深俯冲构造过程

1、深俯冲构造过程 元素地球化学制约周汉文中国地质大学地球科学学院大别苏鲁地区地质图020kmNNHFXMF NDC霍山英山SDC黄镇C E TSWFHET太湖宿松TMFSU MC岳西潜山桐城舒城合肥12345678910HETCET 大别山的岩石构造单元略图（据修改） Wang Q et al. 1995 Shetch map showing the petrotectonic units of the Dabie Mountains (Modified after Wang . 1995)et al1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 柯石英榴辉岩；基性超基性岩；中生代

2、花岗岩；侏罗纪火山岩；前陆带；剪切带；断层；冷榴辉岩采样点；热榴辉岩出露区；冷榴辉岩出露区。XME. SWE. TME. TLE. 晓天磨子谭断裂；水吼五河断裂；太湖马庙断裂；郯庐断裂。P-T Diagram showing the selected experimental data pertaining to the metamorphic facies boudries大别山河南省苏家河地区超高压榴辉岩体中的剪切透镜体和褶皱大别山湖北英山莲花地区大别山湖北英山莲花地区花岗质片麻岩中的退变质榴辉岩透镜体花岗质片麻岩中的退变质榴辉岩透镜体湖北英山莲花地区榴辉岩体从中心榴辉岩往边缘逐渐退变为斜

3、长角闪岩未退变的榴辉岩共生组合：石榴子石+绿辉石+金红石金红石金红石绿辉石绿辉石石榴子石石榴子石未退变榴辉岩中金红石被石榴子石包含变形的榴辉岩：岩石中石榴子石和绿辉石定向排列部分退变质的榴辉岩：石榴子石退变为纤闪石和斜长石部分退变质的榴辉岩绿辉石退变为闪石，金红石被钛铁矿取代部分退变质的榴辉岩：形成了多硅白云母斜长角闪岩：完全退变质的榴辉岩斜长角闪岩：完全退变质的榴辉岩绿帘石绿帘石 + 斜长石斜长石 + 石英集合体保留石榴子石假象，榍石取代金红石石英集合体保留石榴子石假象，榍石取代金红石从榴辉岩到斜长角闪岩矿物相的规律变化 石榴子石和绿辉石被角闪石、绿帘石、斜长石、石英取代； 在斜长角闪岩中可

4、以看到斜长石、绿帘石、角闪石、石英保 留石榴子石的假像。 蓝闪石转变为普通角闪石。 钛矿物相金红石转变为钛铁矿，最后转变为榍石。 多硅白云母仅在退变的榴辉岩中存在；多硅白云母仅在退变的榴辉岩中存在； 在退变质榴辉岩中黑云母的形成局限于钛铁矿的周围；在退变质榴辉岩中黑云母的形成局限于钛铁矿的周围； 黑云母作为独立矿物相出现在斜长角闪岩中，但是含量极少。黑云母作为独立矿物相出现在斜长角闪岩中，但是含量极少。高压变质岩折返过程变质条件的变化 变质压力 推算形成深度榴辉岩： 1.8Gpa 60Km退变质榴辉岩：1.0Gpa 30Km斜长角闪岩： 0.7Gpa 20Km所研究的退变质榴辉岩是榴辉岩从大约

5、60Km折返到大约30Km深度时退变质的产物，斜长角闪岩是榴辉岩折返到地壳约20Km完全退变质的产物。榴辉岩退变榴辉岩斜长角闪岩La Ce PrNdSm Eu Gd Tb Dy HoEr Tm Yb Lu 榴辉岩及其不同退变质产物稀土元素得球粒陨石标准化图谱榴辉岩 Eclogite-normalized trace element patterns for retrograded eclogite and amphibolite 退变榴辉岩和斜长角闪岩微量元素的榴辉岩标准化图谱榴辉岩折返退变质过程微量元素比值变化 榴辉岩 退变质榴辉岩 斜长角闪岩 地幔 地壳(La/Yb)N 0.62 2.04

6、 6.49 1.0 4.91Rb/Sr 0.009 0.24 0.003 0.031 0.123Rb/Cs 11.2 17.4 40.4 30.6 32.0K/Rb 638 274 2351 327 284Th/Nb 0.10 0.33 1.06 0.11 0.32Th/U 2.40 3.52 5.24 3.55 3.85Th/Yb 0.10 0.30 1.07 0.17 1.59Ta/Yb 0.05 0.06 0.06 0.11 0.45La/Nb 0.87 3.36 9.55 0.98 1.45Ba/La 4.5 138 4.0 9.26 15.63Th/La 0.113 0.099 0.

7、111 0.116 0.219Sm/Nd 0.29 0.25 0.22 Meteoric FliudCirculation LESS PERMEABLE CAPPrecipitation in Pores and FracturesUpper parts ofmetamorphic pile pileAnatectic regionActivecirculationLess activecirculation LittlecirculationMANTLEHEAT SOURCE主要结论 榴辉岩中矿物相的规律变化是榴辉岩折返退变质过程 物理化学环境变化的结果。 从榴辉岩 退变质榴辉岩 斜长角闪岩

8、，岩石的 元素地球化学特征发生明显的变化，这种变化与榴辉 岩折返过程变质环境的变化相适应。 从榴辉岩 退变质榴辉岩 斜长角闪岩，岩石的元 素地球化学发生明显的变化受控于岩石中矿物相的转变。 用岩石的元素地球化学特征可以示踪构造过程。变质岩快速折返过程岩石减压部分熔融以大别山为例安徽马庙南（大山乡）榴辉岩的部分熔融安徽岳西碧溪岭部分熔融：从榴辉岩到高压片麻岩安徽岳西碧溪岭榴辉岩的部分熔融现象湖北麻城四道河采场，从榴辉岩道高压片麻岩剪切变形？部分熔融？河南苏河榴辉岩中的部分熔融条带，部分熔融之后有经历褶皱变形。暗色条带为退变质的榴辉岩，浅色条带为含大量石榴子石，绿帘石的片麻岩。安徽碧溪岭榴辉岩 中的部分熔融条带，部分熔融之后有经历褶皱变形。暗色条带为退变质的榴辉