北大别饶拔寨石榴辉石岩P-T-t轨迹及其构造意义

P-T-t轨迹作为变质岩的重要研究方法之一，对揭示岩石的构造演化过程具有重要意义。北大别饶拔寨镁铁-超镁铁岩形成的构造环境和就位过程长期以来尚存争议。本文通过岩相学观察、矿物化学研究和温压计计算，揭示出饶拔寨石榴辉石岩经历了四个变质演化阶段：1）超高压变质阶段（M1）：主要根据石榴子石中金红石的出溶，单斜辉石中石英的出溶和磷灰石中不透明矿物的出溶，结合前人研究，认为饶拔寨石榴辉石岩经历过超高压变质阶段（≥2.5GPa）；2）高压麻粒岩相阶段（M2）：矿物组合为石榴子石（变斑晶）和单斜辉石（基质）+斜长石（基质），记录的温压条件为T=648~700℃，P=1.47~1.94GPa；3）中压麻粒岩相阶段（M3）：以石榴子石外围发育的主要由斜方辉石+斜长石组成的内圈"白眼圈"为特征，形成的温压条件为T=781~796℃，P=0.92~0.98GPa；4）角闪岩相阶段（M4）：以石榴子石变斑晶周围发育的外圈"白眼圈"为特征，其矿物组合为角闪石+斜长石的后成合晶，形成的温压条件为T=663~685℃，P=0.50~0.58GPa。石榴辉石岩的锆石SIMS U-Pb定年得到了3组不同的交点年龄，分别为208.1~202.1Ma、227.6Ma和817.7Ma。根据锆石包裹体中角闪石+斜长石的组合，推断208.1~202.1Ma代表了角闪岩相变质年龄的下限，227.6Ma则是高压麻粒岩相的下限年龄，而新元古代年龄（817.7Ma）与区域上的变质岩原岩年龄一致，可能代表了其原岩年龄。结合前人研究，饶拔寨石榴辉石岩记录了顺时针的P-T-t轨迹，揭示了板片俯冲（超高压变质）-碰撞-折返（降压升温过程，~227Ma）-抬升（降压降温过程，208~202Ma）的完整过程。     

大别山超高压石榴多硅白云母片岩中钻石U－Pb年龄

大别山超高压石榴多硅白云母片岩中钻石Ｕ－Ｐｂ年龄刘晓春（中国地质科学院地质力学研究所，北京１０００８１）李惠民，左义成（地质矿产部天津地质矿产研究所，天津３００１７０）关键词石榴多硅白云母片岩，Ｕ－Ｐｈ年龄，早元古代表壳岩，印支期超高压变质，大别山高...     

西藏定结高喜马拉雅石榴辉石岩-镁铁质麻粒岩的岩石特征及其地质意义

在高喜马拉雅带的定日县曲当—扎乡一带出露的高喜马拉雅结晶岩系中, 发现了高压变质的石榴辉石岩及其降压变质的镁铁质麻粒岩组合, 早期高压条件下形成的石榴辉石岩矿物组合为Grt+Cpx (富铝) +Ru+Q, 斜长石已完全消失, 形成温度为845~896℃, 压力大于1.2GPa, 已达到榴辉岩相的压力条件.中期的麻粒岩相组合为Opx+Pl±Cpx±Ga, 其中Opx、Cpx和Pl为石榴石的后成合晶, 形成温度为993~776℃, 压力为0.90~1.21GPa, 为中压麻粒岩相产物, 晚期矿物仅见普通角闪石、斜长石和石英, 是角闪岩相退变质的产物, 表明HHC经历了降压升温-降压降温的快速抬升过程, 证明其抬升作用与地幔热源的参与有关.      

内蒙古中西部宝音图群石榴角闪岩的地球化学、变质作用及年代学特征

宝音图群分布于内蒙古中西部狼山、图古日格和达茂旗一带,主要由云母片岩、石英片岩、石英岩、角闪岩和大理岩组成。在狼山格尔敖包沟和图古日格西南地区发育十分典型的石榴角闪岩,均以似层状或透镜状产自云母片岩中,但两地具有不同的矿物组合,前者主要以石榴石+角闪石+斜长石+含钛矿物（金红石和钛铁矿）为特征,后者主要以石榴石+角闪石+绿帘石+含钛矿物（金红石和钛铁矿）为特征。地球化学研究显示两个地区的石榴角闪岩原岩具有相似的化学组成,均为亚碱性玄武岩的拉斑系列。宝音图群的石榴角闪岩具有右倾的稀土配分模式,REE总量为83.31×10^-6~125.9×10^-6,（La/Yb）_N比值为2.17~6.48,δEu=0.87~0.98。Ta、Nb、Ti没有明显的负异常,其配分型式类似E-MORB特点。微量元素构造判别图解表明这些石榴角闪岩的原岩产于板内拉张环境中。本文通过模拟格尔敖包沟样品LS01和图古日格西南地区样品LS35的P-T视剖面图研究其变质作用及矿物演化过程,结果显示这两个样品均经历了早期进变质,峰期以及峰后近等温减压的顺时针型P-T轨迹。样品LS01的峰期温压条件为~11kbar/~735℃,模拟得到的峰期矿物组合可能为石榴石+角闪石+斜长石+黑云母+透辉石+金红石+熔体,P-M（H₂O）视剖面图显示,由于峰后演化过程中存在饱和流体渗透,导致峰期透辉石无法保留。样品LS35的峰期温度压力条件为~8kbar/675℃,其峰期组合为石榴石+角闪石+绿帘石+金红石。两个地区的石榴角闪岩的温度压力条件明显不同,推测宝音图群中呈透镜体或似层状产出的变质基性岩,存在着递增型的变质作用。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学的研究结果显示石榴角闪岩样品LS01的变质锆石年龄为394±8Ma。由此推测这些石榴角闪岩的原岩可能形成于华北北缘在新元古代发育的裂陷盆地,在泥盆纪中期,宝音图群作为华北克拉通的一部分,被卷入到与古亚洲洋闭合有关的造山过程,发育中压型递增变质作用。

     

阴山陆块武川石榴基性麻粒岩P-T条件及其变质时代:来自相平衡模拟与锆石U-Pb定年的约束

武川高级片麻岩地体中石榴基性麻粒岩的变质用与同位素年代学研究对于揭示阴山陆块新太古代构造演化过程具有十分重要的研究意义。它们主要以不规则透镜体或变形岩墙/岩脉群的形式赋存于新太古代晚期英云闪长质片麻岩或变质表壳岩系之中,并切割近南-北向的区域性片麻理。岩相学观察、矿物相转变分析与矿物化学研究表明,武川石榴基性麻粒岩保留了十分典型的高压麻粒岩相矿物:石榴石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+铁-钛氧化物。其中,粗粒石榴石边部常发育微弱的扩散环带,表现为从幔部至边部,镁铝榴石组分不断减少,相应地铁铝榴石组分不断增加,而钙铝榴石与锰铝榴石组分基本不变,指示晚期冷却降温作用对石榴石成分产生一定影响。斜长石具有细粒包体型与粗粒基质型两种不同的类型,它们具有十分相似化学成分,均为An=35~45的中长石。在NCFMASHTO(Na_2O-CaO-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O-TiO_2-Fe_2O_3)体系下,利用THERM OCA LC 3.33软件,对两件石榴基性麻粒岩样品进行了相平衡模拟,模拟的峰期矿物组合为:石榴石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+铁-钛氧化物,与岩相学观察十分一致。采用石榴石中最小x(g)Fe~(2 +)/(Fe~(2 +)+Mg))与斜长石是中最小ca(pl)(Ca/(Ca+Na))等值线,将本区石榴基性麻粒岩峰期高压麻粒岩相的温压条件限定在P=1.31~1.40GPa,T=770~840℃的范围内。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,两件石榴基性麻粒岩麻粒岩中发育的变质锆石分别记录了2517±6Ma(BT58-1,MSWD=0.66,n=21)与2512±16Ma(LH66-1,MSWD=0.26,n=42)的加权平均年龄,与阴山陆块其它新太古代岩石记录的约2500Ma变质年龄一致,被解释为本区石榴基性麻粒岩遭受高压麻粒岩相变质时代。结合本区其它新的研究资料,本文认为武川石榴基性麻粒岩形成可能与区内新太古代晚期造山作用有关。     

西南天山超高压变质带的两类石榴角闪岩

角闪岩是西南天山超高压变质带变基性岩的常见岩石类型之一.野外关系和矿物反应结构表明,大多数角闪岩是由榴辉岩或蓝片岩受到不同程度的钠长绿帘角闪岩相退变质叠加形成的.但对于一些平衡结构发育良好且孤立产出的角闪岩类型（如石榴角闪岩）仍缺乏系统的岩石学研究.本次从岩相学、矿物成分以及热力学模拟几个方面对哈布腾苏河下游地区超高压带内不含钠长石的石榴角闪岩开展了详细的工作.这些石榴角闪岩的主要矿物为绿色角闪石（钙质-钠钙质闪石）、帘石（黝帘石-绿帘石）和石榴石,三者总体积占80%~90%,明显有别于大多数由榴辉岩退变而成的含有钠长石变斑晶的石榴角闪岩.虽然这些角闪岩化学成分十分相近,都具有富钙贫钠和高的Mg/（Mg+Fe）比值,但在结构、构造和矿物组成等方面存在显著差异,据此将它们划分为两类.第一类角闪岩基质中不含石英,保存在变斑晶中的少量残余矿物组合为石榴石+绿辉石+硬柱石+蓝闪石+金红石,指示峰期硬柱石榴辉岩相变质条件,富钛矿物全部为金红石.第二类角闪岩强烈面理化,面理由绿色角闪石、绿帘石和绿泥石以及条带状石英集合体构成.石榴石粒度呈双峰式分布,粗粒比细粒低钙低锰.基质和包体中均未发现高压变质特征矿物绿辉石和蓝闪石.富钛矿物以榍石为主,金红石和钛铁矿仅存在于个别石榴石中.两类角闪岩的石榴石成分具有较大区分度,前者的钙含量较高而镁含量较低.P-T视剖面计算显示它们的峰期条件为480~520 ℃,30~33 kbar,均达到超高压范围,与哈布腾苏河下游及以西地区的榴辉岩相似,表明西南天山超高压变基性岩构成沿中天山南缘断裂延伸数十千米的独立地质单元,不存在所谓的俯冲隧道混杂现象.      

华北地台北缘集宁地区古元古代片麻状石榴花岗岩的深熔成因及地质意义

本文对华北克拉通北缘集宁地区空间上密切共生的片麻状石榴花岗岩和孔兹岩系富铝片麻岩的岩相学、地球化学及年代学特征进行了对比研究。SHRIMP锆石U-Pb定年方面,在富铝片麻岩中获得了1910±10Ma和1839±13Ma变质锆石年龄,在片麻状石榴花岗岩中获得了1919±17Ma的变质重结晶锆石年龄。在石榴花岗岩的石榴石包裹体中识别出与富铝片麻岩相对应的进变质阶段(M1)和峰期阶段(M2)的矿物组合,由此确认富铝片麻岩的变质作用和导致石榴花岗岩形成的深熔作用是同一构造热事件的产物。通过对二者变质作用演化及特征变质矿物的对比,认为深熔作用主要发生在峰期后等温降压阶段(M3),石榴花岗岩中的石榴石为深熔作用过程中的残留矿物相或转熔矿物相,而石榴花岗岩则是混合有大量残留矿物相的熔体结晶的产物。对片麻状石榴花岗岩和富铝片麻岩的地球化学组成特征进行了对比分析,片麻状石榴花岗岩既有一定的继承性,又有十分明显的变异性。变异性表现为:1)石榴花岗岩主量和微量元素含量分布极不均匀,微量元素含量普遍低于源岩(Cs、Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf等);2)大离子亲石元素Cs和生热元素U、Th亏损明显,Sr相对富集;3)高场强元素Nb、Ta、P、Ti的明显亏损;4)铕异常变化大,存在铕富集型、铕平坦型和铕亏损型共存的稀土配分曲线的岩石,这是深熔成因石榴花岗岩最突出的表现,也可能是原地-半原地深熔花岗岩的主要地球化学标志。综合区域上的地质资料,认为深熔作用与碰撞后伸展构造背景下基性岩浆底侵事件有关。     

中国大陆科学钻探CCSD-PP3钻孔地幔岩的尖晶石相部分熔融证据

CCSD PP3超镁铁岩表现为高 Mg 和 Cr,低 Ca 和 Al 特征,是中国东部和超高压变质带上极其罕见的亏损地幔岩,通过地球化学和矿物学和 Re-Os 同位素研究发现岩石来自古元古代岩石圈地幔,并在地幔浅部尖晶石相条件下发生部分熔融,最近一次部分熔融作用发生在中-晚元古代,后经岩石圈厚度加大、拆沉或深俯冲过程,岩石转变为石榴石橄榄岩。     

蔓箐沟一带石榴基性麻粒岩变质反应与矿物演化

蔓箐沟地区石榴基性麻粒岩发育多期变质反应结构。矿物组合演化可划分三个阶段：①峰期阶段（Ｍ１）,以包裹于石榴石中的Ｏｐｘ＋Ｃｐｘ±Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ和由Ｇｔ＋Ｏｐｘ＋Ｃｐｘ±Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ组成基质矿物组合为代表;②退变早期近等温减压阶段（Ｍ２）,形成蠕虫状后成合晶Ｏｐｘ＋Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｍｔ;③退变晚期阶段（Ｍ３）,则形成细粒、黄绿色Ｈｂ＋中酸性Ｐｌ的较低温组合。并揭示该区石榴基性麻粒岩从中下部地壳的麻粒岩相变质,到快速抬升至中浅部地壳发生的近等温减压及晚期降温退变的复杂ｐＴ演化历史。