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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

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岩石学报 2020年第9期36卷 2799-2814页

作者：佘一民王伟程素华赵越刘晓春中国地质科学院地质力学研究所北京100081 中国地质大学(北京) 北京100083 自然资源部古地磁与构造重建重点实验室北京100081

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... 详细信息

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。

关键词：东南极斯图尔内斯半岛相平衡模拟片麻岩 P-T轨迹锆石定年

柴达木地块寒武纪变质作用——来自相平衡模拟和独居石U-Pb年代学的约束

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岩石学报 2022年第11期38卷 3247-3258页

作者：滕霞张建新毛小红路增龙周桂生武亚威郭祺自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 北京大学地球与空间科学学院北京100871

柴达木地块位于青藏高原东北缘的祁连-阿尔金-昆仑早古生代造山系之中,它的西段出露一套(超)高温变质岩组合:变泥质岩、长英质片麻岩、基性麻粒岩、钙硅酸盐岩、含橄榄石大理岩及少量Mg-Al麻粒岩。本文以相平衡模拟和独居石U-Pb年代学... 详细信息

柴达木地块位于青藏高原东北缘的祁连-阿尔金-昆仑早古生代造山系之中,它的西段出露一套(超)高温变质岩组合:变泥质岩、长英质片麻岩、基性麻粒岩、钙硅酸盐岩、含橄榄石大理岩及少量Mg-Al麻粒岩。本文以相平衡模拟和独居石U-Pb年代学为主要手段,限定柴西缘变泥质岩的变质作用P-T-t轨迹。变泥质岩记录了顺时针P-T轨迹,其中,压力峰期条件约为0.89GPa和800℃,温度峰期条件约为0.64GPa和825℃,退变质条件为0.58GPa和800℃至0.37±0.05GPa和702±50℃。变泥质岩的独居石U-Pb年龄集中在517~496Ma之间,三个样品的加权平均年龄分别为508±2Ma(MSWD=2.0)、506±1Ma(MSWD=1.7)、506±1Ma(MSWD=1.3)。本文将其解释为独居石的形成年龄,并认为独居石主要形成于退变质过程中的残留熔体结晶阶段(0.58GPa和800℃左右)。结合已有的工作可以得出,柴达木地块西段麻粒岩相变质作用具有顺时针P-T轨迹和1000~1300℃/GPa的峰期T/P值,并且在高温变质条件(>800℃)持续了超过30Myr。该类高T/P型变质作用最有可能发生在大型碰撞造山带内,可以与冈瓦纳大陆内部的晚泛非期的高T/P型变质作用对比,很可能是与冈瓦纳大陆最终拼合有关的晚泛非期造山事件的体现。

关键词：柴达木地块变泥质岩高T/P型变质作用相平衡模拟独居石年代学

东南极茹尔群岛梅瑟半岛富铁铝副片麻岩超高温变质作用:相平衡模拟与锆石U-Pb年龄

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岩石学报 2023年第8期39卷 2279-2300页

作者：吴浩博仝来喜刘兆李超杨文强大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

东南极梅瑟半岛出露大量的副片麻岩。本文以岩相学和矿物化学为基础,结合相平衡模拟、地质温度计及年代学分析方法对费拉副片麻岩中的含尖晶石榴夕线石片麻岩和梅瑟副片麻岩中的含堇青石榴夕线石片麻岩进行综合研究,结果显示片麻岩经历... 详细信息

东南极梅瑟半岛出露大量的副片麻岩。本文以岩相学和矿物化学为基础,结合相平衡模拟、地质温度计及年代学分析方法对费拉副片麻岩中的含尖晶石榴夕线石片麻岩和梅瑟副片麻岩中的含堇青石榴夕线石片麻岩进行综合研究,结果显示片麻岩经历了超高温(UHT)麻粒岩相变质作用。两个样品峰期前阶段(M1)进变质条件为600~650℃和0.63~0.85GPa;峰期UHT阶段(M2)变质条件为930~1000℃和0.9~1GPa;峰期后变质重结晶阶段(M3)变质条件为610~780℃和0.3~0.39GPa。三个不同阶段的变质条件定义了一致的顺时针的P-T演化轨迹。锆石U-Pb年龄分析结果表明两个片麻岩样品的超高温变质和相关的深熔作用发生在990~920Ma期间的早新元古代格林威尔期,而流体改造与变质重结晶作用发生在~510Ma的早古生代泛非期。结合区域地质特征,超高温变质作用发生的构造背景可能与以放射性元素衰变为热源的大型热碰撞造山带相关。

关键词：东南极梅瑟半岛富铁铝变泥质岩相平衡模拟超高温变质作用锆石U-Pb年龄

祁连地块北缘前寒武基底早古生代再活化:变基性岩相平衡模拟和锆石年代学证据

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岩石学报 2021年第10期37卷 3095-3117页

作者：毛小红张建新路增龙周桂生自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

北祁连造山带是典型的早古生代增生型造山带,具有典型增生型造山带的“沟-弧-盆”体系。祁连地块位于北祁连造山带南部,由深变质的前寒武纪基底和新元古代到中生代的沉积盖层组成。在连祁地块北缘门源宝库河附近延伸数千米的变基性岩(... 详细信息

北祁连造山带是典型的早古生代增生型造山带,具有典型增生型造山带的“沟-弧-盆”体系。祁连地块位于北祁连造山带南部,由深变质的前寒武纪基底和新元古代到中生代的沉积盖层组成。在连祁地块北缘门源宝库河附近延伸数千米的变基性岩(主体为斜长角闪岩和角闪岩)中识别出了基性麻粒岩,峰期矿物组合为石榴子石+斜长石+钾长石+普通辉石+角闪石+钛铁矿+石英,相平衡模拟计算结果显示峰期温压条件为P=10.6kbar、T=800℃,峰期之后经历了近等温降压的P-T轨迹。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学结果显示变基性岩的原岩结晶年龄分别为1110±18Ma和1140±30Ma,变质年龄分别为478.2±3.9Ma和469±4.6Ma,结合近等温降压的P-T轨迹,469~478Ma的变质年龄应近似代表了麻粒岩相变质作用时代。结合区域资料,我们认为早古生代北祁连洋存在南北双向俯冲极性,祁连洋南向俯冲使得祁连地块前寒武纪基底在早古生代再活化。变基性岩的原岩年龄与祁连地块南部欧龙布鲁克地块(全吉地块)中发现的变基性岩和花岗质片麻岩原岩年龄及副片麻岩的变质年龄一致,均为~1100Ma,表明祁连地块与欧龙布鲁克地块一起卷入了格林威尔造山事件。

关键词：祁连地块变基性岩锆石 U-Pb年代学变质作用相平衡模拟

西秦岭北缘秦岭杂岩麻粒岩相变质作用:来自相平衡模拟和独居石原位U-Pb定年的制约

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岩石学报 2022年第11期38卷 3259-3280,I0001-I0003页

作者：郭祺毛小红张建新路增龙周桂生滕霞武亚威自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037 北京大学地球空间科学学院北京100871

西秦岭天水北道地区位于西秦岭造山带北缘,地处秦岭造山带和祁连造山带的结合部位。近来,我们在该地区秦岭杂岩中识别出一套麻粒岩相岩石(石榴夕线黑云片麻岩),峰期矿物组合为石榴子石+钛铁矿+金红石+夕线石+钾长石+石英,相平衡模拟计... 详细信息

西秦岭天水北道地区位于西秦岭造山带北缘,地处秦岭造山带和祁连造山带的结合部位。近来,我们在该地区秦岭杂岩中识别出一套麻粒岩相岩石(石榴夕线黑云片麻岩),峰期矿物组合为石榴子石+钛铁矿+金红石+夕线石+钾长石+石英,相平衡模拟计算结果显示其峰期温压条件为P=1.02GPa,T=820℃,经历了进变质阶段以升温升压为特征,峰期之后以大致近等温降压为特征的顺时针P-T轨迹。独居石原位LA-ICP-MS U-Pb年代学结果显示石榴夕线黑云片麻岩经历了~421Ma、~388Ma和368~362Ma三期构造热事件。结合独居石的产出位置,我们推测421Ma代表了麻粒岩相变质作用的时代,这与天水花庙地区获得的麻粒岩峰期年龄一致;388Ma近似代表了峰期之后大致近等温降压至固相线附近的年龄;368~362Ma与区域韧性剪切作用的时代一致,可能记录了与新阳-元龙韧性剪切变形作用相关的热事件的时代。结合区域地质资料和本研究成果(矿物演化特征、顺时针的P-T演化轨迹和独居石原位定年结果),我们推测西秦岭造山带北缘天水北道地区的麻粒岩可能是早古生代陆-陆碰撞造山过程的产物。

关键词：西秦岭造山带麻粒岩相变质作用独居石原位定年秦岭杂岩相平衡模拟

有效全岩成分的计算方法及其在变质相平衡模拟中的应用

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岩石学报 2020年第9期36卷 2616-2630页

作者：田作林张泽明董昕自然资源部深地动力学重点实验室中国地质科学院地质研究所北京160007

变质相平衡模拟是变质岩领域近几十年最重要的进展之一,它已经成为确定变质作用P-T-t轨迹和探索变质演化过程的有力工具。变质岩的矿物组合不但与其形成的温度(T)和压力(P)条件有关,而且受控于岩石的全岩成分(X)。但是变质岩通常是不均... 详细信息

变质相平衡模拟是变质岩领域近几十年最重要的进展之一,它已经成为确定变质作用P-T-t轨迹和探索变质演化过程的有力工具。变质岩的矿物组合不但与其形成的温度(T)和压力(P)条件有关,而且受控于岩石的全岩成分(X)。但是变质岩通常是不均匀的并且往往保留两期以上的矿物组合,因此计算不同成分域或不同变质演化期次的有效全岩成分是模拟P-T视剖面图的核心问题之一。在中-低温变质岩中,石榴石变斑晶的生长会不断地将其核部成分"冻结"而不参与后续变质反应,这导致根据实测全岩成分计算的P-T视剖面图无法有效地模拟石榴石幔部或边部生长阶段的变质演化过程。"瑞利分馏法"和"球体积法"利用电子探针实测的石榴石成分环带可以模拟计算石榴石各个生长阶段所对应的有效全岩成分,本文推荐使用这两个方法来处理石榴石变斑晶的分馏效应问题。相比较而言,石榴石在高温变质岩中通常无法保留生长阶段的成分环带特征,这是因为石榴石成分在高温条件下会发生扩散再平衡,并同时与多数基质矿物达到热力学平衡,这时一般不需要考虑石榴石的分馏效应。但是高温变质岩通常会发生部分熔融并伴随熔体的迁移,进而改变岩石的有效全岩成分。因此,通过P-T视剖面图模拟熔体迁移前后的变质演化过程需要使用"相平衡法"计算迁移的熔体成分以及熔体迁移前后岩石的有效全岩成分。此外,后成合晶与反应边是变质岩中最常见的退变质反应结构,但是后成合晶或反应边中的矿物之间并未达到热力学平衡。这种情况需要结合岩相学观察和矿物成分,利用最小二乘法确定后成合晶或反应边中发生的平衡反应方程式,进而获取变质反应发生时的有效全岩成分并通过计算P-T视剖面图来估算退变质的温压条件。除此之外,岩石体系中三价铁(Fe2O3)和H2O含量的估算一直以来都是相平衡模拟研究中的难点,本文推荐使用P/T-X(Fe3+/Fetot,MH2O)视剖面图来确定这两个组分的含量,这是因为P/T-X图可以估算各个变质演化阶段或特定矿物组合的Fe2O3或H2O含量。

关键词：有效全岩成分分馏效应熔体迁移后成合晶相平衡模拟

印度大陆俯冲过程中的高压变质与深熔作用:东喜马拉雅构造结南迦巴瓦杂岩的相平衡模拟研究

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岩石学报 2013年第11期29卷 3792-3802页

作者：向华张泽明董昕祁敏林彦蒿雷恒聪中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037 中国地质大学研究生院武汉430074 中国地质大学地球科学与资源学院北京100083

位于东喜马拉雅构造结的南迦巴瓦杂岩是高喜马拉雅结晶岩系的一部分，是印度大陆深俯冲到欧亚板块之下经历了高压变质作用的产物。基于岩相学和矿物化学研究，本文对南迦巴瓦杂岩中的泥质变质岩进行了相平衡模拟研究。结果表明，泥质岩... 详细信息

位于东喜马拉雅构造结的南迦巴瓦杂岩是高喜马拉雅结晶岩系的一部分，是印度大陆深俯冲到欧亚板块之下经历了高压变质作用的产物。基于岩相学和矿物化学研究，本文对南迦巴瓦杂岩中的泥质变质岩进行了相平衡模拟研究。结果表明，泥质岩石经历了高压麻粒岩相变质作用，峰期矿物组成是石榴石＋蓝晶石＋黑云母＋斜长石＋钾长石＋石英＋金红石，峰期变质条件是～820℃，13．0～13．5kb，表明印度大陆至少俯冲到了约45km深度，构成了青藏高原的加厚下地壳。高压泥质变质岩在进变质和峰期变质过程中经历了白云母和黑云母脱水反应引起的部分深熔，熔融程度可达27v01％，形成了花岗质成分的熔体，构成了喜马拉雅造山带淡色花岗岩的源区。因此，青藏高原具有一个深熔融的中下地壳，为其侧向流动提供了有利的流变学环境。

关键词：高压麻粒岩相平衡模拟深熔作用南迦巴瓦杂岩喜马拉雅构造山带青藏高原

西秦岭北缘秦岭杂岩变质作用:副片麻岩岩石学、相平衡模拟及其地质意义

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地球科学 2018年第1期43卷 278-295页

作者：毛小红张建新于胜尧李云帅喻星星路增龙周桂生中国地质科学院地质研究所北京100037 北京大学地球与空间科学学院北京100871 中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266235 天津大学表层地球系统科学研究院天津300072

造山带中的高级变质岩是研究造山带形成和演化历史的重要窗口.西秦岭北缘秦岭杂岩主要由正片麻岩、副片麻岩、少量变基性岩(基性麻粒岩)和大理岩组成.岩相学、矿物化学和相平衡模拟结果表明副片麻岩经历了3个变质演化阶段:(1)进变质阶段... 详细信息

造山带中的高级变质岩是研究造山带形成和演化历史的重要窗口.西秦岭北缘秦岭杂岩主要由正片麻岩、副片麻岩、少量变基性岩(基性麻粒岩)和大理岩组成.岩相学、矿物化学和相平衡模拟结果表明副片麻岩经历了3个变质演化阶段:(1)进变质阶段,以石榴子石核部包裹细粒片状黑云母和大小不等的石英为代表;(2)峰期变质阶段,矿物组合为石榴子石+斜长石+钾长石+夕线石+黑云母+金红石+石英.石榴子石变斑晶幔部成分在视剖面图上确定出峰期温压条件为T=793~803℃,P=8.8~9.5kbar;(3)降温降压的退变质阶段,主要由石榴子石的最边部及后期斜长石记录.结合已有研究资料,表明西秦岭北缘秦岭杂岩可能经历了早古生代晚期与碰撞造山作用有关的变质作用与深熔作用.

关键词：西秦岭秦岭杂岩副片麻岩变质作用相平衡模拟岩石学

苏鲁构造杂岩带乳山地区(石榴)斜长角闪岩P-T演化轨迹及其地质意义——来自岩石学、矿物化学及相平衡模拟的约束

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地球科学 2020年第9期45卷 3420-3435页

作者：朱浩忠田忠华王泽利向华张书凯山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266000 中国地质科学院地质研究所北京100037

大量来自于华北陆块的高压变质岩被发现发育于苏鲁构造杂岩带中,给俯冲带上盘物质如何卷入陆-陆俯冲碰撞作用的研究带来新的契机.通过对乳山地区(含榴)斜长角闪岩进行岩石学、矿物化学及相平衡模拟的研究,发现其保留有3个不同变质演化... 详细信息

大量来自于华北陆块的高压变质岩被发现发育于苏鲁构造杂岩带中,给俯冲带上盘物质如何卷入陆-陆俯冲碰撞作用的研究带来新的契机.通过对乳山地区(含榴)斜长角闪岩进行岩石学、矿物化学及相平衡模拟的研究,发现其保留有3个不同变质演化阶段的矿物组合,峰前矿物组合为粗粒石榴子石+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿;峰期矿物组合由石榴子石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+钛铁矿组成,为典型高角闪岩相矿物组合;峰后退变质阶段矿物组合为角闪石+斜长石+石英+石榴子石+钛铁矿,发育有典型的"白眼圈"结构.相平衡模拟与温压计算表明,乳山午极石榴斜长角闪岩峰前变质阶段的P-T条件分别为P=6.4~7.0 kbar、T=610~640℃,表明其俯冲至30 km左右的地壳深度;峰期变质阶段P-T条件分别为P=9.3~10.0 kbar、T=700~730℃,表明其已俯冲至36~40 km的地壳深度,峰后退变质阶段P-T条件分别为P=5.2~5.8kbar、T=680~710℃.锆石U-Pb定年结果表明乳山午极石榴斜长角闪岩原岩时代为1 734±24 Ma,龙角山水库斜长角闪岩变质时代为1 849±28 Ma,研究表明二者均来源于华北构造岩片.结合前人研究资料,推测乳山地区石榴斜长角闪岩原岩可能经历三叠纪俯冲作用并发生变质;其与杂岩带中来自华南的构造岩片发生混杂,共同构成华北-华南板块间宽约80~100 km的构造杂岩带.

关键词：苏鲁构造杂岩带石榴斜长角闪岩 P-T轨迹锆石U-Pb定年相平衡模拟岩石学