安徽南大別超高壓榴輝岩和片麻岩的相平衡研究

《安徽南大別超高壓榴輝岩和片麻岩的相平衡研究》是依託北京大學，由魏春景擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：安徽南大別超高壓榴輝岩和片麻岩的相平衡研究
• 項目負責人：魏春景
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

本項目擬利用不斷更新的內部一致性熱力學資料庫、THERMOCALC程式以及合適的礦物固溶體成分－活度模型，選擇與自然岩石最接近的NCKMnFMASHTO體系，系統研究安徽南大別超高壓榴輝岩和片麻岩的相平衡關係。結合詳細的岩相學及片麻岩中鋯石包裹體研究，闡明榴輝岩和片麻岩變質作用峰期PT條件和區域變化，利用石榴石的環帶、包裹體及礦物組合世代關係，進一步限定變質作用的進變與退變PT軌跡，定量模擬超高壓岩石在俯衝與折返過程中發生的變質反應、礦物組合演化及流體（熔體）效應，為探討大陸地殼深俯衝與折返過程和動力學機制提供更確鑿的岩石學證據。

結題摘要

本項目研究內容分6方面：（1）討論了MORB型基性岩高壓下的相平衡關係，預測這種基性岩在500–600 °C和18–28 kbar條件下，礦物組合為藍閃石＋石榴石＋綠輝石＋硬柱石＋多矽白雲母＋石英  綠泥石  滑石，為藍閃石-硬柱石榴輝岩相。在PT視剖面圖上該組合中石榴石和多矽白雲母的成分等值線可以很好地限定岩石形成的PT條件。利用這種等值線溫壓計方法，估測世界12處藍閃石－硬柱石榴輝岩和藍閃石－綠簾石榴輝岩具有相似的峰期P–T 條件，都位於硬柱石穩定域，二者礦物組合的不同係為抬升過程中不同程度的疊加變質所致。(2) 闡述了西大別含藍閃石超高壓榴輝岩的相平衡關係、變質作用演化與流體作用行為。模擬表明石榴石的生長環帶記錄了兩個前進變質階段，石榴石邊部最富鎂和最貧鈣的成分反映超高壓峰期變質條件，峰期後早期折返階段發生硬柱石大量脫水，形成藍閃石和綠簾石等變斑晶。（3）以南大別低溫和中溫超高壓榴輝岩為例，討論了基性岩在超高壓條件下的相平衡關係，視剖面圖模擬表明富鎂或低鈣的低溫超高壓榴輝岩峰期礦物組合為石榴石＋綠輝石＋硬柱石＋滑石＋多矽白雲母＋柯石英 ( 藍閃石)，石榴石邊部成分也為富鎂和低鈣特徵，岩石的峰期PT條件可利用石榴石中鎂鋁榴石和多矽白雲母中 Si-等值線確定。多數中溫超高壓榴輝岩的峰期礦物組合為石榴石＋綠輝石＋硬柱石＋多矽白雲母＋柯石英，在該組合中，鎂鋁榴石含量主要受全岩成分控制，石榴石最高鈣鋁榴石和多矽白雲母中的最大Si含量可以限定最接近峰期的變質條件。少數全岩成分富鐵的榴輝岩峰期礦物組合為石榴石＋綠輝石＋柯石英，缺少硬柱石，難以給出有效的溫度、壓力信息。峰期含有硬柱石的超高壓榴輝岩折返過程返伴有硬柱石脫水，發生進一步榴輝岩化。（4）模擬大別山超高壓榴輝岩周圍含石榴石的正片麻岩超高壓峰期礦物組合應該為石榴石＋硬玉＋硬柱石＋多矽白雲母＋藍晶石＋柯石英，石榴石成分仍然反映超高壓變質條件，但其它礦物均為中低壓角閃岩相階段退變質的產物。（5）以大別山雙河柯石英榴輝岩成分為基礎，模擬了地殼深俯衝與折返過程中變質作用的演化規律；（6）系統總結了近年來變質作用PTt軌跡和變質岩石學的研究進展。完成和發表文章16篇，其中發表SCI論文9篇，核心期刊論文3篇，待刊SCI論文2篇，評審中SCI論文2篇，博士學位論文2篇、碩士學位論文2篇。