自然科学知识文库岩石系列:榴辉岩相
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2023/039(03):0689 0700ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10.18654/1000 0569/2023.03.04龚庭楠,杜瑾雪,张立飞等.2023.新疆西南天山榴辉岩高压 超高压峰期变质作用时代:Lu Hf同位素年代学证据.岩石学报,39(03):689-700,doi:10.18654/1000-0569/2023.03.04新疆西南天山榴辉岩高压 超高压峰期变质作用时代:Lu Hf同位素年代学证据龚庭楠1 杜瑾雪1 张立飞2 沈晓洁2GONGTingNan1,DUJinXue1 ,ZHANGLiFei2andSHENXiaoJie21 中国地质大学地球科学与资源学院,北京 1000832 造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京大学地球与空间科学学院,北京 1008711 SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China2 KeyLaboratoryofOrogenicBeltsandCrustalEvolution,MOE,SchoolofEarthandSpaceSciences,PekingUniversity,Beijing100871,China2022 06 03收稿,2022 12 19改回GongTN,DuJX,ZhangLFandShenXJ 2023 AgesofpeakHP UHPmetamorphismofeclogitesfromChinesesouthwesternTianshan:EvidencefromLu Hfgeochronology.ActaPetrologicaSinica,39(3):689-700,doi:10.18654/1000 0569/2023.03.04Abstract Theblueschist eclogitebeltinChinesesouthwesternTianshanisoneoftherarelyexposedoccurrencesofultrahighpressure(UHP)metamorphicrocksderivedfromsubductedoceaniccrustintheworld Recently,numerousisotopegeochronologystudiesindicatethatthemetamorphismoccurredattheCarboniferous However,theageofpeakmetamorphisminthisbelt,especiallytheUHPmetamorphism,hasnotbeenpreciselyconstrained Inthispaper,Lu Hfisotopegeochronologywascarriedoutbasedondetailedpetrologicalstudyandphaseequilibriamodelingfortypicalparagonite zoisiteeclogites(samples211 3andH76 10) PhaseequilibriamodelingrevealsthatgarnetsinbothsamplesrecordP Tpathscharacterizedbyheatingdecompression Sample211 3experiencedUHPmetamorphismwiththepeakpressureconditionsof~540℃,~2 9GPa SampleH76 10experiencedonlyhighpressure(HP)metamorphismwiththepeakpressureconditionsof~490℃,~2 4GPa Thegarnet omphacite wholerockLu Hfisochronsforsamples211 3andH76 10yieldagesof326 9±1 3Maand306±11Ma,respectively Combinedwithpreviousgeochronologicaldata,weproposethattheUHPmetamorphisminChinesesouthwesternTianshanoccurredat327~326Ma,andtheHPmetamorphismat315~306Ma Theageof326 9±1 3MaforUHPmetamorphisminChinesesouthwesternTianshanisimportantforrevealingthetimingofdeepsubductionandclosureofSouthTianshanpaleo oceanKeywords ChinesesouthwesternTianshan;UHPMetamorphism;Eclogite;Phaseequilibriamodeling;Lu Hfgeochronology摘 要 新疆西南天山蓝片岩 榴辉岩带是全球少有的几个经历超高压变质作用的洋壳俯冲带之一,近年来的同位素年代学研究表明其变质作用主要发生于石炭纪。
一、名词解释1、变质岩:是指由于温度、压力、剪切应力、活动性流体参与等一种或多种物理化学条件的变化,使地壳中已经存在的岩石(火成岩、沉积岩或先前的变质岩)在基本为固态的情况下,相应出现岩石外貌(产状、结构构造等)和物质组成(矿物成分、化学成分)的变化而形成的新的岩石。
2、正变质岩:由岩浆岩经过变质作用形成的变质岩。
3、副变质岩:由沉积岩经过变质作用形成的变质岩.4、麻粒岩:是在麻粒岩相变质条件下形成的含有紫苏辉石等高温变质矿物组合的区域高级变质岩石。
是麻粒岩相的代表性岩石5、榴辉岩:是一种主要由绿辉石和含钙的铁镁铝榴石组成的区域变质岩石。
是超高压、高压条件下形成的变质岩,可以达到6 GPa(120-180km以上)。
6、TTG片麻岩(TTG岩系)7、孔兹岩;主要由矽线石、石榴子石、石英、长石组成的泥质变质岩习惯称为孔兹岩。
8、矽卡岩:属于接触—交代变质岩类.主要由石榴石(钙铝榴石-钙铁榴石)、辉石(透辉石-钙铁辉石)、符山石、方柱石、硅灰石等含钙高的硅酸盐矿物组合。
9、云英岩—酸性阶段形成的交代岩。
定义—-主要是酸性侵入岩,特别是黑云母花岗岩受到气液变质作用后形成的岩石,主要由白云母和石英组成(石英>50%,白云母45—50%)。
10、变质作用:是指在地球内力作用下,早先形成的岩石(包括火成岩、沉积岩和变质岩)适应新的地质环境和物理化学条件,在基本保持固体状态下(可有流体的参与)所发生的矿物成分、结构构造甚至化学成分变化的过程,称为变质作用.11、重结晶作用:指岩石在基本保持固体状态下的矿物重新组合和通过化学反应形成新矿物的过程;12、变质结晶作用:岩石在变质条件下的结晶作用;13、交代作用:指固体岩石在化学活动性流体作用下通过组分带入、带出而使岩石总化学成分(除H2O、CO2等挥发分外)和矿物成分发生变化的过程。
14、区域变质作用:是在岩石圈范围规模巨大(体积大于数千立方米)的变质作用.其变质因素复杂,往往多个因素综合作用。
一、变质岩1、板岩:板岩是具有板状结构,基本没有重结晶的岩石,是一种变质岩,原岩为泥质、粉质或中性凝灰岩,沿板理方向可以剥成薄片。
板岩的颜色随其所含有的杂质不同而变化。
2、千枚岩:显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽的低级变质岩。
典型的矿物组合为绢云母、绿泥石和石英,可含少量长石及碳质、铁质等物质。
有时还有少量方解石、雏晶黑云母、黑硬绿泥石或锰铝榴石等变斑晶。
原岩为黏土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩,是低级区域变质作用的产物。
3、大理岩:变质岩,又称大理石。
因在中国由于云南省大理县盛产这种岩石而得名。
由碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用形成。
主要由方解石和白云石组成,此外含有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石等。
具粒状变晶结构,块状(有时为条带状)构造。
通常白色和灰色大理岩居多。
4、斜长角闪岩:主要由角闪石和斜长石组成的中、高级区域变质岩。
又称角闪岩。
角闪石和斜长石的含量相近。
可含少量石英、铁铝榴石、黑云母、单斜辉石和斜方辉石。
常为中、细粒纤状变晶结构,可具有块状、条带状或芝麻点状构造。
5、榴辉岩:榴辉岩是一种变质岩,主要由绿色的辉石和浅红色的石榴石组成,有时也含有蓝晶石、金红石和角闪石等。
比重大(3.6-3.9),是变质岩中密度最大的岩石,是岩浆岩在极大的压力下变质产生的,温度不限,在低温或高温下都可以相成这种变质岩,在中国,主要分布在东部沿海和大陆架深层海底,具有极高的科研及观赏价值。
6、片岩:片岩特征是有片理构造,是常见的区域变质岩石。
原岩已全部重结晶,由片状、柱状和粒状矿物组成。
一般为鳞片变晶结构、纤状变晶结构和斑状变晶结构。
常见矿物有云母、绿泥石、滑石、角闪石、阳起石等。
粒状矿物以石英为主,长石次之。
7、片麻岩:是一种变质岩,而且变质程度深,具有片麻状构造或条带状构造,有鳞片粒状变晶,主要由长石、石英、云母等组成,其中长石和石英含量大于50%,长石多于石英。
如果石英多于长石,就叫做“片岩”而不再是片麻岩。
榴辉岩榴辉岩000子不语/寻梦再清泠的夜,也逃脱不了黑暗的笼罩... eclogite是一种变质岩。
由区域变质作用形成。
主要由绿辉石和富镁的石榴子石组成的高压变质岩。
其中绿辉石为含透辉石、硬玉等的单斜辉石,石榴子石为含钙的铁镁铝榴石。
可含石英、蓝晶石、尖晶石、顽火辉石、橄榄石、金红石、硬柱石等,有的还含普通角闪石、黝帘石、榍石等矿物,但不含斜长石。
榴辉岩主要由石榴石和绿辉石组成,二者含量大於80%,石榴石属铁铝榴石一镁铝榴石一钙铝榴石系列,绿辉石系含透辉石、钙铁辉石、硬玉、锥辉石组分的单钭辉石。
矿物组合中有少量次要矿物柯石英、刚玉、金刚石、斜方辉石、多硅白云母、蓝晶石、绿帘石、斜黝帘石、角闪石、金红石等。
榴辉岩在岩石学分类上属区域变质岩类,地表出露十分稀少,产状十分复杂,它可成为金伯利岩中的包体,也可在石榴橄榄岩中呈条带产出,深变质榴辉岩可与某些麻粒岩相岩石伴生,在高压变质带中同蓝闪石片岩相伴。
编辑本段特征及成因榴辉岩一般为深色,粗粒不等粒变晶结构,块状构造,比重较大,呈块状体或层状体产出。
常以次要的特征矿物命名,如蓝晶石榴辉岩等。
榴辉岩的化学成分与玄武岩相似,产状和成因比较复杂。
榴辉岩地质遗址典型的榴辉岩应当是镁铝石榴石、绿辉石组合的岩石,榴辉岩显微结构图,粒状变晶结构,放大160倍,绿色为绿辉石,红色为镁铝石榴石。
矿物颜色绿辉石呈绿、深绿、浅绿色,镁铝石榴石呈浅红、红、暗红色。
呈块状构造,不等粒变晶结构。
少量榴辉岩曾经历强烈塑性变形,矿物产生应力下的变晶作用。
榴辉岩可作为包体产在金伯利岩中;也可在石榴橄榄岩侵入体中呈条带产出;可与麻粒岩相和角闪岩相的岩石伴生;也可在高压变质带的蓝片岩中出现。
产状的不同,反映了榴辉岩成因的复杂性。
关于榴辉岩的成因,主要观点有:榴辉岩是在地幔形成的,是地幔物质在一定深度的结晶产物,或是地幔岩石部分熔融的残留体;榴辉岩是在高岩压下,由玄武质岩浆结晶形成;榴辉岩是玄武岩在大陆地壳深部条件下的变化产物;榴辉岩是地壳深部变质作用的产物,压力极高,1.1~1.5×10(帕,最高可达3×10(帕,温度范围较宽,450~850℃。
花岗岩研究一、花岗岩的系列划分根据花岗岩化学成分划分为准铝(metaluminous)、过铝(peraluminous)和过碱性nous)和亚碱性(peralkaline)的成分分类。
由于花岗岩通常具有较高的Si02含量,一般岩浆岩中的拉斑、钙碱性和碱性系列的划分在花岗岩研究中并不经常被采用。
所以花岗岩的系列划分时只用投K2O-SiO2 和ANK-ACNK就可以了。
碱性-钙碱性-高钾钙碱性和准铝质-过铝质这些系列的划分,是因为通过大量数据证明,这些划分对岩石成因等方面有一些指示意义。
例如:钙碱性花岗岩石是岛弧岩浆活动产物,碱性和过碱性与板内背景有关,过铝质花岗岩石(ACNK要大于1.1)是沉积岩深熔作用形成,尤其是大陆碰撞时期。
二、花岗岩的成因分类MlSAMlsA(即M、I、S和A型)是目前最常用的花岗岩成因分类方案。
其英文分别是I(infraerustal或igneous)、s(supraerustal或sedimentary)、A(alkaline,anorogenie 和anhydrous)和M(mantle derived)。
分类依据:花岗岩的岩浆源区性质划分,及火成岩、沉积岩、碱性岩和有地幔参与成分的源区。
A型特征及成因A型:岩石学和实验岩石学(Clemensetal.,1986;patino Douce,1997)证据表明,A型花岗岩形成温度高,而且部分A型花岗岩形成压力还很低(即较浅部的中上地壳)。
因此,正常的I或者S型花岗岩经分异作用是形成不了A型花岗岩的。
A型花岗岩都表现出低Sr、Eu和富集Nb、Zr等元素的特点,反映其源区存在斜长石的残留(形成的压力较低),因此它也不可能是慢源岩浆分异而来(在极端情况下,慢源岩浆的强烈结晶分异可能会产生有限的低Sr、Eu的碱性岩石,但此时应与大规模的镁铁质岩石伴生),或来源于镁铁质源岩的部分熔融。
A型花岗岩的最重要之处是,如果浅部地壳能够发生高温部分熔融,显然暗示其深部存在热异常,而这大多只会在拉张情况下出现。
三、变质岩概述变质岩变质作用形成的岩石。
是组成地壳的主要岩石类型之一。
在变质作用中,由于温度、压力、应力和具有化学活动性流体的影响,在基本保持固态条件下,原岩的化学成分、矿物成分和结构构造发生不同程度的变化。
变质岩的主要特征是这类岩石大多数具有结晶结构、定向构造(如片理、片麻理等)和由变质作用形成的特征变质矿物如红柱石、蓝晶石、十字石、堇青石、蓝闪石、硬柱石等。
变质岩构造按成因分为:①变余构造,指变质岩中保留的原岩构造,如变余层理构造、变余气孔构造等;②变成构造,指变质结晶和重结晶作用形成的构造,如板状、千枚状、片状、片麻状、条带状、块状构造等。
习惯上先按变质作用类型和成因,把变质岩分为下列岩类。
①区域变质岩类,由区域变质作用所形成,如板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、绿片岩、斜长角闪岩、麻粒岩、榴辉岩、蓝闪石片岩等。
②热接触变质岩类,由热接触变质作用所形成,如斑点板岩、角岩等。
③接触交代变质岩类,由接触交代变质作用所形成,如各种夕卡岩。
④动力变质岩类,由动力变质作用所形成,如压碎角砾岩、碎裂岩、碎斑岩、糜棱岩等。
⑤气液变质岩类,由气液变质作用形成,如云英岩、次生石英岩、蛇纹岩等。
⑥冲击变质岩类。
由冲击变质作用所形成。
在每一大类变质岩中可按等化学系列和等物理系列的原则,再作进一步划分。
在早期的分类方案中,还出现过从原岩的物质成分与类型出发,再依次按变质作用过程中发生的变化与生成的岩石进行的分类。
所有这些分类,原则不尽相同,强调的分类依据也有差别。
原岩类型和变质作用性质是变质岩分类的两个主要基础,但原岩类型的复杂性和变质作用类型的多样性,给变质岩的分类带来许多困难。
以变质作用产物的特征(变质岩的矿物组成、含量和结构构造)对变质岩进行分类,将成为今后的主要趋势。
变质岩在地壳内分布很广,大陆和洋底都有,在时间上从太古宙至现代均有产出。
在各种成因类型的变质岩中,区域变质岩分布最广,其他成因类型的变质岩分布有限。
a.1.火成岩(1)什么是火成岩?火成岩是岩浆在地下或喷出地表后冷凝形成的岩石,又称岩浆岩。
大部分火成岩是结晶质,小部分是玻璃质。
火成岩的形成温度较高,一般介于700-1500℃之间。
火成岩主要由硅酸盐矿物组成,在地壳中具有一定的产状、形态。
根据岩石的矿物成分和化学成份,火成岩分为喷出岩和侵入岩。
(2)岩浆岩的显晶质结构和隐晶质结构根据形成岩浆岩的主要矿物颗粒的绝对大小,可把岩浆岩的结构分为显晶质结构和隐晶质结构。
(1)显晶质结构凭肉眼观察或借助放大镜能分辨出矿物颗粒者称显晶质。
根据主要矿物颗粒的平均直径大小又分为:粗粒结构颗粒直径>5mm;中粒结构颗粒直径5-2mm;细粒结构颗粒直径2-0.2mm;微粒结构颗粒直径<0.2mm;若颗粒平均直径大于1cm者称为巨晶、伟晶。
(2)隐晶质结构矿物颗粒很细,不能用肉眼或放大镜看出者称隐晶质。
具隐晶质结构的岩石外貌呈致密状,肉眼观察有时不易与玻璃质相区别,但具隐晶质结构的岩石没有玻璃光泽及贝壳状断口,脆性程度低,常具有瓷状断面(口)。
(3)岩浆岩的斑状结构和似斑状结构根据形成岩浆岩的主要矿物颗粒的相对大小,把岩浆岩的结构分为以下四种结构:1、等粒结构岩石中同种矿物颗粒大小大致相等,这种结构常见于侵入岩中。
2、不等粒结构岩石中同种矿物颗粒大小不等,这种结构多见于侵入岩体的边部或浅成侵入体中。
3、斑状结构岩石中矿物颗粒分为大小截然不同的两群,大的称为斑晶,小的称为基质。
基质为隐晶质或玻璃质,其间没有中等大小颗粒。
4、似斑状结构与斑状结构相似,只是基质为显晶质。
(4)岩浆岩的构造岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物集合体之间或矿物集合与其他组成部分之间的排列、充填方式等关系。
常见的岩浆岩构造类型有:1、块状构造组成岩石的矿物分布均匀,排列无一定次序、无一定方向。
是岩浆岩最常见的一种构造。
2、斑杂构造岩石的不同部位在结构上、矿物成分上较大差异,如局部暗色矿物多,局部浅色矿物多。
岩相名词解释岩相名词解释:岩相是指岩石的成因和分布区域。
岩相是地质研究中最重要的概念之一,因为岩石是地球表面构成各种地质构造和地质景观的基础。
岩相的定义取决于岩石的化学成分、构造条件、形成过程和分布情况等因素。
常见的岩相类型包括沉积岩相、岩浆岩相、变质岩相、火山岩相和地壳岩相等。
每种岩相都有其特定的化学成分、物理性质和形成条件,因此它们在地球表面的分布和演化过程中都扮演着重要的角色。
沉积岩相是地球上最常见的岩相类型之一,是由于河流、湖泊或海洋等水体的沉积作用形成的。
沉积岩相通常包括砂岩、砾岩、岩溶岩、沉积岩等不同类型。
这些岩石在地球的地壳上形成了广泛的地质分布,包括山脉、平原、盆地和海岸等地形。
岩浆岩相是由于地下岩浆的喷发和冷却作用形成的。
岩浆岩相通常包括火山岩、岩浆岩、岩溶岩等不同类型。
这些岩石在地球的地幔和地壳深处形成,并在地表形成各种火山和熔岩台地等地质景观。
变质岩相是由于地球内部的压力和温度变化形成的。
变质岩相通常包括岩浆岩变质、地震变质、冰川变质等不同类型。
这些岩石在地球的地壳和地幔深处形成,并在地表形成各种变质岩类,如花岗岩、闪石岩、变质砂岩等。
火山岩相是由于火山喷发形成的。
火山岩相通常包括火山岩、岩浆岩、熔岩台地等不同类型。
这些岩石在地球的地幔和地壳深处形成,并在地表形成各种火山景观。
地壳岩相是由于地壳的变形和沉积作用形成的。
地壳岩相通常包括沉积岩、岩溶岩、变质岩等不同类型。
这些岩石在地球的地壳内部形成,并在地表形成各种地壳构造和地质景观。
总之,岩相是地球科学研究中非常重要的概念,涵盖了岩石成因、分布、演化和地球表面各种地质构造和景观的形成过程。
了解岩相对于正确理解地球历史和地球构造演化过程,以及探索地表各种矿产资源和自然景观都有着重要的意义。
自然科学知识岩石系列——
榴辉岩相
科技是人类区别于动物的重要文明之一,
是人类对自然规律研究和利用的学科。
本文提供对自然界岩石
“榴辉岩相”
的解读,以供大家了解。
榴辉岩相
一种区域变质作用,此相的特征临界矿物组合为绿辉石-石榴石,它们是在具辉长岩成分的岩石中产出的。
榴辉岩的典型矿物组合:绿辉石-石榴石(-金红石),绿辉石-石榴石-蓝晶石(-金红石),绿辉石-石榴石-顽火辉石(-金红石)。
在某些榴辉岩(普通角闪石榴辉岩)中含有原生普通角闪石和黝帘石,则可以假定有介于榴辉岩相与铁铝榴石角闪岩相之间的过渡岩石存在。
〔1〕榴辉岩相指具有相当于基性岩的绿辉石和铁铝榴石-镁铝榴石的变质矿物组合(相)。
镁铝榴石+橄榄石+透辉石+顽火辉石的共生组合虽不是主要的,但也是常见的。
相平衡的研究工作表明,这些高密度的矿物组合是在高压下结晶的,虽然榴辉岩相所在的地质环境和矿物成分的变化(Coleman et al.,1965),表明可能存在的压力-温度条件的范围是很宽广的。
许多学者指出本相要求H2O的压力低,并且其压力和温度同其他好几个相的压力和温度相重叠。
〔21〕。