陆壳超深俯冲到斯石英稳定域地幔深度(～300 km)的新证据

南阿尔金高压-超高压变质岩带泥质片麻岩中发现先存斯石英出溶蓝晶石+尖晶石的显微结构证据,将陆壳深俯冲的深度推进到了斯石英稳定域的地幔深度(≥300 km).然而,该类岩石是局部出现的还是具有一定的普遍性以及又是如何折返出露地表的?十多年来一直困惑着地球科学界.针对这一科学问题,通过系统的岩石学研究,在南阿尔金榴辉岩中首次发现了斯石英副象,重新厘定南阿尔金英格利萨依石榴辉石岩中石榴子石出溶单斜辉石和北秦岭松树沟长英质片麻岩中石榴石出溶石英棒状体岩石的峰期变质压力为9~10 GPa的斯石英稳定域,结合先期南阿尔金泥质片麻岩中发现先存斯石英出溶显微结构的研究成果,论证提出陆壳俯冲到斯石英稳定域的地幔深度(~300 km),然后再折返回地表的地质现象可能更为普遍,其岩石类型也可能具有多样性.通过高温高压实验研究,明确SiO2饱和岩石体系中石榴子石超硅的最小稳定条件为≥9~10GPa斯石英稳定域,为识别辨认陆壳岩石俯冲到斯石英稳定域地幔深度的研究提供了新的借鉴和思路.

南阿尔金与北秦岭高压-超高压变质作用研究新进展

通过详细的野外地质和室内研究,进一步查明了南阿尔金和北秦岭构造带中高压-超高压变质岩的类型和时空分布规律,尤其是确定北秦岭高压-超高压岩石不仅分布在秦岭岩群北缘,而且断续出露在秦岭岩群中部或偏南侧的东西一线.结合岩相学观察和实验岩石学资料,确定南阿尔金榴辉岩中存在斯石英假象,确定北秦岭长英质片麻岩中石榴子石出溶石英+金红石+磷灰石前的稳定压力大于10 GPa.细致的岩相学研究揭示,南阿尔金与北秦岭超高压岩石在峰期变质之后又主体经历了两期退变质作用的叠加和改造,表明其经历了由陆壳俯冲-深俯冲、之后连续两次抬升的构造演化过程.年代学研究表明两地高压-超高压岩石的原岩形成时代均为新元古代、峰期变质时代为-500 Ma和退变质时代为-450和-420 Ma.南阿尔金与北秦岭高压-超高压变质岩带有几乎相同的峰期变质时代、退变质时代与花岗质岩浆活动的期次和时代,均早于柴北缘约30-80 Ma.因此,这三地不能构成同一条高压-超高压岩带,其形成可能是早古生代时期多陆块不同时俯冲-碰撞的产物.同时,结合区域地质资料综合分析,初步认为南阿尔金与北秦岭高压-超高压变质岩带的形成,可能分别是南阿尔金洋向北俯冲拖曳其南侧的亲扬子地块属性的部分新元古代陆壳物质、以及商丹洋向北俯冲拖曳南秦岭部分新元古代陆壳物质在-500 Ma发生陆壳俯冲-深俯冲作用的产物.