俄罗斯白海活动带中的太古宙榴辉岩

在俄罗斯白海活动区发现的迄今为止最古老的太古宙榴辉岩的出露,对整个地质学领域是一次革命性事件。白海活动带位于芬诺斯干地亚地盾东北部太古宙陆核,处于科拉半岛大陆和卡累利阿克拉通之间的太古宙增生碰撞带中,在新太古代和古元古代期间多次受到中高压变质和构造变形作用。榴辉岩出露包括Gridino和Salma两大地区。Gridino榴辉岩区的榴辉岩产状可分为TTG片麻岩围岩中具有复杂成因的太古宙榴辉岩包裹镶体(2.72Ga),组成强烈构造变形的混合混杂岩体(mélange),以及众多古元古代侵入岩墙岩脉状基性榴辉岩。Salma榴辉岩区的榴辉岩年龄应该晚于2.87Ga,其中的Fe-Ti-榴辉岩年龄测定为约2.80Ga。两大榴辉岩区的p-T演化轨迹比较类似,Gridino榴辉岩的峰期变质温压值(T=740～865℃,p=1.4～1.8GPa)比Salma榴辉岩(T≈700℃,p=1.3～1.4GPa)要高。Salma榴辉岩原岩可能与大洋环境有关。

俄罗斯白海活动带Uzkaya Salma地区含绿纤石榴辉岩的岩石学特征及其变质演化

俄罗斯白海活动带Uzkaya Salma地区榴辉岩中发现的绿纤石形成于榴辉岩化早期亚绿片岩相阶段。该绿纤石多以包体形式存在于退变榴辉岩的变斑晶石榴石矿物中,并与榍石、金红石、单斜辉石、绿泥石、绿帘石、石英等矿物伴生,极少量单颗粒绿纤石包裹在基质单斜辉石（透辉石）矿物中,呈浑圆状。绿纤石成分上属于铝绿纤石和铁绿纤石,其中以铝绿纤石为主。在详细的岩相学研究基础上,通过相平衡计算,结合矿物温压计计算结果,发现含绿纤石榴辉岩共经历了4阶段的变质演化：Ⅰ早期进变质阶段,以石榴石中的绿纤石＋绿泥石＋绿帘石＋石英等矿物包裹体为特征,依据实验岩石学研究的矿物组合绿纤石＋绿泥石＋石英和铁绿纤石＋绿帘石稳定域,估算该变质阶段温压条件t=160-320℃,p=0.2-0.8 GPa;Ⅱ峰期榴辉岩相阶段,矿物组合为石榴石＋Di-Pl后成合晶推测的绿辉石＋金红石±角闪石＋石英,石榴石核部镁等值线和绿辉石硬玉分子等值线限定其峰期温压条件为t=725-740℃,p=1.4-1.5 GPa;Ⅲ高压麻粒岩相退变质阶段,矿物组合为石榴石＋透辉石＋角闪石＋斜长石＋石英,石榴石-单斜辉石温度计和后成合晶中斜长石钙等值线限定该阶段的温压条件t=725-750℃,p=1.1-1.3 GPa;Ⅳ晚期角闪岩相退变质阶段,矿物组合角闪石＋斜长石±黑云母＋石英,相平衡计算和角闪石-斜长石温度计限定温压条件为t=670-700℃,p=0.7-0.9 GPa。综上,确定了俄罗斯白海活动带Uzkaya Salma地区含绿纤石榴辉岩具有顺时针的p-T演化轨迹,峰期对应的地温梯度为15℃/km,俯冲进变质阶段经历了绿纤石-绿帘石相变质,由峰期榴辉岩相到退变质高压麻粒岩相具近等温降压的特征。研究表明,板块的＂冷＂俯冲作用在地球演化早期太古宙时期就可能出现了。