华北克拉通宣化西望山高压基性麻粒岩变质作用研究

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摘要
高压基性麻粒岩是造山带常见的高级变质岩,多形成于从俯冲到碰撞的汇聚环境中,常常保留了丰富的矿物组合和变质结构信息,对高压基性麻粒岩变质作用的研究可以为我们理解深部地壳俯冲碰撞的构造演化过程提供重要的线索。在华北中部造山带北部宣化地区出露了大量的高压基性麻粒岩,宣化西望山地区高压基性麻粒岩的变质作用研究,对于了解华北中部造山带前寒武纪变质基底的构造与演化历史具有重要意义。本文通过详细的岩相学与矿物化学研究将西望山高压基性麻粒岩划分为粗粒高压基性麻粒岩与中细粒高压基性麻粒岩,在粗粒样品中识别出四期变质矿物组合,中细粒样品中识别出三期变质矿物组合,并首次在样品中发现熔体与反条纹长石存在。结合传统地质温压计与相平衡模拟计算,在粗粒高压基性麻粒岩石中,石榴子石变斑晶核部包裹体中识别的早期进变质阶段(M1)的温压条件为760℃/11.5 kbar,峰期变质阶段(M2)的矿物组合为石榴子石+单斜辉石+斜长石+角闪石+金红石+熔体+钛铁矿,其变质温压条件为990-1012℃/14.1-14.7kbar,峰后退变质阶段(M3)的矿物组合为石榴子石+单斜辉石+斜方辉石+斜长石+角闪石+钛铁矿,变质温压条件为870-925℃/6.8-8.5 kbar,晚期角闪岩相退变阶段(M4)以围绕石榴子石变斑晶的斜长石+角闪石冠状体组成,其变质条件为590℃/5.2 kbar左右;在中细粒高压基性麻粒岩中,其峰期变质阶段(M2)由石榴子石+单斜辉石+斜长石+角闪石+金红石+熔体构成的矿物组合变质温压条件为1050-1080℃/13.2-14.8 kbar,峰后(M3)阶段由石榴子石+单斜辉石+斜方辉石+斜长石+角闪石构成的矿物组合变质温压条件为825-875℃/5.7-7.3kbar,晚期(M4)阶段以斜长石+角闪石冠状体组成,其变质条件为550℃/5 kbar。锆石U-Pb定年结果显示高压基性麻粒岩记录了两组变质年龄1853±14 Ma和1744±44 Ma。研究表明西望山两类高压基性麻粒岩经历了相似的变质演化过程,具有顺时针近等温降压的P-T轨迹,其峰期温度远超前人的研究结果,经历了高压超高温变质作用,揭示出中部造山带内高压基性麻粒岩与超高温泥质麻粒岩可能具有相似的变质演化历史。两组变质年龄分别代表峰后退变质时期和晚期角闪岩相退变质时期。

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