东南极拉斯曼丘陵斯图尔内斯半岛及邻区片麻岩变质作用:相平衡模拟与锆石年代学

东南极拉斯曼丘陵斯图尔内斯半岛及邻区发育不同类型的片麻岩。本文结合岩相学、相平衡模拟以及年代学分析等方法对该地区石榴石斜方辉石片麻岩(样品LSM178-2)和石榴石夕线尖晶石片麻岩(样品LSM302-10)进行综合研究,结果显示片麻岩经历了中低压高温麻粒岩相变质作用。样品LSM178-2峰期温压条件为T=830~870℃,P=6.1~8.9kbar,后期退变至T <705℃,P=3.6~5.4kbar。石榴石夕线尖晶石片麻岩(LSM302-10)保存的峰期温压范围为T=860~1050℃,P=4.8~10.2kbar,之后退变至T=820~840℃,P=4.7~5kbar。样品LSM178-2主要矿物组合对应的变质年龄为~543±5.7Ma。样品LSM302-10中锆石暗灰色边年龄为531±5.7Ma,浅灰色边年龄为509±5.9Ma,这些变质年龄可能反映了持续较长时间的泛非期构造热事件(ca. 540~510Ma)。结合相关区域已有资料分析,拉斯曼丘陵西部斯图尔内斯半岛及邻区片麻岩记录的中低压高温麻粒岩相变质作用可能反映了造山作用后期的抬升与伸展。

东南极普里兹湾地区超高温变质作用

东南极普里兹湾地区主要包括西福尔丘陵、赖于尔(茹尔)群岛、拉斯曼丘陵、姐妹岛等。普里兹湾地区普遍记录高温-超高温变质作用,在赖于尔(茹尔)群岛地区发育典型超高温变质作用,最近研究表明超高温变质作用可能分布更广,如拉斯曼丘陵、姐妹岛等地区也可能有超高温变质作用的记录。普里兹湾地区超高温变质作用矿物组合多样,该地区的斜方辉石+夕线石、假蓝宝石+石英等矿物组合可以明确指示超高温变质作用,含假蓝宝石但不含石英的矿物组合、尖晶石+石英的矿物组合、含刚玉的矿物组合等也可能指示超高温变质作用,这些组合是否反映超高温条件还需根据具体矿物成分结合可靠温度计及相平衡模拟计算等方法进行精确限定。超高温变质作用的潜在热源不同,可以归为自生热和外来热;其中自生热主要有放射性生热、机械热;外来热主要是深部热源经过热对流、热传导等方式提供。超高温变质作用可能发生在不同构造背景,如洋脊俯冲、弧后盆地、造山带下地壳拆沉等。已有的研究显示普里兹湾地区记录了不同期次构造变质事件,是一个典型的多期变质叠加造山带。最近的研究表明超高温变质作用主要形成于泛非期,但具体时间、演化特征、构造背景以及热源仍存在争议,需进一步研究限定。