重新上传+--岩石大地构造学5(10.8)
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榴辉岩
及超高压变质作用
张开均
中国科学院大学地球科学学院
kaijun@
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榴辉岩的基本特点
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榴辉岩相: 特征矿物组合绿辉石+铁铝-镁铝榴石
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超高压变质作用的典型现象
1 新生超高压矿物及矿物组合K
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•柯石英
•金刚石
•其他特征矿物:富钾 -单斜辉石、富钛单斜辉石、 高镁 -镁铝榴石、 高硅榍石、 高铝金红石、硅金红石、高硅多硅白云母、高钛石榴石、钾质钡铝沸石(超高压钾长石)、硅铁合金(FeSi 、FeSi 2)、自然硅、钠-锌尖晶石、FeCrNi 合金、SiC 、α-PbO 2金红石多型等等。
•特征矿物组合:蓝晶石+ 滑石(或其他富镁相如顽火辉石)、 菱镁矿+ 透辉石、 柯石英+ 白云石、蓝晶石+黄玉+石英等等。
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榴辉岩中的柯石英包体
石榴石
绿辉石
柯石英
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金红石
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Toz=topaz,黄玉Al2SiO4(O,H,F)2;Ky:蓝晶石
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超高压矿物的共同特质
大离子(亲石)元素进入了非高压状况下由小离子占据
的位置?
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单斜辉石
•普通辉石(Ca,Mg,Fe,Al)2[Si,Al]2O6•透辉石CaMg[Si2O6]
•硬玉NaAl[Si2O6]
•绿辉石:硬玉分子+普通辉石分子
斜方辉石 (Fe,Mg)2[Si2O6]
石榴石 (Mg,Mn,Fe)2(Al,Fe,Cr)3[SiO4]3金红石 TiO2
尖晶石 MgAl
2
O4
榍石 CaTi[SiO
4]O
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超高压变质作用的典型现象
2 放射状裂纹K
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P (G P a )
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班公湖构造带八宿榴辉岩
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Kf: 钾长石
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放射纹的本质
高密度矿物蜕变为密度更低、更加稳定的矿物,体积加大,是超高压地体掘出过程中的产物。
•柯石英(比重2.78) 石英(比重2.65),体积加大5%;•α-PbO2金红石多型(比重4.3) 金红石(比重4.2),体积加大2%;•文石(比重2.94) 方解石(比重2.715),体积增加8%以上。
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超高压变质作用的典型现象
3 出溶现象K
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•单斜辉石中出溶石榴石、石英或柯石英、透长石(钾长石)、钛铁矿、金红石、磁铁矿、尖晶石、多硅白云母、斜方辉石、Mg-Al-Cr-钛磁铁矿•石榴石中出溶单斜辉石、斜方辉石、金红石、磷灰石•斜方辉石中出溶铬尖晶石、透辉石•磷灰石中出溶磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿、独居石、锶尖晶石、SiC •(超硅)榍石出溶柯石英
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辉石中出溶石榴石
Ilm: 钛铁矿K a
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大理岩中的超高压出溶方解石和白云石
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钾长石
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钛铁矿
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橄榄石中
钛铁矿针橄榄石中磁铁矿叶片
绿辉石中
石英棒
ilm:钛铁矿
spl: 尖晶石
mag: 磁铁矿
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S: 透长石
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石榴石中金红石和磷灰石出溶
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石榴石中金红石出溶磷灰石中独居石出溶
超高压变质作用的典型现象
4 其他异常的矿物学现象K
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•花岗片麻岩中含稀土Ce 褐帘石,指示这些岩石经受超高压变质作用的时间极短,以致于没有导致这种岩浆矿物的分解;•榴辉岩石榴石中的自然钛等包裹体,指示超高压变质过程中的局部强还原环境;•切割柯石英榴辉岩的白片岩中的滑石-蓝晶石集合体,指示原岩为长英质岩墙的岩石经受了超高压变质作用,但是柯石英难以保存;
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•石英硬玉岩中的铝钠云母,指示高角闪岩相退变质叠加;
•榴辉岩矿物中的缺陷结构,指示了超高压岩石的快速折返;•硬玉石英岩中硬玉单晶的纳米级P2/n 晶体结构,指示岩石快速折返过程中的非平衡退化;•含文石和硬玉片麻岩中和含碳酸盐的石榴辉石岩中的低铝榍石。
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榴辉岩产出的大地构造和时代背景
•既有大陆俯冲又有大洋俯冲;•以大陆俯冲为主;•既有前寒武纪的又有显生宙的;•以显生宙为主,前寒武纪极少
(未发现太古代的)。
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