铬尖晶石和石榴石的相变:大陆科学钻探CCSD-PP3孔超镁铁岩超高压变质作用的证据

PP3超镁铁岩主要岩石类型有纯橄岩和石榴石橄榄岩，两者为渐变，主要矿物为橄榄石、铬尖晶石、石榴石、单斜辉石和斜方辉石．铬尖晶石的Cr^#[Cr／（Cr＋Mg）×100]从51～89变化，TiO2和MnO2值分别低于0．26％和0．46％．铬尖晶石矿物表现为4期次演化的特点，反映了从岩浆期、榴辉岩相、角闪岩相和绿片岩相演化特征．随着超镁铁岩的演化，铬尖晶石表现为Cr^#不断增大，而Mg^#[Mg×100／（Mg＋Fe^2＋）]不断减少、氧逸度不断增加的过程．PP3铬尖晶石反映了地幔来源，为大陆岩石圈超镁铁岩特征，后期随折返而演化．从石榴石与铬尖晶石相互转变过程看出，PP3超镁铁岩经历了深度加大的过程，超镁铁岩曾经到达100km以上的岩石圈地幔深处．在绿片岩相一绿片角闪岩相变质过程中，铬尖晶石中Cr、Mg和～减少，Fe相对增加，产生富cr尖晶石变质作用样式．晚期剪切变形等次生变化影响了铬尖晶石矿物成分。

苏鲁超高压变质带岗上石榴石橄榄岩岩体:中国大陆科学钻探卫星孔(CCSD-PP3钻孔)初步研究

大陆科学钻探在江苏岗上超镁铁岩体上打了一个卫星孔(CCSD-PP3),孔深705m,穿透428m厚超镁铁岩体,其下主要为不同类型片麻岩及少量榴辉岩。该岩体产在苏鲁超高压变质带中,面积1370×700m,上覆约10m厚第四纪盖层。岩心柱可以粗分为4段,370m上部超镁铁岩,50m片麻岩夹榴辉岩,60m下部超镁铁岩,225m片麻岩类。榴辉岩夹在片麻岩中,片麻岩有正、副之分。榴辉岩石榴石中发现柯石英假象,表明岩石经历超高压变质作用。超镁铁岩主要岩性为纯橄岩和含石榴石纯橄岩,含石榴石纯橄岩出现3层,总厚度仅90m,与不舍石榴石的纯橄岩无截然界线。岩相学研究观测到石榴石中保留橄榄石、单斜辉石和尖晶石等超高压变质之前的矿物组合,以及退变质矿物替代石榴石的现象。岩石化学成分总体变化小,SiO242.17-44.79,平均43.78;MgO46.35-48.98,平均47.42,Mg#值(=Mg/(Mg+Fe)×100)为91.89-92.75,平均92.4,属于高Mg型;Al2O3和CaO丰度低,分别为0.66-0.27,平均0.43,和0,01-0.35,平均0.13;REE总量较原始地幔亏损,但LREE相对HREE富集。结合矿物组合特征,说明这套岩石属亏损型,但可能经历了流体热液的改造;纯橄岩和含石榴石纯橄岩成分的一致型,说明后者是前者经变质改造形成。SHRIMPU-Pb定年测得含石榴石纯榄岩中锆石存在两组年龄,超高压变质阶段新形成的锆石时代为240±2.7Ma,核部残留岩浆锆石给出726±56Mao前者与区域上超高压变质年龄十分吻合,后者与大别-苏鲁区域上新元古代大规模花岗质岩浆侵位时代。岗上超镁铁岩体可能记录了早期侵位到地壳,在陆陆俯冲碰撞阶段被俯冲岩片带入到柯石英形成深度,以及随岩片折返到地表的整个历史。