大别山西段含蓝闪石-蓝晶石榴辉岩的相平衡研究

目前对于大别山西段超高压榴辉岩仍存在一些不清楚的问题和模糊的认识,如蓝闪石和蓝晶石组合的稳定范围,峰期温压条件和矿物组合,以及早期退变质过程的矿物演化和流体作用。本文对取自大别山西段新县高压-超高压榴辉岩单元内不同地点的超高压榴辉岩样品进行了详细的岩石学和矿物学研究,在此基础上使用相平衡定量分析方法的 PT 视剖面图对它们进行了正演模拟计算,结果表明:含蓝闪石和蓝晶石榴辉岩处于相对低温或低压的蓝闪石榴辉岩和相对高温高压的蓝晶石榴辉岩的过渡区,其稳定的温压范围大致为温度590～700℃,压力1.7～3.3GPa,而且压力大于2.5GPa 时温度范围很窄,为600～640℃。由石榴石边缘成分和 PT 视剖面图确定的榴辉岩峰期温压条件为压力2.85～2.95GPa 和温度625～630℃,峰期矿物组合为石榴石 绿辉石 蓝闪石 蓝晶石 硬柱石 柯石英±多硅白云母。峰期之后,榴辉岩经历了快速近等温降压(ITD)的早期高压退变质作用,这是一个非平衡过程,所发生的主要变化如下:柯石英→石英,硬柱石→黝帘石 蓝晶石,在相对富镁岩石中出现滑石,当水含量较高时可以出现钠云母,蓝闪石在原来基础上有一定量的生长,并且绿辉石和多硅白云母很可能只部分地发生了成分变化,而石榴石几乎未发生改变。这样形成了目前观察到的矿物组成为石榴石 绿辉石 蓝闪石 蓝晶石 黝帘石/绿帘石 石英±多硅白云母±钠云母±滑石,它代表了 UHP 榴辉岩在早期高压退变质阶段结束时所具有的矿物组成,这一阶段结束时的温压条件大致为2.0～2.2GPa 和600～630℃;早期高压退变质阶段是脱水过程,流体是内部缓冲的。     

大别山超高压正片麻岩：岩石学及变质演化

大别山超高压片麻岩与正常（中低压）片麻岩呈互层状产生，原岩相当于安山质火山岩。超高压片麻岩的特征矿物组合为石榴子石＋绿辉石＋多硅白云母＋斜黝帘石＋石英／柯石英＋金红石±蓝晶石±纳云母，高压矿物包体、冠状反应结构、假象结构和局部不平衡结构可作为其岩相学鉴别标志。它们经历了与含柯石英榴辉岩可对比的超高压变质（＞2．7GPa、672～725℃）和中低压绿帘角闪岩相退变质（0．3～0．7GPa、450～520℃）两个主要演化阶段，其退变质作用与围岩区域变质作用的一致性有可能说明二者自始至终经历了同一演化过程。     

华中高压－超高压变质富铝岩石的温压条件研究及其地质意义

华中高压－超高压变质富铝岩石为陆壳岩石经变质而成，其典型的岩石类型为蓝晶石黄玉石英岩。矿物温压计估算其ｐ－Ｔ条件为Ｔ＝７００℃，ｐ＝１．２ＧＰａ；高温高压实验结果表明，蓝晶石＋黄玉组合在Ｔ＝１０００～１２００℃，Ｐ＝３．１～３．７７ＧＰａ范围内可以稳定存在，是高压－超高压变质作用产物。在蓝晶石石英岩中发现柯石英及柯石英假象，区域上其它岩石组合也有高压－超高压变质作用的证据。变质富铝岩石为榴辉岩相变质作用产物，从而证明陆壳岩石可以经历＞２．０ＧＰａ的变质压力条件。     

超高压变质作用

本文简要概述了近年在西阿尔卑斯、挪威西部、我国中东部及苏联一些地区超高压变质岩石的最新研究成果,指出柯石英及其向石英转变而形成的张裂结构是鉴别这一超高压变质作用的主要标志.指示超高压变质条件的其它矿物及矿物组合的尚有镁十字石、ellenberserite、硬玉十蓝晶石、滑石十蓝晶石和滑石十多硅白云母等,金刚石代表更极端的高压条件.超高压变质作用的边界压力>2.SGPa,温度约700~840C,代表一个近于7℃/km的极低的地热梯度,其退化轨还为压力和温度同时降低.超高压变质岩石严格地产出于陆内造山带,表明它们是在大陆与大陆碰撞过程中由深俯冲作用形成的,其俯冲深度可超过90km,使柯石英得以保存的快速构造抬升可能是连续俯冲一仰冲的结果.     

五台山地区原金刚库组中含蓝晶石组合的变质作用及其意义

本文对山西五台山地区与超镁铁质岩密切共生的含蓝晶石的各类片岩进行了研究。研究发现，在蓝晶石铝直闪石片岩中存在一种特殊的冠状体结构，即蓝晶石和铝直闪石被它们之间内圈的十字石十刚玉十绿泥石和外圈的堇青石所包绕。这种特殊的反应边结构，说明岩石曾处于较高的压力条件下（０．９～１．４ＧＰａ），然后经历了明显的近等温的减压过程。其它类型的含蓝晶石片岩，也包含了高压变质矿物组合，并经历了同样的变质演化过程。这种演化历史与该区经历了古洋壳俯冲，消减，弧陆碰撞和伴随的迅速折返和抬升是密切有关的。     

华中榴辉岩及其成因的若干问题

榴辉岩是华中高压变质带的特征岩类之一。根据其共生的矿物组合可划分出四类榴辉岩:角闪(蓝闪)榴辉岩,蓝晶石榴辉岩、柯石英榴辉岩和石英榴辉岩。其中蓝闪榴辉岩主要分布于团麻断裂以西地区;柯石英榴辉岩均出露于团麻断裂以东地区。根据矿物对地质温压计和变质矿物组合估测,西部地段榴辉岩的形成条件为p=1.1～1.5GPa,t=540～600℃,中东部地段榴辉岩为p≥2.5GPa,t=700～800℃。 根据岩石组合、矿物组合和构造环境分析,绝大多数(如果不是全部的话)榴辉岩与围岩经历了相同的高压—超高压变质作用,是同一构造运动旋回中不同构造部位的变质产物。蓝闪榴辉岩和柯石英榴辉岩的地质环境和退变质作用特征具有重要的大地构造意义。     

喜马拉雅造山带核部的变质作用与部分熔融:亚东地区高压泥质麻粒岩的岩石学与年代学研究

喜马拉雅造山带核部的高喜马拉雅结晶岩系是印度大陆深俯冲到欧亚板块之下经历了高压变质作用的产物,记录了喜马拉雅造山带的形成与演化历史。本文对喜马拉雅造山带中段亚东地区高喜马拉雅结晶岩系中的泥质麻粒岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究,结果表明泥质麻粒岩经历了复杂的变质演化和部分熔融,可识别出三期变质矿物组合。早期进变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+黑云母+白云母+石英,峰期变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+黑云母+蓝晶石+石英,晚期退变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+夕线石+黑云母+白云母+石英。相平衡模拟表明,该泥质麻粒岩经历了高温、高压的峰期变质条件为800~835℃和12.8~14kbar,在进变质和峰期变质过程中经历了白云母和黑云母脱水熔融,所形成的熔体量至少为5%~8%。麻粒岩的晚期退变质条件为720~740℃和7.6~8.3kbar。这表明泥质麻粒岩经历了一条以高压麻粒岩相峰期变质和降温、降压退变质为特征的顺时针P-T轨迹。锆石U-Pb定年结果表明,麻粒岩相变质和深熔作用发生在28.5~17.0Ma。本研究表明高喜马拉雅结晶岩系的上部构造层位经历了高压麻粒岩相变质作用,而不是以前认为的以高温、低压变质作用为特征,并为喜马拉雅造山带构造演化的研究提供了新的见解。     

苏鲁地体超高压矿物的三维空间分布

采用激光拉曼技术,配备电子探针和阴极发光测试,确认苏鲁地体大多数花岗质片麻岩,所有类型片麻岩、斜长角闪岩、蓝晶石英岩和大理岩的锆石中均隐藏以柯石英为代表的超高压包体矿物组合。其中花岗质片麻岩典型超高压包体矿物为柯石英±多硅白云母;副片麻岩为柯石英+石榴子石+绿辉石、柯石英±石榴子石+硬玉+多硅白云母+磷灰石、柯石英+多硅白云母±磷灰石;斜长角闪岩为柯石英+石榴子石+绿辉石±金红石;蓝晶石英岩为柯石英+蓝晶石+金红石+磷灰石、柯石英+蓝晶石+多硅白云母+金红石;大理岩为柯石英+透辉石、柯石英+橄榄石。表明苏鲁地体由榴辉岩及其围岩所组成的巨量陆壳物质曾普遍发生深俯冲,并经历了超高压变质作用。锆石的矿物包体分布特征及相应的阴极发光图像研究表明,在同一样品中,锆石的成因特征存在明显差异。有的锆石显示继承性(碎屑)锆石的核(core)、超高压变质的幔(mantle)和退变质的边(rim);有的锆石则具有超高压的核、幔和退变质的边;而有的锆石却记录了深俯冲的核、超高压的幔和退变质的边。标志着苏鲁超高压变质带各类岩石副矿物锆石均具有十分复杂的结晶生长演化历史。因此,在充分研究锆石中矿物包体性质、分布特征以及相应阴极发光图像的基础上,采用SHRIMP离子探针技术,在锆石晶体的不同     

内蒙古中部早元古代造山事件中麻粒岩相低压变质作用

内蒙古中部早元古代麻粒岩相低压变质地壳,根据富铝片麻岩中的长石种类和岩石组合,可划分为南北2个带、6个岩石组合。它们代表着不同的变质层状岩系序列及其所经历的变质作用的温度、压力条件和构造背景。矿物的包裹结构和反应边组构,记录了高温低压矿物组合取代了中温高压矿物组合:石榴子石+石英→紫苏辉石+斜长石,蓝晶石→矽线石及石榴子石+蓝晶石/矽线石+石英→堇青石。岩石的变形组构、矿物组合的转变关系和变质作用的PTt轨迹表明:本区与变质作用同期的高温正滑韧性剪切作用,是麻粒岩相低压变质地壳形成的主要原因。由中温高压变质环境转入高温低压变质环境是造山事件中推覆作用与拉伸作用联合作用的结果。     

木兰山低温高压微变质体中SiO2非晶相的特征和意义

木兰山低温高压变质岩中的石英脉及其围岩的矿物组成，变质结构和界面特征的光学显微镜和电子探针研究表明，该石英脉为同构造重结晶脉，经历过低温高压变质作用，其变质温度压力条件与围岩矿物的形成条件相同，透射电镜亚微米纳米尺度分析表明，该石英脉中存在一种已部分转变成α-石英纳米晶的SiO2非晶相，且观察到类似于柯石英假象的胀裂现象。并认为SiO2非晶相的形成及其变化特征可能是大别山高压超高压变质带南缘蓝片岩的一次俯冲和快速折返过程的超显微证据。     

大别山朱家冲高压榴辉岩变质演化特征分析

研究表明大别山朱家冲榴辉岩属于典型的高压榴辉岩,其具有复杂的变质演化历史。根据岩相学、矿物成份化学和热力学分析表明,该类榴辉岩记录了6期变质过程,具有“顺时针”的P?T演化轨迹。由Ⅰ?阶段、Ⅱ?阶段至Ⅲ?阶段显示了近于等温增压进变质特征,并在 Ⅲ?阶段压力值最高达到P＝2.53 GPa; Ⅳ?阶段和Ⅴ?阶段则表现为增温降压退变过程,温度在 Ⅴ?阶段最高达到T＝627 ℃; 到Ⅵ?阶段则为降温降压过程。该过程暗示了高压板片在俯冲和折返过程中可能处于一个非匀速的状态。推测朱家冲榴辉岩后期增温退变的过程可能是源于受扰动的地温线恢复、超高压榴辉岩退变过程的“散热”以及该类榴辉岩对温度变化极为敏感所致。     

大别山石榴石中的柯石英包裹体模型化分析

在大别山超高压变质带中发现的柯石英多数已经完全退变为聚晶石英，并伴随着包裹它的外层基质的破裂现象。通过对这一现象的分析可以揭示变质岩形成的一些历史信息。在透射电子显微镜(TEM)下可以观察到石榴石—柯石英包襄体分为石榴石基质层。退变石英层和柯石英层，以此建立一个三层复合球模型。基质石榴石层的p—T轨迹可以看成与已知的外界变质岩轨迹一样，而内部石英和柯石英层在基质发生破裂前可看成降压降温的生长退变过程，这一体积增大过程最终导致石榴石层的破裂。模型根据已知的大别山变质岩的温度变化速率，计算出石榴石—柯石英包体的发生破裂的温度条件，并模拟柯石英不同退变程度所对应的不同路径，从而得出变质岩不同的抬升路径。     

柴北缘都兰高压麻粒岩的变质演化及形成的动力学背景

在柴北缘-阿尔金HP/UHP变质带东端,新识别出一个高压麻粒岩单元.高压基性麻粒岩是高压麻粒岩单元的主体,还包括少量高压中酸性麻粒岩.高压基性麻粒岩主要由平衡共生的石榴子石、单斜辉石、斜长石组成,还含有不等量的蓝晶石、角闪石、石英、金红石、黝帘石/斜黝帘石、钛铁矿、方柱石等矿物.高压长英质麻粒岩主要包括石榴子石、蓝晶石、钾长石、斜长石、石英等矿物,并具有少量的单斜辉石和角闪石.岩石学和矿物学数据显示高压麻粒岩经历了多阶段的变质演化,温压计算获得峰期高压麻粒岩相的变质条件为1.40～1.85GPa和800～925℃.退变质高角闪岩相的变质条件为P=0.80～1.05GPa和T=580～695℃：进一步的退变质作用发生在低角闪岩相/绿片岩相条件下(<0.8GPa和<550℃).岩石学、矿物学及年代学资料研究表明都兰地区的高压麻粒岩具有与相邻榴辉岩不同的变质演化历史,而不是榴辉岩在抬升过程中热松弛作用所致.高压麻粒岩可能形成于与陆壳俯冲相关的造山带增厚的陆壳根部环境,形成的深度为50～70km.     

豫南─鄂北大别山北部高压角闪石榴辉岩的研究

一个高压角闪石榴辉岩带出现在豫南─鄂北大别山高压超高压变质单元的最北部。榴辉岩的矿物组合为石榴石＋绿辉石＋角闪石＋绿帘石＋多硅白云母＋石英＋金红石。采用Ｐｏｗｅｌｌ等（１９９４）的Ｔｈｅｒｍｏｃａｌｃ估计的温压条件：压力为１．８－２．４ＧＰａ，温度为４９０－５９２℃。这个带的榴辉岩在矿物组合，矿物成分和温压条件上明显不同于该高压变质单元中其它带的榴辉岩。     

豫南——鄂北大别山北部高压角闪石榴辉岩的研究

一个高压角闪石榴辉岩带出现在豫南——鄂北大别山高压超高压变质单元的最北部。榴辉岩的矿物组合为石榴石+绿辉石+角闪石+绿帘石+多硅白云母+石英+金红石。采用Powell等(1994)的Thermocalc估计的温压条件:压力为1.8-2.4GPa,温度为490-592℃。这个带的榴辉岩在矿物组合,矿物成分和温压条件上明显不同于该高压变质单元中其它带的榴辉岩。     

德国Mnchberg地块榴辉岩的岩石学研究

Ｍüｎｃｈｂｅｒｇ地块是一个角闪岩相变质的结晶基底,构造推覆于极低级变质古生代火山－沉积岩之中．榴辉岩呈透镜状或互层状产于斜长角闪岩、片麻岩和大理岩之中．榴辉岩的原生矿物组合是石榴石、绿辉石、石英和金红石,可含少量蓝晶石、多硅白云母和黝帘石,峰期变质作用的温度为６００～７００℃,压力＞２．５ＧＰａ,接近柯石英的稳定范围．在榴辉岩的抬升过程中经历了从榴辉岩到角闪岩相、绿片岩相和葡萄石绿纤石相退变质作用．退变质作用的早期为近等温降压过程,晚期为降压和快速降温过程．     

北大别超高压榴辉岩的快速折返与缓慢冷却过程

岩石学研究表明,北大别超高压榴辉岩经过了超高压和高压榴辉岩相变质作用以及麻粒岩相叠加和角闪岩相退变质作用.其中,高压麻粒岩相和角闪岩相变质阶段形成的后成合晶以及石榴子石和单斜辉石等矿物中成分分带的存在,证明该区榴辉岩经历了一个快速折返过程;而不同变质阶段的温度、压力和形成时代,却反映该区榴辉岩在峰期超高压变质作用之后又经历了一个缓慢冷却过程.超高压岩石折返期间的缓慢冷却过程也许正是北大别长期难以发现柯石英和有关超高压证据的重要原因.因此,本文为大别山不同超高压岩片的差异折返模型的建立提供了新的证据.     

贺兰山高压泥质麻粒岩——华北克拉通西部陆块拼合的岩石学证据

贺兰山孔兹岩系作为华北克拉通西部孔兹岩带的重要组成部分,其成因问题一直存在争议。近来,在对贺兰山富铝岩系研究过程中,发现了具有"蓝晶石+条纹长石+石榴石"特征组合的高压泥质麻粒岩。通过岩相观测与相平衡定量模拟,确定其曾经历四个阶段的变质演化过程,即早期进变质阶段(M1)、变质峰期阶段(M2)、峰期后降压阶段(M3)和晚期退变阶段(M4)。早期进变质阶段,以石榴石中包裹黑云母和白云母为特征。变质峰期阶段,以出现"蓝晶石+条纹长石+石榴石"组合为特征,变质温、压条件为850～870℃、1.4～1.5GPa。峰期后降压阶段以峰期石榴石和蓝晶石转变为堇青石和夕线石为特征,温压条件大致为840～860℃、0.6～0.8GPa。晚期退变阶段以出现新生黑云母为标志,温、压条件为780～810℃、0.45～0.55GPa。PT轨迹具有顺时针演化样式,峰期后表现为先发生近等温降压(ITD)、后发生近等压冷却(IBC)的退变过程,反映陆-陆碰撞发生高压麻粒岩相变质作用,后又快速折返到正常地壳深度的变质动力学过程,进而从岩石学角度证明华北克拉通西部孔兹岩带是由北部的阴山陆块与南部的鄂尔多斯陆块发生碰撞所致。     

木兰山低温高压微变质体中SiO_2非晶相的特征和意义

木兰山低温高压变质岩中的石英脉及其围岩的矿物组成、变质结构和界面特征的光学显微镜和电子探针研究表明,该石英脉为同构造重结晶脉,经历过低温高压变质作用,其变质温度压力条件与围岩矿物的形成条件相同。透射电镜亚微米纳米尺度分析表明,该石英脉中存在一种已部分转变成α-石英纳米晶的SiO2非晶相,且观察到类似于柯石英假象的胀裂现象。并认为SiO2非晶相的形成及其变化特征可能是大别山高压超高压变质带南缘蓝片岩的一次俯冲和快速折返过程的超显微证据。     

哀牢山岩群的低压变质作用特征

云南哀牢山岩群的中深变质岩系中产有蓝晶石、红柱石及矽线石等特征变质矿物。发现红柱石包绕蓝晶石边缘的反应冠状体等非平衡反应结构,结合其它低压变质矿物特征研究后认为：哀牢山岩群在元古变质旋回经历了中压区域变质向低压区域变质作用的动态转变。在元古变质旋回晚期,由于地壳隆升降压,相应发生了低压角闪岩相的区域变质,从而形成了红柱石、针状矽线石、硅灰石及堇青石等低压变质矿物。