拉萨地块松多超高压变质带含石榴石云母石英片岩的变质演化相平衡模拟

拉萨地块松多超高压变质带含石榴石白云母石英片岩为榴辉岩的围岩,岩石的矿物组合为石榴石、白云母、钠长石、绿泥石、石英及少量金红石、榍石。石榴石具有明显的成分环带,从核部到幔部Xprp=[Mg/(Mg+Fe+Mn+Ca)]缓慢升高,Xsps=[Mn/(Mg+Fe+Mn+Ca)]逐渐降低,表明石榴石从核部到幔部的成分记录了温度逐渐升高的进变质过程;幔部到边部,Xprp=[Mg/(Mg+Fe+Mn+Ca)]略微降低,Xgrs=[Ca/(Mg+Fe+Mn+Ca)]明显升高,Xsps=[Mn/(Mg+Fe+Mn+Ca)]先升高后降低,表明石榴石边部成分受到了退变质作用改造,呈现扩散环带的特征。利用Thermocalc变质相平衡计算软件在Mn NCKFMASHO体系下计算出含石榴石云母石英片岩的P-T、P-M(H2O)视剖面图,结合石榴石镁铝榴石等值线、钙铝榴石等值线及饱和水含量等值线限定出含石榴石云母石英片岩的峰期变质条件为约27×105k Pa,523/580℃,对应的峰期矿物组合为(g-Jd-Cr-Law(+Phn+q/Coe+H2O)。石榴石核部到幔部成分记录了主要的进变质演化,结合饱和水等值线的变化,判断进变质阶段为升温升压的冷俯冲过程,岩石经历了蓝片岩相至榴辉岩相的变质演化;P-M(H2O)视剖面图及饱和水等值线反映了岩石在减压中的流体行为,通过其变化特征可以确定岩石在峰期之后先经历近等温降压的早期退变质过程,晚期降温降压的退变轨迹则由石榴石边部成分所确定,此过程中,岩石发生了角闪岩相至绿帘角闪岩相变质,并在后期经历了绿片岩相变质叠加。近等温降压的退变质过程反映了快速抬升的构造运动过程,早期硬玉转变为钠长石可能发生在这个阶段。对比含石榴石云母石英片岩与榴辉岩的P-T轨迹,峰期变质温压及变质演化特征,提出含石榴石云母石英片岩曾经历过高压变质,结合野外相互伴生的地质关系,认为该片岩与榴辉岩经历了相同或者相似的俯冲折返过程。     

中央碰撞造山带中两期超高压变质作用：来自含柯石英锆石的定年证据

沿中央造山带存在一条巨大的超高压变质带,其西起阿尔金-祁连,往东经秦岭,延至大别苏鲁,全长超过4000 km.柴北缘片麻岩中含柯石英锆石的SIMS离子探针原位微区U-Pb定年获得超高压变质年龄452±1 3.8 Ma,锆石的退变质年龄419±6.7 Ma.SHRIMP U-Pb定年获得秦岭含金刚石片麻岩中锆石的下交点年龄502±45 Ma,上交点年龄1545±100Ma,认为前者代表超高压变质年龄,后者为原岩岩浆锆石年龄;获得榴辉岩锆石的上交点年龄1381±82 Ma和下交点493±170 Ma,认为上交点代表榴辉岩原岩年龄,下交点代表超高压变质年龄;获得江苏东海县青龙山榴辉岩含柯石英等超高压矿物锆石的年龄为441±9 Ma,449±9 Ma,和442±9Ma,平均444±9 Ma,核部含斜长石+磷灰石锆石年龄为761±13 Ma,认为前者代表超高压变质年龄,后者代表榴辉岩原岩结晶年龄.认为中国中部沿中央造山带中存在两期超高压变质作用,第一期为加里东期,第二期为印支期,两期超高压变质事件在时空分布方面是不同的,加里东期超高压变质事件由西部阿尔金-柴北缘延至东部大别-苏鲁,印支期超高压变质事件没有在大别以西发现.认为中央造山带应是一个多期活动的造山带,较早形成罗德尼亚大陆的格林威尔造山运动可能留下了10亿年左右的构造岩浆事件记录,如中央造山带中大量10亿年左右的花岗岩及基性超基性岩类;罗德尼亚大陆之后第一次裂解作用可能发生在8亿年左右;其后早古生代加里东期的洋盆裂开,蛇绿岩和超高压变质岩石的大量出现是一次十分强烈的板块构造事件,从东到西,沿中央造山带均有分布;加里东期造山事件之后印支期沿该造山带又有一次大的板块裂解和俯冲碰撞作用,表现在勉略蛇绿岩洋壳及大别-苏鲁印支期超高压变质带的存在.中央造山带保留和记录了多期裂解、会聚事件,通过对其解剖,不仅可以认识中国大地构造格局和演化,并由此理解全球的大陆漂移、一系列大裂解和大会聚等重大地质事件.     

印度-亚洲碰撞大地构造

印度-亚洲碰撞是新生代地球上最为壮观的重大地质事件.碰撞及碰撞以来,青藏高原的广大地域发生了与碰撞前截然不同的变形,地貌、环境及其深部结构都发生了深刻地变化.根据青藏高原形成、周缘造山带崛起以及大量物质侧向逃逸的基本格局,作者从大陆动力学视角出发,将"印度-亚洲碰撞大地构造" 与"前碰撞大地构造"区别开来进行研究,将印...     

苏鲁芝麻坊超镁铁岩的岩石成因:大陆科学钻探卫星孔(CCSD-PP1)岩心研究

苏鲁超高压变质带(UHP)中的芝麻坊超基性岩体是一个不寻常的地幔岩块,由高度亏损的橄榄岩组成,因地幔交代作用而富集REE和LILE.岩体由交替出现的石榴石橄榄岩和不含石榴石橄榄岩层组成.2种类型的岩石具有许多共同的成分特征,并在相同的温压p-T条件下形成.岩石记录了数期地质事件,但没有进变质作用的证据.平衡矿物对计算出的p-T条件为6~7GPa.发生在中元古代的部分熔融的差异造成了互层状的2种岩石类型.橄榄岩中锆石220Ma的U—Pb同位素年龄记录了扬子板块和北中国板块碰撞,但此年龄也许并不代表岩石UHP变质峰期的年龄,而可能记录了俯冲带中地幔楔的碎块从深部折返时的年龄.我们认为石榴石可能不是由于俯冲变质作用形成,有可能是岩石从地幔深部上升过程中从斜方辉石中出溶而成。      

藏南特提斯喜马拉雅前陆断褶带新生代构造演化与锑金多金属成矿作用

特提斯喜马拉雅前陆断褶带由近东西向展布的藏南拆离系主拆离带和洛扎、绒布-哲古两条断裂带及一系列倒转复式褶皱组成,是始喜马拉雅期印度板块与欧亚大陆发生大规模陆-陆碰撞,导致特提斯喜马拉雅前陆盆地发生大规模缩短、沉积盖层以藏南拆离系为底界自北向南大规模逆冲推覆、褶皱,以及新喜马拉雅期高喜马拉雅结晶岩系自北向南挤出导致藏南拆离系主拆离带和洛扎、哲古两条次级构造带上盘地层自南向北伸展的产物.特提斯喜马拉雅前陆断褶带内的锑金多金属矿床在空间上具有明显的分带性,自北向南依次构成沙拉岗-查拉普锑金成矿带、错美-隆子锑铅锌多金属成矿带和拉康-错那银铅锌成矿带,其间分别以绒布-哲古和洛扎两个次级断裂带为界.矿体主要受褶皱翼部近东西向层间破碎带和近南北向构造带控制,成矿类型为浅成低温热液型,成矿时代为新喜马拉雅期.成矿作用与新生代构造演化和新喜马拉雅期岩浆活动关系密切.在新喜马拉雅期高喜马拉雅结晶岩系向南挤出过程中,特提斯喜马拉雅前陆断褶带沿着始喜马拉雅期形成的逆冲推覆构造带发生自南向北伸展,诱发地壳部分熔融,形成的岩浆沿构造带侵位,并促使沿构造带下渗地下水循环对流.当这些循环的地下水与沿构造带上升的岩浆期后含矿热液混合时,成矿流体的物理化学条件发生改变,成矿物质沉淀形成沿褶皱翼部近东西向层间破碎带和近南北向构造带分布的似层状、脉状和透镜状锑金多金属矿床.     

火成岩的10年研究进展和未来的挑战

文中简要列举了近年在火成岩领域的研究进展及今后发展方向,主要涉及7个方面内容：①新元古代末期大陆裂谷火山作用与Rodinia超级联合大陆裂解;②中亚石炭纪—早二叠世大规模裂谷火山事件的深部地球动力学背景及其与古特提斯裂解和晚古生代中亚大规模成矿事件的关系;③中—新生代东亚火山作用与岩石圈巨量减薄;④新生代印度—亚洲大陆碰撞与高原隆升的火山作用响应;⑤大火成岩省和地幔柱;⑥花岗岩与地球动力学环境;⑦铁镁—超铁镁岩与蛇绿岩。提出在下一个10年里,需要继续开展岩浆成因和演变、岩浆作用和构造环境的关系,变质岩石的P—T—t轨迹,以及变质作用、岩浆作用和大地构造的关系等方面的研究;需要研究更深层次的地壳和上地幔,以了解岩浆形成和运移的过程;海洋钻探有可能取得深部地壳或上地幔的样品,大陆钻探将钻到10 km及更深;将使用地震层析来描述地壳和上地幔的结构,确定俯冲带或地幔柱的位置,以及部分熔融的分布面积,等等。此外,分析和测试等方面的高新技术的开发和运用,以及实验岩石学的发展都对岩石学领域的发展起到至关重要的作用。     

地幔内超高压矿物的爆炸

在西藏雅鲁藏布江缝合带的蛇绿岩的豆荚状铬铁矿中,首次发现硅酸盐包裹体具有爆炸结构.在矿石薄片中普遍见到这种高能硅酸盐包体的爆炸结构.在爆炸结构中,铬尖晶石被炸落成不规律的显微碎块,具有尖锐棱角,碎块大小不一,堆积在硅酸盐包体内.此外,许多张性显微裂隙围绕爆炸的硅酸盐包体呈蛛网状分布.推断爆炸前的原生矿物是含水的镁硅酸盐和镁铝硅酸盐矿物.当这种高能级的超高压含水矿物受地幔柱带动超过"水线”时发生爆炸和放水作用,同时产生地震.     

新疆西准噶尔阿克巴斯套蛇绿混杂岩中辉绿岩地球化学、年代学及构造意义

本文以阿克巴斯套蛇绿混杂岩中辉绿岩为研究对象,进行了详细的野外地质调查、LA ICP MS锆石U Pb年代学、岩石地球化学研究,旨在探究其岩石成因、成岩时代及构造背景,以便为探讨西准噶尔地区构造演化提供新的数据支持。岩石地球化学特征显示:辉绿岩SiO2(51. 15%~54. 34%)、Na2O (4. 95%~6. 36%)、TiO2(1. 79%~2. 08%)含量高,而MgO(3. 90%~5. 15%)、K2O (0. 13%~0. 80%)含量低,且Na2O>K2O,具富钠贫钾的特征。∑REE=117. 52×10-6~143. 12×10-6, LREE/HREE=1. 79~2. 04, (La/Yb)N=1. 04~1. 22,轻重稀土分异不明显,δEu平均值为0. 93,富集大离子亲石元素(K、Rb、Sr) ,明显亏损高场强元素(Th、Nb、Ti),表明辉绿岩具有N MORB与岛弧玄武岩相似的特征。辉绿岩锆石样品176Hf/177 Hf比值范围为0. 282783~0. 282993 ,平均值为0. 282926,εHf( t )值为+8. 0~+15. 2,平均值为+12. 8。根据地球化学特征研究表明,该辉绿岩源区为俯冲流体交代亏损地幔尖晶石二辉橄榄岩经25％~30%部分熔融形成,同时,岩浆在演化过程中经历了一定程度的结晶分异作用。锆石U Pb年代学研究显示阿克巴斯套蛇绿混杂岩中辉绿岩年龄为357. 6±2. 4 Ma(n=24, MSWD=5. 3),形成于早石炭世,该年龄佐证了西准噶尔地区洋盆演化一直延续到石炭世早期, 为新疆西准噶尔晚古生代残余洋盆消亡的时代提供了依据。结合成岩年龄及区域地质背景,认为阿克巴斯套蛇绿混杂岩形成于石炭世早期与俯冲作用相关的弧后盆地构造环境。     

中国大陆科学钻探主孔(CCSD-MH)石榴石橄榄岩:一个经历了深俯冲作用的古生代超镁铁质侵入体

中国大陆科学钻探主孔中的超镁铁岩主要产在603.20～683.53m深度之间.超镁铁岩的上部直接囤岩为高Ti-Fe型榴辉岩;内部夹有薄层状含柯石英高镁榴辉岩和厚层状多硅白云母榴辉岩;下部直接围岩为石英榴辉岩和普通榴辉岩.超镁铁岩的主体岩性为石榴石单辉橄榄岩,主要由橄榄石(60%～70%),石榴石(10%～25%),单斜辉石(5%～15%),斜方辉石(1%～5%)和少量金云母和钛铁矿或钛斜硅镁石组成.橄税石Fo79～89,其中一些以包裹体形式出现的高MgO橄榄石可能形成较早,主体橄榄石属变质重结晶阶段形成;石榴石以低CaO、高MgO和Cr2O3含量高(达3%)为特征,保留较好的进变质成分环带;单斜辉石Na2O含量达到4%～5%,分为绿辉石和普通辉石类,属变质成因,结合矿物时的温压估算,岩石已经经历超高压变质作用.岩石成分研究表明,石榴石单辉橄榄岩与其顶、底板榴辉岩及其中的榴辉岩夹层有一较大的成分间断,其中MgO含量约相差10%左右,认为超镁铁岩与榴辉岩的原岩不属同一岩浆演化产物.锆石SHRIMP定年表明石榴石单辉橄榄岩原岩时代为古生代346～461Ma,超高压变质作用时代为早中生代220～240Ma.认为CCSD主孔石榴石橄榄岩为古生代的超镁铁质侵入体,在印支期的中国南北板块俯冲折返过程中经历了超高压变质作用.