發(fā)布時(shí)間：2017-09-13 11:19

  本文關(guān)鍵詞：麻粒巖相變質(zhì)作用與花崗巖成因-Ⅱ:變質(zhì)泥質(zhì)巖高溫-超高溫變質(zhì)相平衡與S型花崗巖成因的定量模擬

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【摘要】：高溫-超高溫變質(zhì)巖石的礦物組合及組構(gòu)特點(diǎn)取決于不同的進(jìn)變?nèi)廴诜磻?yīng),不同程度的熔體丟失以及不同程度的退變反應(yīng)三種過程的綜合效應(yīng)。利用相平衡定量研究方法可以很好地模擬進(jìn)變?nèi)廴诜磻?yīng)的類型、P-T條件、熔體含量及其丟失行為、以及熔融過程中熔體與殘余物的化學(xué)成分變化等,這對(duì)探討高溫-超高溫變質(zhì)作用過程以及花崗巖的成因非常重要。對(duì)平均泥質(zhì)巖(APR)進(jìn)行相平衡模擬表明變質(zhì)泥質(zhì)巖在等壓(0.8GPa)升溫熔融過程中可發(fā)生5種熔融反應(yīng):飽和流體固相線、白云母脫水熔融、黑云母熔融、鉀長(zhǎng)石-石榴石熔融和鋁鐵鎂礦物熔融,后兩種熔融反應(yīng)主要發(fā)生在超高溫條件下。減壓過程中發(fā)生怎樣的熔融反應(yīng)受減壓溫度控制:在麻粒巖相(如850℃)減壓可發(fā)生鉀長(zhǎng)石熔融、黑云母熔融和鉀長(zhǎng)石-石榴石熔融反應(yīng);在高角閃巖相(如750℃)減壓主要發(fā)生白云母脫水熔融和鉀長(zhǎng)石熔融;在超高溫麻粒巖相(如950~1000℃)減壓主要發(fā)生鉀長(zhǎng)石-石榴石熔融和鋁鐵鎂礦物熔融。熔體成分受熔融反應(yīng)和P-T條件控制,如在高角閃巖相發(fā)生的飽和流體固相線和白云母脫水熔融可形成弱過鋁的奧長(zhǎng)花崗質(zhì)和二長(zhǎng)花崗質(zhì)熔體;在麻粒巖相發(fā)生的黑云母熔融和鉀長(zhǎng)石熔融形成的熔體具有強(qiáng)過鋁的二長(zhǎng)花崗巖成分;在中壓超高溫發(fā)生的鉀長(zhǎng)石-石榴石熔融和鋁鐵鎂礦物熔融形成強(qiáng)過鋁的二長(zhǎng)(鉀長(zhǎng))花崗巖質(zhì)熔體,可形成石榴石花崗巖;在低壓超高溫下發(fā)生的鋁鐵鎂礦物熔融可形成堇青石花崗巖。除了極端超高溫下的鋁鐵鎂礦物熔融外,其它熔融反應(yīng)都會(huì)使殘余物的成分更貧硅,貧Na_2O和K_2O,富FeO和MgO,但Al_2O_3和Mg#基本不變。高溫-超高溫下發(fā)生深熔的巖石只記錄降溫過程形成的固相線組合,但固相線的類型與溫度條件取決于熔體的丟失行為。在不丟失熔體或者獲得熔體的巖石中,巖石最后只記錄流體飽和固相線組合;發(fā)生熔體部分丟失的巖石會(huì)記錄缺流體固相線組合,并且熔體丟失越多,缺流體固相線的溫度越高;發(fā)生全部流體丟失的巖石可記錄巖石所達(dá)到的最高溫度。因此,在一個(gè)麻粒巖相區(qū),甚至一個(gè)野外露頭上不同部位的巖石記錄不同的P-T條件。熔體丟失是導(dǎo)致使麻粒巖相組合在升溫過程中發(fā)生超高溫變質(zhì),在降溫過程中得以部分保存的重要條件。發(fā)生部分熔融的高級(jí)變質(zhì)巖中隨著溫度升高,熔體含量增加,會(huì)發(fā)生鋯石分解,只有在降溫過程中發(fā)生鋯石結(jié)晶,因此,麻粒巖中新生鋯石只記錄降溫過程到固相線及以后的年齡,一般不會(huì)記錄麻粒巖相峰期時(shí)代。對(duì)泥質(zhì)高壓麻粒巖來說,如果經(jīng)歷ITD型變質(zhì)演化,會(huì)發(fā)生遞進(jìn)減壓熔融,變質(zhì)反應(yīng)易于達(dá)到平衡,但如果減壓速度快并使巖石直接抬升到地殼淺部,會(huì)出現(xiàn)一些ITD型結(jié)構(gòu)標(biāo)志,如殘留金紅石、藍(lán)晶石,或在石榴石周圍出現(xiàn)堇青石的反應(yīng)冠狀體等,此時(shí)鋯石記錄的退變質(zhì)年齡會(huì)與峰期變質(zhì)年齡相差不大(如10~30Myr);但如果泥質(zhì)高壓麻粒巖減壓至中、深地殼,受其中有滯留熔體影響易于發(fā)育IBC型結(jié)構(gòu)特征,表現(xiàn)為麻粒巖組合被(中壓)角閃巖相組合疊加,在泥質(zhì)巖中出現(xiàn)黑云母+夕線石構(gòu)成的暗色條帶,或者出現(xiàn)退變白云母和含白云母的淺色體。在中、深地殼經(jīng)歷IBC過程的麻粒巖鋯石記錄的退變質(zhì)年齡會(huì)與峰期年齡相差很大(如~100Myr)。高級(jí)變質(zhì)巖中由于出現(xiàn)熔體使水流體活度降低,麻粒巖作為排除部分熔體的殘余物,其水活度更低。從這一角度來說,水活度低是麻粒巖相變質(zhì)作用的結(jié)果,而不是條件。某些麻粒巖區(qū)之所以出現(xiàn)多期麻粒巖相變質(zhì)疊加受流體行為控制。在亞固相線下流體飽和巖石變質(zhì)熔融作用從飽和水固相線開始,然后依次發(fā)生含水礦物的脫水熔融和無水礦物熔融,這一過程中流體是內(nèi)部緩沖的,在麻粒巖相溫度峰期形成一組平衡礦物組合,難以保留峰期之前的信息。而流體不飽和巖石(如已形成的麻粒巖或巖漿侵入體)變質(zhì)作用受外部注入流體控制,與構(gòu)造變形密切相關(guān)。如果發(fā)生兩期麻粒巖相變質(zhì)疊加變質(zhì),在強(qiáng)應(yīng)變域會(huì)形成晚期麻粒巖組合;在弱應(yīng)變域,會(huì)出現(xiàn)兩期麻粒巖組合,其中晚期礦物表現(xiàn)為反應(yīng)冠狀體或細(xì)粒交生體;而在一些應(yīng)變非常弱的區(qū)域,可能只保留早期礦物組合。
【作者單位】： 造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 麻粒巖 高溫-超高溫變質(zhì)作用 相平衡 S-型花崗巖
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41430207)資助
【分類號(hào)】：P588.3
【正文快照】： 下:ab-鈉長(zhǎng)石,als-Al2SiO 5,and-紅柱石,bi-黑云母,cd-堇青石,g-石榴石,kf-鉀長(zhǎng)石,ky-藍(lán)晶石,liq-熔體,mu-白云母,1引言opx-斜方輝石,pl-斜長(zhǎng)石,q-石英,sill-夕線石,sa-假藍(lán)寶石,一般認(rèn)為,在高級(jí)變質(zhì)巖中通過前進(jìn)變質(zhì)(深熔)反應(yīng)形sp-尖晶石。成熔體相,后者具有很強(qiáng)的活動(dòng)性,它

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本文編號(hào)：843389