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.     

青藏高原安多高压基性麻粒岩的发现及其地质意义

在青藏高原安多微陆块中发现了高压基性麻粒岩,其峰期矿物组合为石榴子石+单斜辉石+石英+金红石.该高压麻粒岩经历了两期退变质作用,退变质矿物呈后成合晶产状,早期退变质矿物组合是Opx+Pl±Spl,晚期退变质矿物组成是Hbl+Pl.温度与压力计算表明,高压麻粒岩相峰期变质温度为860~920℃,压力为14.6~15.6kbar;早期退变质的形成温压为820~890℃和8.8~11.5kbar;晚期退变质条件为550~670℃和5.2~6.5kbar.其退变质作用P-T轨迹为顺时针型近等温降压到降温降压的过程,指示该麻粒岩经历了俯冲至深部地壳层位(~50km),之后又快速抬升到浅部地壳(~20km)的变质过程.该高压麻粒岩的形成可能与安多微陆块和羌塘地体中生代时期的弧-陆碰撞作用有关,这对探讨青藏高原的构造演化具有重要的意义.     

阿尔泰造山带超高温变泥质麻粒岩的确定及其地质意义

通过岩相学和矿物成分特征及P-T计算结果,最近在阿勒泰以东喀拉苏附近发现了超高温变泥质麻粒岩,其矿物组合为石榴石+斜方辉石+矽线石+堇青石+尖晶石+黑云母+斜长石+石英等.斜方辉石具有高铝特点,其Al2O3含量高达8.7wt%,指示了超高温变质的条件,其峰期变质条件为:P=~0.80 GPa,T=~960℃.变质结构关系和P-T估算结果表明了一个峰期后近等压冷却的逆时针P-T轨迹.锆石U-Pb年龄结果(271±5 Ma)支持了该超高温变质事件发生于二叠纪.喀拉苏附近超高温变泥质麻粒岩的发现确认了阿尔泰造山带二叠纪超高温变质作用的存在,表明在二叠纪阿尔泰造山带南缘高热流伸展背景可能与二叠纪(270~280 Ma)塔里木地幔柱活动有密切成因关系.     

青海省乌兰县早古生代低压高温变质岩:柴北缘存在双变质带?

乌兰县二郎洞南侧一带的矽线石榴黑云斜长片麻岩矿物组合为石榴子石+黑云母+长石+石英+矽线石,是典型的低压高温高角闪岩相岩石.岩石学和矿物化学研究表明其峰期变质P-T条件为:T=677~696℃,P=0.349~0.419 GPa.LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得二郎洞南侧低压高温矽线石榴黑云斜长片麻岩的峰期变质年龄为450~483 Ma.研究区内同时期岛弧岩浆作用、混合岩化作用的存在,以及低压高温峰期变质的P-T条件,共同指示二郎洞一带低压高温高角闪岩相岩石形成于柴达木地块与祁连地块之间的原特提斯洋向北俯冲过程中,俯冲形成的岛弧岩浆侵入并加热大陆地壳,在该热异常强烈区内形成了低压高温高角闪岩相岩石.通过分析该套低压高温变质岩与柴北缘高压-超高压变质带内岩石的变质属性、峰期变质时代和大地构造位置关系,二郎洞地区低压高温高角闪岩相岩石可能与其南部柴北缘大洋俯冲阶段形成的高压变质岩构成了双变质带.     

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.     

胶北栖霞地区泥质高压麻粒岩的发现及其地质意义

在胶北栖霞地区基性高压麻粒岩分布区发现了具有石榴石＋蓝晶石＋正条纹长石＋反条纹长石＋白云母＋金红石特征组合的泥质高压麻粒岩. 通过THERMOCALC程序定量计算泥质岩石的P-T视剖面图, 确定该高压麻粒岩变质峰期的温压条件为T = 800~840℃, P = 1.0~1.25 GPa, 峰期后先呈现近等温降压(ITD)变化, 后期呈现近等压冷却(IBC)变化, 构成典型顺时针样式的P-T演化轨迹, 反映陆壳先发生碰撞增厚, 后又快速折返到正常地壳深度的变质动力学过程.     

华北克拉通孔兹岩带含夕线石泥质麻粒岩中石榴子石的金红石出溶

对华北克拉通孔兹岩带泥质麻粒岩样品中石榴子石的金红石出溶进行报道.该麻粒岩样品的矿物组合为石榴子石、夕线石、条纹长石、黑云母和石英.长石地质温度计在压力1×106 k Pa时给出的峰期温度大约为980℃,表明该样品曾经历了超高温变质作用.激光拉曼分析显示石榴子石中的定向针状金红石具有特征谱峰446~448和610 cm–1.在显微镜下可以观察到3~4组相互平行定向的针状金红石包体,因此认为它们是在变质峰期后抬升和降温过程中由石榴子石出溶形成.石榴子石出溶定向针状金红石可以在华北克拉通孔兹岩带用来指示超高温变质作用,当然也同样对其他超高温变质地体适用.     

南秦岭佛坪地区麻粒岩的发现及其地质意义

在南秦岭海西 印支期变质带中首次发现含有二辉石的麻粒岩 .这些麻粒岩产于佛平杂岩的下部 ,以中酸性麻粒岩为主 ,其中夹有少量的基性麻粒岩的条带和透镜体 ,主要变质矿物为斜方辉石、单斜辉石、黑云母、斜长石及石英等 ,斜方辉石常退变为角闪石 ,其变质条件为T =72 0～ 780℃ ,P =0 .6GPa .含有麻粒岩的佛平杂岩时代可能为早前寒武纪 .     

大别山黄镇榴辉岩和蓝晶石-石英脉中硬柱石分解的岩石学研究及其流体活动意义

高压-超高压变质榴辉岩中石英脉的产出反映了板块俯冲或折返过程中的流体流动, 但是对成脉过程的温压条件常常缺乏岩石学制约. 对大别造山带黄镇地区低温榴辉岩及其中蓝晶石-石英脉的岩石学研究表明, 脉中呈柱状形态的蓝晶石-黝帘石-石英集合体是硬柱石分解后的假象. 柯石英假象也首次在该地区榴辉岩的石榴石中发现, 证明这些低温榴辉岩经历了超高压变质作用. 热力学温压条件计算表明, 该榴辉岩经历的峰期变质条件为670℃/3.3 GPa, 已达到石墨向金刚石转化的边界. 石英脉中的石英晶体不见波状消光、折曲和碎裂现象, 也没有发现柯石英假象; 根据石英脉中矿物共生组合进行热力学平衡计算得到的成脉温压条件与寄主榴辉岩一样, 明显高于板块俯冲进变质过程中硬柱石分解曲线. 这些观察证明, 石英脉形成于峰期超高压变质之后的板块折返过程中. 因此, 硬柱石分解为蓝晶 石-黝帘石-石英并释放水的反应是在峰期变质之后的折返过程中发生的. 这表明陆壳深俯冲时不仅能够将含水矿物如硬柱石中的水带到地幔深处, 而且可以在折返时释放出来.     

中国阿尔泰造山带泥质麻粒岩的确定及地质意义

通过详细的岩相学工作和P-T视剖面图方法首次确定了阿尔泰造山带中泥质麻粒岩的存在, 其矿物组合为石榴石＋堇青石＋钾长石＋黑云母＋夕线石＋斜长石＋石英等, 局部出现堇青石＋尖晶石组合. 其峰期条件为: P = 0.5 ~ 0.6 GPa, T = 780 ~ 800℃, 为中低压麻粒岩. 通过锆石SHRIMP锆石U-Pb定年方法得出其变质年龄为(292.8 ± 2.3) Ma. 该类型泥质麻粒岩的发现说明在早二叠世阿尔泰造山带南缘属于高热流活动的伸展环境, 这为探讨整个阿尔泰造山带的演化过程提供了一个重要的岩石学限定.     

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.     

喜马拉雅造山带下地壳麻粒岩成因: 来自高温高压实验的证据

利用喜马拉雅结晶岩系中的黑云斜长片麻岩进行脱水熔融实验研究,模拟喜马拉雅造山带麻粒岩下地壳的形成过程.实验温度和压力条件分别为770～980℃及1.0～1.4GPa.黑云母的Ti和F含量较高导致其脱水温度高达约900℃（1.0～1.4GPa）.实验产物由过铝花岗质熔体和具有麻粒岩矿物组合的残留相（P1+Qz+Grt+Opx+Bio+I1m/Rut±Kfs±Cpx）组成.残留相矿物组合与出露于喜马拉雅东、西构造结麻粒岩的矿物组合相似,并且二者的特征矿物（石榴石和辉石）的成分一致;残留相的化学成分可以与中性麻粒岩地体的成分对比.实验残留相的波速特征也与青藏高原和造山带下地壳上部的速度吻合.获得如下认识:（1）青藏高原下地壳上部可能是由含石榴石中性麻粒岩组成;（2）喜马拉雅下地壳麻粒岩和淡色花岗岩的形成有着成因上的联系;（3）黑云斜长片麻岩的脱水熔融可能是青藏高原下地壳麻粒岩形成、地壳物质重组和结构调整的重要方式.同时实验也为探讨青藏高原下地壳麻粒岩的矿物组成、化学成分以及形成时温度和压力环境提供了约束条件.     

麻粒岩的石榴石Sm-Nd和U-Pb同位素体系: 欧洲华力西造山带实例

报道德国黑森林地区(BF)华力西造山带高级变质基底的基性麻粒岩中锆石和石榴石年龄, 并讨论其同位素体系的封闭温度. 采用锆石U-Pb和Pb-Pb蒸发法分析, 得到340 Ma左右至414 Ma的207Pb/206Pb年龄, 而且大部分集中在340 Ma左右. 而石榴石的Sm-Nd和Pb-Pb等时线年龄分别为(398 ± 3)和(411 ± 14) Ma, 老于大部分的锆石年龄. 这一现象暗示, 在340 Ma左右的麻粒岩相变质作用(800℃左右)过程中, 可能由于重结晶作用或蜕晶作用使大部分锆石丢失其放射成因Pb. 而石榴石的Sm-Nd和U-Pb同位素体系保存了变质作用峰期之前的年代学信息. 这一现象可能说明该变质作用是在无流体参与的条件下进行的. 该实例表明, 采用Sm-Nd和U-Pb方法对高级变质岩石定年, 在某些情况下石榴石可能是更好的候选矿物.     

汉诺坝下地壳-上地幔包体的岩石圈热动力学记录

对汉诺坝含石榴石下地壳-上地幔包体中主要矿物核部至边部的化学组成进行了详细的电子探针分析. 核部至边部的温度-压力变化表明麻粒岩包体记录了增温、增压作用; 核部温度>930℃的地幔包体表现出降温、降压特征, 核部温度<930℃的地幔包体的温度-压力变化不明显. 这些包体记录的最终压力主要为0.9~1.5 GPa. 个别麻粒岩包体向榴辉岩相过渡的岩石学特征可能属于增温、增压过程中麻粒岩向榴辉岩转变的中间产物. 综合已有研究, 我们认为这些包体记录的温度-压力变化反映了它们被玄武岩捕获前经历的一次重要的岩石圈减薄作用及之前的岩石圈加厚作用.     

北喜马拉雅片麻岩穹窿始新世高级变质和深熔作用的厘定

厘定喜马拉雅造山带早期变质和深熔作用的时限和性质有助于理解大型碰撞造山带早期下地壳物质的物理和化学行为.雅拉香波穹窿位于北喜马拉雅穹窿的最东端,穹窿内发育3种地质产状、矿物组成和地球化学特征不同的角闪岩和多种片麻岩.SHRIMP锆石年代学测试结果表明:石榴角闪岩和黑云母花岗质片麻岩的近峰期变质作用分别发生在45.0±1.0和47.6±1.8Ma,比石榴角闪岩部分熔融的时间(43.5±1.3Ma)早2～4Ma.结合已有的研究结果,在北喜马拉雅带内,榴辉岩相变质作用发生在大约55Ma,高角闪岩相-麻粒岩相变质作用发生在45～47Ma,与增厚地壳条件下部分熔融相关的变质作用发生在43.5±1.3Ma,同时形成具有高Sr/Y比值的二云母花岗岩.位于北喜马拉雅带的高级变质岩代表了俯冲印度大陆地壳的前锋,不同位置保存的变质历史存在明显的差异.在大型碰撞造山带内,地壳缩短增厚的过程中,易熔组分可发生部分熔融,形成高Na/K比和Sr/Y比的花岗质熔体,明显不同于快速折返-减压部分熔融作用形成的熔体.     

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.     

广东雷州新生代玄武岩中石榴麻粒岩相岩石捕虏体的发现

报道了广东雷州英峰岭火山碎屑岩中首次发现的麻粒岩相岩石捕虏体,其中高压石榴麻粒岩捕虏体在我国极为罕见。石榴麻粒岩在矿物组成和矿物化学上与辉石麻粒岩有很大的区别。温压计算显示石榴麻粒岩形成于１１ ３０－１１６０℃和１．４－１．７ＧＰａ的高温压条件下,而二辉麻粒岩形成于８００℃左右和０．６５－０．８ＧＰａ的条件下。高的地温梯度指示新生代本区片于裂谷活动区。不同组成的麻粒岩是由玄武质岩浆底侵于不同深度形     

汉诺坝玄武岩中麻粒岩捕虏体锆石Hf同位素、U-Pb定年和微量元素研究: 华北下地壳早期演化的记录

对汉诺坝玄武岩携带的条带状麻粒岩锆石进行了背散射、Hf同位素、U-Pb年龄和微量元素原位分析. 结果表明: 条带状麻粒岩为早期下地壳样品, 其成因很难用单一的过程来解释, 而是包含着地壳再熔融岩浆作用、幔源物质参与、变质分异作用和早期的下地壳拆沉作用等复杂过程信息. 岩石中除有3097~2824和2489~2447 Ma的古老年龄信息外, 80%的锆石给出1842±40 Ma的年龄值. 老年龄锆石有高的ε_Hf值(达+18.3)和高的Hf模式年龄(2.5~2.6 Ga), 说明形成该岩石的初始物质主要来源于晚太古代的亏损地幔. 早元古代锆石的eHf值多变化于零附近; 个别有较高的ε_Hf值(+9.2~+10.2), 表明早元古代时华北东、西部地块碰撞拼合并导致克拉通最终形成过程中有地幔物质参与.     

麻粒岩的石榴石Sm-Nd和U-Pb同位素体系: 欧洲华力西造山带实例

报道德国黑森林地区（BF）华力西造山带高级变质基底的基性麻粒岩中锆石和石榴石年龄,并讨论其同位素体系的封闭温度.采用锆石U-Pb和Pb-Pb蒸发法分析,得到340 Ma左右至414 Ma的207Pb/206Pb年龄,而且大部分集中在340Ma左右.而石榴石的Sm-Nd和Pb-Pb等时线年龄分别为（398±3）和（411±14）Ma,老于大部分的锆石年龄.这一现象暗示,在340Ma左右的麻粒岩相变质作用（800℃左右）过程中,可能由于重结晶作用或蜕晶作用使大部分锆石丢失其放射成因Pb.而石榴石的Sm-Nd和U-Pb同位素体系保存了变质作用峰期之前的年代学信息.这一现象可能说明该变质作用是在无流体参与的条件下进行的.该实例表明,采用Sm-Nd和U-Pb方法对高级变质岩石定年,在某些情况下石榴石可能是更好的候选矿物.     

胶北荆山群泥质低压麻粒岩电子探针独居石Th-Pb定年及其对多阶段变质演化的制约

利用电子探针对胶北荆山群泥质低压麻粒岩开展了深入的独居石定年研究, 通过建立环带结构独居石的年龄分布图和非环带结构独居石的PbO-ThO₂^*年龄等时线图, 确定了胶北荆山群的多阶段变质演化年龄, 即早期进变质作用达到角闪岩相的年龄为1720±15 Ma, 峰期麻粒岩相变质作用年龄为1687±16 Ma, 峰期后抬升冷却阶段年龄为1568±15 Ma, 从而为探讨胶北地块的热构造演化提供了有利的年代学制约.