大别山榴辉岩研究概述.docx

李静 司志森 陆丽娜(防灾科技学院 河北三河 065201) 李静 司志森 陆丽娜 (防灾科技学院 河北三河 065201) 摘 要:榴辉岩作为典型的超高压变质岩,是研究碰撞造山带演化过程及地球深部变质作用的物质基础。该文阐述了我国大别山造山带 榴辉岩的研究意义,大别山的地质背景以及榴辉岩的特征及产出特点。总结了大别山榴辉岩的同位素地球化学(包括碳、氢氧和稀有气体同 位素)和稀土元素地球化学特征,并提出了一些在大别山榴辉岩的研究中尚有争论的问题,如榴辉岩原岩的成因及来源、榴辉岩形成过程 中板块的俯冲深度、超高压变质过程中稀土元素的稳定性等。这些问题的解决还有赖于对大别地区的超高压变质岩做进一步的岩石地球 化学及微量元素地球化学的研究。 关键词:榴辉岩 大别山 同位素 稀土元素 地球化学 研究 中图分类号:P587 文献标识码:A 文章编号 :1672-3791(2014)10(c)-0073-03 1 大别山榴辉岩的研究意义 20世纪80年代以来的地质研究表明,大 别造山带是横亘于中朝板块和扬子板块之 间的陆、陆碰撞型造山带,也是全球规模最 大,剥露最好,保存最完整的超高压变质岩 带[1-2]。 榴辉岩是典型的超高压变质岩,通过 对这类岩石的研究在追溯超高压变质作用 的历史、了解变质带的形成、演化等许多问 题都具有重要的意义。 近年来,主要是岩石学、同位素和同位 素年代学、矿物学这些学科集中对大别山 榴辉岩进行了研究 ,也奠定了大别造山带 的基本构造架构[3-4]。但不足之处在于,对榴 辉岩中微量元素的研究却不多,这就对认 识榴辉岩原岩成因以及性质的地球动力学 模式和演化历史具有一定的局限性。 淮阳带等构造岩石单位(图1)。研究表明,大 别山印支期深俯冲陆壳包括南大别低温榴 辉岩带、中大别中温超高压变质带和北大 别高温超高压杂岩带3个超高压岩片 。其 中,经历过高压榴辉岩相、超高压榴辉岩相 以及角闪岩相退变质作用的是中大别和南 大别。不同于南大别和中大别的是,北大别 超高压变质岩则是经过独特的麻粒岩相变 质作用叠加而成的[5]。 2 大别山的地质背景 过郯庐断裂是苏鲁造山带,是大别造 山带的东延部分,称为大别—苏鲁造山带, 是晚三叠世由扬子陆块和华北陆块相碰而 形成的。 由南到北,将大别山划分为宿松变质 带、南大别低温榴辉岩带、中大别中温超高 压变质带、北大别高温超高压杂岩带及北 3 榴辉岩成因以及分类 由主矿物是绿辉石和富镁的石榴石组 成的岩石就叫榴辉岩(eclogite)。柯尔曼等[6] 将榴辉岩分3类:A类榴辉岩;指金伯利岩、 玄武岩中的包体和超基性岩中的层状体。B 类榴辉岩:片麻岩地区的层状或透镜状榴 辉岩,常被玄武岩所包围。C类榴辉岩:阿尔 卑新型造山带变质岩区的层状和透镜状榴 辉岩,石榴石的镁铝榴石含量小于30%。其 中A类被认为是来自地幔的原始物质形成, 后两者认为在极高压变质条件下形成。 大别山的榴辉岩产于由不同类的一种 或者几种岩石构成的岩石复合体中 。其产 状根据围岩(寄主岩石)的类型以及与围岩 的相互关系,榴辉岩体的形态可分为[7]:(1) 大型榴辉岩杂岩体,与超基性岩有关的;(2) 条带状、透镜状的榴辉岩,夹于片麻岩中超 基性岩内的;(3)似层状或石香肠状,条带状 的榴辉岩,产于片麻岩中;(4)团块状、角砾 状的榴辉岩,在含大理岩夹层的片麻岩中; (5)有不规则团块状透镜状包体的榴辉岩, 存在于在大理岩中。 4 同位素地球化学方法 在地质年龄确定、岩石物质来源追溯、 岩石演化过程中 ,起重要作用的就是同位 素地球化学方法。U-Pb、K-Ar、Sm-Nd、 SHRIMP等多种同位素定年技术为众多研 究者所采用,来对大别山榴辉岩和超高压 片麻岩进行了年代学研究 ,不同作者或不 同方法的测年结果 ,给出了一个较大的时 图 1 大别山造山带的地质简图 ①基金项目:中央高校基本科研业务费资助(Z。 作者简介:李静(1982—),女,硕士,讲师,主要从事地球化学、地震地下流体观测的教学工作。 科技资讯 SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION 73 ECHNOLOGY INFORMATION工 业 技 术限范围。在三叠纪,发生了大别山-苏鲁超高压变质作用 ,则是根据其大致时限在 ECHNOLOGY INFORMATION 工 业 技 术 限范围。在三叠纪,发生了大别山-苏鲁超 高压变质作用 ,则是根据其大致时限在 200 Ma至250 Ma之间来确定的［8］。 4.1 稀有气体同位素方法 因氦同位素在地壳和地幔中存在很大的 组成差别,加之氦又有极强的活性,因此将氦 同位素作为最灵敏的示踪剂,对地幔相互作用 进行研究,和地幔