冀西北两类石榴基性麻粒岩的变质演化及Gibbs方法分析

冀西北晚太古宙高级变质区存在两种不同类型的石榴基性麻粒岩，怀安东洋河附近的中压石榴基性麻粒岩和宣化大东沟、赤城伙房村附近的高压基性麻粒岩。前者石榴石变斑晶中含有紫苏辉石、单斜辉石、斜长石等早期矿物包体，后者石榴石变斑晶中有单斜辉石、斜长石、榍石、钛铁矿和石英等矿物包体，无早期的紫苏辉石。两类石榴基性麻粒岩中石榴石变斑晶均发育紫苏辉石、斜长石等细粒集合体的后成合晶反应边。高压麻粒岩中石榴石具有明显的组分环带，石榴石核心含有较高的钙铝榴石组分，铁铝榴组分较低。中压麻粒岩中石榴石环带特征不明显，与高压麻粒岩相比，铁铝榴石组分偏低，含有较高的镁铝榴石组分。用传统的二辉石温度计、石榴石－单斜辉石温度计、石榴石－单斜辉石（斜方辉石）－斜长石－石英（ＧＣＰＱ和ＧＯＰＱ）净转换反应地质压力计、内部一致性热力学计算获得的后成合晶反应边形成的温度为６９４℃～８４２℃，压力为０．７１６～１．００３ＧＰａ。以此为边界条件，在充分限定被斜长石、紫苏辉石和石英后成合晶反应边中铁镁矿物与石榴石几乎没有或很少接触的条件下，采用Ｇｉｂｂｓ方法对石榴石组分环带进行了温度和压力条件分析，获得高压麻粒岩中石榴石核心的温度为９００℃，压力为１．３５?

华北克拉通孔兹岩带东端孤山剖面石榴石基性麻粒岩的变质作用及年代学研究

大同孤山石榴石基性麻粒岩出露在华北克拉通孔兹岩带与中部带的构造接触部位,以大小不等的透镜体形式产于孔兹岩带内的夕线石榴片麻岩和紫苏二长片麻岩中。根据岩相学观察、矿物化学研究、P-T视剖面图和传统温压计计算结果,揭示孤山石榴石基性麻粒岩经历了4个阶段的变质演化:早期进变质阶段(M1)的主要矿物组合为石榴石核心及其内部包体矿物单斜辉石+角闪石+斜长石+石英+钛铁矿±金红石。反环带斜长石富钠核部记录了早期压力可达11kbar;峰期变质阶段(M2)的矿物组合是石榴石斑晶和基质中的单斜辉石+斜方辉石+斜长石+钛铁矿+石英,记录的温压条件为850～900℃、9～10kbar;峰期后降压阶段(M3)的标志是石榴石外围发育的后成合晶和冠状环,主要有单斜辉石+斜长石、斜方辉石+斜长石和角闪石+斜长石组合,其形成温压条件为760～820℃、5～8kbar;晚期低角闪岩相角闪石的生长表明岩石又经历了降温冷却的过程(M4),温度降至690℃以下。石榴石基性麻粒岩记录了含有近等温降压(ITD)阶段的顺时针变质作用P-T轨迹,揭示了阴山地块与鄂尔多斯地块之间俯冲碰撞加厚下地壳的折返过程。石榴石基性麻粒岩的变质锆石LA-ICP-MSU-Pb定年得到了两组变质年龄数据,分别为1945±25Ma和1828±36Ma,它们与阴山地块、鄂尔多斯地块碰撞形成孔兹岩带的时代及华北克拉通东、西陆块碰撞形成中部带的时代一致。结合该地区其他研究结果推断,石榴石基性麻粒岩在～1.95Ga鄂尔多斯地块与阴山地块碰撞过程中俯冲进入下地壳底部,经历早期的高压麻粒岩阶段,随后缓慢地抬升到下地壳上部;之后在～1.85Ga东、西部陆块碰撞过程中,石榴石基性麻粒岩折返到中上地壳。

安徽大别山北部石榴辉石麻粒岩岩石成因及演化

石榴辉石麻粒岩主要产在北大别 ,以团块状 ,沿铁镁质超基性岩块走势分布。它们的主要矿物成分由石榴石、透辉石、紫苏辉石、斜长石等组成 ,在石榴石边部分别形成角闪石 +斜长石 ,紫苏辉石 +斜长石或透辉石 +斜长石后成合晶结构。通过矿物温度压力计计算 ,高峰期变质温度 740℃～ 890℃ ,压力 0 .8～ 1.5 2 GPa ;退变质期温度 70 0℃～ 86 2℃ ,压力 0 .6 9～0 .79GPa,表明石榴辉石麻粒岩 PT轨迹为等温降压顺时针轨迹。通过主量元素 D(X)函数及有关图解判别 ,表明原岩相当基性火成岩或火山岩。稀土元素 ,微量元素地球化学特征显示上述岩石具有大洋中脊拉斑玄武岩及岛弧、火山弧玄武岩元素分布特征。将 REE数据投影到 (L a/ Sm) - L a关系图中 ,投影点沿部分熔融斜线分布 ,提示原岩岩浆是地幔岩部分熔融产物。本区石榴辉石麻粒岩 ,位于大别山北部 ,华北 -扬子板块俯冲 -碰撞结合部 ,根据上述岩石形成的温压条件 ,表明是在板块碰撞过程产生挤压 ,地壳增厚 。

阴山陆块武川石榴基性麻粒岩P-T条件及其变质时代:来自相平衡模拟与锆石U-Pb定年的约束

武川高级片麻岩地体中石榴基性麻粒岩的变质用与同位素年代学研究对于揭示阴山陆块新太古代构造演化过程具有十分重要的研究意义。它们主要以不规则透镜体或变形岩墙/岩脉群的形式赋存于新太古代晚期英云闪长质片麻岩或变质表壳岩系之中,并切割近南-北向的区域性片麻理。岩相学观察、矿物相转变分析与矿物化学研究表明,武川石榴基性麻粒岩保留了十分典型的高压麻粒岩相矿物:石榴石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+铁-钛氧化物。其中,粗粒石榴石边部常发育微弱的扩散环带,表现为从幔部至边部,镁铝榴石组分不断减少,相应地铁铝榴石组分不断增加,而钙铝榴石与锰铝榴石组分基本不变,指示晚期冷却降温作用对石榴石成分产生一定影响。斜长石具有细粒包体型与粗粒基质型两种不同的类型,它们具有十分相似化学成分,均为An=35~45的中长石。在NCFMASHTO(Na_2O-CaO-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O-TiO_2-Fe_2O_3)体系下,利用THERM OCA LC 3.33软件,对两件石榴基性麻粒岩样品进行了相平衡模拟,模拟的峰期矿物组合为:石榴石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+铁-钛氧化物,与岩相学观察十分一致。采用石榴石中最小x(g)Fe^(2 +)/(Fe^(2 +)+Mg))与斜长石是中最小ca(pl)(Ca/(Ca+Na))等值线,将本区石榴基性麻粒岩峰期高压麻粒岩相的温压条件限定在P=1.31~1.40GPa,T=770~840℃的范围内。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,两件石榴基性麻粒岩麻粒岩中发育的变质锆石分别记录了2517±6Ma(BT58-1,MSWD=0.66,n=21)与2512±16Ma(LH66-1,MSWD=0.26,n=42)的加权平均年龄,与阴山陆块其它新太古代岩石记录的约2500Ma变质年龄一致,被解释为本区石榴基性麻粒岩遭受高压麻粒岩相变质时代。结合本区其它新的研究资料,本文认为武川石榴基性麻粒岩形成可能与区内新太古代晚期造山作用有关。

冀西北石榴角闪二辉麻粒岩早期高压变质矿物组合的确定及其形成的温压条件——来自锆石中矿物包裹体的信息

采用激光拉曼、阴极发光和电子探针技术,确认冀西北石榴角闪二辉麻粒岩锆石中保存早期高压变质包体矿物组合:石榴石(Grt)+单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)+金红石(Rt)、单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)和石榴石(Grt)+单斜辉石(Cpx)+斜长石(Pl)+石英(Qtz)。其中少量锆石具有继承性锆石的核,而多数锆石则形成于高压麻粒岩相变质阶段。利用TWQ方法限定石榴角闪二辉麻粒岩锆石中所保存的高压包体矿物组合的变质温度条件为750～820℃,压力为1.07～1.40 GPa。该项研究成果对于如何识别高压麻粒岩以及深入研究其成因机制均具有重要的科学意义。

大别山北部石榴二辉麻粒岩变质结构和水活度及其演化特征

通过对大别山北部石榴二辉麻粒岩岩相学、矿物地质温压计和热力学计算 ,获得 4个主要的变质演化阶段的矿物共生组合、温压条件和相应的水活度条件 :(1)榴辉岩相阶段(M1) ,以Cpx(含Jd) +Q +Ru +Gt组合为代表的残留矿物 ,并呈包体的形式产于石榴石中 ,t=6 12～ 75 0℃ ;(2 )麻粒岩相阶段 (M2 ) ,以Opx +Cpx +Gt+Q +Ti+Mt矿物组合为特征 ,其相应的t =837～ 887℃ ,p =1.0 3～ 1.2 5GPa ,水活度为 0 .718～ 0 .799;(3)角闪岩相阶段(M3 ) ,矿物组合为Cpx +Gt+Amp +Pl+Mt ,t=5 30～ 6 6 0℃ ,p =0 .85～ 0 .95GPa ,其相应的水活度为 0 .2 3～ 0 .2 4;和 (4)低角闪岩相阶段 (M4 ) ,其形成的温压条件为t=495℃ ,p =0 .5 6～ 0 .70GPa ,相应的水活度为 0 .11～ 0 .13.石榴二辉麻粒岩变质反应、变质结构、矿物组合及其演化 ,不仅受控于形成时的温压条件 ,而且与形成时体系中水活度的演化有着密切的成因关系 .水活度的演化特征表明 ,变质流体在变质作用过程中 ,对变质反应温度起着一定的缓冲作用 .

大别山北部石榴辉石麻粒岩流体包裹体研究

大别山北部石榴辉石麻粒岩是一种基性麻粒岩,岩石中富含有大量CO_2、CH_4、H_2S、H_2O流体包裹体,及含子晶多相包裹体。首次在寄主矿物石榴石、透辉石发现有含固相的多相包裹体。经拉曼光谱及电镜分析,固相部分为石榴石,辉石、重晶石和铁的氧化物;气相成分为H_2O、CO、CO_2、H_2S、H_2、CH_4、C_2H_2等,均一温度分别为950℃、975℃。指示着石榴辉石麻粒岩在形成过程中,在还原气氛下曾经发生过局部深熔作用,产生在组成上近于石榴石、辉石的熔体。这种溶体被正在结晶的石榴石,透辉石所捕获。石榴石中早期的含石榴石子晶+CO_2多相包裹体其CO_2密度为0.65～0.626g/cm^3;二相的 CO_2包裹体,CO_2部分的均一温度26～28.2℃,为晚期捕获的低密度CO_2包裹体,密度为0.648～0.688g/cm^3。石英中三相H_2O-CO_2包裹体,Th=331～410℃,CO_2-水合物溶化温度7.3°～8.6℃,是一种低盐度包裹体,CO_2部分均一温度:25.7～28℃,CO_2密度0.65～0.698g/cm^3为早中期捕获的包裹体。整个岩石中未发现高密度CO_2流体包裹体。表明麻粒岩可以形成在低密度CO_2之中。H_2O-NaCl包体均一温度80～475℃,密度0.36～1.026g/cm^3,主要为晚期包裹体,少数高密度H_2O包裹体,为早期捕获的包裹体。

冀西北石榴基性麻粒岩中辉石的演化及其地质意义

冀西北石榴基性麻粒岩中的辉石可分为三个世代。第一世代的单斜和斜方辉石包裹于石榴石变斑晶中 ,它们形成的温压条件为 :T=75 0～ 830℃ ,P=1.0～ 1.2 6 GPa。第二世代的单斜和斜方辉石分布于基质中 ,它们和斜长石常构成 12 0°交角的稳定共生结构 ,形成条件 :T=780～ 86 0℃ ,P=0 .83～ 0 .92 GPa。第三世代的辉石产于石榴石的冠状反应边内 ,形成条件 :T=72 0～ 75 0℃ ,P=0 .5 5 4～ 0 .6 79GPa。从第一世代单斜辉石到第三世代单斜辉石 ,它们的 Al2 O3和 Na2 O的含量依次降低。辉石成分的变化和温压计算结果表明 。

西昆仑首次发现石榴二辉麻粒岩

在西昆仑康西瓦北侧首次发现石榴二辉麻粒岩团块(包体),典型矿物组合为石榴石+紫苏辉石+单斜辉石+斜长石+石英+黑云母。根据围岩中锆石的SHRIMP年龄测试,推测麻粒岩相变质作用发生在加里东期,它是在古特提斯洋洋壳俯冲殆尽之后,发生大规模的陆内A型俯冲将早前寒武纪基底带入到中、下地壳形成的麻粒岩相变质岩。这一发现对研究本区加里东期构造演化背景具有重要的实际意义。

蔓箐沟一带石榴基性麻粒岩变质反应与矿物演化

蔓箐沟地区石榴基性麻粒岩发育多期变质反应结构。矿物组合演化可划分三个阶段：①峰期阶段（Ｍ１），以包裹于石榴石中的Ｏｐｘ＋Ｃｐｘ±Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ和由Ｇｔ＋Ｏｐｘ＋Ｃｐｘ±Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｑｚ组成基质矿物组合为代表；②退变早期近等温减压阶段（Ｍ２），形成蠕虫状后成合晶Ｏｐｘ＋Ｈｂ＋Ｐｌ±Ｍｔ；③退变晚期阶段（Ｍ３），则形成细粒、黄绿色Ｈｂ＋中酸性Ｐｌ的较低温组合。并揭示该区石榴基性麻粒岩从中下部地壳的麻粒岩相变质，到快速抬升至中浅部地壳发生的近等温减压及晚期降温退变的复杂ｐＴ演化历史。

班公湖-怒江缝合带西段洞错石榴石麻粒岩岩石学特征及其构造意义

班公湖-怒江缝合带是青藏高原中部一条重要的构造边界,将北部的羌塘地块与南部的拉萨地块分隔开,当前对班公湖-怒江洋壳的俯冲过程知之甚少,本文报道班公湖-怒江缝合带西段洞错地区的石榴石麻粒岩,将有助于提升班公湖-怒江缝合带构造演化过程的认识。石榴石麻粒岩呈5.0~_10mm的透镜体产出于斜长角闪岩内,后者呈构造岩片产出于班公湖-怒江缝合带内,与超基性岩片呈断层接触。石榴石麻粒岩的石榴石呈变斑晶产出,具有不规则的成分环带,石榴石核部成分较均匀,以富Ca和Mg,贫Fe和Mn为特征,石榴石边缘及内部裂隙成分则与之相反,富Fe和Mn,与绿泥石和黝帘石组成的细脉共生,反映了石榴石遭受后期流体的交代作用。单斜辉石为透辉石,在其内部发现早期进变质阶段的细小石榴石与角闪石颗粒,石榴石粒径<_10μm,该石榴石相对富Fe和Mn,贫Ca和Mg。角闪石均为钙质系列的角闪石,早期角闪石以相对富Na和Fe^(3+),含有微量Ba,而与晚期角闪石区分开。早期角闪石常产出于石榴石和透辉石变斑晶内部,脱水熔融生成富Ca、贫Fe^(3+)和Na的透辉石和以钠长石为主的熔融囊体,囊体内部发育斜长石和富Ba冰长石的包体/出溶体。晚期角闪石常与斜长石呈细小的后成合晶产出于石榴石边部或呈变斑晶产出于基质之中,表明斜长角闪岩系石榴石麻粒岩退变质的产物。此外,金红石斑晶常变成细粒、不规则的贫Al榍石和钛铁矿,基质中有相对富Al榍石产出。因此该麻粒岩进变质阶段矿物组合由早期石榴石(Grt__1)、早期角闪石(Amp_1)、相对富Al的榍石(Spn_1)等矿物组成。峰期矿物组合包括:核部石榴石(Grt2)+透辉石+斜长石(Pl_1)+石英+金红石+富Na和Ba的熔体,采用传统温/压计估算此峰期矿物组合形成条件为870℃、11.7kbar。退变质矿物组合有:边部石榴石(Grt3)+晚期贫Na和Fe^(3+)的角闪石(Amp_1)+黝帘石+绿泥石+斜长石(Pl_2)+白云母+贫Al榍石(Spn2)+钛铁矿。岩相学观察与地球化学示踪、变质温压估计表明洞错石榴石麻粒岩系热洋壳俯冲的产物,为前人提出的"班公-怒江洋盆包含次级小洋盆"之观点提供了变质岩石学的证据。从峰期到退变质阶段,角闪石的Fe^(3+)含量明显下降,铁铝榴石含量明显升高,指示该麻粒岩经历了还原反应,早期角闪石脱水熔融时被还原,生成了高氧逸度的埃达克质岩浆,促进了Cu、Au等成矿元素从俯冲热洋壳的活化与迁移至弧岩浆之中,因此本文的研究提供了一个探讨俯冲热洋壳与上覆地幔楔之间化学反应的研究案例,这有助于理解班公-怒江成矿带内众多斑岩型铜、金矿床的形成。

蚌埠隆起区镁铁质麻粒岩变质PT及变质作用演化

华北克拉通作为世界上最古老的克拉通之一,初始地壳的形成年代为~3.8 Ga,由东部陆块、西部陆块和中央造山带组成。蚌埠隆起区位于华北克拉通东南缘,胶—辽—吉造山带的南端,构造位置重要。前人对蚌埠隆起区进行了大量的锆石U-Pb年代学、同位素地球化学、变质温压条件及P-T轨迹等研究,但变质PT条件存在较大差异。本文主要通过对石榴麻粒岩进行详细的岩相学、矿物化学成分、锆石U-Pb年代学、温压条件及变质期次分析,进一步探讨蚌埠隆起区的变质演化过程及变质时代。依据矿物组合及成分差异,进行多种温压计联合计算,最终确定其记录了两期峰期后变质作用:1)变质阶段-Ⅰ:■=765±34℃,■=1.22±0.04 GPa;2)变质阶段-Ⅱ:■=609±22℃,■=0.98±0.05 Ga;揭示东芦山地区经历了麻粒岩相→角闪岩相的快速冷却过程,其中变质阶段-Ⅰ应为峰期变质PT条件的下限。通过大量变质PT条件对比研究可知,对于具有中、下地壳物质属性的镁铁质麻粒岩而言,由于其经历了较高级别的变质作用,相平衡模拟法、平均温压法及微量元素温度计等对峰期PT条件的恢复可能更具优势,而传统地质温压计的离子交换作用在一定程度上受控于后期变质改造及再平衡作用,更可能获得峰期后的变质PT条件。锆石U-Pb年代学及锆石内部包体分析结果揭示,其具有多期次变质/生长特征,其中1.84~1.74 Ga(变质锆石年龄)、~2.1 Ga(岩浆锆石年龄)与~2.5 Ga(变质/岩浆锆石年龄)分别代表了石榴麻粒岩的角闪岩相退变质阶段(M3)变质时代、原岩形成时代及华北克拉通的主期生长阶段与紧随其后的高温变质事件。多期变质作用和岩浆作用的年代学证据,契合华北陆块的地壳生长和演化历史,锆石内的包体特征为多期、不同级别的变质作用记录提供了另一角度的证据。

鲁苏榴辉岩套的特征及其动力学演化

鲁苏榴辉岩套以广泛分布各类榴辉岩、密切伴生石榴石橄榄岩、石榴石麻粒岩等高压岩石组合 ,普遍发育韧性变形带 ,大量出露燕山晚期碱性花岗岩及深源脉岩为特征。它已经历三迭纪早期华南陆块与华北陆块的碰撞事件、大陆逆掩推覆构造事件及后期白垩纪早期开始的大陆伸展构造事件 ,是我国华南陆块与华北陆块之间的重要过渡单元。