柴达木北缘鱼卡-落凤坡榴辉岩-片麻岩单元的变质变形深化

鱼卡-落风坡榴辉岩-片麻岩单元位于柴北缘HP/UHP变质带的西段.微构造分析和岩相学观察显示,榴辉岩及相关岩石经历了3期与俯冲和折返作用有关的变质变形阶段:①前榴辉岩相阶段,变质变形组构主要以包裹体的形式保存在具有生长环带的石榴子石核部,矿物组合为Ep Pl Amp,并局部显示出S形或反S形分布的特征,反映与俯冲作用有关的变形组构以不对称的旋转应变为特征.②榴辉岩相变质变形阶段,以绿辉石、多硅白云母等矿物围绕石榴子石定向分布为特征,构成榴辉岩相条件下的面理和拉伸线理.缺乏明显的不对称组构,显示榴辉岩相的变形作用以共轴变形为特征.③后榴辉岩相变质变形阶段,以角闪石、斜长石等矿物的定向分布为特征,其变形组构主要存在于围绕榴辉岩透镜体分布的退变榴辉岩(角闪石化榴辉岩)和围岩中,与区域上占主导地位的片麻岩中角闪岩相的变形构造一致,与榴辉岩的折返作用有关.榴辉岩及相关岩石的变质变形演化代表了鱼卡-落风坡榴辉岩-片麻岩单元从俯冲到折返的构造热历史.     

柴达木北缘鱼卡河榴辉岩变质时代及其折返过程

为揭示柴北缘超高压变质带的变质时代与折返过程,利用Ar--Ar同位素定年法对鱼卡河和锡铁山地区的榴辉岩进行了研究。结果表明,鱼卡河榴辉岩的峰期变质作用发生在早—中奥陶世(477～466 Ma),而锡铁山榴辉岩中的韭闪石年龄((407±4)Ma)指示了早泥盆世的退变质时间。综合前人研究成果可知柴北缘超高压变质带形成于495～421 Ma,且具有明显的两阶段特征(477～466 Ma与434～421 Ma),其中早阶段为洋壳俯冲的产物,晚阶段为大洋关闭后陆壳深俯冲的结果。祁连陆块与柴达木—东昆仑板块在早泥盆世发生不同方位的俯冲挤压,并导致超高压变质带折返,超高压变质体普遍发生部分熔融和退变质,出现以榴辉岩为中心向外榴辉岩--榴闪岩--斜长角闪岩--花岗片麻岩渐变过渡的退变质带。     

柴达木北缘超高压变质带形成与折返的时限及机制

位于青藏高原北缘的祁连山加里东造山带的形成是阿拉善板块、祁连微板块及柴达木一东昆仑板块在加里东期间汇聚和碰撞的结果。祁连微板块和柴达木一东昆仑板块之间的柴(达木)北缘超高压变质带形成于495～440Ma,是继南祁连洋壳向北俯冲于祁连微板块下形成增生的柴北缘火山岛弧带之后,陆壳深俯冲的产物。柴北缘超高压变质带是在祁连微板块及柴达木一东昆仑板块之间的“正向陆内俯冲”向“斜向陆内俯冲”转化过程中“斜向挤出”机制下折返的,开始折返年龄为470～460Ma,最后的折返时间为400～406Ma。折返构造很好地保存在超高压变质岩石中,并且记录了广泛的退变质作用。     

豫南中温榴辉岩中角闪石的变质演化

在该区中温榴辉岩的各个演化阶段中，出现了不同成分的角闪石。石榴石环带及其核部的闪石等矿物包囊体记录了前榴辉阶段及其进变质演化的特征。在榴岩阶段晚期，蓝闪石稳定出现，其成分环带反映了压力降低的连续过程；角闪石－斜长石后成合晶为石榴石和绿辉石的退变质产物；退变质后期，钙质闪石大量出现。角闪石的矿物组合及其成分变化，反映了中温榴辉岩的顺时针变质演化过程。     

东昆仑—柴达木北缘地区早古生代火山活动与构造演化

在分析整个特提斯构造域的基础上,从火山岩的角度对东昆仑—柴达木北缘地区构造演化进行系统的研究,提出东昆仑—柴达木北缘地区早古生代火山活动反映了柴达木微板块从华北板块上裂解下来以后经历的大范围的拉伸作用,在昆中、祁漫塔格和柴达木北缘等地形成拉伸盆地或小洋盆,但并未形成典型的洋壳,并利用岩石微量元素对早古生代时期岩石圈厚度进行了初步的估算。     

青藏高原东北缘共和-茶卡盆地晚新生代构造变形与地貌演化

青藏高原东北缘作为现今高原向北东方向最新扩展生长的前缘部分,包括了南部高海拔、低起伏的东昆仑高原以及北部盆山相间的祁连山高原及其邻近地区。有关该区晚新生代构造变形及地貌演化研究,有助于揭示青藏高原生长过程的动力学机制。文章选择青藏高原东北缘共和羊曲、茶卡大水桥等新近纪沉积剖面,通过总结磁性地层学、沉积学资料,综合厘定了共和-茶卡盆地及邻区约20 Ma以来的盆地消亡及地貌演化过程;在现有盆地沉积、构造热年代学以及夷平面变形等研究结果基础上,获得青海南山和共和南山及其前陆的构造缩短量分别为0.8~2.2 km和5.1~6.9 km;并以约6~10 Ma和约7~10 Ma的生成地层记录的变形时间为约束,得到晚中新世以来的缩短速率分为0.1~0.2 mm/a和0.8~1.0 mm/a,这与断裂陡坎揭示的断裂逆冲速率及现今GPS观测相符合,表明10 Ma以来构造变形速率的相对稳定性和连续性;共和-茶卡盆地及祁连山南缘广泛发育低起伏地貌面,后期被不断抬升至现今高度塑造高原地貌形态。上述认识为理解晚新生代以来青藏高原东北缘的形成过程提供了基础资料。

     

柴北缘鱼卡河榴辉岩的变质演化——石榴石成分环带及矿物反应结构的证据

柴北缘鱼卡河榴辉岩的典型矿物组合为石榴石-绿辉石-多硅白云母-金红石。其中粗粒石榴石变斑晶普遍保存进变质生长环带,从核部到边部石榴石的化学成分、包体矿物的种类和粒度皆呈现出规律的分带性。岩相学和矿物化学研究进一步表明,该榴辉岩经历了前榴辉岩相、榴辉岩相及后榴辉岩相三个主要变质演化阶段。前榴辉岩相以石榴石核部成分及核部包体矿物组合石榴石(GrtⅠ) 角闪石(AmpⅠ) 斜长石(PⅡ) 石英(Qtz)为特征,P-T 估算结果为450～500℃和0.6～0.7GPa。榴辉岩相变质阶段又可细分为早期、峰期榴辉岩和退变角闪榴辉岩三个亚相。早期榴辉岩亚相以石榴石幔部成分和幔部包体矿物组合石榴石(GrtⅡA) 绿辉石(OmpⅡA) 多硅白云母(PheⅡA)±黝帘石(Zoi) 金红石(Ru)为代表,估算的温压条件为580～640℃和2.4～2.5GPa;峰期榴辉岩相以石榴石的边部(GrtⅡB)及基质中绿辉石(OmpⅡB)和多硅白云母(PheⅡB)的核部为代表,矿物组合为 GrtⅡB OmpⅡB PheⅡB Ru,估算的 P-T 条件为620～680℃和3.0～3.4GPa;退变角闪榴辉岩相以共生的石榴石的最边部(GrtⅡC)、基质绿辉石(OmpⅡC)和多硅白云母(PheⅡC)的边部及镁红闪石(AmpⅡ)组合为代表,矿物组合为 GrtⅡC OmpⅡC AmpⅡ PheⅡC,估算的 P-T 条件为700～720℃和2.3～2.4GPa。后榴辉岩阶段主要为麻粒岩-高角闪岩相,以绿辉石分解形成透辉石 钠长石冠状体以及进一步分解形成韭闪石 斜长石,铁红闪石分解形成浅闪石 斜长石为代表,P-T 估算结果为550～600℃和0.6～1GPa。温压估算结果表明,鱼卡河榴辉岩经历了升温升压—升温降压—降温降压的一个顺时针 P-T 演化轨迹,它记录了从俯冲-超高压变质-抬升的连续的演化过程。峰期变质条件为630～680℃和3.0～3.4GPa,已达超高压变质范畴。榴辉岩中进变质矿物组合和生长环带的保存说明榴辉岩的形成经历了相对快速的俯冲和折返的动力学过程。     

鄂北—豫南地区榴辉岩相岩石变质作用演化特征

鄂北－豫南地区榴辉岩相变质岩石类型多样,其野外产状和岩石化学特征反映了原地变质成因。根据区域地质及榴辉岩相变质岩石的野外产状,结合榴辉岩中石榴石绿辉石的Ｆｅ２＋－Ｍｇ互换温度计所计算出的峰期变质温度,将本区榴辉岩分为两类,一类为中温榴辉岩,产于晚太古界—早元古界大别群,为Ｂ类榴辉岩,由绿帘角闪岩相岩石进变质形成。榴辉岩相变质作用分为两阶段,首先为柯石英榴辉岩相阶段,其峰期变质条件为Ｔ＝６００℃～７００℃,Ｐ＝２．７～３．０ＧＰａ,然后近等温降压,出现蓝闪石等含水矿物,为蓝闪石榴辉岩相阶段,此时水活度在榴辉岩相变质过程中起着重要作用;另一类为低温榴辉岩,产于中元古界七角山组,为Ｃ类榴辉岩,由蓝片岩相岩石进变质形成,其峰期变质条件为Ｔ＝４９０℃～５６０℃,Ｐ＜１．５ＧＰａ。中温榴辉岩与低温榴辉岩具有不同的变质作用特征。最后讨论了本区高压变质带的成因演化。     

柴北缘鱼卡榴辉岩的pT演化历史

鱼卡榴辉岩位于柴北缘HP/UHP变质带的西段,榴辉岩呈透镜状或似层状分布在变质泥质岩、花岗质片麻岩及少量大理岩中,主要由石榴石和绿辉石组成,具有含量不等的多硅白云母、角闪石、黝帘石(斜黝帘石或绿帘石)、金红石和石英等。岩相学和矿物化学研究显示榴辉岩经历了3期与俯冲和折返作用有关的变质演化阶段:(1)前榴辉岩相进变质阶段,榴辉岩矿物组合为石榴石(核) 绿帘石 斜长石 角闪石,以包体的形式保存于具有生长环带的石榴石核部,形成的温压条件为p=1.06～1.11GPa,t=560～577℃;(2)榴辉岩相变质阶段,以绿辉石、多硅白云母等矿物围绕石榴石定向分布为特征,其矿物组合为石榴石(边) 绿辉石 多硅白云母±黝帘石,温压估算获得榴辉岩相的变质条件为p=2.35～2.52GPa,t=610～680℃;(3)后榴辉岩相变质阶段,矿物组合为石榴石 角闪石 斜长石,主要存在于围绕榴辉岩透镜体分布的退变榴辉岩(角闪石化榴辉岩)中,形成的温压条件为p=1.09±0.12GPa,t=635±44℃。研究结果显示榴辉岩的pT轨迹具有“发卡”型特点,表明鱼卡榴辉岩经历了快速俯冲和折返的演化历史。     

柴北缘都兰地区含石榴石、蓝晶石片麻岩的变质演化历史

在柴北缘超高压变质带东段,新识别出一个高压麻粒岩单元,其主要的岩石组合包括基性（长英质）高压麻粒岩、花岗质片麻岩、富铝质片麻岩（片岩）、石榴角闪岩和英云闪长岩。岩相学和变质反应序列、矿物化学和温压估算结果表明,蓝晶-石榴-黑云-二长片麻岩共经历了4阶段的变质演化：Ⅰ早期进变质阶段,以石榴石核部发育的黑云母、白云母、斜长石和石英等矿物包裹体为特征;Ⅱ峰期高压麻粒岩相阶段,矿物组合为石榴石+蓝晶石+条纹长石+斜长石+石英,金红石Zr温度计和GASP压力计限定其峰期温压条件为：t=800～840℃和p=1.4～1.6GPa;Ⅲ高角闪岩相退变质阶段,矿物组合为石榴石（边部）+黑云母+长石+石英;Ⅳ晚期低角闪岩相-绿片岩相退变质阶段,以蓝晶石周围出现的Ms+Pl±Zo和Mrg+Qtz±Ms±Pl后成合晶为特征。锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果指示高压麻粒岩相变质时代为431Ma。蓝晶-石榴-黑云-二长片麻岩具有顺时针的pt演化轨迹,与基性高压麻粒岩形成于相同的动力学过程。     

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.     

The Luliangshan garnet peridotite massif of the North Qaidam UHPM belt, NW China - a review of its origin and metamorphic evolution

The Luliangshan garnet peridotite massif is an ultramafic complex in the North Qaidam UHPM belt, NW China. The strongly layered complex comprising garnet-bearing dunite, garnet-harzburgite, garnet-lherzolite and garnet-pyroxenite and garnet-free dunite, occurs together with eclogite embedded in various continental gneisses. The geological setting, the internal structure, bulk-composition, rare earth elements, isotopic and mineral composition data show that the garnet peridotite derives from a middle Ordovician Alaskan-type layered sub-arc cumulate intrusion of ascending mantle wedge melts. An abyssal peridotite protolith can be excluded. During the Ordovician-Silurian continental collision, thickening and foundering, the Luliangshan peridotite complex was exposed to ultrahigh pressures (UHP) reaching 5.5 GPa possibly >6 GPa at temperatures of 900 °C (perhaps up to 1000 °C) corresponding to a depth of ∼200 km. The extreme pressure conditions have been derived from thermobarometry using mineral compositions of the garnet peridotite assemblages, but they are supported by a wealth of decompression-induced mineral exsolutions in UHP minerals and by diamond inclusion in zircon. The Luliangshan garnet peridotite has experienced four stages of retrograde overprint during exhumation that lasted into the Devonian: (i) decompression-induced unmixing of the UHP minerals; (ii) garnet kelyphitisation; (iii) amphibole overprinting and (iv) serpentinization. Hydrous minerals occurring within peak metamorphic assemblage represent pseudo-inclusions, that is reaction products of reactions related to various stages of decompression and cooling rather than prograde inclusions during porphyroblast growth.     

柴达木北缘超高压变质带中的岛弧火山岩

青藏高原北部柴北缘发育一套与超高压变质带并行的早古生代岛弧火山岩带,岛弧火山岩以玄武岩类为主,包括一些中酸性岩类,岩石以普遍遭受绿片岩相蚀变为特征,区别于该地区普遍遭受角闪岩相区域变质的元古代的基性火山岩。该早古生代的岛孤火山岩显示三组地球化学特征:①VTG-Ⅰ,岛弧拉斑玄武岩(IAT);②VTG-Ⅱ,高Al次钙碱性-碱性过渡型玄武岩;③VTG-Ⅲ,较N-MORB更亏损的拉斑玄武岩(异常MORB)。研究认为前两组火山岩是成熟岛弧两个发育阶段的特征性产物:洋壳俯冲到陆壳的初用,由俯冲洋壳和地幔楔的部分熔融形成岛弧拉斑玄武岩(IAT),随着俯冲板块的速度加快和岛弧周围地壳的加厚,则形成钙碱性玄武岩(CA)、高Al玄武岩。第三组火山岩形成于弧间盆地,由亏损的地幔楔高度部分熔融形成比N-MORB亏损的的火山岩(异常MORB)。岛弧火山岩的锆石LA-ICP-MS法U-Pb年龄为514.2±8.5 Ma,说明柴北缘在早古生代发生过洋壳向陆壳的俯冲作用。鉴于该地区代表陆-陆俯冲作用的柴北缘超高压变质岩石也是形成于早古生代(494Ma),认为陆-陆俯冲作用发生在洋-陆俯冲作用之后,二者时间和空间相伴随。     

高压麻粒岩相变质作用及深熔作用:以柴北缘都兰地区为例

在一些俯冲/碰撞造山带中,高压麻粒岩相变质作用通常伴随着广泛的深熔作用。本文以柴北缘超高压变质带都兰地区的基性高压麻粒岩和浅色体为研究对象,在详细的野外观察的基础上,结合岩相学和年代学等研究方法,探讨高压麻粒岩相变质作用与深熔作用的关系及形成机制。从野外关系来看,浅色体主要呈层状、似脉状、补丁状或网络状分布在暗色的基性高压麻粒岩(残留体,residuumormelanosome)中,或与基性高压麻粒岩在露头上互层产出,并显示出混合岩的特征。基性高压麻粒岩主要由石榴子石、单斜辉石、斜长石和石英等矿物组成,在不同样品中还可含有少量蓝晶石、角闪石、金红石、黝帘石/斜黝帘石、黑云母、方柱石、绿泥石;浅色体主要由斜长石、钾长石和石英等矿物组成,一些样品中也含有少量的石榴子石和蓝晶石,与典型的长英质高压麻粒岩的矿物组合特征较为相似。锆石成因年代学结果显示浅色体中既发育深熔锆石,也有变质锆石生长,但两种锆石给出的年龄结果基本一致,其加权平均年龄为434±2Ma(MSWD=1.1),与前人获得的高压麻粒岩相变质作用和深熔作用时代基本一致。因此,综合野外关系、岩相学、地球化学特征及年代学结果,我们推测高压麻粒岩相变质作用及深熔作用可能形成于同一动力学过程,即在俯冲带的上盘环境,(变)基性岩石中的含水矿物(如角闪石、帘石或云母类矿物等)脱水熔融形成高Sr/Y熔体,而基性高压麻粒岩为残留体。     

THE ALTUN—NORTH QAIDAM ECLOGITE BELT IN WESTERN CHINA—ANOTHER HP-UHP METAMORPHIC BELT TRUNCATED BY LARGE SCALE STRIKE-SLIP FAULT IN CHINA

THE ALTUN—NORTH QAIDAM ECLOGITE BELT IN WESTERN CHINA—ANOTHER HP-UHP METAMORPHIC BELT TRUNCATED BY LARGE SCALE STRIKE-SLIP FAULT IN CHINA