宋述光[1]2001年在《柴北缘都兰超高压地体的岩石学、矿物学、变质演化过程及构造意义》文中研究指明都兰超高压地体是1999年新发现的榴辉岩—片麻岩地体，是柴北缘榴辉岩—石榴橄榄岩超高压带东端的主要出露地区。研究区内榴辉岩呈大小不等的透镜状和似层状岩块产于花岗质片麻岩(正片麻岩)和石榴云母片岩、片麻岩(副片麻岩)中，最大的岩块达200×300米。根据榴辉岩的岩石类型和化学成分、变质矿物组合及温压条件，本研究区可划分为特征明显的南北两带。北带榴辉岩原岩形成的构造环境具有从正常的大洋中脊玄武岩(MORB)到过渡型玄武岩或板内玄武岩的特点；而南带榴辉岩的原岩主要为岛弧环境的低钾拉斑玄武岩和高铝玄武岩。受原岩成分的控制，北带榴辉岩峰期变质的矿物组合为石榴石(Alm_(41～60)Pyr_(10～27)Gross_(13～38))+绿辉石(Jd_(27～42))+多硅白云母(Si_(3.28～3.53))+绿帘石+文石／方解石+金红石+磷灰石+锆石，其中石榴石和绿辉石中含有典型的柯石英假象和具放射状裂纹的多晶石英+透长石包裹体，绿辉石中广泛发育有定向排列的石英出溶片晶，反映北带榴辉岩经历了超高压变质作用。南带榴辉岩的峰期变质矿物组合为石榴石(Alm_(32～35.4)Pyr_(43.6～50.5)Gross_(16.8～20.7))+绿辉石(Jd_(26～46))+蓝晶石+金红石+多硅白云母(Si_(3.44))，未见典型的柯石英假象，绿辉石中出溶片晶较少。通过详细的激光拉曼光谱研究，首次在都兰北带与榴辉岩互层产出的副片麻岩锆石中发现了4颗柯石英包裹体，从而证明了研究区是典型的超高压变质地体。副片麻岩锆石中其它矿物包裹体为石榴石、多硅白云母、石英、石墨、蓝晶石等，其分布规律反映了板块俯冲时压力升高的进变质过程，而石墨的存在说明峰期变质的最高压力小于3.5 GPa。榴辉岩锆石中矿物包裹体为石榴石、绿辉石、多硅白云母和文石等，极少量石英包裹体分布于早期残核中，但尚未找到柯石英包裹体。区内花岗质片麻岩的锆石属典型的岩浆锆石，未见变质生长边，其矿物包裹体为石英、长石、电气石等，无高压超高压变质矿物，说明花岗质片麻岩未经历超高压变质事件的改造。同位素年代学研究表明榴辉岩的变质年龄为443-496 Ma，与鱼卡和阿尔金榴辉岩的变质时代一致。花岗质片麻岩形成年龄为932～1011 Ma，反映本区的花岗质基底的形成与晋宁期Rodinia超大陆形成时的岩浆活动有关。云母Ar-Ar年龄为401.5+／-1.2 Ma，反映地壳层次韧性剪切变形的年龄。都兰南北两带榴辉岩变质程度和P-T演化轨迹的不同反映了两带俯冲和折返的动力学过程的差异。北带榴辉岩的峰期变质的温压条件为T=580-770℃，P=2.9 GPa，在柯石英=石英转变线之上的超高压变质之后经历压力急速降低而温度缓慢降低的过程，反映了超高压岩石快速折返；而南带P-T轨迹是一降压升温过程，即压力从2.6 GPa降低到1.8-2.0 GPa时，温度则从600℃升高到900℃，说明其折返速率较为缓慢，并在上升过程中受到周围环境的改造。都兰超高压地体与其西部的锡铁山片麻岩—榴辉岩地体、绿梁山片麻岩—石榴橄榄岩地体和鱼卡—大柴旦片麻岩—榴辉岩地体以及阿尔金片麻岩—榴辉岩地体构成一条沿NW-SD断续分布，长度达1000 km的高压超高压变质带，代表祁连复合地体与柴达木前寒武纪克拉通之间又一巨大的加里东期大陆俯冲碰撞的板块接合带。该巨型高压超高压变质带的确立对于重新认识中国西部以及整个欧亚大陆加里东期形成过程和构造演化具有重要意义。
曹玉亭[2]2013年在《南阿尔金和柴北缘胜利口地区高压—超高压变质作用演化及其熔流体活动》文中指出近年来,伴随超高压变质作用的不断深入研究,我国西部南阿尔金地区陆续确定了一系列多种类型的高压-超高压岩石,并确定其形成主体是早古生代陆壳深俯冲作用的产物,已成为继苏鲁-大别之后国际超高压变质作用研究的又一热点地区。本文通过详细的野外地质调查,查明了南阿尔金和柴北缘两个变质带中各个地区高压-超高压岩石组合。早期的研究认为南阿尔金地区超高压岩石主要出露在江尕勒萨依和英格利萨依地区,而高压麻粒岩仅在淡水泉地区被发现。随着研究程度的不断深入,本文在淡水泉地区又陆续发现长英质高压麻粒岩和石榴石辉石岩；在木纳布拉克地区也发现泥质高压麻粒岩。由此可见,区内高压-超高压岩石由北向南断续出露在南阿尔金俯冲碰撞杂岩带,共同构成一条高压一超高压变质带。结合室内详细的岩相学观察及相关实验研究,确定了不同类型岩石的峰期变质时代及变质演化历史,从而为确定阿尔金南缘陆壳深俯冲折返途径及演化过程和探讨阿尔金造山带大陆深俯冲发生的动力学机制提供关键的约束条件；通过对南阿尔金和柴北缘胜利口地区浅色脉体的研究,查明了脉体的形成时代、熔流体的性质及源区,为研究陆壳俯冲折返过程中的熔流体活动提供关键证据。本文取得的主要成果如下：1、通过详细的岩相学研究,在江尕勒萨依UHP榴辉岩中发现了指示UHP变质的碳酸盐岩矿物组合和斯石英假象的长柱状石英棒状集合体,在英格丽萨依含石榴石花岗质片麻岩中发现石榴石中残留K-cymrite-钾长石超高压相,从而为证明南阿尔金高压-超高压变质岩带经历超高压变质作用提供了直接证据。(1)在江尕勒萨依地区新鲜榴辉岩中发现石榴石和绿辉石具白云石反应边的残存浑圆状菱镁矿包体及及方解石集合体等包体,并发育非常类似于超高压岩石中柯石英假象所常具有的放射状裂纹；另外,还发现绿辉石和石榴石中发育长柱状石英棒状集合体,根据实验岩石学资料的分析对比推断呈长柱状的多晶石英集合体应解释为斯石英假象,即其经历了由斯石英→柯石英→石英的转变过程。这些显微结构表明榴辉岩的峰期矿物组合为Grt+Omp+Mgs+Arg±Sht,从而估算南阿尔金新鲜榴辉岩的峰期压力至少为8-10GPa：(2)英格利萨依地区含石榴石花岗质片麻岩中的石榴石含有钾长石、钾长石+石英、石英和条纹长石四类包裹体。拉曼光谱特征显示除了特征的钾长石镨峰,钾长石多晶包体还具有与K-cymrite和cymrite典型拉曼谱峰一致的谱峰390-393cm-1和668-669cm-1,结合岩相学特征推断钾长石包体是由先存高压相K-cymrite退变而来,确定其峰期压力为>2.8-3.6GPa,为该岩石经历超高压变质作用提供直接证据；推断钾长石+石英多晶包体应是先存K-cymrite+coesite退变的产物;石英包裹体与UHP岩石中柯石英向石英转变的结构一致,应为柯石英假象。2、通过详细岩相学研究、矿物成分分析和温压估算,确定了南阿尔金四个地区高压-超高压岩石和柴北缘胜利口地区退变榴辉岩的变质演化期次。锆石年代学特征及其矿物包裹体特征,分别获得南阿尔金高压-超高压岩石的原岩形成时代主体为新元古代、峰期变质年龄为-500Ma和麻粒岩相退变质时代为-450Ma；获得柴北缘胜利口退变榴辉岩的峰期榴辉岩相变质时代为440Ma,麻粒岩相变质时代为420Ma。综合岩相学、年代学结果从而建立了完整的P-T-t演化轨迹。(1)详细的岩相学观察和温压计算表明江尕勒萨依地区榴辉岩和含斯石英显微结构的泥质片麻岩在经历了UHP榴辉岩相变质后又分别经历了高压麻粒岩相和高角闪岩相两期退变质作用;锆石阴极发光图像显示这两种岩石中锆石均具有残留核-变质核-变质边的多层结构。LA-ICP MS原位微区锆石U-Pb定年获得区内这两种UHP岩石的原岩年龄分别为752±7Ma和<645Ma；同时还获得变质核年龄为500±2Ma和489±4Ma,变质边平均年龄为455±2Ma和448±3Ma.根据锆石矿物包裹体特征及微量元素特征,推断这两组年龄分别代表超高压峰期变质年龄和麻粒岩相的退变质年龄。从而表明区内新元古代陆壳岩石在～500Ma经历了陆壳深俯冲发生UHP变质作用后,又分别在450Ma和<450Ma经历了高压麻粒岩相及高角闪岩相两期退变质作用,构成一条顺时针P-T-t演化轨迹;(2)锆石U-Pb定年获得英格丽萨依地区含石榴石花岗质片麻岩的原岩年龄为857±7Ma,属新元古代,而峰期变质年龄为500±4Ma,与江尕勒萨依地区UHP榴辉岩的峰期变质年龄一致。岩相学、矿物包体研究和温压计算结果表明,该岩石的新元古代原岩(857±7Ma)在～500Ma经历了陆壳深俯冲并发生超高压变质(>2.8-3.6GPa)后,在抬升时由于降压升温迭加了超高温麻粒岩相变质作用,最后又经历降温降压的一条顺时针P-T (-t)轨迹；(3)淡水泉地区出露高压泥质麻粒岩和高压长英质麻粒岩,石榴石辉石岩呈透镜体包裹在这些麻粒岩相的片麻岩中。岩相学研究表明高压泥质麻粒岩经历了多期次的变质作用,各期次矿物组合在P-T视剖面图上限定了一条顺时针的P-T演化轨迹,即该岩石达到高压麻粒岩相变质后又经历了早期呈近等温降压以及后期趋于近等压降温的P-T演化轨迹。锆石U-Pb微区原位定年获得了高压泥质麻粒岩的变质时代为486+5Ma,原岩的形成时代上限值约为719Ma。长英质麻粒岩经历了叁个阶段的变质期次,达到高压麻粒岩相变质后在退变质作用早期呈降温降压趋势,晚期则趋于近等压降温,总体具有顺时针P-T演化轨迹。其峰期变质年龄为505+5Ma,原岩形成时代为866+5Ma。石榴石辉石岩经历了升压升温的进变质作用,达到峰期(榴辉岩相)变质后又分别经历高压麻粒岩相和角闪岩相退变质作用,在P-T视剖面图上获得了一条顺时针的P-T演化轨迹,即该岩石早期经历了升温升压,之后升温降压,最后降温降压的变质演化过程。结合锆石U-Pb定年,确定区内叁种岩石的形成是与陆壳俯冲作用有关的高压-超高压变质事件的产物。(4)详细的岩相学特征表明南阿尔金木纳布拉克地区出露的高压泥质麻粒岩峰期变质时代为485+5Ma,其在经历了高压麻粒岩相变质之后,又经历了两期退变质作用,并给出了一条早期降温降压后期近等压降温的顺时针P-T演化轨迹,其形成是与南阿尔金俯冲作用引发的高压-超高压变质作用的产物。锆石年代学研究获得区内高压泥质麻粒岩的原岩的形成年龄应小于580Ma,石英片岩原岩形成年龄的上限为840+5Ma,二云母石英片岩的原岩形成时代应小于647Ma,表明这叁种岩石原岩的形成时代均为新元古代,与南阿尔金阿尔金岩群中的高压-超高压岩石的原岩时代一致。因此木纳布拉克地区的这叁种岩石不应再划归为“长城系”,将其归属为阿尔金岩群更为合适。(5)岩相学和矿物化学特征表明柴北缘胜利口地区退变榴辉岩经历了多期次的变质作用,石榴石中残留的绿辉石包体表明退变榴辉岩曾经历了榴辉岩相变质,其矿物组合为Grt+Omp+Rt+Qz,Cpx+Pl1后成合晶或筛状交生体、Cpx+P11交生体外围的Amp+P12后成合晶表明该岩石在峰期榴辉岩相变质之后又分别经历了高压麻粒岩相和角闪岩相两期的退变质作用,其矿物组合分别为Grt+Cpx+Pl1+Qz+Ilm和Grt+Amp+P12+Qz±Ilm。锆石内部结构特征、矿物包裹体和年代学数据显示该岩石的峰期变质作用和麻粒岩相退变质作用分别发生在440Ma和420Ma,这与柴北缘其他高压-超高压岩石所获得的峰期变质年龄(420-461Ma)与退变质年龄(400-425Ma)相一致,从而构成一条顺时针P-T-t演化轨迹。3、通过对南阿尔金江尕勒萨依地区含石榴石黑云母片麻岩中浅色脉体和柴北缘胜利口地区退变榴辉岩中浅色脉体的研究,确定了脉体的形成时代,并对形成这些脉体的熔流体性质及源区得到很好的限定。(1)对江尕勒萨依地区含石榴石黑云斜长片麻岩锆石U-Pb定年分析获得四组年龄：>586Ma、503±5Ma、459±4Ma和415±3Ma。其中586Ma为该岩石的原岩形成上限,503±5Ma和459±4Ma分别与本文获得的区内榴辉岩和UHP含石榴石泥质片麻岩的峰期变质时代和麻粒岩相退变质时代相一致,而415±3Ma可能代表后期深熔或热液事件的时间。锆石U-Pb定年获得长英质脉体中的核部锆石的年龄为604-1702Ma,与寄主片麻岩的核部锆石年龄范围一致,边部锆石年龄为417±2Ma,与寄主片麻岩的边III锆石年龄一致。岩相学特征显示长英质脉体可能是寄主岩石发生熔融而形成的,CL图像和微量元素特征显示长英质脉体中的边部锆石可能为深熔成因,结合岩相学特征,进一步说明脉体为片麻岩深熔形成的,发生的时间为～415Ma。(2)在胜利口地区发现退变榴辉岩中发育浅色脉体,在与脉体接触的部位,退变榴辉岩发生强烈的角闪岩化,退变为石榴石角闪岩。锆石U-Pb定年研究获得浅色脉体的形成时代为422+2Ma,与该岩石麻粒岩相退变质时代(420Ma)一致。地球化学特征显示浅色脉体中含有较高的SiO2, Al2O3, Na2O, CaO和Sr的含量,结合锆石U-Pb定年结果和Hf同位素特征,推断浅色脉体是由退变榴辉岩中先存绿辉石部分熔融产生的富含Na, Si, Ca, Al和Sr元素的内部流体形成的。另外,靠近脉体的石榴石角闪岩具有强烈地角闪岩化,且相对退变榴辉岩具有较高的K, LREE, LILE含量,表明存在少量的含有较高K, LREE, LILE含量的外来流体加入,并与围岩退变榴辉岩发生相互作用。这些外来流体的迁入可能发生在角闪岩相变质阶段之前或一直持续到该阶段之后。因此,多期次的流体流动在退变榴辉岩抬升过程中被识别,其中主期形成长英质脉体的流体是在峰期榴辉岩相向麻粒岩相转变过程中由绿辉石部分熔融产生的内部流体,随后外来流体迁入则发生在角闪岩相变质前后,对应于最后一期的流体流动。根据上述研究及前人对区内高压-超高压岩石的研究结果,本文取得以下新的认识：(1)南阿尔金(-500Ma)和柴北缘地区(420-457Ma)的超高压岩石与高压麻粒岩相岩石各自具有一致的峰期变质时代,但它们在岩石组合,高压-超高压岩石的保存状态、峰期变质条件不同,而一些UHP岩石在峰期阶段之后折返阶段的变质历史具有明显差异。因此同时代的具有不同变质演化历史的超高压岩石与高压麻粒岩共存于同一个造山带中。本文利用俯冲隧道模型来解释这种现象,即高压麻粒岩和UHP岩石在同一时间俯冲到不同深度部位,在不同的热状态下发生相应峰期变质后折返到地表产生的,而不同超高压岩石具有不同的退变质轨迹则是由于其折返路径的差异引起的。(2)结合前人精细的锆石U-Pb年代学研究表明,南阿尔金出露的高压-超高压变质岩石的原岩形成时代均属于新元古代,暗示这些高压-超高压岩石的原岩应来自新元古代的地层或地质体。进一步对阿尔金地区各前寒武纪地层的碎屑锆石进行统计分析发现,其中元古代物源可能来源于南侧。结合区域地质资料,本文初步提出,南阿尔金高压—超高压变质岩带的形成可能是南阿尔金洋向北俯冲拖曳其南侧的亲扬子地块属性的部分新元古代陆壳物质(如藏北或东、西昆仑新元古代基性-超基性岩石等)在～500Ma发生陆壳俯冲—深俯冲作用的产物,之后在～450Ma与<450Ma经历了两期抬升。(3)尽管南阿尔金和柴北缘高压-超高压岩石的变质时代均为早古生代,但二者的峰期变质及退变质时代具有明显的不一致性,柴北缘较南阿尔金滞后约20～80Ma。因此,南阿尔金和柴北缘不应属于同一条高压-超高压变质带。
于胜尧[3]2011年在《都兰地区高压麻粒岩单元的构造热历史：对柴北缘古生代碰撞造山作用的启示》文中研究指明位于青藏高原北缘的柴北缘是一典型的大陆深俯冲超高压变质带,以发育典型的榴辉岩、石榴橄榄岩和相关片麻岩为主要特征。通过近几年的野外工作和局部区域的大比例尺野外填图,在柴北缘超高压变质带最东端都兰地区识别出一个高压麻粒岩次级单元,它与相邻的含榴辉岩的岩石单元为断层接触。高压麻粒岩单元主要的岩石类型包括高压麻粒岩、花岗质片麻岩、富铝质片麻岩(片岩)、石榴斜长角闪岩和英云闪长岩。高压麻粒岩呈透镜状或条带状分布在含石榴石的白云母片岩和片麻岩中,其成分可从超基性、基性变化到中性和酸性,其中基性高压麻粒岩是主体。野外关系显示中-酸性高压麻粒岩(统称长英质高压麻粒岩)可能为部分熔融作用的浅色体,而基性高压麻粒岩为残留体。根部岩石的显微结构特征、矿物之间的共生和替代关系,并结合系统的温压条件估算,确定都兰高压麻粒岩共经历五期变质作用：(1)早期进变质角闪岩相阶段(M1),以具有生长环带的石榴石变斑晶核部发育有绿帘石+角闪石+斜长石+石英等矿物包裹体为特征,相应的温压条件为T=550～595℃和P=0.9～1.15GPa；(2)峰期高压麻粒岩相阶段(M2)的矿物组合为：石榴石+单斜辉石+斜长石+石英±蓝晶石±金红石(基性),石榴石+蓝晶石+钾长石+斜长石+石英(长英质),石榴石+叁元长石(已转变为条纹长石)+蓝晶石+石英(围岩副片麻岩),记录的温压条件为T=800-950℃和P=1.45-1.85 GPa；(3)高压麻粒岩相-高角闪岩相过渡阶段(M3),以早期粗粒单斜辉石周围出现蠕虫状的Cpx+P1后成合晶为主要特征,记录的温压条件为T=735～800℃和P=1.2～1.4GPa；(4)角闪岩相退变质阶段(M4),以含水矿物角闪石的发育为主要特征,局部见黑云母生长在石榴石周围,记录的温压条件为T=600～675℃和P=0.86～1.05Gpa；(5)晚期绿片岩相退变质阶段(M5),以发育阳起石、黑云母、绿帘石、绿泥石、白云母、珍珠云母和钠长石等含水矿物为特征。高压麻粒岩具有典型的顺时针P-T演化轨迹,经历的动力学过程主要包括：早期陆-陆碰撞引起地壳增厚(50-70km)和高压麻粒岩相变质作用,随后发生快速折返并经历近等温降压或略降温降压变质作用的改造,最后岩石抬升到中上地壳环境遭受角闪岩相和绿片岩相变质作用的迭加。全岩地球化学、Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素研究结果表明,长英质高压麻粒岩(浅色体)和英云闪长岩具有类似于埃达克质岩石的地球化学特征,可能源自于增厚下地壳基性物质的部分熔融作用；或直接来自新底侵并增厚下地壳基性岩石中的角闪石(可能有少量黑云母参与)的脱水熔融,地壳厚度应大于50km(T>900℃)。花岗岩显示出类似于S型花岗岩的地球化学特征,可能来源于中元古代古老地壳的部分熔融,并与与副片麻岩是具有一定的亲缘性。锆石U-Pb年代学结果表明基性高压麻粒岩的峰期变质时代为434～446Ma,而长英质高压麻粒岩的部分熔融及相关变质作用时代428～442Ma,英云闪长岩的结晶时代为432～443Ma,均与相邻榴辉岩的超高压变质作用时代基本一致。因此,相同时代(420～450Ma)的超高压榴辉岩相变质作用、高压麻粒岩相变质作用和深熔作用等地质事件共同构成了都兰地区碰撞造山作用早期的构造热事件。同时,结合岩相学和地球化学资料,进一步表明基性高压麻粒岩和埃达克质岩石(长英质高压麻粒岩和英云闪长岩)可能同时形成于同一构造热背景,即在增厚的下地壳环境。退变基性高压麻粒岩中角闪石39Ar-40Ar坪年龄变化于423～432Ma之间,代表了高压麻粒岩的冷却时代或角闪岩相迭加的时代,也反映高压麻粒岩可能经历了快速冷却过程。S型花岗岩的形成时代为382-391Ma,指示了碰撞作用晚期从挤压转变为拉张体制的时代。
刘小驰[4]2013年在《陆壳深俯冲过程中的洋—陆转换与流体活动：以西大别和柴北缘高压—超高压变质带为例》文中研究表明大陆深俯冲和折返的研究是发展和完善板块构造理论的前缘科学问题。对高压-超高压岩石折返与俯冲带深部流体过程等有关科学问题进行深入的研究,是建立大陆深俯冲和折返理论体系的重要方面。中国东部的西大别造山带和西部的柴北缘造山带中的高压-超高压变质岩,为大陆地壳深俯冲变质的产物,同时还残存有先期深俯冲的洋壳,是研究大陆深俯冲-折返机制和流体过程的重要对象。本学位论文以西大别造山带、柴北缘造山带中的高压-超高压岩石为研究内容,进行了系统的锆石原位U-Pb年龄、微量元素、Lu-Hf同位素、O同位素分析。研究主要获得以下认识：(1)西大别浒湾变质带存在两种类型的高压榴辉岩,其中一类榴辉岩中的残留岩浆锆石U-Pb年龄为411±4Ma,锆石具有正的εHf(t)值(可高达14.4),表明这些榴辉岩的原岩来源自亏损的地幔源区,很有可能对应晚志留纪古特提斯洋壳,另一类榴辉岩及花岗质片麻岩中岩浆锆石的U-Pb年龄分别为700±4Ma和738±6Ma,这些岩石的原岩主体应为中-新元古代扬子板块基底岩石,其中榴辉岩中锆石的εHf(t)值变化范围是-1.0至7.4,表明这类榴辉岩的原岩是新元古代新生地壳再造的产物。两类榴辉岩中变质锆石的U-Pb年龄分别为310±3Ma和306±7Ma,并且显示出低的Th/U比值和微量元素含量,平坦的HREEs配分模式、无明显的Eu异常及低的176Lu/177Hf,这些特征表明浒湾变质带的洋壳和陆壳两种类型榴辉岩共同经历了石炭纪约310Ma的榴辉岩相变质作用。浒湾变质带存在的洋-陆耦合俯冲作用表明,低密度的陆壳类型岩石可能对于高密度洋壳岩石的抬升和保存起到了重要的作用。(2)浒湾变质带中变沉积片岩有分散的岩浆锆石U-Pb年龄表明西大别浒湾变质带部分高压陆壳岩石具有不同的原岩形成时代。斜长角闪岩的锆石U-Pb年龄为1806±63Ma,εHf(t)值为-16.3,原岩可能来自古老地壳物质的再造,富石英浅色脉体及斜长角闪岩中的变质锆石U-Pb年龄分别为243±4Ma和241±1Ma,绿辉石和石榴子石等矿物包裹体和锆石微量元素特征表明这些锆石形成于榴辉岩相变质作用。浒湾变质带陆壳高压岩石经历了约243Ma的榴辉岩相高压变质作用。前人研究表明大别造山带洋壳俯冲的持续时间可能到约250Ma。因此大别造山带陆壳岩石高压-超高压变质作用的初始时间应早于243Ma,与原岩为洋壳的岩石的高压变质时间相吻合。西大别高压-超高压板片的俯冲和折返是在不同时间内完成的,而是在叁迭纪经历了多板片的俯冲-折返过程。(3)首次在柴北缘造山锡锡铁山地体榴辉岩锆石中发现超高压矿物包裹体柯石英,柴北缘造山带的四个变质地体都应经历过超高压变质作用。利用SIMS和LA-ICPMS方法确定锡铁山地体超高压峰期时代为441±9Ma,整个柴北缘高压-超高压变质带4个地体在460-440Ma共同经历了俯冲、超高压变质、折返循环,并最终形成了统一的柴北缘巨型高压-超高压变质带。柴北缘洋壳类型的岩石与陆壳类型岩石经历超高压变质作用时间上是连续的,都兰超高压变质地体的蛇纹石化方辉橄榄岩中锆石U-Pb年龄为448±9Ma与蓝晶石榴辉岩的锆石U-Pb年龄455±5Ma一致。低密度的蛇纹石化橄榄岩和陆壳岩石可能对高密度镁铁质超高压岩石保存和折返起到了重要的浮力牵引作用。(4)西大别低温-超高压岩石中片麻岩和榴辉岩的石英脉锆石U-Pb年龄为214.5±3.1Ma和213.8±2.4Ma,反映了西大别超高压岩石中流体活动时间约为215Ma。石英脉中锆石与各寄主岩石中的锆石有一致的O同位素,但是Hf同位素出现差异,其中以片麻岩为围岩的石英脉样品09MC05中的锆石相对围岩片麻岩中的锆石有更低的εHf(t)值(-5.92),而以榴辉岩为围岩的石英脉样品09MC12中的锆石的εHf(t)值(-0.97)介于榴辉岩和片麻岩之间,表明这一阶段的流体活动中,流体的规模更为广泛。结合锆石中低的微量元素含梁特征,成脉流体应来自寄主岩石折返降压过程中经含水矿物脱水作用形成的富水流体。出现的该期流体导致了超高压岩石由高压榴辉岩相至角内岩相的退变质作用。(5)柴北缘锡铁山超高压变质地体的一套长英质浅色脉体、寄主榴辉岩和围岩片麻岩中锆石形态学、U-Pb年龄、微量元素、Hf-O同位素的研究揭示：石英脉中自形振荡环带的锆石具有高的U、Li、Th、Nb、Ta和REEs含量,其形成时间为442±6Ma,与超高压变质时间一致。锆石可能形成自近超高压变质峰期的超临界流体。这些振荡环带的锆有着与围岩片麻岩相似的Lu-Hf同位素组成,但是其O同位素介于片麻岩与寄主榴辉岩之间,这表明来自围岩片麻岩的流体为超临界流体,对Lu和Hf有较强的运移能力,而来自榴辉岩的流体为对微量元素运移能力弱的富水流体。长石石英脉中,锆石U-Pb年龄为420Ma,与锡铁山麻粒岩相变质时间一致,微量元素上强烈富集HREEs,锆石结晶自含水熔体。锆石的Hf-O同位素组成介于围岩片麻岩和寄主榴辉岩之间,但片麻岩占主体。因此,锡铁山超高压地体的片麻岩和榴辉岩在折返过程中的麻粒岩相阶段约420Ma都发生了部分熔融作用,发生部分熔融形成的含水熔体主体来自围岩片麻岩,含水熔体能迁移较远距离。(6)大陆深俯冲过程中的洋-陆耦合俯冲-折返过程表明,洋壳类型岩石与陆壳类型岩石经历超高压变质作用时间上是连续的,低密度的陆壳高压-超高压岩石及蛇纹石化橄榄岩可能对于同时期俯冲的高密度洋壳岩石的抬升和保存起到了重要的携带者的作用。大陆深俯冲形成的低温-超高压变质地体的流体以富水流体为主,发生在折返过程中的流体活动是多阶段的,富水流体的出现促进了超高压岩石的退变质作用。中温-超高压变质地体中可以出现超临界流体及含水熔体,超临界流体出现在近超高压变质作用峰期的初始折返阶段,含水熔体出现在麻粒岩相迭加阶段。超临界流体和含水熔体都能脱离寄主岩石,迁移较远的距离,能够运移俯冲板片中的元素和水进入地幔楔,导致了地幔楔发生部分熔融,最终导致具有典型地球化学特征的岛弧岩浆岩出现。
赵志新[5]2018年在《柴北缘锡铁山地区古生代构造岩浆演化与铅锌成矿控制》文中研究表明柴达木盆地北部边缘(简称柴北缘)超高压变质位于我国青藏高原东北部,沿NWW向延伸约400km,自北西向南东由鱼卡、绿梁山、锡铁山以及都兰超高压变质地体组成。该变质带形成于早古生代的陆陆碰撞事件,是典型Alpine型俯冲造山系统。已有研究成果普遍认为柴北缘超高压变质带记录了从大洋俯冲、陆壳碰撞、到板片折返最后到造山带垮塌和伸展的完整历史。锡铁山地区位于柴北缘中段,区内发育众多与造山作用相关的古生代侵入岩,同时区内锡铁山铅锌矿床为我国西北地区重要有色金属矿床之一。论文以柴北缘锡铁山地区古生代岩浆作用和铅锌矿床为研究对象,在地质调查基础之上,通过锆石LA-ICPMS U-Pb定年对区内不同类型、不同岩体的成岩事件进行厘定,结合全岩地球化学测试、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素等手段查明该区古生代构造-岩浆活动的时空演化序列,揭示碰撞造山带岩浆活动与大陆地壳增长之间的联系,深入分析该区深部动力学过程与岩浆活动的耦合关系。同时利用精细的岩相学观察,解剖锡铁山铅锌矿体和硫化物变质变形特征,结合硫化物LA-MC-ICPMS硫同位素测试和碳酸盐矿物C-O-Sr同位素组成分析,讨论成矿“硫”及流体来源,剖析矿床成因分类及成矿动力学背景,阐明区域构造演化对于岩浆活动和成矿作用的控制关系。取得的主要认识如下:(1)锡铁山已探明矿石量约640万吨,平均品位为Zn 4.86%、Pb 4.16%、Ag58 g/t、Au 0.68 g/t,矿体赋存于形成于弧后盆地的中晚奥陶世滩间山群变质火山-沉积岩系中。发生在约400 Ma的俯冲板片的折返作用引起的变质变形作用对矿床的改造作用影响显着,根据野外调研、自动矿物学和电子探针的研究结果发现,原始矿体的形态特征大多已被破坏,多经历过褶皱、剪切、挤压、拉伸等变形改造,塑性流动的硫化物充填至大理岩裂隙和片岩片理之中,局部褶皱造成矿体厚度发生不同程度改变;多数硫化物的原生结构已经遭到破坏或被改变,取而代之的是广泛发育的脆性和韧性变形结构。不同硫化物对于绿片岩相-角闪岩相变质和变形作用的反应不尽相同,也导致了不同硫化物具有不同的变形特征和结构,但是也有部分原生矿物组合被保存在大理岩之中免于被改造破坏。黄铁矿最为稳定,广泛发育脆性碎裂结构,但局部也发生重结晶导致生成退火结构和粗粒自形晶体;磁黄铁矿则非常可能是黄铁矿变质分解的产物;闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿和黄铜矿等均发生了不同程度的塑性变形与流动,充填在黄铁矿和围岩裂隙片理之中,也发现其在塑性迁移过程中搬运和包裹黄铁矿颗粒及碎片;铁白云石和菱铁矿是矿床中最主要的蚀变矿物,与矿床中与硫化物密切共生,为热液交代(蚀变)大理岩原岩产物。(2)锡铁山花岗岩体(以下简称锡铁山岩体)锆石LA-ICPMS U-Pb定年测试结果得出两个近乎相同的加权平均年龄441±2 Ma和442±2 Ma,与该地区超高压变质峰值年龄(442 Ma)高度一致,说明花岗岩浆作用和与大陆碰撞相关的超高压变质作用具有同时性,并依此认为锡铁山花岗岩为同碰撞花岗岩浆作用的产物;锡铁山岩体具有高钾钙碱性和弱过铝、低锆饱和温度和较高的K_2O含量等S型花岗岩特点;其稀土元素和微量元素标准化配分模式与平均大陆地壳相似,显示强烈的轻重稀土分馏((La/Yb)_N=19–26),中等负Eu异常(δEu=0.65–0.71)和亏损Nb、Ta、P、Ti等元素;同时锡铁山岩体的Sr-Nd同位素特征与柴北缘同期花岗岩差异明显(~(87)Sr/~(86)Sr初始值=0.70920–0.71080,ε_(Nd)(t)=-4.61~-3.75),结合其正的ε_(Hf)(t)(0.5–5.3)和继承锆石年龄(475–518 Ma)等特点,该岩体被解释为来自俯冲洋壳熔体和陆壳熔体的混合成因;同位素混合模拟计算显示约有28–35%的洋壳物质和约65–72%陆壳物质参与形成锡铁山同碰撞岩体;因此,本文研究的同碰撞花岗岩揭示了新生地壳中有来自地幔的洋壳物质参与,所以“大陆碰撞带是大陆地壳增长的主要场所”的假设适用于柴北缘。(3)锆石LA-ICPMS U-Pb定年显示,锡铁山辉长岩以及X-1、X-2和X-3花岗岩同时形成于372 Ma,滞后于柴达木板块和祁连板块之间的大陆碰撞事件约50个百万年;辉长岩显示中低钾拉斑成分特点,具有高FeO~T和TiO_2含量,富集大离子亲石元素,亏损Nb和Ta元素,与岩石圈地幔来源岩石类似,这一特征也得到了其它微量元素如Zr/Nb、La/Nb和Nb/Ta比值的印证;另外,和MORB相比,辉长岩显示了相对富集的特征,结合其微量元素特征判定,辉长岩源区的岩石圈地幔受到过俯冲板片熔体的交代。同期的叁个花岗岩体都是高钾钙碱性的弱过铝质I型花岗岩,其具有强烈的轻重稀土分馏模式和负Eu异常,且强烈亏损Ba、Sr和高场强元素如Nb、Ta、Ti和P等,富集Rb、Th、U和Pb元素,与大陆上地壳高度相似;但其Sr-Nd-Hf同位素特点与柴北缘上地壳来源岩石和柴北缘基地有明显差异,却与上述形成于442 Ma的同碰撞花岗岩高度一致,因此这些花岗岩被解释为同碰撞花岗岩熔融的产物;其具有的相对亏损的同位素特征和岩石中出现的镁铁质包体,也表明其可能受到同期镁铁质岩浆的影响;此外,这些花岗岩中包含的继承锆石显示负的ε_(Hf)(t)和元古代二阶段模式年龄,表明其源区可能也包含少量古老地壳的物质。基于辉长岩和花岗岩的时空关系,结合其成因特点,本文提出加厚岩石圈根部的对流剥离模式最适合解释该区地壳活化、壳幔相互作用以及相关后碰撞动力学过程。(4)硫化物原位LA-MC-ICPMS硫同位素测试结果显示,锡铁山黄铁矿δ~(34)S值变化范围为-15.4‰到+25.7‰、闪锌矿为+2.2‰到+4.9‰、方铅矿为-0.3‰到+3.3‰、黄铜矿为+1.4‰到+3.7‰、以及磁黄铁矿为+2.0‰到+4.1‰。总体而言锡铁山硫化物δ~(34)S保留了其同位素变异性,说明了区内发生的变质作用对硫同位素分馏影响不大。此外,锡铁山硫化物的δ~(34)S值主要集中在-1~+5‰范围内,表明硫主要淋滤自下盘火山岩或者直接来源于深源岩浆,同时少量黄铁矿具有较大的范围波动的δ~(34)S值,海水硫酸盐还原也可能也有贡献少量H_2S。硫同位素分馏不平衡可能是海水和成矿热液混合作用下快速结晶的结果。与矿化同期的共生菱铁矿和铁白云石C-O-Sr同位素分析显示其具有热液来源特征,主要形成于热液交代碳酸盐岩的过程,而热液可能与火山作用相关。锡铁山赋矿大理岩起源于正常的浅海相碳酸盐沉积,可能为来自碳酸盐台地的碎屑流或者浊积岩,但是经历了热液交代作用使得同位素特征发生了变化;很多证据表明,锡铁山矿床形成于碳酸盐交代作用,虽然矿床中片岩型条带状矿体是矿床中重要的矿床类型,但是这些似层状矿体更有可能是由于变质变形作用而发生的塑性流动而形成,并非原生矿化。锡铁山矿床原生矿物结构、赋矿围岩特点、部分S来自海水硫酸盐还原及较高的Au元素含量等特点与以碎屑岩为主的沉积岩容矿矿床及岩浆接触交代型矿床不同,而更可能是一个形成于火山热液系统的交代碳酸盐矿床。因此,本文认为锡铁山矿床是一个特殊的火山岩容矿块状硫化物(VHMS)矿床,形成于深海环境但含矿热液交代了来自浅海碳酸盐台地的碎屑流或者浊积岩。(5)本文依据已有滩间山群变质火山岩研究成果,认为滩间山群和其中赋存的铅锌矿床成矿地质背景应该为弧后盆地。基于上述研究,并结合区域超高压变质岩和岩浆岩研究成果,本文总结了柴北缘构造演化的岩浆活动和成矿作用响应序列和机制,阐明区域构造演化对于岩浆活动、成矿作用及成矿后矿体变化和保存的控制关系,完善了柴北缘造山带构造-岩浆-成矿耦合模型。此外,本文根据相关构造分析、矿体展布规律、成矿元素变化趋势等因素对区内找矿潜力进行了分析,提出了3个找矿远景区。
任云飞[6]2017年在《柴北缘构造带从中元古代到早古生代构造演化》文中指出柴北缘构造带位于青藏高原东北缘,华北、扬子及塔里木克拉通结合部位,呈狭长状夹于祁连板块和柴达木板块之间,带内主要由花岗片麻岩、长英质和泥质副片麻岩及少量呈透镜状或夹层状出露于片麻岩中的榴辉岩和石榴石橄榄岩组成。近年来对带中榴辉岩及围岩片麻岩的研究显示,该构造带可能记录了元古代Rodinia超大陆聚合、裂解以及早古生代大洋俯冲到大陆深俯冲的多期构造旋回。特殊的构造位置以及多期造山记录使得其元古代到早古生代构造演化过程对于探讨我国各板块/微板块之间的相关关系具有重要意义。本论文以构造带西端鱼卡-落凤坡地区为主要研究区域,在详细野外地质调查的基础上,对区内出露的多种不同类型的榴辉岩和围岩片麻岩以及沙柳河花岗片麻岩进行了细致的变质作用、地球化学和年代学研究,确定了不同类型榴辉岩及围岩片麻岩的原岩形成时代、成因与构造背景、变质时代和变质P-T轨迹,并进一步探讨了榴辉岩与围岩片麻岩的相互关系;结合本文及前人的研究资料,建立了柴北缘构造带从中元古代到早古生代的构造演化过程。本文取得的主要成果和认识如下:1.详细的野外地质调查及岩相学观察,在鱼卡-落凤坡地区新发现了硬柱石榴辉岩、滑石-蓝晶石榴辉岩以及落凤坡粗粒和细粒多种类型榴辉岩,并利用相平衡模拟与传统温压计相结合的方法,重建了它们的变质作用P-T轨迹;并进一步确定全岩X(MgO)[=MgO/(MgO+FeOT)]和水含量是控制区内榴辉岩矿物组合的关键因素。(1)通过详细的岩相学观察,在鱼卡河剖面榴辉岩的石榴石中首次发现大量呈规则菱形和矩形的,由多晶Czo、Czo+Pg±Ph±Qtz或Czo+Amp±Qtz±Na-rich P1组成的包裹体。根据这些多晶包裹体特征性的形状和矿物组合,结合早期矿物成分恢复等方法,确定这些多晶包裹体应该为硬柱石假象,使得柴北缘超高压带成为全球第20个出露硬柱石榴辉岩的变质带。在此基础上,利用Perple_X相平衡模拟的方法,恢复重建了其顺时针P-T演化轨迹,峰期矿物组合为Grt+Omp+Tlc+Law+Qtz+Rt,变质条件为2.7GPa,570℃,接近石英-柯石英转变线;(2)在详细的岩相学观察和矿物化学研究的基础上,利用Thermocalc相平衡模拟的方法,建立了滑石-蓝晶石榴辉岩的顺时针P-T演化轨迹,峰期矿物组合为Grt+Omp+Law+Ph+Coe,变质条件为3.1～3.2GPa,650～655℃,超过石英-柯石英转变线,表明其为超高压变质作用的产物,之后经历了近等温降压的退变质过程;(3)结合岩相学、矿物化学及Thermocalc相平衡模拟结果,确定落凤坡粗粒榴辉岩的峰期矿物组合为Grt+Omp+Rt+Qtz/Coe,变质条件为P>2.58GPa,T>670℃,之后在降压过程中由于外来流体加入,导致岩石发生了强烈的角闪岩相退变质。(4)T-X(MgO)及P-M(H20)视剖面图计算结果显示,鱼卡地区不同类型榴辉岩在P-T轨迹相似的情况下,矿物组合中是否出现蓝晶石主要受全岩X(MgO)值和水含量控制。高镁岩石容易形成含硬柱石的Grt+Omp+Law+Rt+Qtz/Coe±Ph峰期矿物组合,在其等温降压过程中硬柱石脱水分解生成蓝晶石而形成Grt+Omp+Ky+Rt+Qtz/Coe±Ph矿物组合;而低镁岩石容易生成不含硬柱石的Grt+Omp+Rt+Qtz±Ph峰期矿物组合,由于其等温降压过程均为吸水反应,因此岩石中矿物组合不发生演化,没有蓝晶石生成。2.综合全岩地球化学及锆石U-Pb和Hf-O同位素研究结果,确定新发现的硬柱石榴辉岩、滑石-蓝晶石榴辉岩及落凤坡粗粒和细粒榴辉岩的原岩为洋壳残片,明确其中的滑石-蓝晶石榴辉岩及落凤坡榴辉岩为Rodinia超大陆聚合前的中元古代洋壳残片。(1)滑石-蓝晶石榴辉岩具有与N-MORB相似的地球化学组成;LA-ICP-MS及SIMS定年获得其原岩形成时代为1273～1280Ma,峰期变质时代为～437Ma。锆石Lu-Hf同位素分析获得锆石岩浆核的εHf(t)值为8.36～15.98,与同时期亏损地幔值一致,单阶段Hf模式年龄加权平均值为1303Ma,与原岩结晶时代在误差范围内一致,表明其原岩为新生地壳。因此滑石-蓝晶石榴辉岩的原岩为中元古代洋壳辉长岩,在元古代大洋俯冲消减过程中就位于活动大陆边缘;之后,在早古生代随柴达木板块一起发生大陆深俯冲。(2)落凤坡粗粒榴辉岩和细粒榴辉岩具有洋中脊玄武岩特征;锆石定年获得落凤坡粗粒榴辉岩的原岩形成时代为1070Ma,且经历了 927Ma角闪岩相和439Ma榴辉岩相两期变质作用;落凤坡细粒榴辉岩同样记录了 916Ma角闪岩相和437Ma榴辉岩相两期变质作用,且在新元古代变质事件中发生了部分熔融。锆石Hf同位素研究结果显示,这两种榴辉岩的原岩均为新生地壳。以上数据表明落凤坡粗粒榴辉岩和细粒榴辉岩的原岩均为Rodinia超大陆聚合之前元古代大洋残片;在该大洋俯冲消减的过程中就位于活动大陆边缘,在随后的大陆碰撞及地壳加厚过程中,它们发生了第一期变质作用;最后,在早古生代它们与多硅白云母榴辉岩、块状榴辉岩及滑石-蓝晶石榴辉岩等一起发生大陆深俯冲。(3)硬柱石榴辉岩具有E-MORB特征。锆石O同位素分析显示,所有锆石的O同位素组成均与地幔一致,表明硬柱石榴辉岩的原岩为新生洋壳残片。但目前未获得其原岩形成时代,仅获得其榴辉岩相变质时代为436～438Ma,与目前区域上确定的大陆俯冲时代一致,因此该硬柱石榴辉岩可能为构造就位的古洋壳残片或早古生代洋陆转换带部位洋壳。3.在详细的岩相学和矿物化学研究基础上,利用相平衡模拟和传统温压计相结合的方法,建立了鱼卡泥质片麻岩和沙柳河花岗片麻岩的顺时针P-T轨迹,确认其经历了超高压变质作用;综合榴辉岩和围岩片麻岩具有相似的变质P-T轨迹和相近或一致的变质时代的研究结果,提出榴辉岩与围岩片麻岩属于“原位变质”关系,二者皆为早古生代大陆深俯冲作用的产物。(1)获得鱼卡块状榴辉岩围岩泥质片麻岩的顺时针P-T轨迹,峰期矿物组合为Grt+Jd+Ky+Rt+Coe,变质条件为3.1～3.9GPa,620～700℃,落在超高压范围,确认该泥质片麻岩经历了超高压变质作用。建立了沙柳河陆壳属性榴辉岩围岩花岗片麻岩的顺时针P-T轨迹,获得其峰期变质条件为3.0～3.4GPa,655～745℃,确认其经历超高压变质作用;同时在鱼卡河多硅白云母榴辉岩围岩花岗片麻岩中发现了多硅白云母和高铝榍石,表明该花岗片麻岩至少经历了高压变质作用。(2)锆石定年获得鱼卡泥质片麻岩和沙柳河花岗片麻岩的峰期变质时代分别为432Ma和447Ma,与其内包裹的榴辉岩的峰期变质时代一致。综合榴辉岩和围岩片麻岩具有相似的变质P-T轨迹和相近或一致的变质时代的研究结果,提出榴辉岩与围岩片麻岩属于“原位变质”关系,二者皆为早古生代大陆深俯冲作用的产物。4.提出柴北缘构造带内榴辉岩的原岩存在叁种类型,记录了从中元古代到古生代构造演化过程第一种为Rodinia超大陆聚合之前的中元古代洋壳残片,以本文首次发现的鱼卡滑石-蓝晶石榴辉岩以及落凤坡粗粒和细粒榴辉岩为代表。它们原岩形成时代为1280～1070Ma,其中部分榴辉岩记录了新元古代Rodinia超大陆聚合相关的变质事件;第二种为Rodinia超大陆裂解时形成于初始裂谷环境中的板内玄武岩或大陆溢流玄武岩,以鱼卡多硅白云母榴辉岩和块状榴辉岩为代表;其原岩形成时代为750～850Ma,第叁种为早古生代蛇绿岩残片,以沙柳河蓝晶石榴辉岩、多硅白云母榴辉岩和绿帘石榴辉岩为代表,原岩形成时代为510～516Ma。叁类榴辉岩都保存了近乎一致的420～460Ma早古生代超高压变质作用记录。这同时也确认柴北缘地区存在两期大洋记录,因此在未确定原岩形成时代的情况下,具有洋壳属性榴辉岩的早古生代变质时代不能用来限定大洋或大陆俯冲时代。5.综合变质作用、年代学和地球化学研究结果,初步建立了柴北缘构造带从中元古代到早古生代的构造格局演化过程将其概括为:中元古代大洋扩张阶段(1280～1030Ma);大洋俯冲消减阶段(1030～950Ma);大陆碰撞与Rodinia超大陆聚合阶段(950～890Ma);Rodinia裂解形成初始裂谷阶段(850～750Ma);早古生代大洋及滩间山群形成阶段(～550～460Ma);大洋到大陆连续深俯冲阶段(460～420Ma);俯冲洋壳断裂及陆壳折返阶段(<420Ma)。
杨士杰[7]2016年在《柴北缘绿梁山复式花岗岩体及其中片麻岩、榴闪岩包裹体的成因与形成机制》文中研究指明柴北缘构造带位于青藏高原东北部,夹于祁连地块与柴达木地块之间,是一个典型的大陆俯冲型超高压变质带。本文采用岩石学、地球化学和同位素年代学相结合的研究方法,对带内的绿梁山花岗质岩体及其中包裹的花岗片麻岩和榴闪岩／斜长角闪岩透镜体进行了系统研究。确定了岩体的成因和形成过程,并在此基础上探讨了岩体中花岗片麻岩块体和榴闪岩／斜长角闪岩透镜体与柴北缘超高压地体中的超高压榴辉岩与围岩片麻岩之间的关系。取得的主要成果如下：1、系统的野外和岩石学研究揭示,绿梁山花岗质岩体是由斑状花岗岩、黑云母花岗岩、正长花岗岩、二长花岗岩、二云母花岗岩等多种岩石组成的一个复式花岗岩体；岩体中包裹的花岗片麻岩块体(榴闪岩／斜长角闪岩透镜体)片麻理方向相互平行且与区域片麻理方向一致,表明岩体中包裹的片麻岩(榴闪岩／斜长角闪岩透镜体)为原位状态,指示了一种静态、慢速的岩浆侵位过程。2、详细的岩石地球化学研究表明,斑状花岗岩和黑云母花岗岩具有C型埃达克质岩的地球化学特征,分别是陆壳俯冲过程中加厚的镁铁质下地壳部分熔融的产物和俯冲板片折返过程中超高压榴辉岩地体部分熔融的结果。正长花岗岩具有A型花岗岩的特征,是后碰撞伸展阶段地壳中长英质岩石在低压高温条件下熔融形成；二长花岗岩具有I型花岗岩的特征,是地壳中中-基性火成岩低程度部分熔融的产物。二云母花岗岩具有强过铝质S型花岗岩的特征,是造山带去根、垮塌阶段地壳中变泥质岩部分熔融的产物。3、系统的锆石原位微区U-Pb年代学研究,将绿梁山复式花岗岩体的岩浆作用分为叁个期次：第一期以斑状花岗岩为代表,形成时代为436-430Ma；第二期以黑云母花岗岩、正长花岗岩和二长花岗岩为代表,形成时代为400-390Ma；第叁期以规模最大的二云母花岗岩为代表,形成时代为365-360Ma。同时得到岩体中花岗质片麻岩捕掳体的原岩年龄为910±10Ma,变质年龄为407±5Ma；榴闪岩/斜长角闪岩透镜体的原岩年龄介于870-855Ma,榴闪岩的变质年龄为430±2Ma,退变质年龄为401±5Ma,斜长角闪岩变质年龄为398±4Ma。榴闪岩的退变质年龄(401±5Ma)与花岗片麻岩体(407±5Ma)和斜长角闪岩体(398±4Ma)的变质年龄以及绿梁山第二期花岗岩结晶年龄(400-390Ma)和区域范围410-390Ma的花岗质岩浆作用的时代一致,表明柴北缘超高压变质地体的折返过程伴随着大范围的花岗质岩浆作用。4、综合岩石学、年代学和岩石地球化学研究结果以及柴北缘超高压变质带的已有研究成果,将绿梁山复式花岗岩体的形成过程和机制概括为：(1)436-430Ma,陆壳深俯冲至地幔深度,形成含柯石英的超高压变质岩石,同时加厚的镁铁质下地壳发生部分熔融,形成具有C型埃达克质岩特征的斑状花岗岩；(2)400-390Ma,深俯冲的榴辉岩地体大规模折返,一方面使超高压变质岩石发生退变质改造,同时由于减压和脱水作用导致深俯冲的榴辉岩地体发生部分熔融,形成具有C型埃达克岩特征的黑云母花岗岩,和伸展背景下的具有A型花岗岩特征的正长花岗岩及具有I型花岗岩特征的二长花岗岩；(3)365-360Ma,造山带去根、垮塌,形成大量的强过铝质二云母花岗岩。5、依据野外产状、岩石学、地球化学和年代学的系统对比指出,包裹于岩体不同部位的花岗质片麻岩块体及其中的榴闪岩/斜长角闪岩透镜体与柴北缘超高压变质带内的花岗片麻岩及陆壳俯冲型榴辉岩/退变榴辉岩的产状、原岩属性、原岩形成时代以及峰期变质时代一致,表明它们是在近原始状态下被花岗质岩浆以一种静态、缓慢的方式侵位包裹而成。
宋述光, 张立飞[8]2007年在《榴辉岩的两种变质演化轨迹和俯冲大陆地壳的差异折返——以柴北缘都兰超高压地体为例》文中指出都兰榴辉岩地体位于柴北缘—南阿尔金超高压变质带的东端,是唯一确定含柯石英的超高压变质地体,约700km,其特点是含有两个特征不同的变质亚带,并经历了不同的折返过程。柯石英假像和温压计算表明两带榴辉岩峰期变质的压力都在柯石英的稳定域(2.8～3.3GPa),但它们退化变质的p–T轨迹具有明显不同的特征。北带榴辉岩经历了两个阶段的折返:早期从地幔深度快速折返到中部地壳层次,伴随岩石的等温降压,并发生角闪岩相退化变质;晚期抬升到地壳浅部。都兰南带榴辉岩折返过程中经历了高压麻粒岩相变质的改造,高压麻粒岩阶段的p–T条件为p=1.9～2.0GPa,T=873～948℃,并进一步经历了角闪岩相退化变质,说明都兰南带榴辉岩折返速率较慢,发生了壳幔过渡带(或加厚的深部地壳)层次的强烈热松弛。这种热松弛发生在许多大陆俯冲带的超高压岩石的折返过程中,并且是榴辉岩发生深熔作用的主要机制。都兰两个变质带不同的变质演化轨迹反映了俯冲的大陆地壳具有差异折返的特征。
王惠初[9]2006年在《柴达木盆地北缘早古生代碰撞造山及岩浆作用》文中提出柴北缘早古生代碰撞造山带呈北西向展布于祁连山与柴达木盆地之间,是我国中央造山带的重要组成部分,也是我国仅有的几个存在高压-超高压变质岩的地点之一。本文在柴北缘关键部位1∶5万和1∶25万区调填图基础上,以板块构造和大陆造山带理论为指导,着重研究了造山带的内部结构、造山过程中的岩浆作用和变质作用,并进行了较系统的锆石U-Pb年代学测试分析。研究结果表明,柴北缘早古生代造山带可以划分为叁个主要构造单元:(1)鱼卡河-沙柳河高压-超高压变质构造带,主要由新元古代花岗片麻岩、鱼卡河(沙柳河)岩群变质表壳岩和榴辉岩等高压-超高压变质岩组成;(2)滩间山蛇绿杂岩-岛弧构造带,由蛇绿杂岩、岛弧火山岩、弧后盆地火山-沉积建造和岛弧深成岩等岩石组合构成;(3)欧龙布鲁克陆块,具基底和盖层的双层结构,基底由古元古代的德令哈杂岩组成,盖层为全吉群等未变质盖层。与造山过程相关的岩浆作用包括:(1)蛇绿杂岩组合,以超镁铁质-镁铁质堆晶岩类为主,少量变质橄榄岩、枕状熔岩、硅质岩和浅色花岗岩,岩石地球化学特点指示其属SSZ型蛇绿岩,;(2)岛弧火山岩组合,为一套浅变质的钙碱性火山岩,以中基性火山岩为主,少量酸性火山岩,形成时代在450Ma之前;(3)弧后盆地火山岩组合,与一套类复理石建造的陆缘碎屑岩共生,在～435Ma发生了变质作用;(4)岛弧深成岩组合,为一套钙碱性的石英闪长岩-英云闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩,从岛弧向大陆一侧具有碱性程度增加的趋势,形成时代上可划分为465-435Ma和435-400Ma两个阶段;后一阶段有少量同碰撞型花岗岩产出。变质作用研究表明,柴北缘造山带具有双变质带结构,即鱼卡河-沙柳河高压-超高压变质带和滩间山岛弧中低压变质带。在高压-超高压变质带中,包括变质泥质岩和花岗片麻岩在内的许多岩石都遭受过高压变质作用,许多榴辉岩达到了超高压变质条件;但变质温度和P-T-t路径在高压-超高压变质带的横向和纵向上均有所不同;纵向上,野马滩和锡铁山一带的榴辉岩折返过程中经历麻粒岩相的变质迭加,而绿梁山地区的榴辉岩仅达到角闪岩相的温度条件;横向上表现为靠近缝合线一侧榴辉岩形成的温压条件较高。岛弧构造带以中低压角闪岩相-绿片岩相为主,其中弧后盆地建造靠近高压变质带一侧为(高)角闪岩相变质,远离缝合带变质程度降为绿片岩相。通过岩石学、地球化学、同位素年代学等方面的综合分析建立了柴北缘造山带的年代事件序列,以及造山过程与岩浆作用和变质作用之间的内在联系,探讨了柴北缘造山带从洋壳俯冲到陆-陆碰撞的演化过程。
沈其韩, 耿元生, 宋会侠[10]2014年在《中国显生宙造山带麻粒岩相高级变质岩石的地质特征、变质时代、P-T轨迹及其形成的大地构造背景》文中认为本文重点介绍我国显生宙造山带中麻粒岩的地质特征、岩石类型、P-T轨迹、变质时代及其形成的大地构造背景。我国显生宙造山带主要包括阿尔泰造山带、南天山-西南天山造山带、西昆仑造山带、东昆仑造山带、阿尔金-柴北缘造山带、北秦岭造山带、南秦岭勉略造山带、东秦岭-桐柏-大别造山带、班公湖-怒江造山带和喜马拉雅中东段造山带。这些造山带中麻粒岩的围岩有许多为蛇绿岩套或蛇绿混杂岩带,部分为副片麻岩和花岗质片麻岩,并一起经历了麻粒岩相变质改造,造山带中大多出现一种高压麻粒岩,有的与榴辉岩并存,但少数造山带中(例如阿尔泰造山带)多种压力类型麻粒岩并存,既有低-高压泥质麻粒岩、中低压基性麻粒岩、高压基性和长英质麻粒岩,又有高温-超高温泥质麻粒岩。变质时代除个别为新元古代晚期外,变质时间多为加里东、海西、印支、燕山、喜山期。麻粒岩的P-T轨迹除西天山木札尔特河低压麻粒岩具逆时针轨迹,反映大陆弧构造环境外,其它都是具有等温降压(ITC)特点的顺时针轨迹,形成的大地构造环境大部分为洋陆俯冲碰撞环境,少部分为陆-陆碰撞环境。目前显生宙造山带中麻粒岩的研究大多数尚在起步阶段,少数研究较详细,不少造山带中麻粒岩的类型和变质时代以及形成的构造背景还不清楚,有待深入研究,新的麻粒岩产地有待发现。
参考文献：
[1]. 柴北缘都兰超高压地体的岩石学、矿物学、变质演化过程及构造意义[D]. 宋述光. 中国地质科学院. 2001
[2]. 南阿尔金和柴北缘胜利口地区高压—超高压变质作用演化及其熔流体活动[D]. 曹玉亭. 西北大学. 2013
[3]. 都兰地区高压麻粒岩单元的构造热历史：对柴北缘古生代碰撞造山作用的启示[D]. 于胜尧. 中国地质科学院. 2011
[4]. 陆壳深俯冲过程中的洋—陆转换与流体活动：以西大别和柴北缘高压—超高压变质带为例[D]. 刘小驰. 中国地质大学. 2013
[5]. 柴北缘锡铁山地区古生代构造岩浆演化与铅锌成矿控制[D]. 赵志新. 中国地质大学. 2018
[6]. 柴北缘构造带从中元古代到早古生代构造演化[D]. 任云飞. 西北大学. 2017
[7]. 柴北缘绿梁山复式花岗岩体及其中片麻岩、榴闪岩包裹体的成因与形成机制[D]. 杨士杰. 西北大学. 2016
[8]. 榴辉岩的两种变质演化轨迹和俯冲大陆地壳的差异折返——以柴北缘都兰超高压地体为例[J]. 宋述光, 张立飞. 高校地质学报. 2007
[9]. 柴达木盆地北缘早古生代碰撞造山及岩浆作用[D]. 王惠初. 中国地质大学（北京）. 2006
[10]. 中国显生宙造山带麻粒岩相高级变质岩石的地质特征、变质时代、P-T轨迹及其形成的大地构造背景[J]. 沈其韩, 耿元生, 宋会侠. 岩石学报. 2014