北祁连山硬柱石蓝片岩p-T条件相平衡计算及其岩石学意义

北祁连硬柱石蓝片岩主要分布在甘肃省肃南县九个泉一带，是目前中国唯一报道的、确切地含有硬柱石的蓝片岩。文中在详细的岩石学和矿物学研究基础上，根据矿物共生组合的不同，将北祁连低温蓝片岩进一步划分为绿纤石蓝片岩、硬柱石蓝片岩和绿帘石蓝片岩。绿纤石蓝片岩的特征变质矿物组合为蓝闪石（〉40％）＋绿纤石（30％）＋绿泥石（10％）＋钠长石（8％）＋石英（5％）＋硬柱石（〈3％）土方解石／文石（〈1％）。硬柱石蓝片岩的矿物组合为蓝闪石（35％～40％）＋硬柱石（35％～40％）＋绿泥石（10％）＋钠长石（10％）＋石榴石（1％～2％）＋黝帘石／斜黝帘石（〈2％）＋石英（〈1％），副矿物有磷灰石和榍石，总含量小于2％。绿帘石蓝片岩的矿物组合为蓝闪石（30％～35％）＋黝帘石／斜黝帘石／绿帘石（～30％）＋绿泥石（15％）＋钠长石（15％）＋石榴石（2％）＋石英（〈2％），副矿物有金红石、磷灰石和磁铁矿，总含量小于2％。利用矿物内部一致性热力学数据和Domino／Theriak软件计算了这三种类型的蓝片岩形成的峰期温压条件，它们分别是：绿纤石蓝片岩为320-350℃，0．75～0．85GPa；硬柱石蓝片岩为335-355℃，0．8～0．95GPa；绿帘石蓝片岩为345-375℃；0．75～0．85GPa。北祁连低温蓝片岩带由硬柱石蓝片岩相到绿帘石蓝片岩相的转化代表了俯冲变质过程中的递进变质过程。

南阿尔金木纳布拉克地区高压泥质麻粒岩的确定及其地质意义

南阿尔金木纳布拉克地区出露一套典型的高压泥质麻粒岩,其峰期特征矿物组合为Grt+Ky+Kfs+Qz+Ilm。根据矿物内部一致性热力学数据和Thermocalc 3.33程序计算,确定其峰期变质温压条件为T>850℃和P>11kbar。结合岩相学研究和P-T视剖面图计算,可识别出该岩石经历了3个阶段的变质演化,构成了一个早期降温降压,后期近等压降温的顺时针型的退变质P-T演化轨迹。该岩石锆石阴极发光图像显示其内部具有明显的核-边结构,核部为残留的原岩碎屑锆石,边部则表现为面状生长的变质锆石的特征。微区原位LA-ICP-MS微量元素分析和锆石U-Pb定年表明,该岩石原岩的形成时代上限值约为579Ma,变质年龄为486±5Ma。该麻粒岩与南阿尔金淡水泉地区的高压麻粒岩具有相似变质演化轨迹和一致的峰期变质年龄,亦与南阿尔金其它超高压岩石的峰期变质年龄一致,表明它们都是南阿尔金陆壳深俯冲作用引发的高压-超高压变质事件的产物,它们共同构成南阿尔金高压-超高压变质带。同时代的UHP榴辉岩和高压麻粒岩共存的现象,可以很好地利用"俯冲隧道模型"来解释,即可能是由于陆壳在深俯冲过程中不同深度不同热状态下发生拆离作用后折返引起的。另外,该麻粒岩的原岩形成时代(约为579Ma),可能为新元古代晚期,与南阿尔金高压-超高压岩石的原岩形成时代基本一致或稍晚,因此不应再作为岩石地层单元划归为"长城系",而应归属为南阿尔金高压-超高压变质岩带的一部分。

新疆西南天山哈布腾苏河高压-超高压变质带中榴辉岩和蓝片岩的岩石学及变质演化

对西南天山哈布腾苏河一带出露的典型榴辉岩和蓝片岩进行了详细的岩相学、矿物化学和温压条件综合研究。榴辉岩可分为蓝闪石榴辉岩、钠云母榴辉岩、绿帘石榴辉岩和蓝闪石榴角闪岩(退变榴辉岩)4类,蓝片岩可分为含蓝闪石石榴白云母钠长片岩、石榴白云母蓝闪片岩和石榴白云母蓝闪石英片岩3类。新鲜榴辉岩主要矿物组合为石榴石+绿辉石+钠云母+绿帘石,退变榴辉岩则为石榴石+蓝闪石+角闪石;蓝片岩主要矿物组合为石榴石+蓝闪石+多硅白云母+钠云母+钠长石+石英。榴辉岩和蓝片岩中石榴石变斑晶均保存进变质生长环带,从核部到边部XMn和XFe降低,XMg和XCa升高,指示了升温进变质的演化过程。根据榴辉岩矿物共生组合、石榴石内部包体组合分布特征及传统地质温压计估算结果,确定榴辉岩经历了4阶段的变质演化:早期硬柱石蓝片岩相进变质阶段、峰期榴辉岩相变质阶段(t=543～579℃,p=1.5～1.6 GPa)、峰后绿帘蓝片岩相退变质阶段(t=～450℃,p<1.0GPa)和晚期蓝闪绿片岩相退变质阶段(t<400℃,p<0.5 GPa)。利用p-T视剖面图计算的榴辉岩、蓝片岩峰期变质温压条件与传统地质温压计估算结果十分相近,其中榴辉岩的峰期变质条件t=520～550℃,p=1.7～1.9 GPa;蓝片岩峰期变质条件t=520～620℃,p=1.7～2.3 GPa。本文估算的榴辉岩峰期变质压力条件与前人根据柯石英的发现而认为研究区部分榴辉岩及其围岩曾经历超高压变质作用的认识明显相悖,原因可能如下:①后期退变质作用引起研究区榴辉岩全岩成分、矿物化学成分的调整,在采用Grt-Cpx-Phe温压计和以全岩成分为基础的相平衡模拟方法估算峰期温压条件时受到影响,从而使估算峰期压力条件普遍偏低;②西南天山的榴辉岩可能并非全都经历了超高压变质作用,高压、超高压榴辉岩可能分别代表了不同变基性岩块在不同俯冲深度变质的产物。

固相线以下变质过程中水的行为

在p–T视剖面上定量计算全岩饱和水含量等值线可以更有效地讨论变质矿物组合的演化。Guiraud等认为在封闭体系中发生的变质作用通过递进脱水作用使岩石向水含量降低方向演化,脱出的水离开岩石体系。当变质过程向水含量增加方向演化时,岩石会很快变成流体缺失状态,不利于变质矿物组合的进一步演化。因此,从岩石中的实际矿物组合所得到的"变质峰期"应该理解为脱水反应结束,并可能发生少量水化反应的位置,并不一定对应p–T轨迹所经历的实际峰期温度或压力。利用p–T视剖面图和饱和水含量等值线的行为研究阿尔泰造山带泥质岩石的中低压变质作用发现,阿尔泰地区红柱石型变质带的发生与蓝晶石型变质带的抬升有关,主要发生铝硅酸盐矿物之间的同质多相转变,低压变质矿物组合未能达到热力学平衡状态。与泥质岩中低压变质演化明显不同的是超高压榴辉岩在峰期以后的减压过程中仍然发生递进脱水作用。

高温变泥质岩石中石榴石、黑云母微区成分的指示意义

在对胶北荆山群泥质麻粒岩中石榴石、黑云母的微区成分进行详细研究基础上，利用最新的内洽性热力学数据库和THERMOCALC程序计算了其中两种代表性岩石——夕线石榴堇青黑云片麻岩(V_(bi)／Vg＞1)和夕线石榴片麻岩(V_(bi)／Ug＜0．2)在KFMASH体系下的P-T视剖面图和相关石榴石、黑云母的成分(Fe／(Fe+Mg))变化等值线。根据岩石中峰期矿物组合所限定的温压范围，将图中所示峰期石榴石、黑云母成分信息与实际观测结果进行对比，确定对于石榴石普遍发育扩散环带的高温变泥质岩石，经降温过程改造后，其中大颗粒石榴石核部依然可以保留变质峰期平衡成分，对于其中黑云母含量较高的岩石(V_(bi)／Kg＞1)，其基质中处于长英质矿物之间的黑云母核部也基本可以保留变质峰期成分，但是对于黑云母含量很低的岩石(V_(bi)／Vg＜0．2)，由于受粒间流体作用影响，所有黑云母都无法保留峰期成分。

滇西云龙漕涧地区高压片麻岩的发现及厘定

笔者在滇西云龙县漕涧新发现了一套以黑云斜长片麻岩为主的变泥质岩石,其呈构造透镜体状产出,出露面积极小,中高级变质矿物发育,与围岩特征明显不同。岩相学研究表明,片麻岩保留有明显的俯冲-折返的矿物学记录,矿物世代具顺时针变质演化特征,其中还残存有蓝晶石+铝直闪石的共生矿物组合,对应的变质压力达1.0GPa以上。通过GBP平均温压计法计算得到岩石的变质温压范围为566-623℃和0.36-0.53 GPa;此外,片麻岩中还有少量的多硅白云母矿物,根据相平衡模拟p-T视剖面图及其硅原子数最大值为3.23的特点,推断其属蓝片岩类。综合研究认为,黑云斜长片麻岩属于高压变质岩(峰期变质压力最小约为1.60 GPa),为昌宁-孟连结合带的北段寻找高压变质岩提供了新的信息,并表明昌宁-孟连结合带为一条连续的高压-超高压变质带。

华北克拉通中部带恒山杂岩变质年龄的重新认识

恒山麻粒岩相地体由英云闪长质-奥长花岗质-花岗闪长质（TTG）片麻岩和少量基性高压麻粒岩块体组成. 对两个TTG片麻岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年得到其变质锆石年龄为1916.7±9.9 Ma和1850-1930 Ma，残留岩浆锆石年龄-2.5 Ga，两类锆石均为重稀土富集型稀土配分特征. 在含ZrO2体系中进行P-T视剖面图模拟表明在固相线以上变质作用中锆石随着熔体含量增加而熔解，只在降温过程中随着熔体结晶而生长，因此变质新生锆石只能记录麻粒岩相的退变质年龄. 由此推测恒山麻粒岩地体在1.85-1.93 Ga期间，处于发生缓慢抬升冷却的中地壳伸展环境，而与高压麻粒岩相峰期变质阶段对应的碰撞造山事件发生的时间应该更早.

浙江龙游石榴角闪岩的岩石学特征与构造意义

鉴于国内部分学者最近提出的＂浙江龙游石榴角闪岩乃华夏地块加里东期碰撞榴辉岩退变而成＂这一问题,在野外地质调查的基础上,我们对龙游地区的石榴角闪岩开展了岩相学、矿物化学、年代学及全岩地球化学等方面的研究.结果表明,少数以包裹体状存在于石榴子石和单斜辉石内部的斜长石为钙长石,而分布于单斜辉石和石榴子石周围的斜长石其An值在44~66之间,没有发现指示绿辉石分解形成的富钠斜长石（钠长石或更长石）;锆石CL图像显示,除存在变质成因的小颗粒锆石外,还存在较多具有明显核环构造的大颗粒锆石.经U-Pb年代学测试,其锆石核部年龄的加权平均值为879±11 Ma,和邻区陈蔡地区变角闪岩的原岩年龄一致;而其变质环及小颗粒锆石的加权平均年龄为446±5 Ma.全岩地球化学分析显示,龙游石榴角闪岩的原岩属于基性岩浆岩（Si O2含量为46.8%~48.2%）,微量元素特征具有E-MORB的地球化学亲缘性.依据龙游石榴角闪岩的有效全岩成分和EPMA分析结果,并结合观测到的矿物组合,建立了P-T视剖面图,该图揭示龙游石榴角闪岩至少经历过3期次变质阶段,分别为温压条件为0.67~0.75 GPa/685~719℃的进变质作用阶段,温压条件为0.91~0.97 GPa/766~782℃的峰期变质阶段和温压条件为~0.68 GPa/~767℃的退变质作用阶段（同时用传统温压计获得退变温压条件为0.66~0.67 GPa/720~740℃）.无论哪一个变质阶段,其变质压力都只是中压而没有达到高压.结合区域背景综合分析,我们认为龙游石榴角闪岩的成因演化过程为：新元古代古华南洋朝扬子陆块俯冲→引发弧后拉张→导致幔源岩浆上涌结晶,形成E-MORB型基性岩→志留纪时遭受强烈的区域中高级变质作用,遂形成龙游石榴角闪岩.