龙游石榴石角闪岩是退变榴辉岩吗?

2015年一篇题为"浙江龙游石榴石角闪岩(退变榴辉岩):华夏加里东期碰撞造山事件的新证据"的论文发表在《科学通报》第13期上(陈相艳等,2015).但是作者提供的岩相学和矿物化学证据明显不足,加里东期高压-超高压变质作用的结论与区域地质背景也不吻合.结合我们对野外和岩相学特征的观察,可以认为该石榴石角闪岩没有经历过榴辉岩相的变质作用,不能作为加里东碰撞造山的证据.     

浙江龙游石榴石角闪岩(退变榴辉岩):华夏加里东期碰撞造山事件的新证据

在华夏地块浙江龙游地区发现了榴辉岩退变形成的石榴石角闪岩,其变质演化可分为3个阶段,分别为峰期榴辉岩相阶段(M1),矿物组合为绿辉石+石榴子石变斑晶(核部)+石英;峰后后成合晶阶段(M2),矿物组合为石榴子石变斑晶(边部)+单斜辉石变斑晶+斜长石,峰期榴辉岩相绿辉石在该阶段形成榴辉岩典型的降压分解结构;退变质角闪岩相阶段(M3),矿物组合为角闪石+斜长石,并在石榴子石边部形成角闪石和斜长石的反应边、后成合晶以及斜长石冠状体.由于强烈的退变质过程的影响,传统矿物温压计方法只能得到退变质角闪岩相的温压条件,获得T=664~691℃,P=0.68~0.73 GPa.石榴子石成分环带表明该退变榴辉岩在峰后经历了一近等温降压过程.因此,结合岩相学分析、石榴子石成分剖面和退变质角闪岩相温压数据,可作出退变质过程的顺时针P-T轨迹,与碰撞造山过程一致.故该退变榴辉岩是华夏地块加里东期碰撞造山过程的产物,是华夏地块加里东期碰撞造山事件的新证据.     

浙江龙游石榴角闪岩的岩石学特征与构造意义

鉴于国内部分学者最近提出的"浙江龙游石榴角闪岩乃华夏地块加里东期碰撞榴辉岩退变而成"这一问题,在野外地质调查的基础上,我们对龙游地区的石榴角闪岩开展了岩相学、矿物化学、年代学及全岩地球化学等方面的研究.结果表明,少数以包裹体状存在于石榴子石和单斜辉石内部的斜长石为钙长石,而分布于单斜辉石和石榴子石周围的斜长石其An值在44~66之间,没有发现指示绿辉石分解形成的富钠斜长石(钠长石或更长石);锆石CL图像显示,除存在变质成因的小颗粒锆石外,还存在较多具有明显核环构造的大颗粒锆石.经U-Pb年代学测试,其锆石核部年龄的加权平均值为879±11 Ma,和邻区陈蔡地区变角闪岩的原岩年龄一致;而其变质环及小颗粒锆石的加权平均年龄为446±5 Ma.全岩地球化学分析显示,龙游石榴角闪岩的原岩属于基性岩浆岩(Si O2含量为46.8%~48.2%),微量元素特征具有E-MORB的地球化学亲缘性.依据龙游石榴角闪岩的有效全岩成分和EPMA分析结果,并结合观测到的矿物组合,建立了P-T视剖面图,该图揭示龙游石榴角闪岩至少经历过3期次变质阶段,分别为温压条件为0.67~0.75 GPa/685~719℃的进变质作用阶段,温压条件为0.91~0.97 GPa/766~782℃的峰期变质阶段和温压条件为~0.68 GPa/~767℃的退变质作用阶段(同时用传统温压计获得退变温压条件为0.66~0.67 GPa/720~740℃).无论哪一个变质阶段,其变质压力都只是中压而没有达到高压.结合区域背景综合分析,我们认为龙游石榴角闪岩的成因演化过程为:新元古代古华南洋朝扬子陆块俯冲→引发弧后拉张→导致幔源岩浆上涌结晶,形成E-MORB型基性岩→志留纪时遭受强烈的区域中高级变质作用,遂形成龙游石榴角闪岩.     

阿尔金西段榴辉岩中石榴石的成分环带及其动力学意义

阿尔金西段的榴辉岩为中温高为质岩,并经历了角闪岩相退变质作用,在表 榴辉岩相的石榴石变斑昌中保存复杂的成分环带,它记录了榴辉岩多阶段变质作用Ｐ－Ｔ轨迹和具体压升温特征的早期退变质过程,这些均表明榴辉岩在峰期和早期退变质过过程中的住留时间很短,即经历了快速构造折返。     

河南桐柏地区榴辉岩的特征及其地质意义

首次在河南桐柏地区发现了榴辉岩及相应的高压变质带 .榴辉岩和可能由榴辉岩退变形成的石榴角闪岩呈透镜状产于云母片岩中 .新鲜的榴辉岩由石榴石、绿辉石、石英、金红石、多硅白云母、冻蓝闪石等组成 .石榴石的成分特点和有关的地质温压计表明它们属于低温榴辉岩 .云母片岩由多硅白云母、石英、石榴石和金红石等组成 ,也为高压组合 .榴辉岩及有关高压变质带的时代可能为早古生代 ,与大别印支期高压、超高压变质带不同 .     

青岛仰口榴辉岩的Nd同位素不平衡及二次多硅白云母Rb-Sr年龄

退变质的青岛仰口含柯石英榴辉岩含两期白云母, 并以沿构造面理发育的二次多硅白云母为主. 由于退变质作用, 石榴石与退变质绿辉石以及二次多硅白云母之间均存在Nd, Sr位素不平衡. 因此多硅白云母 石榴石或含石榴石全岩给出的Rb-Sr年龄((193±4)~(195±4) Ma)高估了该白云母的形成时代. 二次多硅白云母与退变质绿辉石组合给出的较年轻Rb-Sr年龄 ((183 ± 4) Ma)可能更接近该云母的形成时代. 该年龄指示的是榴辉岩经历的退变质事件的时代而非超高压榴辉岩快速冷却至500℃ (白云母Rb-Sr封闭温度)的年龄, 这对文献中发表的类似白云母Rb-Sr年龄的解释有重要意义.     

华北古陆块北缘中段发现晚古生代退变榴辉岩

华北古陆块北缘中段的退变榴辉岩呈透镜状或团块状分布于古元古宙红旗营子群黑云斜长片麻岩之中, 峰值矿物组合为石榴石、绿辉石、金红石和石英等, 形成温度约680~730℃, 压力大于1.40~1.50 GPa. 早期的麻粒岩相退变质表现为绿辉石被钠质透辉石和斜长石的蠕虫状后生合晶所取代; 晚期的角闪岩相退变质以角闪石和斜长石的次变边和后生合晶以及保留辉石假象角闪石的存在为特征. 该退变榴辉岩的原岩为洋壳成因的拉斑玄武岩, 形成时代可能为438±11 Ma, 榴辉岩相变质时代为325±4 Ma, 极有可能是古亚洲洋洋壳发生榴辉岩相高压变质作用的产物. 它的发现对于探讨该地区的构造属性和演化以及古亚洲洋与华北古陆块的构造历史都具有十分重要的意义.     

阿尔金构造带西段榴辉岩的Sm-Nd及U-Pb年龄——阿尔金构造带中加里东期山根存在的证据

阿尔金构造带西段的榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相矿物组合为特征的片麻岩中.选择保存较好的榴辉岩分别进行Sm-Nd和U-Pb的同位素年代学测定,测得全岩-石榴石-绿辉石的Sm-Nd等时线年龄为(500±10) Ma;4个颗粒的锆石U-Pb同位素测定获得的表面年龄很好地落在一致线上,并得出其权重平均值为(503.9±5.3) Ma.2种方法获得的基本一致的年龄数据反映了榴辉岩的峰期变质时代,从而表明了阿尔金构造带中加里东期与俯冲及陆-陆碰撞作用有关的山根的存在.     

阿尔金构造带西段榴辉岩的Sm-Nd及U-Pb年龄——阿尔金构造带中加里东期山根存在的证据

阿尔金构造带西段的榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相矿物组合为特征的片麻岩中 .选择保存较好的榴辉岩分别进行Sm-Nd和U-Pb的同位素年代学测定 ,测得全岩-石榴石-绿辉石的Sm-Nd等时线年龄为 ( 500±10 )Ma ;4个颗粒的锆石U-Pb同位素测定获得的表面年龄很好地落在一致线上 ,并得出其权重平均值为( 503.9±5.3)Ma .2种方法获得的基本一致的年龄数据反映了榴辉岩的峰期变质时代 ,从而表明了阿尔金构造带中加里东期与俯冲及陆-陆碰撞作用有关的山根的存在 .     

北秦岭含柯石英斜长角闪岩的发现及其地质意义

详细的激光拉曼光谱分析,在陕西丹凤县城东北部的秦岭岩群斜长角闪岩锆石中发现柯石英、绿辉石、石榴子石和金红石等多种矿物包裹体.柯石英具有典型的524 cm?1主峰以及270和151 cm?1次峰的拉曼光谱组合,绿辉石显示680 cm?1拉曼特征峰.柯石英、石榴子石和绿辉石显微包裹体的发现证明,丹凤斜长角闪岩应该是退变的超高压榴辉岩,变质的峰期压力2.8 GPa.利用LA-ICP-MS锆石原位U-Pb定年方法,结合锆石CL图像特征、显微包裹体分布和微量元素组成,得到丹凤含柯石英斜长角闪岩的峰期变质时代为496.9±2.5 Ma,并同时得到451.7±4和425.8±3.3 Ma两期叠加变质事件年龄.丹凤斜长角闪岩锆石包裹体中柯石英的发现以及年代学研究结果与前人在邻区斜长角闪岩锆石包裹体中微粒金刚石的发现和490.4±5.8 Ma峰期变质年龄的获得,以及秦岭岩群已有榴辉岩和超高压长英质片麻岩普遍获得的~500 Ma的峰期变质以及~450和~420 Ma的后期构造事件叠加完全一致,表明北秦岭构造带的秦岭岩群在~500 Ma的早古生代确实经历过超高压变质作用,存在巨量陆壳物质的深俯冲.     

大别山超高压变质带中钠铝云母的发现

钠铝云母是一种罕见的三八面体云母类矿物,它产在石英硬玉岩中,与斜长石,绿闪石,磁铁矿等一起构成退变矿物组合,计算获得钠铝云母的形成温度为６００～６２０℃（压力选择１．０～１．５ＧＰａ）说明钠铝云母质是榴辉岩相岩石降压退变至高级角闪岩相对出现的典型矿物。     

新疆西南天山超高压变质带的空间分布、峰期变质时代和P-T轨迹特征

总结了近年来有关新疆西南天山超高压变质带研究取得的进展.根据新发现的柯石英矿物包体,结合以前报道的一些超高压变质矿物学证据,在西南天山蓝片岩-榴辉岩带中确定了长约80 km,宽10 km以上的超高压变质带,这是目前出露规模最大的洋壳岩石深俯冲超高压变质带,并确定了其由南向北的俯冲带极性.对含有柯石英的石榴石云母片岩中变质生长锆石边的定年,获得超高压变质时代为320±3.7 Ma,结合退变榴辉岩中获得的233-226 Ma变质边锆石的时代,确定了其退变过程经历了漫长的变质演化.根据详细的岩石学相平衡模拟计算,确定了西南天山含柯石英榴辉岩和石榴石多硅白云母片岩的P-T轨迹都具有热弛豫特征,即温度峰值期滞后于压力的峰值期,表明超高压变质岩石在俯冲通道中经历了缓慢的、长时间的升温减压抬升过程.根据少量的榴辉岩透镜体包裹于大面积的云母片岩中的野外产状特征,而且含柯石英榴辉岩和云母片岩都具有相似的P-T轨迹,提出了西南天山超高压变质榴辉岩的抬升可能是由于大面积的低密度的云母片岩抬升折返过程中把密度较大的榴辉岩携带到地表的新认识.     

苏鲁造山带超高压变质岩的差异性折返: 流体包裹体证据

苏鲁超高压变质带的南部和北部经历了具有明显不同的折返过程, 主要表现为在北部榴辉岩中有麻粒岩相叠加变质作用. 流体包裹体研究表明, 苏鲁高压-超高压榴辉岩矿物及脉石英中存在有五种类型包裹体: 在超高压-高压榴辉岩相条件下捕获的A型N2±CO₂包裹体; 在榴辉岩发生麻粒岩相叠加变质作用期间被捕获的B型纯CO₂液相包裹体; 在高压榴辉岩重结晶阶段被捕获的C型CO₂-H₂O包裹体和D型高盐度水溶液包裹体; 超高压岩石折返过程中最晚(角闪岩相退变质甚至更晚)阶段捕获的E型低盐度水溶液包裹体. 石榴石中密集分布的B型高密度CO₂流体的发现为本区榴辉岩相岩石遭受了麻粒岩相叠加提供了又一佐证.     

大别山榴辉岩氦同位素组成及其地质意义

讨论了大别山榴辉岩中石榴石和绿辉石的氦同位素地球化学特征 .石榴石和绿辉石中3He和4 He的浓度分别为 3 9× 10 - 14 ～ 2 4× 10 - 14 cm3SPT·g- 1和 0 4 8× 10 - 7～ 9.4 2× 10 - 7cm3SPT·g- 1,3He/ 4 He值为(1 19～ 4 6 3)× 10 - 7.大别山榴辉岩中保留了原始的氦同位素 ,氦为地幔与地壳氦的混合物 .退变质作用使氦同位素部分丢失 .氦同位素地球化学资料表明 ,榴辉岩可能形成于亏损的地幔中 ,或成岩物质源于地幔 ;成岩时代应该是印支期     

结构水引起的榴辉岩变形组构和变形机制

运用电子背散射衍射技术研究了天然超高压榴辉岩中石榴石和绿辉石的变形晶格优选方位与其结构水之间的关系, 并探讨了榴辉岩的主要塑性变形机制. 研究结果表明: (1) 天然榴辉岩中富结构水的绿辉石具有典型的L或SL型组构, [001]轴极点在面理面上呈大圆环分布, 最大极密对应轴向近平行线理, (010)面极点为垂直线理分布的大圆环, 最大极密对应晶面近平行面理, 表征在剪切为主变形条件下形成; 绿辉石中结构水含量变化不会导致绿辉石变形组构特征大的变化, 即不改变变形机制和位错主滑移系, 但可能是造成绿辉石低流变强度的主因; (2) 榴辉岩中结构水含量变化可以造成石榴石流变性质的重大转变, 在无水条件下石榴石显刚性, 在富结构水条件下颗粒边界过程将主导石榴石的塑性变形并导致流变强度的下降, 在这两种情况下石榴石都不显示晶格变形优选方位. 该研究成果对深入了解榴辉岩在深俯冲和折返过程中的变形过程和机制及相关的流体活动具有重要意义.     

大别山西部熊店加里东期榴辉岩锆石离子探针测年

对大别山西部加里东期熊店榴辉岩进行了离子探针(SHRIMP)U-Pb测年. 熊店榴辉岩中锆石主要赋存于石榴石等变质矿物内, 界面平直, 发育变质条件下形成的结构. 7个锆石颗粒的分析给出206Pb/238U年龄为335～424 Ma, 表现出一定程度的放射成因Pb丢失. 这一研究表明熊店榴辉岩的变质锆石及高压变质事件的最小年龄为(424±5) Ma. 另一个锆石的外部环状层给出206Pb/238U年龄为(301±13) Ma. 结合Sm-Nd, 40Ar-39Ar, U-Pb 和 207Pb/206Pb分析资料综合判断, 熊店榴辉岩的峰变质年龄可厘定在424～480 Ma之间.     

大别-苏鲁造山带超高压变质岩矿物水含量和氢同位素组成

将热分解元素分析仪(TC/EA)与同位素气体质谱仪(MS)连接起来,建立了TC/EA-MS在线连续流方法,分析了大别-苏鲁造山带超高压变质岩中矿物的水含量和氢同位素组成.采用分步加热方法,研究了石榴石中不同形式水(分子水和结构羟基)的含量和氢同位素组成.通过对若干典型露头超高压变质岩进行系统的矿物氢同位素和水含量测定,认识到在深俯冲板块折返过程中,超高压片麻岩能够比榴辉岩释放出更多的水.在榴辉岩和片麻岩接触带的降压脱水,释放的水会从片麻岩进入榴辉岩从而导致邻近片麻岩的榴辉岩发生显著的水化.通过测定榴辉岩中矿物最高水含量,得到石榴石和绿辉石在峰期超高压条件下所能溶解的最大水含量分别约为2500和3500 ppm.     

华北克拉通桑干地区高压麻粒岩变质作用的Sm-Nd年代学

对华北克拉通内典型高压麻粒岩和高压角闪岩进行了Sm-Nd同位素年代学研究, 获得高压基性麻粒岩的石榴石＋全岩Sm-Nd内部等时线年龄(1 842±38) Ma, 高压角闪岩的石榴石＋全岩Sm-Nd等时线年龄(1 856±26) Ma, 高压基性麻粒岩的全岩Sm-Nd等时线年龄也落在同一范围内. 在充分考虑高温高压变质阶段局部范围内Nd同位素均一化的影响以及石榴石减压分解后的较大残留体对高压变质阶段Sm-Nd同位素特征的保存能力的基础上, 确定上述同位素年龄代表高压变质作用时代, 进而提出华北克拉通古老陆块的大规模碰撞拼合作用发生在早元古代末期.     

北祁连山榴辉岩锆石SHRIMP定年及其构造意义

应用阴极发光和离子探针技术, 对北祁连山高压变质带两个榴辉岩样品中的锆石进行了结构和形态学观察以及原位U-Pb定年. 所获得的年龄值分别为463 ± 6 和468 ± 13 Ma, 代表了本区榴辉岩相变质时代. 这是北祁连山加里东期高压变质作用的最早记录, 可能代表了大洋板块俯冲进入上地幔经受榴辉岩相变质的时间.     

青藏高原羌塘中部榴辉岩的发现及其意义

在羌塘中部的白云母蓝闪石片岩和石榴石白云母片岩中发现透镜体产出的榴辉岩, 大地构造位置位于龙木错-双湖板块缝合带的南侧. 蓝闪石⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄为220 Ma, 白云母⁴⁰Ar-³⁹Ar 年龄221.9 Ma. 榴辉岩主要由石榴石、绿辉石、多硅白云母和金红石等矿物所组成, 绿辉石含有32.7%~38.95%的硬玉分子. 地质温压计估算表明, 榴辉岩相变质作用发生在温度不超过500℃, 压力在1.56~2.35 GPa的条件. 青藏高原羌塘榴辉岩的发现进一步说明羌塘中部可能存在印支期的板块缝合带, 对探讨羌塘地区的古板块体制和演化具有重要意义.