琼中麻粒岩的成因及地质意义

对琼中前寒武纪高级变质杂岩中的麻粒岩进行了较系统的岩石学和矿物学研究,并利用不同的矿物温压计估算了麻粒岩形成的温压条件。结果表明,本区麻粒岩形成于高温低压(低p/T)环境,属于典型的低压麻粒岩,其峰期变质温度为824±15℃,压力小于0.5GPa,晚期岩石发生了退变冷却,终止温度为705℃左右,压力与峰期时的压力相近;麻粒岩相变质作用具有顺时针的p-T轨迹,早期可能经历了一个缓慢降压升温的过程,峰期之后的退变则表现出近等压冷却(IBC)的特点。结合岩石变形作用较弱的特点及区域大地构造背景,认为琼中低压麻粒岩形成于陆缘拉张环境,其可能的机制是,由于地壳拉伸减薄,导致软流圈减压上隆产生岩浆,上覆地壳岩石(包括已经结晶的岩浆)受到下部岩浆热源的影响而发生进变质,随后受拉伸扰动的地热梯度向正常地热梯度恢复,从而形成具有降压升温过程和IBC过程的顺时针p-T轨迹。     

澳大利亚中部阿伦塔内围体低P、高T变质地体中造山运动同逆时向P-T-t轨迹联系的证据

1 引言造山运动中的主要因素包括变形作用、变质作用、岩浆作用。这些因素的相互影响产生了截然不同的压力—温度—时间(P-T-t)轨迹,一部分P-T-t轨迹为顺时针方向,其它为逆时针方向。顺时向P-T-t轨迹典型地与产生地壳增厚和具热叠加的中到高压变质地体的板块碰撞相联系,表明变质是变形的一种结果。逆时向P-T-t轨迹产于的地体,其地壳增厚不是很大,同板块会聚很难联系到一起,它是一种典型的低P、高T变质作用产物。在这些     

山东半岛基性高压麻粒岩的成因矿物学及变质演化

在山东半岛的平度-莱西-莱阳-烟台一带,广泛出露基性高压麻粒岩,它们呈大小不等的透镜体或不规则脉状体产于TTG片麻岩中,且与超镁铁质岩石密切"伴生"。根据岩相学、矿物相转变、变质反应以及温压条件的系统研究结果,确定山东半岛基性高压麻粒岩经历了四个阶段的变质演化。早期进变质阶段(M1)的标志性矿物组合以石榴石及其内部的细粒单斜辉石+斜长石±石英为特征,记录的温压条件为T=740～770℃、P=0.9～1.0GPa;峰期高压麻粒岩相变质阶段(M2)的矿物组合以基质中石榴石(富Ca核部)+单斜辉石(富Al核部)+斜长石(富Na核部)±石英为特征,记录的温压条件为T=850～880℃、P=1.45～1.65GPa;峰后近等温减压(中压)麻粒岩相退变质阶段(M3),以发生一系列典型减压反应和斜方辉石的大量出现为标志,典型的矿物组合为斜方辉石+单斜辉石+斜长石+磁铁矿±角闪石,记录的温压条件为T=780～830℃、P=0.65～0.85GPa;晚期角闪岩相退变质阶段(M4)以石榴石发生降温反应、形成角闪石+斜长石+磁铁矿±石英等退变矿物组合为特征,记录的温压条件为T=590～650℃、P=0.62～0.82GPa。高压基性麻粒岩的变质演化的P-T轨迹具有顺时针型式,先后经历了近等温减压过程(ITD)和近等压降温过程(IBC)变质演化过程,指示研究区基性高压麻粒岩是古老陆块之间在俯冲-碰撞造山过程中加厚下地壳折返地表的产物。该项成果对于重新认识华北克拉通在早前寒武纪古老陆块的碰撞-拼贴及其演化的动力学过程具有重要科学意义。     

麻粒岩相变质的岩石学成因模式

大多数麻粒区高峰期变质深度、压力与许多地壳同夺类部分熔融的p-T条件重叠，代表地温梯度被扰动的深部地壳环境，并且普遍涉及附加热源。麻粒岩类形成于水活度降低的流体条件下，以往更多地强调CO2流体的稀释作用，即碳酸变质模式，但碳、氧同位素的研究并不普遍支持这一理论，它仅适用于少数麻粒岩区。大量的野外与实验研究带一为麻粒岩类与重熔花岗岩之间具有成因联系的有力证据，即麻粒岩类很可能为无流体条件下部分熔融的残留岩，或无水岩浆结晶的产物。     

麻粒岩相变质作用的PTt演化及其地质动力学意义

麻粒岩地体和基性火山岩中的麻粒岩包体是研究过去和现在下部地壳的窗口,通过它们的研究可了解下地壳的物质组成,物理和化学状态,构造变形,岩浆作用和变质作用的特征,并进而探讨大陆地壳形成和改造的地质动力学机制。当前研究中涉及许多重要问题,如麻粒岩相变质作用的PTt演化和成因模式及其构造环境、变质流体的含量、成分和作用,岩浆作用的性质和机制及其对麻粒岩相变质作用的贡献,构造变形作用的样式及其所反映的构造体制,麻粒岩中LILE亏损等地球化学特征的成因意义等等。这些问题互相联系,都是麻粒岩地体成因的约束条件。本文将讨论麻粒岩相变质作用的PTt演化特征,阐述大地构造环境和地质动力学机制对其所起的约束作用。     

引起低压变质相的地壳增厚模式

低压变质相(即高的T/P比值)在许多构造环境下广泛分布。拉伸或岩浆模式被用来解释这些相的出现。可是它们不能解释低压变质相通常与地壳不断增厚同期,T/P比值的增加与增厚同时或稍晚。我们提出一个基于地壳增厚与地幔岩石圈的剥蚀(减薄)大体同时的替代解释。     

下地壳游离CO2和缺乏流体环境：流体包裹体研究模式

许多下部地壳的麻粒岩含有早期流体包裹体,这些包裹体基本上分为两类:高密度CO_2和富Nacl卤水。其它成分如N_2和CH_4,似乎也出现在某些高压麻粒岩中(Calabr-ia,Italy,Massif Gent(?)al,F(?)amce),但它们的作用需要进一步证实。许多包裹体是在峰期变质条件之后被封闭或再平衡,但是所有为晚期的估计与一些基本观察是不一致的。 1 某些流体,尤其是卤水,与一定的岩性(变质沉积岩,酸性火山岩)有关,它们继承了变质阶段前上壳岩的流体特点(Touret,1985)。这并不意味着它们作为一种永久的游离流体相而存在,但它们至少表明一些流体包裹体在高级变质重结晶作用过程     

华北克拉通基底主要构造单元变质作用演化及其若干问题讨论

华北克拉通基底可分为三个太古宙微陆块(东部陆块、阴山陆块和鄂尔多斯陆块)和三个早元古宙活动带(孔兹岩带、华北中部带和胶-辽-吉带).这些构造单元具有不同的变质作用时间和P-T演化特征.东部陆块和阴山陆块晚太古宙基底岩系的变质作用发生在～2.5Ga,变质演化以等压冷却(IBC)逆时针P-T轨迹为特征,反映变质作用的成因与大规模地幔岩浆底侵有关.孔兹岩带主期变质作用发生在～1.95Ga,变质演化以近等温减压(ITD)顺时针P-T轨迹为特征,反映阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞形成西部陆块的热构造过程.华北中部带变质作用发生在～1.85Ga,变质演化同样以近等温减压(ITD)顺时针P-T轨迹为特征,反映了西部陆块和东部陆块最终碰撞形成统一的华北克拉通基底的构造过程.早元古宙胶-辽-吉带变质作用表现‘双变质带'特征:西北带的北辽河群、老岭群和粉子山群的变质作用以中压顺时针P-T轨迹为特征,而东南带的南辽河群、吉安群和荆山群的变质作用以低压逆时针P-T演化为特征.华北克拉通基底变质作用演化地质图能更好地反映上述不同构造单元的变质作用演化特征.尽管岩浆弧、大陆裂谷和地幔柱模式都能解释东部陆块晚太古宙基底变质作用所具有的近等压冷却(IBC)逆时针P-T演化特征,地幔柱模式能够更合理解释东部陆块所存在的宽达800千米而时代近于相同的晚太古代火成岩带、大量科马提质超镁铁质岩石和双峰式火山岩、广泛发育的穹窿构造等.华北克拉通变质基底中具有石榴石-单斜辉石-斜长石-石英组合的高压基性麻粒岩和具有蓝晶石-钾长石组合的高压泥质麻粒岩的出露只局限在早元古宙华北中部带的北段和胶-辽-吉带的南端;这些高压麻粒岩形成在俯冲和陆-陆碰撞的构造环境中.西部陆块孔兹岩带含假蓝宝石麻粒岩是碰撞后(～1.92Ga)拉伸引发地幔岩浆底侵导致局部地带发生超高温(UHT)变质作用的产物.     

麻粒岩相区地质研究现状及评述

构成世界各大陆基底的前寒武纪高级变质区或称麻粒岩相区,是下部地壳的代表。它的研究不仅具有实际意义(赋存有大量矿产),而且具有极大的理论价值。因而对这一课题的研究已成为各国地质界的热门。当前,对这一领域的研究主要集中于以下几个方面:①前寒武纪麻粒岩相区以及下部地壳的性质及其组成;②麻粒岩相的形成条件和机制,温压条件测定方法的选择;③麻粒岩相区变质流体的性质及其作用;④下部地壳的地球化学研究;⑤麻粒岩相区地质学和岩石学研究及它们的动力学模拟(P-T-t轨迹)。     

山东省麻粒岩与麻粒岩相变质作用——研究现状及对前寒武纪大地构造演化的启示

本文系统收集整理了近年来与山东省境内麻粒岩有关的研究资料,将山东省麻粒岩划分为沂水麻粒岩带、平度—栖霞麻粒岩带、海阳所—威海麻粒岩带三个麻粒岩相带,总结了各带的地质概况、变质温压条件及P—T—t轨迹、变质时代及演化过程,探讨了麻粒岩的成因。认为山东省各麻粒岩带均是多期次麻粒岩相变质作用的产物,其中2.7Ga、2.5Ga两期麻粒岩相变质作用均为中低压条件下的产物,发生时间与区内TTG的形成时间较为一致,P—T—t轨迹为逆时针型,反映当时形成的大地构造背景为地幔底辟引发的拉张环境;而1.9Ga、210Ma两期麻粒岩相变质作用则高压、中低压麻粒岩都有,反映其非均质变质环境的特点,P—T—t轨迹为顺时针型,指示其与俯冲—碰撞造山过程有关。其中1.9Ga期与古元古代胶辽吉活动带发生俯冲—碰撞造山过程有关,而210Ma期则是华北—扬子两大板块三叠纪碰撞产生的榴辉岩的退变质产物。结合省内基础地质研究的最新进展,对山东省前寒武纪大地构造演化作了部分探讨,并建立了年代学格架。认为平度—栖霞麻粒岩带古元古代高压麻粒岩相变质和苏鲁超高压变质带三叠纪的榴辉岩相变质事件可能是胶东地区太古宙绿岩带金元素活化迁移并在中生代成矿的决定性因素。山东省太古宙大地构造演化具有一定的旋回性,每个旋回由绿岩带—基性—超基性侵入体—TTG花岗岩类—热变质事件组成,很好地符合TTG的玄武质岩浆底侵成因模式。自1.9Ga才有高压麻粒岩的形成,暗示了具有一定规模的板块之间的俯冲活动始于1.9Ga之前的古元古代。鲁西陆块与胶辽陆块在古元古代可能并不是两个完全独立的块体,其巨大差异可能是由于两个陆块的大地构造位置差异和后期抬升剥蚀程度不同而引起。     

胶北地体多期变质事件的P-T-t轨迹及其对胶-辽-吉带形成与演化的制约

胶北地体位于华北克拉通东部陆块胶-辽-吉带南端,主要由闪长质-TTG-花岗质片麻岩、变质表壳岩系和变质镁铁-超镁铁质岩所组成。本文通过对胶北早前寒武纪变质岩系的岩石学、矿物化学、变质反应结构和序列、变质温度和压力估算与同位素年代学资料的综合研究和总结,得出以下重要结论:(1)与华北克拉通东部陆块其它地区太古宙变质基底类似,本区也存在~2500Ma区域性新太古代变质事件,且与本区2550~2500Ma岩浆作用在时间上非常接近,其变质作用发生的时间比岩浆作用要晚10~50Myr,指示本区~2500Ma区域性变质事件可能与大规模的幔源岩浆底侵作用存在密切的成因关系。(2)胶北还存在1950~1850Ma区域性古元古代变质事件,并导致了大量高压基性和泥质麻粒岩的形成,高压基性麻粒岩主要以不规则透镜体、变形岩墙群或岩脉群的形式赋存于闪长质-TTG-花岗质片麻岩之中,并集中分布在安丘-平度-莱西-莱阳-栖霞一带,大致沿北东-南西向断续带状分布,构成了一条长约300km的古元古代高压麻粒岩相变质带。(3)本区古元古代高压麻粒岩以记录近等温减压(ITD)及随后近等压降温(IBC)的顺时针P-T-t轨迹为特征,指示本区变质杂岩在古元古代晚期曾强烈地卷入了与俯冲-拼贴-碰撞造山有关的构造过程,并可能经历了如下复杂的构造演化:(I)在古元古代晚期2000~1950Ma,随着有限大洋地壳的持续俯冲作用,本区各类变质岩的原岩开始经历一次构造增厚事件,并导致了它们的原岩经历了早期绿片岩相-角闪岩相进变质作用;(II)1950~1870Ma,大洋地壳俯冲作用结束,本区开始发生弧-陆拼贴和陆-陆碰撞作用,大陆地壳持续缩短和加厚,在加厚下地壳或岛弧根部带约50km的深度,发生了区域性高压麻粒岩相变质作用,并导致了本区变基性岩和变泥质岩分别形成了石榴石+单斜辉石+斜长石±角闪石±石英±铁-钛氧化物和石榴石+蓝晶石+钾长石+斜长石+黑云母+石英+铁-钛氧化物+熔体的高压麻粒岩相矿物组合。(III)1870~1800Ma,在同碰撞峰期变质结束之后,本区造山作用进入了后碰撞构造折返-伸展演化阶段,先后经历了早期快速构造折返和晚期缓慢冷却降温两个构造热演化阶段。其中,在早期快速构造折返阶段,高压麻粒岩经历了峰后近等温或略微增温减压退变质作用的叠加,高压基性麻粒岩表现为沿石榴石边部形成了含斜方辉石的后成合晶。与此同时,早期快速构造折返阶段还伴随着热松弛和伸展作用,出现一系列的幔源基性岩浆活动,不仅导致了本区大量未经历高压麻粒岩相变质的变基性岩群的形成,同时也诱发了区内大规模的地壳深熔作用的发生。自温度高峰期之后,本区地壳岩石还经历了一个近等压冷却降温过程,并发生了区域性角闪岩相退变质作用,高压基性麻粒岩表现为石榴石和斜方辉石边部常出现含角闪石的退变边或后成合晶。最终,在1800Ma左右,本区含电气石花岗伟晶质岩脉的大量出现,则标志着胶北地体古元古代晚期(2000~1800Ma)俯冲-拼贴-碰撞造山作用的最终结束。     

深部地壳中的流体与剪切带

原始深部陆壳一般几乎没有流体。在强烈的构造作用(伸展作用、逆冲作用或剪切作用)期间及其后,深部地壳中可以有大量的流体,这些流体可能与以下各种现象有关:痳粒岩相变质作用、剪切带碱性花岗岩、碳酸盐岩—煌斑岩—正长岩杂岩和各种交代作用,包括区域碳酸盐化、霓长岩化、花岗岩化、可能还有极大离子亲石元素耗损。流体以H_2O—CO_2混合物为主,并有不等量的卤族元素、碱质及被溶硅酸盐成分。根据浓的含碳包体可以推断出,在某些深部地壳麻粒岩中(包括火山喷发物中与抬升的深部地壳中)含有富CO_2的流体。CO_2—H_2O为主的流体肯定是很好的氧化剂,它可以解释下地壳与上地幔Au、Sb、As和S的向上迁移及在浅部层次的浓集的现象。有大量CO_2是地壳源的可能性不大,无论是大气源亦或埋藏碳酸盐岩,因为它们具有其惰性。最有可能的来源是软流圈碳酸盐岩、金伯利岩和碱性玄武岩流体以及富含挥发份的岩石圈。随着岩浆的结晶作用可能有具各种CO_2/H_2O比值的流体析出,这主要取决于岩浆生成的深度、岩石圈的上升速度及其挥发份先期饱和程度。深位岩浆作用臣浓集有流体的岩石圈是C_2O与H_2O的有利储存部位。熔体与流体是在伸展条件下由地幔释放出来的,这种伸展条件可以是岩石圈走滑断层作用(张扭性),甚至是聚汇条件的局部伸展作用。流体可以向上传导热量,充分显示出其交代和熔融下地壳的能力。地壳的熔融可以出现在高CO_2流体的麻粒岩相条件下,从而产生了正长岩岩浆,这一点无疑可以通过幔源流体的作用来完成而无需有大量玄武质壳的底垫作用。如果幔源流体可穿过下部地壳,那么壳—幔反应的可能性就更大。其对同位素和痕量元素的影响很大,如在格陵兰Nordre Stromfjord剪切带及相当的巨型剪切带之类的高渗透带中。     

南阿尔金吐拉地区中压基性麻粒岩变质作用及地质意义

南阿尔金吐拉地区基性麻粒岩呈透镜体分布于泥质片麻岩中。基性麻粒岩主要矿物组成为石榴子石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、黑云母和斜长石,显示"巴罗式"变质作用(中压麻粒岩相变质作用)特征。目前南阿尔金吐拉地区发育的"巴罗式"变质岩研究相对薄弱,对岩石学特征、变质演化轨迹及"巴罗式"变质作用成因机制亦不明确。传统矿物温压计指示基性麻粒岩的峰期变质温压条件为T=820℃～870℃,P=8.0～8.5 kPa,退变质阶段温压T=700℃～750℃,P=6～7.5 k Pa,为一个降温降压顺时针型的P-T演化轨迹。锆石U-Pb定年加权平均年龄为～450Ma,结合岩相学研究和锆石特征,认为其代表了峰期麻粒岩相变质时代。基性麻粒岩与区域上深熔作用和花岗质岩浆作用变质年龄相似,较南阿尔金UHP榴辉岩和HP麻粒岩的峰期变质时代晚40～50 Ma,与榴辉岩折返过程中麻粒岩相叠加变质作用时代较相似。说明吐拉地区"巴罗式"变质作用及同时代花岗质岩浆作用和混合岩化作用可能是由于俯冲陆壳发生断离并开始折返上升,在伸展环境下由幔源岩浆上涌加热中地壳形成的。     

麻粒岩相变质作用与花岗岩成因-Ⅱ:变质泥质岩高温-超高温变质相平衡与S型花岗岩成因的定量模拟

高温-超高温变质岩石的矿物组合及组构特点取决于不同的进变熔融反应,不同程度的熔体丢失以及不同程度的退变反应三种过程的综合效应。利用相平衡定量研究方法可以很好地模拟进变熔融反应的类型、P-T条件、熔体含量及其丢失行为、以及熔融过程中熔体与残余物的化学成分变化等,这对探讨高温-超高温变质作用过程以及花岗岩的成因非常重要。对平均泥质岩(APR)进行相平衡模拟表明变质泥质岩在等压(0.8GPa)升温熔融过程中可发生5种熔融反应:饱和流体固相线、白云母脱水熔融、黑云母熔融、钾长石-石榴石熔融和铝铁镁矿物熔融,后两种熔融反应主要发生在超高温条件下。减压过程中发生怎样的熔融反应受减压温度控制:在麻粒岩相(如850℃)减压可发生钾长石熔融、黑云母熔融和钾长石-石榴石熔融反应;在高角闪岩相(如750℃)减压主要发生白云母脱水熔融和钾长石熔融;在超高温麻粒岩相(如950~1000℃)减压主要发生钾长石-石榴石熔融和铝铁镁矿物熔融。熔体成分受熔融反应和P-T条件控制,如在高角闪岩相发生的饱和流体固相线和白云母脱水熔融可形成弱过铝的奥长花岗质和二长花岗质熔体;在麻粒岩相发生的黑云母熔融和钾长石熔融形成的熔体具有强过铝的二长花岗岩成分;在中压超高温发生的钾长石-石榴石熔融和铝铁镁矿物熔融形成强过铝的二长(钾长)花岗岩质熔体,可形成石榴石花岗岩;在低压超高温下发生的铝铁镁矿物熔融可形成堇青石花岗岩。除了极端超高温下的铝铁镁矿物熔融外,其它熔融反应都会使残余物的成分更贫硅,贫Na_2O和K_2O,富FeO和MgO,但Al_2O_3和Mg#基本不变。高温-超高温下发生深熔的岩石只记录降温过程形成的固相线组合,但固相线的类型与温度条件取决于熔体的丢失行为。在不丢失熔体或者获得熔体的岩石中,岩石最后只记录流体饱和固相线组合;发生熔体部分丢失的岩石会记录缺流体固相线组合,并且熔体丢失越多,缺流体固相线的温度越高;发生全部流体丢失的岩石可记录岩石所达到的最高温度。因此,在一个麻粒岩相区,甚至一个野外露头上不同部位的岩石记录不同的P-T条件。熔体丢失是导致使麻粒岩相组合在升温过程中发生超高温变质,在降温过程中得以部分保存的重要条件。发生部分熔融的高级变质岩中随着温度升高,熔体含量增加,会发生锆石分解,只有在降温过程中发生锆石结晶,因此,麻粒岩中新生锆石只记录降温过程到固相线及以后的年龄,一般不会记录麻粒岩相峰期时代。对泥质高压麻粒岩来说,如果经历ITD型变质演化,会发生递进减压熔融,变质反应易于达到平衡,但如果减压速度快并使岩石直接抬升到地壳浅部,会出现一些ITD型结构标志,如残留金红石、蓝晶石,或在石榴石周围出现堇青石的反应冠状体等,此时锆石记录的退变质年龄会与峰期变质年龄相差不大(如10~30Myr);但如果泥质高压麻粒岩减压至中、深地壳,受其中有滞留熔体影响易于发育IBC型结构特征,表现为麻粒岩组合被(中压)角闪岩相组合叠加,在泥质岩中出现黑云母+夕线石构成的暗色条带,或者出现退变白云母和含白云母的浅色体。在中、深地壳经历IBC过程的麻粒岩锆石记录的退变质年龄会与峰期年龄相差很大(如~100Myr)。高级变质岩中由于出现熔体使水流体活度降低,麻粒岩作为排除部分熔体的残余物,其水活度更低。从这一角度来说,水活度低是麻粒岩相变质作用的结果,而不是条件。某些麻粒岩区之所以出现多期麻粒岩相变质叠加受流体行为控制。在亚固相线下流体饱和岩石变质熔融作用从饱和水固相线开始,然后依次发生含水矿物的脱水熔融和无水矿物熔融,这一过程中流体是内部缓冲的,在麻粒岩相温度峰期形成一组平衡矿物组合,难以保留峰期之前的信息。而流体不饱和岩石(如已形成的麻粒岩或岩浆侵入体)变质作用受外部注入流体控制,与构造变形密切相关。如果发生两期麻粒岩相变质叠加变质,在强应变域会形成晚期麻粒岩组合;在弱应变域,会出现两期麻粒岩组合,其中晚期矿物表现为反应冠状体或细粒交生体;而在一些应变非常弱的区域,可能只保留早期矿物组合。     

华北克拉通孔兹岩带东端孤山剖面石榴石基性麻粒岩的变质作用及年代学研究

大同孤山石榴石基性麻粒岩出露在华北克拉通孔兹岩带与中部带的构造接触部位,以大小不等的透镜体形式产于孔兹岩带内的夕线石榴片麻岩和紫苏二长片麻岩中.根据岩相学观察、矿物化学研究、P-T视剖面图和传统温压计计算结果,揭示孤山石榴石基性麻粒岩经历了4个阶段的变质演化:早期进变质阶段(M1)的主要矿物组合为石榴石核心及其内部包体矿物单斜辉石+角闪石+斜长石+石英+钛铁矿±金红石.反环带斜长石富钠核部记录了早期压力可达11k bar;峰期变质阶段(M2)的矿物组合是石榴石斑晶和基质中的单斜辉石+斜方辉石+斜长石+钛铁矿+石英,记录的温压条件为850～900℃、9～10kbar;峰期后降压阶段(M3)的标志是石榴石外围发育的后成合晶和冠状环,主要有单斜辉石+斜长石、斜方辉石+斜长石和角闪石+斜长石组合,其形成温压条件为760 ～820℃、5～8kbar;晚期低角闪岩相角闪石的生长表明岩石又经历了降温冷却的过程(M4),温度降至690℃以下.石榴石基性麻粒岩记录了含有近等温降压(ITD)阶段的顺时针变质作用P-T轨迹,揭示了阴山地块与鄂尔多斯地块之间俯冲碰撞加厚下地壳的折返过程.石榴石基性麻粒岩的变质锆石LA-ICP-MS U-Pb定年得到了两组变质年龄数据,分别为1945±25Ma和1828±36Ma,它们与阴山地块、鄂尔多斯地块碰撞形成孔兹岩带的时代及华北克拉通东、西陆块碰撞形成中部带的时代一致.结合该地区其他研究结果推断,石榴石基性麻粒岩在～ 1.95Ga鄂尔多斯地块与阴山地块碰撞过程中俯冲进入下地壳底部,经历早期的高压麻粒岩阶段,随后缓慢地抬升到下地壳上部;之后在～1.85Ga东、西部陆块碰撞过程中,石榴石基性麻粒岩折返到中上地壳.     

南极罗斯岛地区玄武岩中包裹体研究

南极罗斯岛玄武岩中分布着三种熔融包裹体(结晶质熔融包裹体、流体-熔融包裹体和玻璃质熔融包裹体)和CO_2流体包裹体。流体-熔融包裹体是一种新类型,它代表了从岩浆分异出热液的过程。本次研究中还发现了玄武岩浆的不混溶性,从而形成了富含K、Na和富含Fe、Mg的两种不同成分的岩浆。玄武岩中熔融包裹体的均一温度在1190—1350℃,其形成压力大于7.2—7.5 kbar。发现许多包裹体爆裂并有次生熔融包裹体形成,这证明玄武岩可能来自下地壳或上地幔。在这么深的地方形成的玄武岩浆分异出来的流体相主要是CO_2,而不是地壳中常见的H_2O,这对于了解上地幔、下地壳环境下可能存在的流体相方面有重要意义。     

太古代麻粒岩能从硅铝质岩浆库中直接结晶产生吗？

太古代麻粒岩地体中通常主要分布的是紫苏花岗岩—紫苏花岗闪长岩套。这套岩石地球化学特征类似于太古代克拉通的英云闪长质—奥长花岗质—花岗闪长质片麻岩(TTG)。开放系统的结晶分异模式认为,TTG地壳是由浅部英云闪长质岩浆结晶生成的。按照这个模式,我们认为,上述麻粒岩可能是对流循环的同一岩浆库的底部结晶生成的。随着深度增加流体的溶解度增大,这意味着在厚大对流岩浆库的底部H_2O和CO_2是不饱和的。这样就可以形成紫苏花岗岩组合。深部结晶作用可包括脱挥发份—熔融反应的逆过程,即耗损钾长石、斜方辉石和流体产生黑云母和石英。这种反应在结晶期间减弱了水的活动性,但不减少CO_2的活动性,因此,在逐渐固结过程中出溶的流体多半是富CO_2的。     

麻粒岩的研究进展与方法

近年来,有关麻粒岩的研究取得了长足进展,本文讨论了4个相关问题:(1)麻粒岩的大地构造环境与P-T轨迹.麻粒岩可以形成于4种大地构造环境中:(a)碰撞造山带以形成高压麻粒岩为特征,为中压相系,包括曾位于地壳浅部的岩石经历构造埋深达到变质峰期后再折返的过程,为顺时针型P-T轨迹;也包括曾经历洋壳或陆壳俯冲形成的高压-超高...     

内蒙古赤峰柴胡栏子金矿基性麻粒岩包体特征及其成矿动力学意义

柴胡栏子金矿位于华北板块北缘,属中温热液蚀变岩型金矿。金成矿与矿区北部的早中生代辉石闪长岩体有密切关系。在辉石闪长岩体内发育大量包体,可以分为基性麻粒岩和角闪岩两类包体。包体的地球化学、形成温压条件表明基性岩包体为来源于大陆下地壳的基性麻粒岩包体,来源深度大约相当于下地壳中部-中上部位置,为早中生代时期底侵作用的产物。角闪岩包体来源于下地壳上部-中地壳下部位置,被上升岩浆带至地壳浅部。包体和寄主岩石具有相似的地球化学和氧、铅、锶、钕同位素特征,说明二者具有相同的岩浆来源。基性麻粒岩包体为底侵作用早期形成的堆晶岩受到后续岩浆的烘烤发生麻粒岩化形成。基性麻粒岩和寄主岩石辉石闪长岩与金矿床形成的密切时空关系显示底侵作用对柴胡栏子金矿含矿流体形成、运移和矿质富集有重要控制作用,其中 H2O和CO2等挥发性组分对控制流体形成和演化有至关重要作用。基性麻粒岩包体发育为成柴胡栏子金矿成矿物质来源于深部提供了有力的证据。     

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。