榴辉岩的两种变质演化轨迹和俯冲大陆地壳的差异折返.pdf

2007 年 9 月，第 13 卷，第 3 期，515-525页 高 　校　地　质　学　报 September 2007，Vol. 13， No.3， p. 515-525 Geological Journal of China Universities 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 宋述光，Niu Yaoling ，张立飞1 2 1 （1. 北京大学 造山带和地壳演化教育部重点实验室，地质学系，北京 100871 2. Department of Earth Sciences, Durham University, Durham DH1 3LE, UK ） 摘要：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700 km，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（2.8~3.3 GPa），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 ＝1.9~2.0 GPa，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。 关键词 ：榴辉岩；超高压变质；p–T轨迹；差异折返；都兰；柴北缘 中图分类号：P588.346　　　　　　　　文献标识码 ：A　　　　文章编号 ：1006-7493（2007）03-0515-11 高压– 超高压变质带是古板块汇聚边界及古 间柯石英（叶凯等，1996）的发现。同位素年代学 大洋俯冲和大陆碰撞造山的重要标志，记录了地 研究表明，阿尔卑斯超高压变质岩石的折返速率 壳物质从俯冲到折返的完整动力学过程（Smith， 可达 3.4 cm/a，与俯冲的速度基本一致（Rubatto， 1988；Ernst and Liou，1995；Wang and Cong， 2001），说明该地区俯冲和折返的p–T 路径相同。 1996；Maruyama et al，1996；Ernst，2001；Song et 这种快速折返的p–T 轨迹在其它超高压变质带的岩 al，2006）。虽然经历了长期的研究和讨论，俯冲 石中都有记录, 如大别—苏鲁（Zhang and Liou， 的大陆地壳的折返机制和过程并不是十分清楚。 1998）、Kokchetav 超高压地体（Katayama et al， 一般认为，部分大陆岩石圈在俯冲的大洋岩石圈 2001）、柴北缘都兰北带（Song et al，2003a）。 拖曳力的作用下俯冲到另一大陆岩石圈之下，当 然而，深入的岩石学研究揭示，一些榴辉 大洋岩石圈与大陆岩石圈断离（Breakoff）后大陆 岩在退化变质过程中首先经历高压麻粒岩相的叠 地壳物质由于浮力而折返回地表。根据世界上不 加，再经受角闪岩相的改造（Yao et al，2000； 同地区的研究，超高压变质岩石的折返速率和 – – Banno et al，2000；Song et al，2003；Zhang et al， p T t 轨迹有明显的差异。岩石的结构和矿物学的观察 2005），反映部分超高压岩片在折返过程中或折 表明，大部分超高