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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

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岩石学报 2021年第11期37卷 3413-3434页

作者：芦维瑞张泽明李文坛安文涛任宏飞郭明明王迪吴双鹏中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 中国地质科学院地质研究所北京100037

东喜马拉雅构造结的南迦巴瓦杂岩含有广泛分布的高压麻粒岩,但由于以前获得了许多不同的年龄,对这些麻粒岩的变质与深熔时代、持续时间和成因存在不同认识。本文对泥质高压麻粒岩(蓝晶石榴黑云片岩)中的锆石和独居石进行了系统的内部结... 详细信息

东喜马拉雅构造结的南迦巴瓦杂岩含有广泛分布的高压麻粒岩,但由于以前获得了许多不同的年龄,对这些麻粒岩的变质与深熔时代、持续时间和成因存在不同认识。本文对泥质高压麻粒岩(蓝晶石榴黑云片岩)中的锆石和独居石进行了系统的内部结构、U-(Th)-Pb定年和微量元素分析,以求揭示这些岩石是否具有相同的演化过程。所研究的6个蓝晶石榴黑云片岩由石榴石、蓝晶石、黑云母、石英、钾长石、斜长石、夕线石、白云母、石墨和副矿物金红石、钛铁矿、锆石和独居石组成,峰期矿物组合是石榴石+蓝晶石+斜长石+钾长石+黑云母+石英+金红石。6个样品中的锆石均由继承碎屑核+变质(深熔)幔+变质(深熔)边组成。其中3个样品中的锆石幔和边较宽,均可进行原位定年,幔部给出了类似的较老年龄范围(39.6~31.6Ma、40.8~32.0Ma和38.1~31.3Ma),而边部给出了类似的较年轻年龄范围(26.8~17.3Ma、28.3~18.6Ma和28.4~18.8Ma)。另外3个样品的锆石幔部较窄,不能进行分析,其边部给出了与前3个样品锆石边部类似的年轻年龄范围(22.0~17.0Ma、20.9~16.9Ma和22.2~16.6Ma)。一个片岩样品中的独居石给出了与其锆石幔部+边部年龄类似的较宽年龄范围(38.1~17.5Ma),而另外3个样品中的独居石获得了与其锆石边部年龄相似的年轻年龄范围(26.0~18.8Ma、22.3~16.9Ma和26.4~19.4Ma)。随着年龄的减小,锆石和独居石的Th/U比值增大,Eu/Eu*减小,独居石的HREE和Y含量减小。基于这些分析结果,笔者认为所研究的6个片岩记录了相同的、从~41Ma持续到~17Ma的进变质与深熔过程。但是,由于某些样品中的锆石和独居石在早期变质和深熔过程中形成的结晶域(锆石幔部)很窄,无法定年,导致不同的样品获得了不同的年龄范围。结合现有研究成果,笔者推测南迦巴瓦杂岩中的高压麻粒岩经历了相似的长期进变质与深熔过程。

关键词：东喜马拉雅构造结高压麻粒岩锆石独居石地质年代学

喜马拉雅中段哲古拉花岗岩中高压麻粒岩包体及其主岩的^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究

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岩石学报 2006年第11期22卷 2677-2686页

作者：龚俊峰季建清桑海清韩宝福李宝龙陈建军北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029

为了深入了解喜马拉雅构造带的地质演化历史,同时为了探讨作为建立高压变质条件下的同位素年代学方法的重要前提的同位素体系特征,对出露于喜马拉雅中段西藏哲古拉地区的高压麻粒岩包体中的峰期矿物和退变质矿物及其主岩花岗岩中的富钾... 详细信息

为了深入了解喜马拉雅构造带的地质演化历史,同时为了探讨作为建立高压变质条件下的同位素年代学方法的重要前提的同位素体系特征,对出露于喜马拉雅中段西藏哲古拉地区的高压麻粒岩包体中的峰期矿物和退变质矿物及其主岩花岗岩中的富钾矿物进行了常规^(40)Ar/^(39) Ar 年代学研究。花岗岩中的黑云母坪年龄为11.48±0.18Ma,钾长石坪年龄为12.63±0.19Ma,二者的等时线年龄与之相当,分别为11.63Ma 和12.58Ma。高压麻粒岩峰期矿物黑云母的坪年龄为48.5±0.54Ma,等时线年龄为48.95±0.83Ma,(^(40)Ar/^(36)Ar)_i 为285;退变质矿物角闪石的坪年龄谱呈马鞍形,坪区数据对应的等时线年龄为31.1±5.4Ma,(^(40)Ar/^(36)Ar)_i 为394,显示有过剩^(40)Ar 的存在。结合前人的研究,推定高压麻粒岩经历了一个快速的退变质作用过程,不仅变质作用没有达到平衡,早期与晚期变质矿物之间也没有达成氩同位素交换平衡,在标本尺度上或高压麻粒岩包体与主岩花岗岩之间均是如此。根据^(40)Ar/^(39)Ar 年代学结果也可以了解到,在高压麻粒岩的退变质过程中,早期与晚期变质矿物之间的氩同位素体系有明显不同,这种氩同位素体系在不同变质阶段的不平衡记录为帮助建立不同变质地质事件的年代学序列提供了研究途径。依照获得的^(40)Ar/^(39)Ar 年代学数据,可以建立喜马拉雅中段高压麻粒岩包体形成和演化的动力学过程:推定高压麻粒岩经受了两期变质作用的叠加,峰期变质老于48.5Ma,晚期变质发生在31Ma 前后;大约在17Ma 前后为其主岩花岗岩捕虏,并在11Ma～12Ma 之间被带至地表。文中对前人锆石 U-Pb 年龄进行了再分析,认为在高压变质作用条件下,由于熔体或流体从变质岩石中被抽提出去而限制了变质锆石的生长,因此,高压麻粒岩包体中的锆石 U-Pb 年龄没有能够记录高压变质事件。

关键词：喜马拉雅高压麻粒岩 ^40Ar/^39Ar年代学氩同位素体系

阿尔金淡水泉花岗质高压麻粒岩P-T演化及年代学研究

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岩石学报 2014年第12期30卷 3717-3728页

作者：朱小辉曹玉亭刘良王超陈丹玲大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069 国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室中国地质调查局西安地质调查中心西安710054 山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室山东科技大学地质科学与工程学院青岛266510

岩相学研究表明阿尔金南缘淡水泉一带出露的花岗质片麻岩的峰期矿物组合为Grt＋Kfs＋Ky＋Rt＋Qz,为典型的高压麻粒岩相矿物组合。利用Thermocalc3.33程序计算的P-T视剖面图和矿物温压计,确定其峰期变质温压条件为T=875~925℃,P=14.5~15.... 详细信息

岩相学研究表明阿尔金南缘淡水泉一带出露的花岗质片麻岩的峰期矿物组合为Grt＋Kfs＋Ky＋Rt＋Qz,为典型的高压麻粒岩相矿物组合。利用Thermocalc3.33程序计算的P-T视剖面图和矿物温压计,确定其峰期变质温压条件为T=875~925℃,P=14.5~15.9kbar,该岩石后期还经历了以矿物组合Grt＋Kfs＋Bt＋Pl＋Sill＋Ilm＋Qz为代表的麻粒岩相和以Sill＋Bt＋Pl＋Mu＋Qz±Ilm为代表的角闪岩相的退变质作用,具有一个早期快速等温降压,后期近等压降温的顺时针型的退变质P-T演化轨迹。锆石的U-Pb同位素定年结果显示其原岩的时代为866±5Ma,峰期变质时代为505±5Ma。其中该岩石原岩的形成时代与阿尔金及其周缘地区广泛发育的由Rodinia超大陆裂解事件导致的岩浆活动时代一致,而峰期变质时代则与南阿尔金高压/超高压变质岩的峰期变质时代（486~509Ma）一致,说明花岗片麻岩原岩的形成与罗迪尼亚超大陆裂解有关,并在早古生代卷入了陆壳深俯冲事件,构成了南阿尔金高压/超高压变质带的一部分。

关键词：淡水泉高压麻粒岩 Thermocalc 3.33 LA-ICP-MS锆石定年阿尔金

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

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岩石学报 2014年第10期30卷 2808-2820页

作者：刘凤麟张立飞北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室

喜马拉雅东构造结出露了一套基性高压麻粒岩,其峰期矿物组合为石榴石＋单斜辉石＋石英＋金红石＋斜长石,利用相平衡计算其峰期温压条件为904℃、1.37GPa,利用锆石U-Pb定年方法确定其变质年龄为20.7±2.3Ma。角闪斜方辉石麻粒岩为其第一... 详细信息

喜马拉雅东构造结出露了一套基性高压麻粒岩,其峰期矿物组合为石榴石＋单斜辉石＋石英＋金红石＋斜长石,利用相平衡计算其峰期温压条件为904℃、1.37GPa,利用锆石U-Pb定年方法确定其变质年龄为20.7±2.3Ma。角闪斜方辉石麻粒岩为其第一阶段退变产物,其变质矿物组合为斜方辉石＋角闪石＋斜长石＋石英＋钛铁矿＋磁铁矿,温压条件为压力小于0.6GPa,温度为720～760℃。角闪岩相退变矿物组合为角闪石＋斜长石＋石英＋钛铁矿＋磁铁矿,温度小于745℃,压力小于0.6GPa。在角闪斜方辉石麻粒岩中变质锆石获得的定年结果为9.38±0.22M,根据锆石中角闪石＋斜长石＋石英的矿物包体特征,确定该年龄代表角闪岩相退变质年龄。据此,确定了喜马拉雅东构造结基性高压麻粒岩的PTt轨迹为顺时针2阶段折返过程,即第一阶段发生在20Ma左右的由高压麻粒岩相到角闪岩相退变阶段,第二阶段发生在9Ma左右的从角闪岩相深度折返到地表的阶段,计算得到其折返速率分别为2.4mm/y和2.3mm/y,这2个阶段的折返与目前通常认为的青藏高原2个主要抬升阶段是基本一致的。

关键词：高压麻粒岩 PT轨迹锆石U-Pb定年喜马拉雅东构造结青藏高原隆升

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安多地区高压麻粒岩的发现及其意义

岩石学报 2010年第7期26卷 2106-2112页

作者：张修政董永胜解超明谢尧武吉林大学地球科学学院长春130061 西藏地勘局区域地质调查大队堆龙德庆851400

本文以班公湖-怒江板块缝合带所夹的聂荣微陆块中新近发现的高压麻粒岩为研究对象,通过岩石学、矿物学以及变质作用等的较详细研究,确定其早期矿物组合主要为石榴石、单斜辉石和斜长石等,后期发生了较强烈的退变质作用,出现大量角闪石... 详细信息

本文以班公湖-怒江板块缝合带所夹的聂荣微陆块中新近发现的高压麻粒岩为研究对象,通过岩石学、矿物学以及变质作用等的较详细研究,确定其早期矿物组合主要为石榴石、单斜辉石和斜长石等,后期发生了较强烈的退变质作用,出现大量角闪石和斜长石,并发育典型的"白眼圈"结构。利用相关的地质温压计估算其麻粒岩相变质峰期T=790～840℃,P=11～15kbar,角闪岩相退变质阶段T=700～730℃,P=4.6kbar。它可能是燕山期班公湖-怒江板块缝合带闭合过程的产物,也可能反映更早期的碰撞事件,进一步的研究工作将对班公湖-怒江板块缝合带的构造演化或者重新认识青藏高原特别是冈底斯地块的构造格局具有重要意义。

关键词：高压麻粒岩班公湖-怒江板块缝合带聂荣微陆块安多西藏

喜马拉雅中段高压麻粒岩变质作用、地球化学与年代学

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岩石学报 2004年第5期20卷 1283-1300页

作者：季建清钟大赉宋彪朱美妃温大任北京大学造山带与地壳演化教育部重点实验室北京100871 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国地质科学院北京离子探针中心北京100037 台湾大学地质科学系

研究的高压麻粒岩发现于西藏亚东以北约40公里的(Zherger-La)、出露在藏南拆离系(STDS)主构造面下盘的高喜马拉雅结晶岩系中,是继喜马拉雅东西构造结的Nanga Barbat、Namjag Barwa和喜马拉雅中段Khatra & Marina地区、定结地区发现的榴... 详细信息

研究的高压麻粒岩发现于西藏亚东以北约40公里的(Zherger-La)、出露在藏南拆离系(STDS)主构造面下盘的高喜马拉雅结晶岩系中,是继喜马拉雅东西构造结的Nanga Barbat、Namjag Barwa和喜马拉雅中段Khatra & Marina地区、定结地区发现的榴辉岩或高压麻粒岩之后,在青藏高原上新近发现的高压麻粒岩。该麻粒岩呈岩片被包裹于花岗质片麻岩中。麻粒岩记录了两期变质作用,早期矿物组合为Grt+Cpx+Pl+Qz,属麻粒岩相变质产物,矿物成分分析显示早期矿物组合达到了平衡,并且没有表现成分扩散;后期矿物组合为Hbl+Pl+Bio或Opx+Pl,指示了较高温但相对压力较低的麻粒岩相退变变质作用,矿物成分分析和结构显示了退变作用没有达到变质平衡。显微结构可以观察到多组变质反应:Grt+Cpx+Qtz=Opx+Pl,Grt+Qtz=Opx+Pl,Grt+Cpx+L=Hbl+Pl+Bio+Mt,和Cpx+L=Hbl+Mt。根据矿物平衡关系,利用Grt-Cpx温度计和Grt-Cpx-Pl-Qz压力计估算的早期变质作用温压为T=780～850℃,P=12～15kbar,相对应的地温梯度16℃～18℃/km。借用Hbl-Pl温度计和Al^(tol) in Hbl压力计估算的晚期变质作用温压为T=730～760℃:P=4～6kbar,相当的地温梯度为38℃～50℃/km。变质作用P-T演化呈等温降压轨迹,指示麻粒岩地体从增厚(或俯冲)地壳到减薄增温(或部分熔融)地壳,进而被快速剥露地表的构造过程。初步的地球化学结果表明高压麻粒岩原岩可能相当于大陆拉斑玄武岩。麻粒岩锆石SHRIMP年代学有两组相对集中的年龄分别为98±5Ma(5 spots)和17.0±0.3Ma(13 spots)。高压麻粒岩的两期变质作用的温度都在700℃以上,略高于锆石U-Pb同位素体系计时封闭温度,推断17Ma是高压麻粒岩变质后发生折返,随高喜马拉雅结晶岩系剥露冷却的年龄;98.4Ma的测年结果被推测是高压麻粒岩原岩形成的年龄。在喜马拉雅山,高压麻粒岩记录了类似增厚地壳到减薄地壳的转变一方面可能是地壳深部作用机制的转变,另一方面,这种机制与喜马拉雅南坡巨大的降雨量和去顶作用有密切关系,意义重大。

关键词：高压麻粒岩喜马拉雅变质作用锆石SHRIMP定年亚东

造山带中成对出现的高压麻粒岩与榴辉岩及其地球动力学意义

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岩石学报 2009年第9期25卷 2224-2234页

作者：张建新于胜尧孟繁聪李金平中国地质科学院地质研究所北京100037

在一些典型碰撞造山带中,高压麻粒岩与榴辉岩在空间和时间上密切相关,它们之间的关系对揭示碰撞造山带的造山过程和造山机制具有重要意义。本文以中国西部的南阿尔金、柴北缘及中部的北秦岭造山带为例,详细陈述了这3个地区榴辉岩和相关... 详细信息

在一些典型碰撞造山带中,高压麻粒岩与榴辉岩在空间和时间上密切相关,它们之间的关系对揭示碰撞造山带的造山过程和造山机制具有重要意义。本文以中国西部的南阿尔金、柴北缘及中部的北秦岭造山带为例,详细陈述了这3个地区榴辉岩和相关的高压麻粒岩的野外关系、变质演化和形成时代,目的是要建立大陆碰撞造山带中榴辉岩和相关高压麻粒岩形成的地球动力学背景模式。南阿尔金榴辉岩呈近东西向分布在江尕勒萨依-玉石矿沟一带,与含夕线石副片麻岩、花岗质片麻岩和少量大理岩构成榴辉岩-片麻岩单元,榴辉岩中含有柯石英假象,其峰期变质条件为P=2.8～3.0GPa,T=730～850℃,并在抬升过程中经历了角闪岩-麻粒岩相的叠加;大量年代学研究显示其峰期变质时代为485～500Ma。南阿尔金高压麻粒岩分布在巴什瓦克地区,包括高压基性麻粒岩和高压长英质麻粒岩,它们与超基性岩构成了一个大约5km宽的构造岩石单元,与周围角闪岩相的片麻岩为韧性剪切带接触。长英质麻粒岩和基性麻粒岩的峰期组合均具有蓝晶石和三元长石(已变成条纹长石),形成的温压条件为T=930～1020℃,P=1.8～2.5GPa,并在退变质过程中经历了中压麻粒岩相变质作用叠加。锆石SHRIMP测定显示巴什瓦克高压麻粒岩的峰期变质时代为493～497Ma。都兰地区的榴辉岩分布柴北缘HP-UHP变质带的东端,在榴辉岩和围岩副片麻岩中均发现有柯石英保存,形成的峰期温压条件为T=670～730℃和,P=2.7～3.25GPa,退变质阶段经过了角闪岩相的叠加;榴辉岩相变质时代为420～450Ma。都兰地区的高压麻粒岩分布在阿尔茨托山西部,高压麻粒岩包括基性麻粒岩长英质麻粒岩,基性麻粒岩的峰期矿物组合为Crt+Cpx+Pl±Ky±Zo+Rt±Qtz,长英质麻粒岩的峰期矿物组合为:Grt+Kf+Ky+Pl+Qtz。峰期变质条件为T=800～925℃,P=1.4～1.85GPa,退变质阶段经历了角闪岩-绿片岩的改造,高压麻粒岩的变质时代为420～450Ma。北秦岭榴辉岩分布在官坡-双槐树一带,榴辉岩的峰期变质组合为Grt+Omp±Phe+Qtz+Rt,所计算的峰期温压条件为T=680～770℃和P=2.25～2.65GPa,年代学数据显示榴辉岩的变质时代为500Ma左右。北秦岭高压麻粒岩分布在含榴辉岩单元的南侧松树沟一带,包括高压基性麻粒岩和高压长英质麻粒岩,与超基性岩在空间上密切伴生,高压麻粒岩的峰期温压条件为T=850～925℃,P=1.45～1.80GPa,锆石U-Pb年代学研究显示其峰期变质时代为485～507Ma。以上三个实例显示,出现在同一造山带、在空间上伴生的高压麻粒岩和榴辉岩有各自不同的变质演化历史,但榴辉岩中的榴辉岩相变质时代和相邻的高压麻粒岩中的高压麻粒岩相变质作用时代相同或相近,这种成对出现的榴辉岩和高压麻粒岩代表了它们同时形成在造山带中不同的构造环境中,即榴辉岩的形成于大陆俯冲带中,而高压麻粒岩可能形成在俯冲带之上增厚的大陆地壳根部。

关键词：柴北缘都兰高压麻粒岩变质演化动力学 North Qaidam Mountains area 高压基性麻粒岩 multistage metamorphism high thermal relaxation continental crust 石榴子石矿物学高角闪岩相单斜辉石变质条件 mafic granulites Mineral 岩石学

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青藏高原安多高压麻粒岩同位素年代学研究

岩石学报 2013年第3期29卷 912-922页

作者：解超明李才苏犁董永胜吴彦旺谢尧武吉林大学地球科学学院长春130061 中国地质大学地学实验中心北京100083 西藏地勘局区域地质调查大队堆龙德庆851400

本文报道了聂荣微陆块中新发现的高压麻粒岩锆石U-Pb定年结果及其围岩花岗片麻岩中黑云母Ar-Ar同位素年代学结果。高压麻粒岩中的锆石可分为两类,第一类具有核-边显微结构,核部残留锆石具典型岩浆结晶锆石特征,锆石U-Pb年龄541±8Ma～83... 详细信息

本文报道了聂荣微陆块中新发现的高压麻粒岩锆石U-Pb定年结果及其围岩花岗片麻岩中黑云母Ar-Ar同位素年代学结果。高压麻粒岩中的锆石可分为两类,第一类具有核-边显微结构,核部残留锆石具典型岩浆结晶锆石特征,锆石U-Pb年龄541±8Ma～834±11Ma;第二类锆石具典型的变质锆石成因的结构特征,锆石U-Pb谐和年龄为179.0±1.7Ma。花岗片麻岩中黑云母Ar-Ar坪年龄为166.7±1.1Ma。年代学资料显示麻粒岩与其围岩均具有泛非期的年龄信息,麻粒岩的原岩经历了晚元古代-早古生代造山作用,并于早-中侏罗世发生了峰期高压变质作用改造,该变质事件可能代表着聂荣微陆块与羌南板块的碰撞拼合。伴随着早-中侏罗世的岩浆作用,麻粒岩及其围岩迅速抬升,抬升的时间跨度在13Myr左右,于166.7Ma左右抬升至地壳浅层部位或近地表。

关键词：高压麻粒岩锆石U-Pb定年 40Ar-39Ar测年聂荣微陆块青藏高原

柴北缘都兰高压麻粒岩的变质演化及形成的动力学背景

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岩石学报 2009年第9期25卷 2224-2234页

作者：于胜尧张建新李金平中国地质科学院地质研究所

在柴北缘-阿尔金HP/UHP变质带东端,新识别出一个高压麻粒岩单元。高压基性麻粒岩是高压麻粒岩单元的主体,还包括少量高压中酸性麻粒岩。高压基性麻粒岩主要由平衡共生的石榴子石、单斜辉石、斜长石组成,还含有不等量的蓝晶石、角闪石、... 详细信息

在柴北缘-阿尔金HP/UHP变质带东端,新识别出一个高压麻粒岩单元。高压基性麻粒岩是高压麻粒岩单元的主体,还包括少量高压中酸性麻粒岩。高压基性麻粒岩主要由平衡共生的石榴子石、单斜辉石、斜长石组成,还含有不等量的蓝晶石、角闪石、石英、金红石、黝帘石/斜黝帘石、钛铁矿、方柱石等矿物。高压长英质麻粒岩主要包括石榴子石、蓝晶石、钾长石、斜长石、石英等矿物,并具有少量的单斜辉石和角闪石。岩石学和矿物学数据显示高压麻粒岩经历了多阶段的变质演化,温压计算获得峰期高压麻粒岩相的变质条件为1.40～1.85GPa和800～925℃。退变质高角闪岩相的变质条件为P=0.80～1.05GPa和T=580～695℃;进一步的退变质作用发生在低角闪岩相/绿片岩相条件下(岩石学、矿物学及年代学资料研究表明都兰地区的高压麻粒岩具有与相邻榴辉岩不同的变质演化历史,而不是榴辉岩在抬升过程中热松弛作用所致。高压麻粒岩可能形成于与陆壳俯冲相关的造山带增厚的陆壳根部环境,形成的深度为50～70km。

关键词：柴北缘都兰高压麻粒岩大陆俯冲