《陸殼岩石超深(＞9GPa)俯衝、折返及其深熔作用》是依託西北大學，由劉良擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：陸殼岩石超深(>9GPa)俯衝、折返及其深熔作用
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：劉良
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬以南阿爾金新發現和確定的超高壓岩石中斯石英顯微結構和斯石英假象、以及峰期變質壓力(＞10GPa)位於斯石英穩定域的北秦嶺長英質片麻岩的初步研究為切入點和突破口，以這些岩石與阿爾金、柴北緣和北秦嶺HP-UHP帶中廣泛發育的片麻岩和相關的深熔脈體和部分火成岩為重點研究對象，開展精細的野外地質、岩石學、礦物學、地球化學、同位素年代學和礦物包裹體的研究，進一步尋找區內超深(＞9GPa)俯衝的岩石學及其經歷深熔作用的證據，確定超深俯衝陸殼岩片的分布規律、原岩組合性質及其變質演化P-T-t 軌跡；開展高溫高壓部分熔融實驗產物與天然超高壓岩石和相關深熔脈體或火成岩三者地球化學親緣性對比研究，揭示超深俯衝陸殼岩石折返過程中對應斯石英與柯石英兩個穩定域發生部分熔融產生的熔體的性質、行為和規模，為充實和完善加熱導致斯石英相變為柯石英是啟動超深俯衝長英質陸殼岩石折返的第一驅動力的折返機制提供關鍵的約束。
結題摘要
本項目通過細緻野外地質、礦物學、岩石學、地球化學和同位素年代學研究結合高溫高壓實驗模擬，取得如下創新性研究成果：（1）首次在南阿爾金超高壓榴輝岩中發現斯石英副象，重新厘定南阿爾金石榴輝石岩中石榴石出溶單斜輝石和北秦嶺長英質片麻岩中石榴石出溶石英指示的峰期壓力為9～10 GPa，俯衝深度達斯石英穩定域（～300 km）；結合以前的研究，提出陸殼俯衝到斯石英穩定域地幔深度再折返地表的現象可能更普遍，岩石類型更多樣。 （2）依據高溫高壓實驗研究，明確SiO2飽和體系中石榴石超矽的最小壓力為≥9～10 GPa的斯石英穩定域，為識別陸殼岩石俯衝到斯石英穩定地幔深度的研究提供了新的借鑑和思路。（3）首次提出加熱使斯石英相變為柯石英引起的密度減小是超深俯衝到斯石英穩定域長英質陸殼岩石折返的主要驅動力，合理解釋了超深俯衝陸殼岩石的折返機制。（4）首次在北秦嶺斜長角閃岩和南阿爾金榴輝岩中發現柯石英包裹體，為兩個造山帶經歷超高壓變質作用提供了進一步的礦物學證據。（5）高溫高壓實驗研究揭示，長英質陸殼岩石在柯石英穩定域熔融產物是富鉀花崗質熔體，在斯石英穩定域則為富鉀質安山質-基性（甚或超基性）熔體，為揭示深-超深俯衝陸殼岩石折返過程中產生熔體的性質、行為提供了關鍵的實驗岩石學依據。（6）在北秦嶺和南阿爾金識別出大量退變榴輝岩，建立了HP-UHP岩石的P-T-t演化軌跡；查明了兩地HP-UHP地體中深熔脈體的期次及其與深俯衝陸殼折返過程相關的岩漿岩之間的成因聯繫。（7）論證提出北秦嶺HP-UHP岩石是商丹洋向北俯衝拖曳南秦嶺在約500Ma發生陸殼深俯衝作用的產物；北秦嶺HP-UHP岩石在中泥盆世已折返地表遭受剝蝕，早古生代造山作用至此已經結束；秦嶺群是一俯衝碰撞雜岩帶而不是一個岩石地層單元或微陸塊。（8）首次在柴北緣識別出多種具有洋殼屬性且經歷了新元古代角閃岩相和早古生代超高壓榴輝岩相兩期變質的榴輝岩，探討了柴北緣從中元古代格林威爾大洋發育到碰撞造山，以及早古生代從大洋俯衝到大陸深俯衝及折返的多旋迴造山演化過程。
