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西藏雅鲁藏布蛇绿岩带中段日喀则地区的白朗蛇绿混杂岩中,存在作为变质底板的石榴石角闪岩.本文依据前人成果和资料对其进行了岩石学、矿物学、变质温压条件和岩石地球化学及变质动力学研究.
通过详细的野外地质调查和室内岩相学研究表明,日喀则白朗地区变质底板的变质基性岩主要有三种类型:单辉石榴石角闪岩、角闪辉石岩和单辉角闪石岩.石榴石角闪岩中角闪石、石榴石、单斜辉石等矿物进行了矿物化学研究表明:角闪石存在三种类型:镁普通角闪石、浅闪石和韭闪石,三者呈现出向高温方向变化的趋势;该区的角闪石是具有超球粒陨石质的在俯冲带环境下形成的角闪石,在某种程度上说明了其寄主岩石榴石角闪岩的成因与俯冲带有着密切的联系.石榴石成分带现象较弱,边部发生退变质;辉石大部分为透辉石和次透辉石,存在少量普通辉石;长石类主要为斜长石和钠长石.
岩石中保留了四个阶段的变质矿物组合.第一个阶段(M1):早期变质矿物组合保留在石榴石和单斜辉石中,这一阶段的矿物组合为Am1+Pl1+Ep1+Ttn;第二个阶段(M2):峰期变质阶段的石榴石核部、早期大颗粒单斜辉石和绿帘石,有的样品中见有金红石,这一阶段的主要矿物组合为Grt-c(石榴石核部)+Cpx-e(早期单斜辉石)+Ep2+Rt;第三个阶段(M3):退变质过程中,单斜辉石被角闪石交代,石榴石退变分解为角闪石与斜长石的后成合晶矿物组合,矿物组合为Grt-r(石榴石变晶的边部)+Am3+Pl3+Cpx-l(晚期单斜辉石)+Ep3/Czo3+Ttn;第四个阶段(M4):最终斜长石分解为细小的钠长石和葡萄石,斜黝帘石脉和方解石脉,其矿物组合为Prh+Ab+Czo4+Chl+Cal.
根据NCFMASHO体系矿物组合演化的视剖面图,结合传统的地质温压计,估算出峰期前的温压条件为560~620℃/9.1~9.8kbar;峰期温压条件为830~870℃/18.0~22.0kbar,退变质阶段保留了640~680℃/10.7~14.9kbar的温压条件,最终止于葡萄石-绿纤石的前绿片岩相变质条件,其温压条件＜205℃/6kbar;得出一条逆时针的P-T轨迹.
通过对白朗变质基性岩的三类岩石—单辉石榴石角闪岩、角闪辉石岩和单辉角闪石岩的主量、稀土、微量元素特征分析,得出该组岩石具有相似的地球化学性质:主量元素具有低钛(0.92%~1.29%)、低钾(<0.26%)、低钠(0.24%~2.46%)的特征.稀土元素和微量元素特征与N-MROB相似,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、U),亏损部分高场强元素(Nb、Ti、Zr、Hf),属于亚碱性拉斑玄武岩系列.利用地球化学判别图解,研究区内石榴石角闪岩既具有正常大洋中脊玄武岩N-MORB的特征,同时又混入了大洋岛弧的成分,呈现出有俯冲带物质加入的地球化学印记.该组石榴石角闪岩上覆的的蛇绿岩应为俯冲带之上(SSZ)型;蛇绿岩和变质底板可能形成在和特提斯洋洋内俯冲有关的弧后盆地环境,地幔物质在俯冲带上的对流形成新洋壳,属于特提斯洋岩石圈在俯冲消减过程中引发的弧后次级小洋盆地扩张的产物.
石榴石角闪岩变质成因的地球动力学研究表明,作为变质底板的日喀则白朗地区石榴石角闪岩及其伴生变质基性岩其原岩为蛇绿岩中上地壳的镁铁质基性岩石,在成因上与MORB和SSZ环境都有亲缘关系,是形成于与俯冲带相关的地质背景,代表了弧后盆地的扩张环境,并形成于洋内俯冲/侵位过程.结合前人对蛇绿岩侵位机制的研究成果,可以总结出在日喀则地区从东到西,从大竹卡、白朗到吉定发育一条早白垩世时期可能与大洋中脊斜交的分段发育的洋间岛弧及其弧后扩张脊.根据白朗蛇绿岩变质底板石榴石角闪岩的特征,认为白朗蛇绿岩属于俯冲折返拼贴式侵位机制,且可能受到底辟作用的影响.
本文利用对变质底板石榴石角闪岩岩石学、矿物学以及地球化学的研究,对判定白朗石榴石角闪岩的性质归属、成因和构造背景和演化进程,提供了明确的依据,有助于认识日喀则地区蛇绿岩的物质组成、侵位机制和成岩作用及相关构造背景,为认识冈瓦纳大陆的裂解、冈瓦纳-劳亚大陆碰撞、青藏高原的形成等问题提供新的岩石学、矿物学及地球化学等方面的支持.
通过详细的野外地质调查和室内岩相学研究表明,日喀则白朗地区变质底板的变质基性岩主要有三种类型:单辉石榴石角闪岩、角闪辉石岩和单辉角闪石岩.石榴石角闪岩中角闪石、石榴石、单斜辉石等矿物进行了矿物化学研究表明:角闪石存在三种类型:镁普通角闪石、浅闪石和韭闪石,三者呈现出向高温方向变化的趋势;该区的角闪石是具有超球粒陨石质的在俯冲带环境下形成的角闪石,在某种程度上说明了其寄主岩石榴石角闪岩的成因与俯冲带有着密切的联系.石榴石成分带现象较弱,边部发生退变质;辉石大部分为透辉石和次透辉石,存在少量普通辉石;长石类主要为斜长石和钠长石.
岩石中保留了四个阶段的变质矿物组合.第一个阶段(M1):早期变质矿物组合保留在石榴石和单斜辉石中,这一阶段的矿物组合为Am1+Pl1+Ep1+Ttn;第二个阶段(M2):峰期变质阶段的石榴石核部、早期大颗粒单斜辉石和绿帘石,有的样品中见有金红石,这一阶段的主要矿物组合为Grt-c(石榴石核部)+Cpx-e(早期单斜辉石)+Ep2+Rt;第三个阶段(M3):退变质过程中,单斜辉石被角闪石交代,石榴石退变分解为角闪石与斜长石的后成合晶矿物组合,矿物组合为Grt-r(石榴石变晶的边部)+Am3+Pl3+Cpx-l(晚期单斜辉石)+Ep3/Czo3+Ttn;第四个阶段(M4):最终斜长石分解为细小的钠长石和葡萄石,斜黝帘石脉和方解石脉,其矿物组合为Prh+Ab+Czo4+Chl+Cal.
根据NCFMASHO体系矿物组合演化的视剖面图,结合传统的地质温压计,估算出峰期前的温压条件为560~620℃/9.1~9.8kbar;峰期温压条件为830~870℃/18.0~22.0kbar,退变质阶段保留了640~680℃/10.7~14.9kbar的温压条件,最终止于葡萄石-绿纤石的前绿片岩相变质条件,其温压条件＜205℃/6kbar;得出一条逆时针的P-T轨迹.
通过对白朗变质基性岩的三类岩石—单辉石榴石角闪岩、角闪辉石岩和单辉角闪石岩的主量、稀土、微量元素特征分析,得出该组岩石具有相似的地球化学性质:主量元素具有低钛(0.92%~1.29%)、低钾(<0.26%)、低钠(0.24%~2.46%)的特征.稀土元素和微量元素特征与N-MROB相似,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、U),亏损部分高场强元素(Nb、Ti、Zr、Hf),属于亚碱性拉斑玄武岩系列.利用地球化学判别图解,研究区内石榴石角闪岩既具有正常大洋中脊玄武岩N-MORB的特征,同时又混入了大洋岛弧的成分,呈现出有俯冲带物质加入的地球化学印记.该组石榴石角闪岩上覆的的蛇绿岩应为俯冲带之上(SSZ)型;蛇绿岩和变质底板可能形成在和特提斯洋洋内俯冲有关的弧后盆地环境,地幔物质在俯冲带上的对流形成新洋壳,属于特提斯洋岩石圈在俯冲消减过程中引发的弧后次级小洋盆地扩张的产物.
石榴石角闪岩变质成因的地球动力学研究表明,作为变质底板的日喀则白朗地区石榴石角闪岩及其伴生变质基性岩其原岩为蛇绿岩中上地壳的镁铁质基性岩石,在成因上与MORB和SSZ环境都有亲缘关系,是形成于与俯冲带相关的地质背景,代表了弧后盆地的扩张环境,并形成于洋内俯冲/侵位过程.结合前人对蛇绿岩侵位机制的研究成果,可以总结出在日喀则地区从东到西,从大竹卡、白朗到吉定发育一条早白垩世时期可能与大洋中脊斜交的分段发育的洋间岛弧及其弧后扩张脊.根据白朗蛇绿岩变质底板石榴石角闪岩的特征,认为白朗蛇绿岩属于俯冲折返拼贴式侵位机制,且可能受到底辟作用的影响.
本文利用对变质底板石榴石角闪岩岩石学、矿物学以及地球化学的研究,对判定白朗石榴石角闪岩的性质归属、成因和构造背景和演化进程,提供了明确的依据,有助于认识日喀则地区蛇绿岩的物质组成、侵位机制和成岩作用及相关构造背景,为认识冈瓦纳大陆的裂解、冈瓦纳-劳亚大陆碰撞、青藏高原的形成等问题提供新的岩石学、矿物学及地球化学等方面的支持.