西秦岭北缘秦岭杂岩麻粒岩相变质作用:来自相平衡模拟和独居石原位U-Pb定年的制约

西秦岭天水北道地区位于西秦岭造山带北缘,地处秦岭造山带和祁连造山带的结合部位。近来,我们在该地区秦岭杂岩中识别出一套麻粒岩相岩石(石榴夕线黑云片麻岩),峰期矿物组合为石榴子石+钛铁矿+金红石+夕线石+钾长石+石英,相平衡模拟计算结果显示其峰期温压条件为P=1.02GPa,T=820℃,经历了进变质阶段以升温升压为特征,峰期之后以大致近等温降压为特征的顺时针P-T轨迹。独居石原位LA-ICP-MS U-Pb年代学结果显示石榴夕线黑云片麻岩经历了~421Ma、~388Ma和368~362Ma三期构造热事件。结合独居石的产出位置,我们推测421Ma代表了麻粒岩相变质作用的时代,这与天水花庙地区获得的麻粒岩峰期年龄一致;388Ma近似代表了峰期之后大致近等温降压至固相线附近的年龄;368~362Ma与区域韧性剪切作用的时代一致,可能记录了与新阳-元龙韧性剪切变形作用相关的热事件的时代。结合区域地质资料和本研究成果(矿物演化特征、顺时针的P-T演化轨迹和独居石原位定年结果),我们推测西秦岭造山带北缘天水北道地区的麻粒岩可能是早古生代陆-陆碰撞造山过程的产物。

基性麻粒岩中方柱石的出溶现象及成因机制:以西藏南部日玛那穹隆麻粒岩为例

方柱石是一种含挥发分的架状铝硅酸盐矿物,其成因一直有争议。对喜马拉雅造山带定结地区基性麻粒岩中方柱石及其出溶物的矿物化学和纳米结构分析表明:(1)方柱石为富S类型;(2)内部出溶矿物为陨硫铁,晶胞参数为a=b=0.5968nm,c=1.174nm,α=β=90°,γ=120°;(3)陨硫铁的(001)面平行于方柱石的(100)面。出溶前的方柱石在榴辉岩相条件下形成,其稳定压力上限与Fe含量呈正相关关系。在麻粒岩相作用时,无水条件下方柱石内的SO^(2-)_(4)发生自氧化还原反应而产生出溶矿物和O_(2),反应方程式为:Fe ^(2+)+SO_(2)-4=FeS+2O_(2)。类似反应可能导致下地壳氧逸度高于中上地壳。方柱石的形成与分解记录了喜马拉雅造山带的形成过程,在大陆俯冲与折返过程中扮演重要角色,对地壳深部挥发分的调节起到了重要作用,并对地球深部氧逸度调节机制的研究开拓了新的思路。

华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳的幕式生长与多期改造:岩石学、年代学和Hf同位素证据

早前寒武纪被认为是大陆地壳形成的重要时期。华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳岩石主要以变质基底(五河变质杂岩)和中生代闪长/二长闪长质斑岩中包体形式存在,它们为研究该地区前寒武纪下地壳的形成和演化提供了极好的天然实验室。近期的变质岩石学、岩石地球化学、Hf同位素及锆石U-Pb年代学研究表明:该区前寒武纪下地壳经历了幕式地壳生长与多期改造。强烈的构造-热事件和变质改造时间集中于2.5～2.6、2.1、1.8～1.9Ga以及390、176Ma。其中,形成于2.5～2.6Ga的下地壳岩石,一部分经历了2.1Ga和(或)1.8～1.9Ga高压麻粒岩相变质作用以及390、176Ma的变质改造,类似于形成于2.1Ga并经历了1.8Ga高压麻粒岩相变质作用的岛弧成因的下地壳岩石,表现为高放射成因Pb同位素组成;另一部分岩石则形成于2.55～2.64Ga,可能因处于下地壳上部而仅遭受了2.48～2.49Ga麻粒岩相变质作用,但没有2.1Ga和(或)1.8～1.9Ga变质叠加的岩石学和年代学记录,表现为典型前寒武纪下地壳岩石特点的低放射成因Pb同位素组成。2.7～2.8Ga的继承锆石U-Pb年龄和锆石Hf模式年龄暗示研究区可能还存在更早的地壳生长时期,但尚需进一步研究。

冈底斯岩浆弧东段变泥质岩的逆时针P-T-t轨迹与构造机制

青藏高原南部冈底斯岩浆弧东段出露的中-高级变质岩代表岩浆弧的中-下地壳,是研究岩浆弧深部组成与形成演化的理想载体。本文对冈底斯弧东段布久地区的变泥质岩,即石榴石夕线石云母片岩进行了岩石学、相平衡模拟和地质年代学研究。岩石学和相平衡模拟表明,片岩由黑云母、白云母、石榴石、夕线石、斜长石、石英及少量的钛铁矿、金红石组成,含或不含蓝晶石,经历了早期的低压麻粒岩相变质与部分熔融,变质温压条件为～7kbar和～770℃,中期的高压麻粒岩相变质与深熔作用,变质温压条件为～10. 5kbar和～775℃,以及晚期的角闪岩相退变质与熔体结晶作用,退变质温压条件为～7. 5kbar和～705℃,具有逆时针型的变质作用P-T-t轨迹。本文和现有年代学研究表明,片岩的早期的低压麻粒岩相变质与部分熔融发生在～70Ma,后续高压麻粒岩相变质与深熔发生在50～45Ma,晚期角闪岩相退变质与熔体结晶开始于45Ma,持续到25Ma。大体积幔源岩浆底侵导致的地壳加热与加厚,以及大陆碰撞导致的地壳缩短与加厚是冈底斯弧表壳岩在晚中生代至早新生代被埋藏到下地壳,经历长期持续高温、高压变质与部分熔融的构造机制,而加厚岩石圈地幔在渐新世的拆沉导致了岩浆弧加厚下地壳的折返。