一、Rutile U-Pb age for the ultra-high pressure eclogite from the Dabie Mountains, central China: Evidence for rapid cooling(论文文献综述)
张贵宾,刘良,魏春景,肖益林,焦淑娟,吕增,张立飞[1](2021)在《中国变质岩研究近十年新进展》文中指出变质岩是组成硅酸盐地球的三大岩石之一,对了解深部地壳的组成和地壳演化、研究地壳热结构历史记录、恢复变质岩原岩建造和指导找矿都具有重要意义。本文综述了近十年来我国变质岩学科在超高压/高温变质作用、相平衡、变质流体以及变质岩地球化学等几方面的研究进展。在已有研究基础上,近十年来我国学者又相继在柴北缘野马滩、南阿尔金、东昆仑、北秦岭及西南天山的不同类型岩石中发现了柯石英、斯石英假象(副象)以及其他一些特征的超高压变质指示矿物和结构,确定了这些超高压变质带的野外分布特征。在超高温变质作用研究方面,识别并确定了华北克拉通孔兹岩带超高温变质岩石的出露规模,准确的变质时代和时间尺度的限定以及P-T-t轨迹的构建,尤其是在进变质阶段的确定方面取得了一系列进展。在变质相平衡研究方面,在热力学数据库和矿物相及熔体活度模型进一步完善的基础上,开发了新的模拟计算软件GeoPS,建立了基于ACF组分分析的变质基性岩完整相平衡关系;同时在深熔作用与花岗质岩石成因的定量模拟方面也有重要进展。在矿物温压计研究方面,首次建立了与斜长石无关的GBAQ压力计、二云母压力计和白云母Ti温度计。在元素地球化学方面,高场强元素(如Ti、Nb、Ta、Zr、Hf等)和卤族元素(如F、Cl、Br和I)在变质脱水过程中的迁移和分异,以及变价元素(如V、Fe、W和Mo等)对指示氧逸度的变化研究方面都取得了一系列进展。在变质流体研究方面,对俯冲带高压-超高压流体活动的证据、流体成分的确定及流体活动时限等方面的研究也取得了明显进展。
董宇超[2](2021)在《西藏松多高压/超高压变质作用及其构造意义》文中研究指明高压/超高压变质岩被认为是约束区域构造演化过程和反演古大洋演化史的重要证据。松多高压/超高压变质带位于拉萨板块的中部,是近年来青藏高原上新识别的一条重要的高压/超高压变质带,被认为是青藏高原高压变质作用研究领域取得的一项重要进展。自松多地区榴辉岩发现以来,在吉朗、新达多、白朗等地区又陆续发现了新的榴辉岩露头,不仅扩大了松多高压/超高压变质带的分布范围,并且在年代学、变质温压条件和变质相平衡模拟等方面取得了一定的进展。由于榴辉岩受后期改造作用明显以及区域上复杂的构造活动等因素的影响,松多高压/超高压变质带的研究程度仍然较低,关于高压变质岩的原岩属性、形成机制及对区域构造演化的指示等问题仍尚未解决。松多高压/超高压变质带内的榴辉岩样品锆石U-Pb同位素测年研究表明,松多地区榴辉岩的峰期变质时代为266Ma-265Ma,锆石206P/238U加权平均年龄分别为266.4±9.3Ma、265.1±5.3Ma和266.5±2.5Ma;龙崖松多地区榴辉岩的峰期变质时代为268Ma-261Ma,锆石206P/238U加权平均年龄分别为268.3±7.3Ma、260.5±6Ma和261±5.1Ma;吉朗榴辉岩的锆石206P/238U加权平均年龄为254±12Ma,因此榴辉岩的峰期变质时代为中二叠世。通过对松多和龙崖松多地区榴辉岩的直接围岩中白云母进行40Ar-39Ar同位素测年,获得的有效坪年龄分别为234.9±2.7Ma和223.3±2.3Ma,表明其折返时代为晚三叠世。结合白朗地区报道的峰期变质时代为晚三叠世的榴辉岩数据,本文认为松多高压/超高压变质带榴辉岩相变质作用主要分为中晚二叠世(274Ma-254Ma)和晚三叠世(238Ma-230Ma)两个时期。在对榴辉岩的岩相学、矿相学的研究基础上,结合电子探针成分测试结果,确定了松多和龙崖松多地区榴辉岩的峰期变质矿物组合,标定了榴辉岩的峰期变质条件。最终获得松多地区榴辉岩的峰期变质P—T条件为606—695℃和23.5—27.5k Pa;龙崖松多地区榴辉岩峰期变质的P—T条件为593—679℃和21.6—25.8k Pa。岩石地球化学研究表明,松多高压/超高压变质带内中晚二叠世的榴辉岩具有低硅、富镁、铝的特征,与基性火山岩的地球化学特征类似;Ti O2含量变化较大,稀土元素配分曲线变化趋势分组明显,具有N-MORB和E-MORB的原岩属性;晚三叠世榴辉岩明显富集轻稀土元素亏损重稀土元素,具有典型的OIB地球化学特征。结合区域上中二叠世OIB型蛇绿岩与晚石炭世的OIB型火山岩等证据,本文认为松多高压/超高压变质带上具有不同地球化学属性的榴辉岩可能是地幔柱和大洋中脊长期相互作用的产物。榴辉岩型金红石矿床由于其易于开采、可利用组分高和对环境污染小的特点,得到越来越多人的重视。本文通过对松多高压/超高压变质带上榴辉岩中金红石矿物的岩相学和矿物学研究,利用地球化学手段分析这些岩石的Ti O2含量,发现松多高压/超高压变质带可能存在富钛的基性原岩,这是榴辉岩型金红石矿形成的物质基础;榴辉岩的温压条件研究结果表明,区域上存在高压-超高压变质变质作用,这有利于金红石的大量保存;此外,榴辉岩的峰期变质时代及其直接接触围岩的40Ar-39Ar的测年结果,表明松多高压变质带上的榴辉岩都具有较快的折返速率,有利于榴辉岩中金红石的保存。因此,本文认为松多高压/超高压变质带的榴辉岩型金红石矿床具备成矿的基本条件,具有较好的找矿远景。通过对松多高压/超高压变质带的研究结果,结合区域蛇绿岩、岩浆岩以及地层等方面的资料,本文探讨了松多高压/超高压变质岩的形成机制,初步建立了松多高压/超高压变质带的演化模式。晚石炭-早二叠世(~300Ma),松多古特提斯洋初具规模,区域上广泛出露的上石炭统-下二叠统松多岩组代表了松多古特提斯洋盆初始打开过程中的沉积记录;中晚二叠世(274Ma-254Ma),松多古特提斯洋发生洋内俯冲作用,晚二叠世榴辉岩在这一过程中形成;晚三叠世(238Ma-230Ma),区域上一部分洋岛基座(OIB型洋壳)随着松多古特提斯洋壳持续俯冲向下被拖拽至地幔深处,在晚三叠世形成白朗榴辉岩,随着俯冲板片断离产生的巨大差应力作用将白朗榴辉岩沿着俯冲通道折返回地表;早侏罗世(199Ma-163Ma),在中拉萨地块南缘形成了火山-岩浆弧,早侏罗世大规模的花岗质岩浆侵位于上石炭-下二叠统松多岩组之中;并伴随着中拉萨地块南缘及蛇绿岩残片的向南增生,形成了区域内早侏罗世弧岩浆作用。
康文彬[3](2021)在《北秦岭超高压变质岩带的构造变形特征和剥露过程研究》文中研究说明秦岭群保存了北秦岭造山带早古生代构造演化的关键信息。秦岭群由不同的构造岩片构成,在岩片之间发育韧性剪切带。依据已发表的文献,高压–超高压变质岩在秦岭群不同构造岩片中的官坡-双槐树、松树沟、清油河、寨根和西峡等地中广泛分布,而秦岭群中部的淇河岩片却未见相关报道。淇河岩片是否也曾经历过相似的高压–超高压变质作用?不同构造岩片之间是什么关系?利用相平衡模拟的方法,淇河岩片的斜长角闪岩的变质温压条件被限定于2.95–4.6 Kbar和481–568℃,该温压条件大致与高绿片岩相–低角闪岩相变质相一致。综合锆石CL图像内部结构,微量元素组成特征和详细的LAICP-MS锆石U-Pb定年结果,获得淇河岩片斜长角闪岩714±46 Ma的原岩年龄,以及514±4 Ma、462±3 Ma和418±5 Ma的三期变质作用年龄。第一组年龄(514±4 Ma)为榴辉岩相变质年龄,被认为与秦岭群俯冲–深俯冲作用相关,第二组年龄(462±3)与俯冲作用后初始的快速折返至中–下地壳的退变质作用相关,第三期年龄(418±5 Ma)是淇河岩片斜长角闪岩高绿片岩相–低角闪岩相的变质年龄,代表了俯冲地壳后期折返至中–上地壳的时代。通过对秦岭群不同构造岩片的构造解析,厘定出四期韧性-脆韧性变形作用。第一期变形(D1)以区域透入性片理、片麻理和紧闭同斜褶皱(S1)为特征,榴辉岩与退变质榴辉岩呈层状或透镜状发育于围岩副片麻岩中,指示了垂直面理挤压引起顺层拉伸的古应力特征。综合研究区混合岩化片麻岩与花岗岩脉的年龄研究成果,第一期变形的年龄应该为ca.517–485 Ma。第二期(D2)主要形成于南北向的挤压构造,包括韧性剪切带和叠加于D1变形的褶皱作用,韧性剪切带以角闪石、拉伸的石英和斜长石沿糜棱面理强烈定向的为特征,指示了塑性变形发育于角闪岩相的条件下,通过花岗岩脉与花岗岩年龄限定了第二期变形年龄为ca.445–437 Ma。第三期变形(D3)为低角度正断层性质的韧性剪切,对D1/D2变形进行了改造,该期变形与高绿片岩相–低角闪岩相变质作用相关。综合变质作用年龄与花岗岩年龄,D3变形发生于ca.418 Ma。第四期变形(D4)为秦岭群靠近朱阳关-夏馆和商丹断裂带发育的糜棱面理,以在糜棱面理内,特别是沿C-面理定向的绿片岩相矿物组合替换早期的矿物组合为特征。这些矿物组合表明变形作用与绿片岩相变质作用相关,综合前人对不同矿物Ar-Ar同位素定年,将变形年龄限定于ca.386–368 Ma。另外,对秦岭群不同构造岩片榴辉岩、退变质榴辉岩的围岩副变质岩进行碎屑锆石年龄研究,结果出现相似的年龄集中区(ca.1000–1850 Ma)与年龄峰,表明了秦岭群是一个统一的构造单元,也限定了高压–超高压变质岩与秦岭群构造亲缘性更相近。所以秦岭群是一个统一的地层单元,在ca.500 Ma受商丹洋俯冲侵蚀作用影响而部分俯冲到达地幔深度,发生榴辉岩相变质作用。在折返过程中受到后期变形作用和退变质作用的叠加。
赵伊[4](2021)在《大别造山带橄榄岩地幔属性与壳幔相互作用》文中提出岩石圈地幔是地球深部最重要的物质传输和能量交换的场所,是连接浅层地壳和深部地幔的关键纽带,在壳幔相互作用、地壳生长分异以及矿产资源形成等诸多方面起着重要作用。地质体中的地幔橄榄岩以及地幔交代岩是记录俯冲带深部地幔信息的重要载体。本文选取了大别造山带的代表性岩体——毛屋超镁铁质岩体作为研究对象,为探索俯冲带岩石圈地幔复杂壳幔相互作用提供突破口,通过岩石学、地球化学和年代学的手段,旨在:(1)察明华北克拉通南缘地幔属性与岩石成因;(2)揭示活动大陆边缘的地幔楔的含水性与传输过程。(3)探讨地幔楔中不同时期、不同深度复杂的交代作用。具体内容如下:(1)毛屋方辉橄榄岩经历复杂的地幔过程:来自岩相学证据。毛屋方辉橄榄岩在岩相学上划分为4个期次(M1-M4):M1为地幔浅部尖晶石相矿物组合,斜方辉石(Opx1)、尖晶石(Spl)和橄榄石(Ol1)以细粒包裹体形式赋存于斜方辉石斑晶(Opx2)中;M2代表峰期矿物组合,粗粒Ol2和Opx2变斑晶,平衡于石榴石斑晶,且Opx2内部含有残余Ol1包裹体;M3为退变质阶段,斜方辉石变斑晶中出溶大量的单斜辉石和铬尖晶石(Cr-Spl),石榴石变斑的边缘发育Opx+Cpx+Cr-Spl的放射状后成合晶;M4为晚期含水矿物,包括钛斜硅镁石、金云母以及沿着基质裂缝生长的白云石细脉。(2)方辉橄榄岩和纯橄岩:来自华北克拉通地幔楔残余。方辉橄榄岩和纯橄岩全岩具有高Mg#值(高达92.4)和Ni O含量(0.253~0.323 wt.%),较低的Al2O3(0.08~0.76 wt.%),Ca O(0.05~0.32 wt.%)含量,具有难熔地幔的特征。毛屋橄榄岩与大别-苏鲁造山带中M型橄榄岩相似,明显区别于C型橄榄岩。橄榄石Fo值(0.92~0.93)、Ni O(0.316~0.493 wt.%)和Mn O(0.028~0.191 wt.%)含量高,明显区别于堆晶成因和交代成因的橄榄岩,是华北克拉通陆下岩石圈地幔楔经历了~20-30%部分熔融的残余。(3)石榴辉石岩脉:难熔地幔橄榄岩与富硅熔体反应的产物。石榴辉石岩的石榴石变斑晶中有残留的橄榄石包裹体,且全岩具有较高的Mg#值(83~91)和Ni(963~2353 ppm)含量,在PGE含量和分配模式上继承了方辉橄榄岩的特征,并富集LREE和LILE等不相容元素,记录了俯冲板片携带的壳源成分熔/流体交代作用。因此,毛屋石榴辉石岩是地幔楔橄榄岩与低于30%壳源富Si熔体反应的产物。(4)橄榄岩中锆石揭示古特提斯洋携带沉积物对地幔楔的长期改造。方辉橄榄岩和辉石岩中存在原位锆石,并具有复杂的U-Pb年龄分布(1892±23 Ma至99±4 Ma)。残余岩浆锆石显示出核-幔-边结构,内部含有石英和斜长石包裹体,具有元古代复杂的年龄分布特征。交代锆石具有早古生代到三叠纪之前的U-Pb年龄,由于受熔/流体溶解和改造作用,核部被溶蚀,幔部和边部包裹有石榴石、斜方辉石、橄榄石和白云石等矿物。变质锆石内部无明显结构特征,年龄集中在227±6 Ma。这些复杂的U-Pb年龄说明在早古生代(~450Ma),强烈的硅酸盐熔体交代作用将壳源沉积物中元古代的碎屑锆石带入了克拉通地幔楔。方辉橄榄岩和辉石岩中交代锆石年龄范围在421±8 Ma到256±6 Ma,具有高的Th、U和HREE含量,Ce和Eu异常,以及正的εHf(t)(+0.6~+8.2)。锆石中碳酸岩矿物包裹体与橄榄岩基质中豆荚状和细脉状的白云石和菱镁矿,都表明伴随着长期的古特斯洋板片俯冲,在含有辉石岩脉的地幔楔中存在长期的碳酸盐熔体交代氧化作用。另外,变质锆石具有三叠纪年龄(~227±6 Ma),亏损HREE和负的εHf(t)(-13.4~-2.9),记录了华北克拉通与扬子板块陆-陆碰撞的超高压变质事件。这些证据揭示了从大洋俯冲到大陆碰撞的过程中,克拉通地幔楔存在长期的交代作用,并且克拉通边缘的地幔楔是重要的储库和过滤器,调节了金属和挥发性元素在俯冲带中的循环。(5)石榴辉石岩水含量对地幔楔水的传输及水分布不均一性的影响。毛屋石榴辉石岩由于不同的熔/岩比划分为贫石榴石辉石岩(石榴石含量<20wt.%)和富石榴石辉石岩(>60 wt.%)。贫石榴石辉石岩形成于低熔/岩比,具有较高的Mg#值(高达91)和Ni(高达2353 ppm)含量;富石榴石辉石岩中石榴石富集LREE、LILE等不相容元素,代表了熔体具有壳源组分。贫石榴石辉石岩的水含量为89~142 ppm,H2O/Ce比值为7~506,与MORB源区相似;富石榴石辉石岩的水含量为266~609 ppm,H2O/Ce比值为84~648,高于EM和OIB源区,与推测的HIMU和弧岩浆地幔源区下缘相似。因此,具有高水含量和H2O/Ce比值的富石榴石辉石岩更接近反应熔体的水含量,而具有最低水含量和高Mg#值的贫石榴石辉石岩由于受到橄榄岩围岩的缓冲作用,存储了较少的水。不同辉石岩水含量的对比表明,在辉石岩形成过程中携带了不同程度的水进入地幔楔。因此,传输的水含量不同使得俯冲带地幔楔中的水产生了不均一分布。俯冲板片产生的壳源流体与上覆大陆岩石圈地幔楔橄榄岩在板片-地幔界面反应生成辉石岩,大量水储存在这些地幔交代岩中。最终地幔楔的水化促进了水向深部地幔的迁移,对地球的水循环产生了影响。(6)纯橄岩记录多期碳酸盐交代作用。纯橄岩中发现有不同产状的碳酸盐矿物:第一种为纯橄岩捕获的碳酸盐熔体形成的菱镁矿巨晶,内部发生不混溶现象形成方解石和透辉石等包裹体;第二种是在>2.5 GPa条件下,白云质熔体与斜方辉石反应形成菱镁矿和单斜辉石;第三种是方解石细脉与菱镁矿反应,在脉体边缘产生白云石。毛屋纯橄岩中单斜辉石的Ca O含量和Mg#值极高,Al2O3和Ti O2含量较低,具有高(La/Yb)N和低Ti/Eu的碳酸盐交代特征,且富集Th、U、Sr(高达2273 ppm)和LREE,以及高的87Sr/86Sr比值(0.7079~0.7097),说明纯橄岩中单斜辉石是受碳酸盐交代作用形成的。碳酸盐矿物具有较低的δ13CV-PDB(-19.7~-15.6‰)和较高的δ18OV-SMOW(18.1~28.1‰),表明交代介质主要来源于沉积碳酸盐和有机碳组分。因此,毛屋纯橄岩中的碳酸盐矿物是在大陆板块俯冲碰撞之前,大洋板片携带沉积碳酸盐和沉积有机碳进入到地幔楔中,发生氧化分解后形成碳酸盐熔体交代地幔楔橄榄岩而形成的。从洋壳俯冲过程中产生的碳酸盐熔体交代了地幔楔橄榄岩,并裹挟了碳酸盐沉积物形成熔体囊,白云质熔体与斜方辉石反应形成菱镁矿。最后大陆板片俯冲脱水熔融形成富CO2流体,碳以多种形式在俯冲带中迁移。地表的沉积碳酸盐和有机碳经俯冲板片运移到深部地幔楔,并以碳酸盐矿物的形式赋存于橄榄岩中,最终折返回地表,实现了沉积碳库与地幔楔之间复杂的碳循环过程。
王玲[5](2020)在《北大别变基性岩岩石学和地球化学研究》文中研究说明大陆碰撞带超高压变质岩的形成、演化和伴随着的深熔作用对理解深俯冲大陆地壳的折返机制以及碰撞后叠加改造具有重要意义。本学位论文以中国大别造山带的北大别带变基性岩为研究对象,通过系统的岩石学、同位素年代学和地球化学研究,其结果恢复了变基性岩经历的超高压榴辉岩相变质作用以及后期叠加的麻粒岩相变质作用的演化历史,并进一步探讨了叠加的麻粒岩相变质作用的构造成因机制。同时,对变基性岩在折返和碰撞后过程中深熔作用发生的条件、机制以及在此过程中矿物元素和同位素活动行为进行了详细的讨论。这些成果将为大陆碰撞造山带根部岩石在形成后的叠加改造提供了新的制约。北大别变基性岩以石榴辉石岩和榴闪岩为主,并未发现新鲜的榴辉岩。这些变基性岩保存了五期变质阶段的矿物组合,并记录不同的P-T-t条件。第一阶段矿物组合(M0)以含白云母、褐帘石、角闪石和透辉石包裹体的石榴石域为代表,限定的P-T条件为2.0-2.2 GPa和680-730℃,记录了一期进变质作用。第二阶段矿物组合(M1)以含绿辉石包裹体的石榴石域以及单斜辉石变斑晶核部(绿辉石)为代表,限定的P-T-t条件为>4GPa、886-915℃和232-227 Ma,记录了峰期超高压榴辉岩相变质作用。第三阶段矿物组合(M2)以单斜辉石变斑晶边部(透辉石)和其中包裹的石榴石和金红石矿物包裹体以及透辉石与斜长石的交生体为代表,限定的P-T-t条件为1.7-2.2 GPa、800-930℃和219-208 Ma,记录了高压麻粒岩相变质作用。上述三期变质阶段发生在三叠纪大陆碰撞时期。第四阶段矿物组合(M3)以围绕在石榴石变斑晶周围由斜方辉石+单斜辉石+斜长石+磁铁矿组成的后成合晶、石英变斑晶周围由斜方辉石+单斜辉石+斜长石组成的冠状体、单斜辉石变斑晶边部出溶的斜方辉石、靠近长英质脉体的基质角闪石为代表,限定的P-T-t条件为1.0-1.2 GPa、>800℃和-130 Ma。第五阶段矿物组合(M4)以围绕在石榴石变斑晶和石英变斑晶周围,由角闪石+斜长石+磁铁矿组成的后成合晶和远离长英质脉体的基质角闪石为代表,限定的P-T-t条件为0.52-0.71 GPa、697-791℃和-130 Ma,记录了角闪岩相的退变质作用。后两期变质阶段发生在早白垩世大陆碰撞后时期。北大别变基性岩在折返和碰撞后叠加改造过程中,经历了四期变质-深熔反应。第一期变质-深熔反应发生在超高压榴辉岩相向高压麻粒岩相转变阶段(227-219Ma),以单斜辉石变斑晶核部出现透辉石为特征。在此阶段,白云母和褐帘石发生脱水,绝大多数绿辉石在这个过程中丢失了部分硬玉组分,最终形成透辉石。只有少许绿辉石颗粒被新生长的石榴石包裹。这可能是北大别找不到新鲜榴辉岩的基本原因。同时,伴随着绝大多数褐帘石脱水部分熔融,熔体提取其中的LREE、Th、U、Sr元素,形成绿帘石。该过程也导致全岩长英质组分和LREE、Th、U、Sr含量的显着下降。第二期变质-深熔反应发生在高压麻粒岩相变质作用阶段(219-208Ma),伴随有单斜辉石变斑晶边部(透辉石)的生长和转熔锆石的形成。边部透辉石的生长,阻碍了后期变质作用对包裹在石榴石中的绿辉石的进一步改造。第三期和第四期变质-深熔反应发生在中压/高温变质作用叠加阶段(-130Ma),分别对应一期中压麻粒岩相变质作用和一期中压角闪岩相变质作用。中压麻粒岩相变质作用分别被近乎同时形成的两种成因类型的锆石和榍石记录。转熔锆石包裹石英+钾长石、石英+斜长石多晶固体包裹体。深熔锆石无矿物包裹体。虽然转熔锆石与深熔锆石在REE配分上具有相似性,但是前者具有更高的REE、Y、Th、U、P、Nb、Ta含量。变质榍石位于核部,包裹石英、角闪石、金红石和钛铁矿等,具有低的REE,Y,Th,U,Nb,Ta和Zr含量,高Sr含量。转熔榍石位于边部,无矿物包裹体,具有更高的REE,Y,Th,U,Nb,Ta和Zr含量和更低Sr含量。中压角闪岩相变质作用以包裹斜方辉石+斜长石的长英质脉体、绿色角闪石以及靠近长英质脉体的基质角闪石为标志。榴闪岩样品具有高硬玉组分的绿辉石,并且存在大量石英变斑晶,显着区别于石榴辉石岩的矿物组成。两者可能具有不同的折返历史,亦或者在受到叠加变质时处于不同的层位。无论如何,石榴辉石岩所记录的变质温度要高于榴闪岩,并伴随有更强烈的深熔作用。多数石榴辉石岩具有低SiO2(<45 wt.%)、Al2O3、Na2O、K2O、LREE、Th和U含量、高CaO、MgO和FeO含量以及不合理的Sr-Nd同位素组成。上述地球化学特征,可能与三叠纪熔体提取事件有关。石榴辉石岩随着全岩LREE含量的升高,在稀土图解上从La到Nd元素逐渐出现上扬的趋势,而相对应样品中的单斜辉石和角闪石LREE配分模式表现出逐渐变富集的趋势。上述现象表明,熔体提取之后,石榴辉石岩又经历了 一期熔/流体注入事件,熔/流体性质从富水流体逐渐演变为含水熔体。多数榴闪岩具有高SiO2(>45 wt.%)、Al2O3、Na2O、K2O、LREE、Th 和 U 元素含量,低 CaO、MgO和FeO含量以及不合理的Sr-Nd同位素组成。在稀土元素配分图中,榴闪岩显示出特殊的Sm负异常现象,表明熔体提取之后,榴闪岩又经历了一期含水熔体注入事件。石榴辉石岩和榴闪岩性质上显着的差异表明,前者主要为熔体提取后的残留物,后者主要为熔/流体注入后的生成物。变基性岩中出现-130 Ma的转熔和深熔锆石以及变质和转熔榍石,表明在高温/中压变质作用阶段是熔/流活动较为强烈的时期。石榴石变斑晶后成合晶中角闪石的Al压力计计算结果显示,石榴辉石岩在角闪岩相变质作用压力略高于榴闪岩,前者为0.70-0.71 GPa,后者压力为0.52-0.67 GPa。这个压力差异表明演化到晚期,榴闪岩位于石榴辉石岩的上方,下伏石榴辉石岩部分熔融后熔体发生提取,熔体向上迁移、注入,导致上覆榴闪岩的形成。因此,榴闪岩和石榴辉石岩可能是同一期高温/中压麻粒岩相叠加作用的产物。高温/中压变质作用发生在碰撞后裂断变质作用构造背景下,在早白垩世时期,碰撞加厚的造山带岩石圈减薄,软流圈上涌,为岩石圈底部提供热量,导致下伏的石榴辉石岩发生部分熔融,提取的熔体进入上覆的榴闪岩中,从而导致榴闪岩相对石榴辉石岩富集Si、Al、Na、K、LREE、Th和U元素,Sr-Nd同位素组成具有较大差异。
林少伟[6](2020)在《北秦岭造山带超高压变质岩地球化学研究 ——以松树沟榴闪岩为例》文中进行了进一步梳理秦岭造山带地处我国中央造山带(秦岭-桐柏-大别-苏鲁)西部,是一个复合的造山系,记录了早古生代时期的大陆俯冲和弧陆增生事件以及中生代时期的华南陆块与华北陆块之间的陆陆碰撞事件。该造山系发育有大量奥陶纪和三叠纪时期的高压-超高压变质岩,是研究汇聚大陆边缘演化、俯冲带物质循环以及壳幔相互作用的理想场所。北秦岭造山带是一个早古生代碰撞造山带,在大陆俯冲和折返过程中经历了多期次变质演化过程,具有复杂的构造演化历史。前人业已在北秦岭造山带中识别出了大量超高压变质作用的证据,但是关于北秦岭造山带在早古生代的变质过程和构造演化仍然存在较大争议。有鉴于此,本学位论文选取了北秦岭造山带清油河、寨根、官坡和松树沟四个地区的榴闪岩、斜长角闪岩及其围岩片麻岩进行了详细的岩相学、矿物学和地球化学研究,限定了北秦岭榴闪岩峰期变质时代,进而制约了北秦岭造山带在早古生代时期的构造演化过程。本文对四个地区的榴闪岩、斜长角闪和围岩片麻岩进行了全岩主微量分析研究。榴闪岩含有较高的MgO、Fe2O3、MnO和TiO2含量(MgO=5.48-6.16 wt.%,Fe2O3=15.10-24.22 wt.%,MnO=0.19-0.44 wt.%,TiO2=2.24-4.25 wt.%),围岩片麻岩含较高的 SiO2、Na2O、K2O 含量(SiO2=66.11-73.99 wt.%,Na2O=1.30-4.09 wt.%,K2O=0.84-4.05 wt.%),而斜长角闪岩的主量元素含量介于两者之间。围岩片麻岩相对富集大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损高场强元素,大部分具有明显的Eu负异常(Eu*=0.25-0.42),以及较高的Th含量(11.6-20.8 ppm)。榴闪岩和斜长角闪岩富集高场强元素,亏损大离子亲石元素,具有较低的Th含量(0.86-3.77 ppm)和 Th/U 比值(0.70-6.15)。在此基础上,本文以松树沟地区的榴闪岩为研究对象,进行系统的石榴石矿物学和锆石年代学地球化学研究。石榴石的主量元素研究表明,北秦岭松树沟榴闪岩的石榴石主要富集铁铝榴石和钙铝榴石,存在明显的核-边成分环带特征。从核到边,镁铝榴石端元(Pyr)的含量逐渐升高(颗粒Ⅰ:7.9-18.0 mol%;颗粒Ⅱ:7.1-14.0 mol%),而锰铝榴石端元(Sps)的含量逐渐降低(颗粒Ⅰ:9.4-0.50 mol%;颗粒Ⅱ:8.7-2.1 mol%),从核至边具有连续增加的Mg#(0.11-0.22),且核部明显富集HREE、边部亏损HREE,是典型的进变质生长环带的特征,表明石榴石边部在变质峰期生长。结合详细的岩相学和石榴石矿物包裹体的观察,在北秦岭松树沟榴闪岩中识别出进变质、峰期以及退变质三期变质矿物组合。进变质矿物组合主要包括石榴石核部及其所包裹的角闪石、单斜辉石、石英和磷灰石包裹体;峰期矿物组合主要为石榴石边部及包裹的绿帘石、锆石和大量呈定向的Rt+Ap+Qz的棒状出溶体,表明该岩石可能曾经历过超高压变质作用;退变质矿物组合主要是石榴石“冠状边”的斜长石+角闪石的后成合晶。根据不同期次的变质矿物组合和矿物成分,计算不同变质阶段的变质温压条件。结果显示,进变质阶段的温压条件为522-611℃/1.4-3.0 kbar;峰期阶段的变质温度为742-749℃;退变质阶段的温压条件为726-764℃/7.3-8.3 kbar。综上,松树沟榴闪岩记录了从早期斜长角闪岩相经历升温升压达到峰期超高压榴辉岩相,而后经历近等温降压的退变质到后期斜长角闪岩相的变质演化轨迹。对松树沟榴闪岩中的开展锆石U-Pb年代学和微量元素研究,识别出三组年龄:G1组为残留锆石核部,具有典型岩浆振荡环带,富集HREE,明显的Eu负异常,具有746±16Ma到720±7Ma的206Pb/238U年龄,表明榴闪岩的原岩结晶时代为新元古代时期。G2组锆石无环带或弱的振荡环带,具有陡峭的HREE配分型式,明显变化的Eu异常,属于变质重结晶锆石,具有较大变化范围的206Pb/238U年龄,从547±17 Ma到492±15 Ma。G3组锆石主要为薄片中位于石榴石边部并与其平衡共生的原位锆石以及靶上部分锆石的边部,具有云雾状或冷杉叶状CL特征,206Pb/238U年龄范围为491-480 Ma(加权平均年龄为488±10Ma),富集MREE,亏损HREE,低Th/U比值(0.01-0.04)的特征,表明其形成于榴辉岩相变质阶段,代表峰期变质时代。综上所述,松树沟榴闪岩的原岩是来源于Rodinia超大陆在新元古代裂解出来的北秦岭微陆块,从寒武纪开始深俯冲并在488 Ma达到峰期榴辉岩相,而后发生折返经历角闪岩相的退变质作用。
张强强[7](2020)在《汇聚大陆边缘构造演化 ——来自桐柏造山带高压变质岩的研究》文中研究表明碰撞造山带的形成和演化记录了大陆俯冲、碰撞造山及陆内裂断等多阶段构造体系的转化,引起了地壳发生明显的变形、变质和岩浆作用,因此是研究大陆动力学和发展板块构造理论的核心区域。汇聚大陆边缘区域变质岩作为受温度和压力变化引起的构造作用产物,可以形成于不同构造背景且表现出不同的P-T轨迹和温压比,因此是反演造山带形成和演化的重要对象。桐柏造山带位于中国中央造山带(秦岭-桐柏-红安-大别-苏鲁造山带)的中部,一方面与其西侧的秦岭造山带相似,记录了早古生代从古大洋俯冲经秦岭微陆块深俯冲到碰撞后再造等一系列过程;另一方面与其东侧的大别-苏鲁造山带相似,记录了三叠纪华南陆块向华北陆块俯冲、碰撞的过程。本学位论文对桐柏造山带麻粒岩和榴辉岩进行了一个复合的变质岩石学和同位素年代学研究,结果不仅揭示出早古生代从大陆碰撞加厚到裂断伸展的动力学过程以及后期超高温变质作用对早期高压变质岩的长时间叠加,而且阐明了中生代大陆俯冲到碰撞的早期演化过程以及后期高温变质作用对早期高压变质岩的短时间叠加。此外,对榴辉岩和石榴角闪岩中的残留锆石还进行了同位素年代学研究,结合全岩地球化学成分,可见扬子克拉通北缘在古元古代时期经历了从古大洋俯冲引起哥伦比亚超大陆聚合到大陆裂断引起这个超大陆试图裂解的构造演化过程。对桐柏造山带麻粒岩进行了岩相学观察、矿物包裹体鉴定、锆石U-Pb定年和微量元素分析、岩石相平衡模拟研究。结果得到,这些麻粒岩经历了~490 Ma的碰撞造山作用和440-405 Ma的裂断造山作用,其中每期造山作用包括两个变质阶段。早期为具有顺时针P-T变质轨迹的碰撞造山作用,石榴石幔部的包裹体矿物组合蓝晶石+钾长石+金红石记录了第一阶段高压麻粒岩相变质(M1),变质温压条件为785-815℃/10-14kbar;环绕在石榴石边部的后成合晶组合斜方辉石+斜长石+黑云母记录了第二阶段高压麻粒岩相变质(M2),变质温压条件为840-880℃/10-14 kbar。锆石核部和深色幔部的变质年龄指示,早期的碰撞造山作用发生在490-450 Ma。晚期为具有逆时针P-T变质轨迹的裂断造山作用,石榴石幔部和斜长石的XCa组分等值线指示,岩石受到持续加热进入超高温变质阶段(M3),变质温压条件为890-980℃/9-11 kbar;石榴石边部以及黑云母XMg等值线显示,超高温峰期变质之后经历了降压冷却到角闪岩相变质阶段(M4),变质条件740-880℃/7-9 kbar。锆石的浅色幔部以及暗色边部年龄表明,裂断造山作用发生在440-405 Ma。因此,桐柏造山带经历了与北秦岭造山带相似的早古生代时期构造演化,包括寒武纪大陆碰撞形成加厚的造山带岩石圈和高压变质作用以及志留纪大陆裂断引起的岩石圈减薄和超高温变质作用。由于后期长时间的高温-超高温变质叠加,早期大陆碰撞相关的地质记录大部分被抹去,仅有少量信息被矿物包裹体或锆石所保存。对桐柏造山带榴辉岩进行了岩相学观察、相平衡模拟、锆石U-Pb定年和微量元素分析、金红石Zr含量温度计以及多组分温压计算。结果表明,这些榴辉岩经历了多阶段变质演化。石榴石核部的包裹体矿物组合(绿帘石+角闪石+钠长石+石英)记录了早期进变质阶段绿帘角闪岩相变质作用(M0)。石榴石核部组分记录了晚期进变质作用(M1),变质温压条件为455-510℃/21-25 kbar。石榴石边部XCa组分等值线与金红石Zr含量温度计联合限定了峰期榴辉岩相变质阶段(M2),变质温压条件为580-625℃/26-27 kbar。基质中Na-Ca质角闪石的成分等值线限定了角闪石榴辉岩相早期退变质阶段(M3),变质温压条件为580-655℃/14-17 kbar。冠状体或后成合晶组合(榍石+斜长石+冻蓝闪石/普通角闪石+绿帘石)限定了绿帘角闪岩相退变质阶段(M4),变质温压条件为420-550℃/5-9 kbar。因此,桐柏榴辉岩在早期经历了近等温升压和近等压加热的两阶段进变质演化,在晚期经历了加热减压和降温降压的两阶段退变质演化。锆石U-Pb定年结果显示了两期变质事件,第一期年龄为245 Ma,该期锆石区域具有相对高的Th、U、Nb、Ta和MREE含量,指示其形成于角闪石大量分解的峰期变质阶段(M2);第二期年龄为240 Ma,该期区域具有相对低的Th、U、Nb、Ta和MREE含量,指示其形成于角闪石大量存在并伴随大规模流体活动的退变质阶段(M3)。结合前人获得的238 Ma的Ar/Ar年龄,指示角闪岩相的热叠加时间较短。通过与红安-大别-苏鲁造山带高压-超高压变质岩的对比可见,华南陆块与华北陆块之间的大陆碰撞过程至少涉及两个阶段。第一阶段是华南陆块东北角率先与华北陆块东南角之间在245 Ma之前发生初始碰撞,导致华南陆块在大别-苏鲁造山带形成既含柯石英也含金刚石的超高压榴辉岩,而在桐柏-红安造山带形成只含柯石英的超高压榴辉岩。在华南-华北陆块初始碰撞后,华南陆块发生了顺时针旋转,导致其在240-210 Ma与华北陆块在秦岭地区发生第二阶段由东向西的逐渐碰撞。由于上覆板块性质的差异,结果造成沿中国中央造山带走向俯冲深度的不同。由于东部地区属于具有古老克拉通性质的大陆岩石圈,结果在大别-苏鲁造山带发生深俯冲,而在具有年轻岛弧地体的中部地区的红安-桐柏造山带只发生了较浅的俯冲。对桐柏造山带变基性岩(榴辉岩和石榴角闪岩)中锆石U-Pb年龄和微量元素的研究发现,这些高级变质岩记录了在1.96-1.63 Ga期间发生的两期岩浆作用和一期变质作用。全岩地球化学分析结果显示,原岩形成于1.96 Ga的变基性岩具有岛弧型微量元素分布特征,即富集LREE和LILE但亏损HFSE;原岩形成于1.63 Ga的变基性岩则具有洋岛型微量元素分布特征,即富集LREE和LILE但无HFSE负异常。此外,1.96 Ga变基性岩原岩中具有扇形环带的锆石区域记录了 1.84 Ga的变质年龄,这些区域具有HREE平坦以及明显Eu负异常的特征,锆石Ti含量温度计结果显示其形成温度为825℃,表明经历了麻粒岩相变质作用。结合扬子克拉通北缘已有研究积累可知,1.96 Ga变基性岩原岩是交代成因岩石圈地幔发生减压熔融的产物,1.84 Ga的麻粒岩相变质作用是造山后的伸展垮塌引起软流圈上涌加热形成的,而1.63 Ga变基性岩原岩形成于大陆岩石圈裂断环境。因此,桐柏造山带的变基性岩记录了从古大洋俯冲经古大陆碰撞到陆内裂断的构造演化,表明扬子克拉通北部参与了哥伦比亚超大陆的聚合和裂解过程。与其它古老克拉通发育的同期裂断岩浆岩相比,扬子克拉通北部1.63 Ga变基性岩的地球化学特征与北澳大利亚同时期变基性岩具有明显相似性,但与南西伯利亚和北劳亚的明显不同,表明扬子克拉通北部与北澳大利亚克拉通在超大陆裂解之前可能相连接。但是,由于在扬子克拉通广泛发现的2.0 Ga的造山运动还未在北澳大利亚克拉通发现,因此需要更多的证据来支持这两个陆块之间的联系。
孙慧[8](2020)在《柴北缘鱼卡河石榴角闪钠长岩的变质演化及其地质意义》文中研究指明超高压变质和大陆深俯冲作用研究是近三十年来国际地球科学研究的重要热点之一,目前有关陆壳俯冲的深度极限、折返机制、岩石类型、俯冲过程的熔/流体活动及其引发的壳幔相互作用等问题还都处在研究之中。柴北缘构造带位于青藏高原的东北缘,是新近发现和确立的一条早古生代超高压变质岩带。本文在详细野外地质调查基础上,采用连续取样、对比研究的方法,对柴北缘超高压变质带西段鱼卡河剖面上与超高压榴辉岩呈穿插互层状产出的石榴角闪钠长岩(和榴辉岩),进行了系统的岩石学、锆石成因矿物学、地球化学、年代学以及Thermocalc变质相平衡模拟研究,构建了石榴角闪钠长岩的变质作用P-T轨迹,确定了其原岩属性及形成的构造背景,以及原岩形成、峰期变质和退变质作用时代,在与榴辉岩对比的基础上,探讨了两者之间的关系以及在超高压变质过程中的熔/流体活动。研究结果可为柴北缘构造带超高压变质岩石类型,以及鱼卡-落凤坡超高压变质地体的形成和演化过程及熔/流体活动特征提供重要信息。本文取得的主要成果和认识如下:1.详细的剖面观察和岩石学研究表明,从石榴角闪钠长岩核部到接触带上,岩石中角闪石和黑云母的含量增加,钠长石和多硅白云母的含量减少,石榴子石粒度增大,而且接触带上的石榴子石发生了多期生长;榴辉岩向接触带方向退变质程度加大,在边部退变为石榴子石角闪岩。2.综合岩相学、锆石矿物包裹体及相平衡模拟计算结果,获得了石榴角闪钠长岩顺时针的P-T演化轨迹,其中进变质阶段以石榴角闪钠长岩核部带的石榴子石核部成分和核部包裹体为特征,矿物组合为Grt+Omp+Ph+Rt+Qz+Bt+Amp+Ab/Pl,变质P-T条件为1.21~1.25 GPa,595~622℃;峰期变质阶段以核部带石榴子石的边部成分和边部包裹体为特征,矿物组合为Grt+Omp+Ph+Rt+Coe,变质P-T条件为2.85~2.96 GPa,648~685℃;早期退变质阶段以石榴角闪钠长岩与榴辉岩接触带中石榴子石边部成分和边部包裹体为特征,矿物组合为Grt+Omp+Ph+Pl+Bt+Amp+Rt+Qz,变质P-T条件为1.32~1.38 GPa,655~685℃;晚期退变质阶段以核部带和接触带基质中截切了早期矿物的Amp+Bt+Ab+Ep+Qz+Rt为标志,变质P-T条件为0.58~0.75 GPa,433~492℃。峰期变质条件达柯石英稳定域,是超高压变质作用的产物。3.采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,获得石榴角闪钠长岩原岩形成时代>663Ma,峰期变质时代为432Ma,退变质及富水流体活动时代为398Ma。4.岩石地球化学研究确定石榴角闪钠长岩的原岩为二长闪长岩类,形成于板内伸展构造环境;依据化学元素在剖面上的变化特征,提出超高压变质作用过程中,在石榴角闪钠长岩与榴辉岩之间存在流体活动,Rb、Cs等大离子亲石元素和K、Na等活动性元素以及少量的Nb从石榴角闪钠长岩迁移到了榴辉岩中,其它元素未见明显变化。5.综合野外产状、变质作用P-T轨迹、年代学和地球化学研究结果,将石榴角闪钠长岩与榴辉岩的形成和演化过程概括为:Rodinia超大陆裂解过程中,富集地幔近同时或先后部分熔融产生的大陆裂谷或大陆溢流火山岩形成了榴辉岩和石榴角闪钠长岩的原岩,在早古生代时期(大约440~420Ma),它们与同剖面上的其它榴辉岩和围岩片麻岩一起经历了大陆深俯冲作用。
王慧宁[9](2020)在《昌宁—孟连造山带榴辉岩、蓝片岩和变沉积岩的岩石学、变质演化及其对古特提斯洋—陆俯冲造山的制约》文中进行了进一步梳理古特提斯是地球演化进程中一个非常关键的时期,古特提斯构造域形成演化的系统研究对于深入探讨东南亚古大陆重建和理解地球发展历史具有重要意义。青藏高原东南缘三江地区中部的昌宁-孟连造山带是一条重要的古特提斯洋-陆俯冲增生型造山带。该带位于亲冈瓦纳古陆的保山-腾冲地块和亲印支-扬子陆块的兰坪-思茅地块之间,代表古特提斯主洋盆的残迹,记录了自大洋打开和扩张、经洋壳闭合和板片俯冲消减、直到折返-抬升等一系列完整的造山带演化过程。以往众多研究表明,昌宁-孟连造山带向北可与青藏高原北缘的龙木错-双湖缝合带相连,向南则经过泰国东南部,一直延伸至马来西亚等东南亚地区。本文以昌宁-孟连造山带榴辉岩、蓝片岩和围岩变沉积岩为重点研究对象,通过岩相学、成因矿物学、相平衡模拟、岩石地球化学、Sm-Nd同位素和多种矿物联合定年等综合研究,并结合前人资料的综合分析和区域性对比,准确限定高压-超高压变质岩的原岩成因、年代格架、变质演化P-T-t轨迹的样式及其形成的构造背景,率先发现含硬柱石榴辉岩和含硬柱石蓝片岩,确定榴辉岩和蓝片岩的赋存状态和展布特征,限定古特提斯主缝合带在三江地区的延伸分布规律,揭示古特提斯洋的俯冲-折返演化历史和俯冲隧道折返机制,构建古特提斯构造演化模式。研究区榴辉岩呈南-北向长达200 km、东-西向宽约50 km的狭长带状分布,自北向南主要出露于勐库、根恨河、邦丙-丫口、黑河、谦迈和景洪等地区。岩石类型和矿物组合十分复杂,既包括低温型榴辉岩,如含硬柱石退变榴辉岩(Grt+Omp+Ph+Lws+Amp+Pl+Rt/Ilm/Ttn+Qz)、硬柱滑石多硅白云母榴辉岩(Grt+Omp+Lws+Tlc+Ph+Amp+Rt+Qz)、多硅白云母/滑石/绿帘石蓝闪榴辉岩(Grt+Omp+Gln+Aln/Ep±Ph±Tlc+Pg+Rt+Qz),也包括中温型榴辉岩,如白云石/菱镁矿蓝晶榴辉岩(Grt+Omp+Ky+Dol+Mgs+Rt+Pg+Aln/Ep+Qz),多硅白云母榴辉岩(Grt+Omp+Ph+Rt+Qz)和退变榴辉岩(Grt+Amp+Pl+Rt/Ilm/Ttn+Qz±Ky±Ph)。蓝片岩的空间展布规律与榴辉岩相似,自北向南主要分布于耿马和章驮、南榔-粟义-安康-小黑江、惠民、西定和布朗山等地区。研究发现,栗允新寨和新寨地区的蓝片岩以保存大量硬柱石为特征,包括绿帘镁钠闪石片岩(Mrbk+Ep/Aln+Chl+Ab+Ttn+Ph+Hem+Lws+Aug-Aeg+Qz)和石榴蓝闪片岩(Grt+Fgl+Ttn+Lws+Omp+Ph+Qz±Stp)。硬柱石是洋壳冷俯冲的标志性矿物,含硬柱石榴辉岩和含硬柱石蓝片岩共存于同一造山带中的现象极其罕见,昌宁-孟连造山带为国内继北祁连造山带和西南天山造山带之后第三处完好保存含硬柱石的榴辉岩和蓝片岩的洋-陆俯冲造山带,表明昌宁-孟连造山带为典型的冷俯冲增生型造山带。在榴辉岩和蓝片岩内,硬柱石呈单颗粒细小包体赋存于石榴子石和钠质闪石(镁钠闪石和铁蓝闪石)中,硬柱石的完好保存指示不同俯冲深度的高压-超高压岩石经历了快速俯冲和快速折返的演化过程。变沉积岩系在昌宁-孟连造山带中广泛分布,岩石类型多样,主要包括多硅白云母石英片岩、钠长石英多硅白云母片岩、石榴多硅白云母片岩、含十字蓝晶石榴云母片岩、硬绿泥钠云多硅白云母片岩和绿泥蓝闪钠长片岩等。典型的变沉积岩普遍保存了高压变质矿物组合,以发育多硅白云母为特点,其它特征高压矿物包括石榴子石、蓝晶石、硬绿泥石、钠云母和蓝闪石等。综上所述,昌宁-孟连造山带榴辉岩、蓝片岩和变沉积岩系共同组成南-北向延伸规模长达400 km,宽约50 km的高压-超高压变质带。榴辉岩和蓝片岩的地球化学性质十分复杂,显示出与OIB、E-MORB和N-MORB相似的地球化学属性,?Nd(t)值多为正(0.267.89),少部分为负(-5.45-0.04)。含硬柱石退变榴辉岩和绿帘镁钠闪石片岩的地球化学组成类似于OIB,?Nd(t)分别为-0.352.98和2.294.40。部分退变榴辉岩的元素配分模式与N-MORB相近,?Nd(t)为7.89;另一部分(退变)榴辉岩和石榴蓝闪片岩的地球化学特征则与E-MORB相似,?Nd(t)分别为-4.344.78和-5.454.10,表明它们的原岩应形成于洋岛-海山的环境或者来源于富集或亏损的洋中脊岩石圈地幔,且部分原岩成分受到壳源物质的混染。榴辉岩和蓝片岩的地球化学特征和Sm-Nd同位素比值与古特提斯主洋盆内蛇绿岩套和洋岛-海山的(变)基性岩十分相似,表明昌宁-孟连造山带高压-超高压变基性岩的原岩应归属古特提斯洋壳。大量岩浆锆石U-Pb定年结果显示,研究区榴辉岩和蓝片岩的原岩年龄跨度较宽,为451-250 Ma。其中含硬柱石退变榴辉岩记录了451 Ma的最老原岩时代,而含多硅白云母蓝晶石退变榴辉岩和石榴蓝闪片岩的原岩时代最年轻,为256-250 Ma,菱镁矿蓝晶榴辉岩和退变榴辉岩的原岩时代变化于二者之间,为317-262 Ma左右。这些变基性岩的原岩时代均与研究区古特提斯洋的形成演化时代相对应。变沉积岩系的原岩主要为成分成熟度较低的(亚)长石砂岩和硬砂岩类,沉积物源以长英质成分为主。各类变沉积岩的碎屑锆石年龄分布特征一致,主要集中于1150-850 Ma和600-450 Ma,相应的年龄峰值分别为950 Ma和550 Ma,最小的年龄峰值限定最老沉积时限约为428 Ma。变沉积岩的源区物质组成十分复杂,主要为兰坪-思茅地块的前寒武纪基底和新元古代泛非期的火成岩,少量与原特提斯洋俯冲或古特提斯洋初始拉张过程相关的火山沉积。昌宁-孟连造山带中变沉积岩的原岩应归属兰坪-思茅地块的早古生代沉积地层,并受到新元古代至早古生代多期构造热事件的改造。榴辉岩和蓝片岩的变质演化显示了十分一致的顺时针P-T轨迹。俯冲进变质过程的P-T轨迹均沿着低的地温梯度(5-10℃/km)演化,以普遍出现硬柱石为标志;退变质阶段多为近等温降压或降温降压,以钠钙质闪石(蓝透闪石和冻蓝闪石)、钙质闪石(阳起石和韭闪石等)、透辉石、绿帘石、钠云母和钠长石等低压矿物相的出现为特征。然而,它们的峰期变质P-T条件和峰期矿物组合存在显着差别,其中,绿帘镁钠闪石片岩(Lws+Mrbk+Aug-Aeg+Ph+Aln+Ttn±Chl+Qz)和石榴蓝闪片岩(Grt+Fgl+Omp+Ph+Lws+Rt/Ilm+Qz)记录了硬柱石蓝片岩相峰期矿物组合,峰期P-T条件明显不同,分别为12.4-16.8 kbar和350-406℃,和19.5-22.6 kbar和490-510℃,对应于50-70km的俯冲深度;含硬柱石退变榴辉岩和多硅白云母/滑石蓝闪榴辉岩的峰期矿物组合(Grt+Omp+Gln+Ph+Aln±Tlc+Rt+Qz)与石榴蓝闪片岩接近,记录了更高的峰期变质P-T条件(23-26 kbar和520-610℃),对应于低温/高压硬柱石榴辉岩相,俯冲深度达75-80 km;白云石/菱镁矿蓝晶榴辉岩的峰期变质矿物组合(Grt+Omp+Ky+Ph+Dol+Mgs+Rt+Qz)以基本无含水矿物为特征,峰期P-T条件(675-754℃和29-32 kbar)达到中温/超高压蓝晶石榴辉岩相的范围,记录了最大俯冲深度90-95 km。变沉积岩系的峰期温压条件与榴辉岩和蓝片岩存在一定差异。含十字蓝晶石榴云母片岩的峰期矿物组合为Grt+Ph+Ky±Jd+Qz,为典型榴辉岩相组合,峰期温压条件为600-750℃和19-30 kbar;石榴多硅白云母片岩则记录了蓝片岩相至榴辉岩相的峰期温压条件(392-553℃和18.8-21.6 kbar);绿泥蓝闪钠长片岩的峰期温压条件为430-520℃和9-11 kbar,峰期矿物组合为Gln+Ab+Ph+Ttn+Qz。大量变质锆石U-Pb年龄和多硅白云母40Ar-39Ar定年结果综合研究表明,昌宁-孟连造山带中榴辉岩和变沉积岩的变质时代分别为246-227 Ma和238-231 Ma。其中,原岩年龄最老的含硬柱石退变榴辉岩(450 Ma)记录了最老的变质年龄246-245 Ma,而原岩年龄最新的含多硅白云母蓝晶石退变榴辉岩(256-250 Ma)则记录了较新的高压变质时代235 Ma。由此可见,不同时代的古特提斯洋壳在246-227 Ma之间发生连续的俯冲消减,早期进变质俯冲时代约为250 Ma,板片沿着低的地温梯度(5-10℃/km)和4.5-6.0 km/myr的俯冲速率发生冷的快速俯冲,石榴蓝闪片岩和含多硅白云母蓝晶石退变榴辉岩的原岩时代与变质时代如此接近,表明新生洋壳在形成后随之被古老洋壳强烈拖拽并进入俯冲通道,俯冲至50-80 km的深度,形成硬柱石蓝片岩和低温型榴辉岩;洋壳板片在234 Ma进一步俯冲至90-95 km的最大深度,形成超高压变质的白云石/菱镁矿蓝晶榴辉岩;在新三叠世(227-225 Ma),高压-超高压岩石发生快速折返,折返速率约为3.2-4.2 km/my左右;在新三叠世末期(222-207 Ma),这些岩石最终折返-抬升至浅地表,部分经历了强烈的退变质作用的改造。昌宁-孟连造山带变沉积岩系的高压变质时代与榴辉岩和蓝片岩相近,表明兰坪-思茅地块陆相沉积岩系曾普遍卷入到古特提斯俯冲-造山事件,这进一步充分表明在古特提斯洋俯冲过程中,位于俯冲带上盘的变沉积岩系由于受到构造剥蚀作用而被携带进入俯冲带内,并经历了高压变质作用,随后与榴辉岩和蓝片岩一起折返-抬升。高压-超高压变基性岩的折返过程不仅受到巨量变沉积岩系的浮力作用的影响,而且与隧道流作用密切相关。昌宁-孟连造山带俯冲板片的物质来源复杂,既包括年龄跨度达200 Ma的古老洋壳和新生洋壳,也包括上盘的变沉积岩系。这些岩石峰期变质温压条件和变质演化P-T轨迹的差异性体现出俯冲板块边界复杂的俯冲-折返演化过程,如俯冲洋壳与上覆板片局部耦合或板底垫托作用等;部分高压矿物(如石榴子石和铁蓝闪石)发育的震荡型成分环带指示俯冲带内多期俯冲-折返过程,体现出俯冲板片在隧道环流的驱使下的循环运动;近等温减压或降温降压而无明显高温叠加的退变质过程表明俯冲板片的快速折返受隧道流作用的影响,这些特征均与俯冲隧道折返模式的特点非常吻合。由此可见,在昌宁-孟连造山带中,俯冲至不同深度的新-老古特提斯洋壳板片和被俯冲洋壳刮削下来的变沉积岩随隧道流发生强烈的机械混合,在隧道回流的作用下快速折返-抬升并发生构造叠置。昌宁-孟连造山带榴辉岩和蓝片岩的野外产状、矿物组合特征、高压-超高压变质时代和地球化学属性均与龙木错-双湖榴辉岩和蓝片岩十分相似,表明昌宁-孟连造山带和龙木错-双湖缝合带在空间上可以相连,共同组成了古特提斯主缝合带,该缝合带自青藏高原北缘可持续延伸到三江地区的昌宁-孟连一带,延伸规模至少达2000 km。青藏高原这一古特提斯主缝合线的准确限定,为深入探讨俯冲带深部动力学过程和古特提斯复杂的构造演变机理提供了重要制约。昌宁-孟连造山带榴辉岩、蓝片岩和变沉积岩的岩石学和变质演化的精细研究,为进一步深入探究汇聚板块边界洋-陆俯冲带热力学结构、流体活动与元素迁移以及壳-幔物质循环等提供了重要信息。
王晓霞[10](2020)在《俯冲成因金刚石及其地球化学意义》文中进行了进一步梳理金刚石作为重要的超高压指示矿物,在全球多个超高压俯冲带中均有发现。对俯冲带金刚石的成因是目前地球科学的前缘研究领域之一,虽然前人已经对其进行了详细的研究,但此类金刚石的形成机制仍存在较大争议。大洋俯冲带和大陆俯冲带金刚石(包裹体)的发现指示洋壳和陆壳能够携带一定量的碳俯冲到地幔深度(>120km)形成超高压稳定矿物(金刚石)储存在地幔中。同时部分金刚石则通过板片折返和岩浆喷发作用将受到俯冲带熔/流体交代作用的地幔物质带到地表,这不仅为系统了解俯冲带型金刚石成因提供了天然样品,而且对了解地幔性质,深部碳循环以及俯冲带壳幔相互作用过程提供重要信息。基于以上科学问题,本学位论文选取华北克拉通东南缘栏杆地区的含金刚石碱性玄武岩和大别造山带饶拔寨含金刚石橄榄岩为研究对象开展了详细的包裹体,矿物学和地球化学研究。首先,本文对位于华北克拉通东南缘栏杆地区含金刚石碱性玄武岩进行了系统的年代学和地球化学研究。华北克拉通东部地区中生代岩浆活动频繁,主要出露基性岩及中酸性岩浆岩。幔源的基性岩是研究地幔组成和演化的重要对象,前人在该区玄武岩中发现金刚石等超高压指示矿物,其中金刚石以立方体和曲面菱形十二面体聚形存在,粒径约0.2~0.6mm。栏杆碱性玄武岩的锆石LA-ICP-MSU-Pb定年结果为174±14Ma,是华北克拉通东部首次报道的早侏罗纪玄武岩。金刚石的存在表明玄武岩岩浆的来源深度>120km,指示在此之前华北克拉通岩石圈尚未发生明显的减薄。岩相学观察表明栏杆地区玄武岩具有斑状结构,其斑晶为辉石,基质为微晶斜长石及少量角闪石。含水矿物角闪石的存在表明岩浆源区富集水。主量元素数据指示该区玄武岩属于碱性玄武岩;稀土配分图呈右倾特征,微量元素蛛网图中显示富集大离子亲石元素和亏损高场强元素,反映源区经历过流体的交代作用;全岩Sr-Nd-Pb同位素和锆石Hf同位素组成(86Sr/88Sr(t)=0.70646~0.70925;εNd(t)=-2~-4;206Pb/204Pb(t)=17.1~18.1;207Pb/204Pb(t)=15.3~15.6;208Pb/204Pb(t)=37.8~38.7;εHf(t)=-17~-21)表现为轻微富集特征。综上研究表明,华北克拉通东部岩石圈地幔受到了明显的流体交代作用,流体可能来源于古太平洋板块俯冲脱水作用。古太平洋板块早期俯冲脱水产生的流体不断交代华北岩石圈地幔,导致岩石圈地幔深部强度变弱,流变性增强,最终在一定范围内发生部分熔融形成玄武岩。随着俯冲带流体的向上运移,上覆岩石圈地幔氧逸度发生变化,碳在流体(CHO流体)中的溶解度下降,导致金刚石从CHO流体中结晶。栏杆碱性玄武岩中金刚石的发现表明在侏罗纪华北克拉通岩石圈仍然很厚,大规模的减薄破坏作用发生在侏罗纪之后。M型造山带地幔橄榄岩在俯冲隧道中受到俯冲带熔/流体交代,是研究俯冲带壳/幔边界水-岩相互作用的天然实验室。本文选取了饶拔寨(RBZ)橄榄岩为研究对象,进行了详细的包裹体,全岩地球化学以及矿物学研究。全岩地球化学研究结果显示具有高Mg#值,Ni含量,Mg/Si比值,以及低Al2O3+CaO含量等难熔特征。微量元素数据显示具有亏损高场强元素(HFSE)和重稀土元素(HREE)的特征。主微量数据结果表明,RBZ橄榄岩是典型的M型橄榄岩。通过对大别造山带RBZ橄榄岩的岩相学研究发现造岩矿物中保存了丰富的包裹体类型,结合原位拉曼光谱测试和Linkam600显微测温,结果显示饶拔寨橄榄岩中存在四种类型的包裹体:1)原生熔体包裹体;2)单相固体包裹体(金刚石、菱镁矿和韭闪石);3)甲烷(CH4)包裹体以及4)次生高盐度流体包裹体。原生熔体包裹体和韭闪石(含水硅酸盐矿物)包裹体的存在表明RBZ橄榄岩受到含水硅酸盐熔体的交代作用。这是首次在大别造山带橄榄岩中发现金刚石,表明饶拔寨橄榄岩经历了超高压变质作用,俯冲带含碳流体能够随着板块俯冲到120km甚至更深的地方。拉曼分析结果显示,组成金刚石的碳存在sp2型和sp3型两种类型的碳,指示甲烷在金刚石的形成过程中具有重要作用。因此推测RBZ微粒金刚石是在合适的P-T-fO2条件下从富CH4的CHO含水硅酸盐熔体中通过甲烷的氧化反应形成的:CH4+4Cr3+→C(diamond)+4Cr2++4H+。随着CHO含水硅酸盐熔体的上升,氧逸度升高,CH4-H2O熔体转变为CO2-H2O熔体并与橄榄岩反应形成菱镁矿。菱镁矿和金刚石作为超高压含碳矿物相被存储在地幔中,极少量的橄榄岩随着俯冲板片折返回地表,为研究深部地球提供重要信息。金刚石、菱镁矿和甲烷被认为是俯冲带中重要的碳储库,这些稳定的含碳相可以通过俯冲作用将碳运移并储存到地幔中,并对深部碳循环起到重要作用。韭闪石作为一种含水硅酸盐矿物,其结晶需要高温环境(>1000℃)。这一高温热源可能与软流圈上升有关。随着韭闪石的结晶萃取了含水硅酸盐熔体中大量的H2O(H+,OH-)和Si,从而形成高盐度流体。角闪石作为变质矿物之一,具有较高的氯(Cl)含量,表明交代橄榄岩的含水硅酸盐熔体中富含氯,即俯冲隧道壳幔边界存在C-H-O-Cl含水硅酸盐熔体的活动。此外,在RBZ橄榄岩中还发现两种类型的尖晶石出溶体:group-Ⅰ型高Cr尖晶石出溶体和group-Ⅱ型低Cr尖晶石出溶体。相比于高Cr尖晶石,低Cr尖晶石具有高Mg2+/Fe2+比值,表明低Cr尖晶石可能是由于周围环境氧逸度突然升高而形成的。随着氧逸度的升高,更多的橄榄石和斜方辉石中的Cr2+被氧化成Cr3+,从而形成低Cr尖晶石出溶体。低Cr尖晶石的形成可能与板片断离引起的软流圈上涌有关。尖晶石记录了俯冲带氧逸度的改变,为我们研究俯冲带氧逸度提供重要依据。通过对大洋俯冲带和大陆俯冲带含金刚石的样品进行地球化学,锆石U-Pb年代学,包裹体成分分析的研究,发现俯冲板片脱水形成的CHO流体可能是形成俯冲带型金刚石的主要介质。变价离子在金刚石形成过程中起到氧逸度缓冲剂的作用。金刚石等超高压稳定相对深部碳循环具有重要作用。随着板片俯冲/折返,俯冲带氧逸度发生变化并且被捕获的包裹体及含变价离子的矿物所记录。
二、Rutile U-Pb age for the ultra-high pressure eclogite from the Dabie Mountains, central China: Evidence for rapid cooling(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Rutile U-Pb age for the ultra-high pressure eclogite from the Dabie Mountains, central China: Evidence for rapid cooling(论文提纲范文)
(1)中国变质岩研究近十年新进展(论文提纲范文)
0 引言 |
1 超高压变质作用研究进展 |
1.1 柴北缘超高压变质带野马滩榴辉岩中首次发现柯石英及绿辉石中的多硅白云母出溶 |
1.1.1 野马滩榴辉岩中发现柯石英 |
1.1.2 超深俯冲绿辉石中多硅白云母的出溶证明大陆深俯冲约达200 km |
1.2 东昆仑榴辉岩及围岩片岩中首次发现柯石英 |
1.3 南阿尔金榴辉岩中的柯石英及斯石英假象 |
1.3.1 南阿尔金榴辉岩中首次发现柯石英 |
1.3.2 陆壳超深俯冲到斯石英稳定域地幔深度的新证据 |
1.4 北秦岭斜长角闪岩中首次发现柯石英 |
1.5 西南天山超高压变质带多种类型岩石中发现超高压矿物证据 |
2 超高温变质作用研究进展 |
2.1 UHT变质作用的识别及其出露规模 |
2.2 UHT变质作用准确的变质时代和时间尺度的限定 |
2.3 UHT变质P-T-t轨迹的构建:进变质阶段的确定 |
3 P-T相平衡、温压计与变质反应动力学研究进展 |
3.1 热力学数据库和矿物相、熔体活度模型的完善及热力学模拟软件的开发 |
3.2 基性岩的变质相平衡关系 |
(1)基于ACF组分分析建立的变质基性岩完整相平衡关系。 |
(2)基性岩高压-超高压变质相平衡关系研究。 |
(3)基性麻粒岩相平衡关系。 |
3.3 深熔作用与花岗质岩石成因的定量模拟研究 |
3.4 新型矿物温度计与压力计的建立 |
3.5 变质反应动力学研究 |
4 变质岩元素地球化学研究进展 |
5 变质作用与变质流体活动研究进展 |
5.1 俯冲带流体成分的研究 |
5.2 高压-超高压变质流体活动证据的识别 |
5.2.1 变质脉体 |
5.2.2 自然样品中的超临界流体 |
6 变质岩同位素地球化学研究进展 |
6.1 同位素地质温度计 |
6.2 变质原岩和流体交代作用的示踪 |
6.3 变质过程中氧逸度变化的示踪 |
6.4 变质过程中流体行为的示踪 |
7 变质年代学研究进展 |
7.1 同位素定年体系 |
7.2 变质流体年代学 |
8 结论 |
(2)西藏松多高压/超高压变质作用及其构造意义(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据与研究意义 |
1.2 研究现状与存在问题 |
1.3 研究内容与研究方案 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 研究方案 |
1.4 论文完成工作量 |
1.5 主要进展和成果 |
第2章 区域地质概况 |
2.1 大地构造背景 |
2.2 地层 |
2.3 蛇绿岩 |
2.4 岩浆岩 |
2.4.1 侵入岩概况 |
2.4.2 火山岩 |
2.5 高压变质带 |
第3章 松多高压/超高压变质带地质特征 |
3.1 松多榴辉岩 |
3.1.1 地质产状 |
3.1.2 岩相学特征 |
3.1.3 矿物学特征 |
3.2 龙崖松多榴辉岩 |
3.2.1 地质产状 |
3.2.2 岩相学特征 |
3.2.3 矿物学特征 |
3.3 吉朗榴辉岩 |
3.4 高压带变质P—T条件估算 |
3.4.1 榴辉岩峰期变质温度压力条件的估算 |
3.4.2 小结 |
第4章 松多高压/超高压带年代学研究 |
4.1 样品描述与测年方法 |
4.1.1 锆石U-Pb同位素测年方法 |
4.1.2 ~(40)Ar-~(39)Ar测年方法 |
4.2 锆石U-Pb测年结果 |
4.2.1 松多榴辉岩锆石U-Pb测年结果 |
4.2.2 龙崖松多榴辉岩锆石U-Pb测年结果 |
4.2.3 吉朗榴辉岩锆石U-Pb测年结果 |
4.3 白云母~(40)Ar-~(39)Ar测年结果 |
4.4 小结 |
第5章 榴辉岩原岩属性及构造指示 |
5.1 样品采集与测试方法 |
5.2 松多榴辉岩的地球化学特征 |
5.2.1 分析结果 |
5.2.2 原岩属性探讨 |
5.3 龙崖松多榴辉岩的地球化学特征 |
5.3.1 分析结果 |
5.3.2 原岩属性探讨 |
5.4 吉朗榴辉岩的地球化学特征 |
5.4.1 分析结果 |
5.4.2 原岩属性探讨 |
5.5 小结 |
第6章 松多高压/超高压变质带的形成演化与构造意义 |
6.1 松多地区E-MORB型榴辉岩的构造意义 |
6.2 松多高压/超高压变质带榴辉岩的形成机制探讨 |
6.3 松多高压/超高压带形成与演化 |
6.4 榴辉岩型金红石成矿作用 |
第7章 结论 |
7.1 取得的认识 |
7.2 存在问题 |
参考文献 |
作者简介及科研成果简介 |
致谢 |
(3)北秦岭超高压变质岩带的构造变形特征和剥露过程研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.1.1 超高压变质作用 |
1.1.2 高压–超高压变质岩折返过程中的变质与变形作用 |
1.2 选题依据 |
1.2.1 研究现状和存在问题 |
1.2.2 研究内容 |
1.2.3 研究思路与方法 |
1.3 分析手段 |
1.3.1 矿物化学 |
1.3.2 全岩主量元素分析 |
1.3.3 激光拉曼光谱分析 |
1.3.4 锆石U-Pb定年和稀土元素分析 |
1.4 论文完成的工作量 |
第二章 区域地质概况 |
2.1 华北南缘 |
2.2 北秦岭造山带 |
2.2.1 宽坪群 |
2.2.2 二郎坪群 |
2.2.3 秦岭群 |
2.2.4 商丹缝合带 |
2.3 南秦岭造山带 |
2.4 华南北缘 |
第三章 秦岭群的地质构造特征 |
3.1 朱阳关-夏馆断裂带 |
3.2 大河沟与古木窑岩片 |
3.3 淇河岩片 |
3.4 秦岭岩群 |
3.5 商丹断裂 |
3.6 区域侵入岩 |
3.7 秦岭群构造变形特征 |
第四章 秦岭群中带淇河岩片斜长角闪岩变质作用及年代学研究 |
4.1 野外地质特征 |
4.2 岩相学与矿物化学特征 |
4.3 相平衡计算 |
4.4 淇河岩片斜长角闪岩的锆石年代学 |
4.5 淇河岩片斜长角闪岩锆石U-Pb年龄的意义 |
第五章 秦岭群副变质岩锆石年代学研究 |
5.1 地层概述与采样位置 |
5.2 碎屑锆石年代学 |
5.3 秦岭群形成时代及不同构造岩片的亲缘性对比 |
第六章 讨论 |
6.1 秦岭群是否整体经历了大陆的深俯冲作用 |
6.2 秦岭群构造变形年龄与地质意义 |
6.3 秦岭群高压–超高压岩石的形成与折返过程 |
主要结论和存在的问题 |
主要结论 |
存在问题 |
附表 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间取得的科研成果 |
1.发表的学术论文 |
2.会议摘要 |
3.参与的科研项目 |
作者简介 |
1.基本情况 |
2.教育背景 |
3 攻读博士学位期间的其他奖励 |
(4)大别造山带橄榄岩地幔属性与壳幔相互作用(论文提纲范文)
作者简介 |
摘要 |
abstract |
矿物中英文缩写对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 论文选题及研究意义 |
1.2 研究背景及现状 |
1.2.1 造山带橄榄岩 |
1.2.2 大陆岩石圈地幔属性 |
1.2.3 俯冲带中交代作用 |
1.2.4 辉石岩成因 |
1.2.5 造山带橄榄岩中的锆石 |
1.2.6 三叠纪扬子板块俯冲/碰撞引发的华北克拉通破坏 |
1.2.7 大别毛屋地质体研究现状 |
1.3 存在的科学问题 |
1.4 研究目标和研究内容 |
1.5 研究思路及技术路线 |
1.6 创新点 |
1.7 论文工作量 |
第二章 区域地质概况 |
2.1 大别-苏鲁造山带地质背景 |
2.2 大别-苏鲁造山带橄榄岩地质概况 |
2.3 大别毛屋地质体概况 |
第三章 测试分析方法 |
3.1 样品前处理及矿物分选 |
3.2 岩石和矿物光学及扫描电镜成像 |
3.3 激光拉曼分析 |
3.4 全岩主量、微量元素化学组成分析 |
3.4.1 XRF全岩主量元素分析 |
3.4.2 LA‐ICP-MS全岩微量元素分析 |
3.5 矿物主量 EPMA及微量 LA-ICP-MS分析 |
3.5.1 矿物主量元素分析 |
3.5.2 矿物微量元素分析 |
3.6 全岩PGE含量分析 |
3.7 锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素分析 |
3.7.1 锆石U-Pb定年及微量元素分析 |
3.7.2 锆石Lu-Hf同位素分析 |
3.8 矿物水含量分析 |
3.9 原位Sr同位素分析 |
3.10 碳酸盐矿物C-O同位素分析 |
第四章 橄榄岩中锆石揭示古特提斯洋携带沉积物对地幔楔的长期改造 |
4.1 引言 |
4.2 样品描述 |
4.2.1 方辉橄榄岩 |
4.2.2 石榴斜方辉石岩 |
4.2.3 硫化物 |
4.3 分析结果 |
4.3.1 全岩主量和微量元素组成 |
4.3.2 矿物主量元素组成 |
4.3.3 全岩铂族元素含量 |
4.3.4 锆石形态学和矿物包裹体 |
4.3.5 锆石U-Pb年龄 |
4.3.6 锆石微量元素及Hf同位素组成 |
4.4 讨论 |
4.4.1 毛屋方辉橄榄岩:来自华北克拉通地幔楔残余 |
4.4.2 石榴斜方辉石岩脉:难熔地幔橄榄岩与富硅熔体反应的产物 |
4.4.3 古特提斯洋板块产生的熔/流体对地幔楔的碳酸盐交代作用 |
4.5 小结 |
第五章 石榴辉石岩水含量对俯冲带地幔楔含水性的影响 |
5.1 引言 |
5.2 样品描述 |
5.2.1 贫石榴子石辉石岩 |
5.2.2 富石榴子石辉石岩 |
5.3 分析结果 |
5.3.1 矿物主量和微量元素组成 |
5.3.2 名义上无水矿物水含量 |
5.4 讨论 |
5.4.1 熔/岩比对毛屋石榴辉石岩的影响 |
5.4.2 石榴子石中分子水的形成机制 |
5.4.3 石榴辉石岩是否保存原始水含量 |
5.4.4 控制水含量变化的因素 |
5.4.5 俯冲带中水的传输与分布不均一性 |
5.5 小结 |
第六章 造山带纯橄岩中记录的多期碳酸盐交代作用 |
6.1 引言 |
6.2 样品描述 |
6.2.1 纯橄岩 |
6.2.2 碳酸盐矿物 |
6.3 分析结果 |
6.3.1 全岩主量和微量元素组成 |
6.3.2 矿物主量和微量元素组成 |
6.3.3 单斜辉石原位Sr同位素 |
6.3.4 碳酸盐矿物C-O同位素组成 |
6.4 讨论 |
6.4.1 毛屋纯橄岩中的碳酸盐交代作用 |
6.4.2 碳酸盐交代介质的性质和来源 |
6.4.3 俯冲带中碳的迁移行为 |
6.5 小结 |
第七章 俯冲大洋/大陆板片对俯冲带地幔楔的改造及动力学过程 |
第八章 主要认识、创新点及下一步工作 |
8.1 主要认识 |
8.2 今后研究方向 |
致谢 |
参考文献 |
(5)北大别变基性岩岩石学和地球化学研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 导论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1大陆深俯冲和超高压变质 |
1.1.2 大陆深俯冲带的熔/流体活动 |
1.1.3 大陆碰撞带高温-超高温变质作用叠加 |
1.1.4 大陆碰撞造山带锆石学 |
1.2 研究内容和意义 |
1.3 工作量小结 |
附表 |
第2章 区域地质 |
2.1 区域地质背景 |
2.2 大别造山带 |
2.2.1 宿松低温/高压蓝片岩相带 |
2.2.2 南大别低温/超高压榴辉岩相带 |
2.2.3 中大别中温/超高压榴辉岩相带 |
2.2.4 北大别高温/超高压混合岩相带 |
2.2.5 北淮阳低温/低压绿片岩相带 |
2.2.6 北大别超高压变质岩研究进展 |
第3章 分析方法 |
3.1 全岩主微量分析 |
3.2 全岩Sr-Nd同位素分析 |
3.3 矿物面扫分析及能谱分析 |
3.4 矿物主量元素分析 |
3.5 矿物微量元素分析 |
3.6 单矿物氧同位素分析 |
3.7 锆石内部结构和包裹体分析 |
3.8 锆石U-Pb定年和微量元素分析 |
3.9 锆石Hf同位素分析 |
3.10 榍石U-Pb定年和微量元素分析 |
第4章 北大别变基性岩P-T轨迹 |
4.1 分析结果 |
4.1.1 岩相学特征 |
4.1.2 矿物地球化学 |
4.1.3 变质阶段划分 |
4.1.4 相平衡模拟 |
4.1.5 其它地质温压计 |
4.2 北大别变基性岩P-T轨迹演化 |
4.3 小结 |
附表 |
第5章 碰撞后构造背景下变基性岩部分熔融过程中锆石和榍石的响应行为:来自大别造山带超高压变质岩的制约 |
5.1 分析结果 |
5.1.1 锆石U-Pb定年、微量元素和Hf同位素特征 |
5.1.2 榍石U-Pb定年和微量元素特征 |
5.2 讨论 |
5.2.1 年龄指示意义 |
5.2.2 部分熔融过程中副矿物响应行为 |
5.3 超高压榴辉岩在碰撞后阶段重新活化 |
5.4 小结 |
附表 |
第6章 变基性岩深熔过程中的地球化学效应和绿辉石的响应行为:来自北大别石榴辉石岩和榴闪岩的制约 |
6.1 分析结果 |
6.1.1 北大别石榴辉石岩和榴闪岩 |
6.1.2 金家铺石榴辉石岩 |
6.2 讨论 |
6.2.1 深熔作用的地球化学效应 |
6.2.2 深熔过程中绿辉石的响应行为 |
6.2.3 绿辉石参与的转熔反应 |
6.2.4 碰撞后阶段深熔作用影响 |
6.3 小结 |
附表 |
第7章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文 |
(6)北秦岭造山带超高压变质岩地球化学研究 ——以松树沟榴闪岩为例(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 板块构造理论和大陆深俯冲 |
1.1.2 超高压变质岩原岩 |
1.1.3 多期次变质年龄的限定 |
1.2 选题依据 |
1.2.1 研究现状与存在问题 |
1.2.2 研究思路与方法 |
1.3 学位论文完成的主要工作量 |
第二章 区域地质背景 |
2.1 秦岭造山带 |
2.2 北秦岭造山带 |
2.2.1 宽坪群 |
2.2.2 二郎坪群 |
2.2.3 秦岭群 |
2.2.4 丹凤群 |
第三章 样品处理与分析方法 |
3.1 岩石薄片、全岩粉末磨制和单矿物分选 |
3.2 全岩主微量元素分析 |
3.3 矿物包裹体分析 |
3.4 CL图像拍摄和XRF元素面扫描 |
3.5 矿物主微量元素分析 |
3.6 锆石U-Pb定年和微量元素测定 |
3.7 单矿物和全岩氧同位素分析 |
第四章 北秦岭造山带高压-超高压变质岩 |
4.1 引言 |
4.2 样品描述 |
4.2.1 清油河地区 |
4.2.2 寨根地区 |
4.2.3 官坡地区 |
4.3 全岩地球化学组成 |
4.4 松树沟地区 |
第五章 讨论 |
5.1 松树沟榴闪岩变质阶段划分 |
5.2 松树沟榴闪岩的原岩 |
5.3 松树沟峰期变质时代的限定 |
5.4 构造意义 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(7)汇聚大陆边缘构造演化 ——来自桐柏造山带高压变质岩的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 导论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 板块构造理论的发展与碰撞造山带 |
1.1.2 现代板块构造体制下碰撞造山带的演化过程以及变质特点 |
1.1.2.1 碰撞造山作用 |
1.1.2.1.1 早期碰撞阶段的变质特点 |
1.1.2.1.2 晚期碰撞阶段的变质特点 |
1.1.2.2 碰撞后伸展阶段的地球动力学过程和变质特点 |
1.1.2.3 裂断造山阶段的动力学过程以及对应的变质特点 |
1.1.3 古代板块构造体系下碰撞造山带的变质特点和演化过程 |
1.1.3.1 古老碰撞造山带的变质特点 |
1.1.3.2 古老碰撞造山带的演化过程 |
1.1.3.3 碰撞造山带变质作用与超大陆重建 |
1.2 研究内容和研究意义 |
1.3 工作量小结 |
第二章 区域地质背景与研究概况 |
2.1 中国中央造山带 |
2.2 桐柏造山带 |
2.2.1 宽坪群 |
2.2.2 二郎坪群 |
2.2.3 秦岭群 |
2.2.4 龟山杂岩 |
2.2.5 南湾复理石 |
2.2.6 八里畈构造糜棱岩带 |
2.2.7 北部高压榴辉岩带 |
2.2.8 桐柏杂岩带 |
2.2.9 南部榴辉岩带 |
2.2.10 蓝片岩-绿片岩带 |
2.2.11 扬子克拉通 |
第三章 分析方法 |
3.1 全岩主微量元素分析 |
3.2 矿物主量元素分析 |
3.3 矿物微量元素分析 |
3.4 锆石阴极发光(CL)以及矿物背散射(BSE)成像 |
3.5 矿物包裹体分析 |
3.6 LA-ICPMS锆石U-Pb年龄以及微量元素分析 |
3.7 岩相学薄片主量元素面扫 |
3.8 相平衡模拟 |
第四章 桐柏造山带早古生代大陆碰撞和裂断造山作用的地球动力学过程和热演化 |
4.1 引言 |
4.2 样品野外及岩相学特征 |
4.2.1 镁铁质麻粒岩 |
4.2.2 长英质麻粒岩 |
4.3 矿物地球化学 |
4.3.1 镁铁质麻粒岩 |
4.3.2 长英质麻粒岩 |
4.4 锆石U-Pb年代学 |
4.4.1 镁铁质麻粒岩13TB31 |
4.4.2 富斜方辉石长英质麻粒岩13TB47 |
4.4.3 二辉石长英质麻粒岩13TB50 |
4.4.4 富斜方辉石长英质麻粒岩13TB51 |
4.4.5 富含石榴石的长英质麻粒岩13TB53 |
4.4.6 富含石榴石的长英质麻粒岩13TB54 |
4.5 相平衡计算 |
4.5.1 峰期变质阶段以及退变质阶段的模拟 |
4.5.1.1 镁铁质麻粒岩13TB31 |
4.5.1.2 二辉石长英质麻粒岩13TB50 |
4.5.1.3 富石榴石的长英质麻粒岩1 3TB54 |
4.5.2 早期进变质阶段的模拟 |
4.6 讨论 |
4.6.1 志留纪之前的高压-中压麻粒岩相变质作用 |
4.6.1.1 早期高压麻粒岩相变质作用(M1) |
4.6.1.2 中压麻粒岩相变质阶段(M2) |
4.6.1.3 高压-中压麻粒岩相变质作用发生的时间 |
4.6.2 志留纪-泥盆纪的超高温-高温麻粒岩相变质作用 |
4.6.2.1 志留纪超高温变质作用 |
4.6.2.2 泥盆纪高温麻粒岩相变质作用 |
4.6.2.3 长期的麻粒岩相变质作用 |
4.6.3 桐柏麻粒岩P-T-t轨迹 |
4.7 对桐柏造山带构造演化的指示意义 |
4.8 小结 |
第五章 桐柏造山带早中生代大陆俯冲/折返阶段的热演化以及对大陆碰撞过程的制约 |
5.1 引言 |
5.2 样品野外以及岩相学特征 |
5.2.1 北部榴辉岩带 |
5.2.2 南部榴辉岩带 |
5.3 分析结果 |
5.3.1 矿物地球化学 |
5.3.2 锆石学 |
5.3.2.1 榴辉岩17TB13 |
5.3.2.2 榴辉岩17TB20 |
5.3.2.3 石英脉17TB19 |
5.3.3 桐柏榴辉岩的P-T条件 |
5.3.3.1 多平衡温压计 |
5.3.3.2 金红石Zr温度计和锆石Ti温度计 |
5.3.3.3 相平衡模拟 |
5.4 讨论 |
5.4.1 桐柏榴辉岩的变质演化 |
5.4.1.1 进变质阶段M0和M1 |
5.4.1.2 峰期变质阶段M2 |
5.4.1.3 早期退变质阶段M3 |
5.4.1.4 晚期退变质阶段M4 |
5.4.2 桐柏造山带高压榴辉岩相变质作用的时间 |
5.5 对华南与华北陆块碰撞地球动力学过程的指示意义 |
5.6 小结 |
第六章 古元古代时期扬子克拉通北缘从大洋俯冲经大陆碰撞到陆内裂断的构造演化 |
6.1 引言 |
6.2 样品野外及岩相学特征 |
6.3 分析结果 |
6.3.1 全岩地球化学 |
6.3.2 锆石学 |
6.3.2.1 锆石的U-Pb年龄以及微量元素特征 |
6.3.2.2 锆石的Ti含量温度计 |
6.4 讨论 |
6.4.1 古元古代多期次构造热事件的记录 |
6.4.2 变基性岩的成岩构造背景 |
6.4.3 古元古代晚期扬子克拉通北缘的多阶段构造演化 |
6.5 扬子克拉通在哥伦比亚超大陆中的位置 |
6.6 小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
博士期间发表论文目录 |
(8)柴北缘鱼卡河石榴角闪钠长岩的变质演化及其地质意义(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
矿物缩写一览表 |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 研究现状及存在的问题 |
1.3 研究目标和主要研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容和研究方法 |
1.4 论文完成工作量 |
第二章 区域地质概况 |
2.1 全吉地块 |
2.2 柴北缘构造带 |
2.2.1 鱼卡-落凤坡地体 |
2.2.2 绿梁山地体 |
2.2.3 锡铁山地体 |
2.2.4 都兰地体 |
2.3 柴达木板块 |
第三章 分析测试方法 |
3.1 矿物化学分析 |
3.2 全岩主微量元素分析 |
3.3 锆石内部结构及包裹体分析 |
3.4 锆石LA-ICP-MS U-Pb定年及微量元素分析 |
3.5 锆石Lu-Hf同位素分析 |
第四章 野外地质及样品的岩石学特征 |
4.1 岩相学特征及其变化 |
4.2 岩相学及矿物化学 |
4.2.1 岩相学 |
4.2.2 矿物化学 |
小结 |
第五章 石榴角闪钠长岩的变质作用研究 |
5.1 相平衡计算结果 |
5.1.1 石榴角闪钠长岩的核部(A带) |
5.1.2 石榴角闪钠长岩的接触带(E带) |
5.2 变质演化过程 |
第六章 岩石地球化学 |
6.1 石榴角闪钠长岩 |
6.2 榴辉岩 |
6.3 剖面上主、微量元素的变化特征 |
第七章 石榴角闪钠长岩的锆石U-Pb年代学及Lu-Hf同位素 |
7.1 锆石形态及包裹体特征 |
7.2 锆石U-Pb年代学和微量元素特征 |
7.3 锆石Lu-Hf同位素特征 |
第八章 讨论 |
8.1 石榴角闪钠长岩的P-T-t轨迹及与榴辉岩的关系 |
8.2 石榴角闪钠长岩和榴辉岩折返过程中的流体活动与元素迁移 |
8.3 石榴角闪钠长岩的原岩属性及构造背景 |
8.3.1 原岩属性 |
8.3.2 构造背景 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
(9)昌宁—孟连造山带榴辉岩、蓝片岩和变沉积岩的岩石学、变质演化及其对古特提斯洋—陆俯冲造山的制约(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及科学意义 |
1.2 研究现状及拟解决科学问题 |
1.3 研究内容及研究思路 |
1.4 主要工作量及分析测试方法 |
第二章 区域地质背景 |
2.1 三江杂岩带 |
2.2 昌宁-孟连造山带 |
第三章 榴辉岩、蓝片岩及变沉积岩的岩石学和矿物化学特征 |
3.1 榴辉岩 |
3.2 蓝片岩 |
3.3 变沉积岩 |
3.4 小结 |
第四章 榴辉岩、蓝片岩和变沉积岩的变质P-T条件及相平衡模拟 |
4.1 榴辉岩 |
4.2 蓝片岩 |
4.3 变沉积岩 |
4.4 讨论 |
4.5 小结 |
第五章 榴辉岩、蓝片岩和变沉积岩的地球化学特征 |
5.1 全岩主量元素地球化学 |
5.2 全岩微量-稀土元素地球化学 |
5.3 榴辉岩和蓝片岩全岩Sm-Nd同位素特征 |
5.4 讨论 |
5.5 小结 |
第六章 榴辉岩、蓝片岩和变沉积岩的年代学特征 |
6.1 岩浆锆石年代学 |
6.2 碎屑锆石年代学 |
6.3 变质锆石年代学 |
6.4 多硅白云母~(40)Ar-~(39)Ar年代学 |
6.5 小结 |
第七章 昌宁-孟连造山带古特提斯构造演化 |
7.1 昌宁-孟连造山带高压-超高压变质带的延伸规律 |
7.2 昌宁-孟连造山带高压-超高压岩石的变质演化P-T-t轨迹及其对洋-陆俯冲-造山的意义 |
7.3 昌宁-孟连造山带俯冲隧道折返机制及古特提斯构造演化 |
第八章 主要结论和存在问题 |
8.1 主要结论 |
8.2 存在问题 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
个人简历 |
(10)俯冲成因金刚石及其地球化学意义(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 俯冲带 |
1.1.1 大洋俯冲带和大陆俯冲带 |
1.1.2 俯冲带熔/流体活动及包裹体 |
1.1.3 俯冲带元素迁移/分异和同位素分馏 |
1.2 金刚石 |
1.2.1 金刚石物理化学性质简介 |
1.2.2 金刚石分类 |
1.2.3 幔源型金刚石 |
1.2.4 俯冲带型金刚石及研究意义 |
1.2.5 冲击型金刚石 |
1.3 选题依据及研究内容 |
1.3.1 选题依据 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 研究方法和工作量小结 |
第2章 区域地质背景 |
2.1 西太平洋俯冲带简介 |
2.2 大别造山带简介 |
第3章 分析方法 |
3.1 全岩主、微量元素分析 |
3.2 全岩Sr-Nd-Pb同位素分析 |
3.3 全岩Li-Mg同位素分析 |
3.4 单矿物及出溶体电子探针分析 |
3.5 单矿物和包裹体激光拉曼分析 |
3.6 单个熔体包裹体成分分析 |
3.7 单个流体包裹体显微测温 |
3.8 锆石内部结构分析 |
3.9 锆石LA-ICPMS U-Pb定年和微量元素分析 |
3.10 锆石LA-MC-ICPMS Lu-Hf同位素分析 |
第4章 西太平洋俯冲带金刚石成因及其地球化学意义-以栏杆为例 |
4.1 地质背景及样品描述 |
4.2 实验结果 |
4.2.1 主、微量元素 |
4.2.2 全岩Sr-Nd-Pb同位素 |
4.2.3 单个熔体包裹体成分 |
4.2.4 锆石U-Pb年龄及Hf同位素 |
4.3 含金刚石碱性玄武岩成因 |
4.4 金刚石成因 |
4.5 含金刚石碱性玄武岩成因对华北克拉通破坏诱发机制的指示意义 |
4.6 小结 |
附表 |
第5章 大陆俯冲带金刚石成因及其地球化学意义-以饶拔寨为例 |
5.1 地质背景及样品描述 |
5.2 实验结果 |
5.2.1 全岩主、微量元素 |
5.2.2 单相固/流体包裹体激光拉曼成分 |
5.2.3 单个流体包裹体显微测温 |
5.2.4 尖晶石出溶体和寄主矿物成分 |
5.2.5 角闪石主量元素 |
5.2.6 Li-Mg同位素组成 |
5.3 俯冲带隧道壳幔边界熔/流体相互作用 |
5.4 俯冲带金刚石成因及对深部碳循环的意义 |
5.5 俯冲带氧逸度 |
5.6 北大别麻粒岩相热源 |
5.7 小结 |
附表 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
四、Rutile U-Pb age for the ultra-high pressure eclogite from the Dabie Mountains, central China: Evidence for rapid cooling(论文参考文献)
- [1]中国变质岩研究近十年新进展[J]. 张贵宾,刘良,魏春景,肖益林,焦淑娟,吕增,张立飞. 矿物岩石地球化学通报, 2021(06)
- [2]西藏松多高压/超高压变质作用及其构造意义[D]. 董宇超. 吉林大学, 2021(01)
- [3]北秦岭超高压变质岩带的构造变形特征和剥露过程研究[D]. 康文彬. 西北大学, 2021(10)
- [4]大别造山带橄榄岩地幔属性与壳幔相互作用[D]. 赵伊. 中国地质大学, 2021(02)
- [5]北大别变基性岩岩石学和地球化学研究[D]. 王玲. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [6]北秦岭造山带超高压变质岩地球化学研究 ——以松树沟榴闪岩为例[D]. 林少伟. 中国科学技术大学, 2020(02)
- [7]汇聚大陆边缘构造演化 ——来自桐柏造山带高压变质岩的研究[D]. 张强强. 中国科学技术大学, 2020
- [8]柴北缘鱼卡河石榴角闪钠长岩的变质演化及其地质意义[D]. 孙慧. 西北大学, 2020(02)
- [9]昌宁—孟连造山带榴辉岩、蓝片岩和变沉积岩的岩石学、变质演化及其对古特提斯洋—陆俯冲造山的制约[D]. 王慧宁. 中国地质科学院, 2020(01)
- [10]俯冲成因金刚石及其地球化学意义[D]. 王晓霞. 中国科学技术大学, 2020(01)