柴北缘锡铁山一带榴辉岩的岩石学特征及其退变PT轨迹

柴北缘锡铁山地区榴辉岩以透镜体的形式存在于花岗质片麻岩和副变质片麻岩中.根据矿物组合的不同,可以分为多硅白云母榴辉岩和角闪石榴辉岩.在多硅白云母榴辉岩中首次发现了柯石英假象.利用榴辉岩中Grt-Cpx-Phn矿物温压计.结合绿辉石中存在柯石英假象包体的现象,得到锡铁山榴辉岩的峰期温压条件为751～791℃,2.71～3.17GPa,证明了锡铁山地区与柴北缘其他地块一样,也经历了超高压变质作用.通过PT视剖面图计算了榴辉岩退变的PT轨迹具有2个阶段演化特征：即先等温降压,然后再降温降压的PT轨迹.详细的岩石学研究探讨了榴辉岩在退变过程中,各矿物的成分和结构的改变过程.石榴石在等温降压过程中成分变化不大,而在角闪石出现后,其边部镁铝榴石含量明显降低,进而形成了韭闪石+斜长石的冠状体.绿辉石在水饱和状态下经过贫硬玉化改造,而后形成了Di+Ab+Amp的后生合晶.多硅白云母分解形成白云母+黑云母及少量石英及钾长石的组合.角闪石随着温压条件的降低由钠钙质闪石逐渐向钙质闪石转化.     

西天山含迪尔闪石变质石英岩——洋壳冷俯冲新证据

迪尔闪石(deerite)是一种含水富铁的单双链复合结构链状硅酸盐矿物,其端员组分为Fe122++Fe62+(Si12O40)(OH) 10.最早由Agrell等在弗朗西斯科杂岩中发现,之后陆续在世界20余处蓝片岩地体的富铁石英岩中发现.迪尔闪石通常被认为是低温高压条件下富铁岩石的典型变质矿物,Lattard &Le Breton的实验岩石学证据表明:迪尔闪石只在小于10℃/km的地热梯度下稳定存在.     

传统温压计在低温榴辉岩应用中的局限:以西南天山超高压变质带为例

榴辉岩相变质岩石的温压研究对理解高压-超高压变质带的形成和演化具有重要意义,但西南天山低温榴辉岩运用石榴石-绿辉石（-多硅白云母）温压计计算的压力普遍低于相平衡模拟的结果.为此,在Zhang et al.（2017）对含霓辉石榴辉岩研究结果的基础上,对该区域内榴辉岩及其脉体中的绿辉石进行了岩相学和矿物化学的研究,结果表明绿辉石普遍发育环带结构:从核部到边部,Fe3+含量降低,Al含量增加,Fe3+/Al比值的降低对应于霓石含量的降低和硬玉含量的升高.相平衡模拟中硬玉分子等值线的计算结果表明具有最高硬玉含量的边部绿辉石在降压阶段生长.因此,具有最高含量的硬玉组分的绿辉石并不一定代表峰期压力,在应用石榴石-单斜辉石（-多硅白云母）传统温压计时需谨慎,尤其是应用于低温的、具有复杂环带模式的矿物组合时要尤为慎重.      

含钙铝榴石的葡萄石—绿纤石相平衡：以新疆萨尔托海蛇绿岩中变基性岩石为例

利用矿物内部一致性热力学数据,建立了在ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＭｇＯ－ＳｉＯ２－Ｈ２Ｏ体系中含钙铝榴石的葡萄石－绿纤石变质相平衡,确立了在葡萄石－绿纤石－钙铝榴石－绿帘石－绿泥石－石英组合中出现绿纤石－钙铝榴石共生、葡萄石－绿纤石共生、葡萄石－绿帘石共生和绿泥石－绿帘石－钙铝榴石共生的ＰＴ区间及其意义。根据该相平衡计算了新疆萨尔托海蛇绿岩中变基性岩石的葡萄石－绿纤石相变质ＰＴ条件为Ｔ＝３２５℃～３３５℃,Ｐ＝０．４５～０．４７５ＧＰａ。并讨论了Ｆｅ３＋＝Ａｌ替代对于形成钙铝榴石－绿纤石共生的影响。本文的研究表明,葡萄石－绿纤石－钙铝榴石－绿帘石－绿泥石－石英共生组合是葡萄石－绿纤石相中偏高压组合,钙铝榴石－绿纤石共生与绿纤石－阳起石相一样代表着葡萄石－绿纤石相中较高压相,钙铝榴石在葡萄石－绿纤石相中是可以稳定存在的。     

新疆西南天山科克苏河新发现榴辉岩岩石学特征和相平衡研究及其地质意义

西南天山高压-超高压变质带东段特克斯县科克苏河一带首次发现了榴辉岩和含绿辉石的蓝片岩,通过详细的岩石学研究,并运用THERMOCALC软件、在MnNC(K)FMASHO体系下对其进行了相平衡模拟.选择的样品为新鲜的榴辉岩TK003,含绿辉石包体的蓝片岩TK026-8及退变榴辉岩TK027.3个样品石榴石成分均显示出从核部到边部Xpy和Xgrs逐渐升高,Xsps不断降低的变质生长环带特征.相平衡模拟结果显示,榴辉岩和蓝片岩经历了相似的P-T演化轨迹,早期近等压条件下升温至峰期,达到榴辉岩相变质作用温压范围,峰期温压条件为T=480~515℃,P=2.0~2.3 GPa;而后在近等温条件下快速降压,退变初期经历的温压条件为515~519℃,1.78~1.93 GPa.不同样品中变质矿物组合及其含量的不同主要受全岩成分控制的退变路径不同所引起,此外还可能与体系含水量有关.峰期温压条件及其地热梯度(6~7℃km-1)表明科克苏河流域出露的高压变质岩石同样经历了冷俯冲榴辉岩相变质作用,它与西端的昭苏境内的榴辉岩-蓝片岩带相连,构成了东西向长约200 km的榴辉岩相变质带.但在该区并未发现超高压变质矿物,说明西南天山东段的科克苏河一带可能没有俯冲到达发生超高压变质作用的深度.     

新疆西天山高压变质带研究进展

沿中天山南缘缝合带东西向延伸约200km的西天山高压变质带是塔里木板块和伊犁中天山板块古生代碰撞造山作用的产物,多年来为许多学者所关注。笔者在执行国家自然科学基金(49632240)和国家“九五”重点科技攻关(969150301)联合资助的“西天山高压一超高压变质带变质作用与构造演化关系”项目过程中,取得如下初步进展。     

Ages of peak HP-UHP metamorphism of eclogites from Chinese southwestern Tianshan: Evidence from Lu-Hf geochronologySCIEI北大核心CSCD

新疆西南天山蓝片岩-榴辉岩带是全球少有的几个经历超高压变质作用的洋壳俯冲带之一,近年来的同位素年代学研究表明其变质作用主要发生于石炭纪。然而,该蓝片岩-榴辉岩带峰期变质作用,特别是超高压变质作用的时代还未精确限定。本文选取来自该带的典型钠云母黝帘石榴辉岩(样品211-3和H76-10),在详细的岩石学和相平衡研究基础上,开展了Lu-Hf同位素年代学研究,以期获得其峰期变质作用时代。相平衡模拟结果表明两榴辉岩中石榴石均记录了升温降压型折返P-T(温度-压力)轨迹。其中,样品211-3经历了超高压变质作用,其压力峰期P-T条件为~540℃、~2.9GPa,石榴石-绿辉石-全岩Lu-Hf等时线年龄为326.9±1.3Ma;样品H76-10仅经历了高压变质作用,其压力峰期P-T条件为~490℃、~2.4GPa,石榴石-绿辉石-全岩Lu-Hf等时线年龄为306±11Ma。结合前人年代学数据,获得新疆西南天山超高压榴辉岩峰期变质作用时代为327~326Ma,高压榴辉岩峰期变质作用时代为316-306Ma。本文获得的超高压变质作用确切年龄326.9±1.3Ma,对于揭示古南天山洋深俯冲和闭合的时间具有重要意义。     

新疆西天山高压变质带的变质矿物与变质作用演化

新疆西天山高压变质带主要由石榴石，角闪石，绿辉石，多硅白云母，钠云母，绿帘石，绿泥石，钠长石，石英，榍石和金红石等组成，石榴石主要含铁铝榴石组份，角闪石有蓝闪石，亚铁蓝闪石，青铝闪石，冻蓝闪石等类型，变质矿物组合显示高压变质带经历了由硬柱石蓝片岩相，榴辉岩相，绿帘蓝片岩相至绿片岩相的变质作用演化进程。     

基性麻粒岩中方柱石的出溶现象及成因机制: 以西藏南部日玛那穹隆麻粒岩为例

方柱石是一种含挥发分的架状铝硅酸盐矿物,其成因一直有争议。对喜马拉雅造山带定结地区基性麻粒岩中方柱石及其出溶物的矿物化学和纳米结构分析表明：（1）方柱石为富S类型;（2）内部出溶矿物为陨硫铁,晶胞参数为a=b=0.5968nm,c=1.174nm,α=β=90°,γ=120°;（3）陨硫铁的（001）面平行于方柱石的（100）面。出溶前的方柱石在榴辉岩相条件下形成,其稳定压力上限与Fe含量呈正相关关系。在麻粒岩相作用时,无水条件下方柱石内的SO₄^2-发生自氧化还原反应而产生出溶矿物和O₂,反应方程式为：Fe²⁺+SO₄^2-=FeS+2O₂。类似反应可能导致下地壳氧逸度高于中上地壳。方柱石的形成与分解记录了喜马拉雅造山带的形成过程,在大陆俯冲与折返过程中扮演重要角色,对地壳深部挥发分的调节起到了重要作用,并对地球深部氧逸度调节机制的研究开拓了新的思路。

     

西南天山特克斯科桑溶洞火山岩的锆石U-Pb年代学研究

新疆特克斯县乌孙山科桑溶洞火山-沉积岩剖面由变质岩、火山-沉积岩(中酸性火山熔岩、火山碎屑岩、生物碎屑灰岩)和侵入其中的花岗质岩石组成,花岗岩中保留着英安岩-安山岩顶垂体。夹在火山岩地层之间的厚层生物碎屑灰岩(其中发育溶洞)发生褶皱变形。在剖面多处见到逆冲构造,断裂带局部塑性变形。采自剖面下部英安岩样品的锆石232Th/238U比值为0.4～0.6,U-Pb谐和年龄368.3±1.7Ma(MSWD=1.5,n=15)。剖面上部流纹岩中锆石的232Th/238U比值为0.8～2.2,U-Pb谐和年龄为356.4±1.7Ma(MSWD=1.3,n=19)。大约12Ma的时差说明存在两次火山喷发事件,在这两次火山喷发的间歇形成了巨厚生物碎屑灰岩(1000m)。这种间歇性的火山喷发在西天山地区普遍发育,形成了规模巨大的滨海相火山-沉积盆地。剖面下部的英安岩与剖面上部的流纹岩的锆石具有不同的微量元素组成,预示着其岩浆源区性质的差异。