关于巴罗式变质带的最新研究及其对研究秦岭杂岩的意义

本文对苏格兰高地Grampian造山运动中产生的经典巴罗变质带进行了讨论,重点介绍了近年来关于其变质作用的特征及发生机制认识方面的重大变化。强调巴罗变质作用仅发生在整个造山运动过程中的部分时段,纪录了短暂的加热过程,时空上与区域内大规模的双峰式岩浆活动有关。经典的巴罗变质系列并非形成于地壳增厚及其热弛豫,而是代表了中地壳内大规模的接触变质作用。参考经典地区的变质特征,对发育巴罗式变质作用的秦岭杂岩进行了初步对比分析,指出其中与夕线石有关的变质P-T-t轨迹可能是等压冷却过程,而不是等温降压的顺时针演化模式。秦岭杂岩的变质作用时间仍需要进一步准确厘定。结合其它相关地质特征的分析和对比,得出如下推论:巴罗式变质带发育地区的变质作用、混合岩与花岗岩均属于同一动力系统作用的结果,花岗质岩体不是变质作用的原因;基性岩浆可能提供了巴罗式变质作用发生所需要的热能,但不是必要条件;巴罗式变质作用可以发生在正常地壳厚度情况下,不是碰撞构造的标志;伴随热异常的变形过程中产生了变质带的梯度分布(巴罗式变质带)和一些花岗岩,形成类似于底辟的冲起构造。

中、低压变质作用与大陆造山——兼论四川丹巴的变质带

巴罗型中压变质带与巴肯型低压高温变质带的成因与大陆板块边缘的碰撞造山及陆内造山作用之间有着紧密的联系。根据变质带的空间时间配置关系、压力类型、变质作用pTt轨迹、伴生的岩浆岩等等,可以区分出3种类型的大陆造山模式:弧-陆拼贴型、陆-陆碰撞型(可进一步分为中高压型碰撞造山带和双变质型山带型(paired metamorphic mountain belt)陆-陆碰撞带)、陆内造山地壳加厚-伸展型。巴罗型中压变质带普遍出现于地壳加厚-热弛豫的构造环境,但巴肯型低压变质带形成的构造背景及物理化学条件在不同的造山带有不同的表现形式,其热源至少有:壳内岩浆侵入或岩浆板底垫托、沉降盆地放射性同位素的衰变热、构造热穹隆、变质核杂岩、地下热流体传热等。大陆边缘造山带中巴罗型变质带的倒转以及板内造山带中变质带问断等现象与造山动力学过程密切相关,记录了造山过程中的重要的地质事件,也是探讨造山历史的理想场所。由于四川丹巴地区松潘—甘孜造山带形成于很独特的3个板块双极性构造环境,表现出与世界上典型造山带诸多相似的地方,如巴罗型中压变质带、巴肯型低压高温带同时在一系列变质穹隆中发育,但又有其特殊性和复杂性,如通常只发育在大陆边缘的倒转的巴罗带和陆内造山过程中的变质相间断同时出现,显然这与本?

内蒙古中西部宝音图群云母片岩的变质P-T轨迹与锆石年代学研究

位于内蒙古中西部地区的宝音图群,主要由云母片岩、斜长角闪岩、石英岩和大理岩等组成。其中云母片岩中发育典型的巴罗式递增变质带,目前对于该递增变质带的研究非常薄弱。本文对宝音图群的云母片岩开展了系统的岩相学、矿物化学、相平衡模拟以及锆石U-Pb年代学的研究。岩相学研究结果显示,三个云母片岩样品具有不同的峰期矿物组合,分别为石榴子石+白云母+黑云母+斜长石+石英,十字石+白云母+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英,石榴子石+蓝晶石+白云母+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英。此外,样品LS93和LS07存在晚期红柱石的叠加。相平衡模拟研究限定三个云母片岩的峰期温度压力分别为:577℃、0.73 GPa,620℃、0.78 GPa和670℃、0.8 GPa,具有递增型特征,其峰期温度压力指示的地热梯度为18~20℃/km,为典型的中压相系;此外,三个样品的P-T轨迹均显示早期升温升压直至峰期阶段,随后降温降压的顺时针型,反映地壳加厚和后期抬升的演化过程。云母片岩中的锆石发育典型的变质边结构,变质边的Th/U=0.004~0.02,锆石U-Pb年代学结果显示该变质年龄为398±6 Ma,代表峰期或近峰期阶段的变质年龄。综合分析认为,宝音图群巴罗式变质带可能形成于与古亚洲洋闭合有关的碰撞造山背景。

四川丹巴地区中低压变质作用及P-T轨迹

四川丹巴地区地处华北板块、扬子板块和羌塘板块的汇合处,这里集中了中压型的巴罗变质带和低压型的巴肯变质带,该区中低压变质作用的研究对于探讨松潘-甘孜造山带的形成过程与地壳演化过程具有重要的理论意义和大陆动力学意义。本文通过地质温压力计估算了研究区的峰期变质温度和压力,从微区的角度分析了各变质带的P-T轨迹和地热梯度, 结果表明,丹巴地区巴罗型变质带和巴肯型变质带都具有顺时针的P-T轨迹,但是巴肯型变质带的地热梯度高于巴罗带。结合研究区的变质带的分布,变质矿物共生组合及变质反应,本文认为丹巴地区的确并存巴罗带和巴肯带,两种地热梯度反映了构造条件上的差异。

四川丹巴穹状变质地体

四川西部丹巴地区最为引人注目的地质构造是穹状变质地体的发育。华北、扬子和羌塘三个板块之间的南北向和东西向双向收缩，引起区内发育了大小不等的十几个穹状变质地体，自北而南有马奈、春牛场、丹巴、公差、格宗等变质穹隆。多数穹隆的核部出露的是前寒武纪的片麻岩和混合岩，例如春牛场侵入体。其中的片麻岩原岩、黑云母和角闪石质片麻岩均属本区最老的岩石。它不整合于志留纪地层之下，年代学研究证明其年代属新元古代（大约865-785Ma）。混合岩从形态上说，多为条带状，偶见角砾状的角闪石质混合岩。但是也有不少穹隆，核部是花岗岩类。岩石化学研究证明，它们大多属于S型花岗岩，仅个别为Ⅰ型。穹状变质地体的外围变质带可分三类：（1）巴罗带型区域递增变质带，有的显示变质带的倒转；（2）巴肯型变质带；（3）低级区域变质带，多数是中压绿片岩相。巴罗带变质的泥质岩，多数变晶矿物如黑云母、十字石、石榴石均具早期低级变质矿物的定向包襄物，显示明显叠加变质的信息。变质泥质岩的∑REE=（195-274）×10^-6，（La／Yb）n=0．811～1．917。稀土配分曲线和微量元素蛛网图具Nb、P、Ti负异常，显示大陆地壳的特征，是陆缘碎屑物质区域变质产物。巴肯带出露于丹巴以北，主要变质泥质岩是夕线石片麻岩类，常见铁铝榴石而少见堇青石，说明原岩富铁贫镁，局部出现锌铁尖晶石。由北侧的巴肯带到巴罗型变质的公差穹隆到南部的格宗穹隆变质带是从高温到低温连续变化的。因之，我们倾向于认为松潘-甘孜造山带的东南缘是一个规模较大的、呈NE向分布的低一中压区域变质带，总体是一条热轴，垂直走向，向东南温度逐步降低。据前人同位素年龄资料：M1巴罗型区域变质发生于约210～205Ma，马奈花岗岩U-Pb锆石年龄为（197±6）Ma。M2巴肯型变质与岩体侵入有关，年龄约为164Ma。M3喜马拉雅期重结晶的黑云母年龄约为30Ma。总之，丹巴变质穹隆的形成是青藏高原东北部地质构造演化中重要的一幕，其主要活动期起于印支晚期最后结束于喜马拉雅期的隆升和挤出。依据低压高温变质带的空间分布，推测本区印支末期存在一NE向的热轴，同时也是S型花岗岩体的出露区。至于木里一带穹隆与丹巴穹隆在变质程度上的差异，应当归因于印支晚期的陆壳增厚过程中，北倾南倒逆冲剪切造成区域热流的不均一性。也说明了青藏高原东北缘在喜山期隆升之前具有复杂的构造变质历史。

辽东半岛古元古代北辽河群浪子山组巴罗式变质带分布、变质特征及其构造意义

巴罗式递增变质带能为地壳增厚及造山作用带来全新的认识.为了解辽东半岛北辽河群浪子山组内巴罗式变质带的野外分布和变质特征,对本溪地区连山关-祁家堡巴罗式变质带进行了详细的野外调查和室内研究工作.野外填图表明,浪子山组巴罗式变质带由南向北可以分为黑云母带、石榴石带、十字石带和蓝晶石带.岩相学研究表明,蓝晶石带的蓝晶十字石榴云母片岩保存了3阶段的矿物组合:(1)进变质阶段(M1)矿物组合为Pl+Qz+Ms+Bt+Ctd+Chl±Grt;(2)峰期变质阶段(M2)以Ky+St+Grt+Bt+Ms+Qz+Pl+Ilm为特征;(3)退变质阶段以毛发状的矽线石(M3-1)和变斑晶边缘或裂隙处生长的绿泥石和绢云母为特征(M3-2).相平衡模拟表明,蓝晶十字石榴云母片岩所经历的进变质和峰期变质温压条件分别为~440℃/~3.7 kbar,~670℃/~7.9 kbar,具有典型的顺时针P-T轨迹.变质锆石U-Pb定年结果得到蓝晶十字石榴云母片岩经历了~1.96 Ga的峰期变质作用;碎屑锆石U-Pb年龄分布于2 631~2 020 Ma,浪子山组蓝晶十字石榴云母片岩碎屑物源可能来自于太古宙基底(~2.5 Ga)和2.2~2.1 Ga的岩浆岩.结合前人研究资料表明,浪子山组巴罗式变质带所记录的P-T-t轨迹以及大量的逆冲推覆构造揭示了胶-辽-吉带在~1.96 Ga经历了与造山作用相关的地壳增厚过程.