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洋壳深俯冲超高压变质作用研究及其地质意义 总被引：1，自引：0，他引：1
洋壳深俯冲经历超高压变质作用的岩石比较稀少,是目前超高压变质作用研究的重要前沿领域,有关这方面的研究对于建立新的冷俯冲带变质作用类型、探讨地幔水流体的成因、建立更广泛的超高压变质岩石的抬升机制具有重要意义。另外,洋壳深俯冲高压变质带往往与低压高温变质带组成双变质带,对双变质带的深入研究对于完整地重塑俯冲碰撞造山带的形成演化过程具有重要意义。简要地介绍了新疆西天山洋壳深俯冲超高压变质带的研究现状和存在的问题。 相似文献
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近年来的变质地质学研究,揭示变质作用并不都是发生在地壳的常规温度压力范围之内。相当多的变质作用是在异于常规的地质条件下发生的,它们可称为极端条件下的变质作用,包括超高压变质作用、超高温变质作用、混合岩化作用、很低级变质作用以及冲击变质作用等。超高压变质是指变质压力大于2.5GPa,变质温压梯度10℃/km条件下的变质作用;超高温变质是指变质温度超过900℃以上的变质作用;混合岩化作用是指长英质岩石在温度、压力及流体的作用下,从固态转变为液态,即岩石部分熔融的过程;很低级变质作用是指岩石从成岩作用向变质作用的转变过程;而冲击变质作用是指地球以外的天体陨击地球表面时,由于瞬时高温、动态高压作用下的一切变质过程。这些类型的变质作用,变质条件特殊,对于深入研究变质作用的地球动力学意义,有着不可替代的作用。文中简要论述这几类变质作用的范畴与标志,评述其国内外的研究进展及进一步的发展方向。 相似文献
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南阿尔金造山带是目前报道的具有最深俯冲记录的大陆超高压变质带,其内出露有高压-超高温麻粒岩,它们对深入理解大陆地壳岩石超深俯冲与折返过程具有重要意义.介绍了对南阿尔金巴什瓦克地区长英质麻粒岩和基性麻粒岩的岩相学、矿物化学、相平衡模拟及锆石U-Pb年代学研究成果.其中基性麻粒岩主要记录了深俯冲大陆地壳折返过程的变质演化:包括高压榴辉岩相、高压-超高温麻粒岩相、低压-超高温麻粒岩相及随后的近等压降温演化阶段;长英质麻粒岩除了记录与基性麻粒岩相似的折返过程外,还记录了从角闪岩相到超高压榴辉岩相的进变质演化过程.结合已有研究资料,确定超高压榴辉岩阶段峰期条件> 7~9 GPa和>1 000℃,可达到斯石英稳定域.锆石年代学显示两种岩石类型的原岩和变质年龄均分别在900 Ma和500 Ma左右.变质作用与年代学研究表明,南阿尔金大陆地壳岩石在早古生代发生超深俯冲至200~300 km后,折返至加厚地壳底部发生高压-超高温变质作用,随后被快速抬升至地壳浅部发生低压-超高温变质作用并经历迅速冷却. 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>大陆俯冲带中高压-超高压榴辉岩及相关岩石的峰期及之后的变质温度确定是了解其岩石成因和演化的关键。然而,这些高级变质岩石由于常常形成于极端条件下(如超高温变质作用)而给温度估算带来巨大挑战。因为900℃的变质温度已明显高于大多数传统矿物对温度计的阳离子交换封闭温度(Baldwin et al.,2007),峰期变质温度的准确估计常受到退变质作用和冷却过程中矿物再平衡或重结晶的明显影响(Harley et al.,2008;Kooijman et al.,2012;Liu et al.,2015)。因此,目前流行的微量元素 相似文献
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21世纪最初十年变质岩石学研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
魏春景 《矿物岩石地球化学通报》2012,31(5):415-427
21世纪以来变质岩石学发展迅猛.对大型俯冲带和造山带综合数值模拟研究,所得到的变质作用p-T-t与以往一维热模拟结果很不相同;利用内部一致性热力学数据库,进行变质相平衡的定量研究,改变了人们对变质反应和相平衡关系的理解,开辟了定量研究变质作用的新阶段;超高压变质作用的深入研究,发现了更多超高压变质作用的标志及地体,指示陆壳俯冲深度可能达300～350 km,并对地壳岩石深俯冲的机理及变质作用演化进行了进一步探讨;对麻粒岩尤其是高压和超高温麻粒岩的研究,进一步了解了麻粒岩相条件下的深熔作用与熔体演化机理,为认识早前寒武纪的板块作用与造山过程提供了新的窗口;利用多种方法对俯冲带变质流体的研究,为深刻认识俯冲带的岩浆作用及地幔演化提供了更为广阔的视野. 相似文献
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超高压变质作用 总被引：2，自引：0，他引：2
本文简要概述了近年在西阿尔卑斯、挪威西部、我国中东部及苏联一些地区超高压变质岩石的最新研究成果,指出柯石英及其向石英转变而形成的张裂结构是鉴别这一超高压变质作用的主要标志.指示超高压变质条件的其它矿物及矿物组合的尚有镁十字石、ellenberserite、硬玉十蓝晶石、滑石十蓝晶石和滑石十多硅白云母等,金刚石代表更极端的高压条件.超高压变质作用的边界压力>2.SGPa,温度约700~840C,代表一个近于7℃/km的极低的地热梯度,其退化轨还为压力和温度同时降低.超高压变质岩石严格地产出于陆内造山带,表明它们是在大陆与大陆碰撞过程中由深俯冲作用形成的,其俯冲深度可超过90km,使柯石英得以保存的快速构造抬升可能是连续俯冲一仰冲的结果. 相似文献
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形成在汇聚板块边缘的俯冲带由俯冲岩石圈板块和上部岩石圈板块组成,具有不对称的热结构。俯冲岩石圈板块具有冷的地温梯度,而上部岩石圈板块具有热的地温梯度。俯冲板块的变质作用发生在5~15℃/km地温梯度下,可进一步划分为冷俯冲板块型（5~10℃/km）和热俯冲板块型（10~15℃/km）,即西阿尔卑斯型和古巴型。俯冲带上板块的变质作用发生15~50℃/km地温梯度下,可进一步划为冷地壳型（15~25℃/km）和热地壳型（25~50℃/km）,统称为科迪勒拉型。冷俯冲板块的变质作用是以大洋和大陆地壳岩石深俯冲到地幔,发生低温/高压及超高压变质作用为特征。所形成的低温/高压和超高压变质岩具有顺时针型P-T轨迹,其折返过程是以近等温或升温降压和部分熔融为特征。热俯冲板块型变质作用发生在年轻板块的正常俯冲和古老板块的平缓俯冲过程中。从大洋岩石圈初始俯冲到成熟俯冲,俯冲板块的地温梯度由热到冷,从热俯冲型转变成冷俯冲型。热俯冲板块的变质岩可具有顺时针型,也可具有逆时针型P-T轨迹,可以发生高温和高压下的部分熔融,形成埃达克质岩浆岩。俯冲带上板块的冷地壳型变质作用发生在构造挤压导致的加厚地壳环境,加厚的下地壳发生高温、高压麻粒岩相和榴辉岩相变质作用,可具有顺时针和逆时针型P-T轨迹。加厚新生下地壳的部分熔融形成埃达克质岩浆和高密度的基性残留体（弧榴辉岩）。热地壳型变质作用发生在构造伸展导致的减薄地壳环境。由于强烈的幔源岩浆增生和软流圈上涌,下地壳发生高温或超高温麻粒岩相变质作用和部分熔融,所形成的变质岩可具有顺时针型或逆时针型P-T轨迹。在岩浆弧加厚地壳的伸展过程中,早先形成的高温和高压变质岩可以叠加超高温变质作用。俯冲带上板块的岩浆弧可能是超高温变质岩形成的最主要构造环境。上板块下地壳的部分熔融可以形成大体积的花岗岩,由此导致新生地壳组成和成分的分异,是大陆地壳生长和成熟的重要机制。大陆碰撞造山带的加厚下地壳具有冷的地温梯度,可以发生高压麻粒岩和榴辉岩相变质作用。这些高级变质岩具有顺时针型P-T轨迹,在其折返过程中叠加中压、高温,甚至超高温变质作用。碰撞造山带下地壳的长期部分熔融可以形成不同成分的壳源花岗岩。 相似文献
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根据变质作用分类研究的历史回顾和最新进展,本文介绍了一个试行的、较系统的变质作用分类方案,可分为局部性的变质作用和区域性的变质作用两个大类9个类型.局部性的变质作用包括以下5个类型:(1)接触变质作用,包括热变质作用、接触交代变质作用和高热变质作用3个亚类;(2)低-中-高温动力变质作用,包括低-中-高温韧性剪切带变质作用和温压递进逆冲断层变质作用2个亚类;(3)冲击变质作用;(4)水热变质作用;(5)燃烧变质作用.区域性的变质作用可分为以下4个类型:(6)早前寒武纪克拉通基底变质作用-低中压-中高温区域变质作用,可分为5个亚类,分别是低-中压角闪岩相变质作用、低-中压麻粒岩相变质作用、低-中压角闪岩相-麻粒岩相变质作用、低-中压绿片岩相-角闪岩相递增的变质作用和区域超高温麻粒岩相变质作用;(7)造山带变质作用,可分为3个亚类,分别是低温-低压区域动力变质作用、碰撞造山变质作用和深俯冲高压-超高压区域变质作用;(8)埋深变质作用;(9)洋底变质作用. 相似文献
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深俯冲和折返动力学:来自中国大陆科学钻探主孔及苏鲁超高压变质带的制约 总被引：2，自引：0，他引：2
中国大陆科学钻探工程和苏鲁高压-超高压变质带为大陆岩石圈的深俯冲与折返动力学的研究提供了以下制约:(1)苏鲁高压/超高压变质地体迭置于南、北苏鲁两个不同时代及属性的基底之上;(2)苏鲁巨量表壳岩石深俯冲至200km以下的上地幔深度,并经历超高压变质作用;(3)根据不同类型超高压变质岩石锆石的SHRIMP-U/Pb原位精确定年,获得超高压变质岩石的深俯冲-折返全过程(240～252Ma→230～237Ma→207～218Ma)时限.并建立了新的深俯冲-折返全过程的P-T-t轨迹;(4)富钛铁的辉长岩在大陆地壳的深俯冲过程中,经历了超高压变质作用并转变成了富含金红石的榴辉岩,形成了超高压变质的钛矿床;(5)通过榴辉岩和石榴石橄榄岩的显微构造分析及石榴石、绿辉石和橄榄石EBSD测量,确定深俯冲过程中绿辉石和橄榄石的组构运动学和流变学特征;(6)在大陆的深俯冲过程中,强烈水化的陆壳岩石经历了进变质脱水过程,巨量的地表水带入到＞100～200Km的地幔深处,在超高压变质峰期的极端条件下,通过含水超高压变质矿物的分解形成超临界的含水熔体,导致有效的壳-幔物质交换和岩石圈物质分异;(7)苏鲁超高压变质地体在折返阶段形成挤出纳布构造,与岩石圈深俯冲管道流的折返挤出机制有关;(8)提出新的深俯冲-折返动力学模式:陆.陆碰撞的深俯冲剥蚀模式及大陆地壳多重性、分层型和穿时性的俯冲和折返模式. 相似文献
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内蒙古中南部古元古代高温型双变质带及其构造意义 总被引：6，自引：0，他引：6
内蒙古中南部集宁-丰镇-土贵乌拉地区发育了一条超高温变质岩带.通过对土贵乌拉地区超高温变质岩的矿物组合研究,发现其中包含了尖晶石+石英、假蓝宝石+石英、斜方辉石+夕线石+石英的超高温标型矿物组合,并且在超高温变质作用区域内,经历了初始近等压冷却,随后近等温降压的逆时针退变质过程.已有的年代学数据表明,超高温变质作用峰期变质时代为1 920 Ma左右,降压退变质时代为1 850 Ma左右.在超高温变质岩带的东南地区,包括怀安-宣化一带,还出露了高压麻粒岩带.高压麻粒岩经历了近等温降压的顺时针退变质过程.年龄数据表明高压麻粒岩峰期变质时代为～1 900 Ma,退变质时代为1 850 Ma左右.内蒙古中南部超高温变质岩带和高压麻粒岩带相邻分布、产状相似且变质时代接近,共同构成了类似都城秋穗提出的双变质带;由于其温度偏高,故称为高温型双变质带,为世界上最古老的双变质带之一.该高温型双变质带可能反映了内蒙古中南部不同层次地壳物质在早前寒武纪碰撞作用中经历了P-T演化截然不同的变质作用,两条变质带在经历了各自的峰期变质作用后,作为一个共同的地体抬升.对内蒙古中南部古元古代高温型双变质带开展进一步研究,为认识华北克拉通早期构造背景、地壳热演化,特别是板块构造、不同地壳层次的构造作用提供了难得的科学机遇. 相似文献
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Recently, a huge ultrahigh‐pressure (UHP) metamorphic belt of oceanic‐type has been recognized in southwestern (SW) Tianshan, China. Petrological studies show that the UHP metamorphic rocks of SW Tianshan orogenic belt include mafic eclogites and blueschists, felsic garnet phengite schists, marbles and serpentinites. The well‐preserved coesite inclusions were commonly found in eclogites, garnet phengite schists and marbles. Ti‐clinohumite and Ti‐chondrodite have been identified in UHP metamorphic serpentinites. Based on the PT pseudosection calculation and combined U‐Pb zircon dating, the P‐T‐t path has been outlined as four stages: cold subduction to UHP conditions before ～320 Ma whose peak ultrahigh pressure is about 30 kbar at 500oC, heating decompression from the Pmax to the Tmax stage before 305 Ma whose peak temperature is about 600oC at 22kbar, then the early cold exhumation from amphibolite eclogite facies to epidote‐amphibolite facies metamorphism characterized by ITD PT path before 220 Ma and the last tectonic exhumation from epidote amphibolite facies to greenschist facies metamorphism. Combining with the syn‐subduction arc‐like 333‐326 Ma granitic rocks and 280‐260 Ma S‐type granites in the coeval low‐pressure and high‐temperature (LP‐HT) metamorphic belt, the tectonic evolution of Tianshan UHP metamorphic belt during late Cambrian to early Triassic has been proposed. 相似文献
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苏鲁-大别山超高压变质带迟家店和碧溪岭石榴二辉橄榄岩橄榄石组构 总被引：1，自引：0，他引：1
大别山碧溪岭和山东荣成分别发育壳源和幔源的石榴二辉橄榄岩。它们在扬子板块向华北板块的俯冲过程中与俯冲板片一起经历了超高压变质作用。这两种原岩来源不同的石榴橄榄岩中的橄榄石具有相似的结晶学优选方位(LPO):[100]轴主板密垂直于面理面,[010]轴主极密平行于线理,这种橄榄石结晶学优选方位明显不同于高温地幔橄榄岩包体中的橄榄石组构,也不同于最近在超高压变质地体中发现的水导致的橄榄石组构。我们认为碧溪岭和荣成石榴二辉橄榄岩中的这种橄榄石组构可能是在相对较干的超高压变质条件下形成的。本研究为大陆深俯冲超高压变质石榴橄榄岩橄榄石组构特征提供了第一手资料。 相似文献
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Olivine‐bearing symplectites in fractured garnet from eclogite,Moldanubian Zone (Bohemian Massif) – a short‐lived,granulite facies event 
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下载免费PDF全文 Recent petrological studies on high‐pressure (HP)–ultrahigh‐pressure (UHP) metamorphic rocks in the Moldanubian Zone, mainly utilizing compositional zoning and solid phase inclusions in garnet from a variety of lithologies, have established a prograde history involving subduction and subsequent granulite facies metamorphism during the Variscan Orogeny. Two temporally separate metamorphic events are developed rather than a single P–T loop for the HP–UHP metamorphism and amphibolite–granulite facies overprint in the Moldanubian Zone. Here further evidence is presented that the granulite facies metamorphism occurred after the HP–UHP rocks had been exhumed to different levels of the middle or upper crust. A medium‐temperature eclogite that is part of a series of tectonic blocks and lenses within migmatites contains a well‐preserved eclogite facies assemblage with omphacite and prograde zoned garnet. Omphacite is partly replaced by a symplectite of diopside + plagioclase + amphibole. Garnet and omphacite equilibria and pseudosection calculations indicate that the HP metamorphism occurred at relatively low temperature conditions of ~600 °C at 2.0–2.2 GPa. The striking feature of the rocks is the presence of garnet porphyroblasts with veins filled by a granulite facies assemblage of olivine, spinel and Ca‐rich plagioclase. These minerals occur as a symplectite forming symmetric zones, a central zone rich in olivine that is separated from the host garnet by two marginal zones consisting of plagioclase with small amounts of spinel. Mineral textures in the veins show that they were first filled mostly by calcic amphibole, which was later transformed into granulite facies assemblages. The olivine‐spinel equilibria and pseudosection calculations indicate temperatures of ~850–900 °C at pressure below 0.7 GPa. The preservation of eclogite facies assemblages implies that the granulite facies overprint was a short‐lived process. The new results point to a geodynamic model where HP–UHP rocks are exhumed to amphibolite facies conditions with subsequent granulite facies heating by mantle‐derived magma in the middle and upper crust. 相似文献
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印度与亚洲大陆新生代碰撞-俯冲形成的喜马拉雅造山带核部由高压和超高压变质岩组成.超高压榴辉岩分布在喜马拉雅造山带西段,由石榴石、绿辉石、柯石英、多硅白云母、帘石、蓝晶石和金红石组成.超高压榴辉岩的峰期变质条件为2.6～2.8GPa和600～620℃,其经历了角闪岩相退变质作用和低程度熔融.超高压榴辉岩的进变质、峰期和退变质年龄分别为～50Ma、45～47Ma和35～40Ma,指示一个快速俯冲与快速折返过程.高压榴辉岩产出在喜马拉雅造山带中-东段,由石榴石、绿辉石、多硅白云母、石英和金红石组成.高压榴辉岩的峰期变质条件为>2.1GPa和>750℃,叠加了高温麻粒岩相退变质作用与强烈部分熔融.高压榴辉岩的峰期和退变质年龄可能分别是～38 Ma和14～17 Ma,很可能经历了一个缓慢俯冲与缓慢折返过程.喜马拉雅造山带两种不同类型榴辉岩的存在表明,印度与亚洲大陆约在51～53Ma碰撞后,印度大陆地壳的西北缘陡俯冲到了地幔深度,导致表壳岩石经历了超高压变质作用,而印度大陆地壳的东北缘平缓俯冲到亚洲大陆之下,导致表壳岩石经历了高压变质作用. 相似文献
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Zoned Zircon from Eclogite Lenses in Marbles from the Dabie-Sulu UHP Terrane, China： A Clear Record of Ultra-deep Subduction and Fast Exhumation 总被引：3，自引：0，他引：3 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 Liu Fulai 《《地质学报》英文版》2007,81(2):204-225
Eclogite lenses in marbles from the Dabie-Sulu ultrahigh-pressure (UHP) terrane are deeply subducted meta-sedimentary rocks. Zircons in these rocks have been used to constrain the ages of prograde and UHP metamorphism during subduction, and later retrograde metamorphism during exhumation. Inherited (detrital) and metamorphic zircons were distinguished on the basis of transmitted light microscopy, cathodoluminescence (CL) imaging, trace element contents and mineral inclusions. The distribution of mineral inclusions combined with CL imaging of the metamorphic zircon make it possible to relate zircon zones (domains) to different metamorphic stages. Domain 1 consists of rounded, oblong and spindly cores with dark-luminescent images, and contains quartz eclogite facies mineral inclusion assemblages, indicating formation under high-pressure (HP) metamorphic conditions of T = 571-668℃and P = 1.7-2.02 GPa. Domain 2 always surrounds domain 1 or occurs as rounded and spindly cores with white-luminescent images. It contains coesite edogite facies mineral inclusion assemblages, indicating formation under UHP metamorphic conditions of T = 782-849℃and P > 5.5 GPa. Domain 3, with gray-luminescent images, always surrounds domain 2 and occurs as the outermost zircon rim. It is characterized by low-pressure mineral inclusion assemblages, which are related to regional amphibolite facies retrograde metamorphism of T = 600-710℃and P = 0.7-1.2 GPa. The three metamorphic zircon domains have distinct ages; sample H1 from the Dabie terrane yielded SHRIMP ages of 245±4 Ma for domain 1, 235±3 Ma for domain 2 and 215±6 Ma for domain 3, whereas sample H2 from the Sulu terrane yielded similar ages of 244±4 Ma, 233±4 Ma and 214±5 Ma for Domains 1, 2 and 3, respectively. The mean ages of these zones suggest that subduction to UHP depths took place over 10-11 Ma and exhumation of the rocks occurred over a period of 19-20 Ma. Thus, subduction from～55 km to > 160 km deep mantle depth took place at rates of approximately 9.5-10.5 km/Ma and exhumation from depths >160 km to the base of the crust at～30 km occurred at approximately 6.5 km/Ma. We propose a model for these rocks involving deep subduction of continental margin lithosphere followed by ultrafast exhumation driven by buoyancy forces after break-off of the UHP slab deep within the mantle. 相似文献
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低温超高压变质岩具有极低的地热梯度,其变质演化对于认识板块间相互作用的动力学过程以及弧地壳的生长机制具有重要意义。西南天山造山带发育了世界上少有的经历过深俯冲作用且具有洋壳属性的典型低温超高压变质地质体。近几年来对该造山带中的超高压变质岩开展了大量深入细致的岩石学研究工作,取得了一系列新进展。变基性岩和变沉积岩系岩石中柯石英的普遍发现,直接证明西南天山变质蛇绿混杂岩曾经俯冲到上地幔深度,且具有极低的地热梯度,与热力学模拟结果一致。柯石英的稀少以及大量不同类型柯石英假像的存在,说明在折返过程中发生了强烈的退变质叠加,只有刚性较大且没有经历碎裂-愈合作用的矿物(如石榴石)才有可能保存柯石英。综合岩相学证据和相平衡计算结果,确定西南天山造山带北部的高压地质体(即哈布腾苏-科布尔特单元)整体经历过超高压变质作用,南部的高压地质体峰期压力未达到柯石英稳定域。超高压和高压变质地体的空间分布特点指示了古天山洋由南向北的俯冲极性。这些基础岩石学研究工作的开展对于揭示冷俯冲带的深部物理化学过程以及建立中亚南天山造山带演化的精细模型具有重要意义。 相似文献
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INTRODUCTION Anew ultrahigh pressure ( UHP) metamorphicbelt ,the South Altun-North Qaidam-North QinlingUHP metamorphic belt ,has been recently discoveredand widely discussed by different workers (Yang J Set al .,2003 ,2002 ,2001 ,2000 ,1998 ;Zhang J Xetal .,2002 ,1999 ; Zhang G et al .,2001 ; Hu et al .,1996 ,1995 ,1994) . Detailed studies have also beencarried out onthe Dabie-Sulu UHP/ HP metamorphicbelt inthe central orogenic belt (COB) of China (Gaoet al .,2002 ;Sun et al … 相似文献
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石榴石是高压-超高压变质岩石中最重要的变质矿物之一,是研究俯冲带深部变质和熔融过程的理想研究对象.通过对俯冲带内不同条件下形成的石榴石进行详细研究,确定了岩浆成因、变质成因和转熔成因石榴石.岩浆石榴石是岩浆熔体在冷却过程中结晶形成,成分主要为锰铝榴石-铁铝榴石,通常含有石英、长石、磷灰石等晶体包裹体.变质石榴石是在亚固相条件下通过变质反应形成,包裹体为参与变质反应的矿物组合;进变质生长的石榴石通常显示核部到边部锰铝榴石降低的特征.转熔石榴石是在超固相条件下通过转熔反应形成,通常含有晶体包裹体,其中既有从转熔熔体结晶的矿物包裹体,也有转熔反应残留的矿物包裹体.对超高压变质岩石中转熔石榴石的识别,可以为深俯冲陆壳岩石的部分熔融提供重要的岩石学证据,是大陆俯冲带部分熔融研究的重要进展之一. 相似文献