榴辉岩及其退变产物中的浅色脉体研究.PDF

2013 年 第 58 卷 第 22 期：2209 ~ 2214 《中国科学》杂志社 进 展 SCIENCE CHINA PRESS 柴北缘西段超高压地体折返过程中的部分熔融: 榴辉岩及其退变产物中的浅色脉体研究 * 陈丹玲, 曹玉亭, 刘良 大陆动力学国家重点实验室, 西北大学地质学系, 西安 710069 * 联系人, E-mail: dlchen@ 2013-05-27 收稿, 2013-06-14 接受, 2013-07-29 网络版发表 国家重点基础研究发展计划(2009CB825003)和国家自然科学基金资助 摘要 岩石学、地球化学和同位素年代学研究表明, 柴北缘西段锡铁山和胜利口地区的 关键词 榴辉岩/ 退变榴辉岩中的浅色脉体是超高压地体折返过程中榴辉岩发生部分熔融的结果. 浅色脉体 浅色脉体主要由粗晶斜长石组成, 包绕或切穿榴辉岩/退变榴辉岩体. 脉体中的锆石呈自 榴辉岩/退变榴辉岩 形柱状形态, 具有明显岩浆成因震荡环带结构和包体矿物组合, 定年结果得到脉体的形 部分熔融 锆石年代学 成时代分别晚于寄主榴辉岩/退变榴辉岩的峰期变质时代约20~30 Ma, 与寄主岩石麻粒岩 柴北缘 相退变质时代一致, 指示熔融作用发生在折返过程的麻粒岩相退变质阶段. 浅色脉体具 有高Si, Al, Ca, Na, Sr, Pb 和LREE 而低Mg, Fe, K, Y, Yb 和HREE 的英云闪长岩的地球化 学特征, 黝帘石和绿辉石的脱水分解是触发超高压榴辉岩发生部分熔融形成这些浅色脉 体的主要机制. 实验岩石学和天然样品的大量研究表明, 含水 表明[2], 随着压力的升高, 实验产生的原始熔体的成 矿物的分解和名义上无水矿物中水的释放在超高压 分在 1.0 GPa 时为英云闪长质, 1.5 GPa 时为英云闪 变质岩石折返过程的部分熔融中扮演着很重要的角 长-奥长花岗质, 2.1~2.7 GPa 时为石英二长质, 当压 色[1~8]. 熔融产生熔体的成分和量的多少主要取决于 力升高到 3.2 GPa 时产生典型花岗岩浆. 因此, 详细 含水矿物类型和温压条件[2]. 多硅白云母、褐帘石、 研究高压-超高压地体中各种浅色脉体的物质组成、 黝帘石和角闪石是导致超高压变质岩石发生部分熔 形成条件和形成时代, 对于理解超高压变质地体俯 融最主要的几种含水矿物[1,2,4~6,9]. 一般来讲, 多硅白 冲和折返过程中的变质脱水和部分熔融发生的温压 云母的脱水熔融多形成高 Si、高K 并富含 Rb 和Ba 条件、元素的活化和迁移特征, 以及与同构造岩浆作 的长英质熔体, 是目前 HP-UHP 变质地体中富钾高 用的关系等具有重要意义. 与多数已报道的超高压 硅的花岗质脉体和构造后高钾花岗岩的主要形成机 变质地体中主要以富钾硅质脉体不同, 在柴北缘超 制[1,4~6,8,10,11]; 黝帘石的部分熔融可以形成高 Sr, LREE, 高压变质带西段锡铁山超高压榴辉岩和胜利口地区 Pb 的英云闪长质和奥长花岗质熔体[2]; 绿辉石的部 退变榴辉岩中产出的浅色脉体主要以斜长石为主, 分熔融产生高 Na/K 和高Ca 的熔体[12]; 角闪石的部 不含或含极少量的钾长石. 本文主要介绍这两个地 分熔融由