俯冲带榴辉岩的变形作用及其对俯冲-折返过程的意义

榴辉岩是大洋和大陆俯冲带的重要岩石类型,在研究俯冲带的形成过程、热结构、壳幔相互作用等方面有重要意义。通过对天然和实验样品中石榴子石、绿辉石等矿物的变形特征、变形机制、变形的影响因素等的综合分析,系统总结了高压变质带中榴辉岩矿物显微和超微变形研究的进展,探讨了榴辉岩的变形特征在恢复俯冲与折返过程研究中的意义及一些尚待解决的一些问题。     

藏南定结铁镁质麻粒岩矿物化学、PTt轨迹和折返过程

定结铁镁质麻粒岩出露于藏南拆离系和申扎-定结伸展构造系交汇处的高喜马拉雅岩系糜棱岩化片麻岩内, 以不同规模的透镜状包体沿着糜棱面理分布, 主要岩石类型包括退变石榴石斜长辉石岩、石榴石二辉麻粒岩和辉石斜长角闪岩等. 详细的岩相学分析表明这些铁镁质麻粒岩经历了至少四个阶段的变质演化, 早期形成了石榴石+单斜辉石+石英(榴辉岩)矿物组合(M1)、早期降压分解形成斜长石+单斜辉石后成合晶构成的高压麻粒岩矿物组合(M2)、晚期降压分解形成的斜长石+单斜辉石+紫苏辉石后成合晶构成的麻粒岩相矿物组合(M3)和最后降温水化形成的斜长石+角闪石退变质矿物组合(M4). 详细的矿物电子探针成分分析表明早期石榴石和单斜辉石(M1和M2)矿物成分与B类和C类榴辉岩同类矿物的成分特征相似, M3单斜辉石与麻粒岩相单斜辉石的成分特征一致. 早期残晶矿物组合形成于榴辉岩相(M1), 早期降压分解(M2)反应发生于1.35~1.48 GPa, 625~675℃, 降压分解的M3麻粒岩相变质阶段矿物组合形成于0.7~0.95 GPa, 775~900℃, M4退化变质的斜长石+角闪石矿物组合形成于4.0~7.5 GPa、660~700℃, 记录了俯冲增厚－构造隆升的PTt轨迹. 矿物化学特征和不同阶段变质作用的P-T条件表明早期经历了榴辉岩相变质作用. 折返过程中经历了榴辉岩相构造隆升、榴辉岩-高压麻粒岩相到麻粒岩相均衡隆升和伸展隆升的三阶段折返过程.     

鲁东南岚山头超高压变质岩流体包裹体特征与板片折返史

鲁东南岚山头含柯石英榴辉岩主要产于花岗质片麻岩内,是苏鲁超高压变质带主要榴辉岩体密集分布区之一。流体包裹体研究表明,榴辉岩矿物及细脉石英中捕获有四种类型包裹体:在超高压-高压榴辉岩相条件下捕获的 N_2±CO_2包裹体;在高压榴辉宕重结晶阶段被捕获的 CO_2-H_2O 包裹体和含子矿物高盐度 H_2O 溶液包裹体:在超高压岩石折返过程中的最晚(角闪岩相退变质甚至更晚)阶段捕获的低盐度 H_2O 溶液包裹体。利用榴辉岩矿物及脉体石英中捕获的流体包裹体相互期次关系,可以对本区超高压变质作用板片折返过程中的流体演化史进行重建。     

滇西勐库地区退变质榴辉岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

滇西双江县勐库地区退变质榴辉岩呈构造透镜体产于湾河蛇绿混杂岩带内,该发现弥补了东特提斯造山带高压-超高压变质岩在云南境内的空缺。在岩石学观察的基础上,借助激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术,对退变质榴辉岩中的锆石开展了精确的U-Pb年龄测定。所测试的3件样品分别采自3个不同的露头:样品PM011-9-1采自勐库控角剖面,样品PM038-15-4采自勐库地界剖面,样品GH1612-1-1采自勐库根恨大寨。测年结果显示,样品PM011-9-1的23个测点中存在2组较集中的~(206)Pb/~(238)U年龄,分别为801.0±9.8Ma和227.0±12Ma;样品PM038-15-4的26个测点中存在2组较集中的~(206)Pb/~(238)U年龄,分别为447.5±3.6Ma和291.7±6.3Ma;样品GH1612-1-1的30个测点中存在一组较集中的~(206)Pb/~(238)U年龄,为229.0±1.3Ma。结合区域资料及锆石阴极发光图像分析,801.0±9.8Ma应属退变质榴辉岩的原岩年龄,可能代表了Rodinia超大陆裂解早期出现的初始洋壳;而447.5±3.6Ma、291.7±6.3Ma和229.0±1.3～227.0±12Ma这3组年龄可能代表了退变质榴辉岩经历的3期变质作用年龄:分别为峰期硬柱石榴辉岩相的变质作用;中期角闪石榴辉岩相-高压麻粒岩相的退变质作用,为一个降压-增温的"热折返"过程;主期角闪岩相的退变质作用,是一个大幅度的降温-减压过程,奠定了勐库地区退变质榴辉岩的主体面貌。     

西藏南羌塘增生杂岩中俯冲反向驱动高压变质岩折返:来自猫耳山大型拆离断层的启示

大洋岩石圈俯冲增生过程中可能伴随着复杂的深部板片运动过程。高压变质岩无疑是记录这些深部过程的良好载体。最近的研究提出,在特定情况下,双向俯冲中占主导的俯冲板块拖曳另一侧板块发生反向运动,从而短板片可能被另一侧长板片拖出。该研究提示我们关注俯冲增生过程中这种可能的“不正常”的板片运动方式,从而客观而全面地剖析碰撞造山带。现有高压变质岩折返模式中,除了俯冲隧道流模式,其余模式均强调单次快速折返。然而,俯冲反向运动导致的折返过程有所不同:对单个高压变质岩来说仍是快速折返,但是对整体高压变质岩带来说,整个俯冲反向期间必然都存在高压变质岩折返,从而形成较长的折返过程持续时间。对上地壳层次的折返相关构造变形的研究有助于揭示上述过程。     

柴达木北缘鱼卡河榴辉岩变质时代及其折返过程

为揭示柴北缘超高压变质带的变质时代与折返过程,利用Ar--Ar同位素定年法对鱼卡河和锡铁山地区的榴辉岩进行了研究。结果表明,鱼卡河榴辉岩的峰期变质作用发生在早—中奥陶世(477～466 Ma),而锡铁山榴辉岩中的韭闪石年龄((407±4)Ma)指示了早泥盆世的退变质时间。综合前人研究成果可知柴北缘超高压变质带形成于495～421 Ma,且具有明显的两阶段特征(477～466 Ma与434～421 Ma),其中早阶段为洋壳俯冲的产物,晚阶段为大洋关闭后陆壳深俯冲的结果。祁连陆块与柴达木—东昆仑板块在早泥盆世发生不同方位的俯冲挤压,并导致超高压变质带折返,超高压变质体普遍发生部分熔融和退变质,出现以榴辉岩为中心向外榴辉岩--榴闪岩--斜长角闪岩--花岗片麻岩渐变过渡的退变质带。     

中国大陆科学钻探工程科钻一井进展简介

2002年10月10日,我国地学界一百多位钻探工程专家、学者相聚江苏省东海县,隆重举行“中国大陆科学钻探工程科钻一井主孔取芯钻进开钻仪式暨钻探技术成果报告会”。 “大陆科学钻探”是伸入地球内部直接观察陆壳     

深俯冲和折返动力学:来自中国大陆科学钻探主孔及苏鲁超高压变质带的制约

中国大陆科学钻探工程和苏鲁高压-超高压变质带为大陆岩石圈的深俯冲与折返动力学的研究提供了以下制约:(1)苏鲁高压/超高压变质地体迭置于南、北苏鲁两个不同时代及属性的基底之上;(2)苏鲁巨量表壳岩石深俯冲至200km以下的上地幔深度,并经历超高压变质作用;(3)根据不同类型超高压变质岩石锆石的SHRIMP-U/Pb原位精确定年,获得超高压变质岩石的深俯冲-折返全过程(240～252Ma→230～237Ma→207～218Ma)时限.并建立了新的深俯冲-折返全过程的P-T-t轨迹;(4)富钛铁的辉长岩在大陆地壳的深俯冲过程中,经历了超高压变质作用并转变成了富含金红石的榴辉岩,形成了超高压变质的钛矿床;(5)通过榴辉岩和石榴石橄榄岩的显微构造分析及石榴石、绿辉石和橄榄石EBSD测量,确定深俯冲过程中绿辉石和橄榄石的组构运动学和流变学特征;(6)在大陆的深俯冲过程中,强烈水化的陆壳岩石经历了进变质脱水过程,巨量的地表水带入到＞100～200Km的地幔深处,在超高压变质峰期的极端条件下,通过含水超高压变质矿物的分解形成超临界的含水熔体,导致有效的壳-幔物质交换和岩石圈物质分异;(7)苏鲁超高压变质地体在折返阶段形成挤出纳布构造,与岩石圈深俯冲管道流的折返挤出机制有关;(8)提出新的深俯冲-折返动力学模式:陆.陆碰撞的深俯冲剥蚀模式及大陆地壳多重性、分层型和穿时性的俯冲和折返模式.     

阿尔泰造山带富蕴基性麻粒岩折返过程:来自裂变径迹热年代学的限定

论文在阿尔泰造山带富蕴县乌恰沟基性麻粒岩的锆石SHRIMP年代学、地球化学、变质温压条件和形成的大地构造背景研究基础上,利用麻粒岩、围岩片麻岩和侵入到麻粒岩的辉绿岩岩墙的裂变径迹热年代学探讨了麻粒岩从深部折返至地表的过程。裂变径迹年代学研究发现基性麻粒岩的锆石裂变径迹年龄为三叠纪,而麻粒岩、围岩片麻岩和侵入到麻粒岩的辉绿岩岩墙的磷灰石裂变径迹年龄均显示为晚白垩世至新生代早期。对磷灰石裂变径迹测试所得到的径迹长度和单颗粒年龄数据进行热史模拟表明,三叠纪时,基性麻粒岩抬升至约地表以下7.8km的上地壳,温度冷却至锆石裂变径迹的封闭温度;晚白垩世至新生代早期(约100～50Ma),麻粒岩、围岩片麻岩和辉绿岩抬升至约地表以下3.5km,温度冷却至磷灰石裂变径迹的封闭温度;约50～15Ma,三者滞留在约地表以下1.7km的磷灰石部分退火带;约15Ma以来,喜马拉雅运动使得它们被抬升剥蚀至地表。     

论扬子板块东北缘的俯冲与回撤对山东地块的影响

通过对山东中生代侵入岩体的时空展布、岩石化学及同位素特征的综合分析研究,提出了扬子板块东北缘俯冲与回撤的演化机制,分析了在这种机制下的成岩、成矿演化规律。认为扬子板块东北缘的俯冲与回撤控制了山东中生代的地质演化过程,其回撤在岩石圈深部造成的真空,导致软流圈物质的隆升,是胶东金矿大规模成矿作用的内在控制因素。