榴辉岩退变质过程中的微量元素地球化学行为：对CCSD主孔退变质榴辉岩的研究

对中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩退变质过程中的微量元素地球化学行为进行了研究。对退变质程度连续变化样品的不同部分的对比研究表明，流体作用下的退变质过程中大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba、Sr、K、Th、U）和轻稀土元素表现出较大的活动性，重稀土元素和高场强元素变化相对较小。退变质后大离子亲石元素的显著增加和高场强元素、重稀土元素的轻微变化（甚至相对降低），表明与退变质作用有关的流体中的络阴离子含量很少，并不富集高场强元素和重稀土元素。退变质后总体上表现出的Si、大离子亲石元素和轻稀土元素的明显变化，表明外来流体参与了榴辉岩的退变质过程，带入和带出了一些元素。结合榴辉岩中单矿物微量元素组成以及前人对D^Mineral/Fluid的研究成果，对流体-榴辉岩作用形成的退变质分带（富石英条带→角闪岩→退变质榴辉岩→新鲜榴辉岩）的微量元素组成变化进行了详细研究。结果表明在流体作用下的榴辉岩退变质过程中，大离子亲石元素、轻稀土元素和高场强元素含量的变化除了受退变质流体性质的影响外，更大程度上取决于退变质过程中的矿物相（尤其是副矿物）的变化。     

中国大陆科学钻探主孔高钛与低钛榴辉岩地球化学特征对比及其对金红石成矿的指示意义

榴辉岩型金红石矿床是我国原生金红石矿床的最重要类型。本文以中国大陆科学钻探主孔0～2000m范围内揭露的榴辉岩为对象，通过对榴辉岩中TiO2与其它元素协变关系的全面分析，同时结合我国原生榴辉岩型金红石矿床TiO2的平均品位，将榴辉岩区分为高钛榴辉岩（TiO2〉2％）和低钛榴辉岩（TiO2〈2％），并据此系统对比了二类榴辉岩地球化学组成的差异。研究结果表明，高钛榴辉岩相对贫硅、贫钾、富铁，Al2O3／TiO2比值和全碱（K2O＋Na2O）含量总体偏低，Cs、Rb、Ba等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素不同程度亏损，而放射性元素Th、U则相对富集，并总体具有较低的轻重稀土比值。榴辉岩型金红石矿床的形成主要受原岩因素制约，原岩的源区组成、产出环境、起源深度、部分熔融程度和随后的结晶分异过程对Ti的初始富集均具重要影响，富钛基性原岩是榴辉岩型金红石矿床形成的物质基础，高压区域变质作用是这类矿床形成的必要条件。     

桐城-源潭铺地区榴辉岩的峰期变质P-T条件及其构造归属

通过对南大别桐城-源潭铺一带榴辉岩的岩石学,矿物化学和 P-T 条件的研究表明,该地区的榴辉岩为典型的高压榴辉岩,其不含任何超高压矿物,石榴石具有良好的自形结构,包含大量的早期矿物包体,成分变化显示了进变质特征。精确的峰期 P-T 计算显示,榴辉岩的形成温压条件分别为:1.62～2.35GPa,421℃～604℃。研究结果表明,桐城-源潭铺一带大约250km~2的区域属于高压变质块体,周遍为断层所限,以构造岩片形式存在,该高压块体与大别山南部的超高压变质单元相比至少有0.3GPa 的压力差。结合野外观察,推测由于北大别变质穹隆造成了该高压榴辉岩体现今的分布状态。这一新的高压块体的确定对于重新认识大别碰撞造山带的构造格架,以及理解其俯冲和折返的精细过程具有重要的指示意义。     

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。     

南极洲沙克尔顿山榴辉岩相变质作用的首次证据:东、西冈瓦纳之间缝合带的遗迹?

南极洲东部的沙克尔顿山(Shackleton Range)位于S80°—81°,东西向狭长分布,长约240km,宽50~70km,为活动的Ross造山带与稳定的南极洲东克拉通之间的过渡带。许多人把它视为一条具薄皮的冲断推覆构造的碰撞造山带。沙克尔山岩石包括含石榴子石和/或尖晶石橄榄岩和辉岩。石榴子石在正常地壳厚度之下的含橄榄石岩石中是不稳定的,但要求与榴辉岩相一样的压力条件。石榴子石-橄榄石组合的存在表明为高压条件,这一点在沙克尔顿山还存在异议。对高级片麻岩地带含石榴子石超镁铁质岩的产出有不同的解释。一种可能性是作为稳定相的含有石榴子石的…     

中国大陆科学钻探主孔中磷灰石的磁黄铁矿出溶结构

在中国大陆科学钻探主孔中部的榴辉岩样品B1021R642P40a、B1039R646P47a、B1046R648P4c和B1053R649P74k中,我们发现了磷灰石的磁黄铁矿出溶结构。磷灰石是该榴辉岩的主要副矿物,其自形程度较高,与石榴石共生。样品中几乎所有磷灰石均发育出溶结构,至少存在两组相互垂直的出溶棒。出溶棒形状规则,一样宽(<1μm),但长度变化大(5～50μm)。利用高分辨能谱仪测定表明,出溶棒主要由Fe和S两种元素组成。由于还不能准确地确定其Fe/S比值,初步确定其为磁黄铁矿(Fe_(1-x)S)。磷灰石由于含大量稀土元素和挥发性组分如OH、F、Cl和S,它的深循环因此可能对地球的水、硫以及其它挥发性组分的全球平衡具有重要影响。     

CCSD主孔榴辉岩中磷灰石微区微量元素和Sr同位素组成研究

本文利用LA-ICP-MS和LA-MC-ICP-MS对CCSD-MH中一件强退变多硅白云母榴辉岩中一粗粒(～2mm×6.5mm)磷灰石进行了详细的微区微量元素和Sr同位素组成研究。线扫描剖面分析和单点分析结果共同表明该磷灰石颗粒的微量元素和Sr同位素组成不均一。总体上Na、Sr、LREE、MREE、U、Th和Pb等元素具有从中心到两侧含量逐渐降低的特征。磷灰石主体部分HREE含量均一,但和石榴石紧密相邻的边部(～400μm)HREE显著富集。Na、Sr、LREE和MREE等元素在个别区域明显具有先升高、然后再降低的变化规律。磷灰石最边部(<200μm)相对于核部区域显著高~(87)Sr/~(86)Sr比值。结合磷灰石中微量元素分配和扩散行为的实验研究以及磷灰石晶体化学特征,磷灰石微量元素组成变化应主要记录了磷灰石复杂的生长过程。Sr、LREE和MREE从核部到边部逐渐降低的总体特征指示磷灰石从中心向两侧的生长过程,而局部出现的次级先升高—再降低的变化规律则反映了磷灰石经历的多次溶解和再生长作用。HREE含量均一的磷灰石主体形成于石榴石稳定存在的超高压变质作用阶段。和石榴石紧密相邻的磷灰石边部显著富集HREE的特征则是折返过程中短时增温作用导致石榴石释放HREE和/或退变质阶段石榴石分解释放HREE共同作用的结果。磷灰石最边部显著高~(87)Sr/~(86)Sr的特征则记录了角闪岩相退变质阶段多硅白云母的分解作用。     

超高压榴辉岩-片麻岩接触带矿物氢同位素和水含量变化

本文利用中国大陆科学钻探工程岩心样品连续取样的优势,对苏鲁造山带超高压榴辉岩-片麻岩过渡带进行了石榴石和绿辉石的氢同位素、全水含量和羟基含量的联合研究,结果为研究深俯冲大陆板块折返过程中变质流体的来源和可获得性提供了重要的制约.     

毛北榴辉岩古地磁及岩石磁学初探

对中国大陆科学钻探孔区——江苏省东海县毛北地区的55块榴辉岩样品进行了古地磁研究,并从中抽样测试了等温剩磁、磁滞迴线、磁组构、热磁化率以及电子探针和镜下分析,结果表明,毛北榴辉岩有两组稳定的剩磁,即反向磁化和正向磁化,稳定剩磁方向分别为:D=94.3°,I=-29.1°和D=273.7°,I=15.4°,携带正向磁化与携带反向磁化样品的磁化强度和密度变化很大;毛北榴辉岩的磁各向异性度非常弱,最小轴方向很难确定;等温剩磁和磁滞迴线显示磁铁矿可能是毛北榴辉岩的主要载磁矿物,且在以Mr/Ms和Hcr/Hc的对数为纵、横坐标的图上落在视单畴(PSD)区域.根据磁性特征,对毛北榴辉岩的磁性载体成因、剩磁获得机制及构造意义进行了讨论.     

北阿尔金HP/LT蓝片岩和榴辉岩的Ar-Ar年代学及其区域构造意义

在北阿尔金的红柳泉一带,新识别出蓝片岩和榴辉岩的出露。它们与泥质片岩、钙质片岩和石英片岩等一起构成HP/LT变质带,与相邻的蛇绿混杂岩呈断层接触。根据估算的温度和压力显示榴辉岩形成的峰期温压条件为T=430～540℃,P=2.0～2.3GPa。分别对榴辉岩和蓝片岩中的多硅白云母和钠云母进行39Ar-40Ar年代学测定,获得榴辉岩中多硅白云母的坪年龄为(512±3)Ma,等时线年龄为(513±5)Ma;蓝片岩中钠云母的坪年龄为(491±3)Ma,等时线年龄为(497±10)Ma。这些年龄资料显示北阿尔金HP/LT变质带形成时代可能早于北祁连HP/LT变质带,反映了北阿尔金—北祁连早古生代洋壳俯冲存在穿时性。