金红石作为高场强元素的主要载体(Nb,Ta,Zr, Hf等),是控制岛弧岩浆岩石地球化学特征重要矿物。同时,金红石的Zr含量是一个很好的温度计,在岩石学研究中有广泛的应用前景。榍石除了富集稀土元素和Sr之外,也可以容纳相当含量的高场强元素,榍石中的Zr含量与温度,压力呈线性关系,其温压计在地质过程中也得到了一定的应用。本文主要从榴辉岩相脉体中金红石和榍石地球化学角度展开研究。
本文以南大别花凉亭地区发育在榴辉岩内部的绿辉石-绿帘石高压脉体为研究对象,以电子探针、激光等离子质谱和纳米离子探针为分析手段,对脉体中金红石和反应边的榍石进行了详细的成分特征研究。花凉亭榴辉岩中绿辉石-绿帘石脉体在超高压板片折返的过程中,一些金红石首先退变为钛铁矿,然后进一步反应生成榍石反应边。反应是在含F流体的作用下,通过Rt+Ep+F-流体→Ttn生成榍石。激光等离子质谱和纳米离子探针分析表明高场强元素含量在榍石反应边最低,而在金红石边部显著富集,这明显受控于高场强元素在金红石-榍石之间的分配特征。在Nb/Ta比值上,金红石边部的Nb/Ta比值为16.1,核部的Nb/Ta比值为13,反应边榍石的Nb/Ta比值为~8-9,Nb/Ta比值的变化反映出金红石生成榍石过程中Nb和Ta强烈分异特征。此外,钛铁矿从金红石的出溶也会导致高场强元素在金红石和钛铁矿种重新分配,钛铁矿中富Zr的特征可能是导致金红石Zr温度计普遍偏低的一个重要因素。根据脉体的全岩成分体系,利用THERMOCALC对金红石、钛铁矿和榍石形成的温压条件进行了估算,三相共存的温压范围为700℃,10Kbar,根据金红石和榍石的Zr温度计得到样品中的金红石和榍石的温度分别为636℃(25 Kbar),673℃(9Kbar),投图得出花凉亭榴辉岩中绿帘石-绿辉石脉体板片折返的过程中是沿着一个顺时针的P-T轨迹进行的。