南阿尔金吐拉地区中压基性麻粒岩变质作用及地质意义
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柴北缘早古生代中低压麻粒岩相变质作用作者:姚勇于胜尧纪文涛李妍李卓凡来源:《新疆地质》2020年第02期摘要:柴北缘乌兰地区出露有大量早古生代中低压泥质麻粒岩。
据岩石学和矿物化学研究,将乌兰地区早古生代泥质麻粒岩变质作用划分为两期。
其中峰期变质阶段矿物组合为Grt1+Bt1+Sil+Kfs+Pl+Qtz+melt,退变质阶段矿物组合为Bt2+Ms+Grt2+H2O±Pl±Qtz。
通过对泥质麻粒岩样品进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,获得泥质麻粒岩峰期变质时代为(482±3)Ma。
为厘清乌兰地区早古生代泥质麻粒岩变质演化历史,揭示麻粒岩变质机制,通过相平衡模拟技术和黑云母Ti温度计,获得乌兰地区早古生代泥质麻粒岩峰期和退变质温压条件分别为:710 ℃~730 ℃/5~6.2 kbar和560 ℃~650 ℃/5~6.2 kbar。
由于岩浆的冷却使其退变质阶段经历等压降温变质作用。
关键词:柴北缘;乌兰地区;早古生代;麻粒岩相研究表明,柴北緣经历了洋壳俯冲到陆壳俯冲及俯冲板片折返的整个过程[1-4]。
目前对南祁连洋形成时间、演化过程等仍存在争议[1-8]。
关于柴北缘变质岩的研究主要集中在高压-超高压变质岩,特别是榴辉岩,前人已做了较详细工作。
如榴辉岩变质年龄为420~460 Ma,陆壳榴辉岩原岩年龄为820~850 Ma,洋壳榴辉岩原岩年龄为500~540 Ma[9-14]。
榴辉岩、泥质变质岩和石榴橄榄岩中发现柯石英和金刚石等超高压变质矿物,揭示柴北缘陆壳俯冲深度超过200 km[1,7,15-17]。
本文以乌兰地区早古生代泥质麻粒岩为研究对象,通过野外观察、岩相学特征研究,结合锆石U-Pb定年及相平衡模拟技术,确定乌兰地区早古生代泥质麻粒岩变质时代及温压条件,厘清变质演化历史,并探讨了乌兰地区麻粒岩形成机制及动力学背景。
1 地质背景柴北缘位于青藏高原北部,以乌兰-鱼卡断层为界被分为两个构造单元,南部为超高压变质带,北部为欧龙布鲁克微陆块。
南阿尔金巴什瓦克石榴橄榄岩岩石学及变质演化青藏高原北缘的南阿尔金超高压变质带,以发育榴辉岩、石榴橄榄岩、高压基性麻粒岩及相关片麻岩为主要特征。
石榴橄榄岩主要出露在南阿尔金巴什瓦克地区,其在空间上呈透镜体状与高压基性麻粒岩和含石榴子石长英质片麻岩伴生。
基于岩石的显微结构、矿物共生组合关系和变质反应结构特征,并结合矿物化学详细分析以及温压条件的估算,我们将该区石榴橄榄岩的变质演化划分为3个阶段:(1)峰期变质阶段(M1),以出现矿物组合石榴子石(Grt)+橄榄石(01)+斜方辉石(Opx)+单斜辉石(Cpx)为主要特征,所估算的温压条件为:T=891~1054℃、P:17.2-24.7kbar;(2)峰后早期退变质阶段(M2),以石榴子石周围出现斜方辉石(Opx)+单斜辉石(Cpx)+尖晶石(Spl)的次生边,形成冠状体结构为特征,在P=10kbar时,估算的温度条件为:T=711~796℃;(3)晚期角闪岩相-绿片岩相退变质阶段(M3),以形成角闪石(Amp)+蛇纹石(Srp)+金云母(Ph1)+绿泥石(Chl)+磁铁矿(Mag)±滑石(T1c)为特征。
本区石榴橄榄岩具有典型的顺时针P-T演化轨迹,与相邻的长英质麻粒岩和基性麻粒岩具有类似的P-T演化历史。
锆石U-Pb年代学结果表明石榴橄榄岩的峰期变质时代为495-503Ma,与相邻的基性麻粒岩和长英质麻粒岩的变质时代以及江尕勒萨依榴辉岩超高压变质作用的时代在误差范围内基本一致,说明区内不同的岩石类型可能经历了相同或相似的高压(超高压?)/高温(超高温)变质作用。
结合成因矿物学和初步的地球化学特征,我们认为石榴橄榄岩的原岩可能为新元古代侵位于大陆地壳的地幔镁铁质-超镁铁质杂岩,其可能的动力学过程主要包括:侵位于大陆地壳的地幔镁铁质-超镁铁质杂岩在早古生代与长英质地壳物质一起俯冲,经历高压(超高压?)/高温变质作用,峰期变质作用之后,它们折返到中下地壳层次,经历中压麻粒岩相变质作用的改造,然后岩石抬升到中上地壳环境遭受角闪岩-绿片岩相变质作用的叠加。
阿尔金断裂西段斜长片麻岩锆石U-Pb测年及其地质意义宋卫卫; 陈传浩; 张中欣【期刊名称】《《世界有色金属》》【年(卷),期】2019(000)013【总页数】2页(P149-150)【关键词】混杂岩带; 锆石U-Pb定年; 斜长片麻岩; 且末地区; 阿尔金群【作者】宋卫卫; 陈传浩; 张中欣【作者单位】中化地质矿山总局山东地质勘查院山东济南 250000【正文语种】中文【中图分类】P588.345阿尔金山地处青藏高原北缘,塔里木板块与东昆仑褶皱系交接部位,是一个经历过多期复杂地质演化历史,由不同构造层次、不同时期和形成于不同构造环境地质体所组成的复合造山带[1]。
在阿尔金碰撞造山带西段,阿尔金地块分布有一套古老变质岩系-南部的阿尔金岩群与北部的米兰岩群,岩石变质程度高,经历了角闪岩相,局部达麻粒岩相区域变质作用的改造 [2,3]。
本文通过对黑云角闪斜长片麻岩块体的LA-ICP-MS法单颗粒锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究来探讨阿尔金山变质基底的时代。
1 地质概况阿尔金南缘主断裂位于调查区中部,西起萨尔干吉,东经大石门向北东东延伸出工区。
阿尔金南缘断裂为东昆仑褶皱系与塔里木地块2个Ⅰ级大地构造单元的界线,为超岩石圈深大断裂,形成于新元古代,具多期活动的特征,是塔里木板块漫长的地质演化史中拉张~裂解~碰撞等构造活动的产物。
大石门地区位于阿尔金南缘主断裂北侧,出露为构造混杂岩带,主要岩性组合包括:元古代黑云角闪斜长片麻岩、石炭纪沉积岩(托库孜达坂群下段)、火山岩(托库孜达坂群中段)、石炭纪叶桑岗蛇绿岩、二叠纪陆源沉积岩、三叠纪酸性侵入体呈大小不等的岩块产出,多以断层接触。
其中黑云角闪斜长片麻岩块体为本次工作第一次发现,根据区域地质资料推测该岩块来自于阿尔金构造带变质基底阿尔金岩群[1]。
图1 阿尔金南缘大石门地区地质简图(根据作者实测资料修编)1-Ⅰ级大地构造单元的界线;2-Ⅰ级大地构造单元的界线;3-Ⅰ级大地构造单元的界线;4-Ⅱ21塔里木南缘隆起区;5-Ⅱ23阿中地块;6-Ⅲ12东昆仑弧盆系;7-全新统;8-晚古生代陆相地层;9-晚古生代海相沉积地层;10-石炭纪花岗岩;11-采样点位;12-断层;13-镁铁-超镁铁质岩块;14-黑云斜长片麻岩岩块2 样品描述、分析方法和岩石化学特征2.1 样品描述本研究采样点位于且末县南大石门地区阿尔金南缘构造混杂岩带内,GPS点坐标为N37°28′35″、E85°53′58″。
南秦岭佛坪麻粒岩的矿物学和地球化学特征及其构造意义刘东星;刘养杰【摘要】The Foping granulites are located in the South Qinling Orogenic Belt.The origin of these rocks plays an important role in understanding the tectonic interaction between the Qinling Orogen and the Yangtze Block during Mesozoic time.This work carried out systematic mineralogical and geochemical investigations on the Foping granulites by employing electron probe,infra-red spectrum,and whole-rock chemical analytical methods.The re-sults indicate that the granulites are primarily felsic in composition and composed mainly of plagioclase,quartz,almandine,pyrope,hypersthene,and minor biotite and calcic amphibole.The granulites are characterized by en-richment in light rare earth elements and large ion lithophile elements,and depletion in high field-strength element, with significant negative anomalies of Nb and Ta.These features are indicative of subduction-related geochemical signature.In combination with geological and radiometric age data,this study suggests that the formation of the pro-toliths of the Foping granulites was associated with the northward subduction of the Mianlue oceanic lithosphere be-neath the South Qinling Block.In the Middle--Late Triassic,the continent-continent collision between the South Qinling and the Yangtze blocks resulted in the granulite-facies metamorphism that led to the formation of the Foping granulites.%采用电子探针、红外光谱和全岩化学分析方法,对佛坪麻粒岩开展了系统的矿物学和地球化学研究。
阿尔金断裂东端白垩纪火山岩地球化学特征及其地质意义汤文豪;张志诚;李建锋;晨辰;李可【期刊名称】《地学前缘》【年(卷),期】2012(019)004【摘要】The volcanic rocks in the Changma Basin and Jiuxi Basin are intermediate-mafic volcanic rocks,which are located at the intersection of the Altyn Tagh fault(ATF) and the North Marginal Fault of the Qilian Mountains(NMFQ),northern of the Tibetan Plateau.They are mostly basalt and trachy-basalt and belong to alkaline basalt series.The basalts are characterized by enriched light rare earth elements(LREE,(La/Yb)N is 7.28-18.01) and large ion lithophile elements(LILE)(K,Rb,Ba,etc.),and by loss of high field strength elements(HFSE)(Nb,Ta,etc.),showing similar geochemical characteristics to OIB.The volcanic rocks of the eastern terminal of ATF have higher Sr isotope and lower Nd isotope,their 87Sr/86Sr ranges between 0.706-0.708,and their εNd(t) was more negative(0.53——6.13),showing that they are from EMⅡ-type enrichment mantle.K-Ar isotopic dating result is that the volcanic rocks formed in(120.1±2.5)-(102.2±2.9)Ma,the late Early Cretaceous.The geochemical characteristics of the basalts suggest that they formed in a wide range of extensional environment,and they may have undergone the impact of the ATF.The Cretaceous volcanic rocks are important evidence of the ATF reactivation.%在阿尔金断裂与祁连山北缘逆冲断裂交汇处的昌马盆地和酒西盆地内,产出一套中基性火山岩,多为玄武岩和粗面玄武岩,属于碱性玄武岩系列。
1000 0569/2018/034(12) 3643 57ActaPetrologicaSinica 岩石学报南阿尔金尤努斯萨依花岗质高压麻粒岩的发现及其地质意义马拓 刘良 盖永升 王超 康磊 廖小莹 朴常完 张魁MATuo,LIULiang ,GAIYongSheng,WANGChao,KANGLei,LIAOXiaoYing,PAKSangWanandZHANGKui大陆动力学国家重点实验室,西北大学地质学系,西安 710069StateKeyLaboratoryofContinentalDynamics,DepartmentofGeology,NorthwestUniversity,Xi’an710069,China2018 09 04收稿,2018 11 01改回MaT,LiuL,GaiYS,WangC,KangL,LiaoXY,PakSWandZhangK 2018 DiscoveryofthehighpressuregraniticgranuliteinSouthAltynandit’sgeologicalsignificance ActaPetrologicaSinica,34(12):3643-3657Abstract Kyanite garnet bearinggraniticgneissisfirstdiscoveredinYounusisayiareaoftheSouthAltynTagh ThepeakmetamorphicassemblageisGrt+Ky+Per(Ksp)+Ru+Qz,whichrepresentsatypicalhighpressuregranulite faciesmetamorphicassemblage Mineralrelationship,phaseequilibriamodelingwithpseudosectionscalculatedusingTHERMOCALC3 40andternaryfeldsparthermometerconstraintsthepeakmetamorphicstageundertheeclogite faciesconditionsofT=970~1010℃andP=23 2~25 3kbar Threeretrogrademetamorphicmineralassemblagesareidentifiedbymicrostructure,mineralrelationshipandP Tpseudosections,thegranulitefaciesstageisrecordedbymineralassemblageofGrt+Ky+Per(Ksp)+Pl+Q+Ru,granulitetohighamphibolite faciesmineralassemblageisGrt+Ky+Ksp+Pl+Q+Bi+Ru+Ilm,andthelowamphibolitefaciesmetamorphicassemblageisKy+Ksp+Pl+Q+Bi+Mu+Ru+Ilm TheP TevolutionofthegraniticgneissischaracterizedbyaclockwiseP Tpathwithpressureandtemperaturedecrease,suggestingatectoniceventassociatedwithcontinentaldeepsubductionandexhumation LA ICPMSU Pbdatingrevealtheprotolithageof900 2±4 1Maandthepeakmetamorphicageof497 8±2 7Ma ThepeakmetamorphicandprotolithageofYounusisayigraniticgneissareconsistenttoHP/UHPmetamorphicrocksfromtheSouthAltynTagh,indicatingtheybelongtothesameHP/UHPmetamorphiczoneandhavesimilarprotolithnature TheconfirmationofYounusisayieclogite faciesgraniticgneissprovidesnewrestrictiontothespatialandtemporaldistributionsofEarlyPaleozoicHP UHProcksintheSouthAltynTaghKeywords Highpressuregraniticgranulite;P Tevolution;Continentalsubduction;Younusisayi;SouthAltynTagh摘 要 南阿尔金尤努斯萨依地区首次发现一套高压麻粒岩相特征矿物组合的含蓝晶石石榴子石的花岗质片麻岩,其矿物组合为Grt+Ky+Per(+Ksp)+Ru+Q。
西北大学地质学系研究生综述性课程成绩单学生姓名胡洋类别科学硕士专业矿物学、岩石学、矿床学年级2013课程名称高级岩石学任课教师赖绍聪、张成立学时72 学分 4课程成绩(百分制)教师评语:任课教师签名:年月日教师注意事项:1、课程总成绩应基本符合正态分布;2、若有两种(及以上)方式进行综合考核,需明确各部分所占比例;3、评语中应指出该份作业的特点与不足。
阿尔金超高压变质岩带的综述摘要:中国西部祁连山柴北缘地区和南阿尔金地区存在一条被阿尔金断裂错开400 km,但构造上相连的早古生代超高压变质带,以含少量榴辉岩、石榴橄榄岩和含柯石英的片麻岩为特征。
区域构造背景、高压变质岩石的变质历史及顺时针型P-T轨迹和年代学研究表明,这些高压变质岩石的形成应与板块俯冲、碰撞活动有关,它们分别代表显生宙初塔里木板块东南缘的两次俯冲-碰撞活动。
这一成果为阐明阿尔金左行走滑断裂系的早期演化及板块增生提供了重要依据。
关键词:高压-超高压变质作用阿尔金俯冲作用折返作用1前言超高压变质作用是在柯石英稳定条件下进行的榴辉岩相变质作用(Coleman R G.1995),因此柯石英的存在与否被许多学者作为超高压变质的主要标志。
近年来30年来高压-超高压变质作用已逐渐成为国际地质学界持续研究的热点和前缘(张建新等,2002)。
高压-超高压变质带记录了地壳物质从俯冲到折返的动力学全过程,是古板块汇聚边界及古板块俯冲和大陆碰撞的重要标志。
近年来我国西部阿尔金-柴北缘-北秦岭等地区,先后发现有超高压变质岩石-榴辉岩出露,并确定其主体是早古生代陆壳深俯冲作用的产物,部分岩石代表的俯冲深度可达>200或>350km的地幔深度(刘良等,2009)。
这和世界上已发现的许多高压-超高压变质带很相似,因此越来越多的人开始致力于寻找该地区高压-超高压变质的证据。
中国西部已成为国际高压-超高压变质带研究的又一个热点地区。
对于该地区的高压-超高压变质带目前存在两种观点:①张建新和杨经绥等认为阿尔金和柴北缘属于同一条早古生代的HP-UHP压变质带,只是被巨型的走滑断裂(阿尔金断裂)所切割(张建新等,2002;张建新等,2007,杨经绥等,2009;杨经绥等,2003),并可能向东延伸,与北秦岭HP-UHP变质岩带构成一条大的HP-UHP变质带。
东喜马拉雅构造结高压基性麻粒岩成因与构造意义吴双鹏;张泽明;田作林;芦维瑞;郭明明;张成圆【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2024(98)1【摘要】东喜马拉雅构造结南迦巴瓦杂岩中存在典型的泥质、长英质和基性高压麻粒岩。
但是,高压麻粒岩在南迦巴瓦杂岩中的分布范围、变质条件和变质时间是否存在空间上的变化并不明确。
本文对南迦巴瓦杂岩西南部巴嘎地区的高压基性麻粒岩进行了岩石学和年代学研究。
研究表明,巴嘎高压基性麻粒岩由石榴子石、单斜辉石、角闪石、斜长石、黑云母和石英组成,石榴子石变斑晶发育生长成分环带。
识别出三期矿物组合:进变质矿物组合M1为石榴子石变斑晶核部及其矿物包裹体,包括石榴子石、石英、榍石和磷灰石;峰期矿物组合M2为变斑晶石榴子石边部和基质矿物,即石榴子石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+金红石+熔体;退变质矿物组合M3呈冠状体或基质产出,其组合为角闪石+斜长石+单斜辉石+黑云母+石英+榍石。
高压基性麻粒岩的峰期变质条件约为1.5 GPa和915℃,具有顺时针P-T轨迹,退变质的早期和晚期分别为近等温降压和降温降压过程。
高压基性麻粒岩在峰期条件下发生了明显的部分熔融,含~26%(体积)的熔体,其退变质和熔体结晶作用很可能发生在26~14 Ma。
本文和研究区现有研究成果表明,东喜马拉雅构造结南迦巴瓦杂岩中的高压麻粒岩广泛分布,从东北部的加拉、直白和派乡延伸到西南部的巴嘎沟,形成了一条长度超过80 km的高压麻粒岩带。
整个带中的高压麻粒岩具有类似的变质条件和持续时间,是印度大陆地壳平缓俯冲并经历了高温和高压变质与部分熔融的产物,构成了喜马拉雅造山带的加厚下地壳。
大量高压麻粒岩强烈部分熔融产生的熔体可能为喜马拉雅淡色花岗岩提供了源区。
【总页数】20页(P96-115)【作者】吴双鹏;张泽明;田作林;芦维瑞;郭明明;张成圆【作者单位】中国地质大学(北京);中国地质科学院地质研究所【正文语种】中文【中图分类】P58【相关文献】1.喜马拉雅东构造结高压麻粒岩PT轨迹、锆石U-Pb定年及其地质意义2.东喜马拉雅构造结南迦巴瓦群高压麻粒岩中含石榴石花岗岩脉锆石SHRIMP U-Pb定年及其与折返作用3.大陆碰撞造山带的流体成分与演化:东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群高压麻粒岩的流体包裹体研究4.东喜马拉雅构造结高压麻粒岩特征、形成机制及折返过程5.东喜马拉雅构造结泥质高压麻粒岩的锆石和独居石定年与地质意义因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
收稿日期:2007-07-13;修订日期:2007-08-01基金项目:国家自然科学基金项目(编号:40672049)、中国地质调查局地质调查项目(编号:1212010611803)资助。
作者简介:吴锁平(1963-),男,在读博士,从事矿物学、岩石学及矿床学研究。
E-mail:spwu3721@163.com阿尔金断裂南侧吐拉铝质A型花岗岩的特征及构造环境吴锁平1,吴才来1,陈其龙2WUSuo-ping1,WUCai-lai1,CHENQi-long21.中国地质科学院地质研究所,北京100037;2.首都师范大学,北京1000371.InstituteofGeology,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,China;2.CapitalNormalUniversity,Beijing100037,China摘要:吐拉花岗岩体位于阿尔金断裂南侧吐拉以东40km处。
岩石化学以富Si高K、低Mg贫Ca、偏铝质及TFeO/MgO比值很高为特点,A/CNK比值为0.918 ̄0.969。
岩石稀土元素总量高,强烈富集HFSE,明显亏损Ba、Sr、P、Ti,稀土元素配分模式为典型的“右倾海鸥型”,属于偏铝质A型花岗岩,进一步分析属A2(PA)亚型岩体。
该花岗岩形成于中泥盆世末期造山后的伸展环境,这一环境很可能与同期阿尔金断裂左行走滑引起的拉分作用有关。
关键词:阿尔金断裂;A型花岗岩;造山后;中泥盆世;伸展环境中图分类号:P588.12+1;P595文章标志码:A文章编号:1671-2552(2007)10-1385-08WuSP,WuCL,ChenQL.CharacteristicsandtectonicsettingoftheTulaaluminousA-typegraniteatthesouthsideoftheAltynTaghfault,NWChina.GeologicalBulletinofChina,2007,26(10):1385-1392Abstract:TheTulaA-typegraniteplutonislocated40kmeastofTulaTown,atthesouthsideoftheAltynTaghfault.Petrochem-ically,itisSi-rich,K-high,Mg-lowandCa-poor,metaluminouswithveryhighTFeO/MgOratios(from13.5to61.1)andA/CNK=0.918-0.969.ThegranitehasahigherREEabundancewithΣREE=159-187μg/gandisstronglyenrichedinHFSEbutobviouslydepletedinBa,Sr,PandTi.Itshowstypical"right-inclinedseagullwing-shaped"REEdistributionpatterns,belongingtometaluminousA-typegranite.FurtheranalysisindicatesthattheTulagranitebelongstotheA2(PA)subtypeandwasformedinanpostorogenicextensionalenvironmentattheendoftheMiddleDevonian.Thisenvironmentisverylikelytobeassociatedwithpulling-apartcausedbythesinistralstrike-slipmotionoftheAltynTaghfault.Keywords:AltynTaghfault;A-typegranite;post-orogenic;MiddleDevonian;extensionalenvironment地质通报GEOLOGICALBULLETINOFCHINA第26卷第10期2007年10月Vol.26,No.10Oct.,2007对阿尔金地区的地质研究多年来一直属于热点课题,前人的研究已经取得很多进展[1-9]。
南阿尔金吐拉地区中压基性麻粒岩变质作用及地质意义作者:李妍于胜尧纪文涛来源:《新疆地质》2020年第03期摘要:南阿尔金吐拉地区基性麻粒岩呈透镜体分布于泥质片麻岩中。
基性麻粒岩主要矿物组成为石榴子石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、黑云母和斜长石,显示“巴罗式”变质作用(中压麻粒岩相变质作用)特征。
目前南阿尔金吐拉地区发育的“巴罗式”变质岩研究相对薄弱,对岩石学特征、变质演化轨迹及“巴罗式”变质作用成因机制亦不明确。
传统矿物温压计指示基性麻粒岩的峰期变质温压条件为T=820 ℃~870 ℃,P=8.0~8.5 kPa,退变质阶段温压T=700 ℃~750 ℃,P=6~7.5 kPa,为一个降温降压顺时针型的P-T演化轨迹。
锆石U-Pb定年加权平均年龄为~450 Ma,结合岩相学研究和锆石特征,认为其代表了峰期麻粒岩相变质时代。
基性麻粒岩与区域上深熔作用和花岗质岩浆作用变质年龄相似,较南阿尔金UHP榴辉岩和HP麻粒岩的峰期变质时代晚40~50 Ma,与榴辉岩折返过程中麻粒岩相叠加变质作用时代较相似。
说明吐拉地区“巴罗式”变质作用及同时代花岗质岩浆作用和混合岩化作用可能是由于俯冲陆壳发生断离并开始折返上升,在伸展环境下由幔源岩浆上涌加热中地壳形成的。
关键词:南阿尔金;中压麻粒岩;“巴罗式”变质作用南阿尔金造山带为一个典型高压-超高压变质带,高压-超高压岩石分布于江尕勒萨依、英格利萨伊、淡水泉、木那布拉克4个地区。
前人对区内高压-超高压变质岩变质作用及演化历史开展了大量研究,确定一条顺时针的P-T演化轨迹,指示了与大陆俯冲-深俯冲作用相关的高压变质事件和俯冲碰撞后的折返事件[1-4]。
年代学研究结果显示高压-超高压变质时代为~500 Ma[1,4-7] 。
前人在南阿尔金吐拉地区厘定一套麻粒岩相变质岩,主要岩石类型包括石榴矽线黑云片麻岩、石榴角闪二辉麻粒岩,在吐拉西侧20 km范围内呈EW向展布,表明该套麻粒岩具孔兹岩系特征[8]。
初步资料显示,这些“巴罗式”变质岩变质年龄明显晚于高压-超高压变质作用(40~50 Ma)[9-11]。
本文在前人研究基础上,对吐拉地区基性麻粒岩进行岩相学及地球化学研究,利用传统温压计计算该岩石变质作用发生时的温压条件,获得该岩石在早古生代的P-T轨迹,并进一步探讨“巴罗式”变质作用的成因机制,这对整个南阿尔金造山带早古生代造山过程的重塑具重要意义。
1 区域地质背景阿尔金造山带位于青藏高原东北缘,介于塔里木盆地与柴达木盆地之间。
阿尔金造山带从北到南可分为4个构造单元:阿北地块、红柳沟-拉配泉蛇绿混杂岩带、米兰河-金雁山地块和南阿尔金俯冲碰撞杂岩带(图1-(a))[1,12-14]。
其中南阿尔金俯冲-碰撞杂岩带为早古生代大陆深俯冲作用产物,该带主要位于阿尔金西部,在西起且末东至茫崖长达250 km 范围展布,被称为“阿尔金山岩群”。
该单元主要由3种具碰撞杂岩带特征的岩石组合构成[15]:①英云闪长质-花岗质片麻岩(~70%);②变沉积岩包括蓝晶(矽线)石榴片麻岩和大理岩(~25%);③榴辉岩、石榴辉石岩、角闪岩、基性-超基性岩石和花岗岩的块体和透镜体(~5%)。
本文所研究的基性麻粒岩位于吐拉地区,采样位置见图1-(b)。
2 岩石学特征本次研究样品基性麻粒岩呈深灰色,主要由石榴子石、单斜辉石、斜方辉石、角闪石、斜长石及少量黑云母组成。
石榴子石变斑晶多为自形粒状,发育明显裂纹,几乎不含包体,边部可见典型“白眼圈”结构(图2-a),代表了典型的减压反应结构。
斜长石有两种产出状态:一种分布于石榴子石边部构成“白眼圈”结构(图2-a);另一种呈它形粒状分布于基质中(图2-b)。
角闪石多为半自形-它形柱状分布于单斜辉石、斜方辉石、石榴石边部(图2-a-d),为退变质过程产物。
单斜辉石和斜方辉石呈半自形-它形柱状分布于基质中,多被角闪石交代(图2-b,d)。
通过上述岩相学研究,基性麻粒岩可划分出两个变质阶段:峰期矿物组合为Grt+Pl1+Cpx+Opx,以石榴子石、单斜辉石、斜方辉石和斜长石平衡共生为特征;退变质阶段矿物组合为石Grt+Pl2+Cpx+Opx+Hbl,以典型“白眼圈”结构为特征,斜长石和角闪石围绕石榴子石边部生长。
矿物名称缩写见[16]。
推测变质峰期(M1)到退变质阶段(M2)的变质反应如下[17-18]:Grt+H2O=Amp+Pl2;Opx+Pl1+H2O=Hbl+Qtz3 分析方法矿物化学成分分析在中国海洋大学电子探针室的JEOJ JXA-8230电子探针仪进行测试。
运行条件为15 kV的加速电压,20 nA的电子束电流,5 μm的电子束斑,少数矿物及包裹体采用2 μm的电子束斑,检测时间10 s。
为观察石榴子石成分变化,选取一条通过石榴子石中心的直线,等间距选点分析石榴子石成分的变化,同时选点时注意避开包体。
锆石U-Pb定年测定利用中国地质科学院矿产资源研究所MC-ICP-MS实验室的Finnigan Neptune 型MC-ICP-MS仪器及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统完成。
激光剥蚀所用斑束直径为25 μm,频率为10 Hz,能量密度约2.5 J/cm2,以He为载气。
LA-MC-ICP-MS激光剥蚀采样采用单点剥蚀方法,测试前用锆石GJ-1调试仪器,使之达到最佳状态。
锆石U-Pb 定年以锆石GJ-1为外标,U,Th含量以锆石M127(U:923×10-6;Th:439×10-6; Th/U:0.475)为外标进行校正。
测试过程中每测定5~7个样品前后重复测定两个锆石GJ-1对样品进行校正,并测量一个锆石 Plesovice,观察仪器状态以保证测试精确度。
数据处理采用ICPMSDataCal程序[19],锆石年龄谐和图据Isoplot3.0程序获得。
详细实验测试过程可见[20]。
4 測试结果4.1 矿物成分石榴子石石榴子石主要由铁铝榴石(58%~63%)、钙铝榴石(20%~22%)、镁铝榴石(15%~20%)组成,少量锰铝榴石(1%~4%)(表1)。
石榴子石多为破碎状,裂纹发育。
选取保存较好的石榴子石变斑晶进行成分剖面分析,结果显示,从核部到边部成分基本不变或变化较小,可能在峰期变质温度作用条件下,石榴子石成分发生了均一化反应[21]。
最边部可见XMg和XCa含量明显减少,XFe和XMn含量呈增加趋势(图3-a),石榴子石成分的这种变化反应后期存在石榴子石分解反应。
以上现象反应其核部保存了峰期变质阶段的成分特征,未受后期退变质影响。
角闪石为后期退变质生成矿物,分类图解显示角闪石主要落在韭角闪石区域,少部分落在浅闪石和铁韭闪石区域(图3-b)[22],Si原子数为6.31~6.46(角闪石分子以23个氧原子为基础),XMg(XMg=Mg/Fe+Mg)值变化范围0.49~0.70(表1)。
斜长石分布于石榴子石边部和基质中,斜长石成分差别不大,An-Ab-Or图解显示(图3-c),斜长石变化范围广泛,多为中长石和拉长石,少量为钡长石,An值为42~60(表1)。
辉石单斜辉石和斜方辉石主要以大斑晶形式出现于基质中,与石榴子石变斑晶、斜长石平衡共生,为峰期矿物组合。
据辉石成分三角图(图3-d)[23],斜方辉石多落在斜铁辉石区域,端元组分为Wo29-44En31-34Fs24-36,单斜辉石多投在普通辉石区域,少量属透辉石(表1)。
4.2 锆石U-Pb年代学基性麻粒岩样品(AQ11-8L)锆石颗粒大小较均一,粒度50~100 μm。
锆石阴极发光(CL)图像显示内部结构较清晰(图4-a)。
锆石形态呈浑圆状,锆石内部结构均匀,多为面状、扇状或杉树叶状结构,为典型麻粒岩相变质锆石[24]。
研究表明,不同成因锆石具不同Th,U含量及Th/Ub比值,岩浆锆石Th,U 含量较高,Th/U比值较大(一般大于0.4);变质锆石 Th,U含量低,Th/U比值小(一般小于0.1)[25]。
测试结果中所测锆石Th含量28%~105%,U含量331%~872%,Th/U比值0.05~0.18,表明其具变质锆石特征。
年龄谐和图中(图4-b),17个测点分析结果显示,所有测点均落在一个年龄密集区(表2),206Pb/238U 加权平均年龄为(451±2)Ma(MSWD=0.42),结合基性麻粒岩样品锆石形态和成分分析,该年龄代表峰期麻粒岩变质年龄。
5 讨论5.1 温压估算及P-T轨迹据不同变质阶段矿物组合,选取相应传统矿物温压计对南阿尔金吐拉地区基性麻粒岩变质温压条件进行估算。
对峰期矿物组合(M1):Grt+Pl1+Cpx+Opx,采用Grt-Opx-Pl-Q (GOPQ)地质温压计[26],选取石榴子石核部成分及基质中斜长石、单斜辉石和斜方辉石成分进行计算。
结果表明,大部分温度计计算结果集中在820 ℃~ 870 ℃,压力为8.0~8.5 kPa。
对退变质阶段矿物组合(M2):Grt+Pl2+Cpx+Opx+Hbl,采用Grt-Hb-Pl-Q(GHPQ)地质温压计[27],选取石榴子石边部成分及石榴子石边部“白眼圈”内斜长石和角闪石成分进行计算。
温度相对M1稍微有降低,为700 ℃~750 ℃,压力降为6~7.5 kPa。
据上述不同变质期次温压条件,我们获得南阿尔金吐拉地区中压麻粒岩顺时针型降温降压的P-T演化轨跡(图5)[28]。
变质峰期达到中压麻粒岩相之后经历了角闪岩相退变质作用。
P-T条件记录了变质作用过程中热流变化,与区域大地构造环境关系密切[29]。
一般认为,俯冲带板片或陆-陆碰撞构造环境具顺时针P-T-t轨迹,大陆裂谷、岛弧根部或地幔柱环境中大量地幔岩浆上侵和底板垫托的环境具逆时针P-T-t演化轨迹[30]。
结合区域地质背景,可得出南阿尔金吐拉地区的中压麻粒岩形成于陆-陆碰撞环境。
5.2 大地构造意义南阿尔金俯冲碰撞杂岩带为青藏高原一条重要的板块构造缝合带。
近年来,区内高压-超高压变质作用及时代得到广泛研究,结果显示,峰期变质时代为486~509 Ma,之后在~450 Ma和~420 Ma 又经历了两期退变质作用的叠加和改造,表明这些高压-超高压岩石经历了一个完整的由大陆深俯冲碰撞到之后连续两次陆壳折返抬升的构造演化过程[1,7,14]。
南阿尔金地区早古生代(~450 Ma)遭受广泛的角闪岩相-麻粒岩相的巴罗式区域变质作用,并伴随区域规模深熔作用及与此相关的花岗质岩浆作用。
此外,南阿尔金地区还发育有同期非蛇绿岩性质的铁镁-超铁镁质岩石,成因类别分析证明,其原始岩浆物质来源于上地幔。
岩石野外与围岩相互接触表明,基性-超基性岩体主要沿阿尔金断裂带分布,为伸展构造环境下的产物。
结合区域资料得出,该套基性-超基性岩浆应为俯冲陆壳发生板片断离开始折返的构造背景下,导致幔源岩浆上涌形成的产物。