南非Bushmanland地区麻粒岩相带变质事件研究——来自岩石变质演化、地球化学及年代学的证据

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单位山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室,山东科技大学地球科学与工程学院;山东科技大学图书馆;
来源岩石学报
出版年2025
期号08
摘要
南非Namaqua南部Bushmanland地区出露古元古代至中元古代的富镁铝麻粒岩、基性麻粒岩和泥质麻粒岩。早前研究表明该地存在两次变质事件,经历了第一次变质事件(M1)的富镁铝麻粒岩达到超高温(UHT)条件(1000~1050℃/0.715~0.815GPa),而仅经历了第二次变质事件(M2)的基性麻粒岩峰期的温度和压力都较低(770~830℃/0.49~0.64GPa)。本文继续对区内普遍出露的泥质麻粒岩进行变质演化和年代学研究,明确其变质过程,并通过对比富镁铝麻粒岩、基性麻粒岩和泥质麻粒岩的全岩地球化学特征,阐明区内UHT变质作用的形成机制和原岩物源区特征,探讨两次变质事件对区内不同岩性的改造。变质作用研究结果显示,泥质麻粒岩中的石榴长英质片麻岩峰前(M2a)矿物组合以石榴石中的石英+黑云母包裹体为代表;峰期(M2b)矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+石英+黑云母+钛铁矿+熔体,黑云母的XMg和石榴石的XGrs等值线将变质峰期(M2b)温压条件限定在845~855℃/0.6~0.7GPa;峰后(M2c)以斜长石+钾长石+黑云母+石英+钛铁矿±石榴石为特征矿物,斜长石中的XAn和黑云母中的XMg将峰后(M2c)温压条件限定在760~790℃/0.6~0.66GPa,由此得到一条从M2b到M2c的退变质阶段的逆时针的演化轨迹。泥质麻粒岩中的夕线石榴黑云二长片麻岩变质峰期的矿物组合为石榴石+条纹长石(斜长石+钾长石)+石英+黑云母+夕线石+钛铁矿+熔体,黑云母的XMg、斜长石的XAn将变质峰期的温压条件限定在815~830℃/0.6~0.7GPa的范围内。并由此推断出泥质麻粒岩记录了最高变质温度达到855℃的逆时针的演化轨迹。泥质麻粒岩锆石U-Pb定年记录了~1031±36Ma的变质年龄,对应于Bushmanland地区的M2变质事件,碎屑锆石的年龄分布范围较广,在1885~1306Ma之间,经历了与富镁铝麻粒岩不同的搬运过程。来自变质演化和年代学的证据表明泥质麻粒岩同基性麻粒岩一样,在M1之后变质形成,出现在Bushmanland地区,仅经历了该地区的M2变质事件,未达到UHT变质作用的条件。富镁铝麻粒岩来自于Bushmanland的一个火山沉积序列,其原岩(长英质火成岩)在变质之前经历了较强程度的热液交代作用,随后与俯冲相关的变质作用引发地壳物质熔融,最终达到了UHT变质条件。这期间富镁铝麻粒岩先经历了M1变质事件,随后又与基性麻粒岩和泥质麻粒岩共同经历M2变质叠加。从年代学上看,M1和M2事件发生在两次氧化事件之间的平静期,分别对应于Columbia超大陆裂解和Rodinia超大陆聚合时期。

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