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 .     

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.     

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.     

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.     

多硅白云母过剩Ar成因及绿辉石Ar-Ar年龄谱意义： 以南大别超高压榴辉岩为例

通过对南大别碧溪岭和横冲两地超高压榴辉岩中多硅白云母和绿辉石的Ar Ar同位素年代学研究 ,揭示出多硅白云母过剩氩的含量高达 ( 0 .4～ 1 .3)× 1 0 -8mol·g-1,进而提出 ,超高压条件下游离Ar从介质向矿物的反向扩散是产生过剩氩的重要条件 .绿辉石Ar Ar年龄谱难以支持加里东期和前加里东期超高压变质的观点 .     

超高压榴辉岩中金红石U-Pb年龄: 快速冷却的证据

对大别山南部超高压带内金河桥榴辉岩的金红石和绿辉石进行了U-Pb同位素分析,利用等时线法和依据绿辉石Pb同位素组成扣除普通Pb法获得了一致的高精度金红石U-Pb年龄(218±1.2)Ma.这表明低μ的绿辉石可以作为金红石普通Pb扣除的依据.另外,根据前人研究结果计算得到在快速冷却条件下金红石U-Pb体系封闭温度为(470±50)℃.这一结果证明218Ma代表超高压岩石冷却到470℃左右的时间,而非峰期变质时代.它证明大别山南部超高压岩石在峰期变质之后经历了一次快速冷却过程.     

大陆碰撞过程中地壳深熔的岩石学证据:以苏鲁造山带超高压变质岩为例

岩石学显微结构证据表明,苏鲁造山带西南部超高压变质岩石经历了不同程度的深熔作用.在花岗片麻岩和石英岩中识别出结晶自深熔熔体的锆石,其U-Pb年龄集中在220±2 Ma.少量深熔锆石含有柯石英包裹体,U-Pb年龄主要集中在224±2 Ma,部分与含较低压矿物包裹体的锆石域类似.因此,深熔作用开始于早期折返阶段,部分仍处于超高压变质域.折返过程中多硅白云母脱水熔融是这些岩石发生深熔的主要机制.黝帘石榴辉岩的石榴石和绿辉石中发现了由石英+斜长石±钾长石±重晶石组成的多相固体包裹体.它们具有高钠和变化的钾含量,可能是榴辉岩中黝帘石和多硅白云母脱水分解诱发部分熔融形成,同时深熔过程中有大量绿辉石的参与.超高压变质岩石在地幔深度的部分熔融,可能促进了深俯冲陆壳在俯冲隧道内部的快速折返.     

阿尔金榴辉岩中超高压变质作用证据

阿尔金榴辉岩中石榴石具有大量特征结构的多晶石英包体，显示了峰期条件下柯石英存在的可能性。榴辉岩中绿辉石和磷灰石矿物中的出熔结构以及含多硅白云母榴辉岩的温度、压力计算，为阿尔金榴辉岩中超高压变质作用的存在提供了进一步的证据，结合在柴北缘地区榴辉岩围岩中柯石英的确定，确定在中国西部存在一条被巨型走滑断裂（阿尔金断裂）所切割的超高压变质带。     

1.5~3.0 GPa压力条件下多硅白云母榴辉岩的脱水熔融实验研究

以大别山东部碧溪岭超高压变质榴辉岩为实验样品, 使用活塞圆筒式高温高压装置, 在1.5~3.0 GPa, 800~950℃下进行封闭体系的脱水熔融实验. 结果表明: (1) 1.5~2.0 GPa下, 含5%多硅白云母榴辉岩的初始熔融温度(Tm)≤800~850℃, 熔融形成比例为3%的花岗质熔体; (2) 随着温度和压力变化, 榴辉岩中多硅白云母脱水熔融形成不同反应产物. 1.5~2.0 GPa和800~850℃下, 多硅白云母和黝帘石在亚固相下析出流体使岩石部分熔融, 蓝晶石形成斜长石反应边; (3) 随着温度升高, 多硅白云母与绿辉石、石英发生熔融反应, 形成更长石、蓝晶石和熔体, 更长石是多硅白云母在榴辉岩中主要的脱水熔融反应产物; (4) 1.5~3.0 GPa, ≥900℃的脱水熔融反应形成镁铝榴石分子较高(37.67%~45.94%)的新生石榴石; 在2.4~3.0 GPa, ≥900℃下, 反应产物中形成钾长石和硬玉, 代表反应体系处于更高压力下的流体不饱和状态. 实验初步约束了1.5~3.0 GPa下多硅白云母榴辉岩的脱水熔融固相线. 将实验结果与大别-苏鲁地区超高压榴辉岩的部分熔融特征相结合, 推断大别-苏鲁多硅白云母榴辉岩在折返过程中发生脱水熔融的压力和温度区间应为1.5~2.0 GPa, 800~850℃, 并指示超高压榴辉岩在不同变质相转变过程中可能经历了流体活动性明显不同的部分熔融过程.     

多硅白云母过剩Ar成因及绿辉石Ar-Ar年龄谱意义:以南大别超高压榴辉岩为例

通过对南大别碧溪岭和横冲两地超高压榴辉岩中多硅白云母和绿辉石的Ar-Ar同位素年代学研究 ,揭示出多硅白云母过剩氩的含量高达( 0 .4～1 .3)×10 ^-8mol·g^-1,进而提出 ,超高压条件下游离Ar从介质向矿物的反向扩散是产生过剩氩的重要条件 .绿辉石Ar-Ar年龄谱难以支持加里东期和前加里东期超高压变质的观点 .     

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     

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.     

河南信阳变质的3T型多硅白云母和C类榴辉岩

信阳变质带指信阳以东大别山北麓的一套变质岩,即所谓信阳群和苏河群。主要岩石是白云母片岩,二云母片岩,绿泥石片岩,局部有角闪岩,石榴石黑云母片岩。变质程度最深为绿帘角闪岩相。由南向北,由西向东,变质程度变浅。特征的矿物是多硅白云母(Phengite),尤其是3T型多硅白云母,特征的岩石是C类榴辉岩。它们的存在证明,该变质带属低温高压相系,是板块消减带上的变质作用。因而有深远的大地构造意义。     

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.     

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 .     

合肥盆地侏罗系沉积岩中高压-超高压变质岩物源年代学

对安徽省独山地区高压-超高压变质岩物源进行了同位素年代学的研究, 证明它们属三叠纪时期扬子向华北大陆下俯冲和折返过程中的产物. 对在凤凰台组发现的一类高压-超高压变质岩砾石, 测得多硅白云母、磷灰石和全岩的Rb-Sr同位素等时线年龄值为232.1±2.1 Ma (MSWD = 0.59). 对三尖铺和凤凰台组沉积岩中碎屑成因的多硅白云母, 其40Ar/39Ar年龄谱的坪年龄值一致, 分别为216.5±0.6和217.4±1.3 Ma.     

北祁连和北阿尔金含硬柱石榴辉岩: 冷洋壳俯冲作用的证据

通过大量岩相学和矿物化学研究, 在北祁连和北阿尔金高压低温变质带中发现有含硬柱石的榴辉岩. 硬柱石包裹在石榴子石中, 并与绿辉石和多硅白云母共生. 应用Grt-Omp-Phe矿物压力计和Grt-Omp矿物温度计, 获得北祁连榴辉岩中含硬柱石共生组合的变质条件为420~510℃和2.1~2.4 GPa, 估算的温压条件处于硬柱石榴辉岩相稳定区域, 据此推断榴辉岩形成的地温梯度为6~8℃/km, 属于典型冷洋壳俯冲带变质产物. 北祁连和北阿尔金均产出含硬柱石的榴辉岩, 进一步证明了北阿尔金高压/低温变质带可能是北祁连高压/低温变质带的西延部分.     

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.     

西南天山阿坦塔义一带片岩和榴辉岩中的柯石英

柯石英是超高压变质作用发生的标志矿物.西南天山造山带阿坦塔义地区的高压变质岩中迄今未发现柯石英,其变质峰期条件颇具争议.对这一地区的主体岩石类型——片岩和榴辉岩开展了详细的岩相学和显微拉曼光谱分析,识别出阿坦塔义河沿岸3处露头的岩石含有柯石英.含柯石英的片岩主要由钠长石、石榴石、钠钙质角闪石、石英和白云母构成;含柯石英的榴辉岩主要由绿辉石和石榴石构成.柯石英的发现表明这一地区的榴辉岩及其围岩整体经历了超高压变质作用,西南天山超高压地质体的南北宽可达10km,其东西长可达60～80km.     

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.