain.