四川丹巴地区中低压变质作用及P-T轨迹

四川丹巴地区地处华北板块、扬子板块和羌塘板块的汇合处,这里集中了中压型的巴罗变质带和低压型的巴肯变质带,该区中低压变质作用的研究对于探讨松潘-甘孜造山带的形成过程与地壳演化过程具有重要的理论意义和大陆动力学意义。本文通过地质温压力计估算了研究区的峰期变质温度和压力,从微区的角度分析了各变质带的P-T轨迹和地热梯度, 结果表明,丹巴地区巴罗型变质带和巴肯型变质带都具有顺时针的P-T轨迹,但是巴肯型变质带的地热梯度高于巴罗带。结合研究区的变质带的分布,变质矿物共生组合及变质反应,本文认为丹巴地区的确并存巴罗带和巴肯带,两种地热梯度反映了构造条件上的差异。     

华北克拉通基底主要构造单元变质作用演化及其若干问题讨论

华北克拉通基底可分为三个太古宙微陆块(东部陆块、阴山陆块和鄂尔多斯陆块)和三个早元古宙活动带(孔兹岩带、华北中部带和胶-辽-吉带).这些构造单元具有不同的变质作用时间和P-T演化特征.东部陆块和阴山陆块晚太古宙基底岩系的变质作用发生在～2.5Ga,变质演化以等压冷却(IBC)逆时针P-T轨迹为特征,反映变质作用的成因与大规模地幔岩浆底侵有关.孔兹岩带主期变质作用发生在～1.95Ga,变质演化以近等温减压(ITD)顺时针P-T轨迹为特征,反映阴山陆块与鄂尔多斯陆块碰撞形成西部陆块的热构造过程.华北中部带变质作用发生在～1.85Ga,变质演化同样以近等温减压(ITD)顺时针P-T轨迹为特征,反映了西部陆块和东部陆块最终碰撞形成统一的华北克拉通基底的构造过程.早元古宙胶-辽-吉带变质作用表现‘双变质带'特征:西北带的北辽河群、老岭群和粉子山群的变质作用以中压顺时针P-T轨迹为特征,而东南带的南辽河群、吉安群和荆山群的变质作用以低压逆时针P-T演化为特征.华北克拉通基底变质作用演化地质图能更好地反映上述不同构造单元的变质作用演化特征.尽管岩浆弧、大陆裂谷和地幔柱模式都能解释东部陆块晚太古宙基底变质作用所具有的近等压冷却(IBC)逆时针P-T演化特征,地幔柱模式能够更合理解释东部陆块所存在的宽达800千米而时代近于相同的晚太古代火成岩带、大量科马提质超镁铁质岩石和双峰式火山岩、广泛发育的穹窿构造等.华北克拉通变质基底中具有石榴石-单斜辉石-斜长石-石英组合的高压基性麻粒岩和具有蓝晶石-钾长石组合的高压泥质麻粒岩的出露只局限在早元古宙华北中部带的北段和胶-辽-吉带的南端;这些高压麻粒岩形成在俯冲和陆-陆碰撞的构造环境中.西部陆块孔兹岩带含假蓝宝石麻粒岩是碰撞后(～1.92Ga)拉伸引发地幔岩浆底侵导致局部地带发生超高温(UHT)变质作用的产物.     

变质作用温度与压力极限值的估算方法

变质矿物共生组合中缺少某种矿物,或者变质矿物的原始成分被不同程度地破坏,无法直接应用压力计或温度计算出具体的温度或压力数值时,可以根据实际情况,估算P-T的极限值.估算方法包括如下几类:(1)根据纯相矿物的相变条件,可以确定温度或压力的极限值.例如,根据Al2SiO5矿物相图可知,与红柱石平衡的矿物组合,稳定存在的压力不超过Al2SiO5矿物三相点的压力条件(0.375±0.025GPa);与夕线石平衡的矿物组合,稳定存在的温度不低于Al2SiO5矿物三相点的温度条件(504±20℃);(2)某些特殊矿物组合,其稳定域本身就具有温度或压力极限值的指示意义.例如,高温或超高温变质岩中的紫苏辉石+夕线石+石英组合,稳定存在的压力不低于1.05 GPa;假蓝宝石+石英组合稳定存在的温度不低于1050℃;(3)特殊矿物消失的反应线,可以限定温度极大值.例如,白云母脱水分解的反应,在中等压力条件下,不超过650℃,即与白云母+石英平衡共生的矿物组合一般不会高于650℃;(4)对于矿物固溶体发生出溶的情况,根据新生出溶页片和残留基体矿物,采用溶线温度计(二长石温度计、二辉石温度计、方解石-白云石温度计)计算出的温度数值,代表原先成分均匀的矿物固溶体出溶之前的温度极小值;(5)如果岩石中发生了退变质反应,要恢复变质作用高峰期的P-T条件,需要尽可能恢复高峰期的矿物成分,或者采用接近高峰期的矿物成分;(6)根据压力计模式反应中位于高压侧或低压侧的某种纯相矿物,可以确定压力极限值.例如,金红石位于GRAIL压力计模式反应的高压一侧.当岩石中缺少金红石时,可以人为假定岩石中存在金红石,计算出的压力为真实压力的极大值.由于压力计模式反应大多为纯转变反应,因此根据实际矿物组合和压力计模式反应,一般可以估算变质作用压力的极小值或极大值.估算变质作用P-T的极限值,方法并不限于本文所述的例子.     

青藏高原拉萨地块松多蓝闪石榴辉岩的变质演化：相平衡及变质作用P-T轨迹

青藏高原拉萨地块松多蓝闪石榴辉岩主要矿物组合为石榴石、绿辉石、蓝闪石、绿帘石/斜黝帘石,及少量的金红石、石英、多硅白云母和普通角闪石。石榴石具有成分环带,从核到边Xpy升高,Xgr降低,部分石榴石外边缘受退变质改造影响,形成富Xgr的成分带。利用NCKMnFMASHTO体系中的P-T视剖面图,结合石榴石边部最大Xpy等值线和多硅白云母最大Si-含量值确定了松多榴辉岩的峰期变质条件为30±0.6kbar和610±6℃。石榴石核部到幔部成分环带记录的相对平缓的PT轨迹反应了岩石早期经历了以加热升温为主、轻微加压的缓慢俯冲过程,地温梯度为7~8℃/km。石榴石幔部到边部成分环带,结合多硅白云母最大Si含量等值线模拟了以缓慢升温、快速增压为特征的P-T轨迹,反应了岩石由早期的缓慢俯冲进入到后期的快速俯冲阶段,地温梯度由7~8℃/km减小到5~6℃/km。峰期之后的榴辉岩经历了早期近等温减压的变质过程,以硬柱石和少量滑石的脱水反应生成蓝闪石和绿帘石(约22~23kbar)为主要特征。其后的晚期退变质阶段以硬柱石消失后局部成分域内由富余流体的消耗形成冻蓝闪石(约16kbar)以及蓝闪石和绿辉石边部发育后成合晶为特征(11~12kbar),石榴石边部的韭闪石冠状体和金红石边部生成的榍石退变边也大致发生在该阶段。榴辉岩近等温减压的变质过程可能代表了早期的构造快速抬升过程。松多榴辉岩带可能代表了青藏高原拉萨地块内一条新的大洋型高压-超高压变质带,大约266Ma的榴辉岩相变质时代说明在拉萨地块内部可能存在过一个二叠纪的古特提斯洋盆。     

桐柏山地区低温榴辉岩变质作用的P-T轨迹

桐柏山地区发育南、北两条低温高压榴辉岩带,中间被桐柏山高级变质杂岩所分隔。本文对两条带内的4个保存完好的榴辉岩体及其退变产物进行了详细的岩石学研究和 P-T 条件估算。结果表明,北带榴辉岩的形成温压条件较高,为530～610℃、1.7～2.0GPa,南带榴辉岩较低,为470～520℃、1.3～1.7GPa,说明两条榴辉岩带不属于同一个高压岩片。实际上,二者分别对应于西大别地区的浒湾榴辉岩带(I 带)和七角山榴辉岩带(V 带)。电子探针分析发现,所有榴辉岩中的石榴石都展示了进变质环带,而退变榴辉岩的成分环带更为复杂,即保留了早期的进变环带,也显示了晚期的低温取代以及后期相对高温条件下的再生长,由此为榴辉宕的变质作用推导出一个“发卡式”演化轨迹。这种轨迹表明,榴辉岩先是在降温条件下缓慢向上回返的,这与目前已建立的多数高压、超高压岩石的快速抬升模式有所差异,而后在其进入到中地壳后又在相对较高的地温梯度下遭受退变质作用的改造。     

云南宾川-永胜-丽江地区低钛玄武岩和苦橄岩的岩石成因与源区性质

云南宾川-永胜-丽江地区是峨眉山玄武岩厚度最大、喷发最早的地区,最主要的岩石类型是低钛和高钛玄武岩,并有少量摘要云南宾川—永胜—丽江地区是峨眉山玄武岩厚度最大、喷发最早的地区,最主要的岩石类型是低钛和高钛玄武岩,并有少量的苦橄质玄武岩、苦橄岩和麦美奇岩。大部分火山岩的岩石化学组成属于拉斑玄武岩系列,少数低钛玄武岩属碱性玄武岩系列。它们不同程度地富集大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损重稀土元素,稀土元素分馏明显,显著亏损相容元素(Co,V,Cr,Ni)。陆壳物质对低钛玄武岩浆的混染程度明显大于对苦橄质岩浆的影响程度。而且混染作用对于Sr同位素和大离子亲石元素的影响程度明显大于对Nd同位素和稀土元素的影响程度。Nd和Sr同位素证明,混染物主要是下地壳变质岩,也有少量上部陆壳物质。未受混染的样品具有适度亏损的Nd、Sr同位素组成。低钛玄武岩和苦橄岩类岩石是不同原生岩浆分异演化的产物。低钛玄武岩的原生岩浆是高镁拉斑玄武岩浆,原生苦橄质岩浆以EM-55为代表(MgO= 16.56%)。此外,还有一种比EM-55更富镁的原生岩浆。高镁拉斑玄武岩浆分异过程中的主要分离结晶相/堆晶相是单斜辉石,并有少量斜长石。苦橄岩浆分异过程中的主要分离结晶相/堆晶相是橄榄石,并有少量单斜辉石。参考相关的实验岩石学成果,可以证明,地幔柱源区由两种岩石组成:一种是50%榴辉岩和50%橄榄岩反应形成的石榴石辉石岩,另一种是橄榄岩。在地幔柱绝热上升过程中,位于其轴部的石榴石辉石岩的熔融作用始于≈165km,主要的熔融作用发生于165～128km,持续到66km,熔融产物为苦橄岩浆。橄榄岩的部分熔融始于≈150km,持续到66km,熔融产物是比EM-55更富镁的岩浆。地幔柱头部的熔融作用始于≈100km,终止于66km,主要的熔融作用发生于尖晶石稳定域,熔融产物为低钛玄武岩浆。     

广西东攀二叠系-三叠系界线剖面地球化学高分辨率旋回研究

利用频谱分析方法对广西东攀深水相二叠系-三叠系界线剖面进行了地球化学高分辨率旋回地层研究. 发现米兰柯维奇旋回特征在该剖面保存较为理想, 其中Ce/La比值频谱分析结果显示古生代-中生代之交沉积旋回的周期比恰好近似为5:2:1, 很好的体现了天文轨道控制的沉积旋回现象, 从而进一步支持米兰柯维奇理论.     

斯洛伐克西喀尔巴阡山脉Gemerská Poloma滑石-菱镁矿矿床中镁的交代作用

Gemerská Poloma矿床是个重要的滑石矿床(储量20万吨),位于西喀尔巴阡山脉Germeric地区。部分滑石化的镁质碳酸盐体赋存在早古生代火山沉积杂岩体中(黑色片岩,变质泥岩),在Variscan变质作用(M1)过程中受到了绿泥石-黑云母带区域变质相的改造。这种原岩是石灰岩的矿体由白色-灰白或者灰色-黑色的菱镁矿与白云石1组成,被次生的白云石2和滑石脉切割。本次研究考察了两次变质事件(M1和M2)的几个连续的矿物组合,最早的组合包括铁白云石,镁菱铁矿与菱铁矿,(并与黑电气石,铁绿泥石,磷灰石,与伊利石-白云母伴生),它们以微小残留物形式产出在菱镁矿和白云石1中,其形成可能早于M1变质作用高峰期。M1变质事件的高峰期以富铁金云母,镁绿泥石1,镁电气石(黑电气石的边缘)和石英的组合为代表。在M1退变质作用过程中,发生了镁交代作用,开始是白云石1结晶,接下来形成菱镁矿,最后是以铁菱镁矿沿裂隙的形成而终。根据碳酸盐地质测温原理,M1变质事件的高峰期温度为460~490℃,变质矿物组合特征也支持这一测温结果。滑石,白云石2,与镁绿泥石2沿着镁碳酸盐岩石裂隙的发育,主要受到M2变质事件的影响,这个变质事件与较年青的Alpine造山事件有关。 菱镁矿流体包裹体的研究表明,成矿流体具有复杂的组成,可能以MgCl2组分为主,主要来     

斯洛伐克西喀尔巴阡山Koice-Medvedia菱镁矿床的矿物学、流体包裹体和碳-氧-锶同位素研究

Kosice矿床是斯洛伐克第二大的菱镁矿床(150Mt),位于Gemeric的东部。其镁质碳酸盐矿体赋存于石炭纪石灰石和含白云石的石灰石中,同时下盘黑色片岩中也含有被铁质碳酸盐交代的薄层碳酸盐透镜体。在华力西期造山运动(M1)中,古生代岩石受到了低级变质作用(绿泥石带)。镁交代作用始于白云岩1的结晶作用,其后形成菱镁矿,最终沿裂隙形成铁菱镁矿。铁质碳酸盐包括早期铁白云石-白云石,铁白云石和后期含方解石和石英的菱铁矿。根据碳酸盐矿物对地质温度计,白云石1结晶作用发生在300~340℃。这一结果与M1的变质矿物组合(绿泥石,白云母-伊利石)吻合。铁白云石的结晶作用发生在320~370℃.少量细脉中可见白云石2,绿泥石和伊利石-多硅白云母,它们是由于阿尔卑斯期造山运动M2变质作用形成的更晚的矿物组合。 菱镁矿的流体包裹体(FI)研究,显示存在不同成分的热卤水,卤水成分变化相当于NaCl含量21~42wt％,但其它成分的盐含量高于NaCl,溶解的CO2含量也有变化。两相包裹体均一温度(Th)的范围为164~217℃,含石盐子晶包裹体均一温度的范围为217~344℃。富CO2包裹体(盐度相当于NaCl含量1-22wt％,CO2的密度为0.28~0.77 g·cm-3,均一温度为289~344℃)在菱镁矿中是次要的,但这种包裹体在与矿石伴生的石英中是主要的,并且与含石盐     

陨石冲击历史和冲击变质分类研究进展

本文评述了近年来陨石冲击变质效应和压力温度历史研究的新进展。根据对冲击变质主要压标熔长石性质的最新分析结果和陨石冲击脉体矿物组合研究的成果,指出现有陨石冲击变质分类的主要特点和某些不完善之处。本文提出,陨石按照冲击变质特征可以划分为以下两类:一是含高密度相类,如熔长石和各种高压矿物;二是合低密度相类,如长石击变玻璃、低压熔融玻璃和低压矿物组合。在含高密度相陨石中,可根据高压相的产出种类特点进一步划分冲击阶段;而在含低密度相陨石中,可根据矿物的冲击熔融程度划分冲击阶段。