《超高壓低溫岩石的變質過程及冷俯衝帶深部元素遷移》是依託北京大學，由呂增擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超高壓低溫岩石的變質過程及冷俯衝帶深部元素遷移
- 項目負責人：呂增
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
洋殼俯衝過程中的變質化學動力學研究對於理解俯衝板片－地幔相互作用，俯衝帶岩漿作用及成礦，大陸地殼增生和地震活動都至關重要，是固體地球科學研究的前沿領域。前期青年科學基金研究對西南天山西段(哈布騰蘇一帶)細緻的變質地質學研究，識別出更大範圍內的含柯石英岩石，初步勾畫出高壓和超高壓兩類地質單元，認識到超高壓岩石內退變質過程存在豐富的流體活動。本課題擬在青年基金已取得成果基礎上，綜合運用岩石學，地球化學和年代學等方法，對整個西南天山造山帶的（超）高壓岩石開展全方位的調查，查明其內部構造和空間展布特點，建立較完整的P-T-t軌跡，恢復其變質－構造演化歷史，探索低溫條件下超高壓標誌礦物相的轉變和保存的動力學機制，闡明超高壓低溫岩石P-T軌跡對元素再分配的影響，揭示超高壓低溫地質體不同演化階段所伴隨的複雜流體活動規律。
結題摘要
造山帶超高壓低溫變質岩是了解地球板塊間相互作用和地表物質向下循環的重要視窗。位於中國新疆境內的西南天山造山帶發育的超高壓低溫變質帶提供了重要平台，成為冷俯衝帶深部過程研究的熱點地區。本項目通過詳細的野外剖面調查，結合岩相學、礦物化學、熱力學模擬、元素地球化學和年代學等多種手段，著重研究了超高壓榴輝岩、片岩、富鎂石榴角閃岩等不同類型岩石的變質礦物演化特點、P-T軌跡和折返時限，剖面尺度上超高壓和高壓變質岩的空間分布和差異變質表現，以及超高壓變質岩壓力計算準確度相關問題。取得的重要認識有：(1) 發現了石榴石中保存的共生鈉質單斜輝石包體(即硬玉和綠輝石)，證明在超高壓條件二者存在不混溶關係，模擬了二者在超高壓條件下的成分特點；(2) 首次在冷俯衝超高壓低溫岩石的白雲石中發現了柯石英，證明此類鐵白雲石可以將碳攜帶至地幔90公里以上深度，為下一步研究俯衝帶碳循環奠定基礎；(3) 揭示了超高壓片岩中多矽白雲母在折返過程中存在成分擴散作用，其40Ar/39Ar年齡(315Ma)僅代表折返過程中發生面理化的時代；(4) 在木扎爾特地區發現柯石英，確切表明超高壓變質帶可以從哈布騰蘇河地區西延約60公里；(5) 木扎爾特高壓變質剖面的南部和北部在礦物組合和主要礦物成分和變質條件等方面具有明顯差異，分別構成北部和南部兩個獨立的地質單元，二者為構造接觸，並不存在隨機混雜現象；(6) 系統評價了常用壓力計在套用到西南天山超高壓榴輝岩時存在的問題，包括礦物成分平衡域識別、礦物固溶體和有效全岩成分選擇等方面，支持超高壓變質岩的“原地”成因。
