华北克拉通中部造山带河北易县地区高压麻粒岩变质作用演化研究

作     者：张梓靖 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郑常青

授予年度：2024年

学科分类：070904[理学-构造地质学] 070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 07[理学] 

主      题：华北克拉通中部造山带 阜平杂岩 高压麻粒岩 变质作用演化 河北省易县 

摘      要：研究区位于河北省保定市北部易县良岗镇,地处华北克拉通中部造山带（TNCO）阜平杂岩东北部。在前期进行良岗镇等3幅1∶5万区域地质调查工作中,发现一套富含石榴子石的基性变质岩石。该套岩石呈透镜体状出露于阜平岩群元坊岩组副变质片麻岩中,具体岩石类型包括:石榴斜长辉石岩、石榴角闪二辉麻粒岩和石榴石斜长角闪岩。为深入了解该套基性变质岩属性、成因过程及变质作用演化特征,探讨其地质意义,我们在详细的野外地质调查基础上,对该套岩石进行了岩相学、矿物化学、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学等比较系统的研究。 研究结果表明,这些岩石均经历了高压麻粒岩相变质作用改造,其变质作用演化可划分为四个阶段:早期进变质阶段（M1）矿物组合为石榴子石核部成分及与之接触的矿物包体Grt-c+Am1+Pl1+Qtz;峰期高压麻粒岩相变质阶段（M2）矿物组合为Grt-m+Cpx2+Pl2+Qtz+Melt;麻粒岩相变质阶段（M3）以斜方辉石的出现为特征,矿物组合为Grt-r+Cpx3+Opx+Am3+Pl3+Qtz;退变质阶段（M4）,石榴子石和单斜辉石发生部分分解,辉石向角闪石转化,石榴子石周围形成由角闪石+斜长石构成的“白眼圈结构,该阶段的矿物组合为Am4+Pl4+Qtz+Ilm±Grt。结合传统地质温压计及相平衡模拟得到各变质阶段温压条件,M1阶段温压条件为706℃±和6.0 kbar±,变质程度相当于高角闪岩相;M2阶段温压条件为814.5～860.0℃和10.4～13.6 kbar,变质程度达到高压麻粒岩相;M3阶段变质温压条件为824.0～912.2℃和8.0～9.9 kbar,变质程度为麻粒岩相;M4阶段温压条件为661.0～784.3℃和3.1～4.4 kbar,变质程度相当于高角闪岩相至麻粒岩相,由此构建的变质作用演化PT轨迹呈顺时针ITD型,并伴有轻微减压升温过程。锆石U-Pb LA-ICP-MS测年结果及锆石原位微量元素分析结果显示,高压麻粒岩变质作用时代限定在1.86至1.83 Ga之间,可能代表了变质演化的峰期阶段。岩石地球化学特征表明,高压麻粒岩的原岩可能形成于汇聚板块边缘的岛弧环境中,少数表现洋中脊玄武岩性质。 结合前人研究,华北克拉通中部造山带河北易县地区中出露的富含石榴子石基性变质岩石是高压麻粒岩退变质演化的产物,与中部造山带出露的恒山-怀安-宣化-承德高压麻粒岩带的形成过程相似,可能同样为华北克拉通东、西陆块于～1.85Ga发生的碰撞拼合事件的产物。上述认识使华北克拉通中部造山带中北段高压麻粒岩带向东南延伸至河北易县一带,对华北克拉通中部造山带构造演化过程的完整认识具有重要意义。