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相似文献
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1.
大别山超高压硬玉石英岩中的水: 来自红外光谱的证据   总被引：2，自引：0，他引：2  
为了探讨大别山“名义上无水矿物”(NAMs)中结构水的分布特征, 研究相关的流体活动、矿物变形以及板块俯冲和折返动力学过程提供重要的微观信息.对大别山双河和碧溪岭地区超高压硬玉石英岩中的石英、硬玉、石榴石和金红石进行了傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析, 研究结果显示这些矿物都含有以OH-或者H2O形式存在的氢, 硬玉中结构水平均含量在1000×10-6左右; 石榴石结构水含量在(900~1600)×10-6之间, 各样品颗粒结构水的分布不均匀; 副矿物金红石结构水含量在2000×10-6以上, 而石英结构中基本不含或仅含微量水(< 4×10-6).双河和碧溪岭地区的硬玉石英岩全岩含水量分别为(490~600)×10-6和545×10-6, 不同地区同一种NAMs中结构水含量基本相同.表明在高压-超高压变质岩的形成过程中, 地壳或原岩中的水可以通过这些超高压变质岩中的NAMs携带到地球深部.   相似文献   

2.
刘鹏雷  章军锋  金振民 《地球科学》2019,44(12):4028-4033
了解柯石英的产出并制约其保存机制对于深入认识超高压变质岩的形成和演化具有重要的启示意义.早期的研究发现超高压变质岩中的柯石英主要以包裹体的形式产在刚性寄主矿物中,而粒间柯石英之前仅在苏鲁仰口的超高压双矿物榴辉岩中有过发现.目前提出的柯石英保存机制主要包括以下两种:涉及"构造超压"的"高压釜"模型和较干的变质演化环境.新近报道的大别山甘家岭超高压变沉积岩中的粒间柯石英和白云石中的大量柯石英包裹体肯定了较干的变质演化环境而削弱了传统的"高压釜"模型在保存柯石英方面所起的作用.   相似文献   

3.
超高压变质矿物的某些显微构造缺陷可能指示了岩石短暂和快速抬升过程。文中报道了中国大别山双河地区超高压硬玉石英岩矿物显微构造缺陷的透射电镜(TEM)和Fourier变换红外光谱(FTIR)的研究结果。用TEM研究方法,在硬玉石英岩中硬玉包裹体内发现了亚微米级天然蒙钠长石(MA,C2/m)、高钠长石(HA,C)和低钠长石(LA,C)三种多形变体。表明岩石在折返过程经历过高温变质作用(>930℃),以及退变质过程的快速冷却;在石英包裹体内发现了纳米级柯石英和石盐子矿物,提供了柯石英转变为石英以及峰期变质条件下高盐流体存在的证据。"名义上无水矿物"(NAMs)的结构水(OH/H2O)是以缺陷形式赋存于矿物结构中。FTIR分析结果显示硬玉、石榴石、金红石和石英中结构水的平均含量分别为1000×10-6、(900~1600)×10-6、>2000×10-6和<4×10-6,硬玉石英岩全岩含水量为(490~600)×10-6,表明在高压-超高压变质作用过程中,地壳或原岩中的水可以通过这些NAMs携带到地球深部。该类显微构造缺陷可能是大陆碰撞造山带在高应变速率下的局部弱化和深部断层作用的结果。  相似文献   

4.
澜沧群变质变形过程的厘定有助于揭示澜沧江构造带的演化历史.通过对双江-惠民地区出露的中-低绿片岩相变质岩系与高压变质岩系的"构造-变质"双重解析,发现澜沧群变质岩系:（1）以挤压体制下的褶劈理S2为区域性面理,浅变质岩系中石英脉条带代表的面理S1与层理S0产状一致,并在第2期强烈压扁后与S2近平行;（2）构造样式与变质变形期次在研究区域内基本一致,表现为二叠纪-三叠纪两期次中深构造层次透入性变形为侏罗纪-新生代浅-表层次变形所叠加;（3）高压变质岩记录了两个期次的深层次构造变形,电气石与石榴石变斑晶具有明显的两阶段生长模式,核部（M1aD1a）可能代表了峰期榴辉岩相变质作用,边部代表折返过程中的蓝片岩相（M1bD1b）阶段.高压变质岩与浅变质岩第2期（M2D2）构造层次及变形样式一致,代表折返后的挤压拼贴过程,两者的剪切型褶劈理S2均指示上盘S向的剪切滑动.结合新生代三江地区发生的近90°块体旋转,恢复第2期为上盘指向E的逆冲剪切作用.通过对幸福变质石英砂岩白云母、小黑江多硅白云母和蓝闪石的40Ar-39Ar定年,以及对前人小黑江蓝闪石40Ar-39Ar年龄的重新解释,共厘定出澜沧群4个构造阶段:（1）高压变质岩第1期晚期（D1b）蓝片岩相变质作用（~250 Ma）;（2）第2期（M2D2）中层次挤压（215~214 Ma）;（3）浅变质岩系第3期早期（D3a）N-S向纵弯褶皱（111.9~103.7 Ma）与晚期（D3b）逆冲（~82.28 Ma）;（4）第4期近E-W向纵弯褶皱（新生代,很可能晚于59.18 Ma）.   相似文献   

5.
追溯和重塑超高压变质岩由100多千米地幔深度折返至上地壳及地表的过程,对理解会聚板块边缘及大陆碰撞带的运动学和动力学是极为重要的.主要依据构造学、岩石学、地球化学和可利用的地质年代学资料,结合区域多期变形分析,大别-苏鲁区超高压变质岩的折返过程至少可分解出4个大的阶段.块状榴辉岩记录了三叠纪(约250~230 Ma)大陆壳岩石的深俯冲/碰撞作用.超高压变质岩早期迅速折返发生于超高压峰期变质作用(P＞3.1~4.0 GPa,T≈800±50 ℃)之后,处于地幔深度和柯石英稳定域,相当于区域D2变形期阶段.分别与区域变形期D3、D4和D5对应的折返过程,以及后成合晶、冠状体等卸载不平衡结构发育和减压部分熔融作用2个中间性构造热事件,均发生在地壳层次. 网络状剪切带在折返过程的不同阶段和不同层次均有发育,标志着在超高压变质带内的变质和变形分解作用曾重复进行.着重指出,超高压变质岩的折返,主要是由大陆壳的深俯冲/碰撞和伸展作用控制的构造过程,且受到俯冲带内、带外诸多因素的约束,其中水流体就起关键作用.   相似文献   

6.
大陆深俯冲深度对于了解大陆碰撞造山带中超高压变质岩的折返动力学具有重要意义.2005年笔者在中国大别山石马地区含柯石英榴辉岩绿辉石中发现了α-PbO2型TiO2晶体,最近笔者用高分辨透射电子显微镜和能量散射X-射线谱仪测试技术在中国大别山双河地区超高压硬玉石英岩硬玉中鉴别出纳米级α-PbO2型结构的TiO2天然超高压相.α-PbO2型TiO2晶体的保存,为超高压变质作用(6~7GPa,730~870°C)提供了新的证据,同时指示陆壳物质的俯冲深度大于170~200km,也指示了俯冲陆壳到地表的抬升,虽然其速率还不能确定,但可能是相当快速的.  相似文献   

7.
对6个大别山超高压榴辉岩中的粒间金红石进行了显微傅立叶变换红外光谱(Micro-FTIR)观察和电子探针(EMP)分析。结果显示所有金红石颗粒都在3280cm-1和3295cm-1出现强的吸收峰,少数颗粒在约3360cm-1出现较弱且宽的峰,这3组峰都是由金红石中的结构OH引起的。与高温高压合成实验结果比较发现,3280cm-1峰主要是由Ti3 H Ti4 取代引起的,3295cm-1峰可能是由Fe3 H Ti4 造成的,而约3360cm-1的峰与Mg2 取代Ti4 的电荷补偿有关。由目前认为较可靠的两个金红石红外吸收系数获得结构水的含量(质量分数)分别为:161×10-6~854×10-6和202×10-6~1075×10-6,不同的IR吸收系数导致计算的水含量相差4~5倍,因此,前人所得到的金红石高水含量可能需要重新评估。与共存的石榴石和绿辉石相似,不同样品间的金红石水含量也表现出不均一分布,指示着超高压过程中有限的流体活动和快速的板块俯冲-折返过程。  相似文献   

8.
《地学前缘》2017,(2):1-15
讨论了地壳深部岩石处于"重力-构造力复合的静水压力模型"。此模型的基本认识为,地壳深部压力是由重力应力和构造应力引起的两部分各向等应力合成的,构造应力场的静水压力部分被称为"构造附加静水压力"。遵循这一认识,需要从总静水压力中先去掉构造附加静水压力,进而用构造校正[深度=重力引起压力/(总压力-构造附加的压力)]的方法,进行形成深度的测算。考虑岩石作为黏弹性体的应力-应变关系,作者用黏弹性本构方程,获得大别地区英山县含柯石英榴辉岩的成岩深度≥30km,安徽岳西碧溪岭地区含柯石英榴辉岩深度为23~53km,河南新县地区的含柯石英榴辉岩成岩深度为36~40km。再进一步用变质深度的流变学公式,在黏性系数0.2×10~(23)条件下,推算出超高压变质岩形成深度约50~55km。可见,大别超高压变质岩形成深度介于23~55km,而不是前人认为的超过100km甚至更深,由此,"深俯冲-折返"模式需要科学的论证。本研究为高压-超高压变质的"构造增压壳内成因"提供了一些依据。  相似文献   

9.
大别山超高压变质岩形成深度的同位素限制   总被引：8，自引：0，他引：8  
大别山超高压变质岩形成深度是各国地质学家十分关心的问题。它不仅影响对碰撞造山带形成机制和演化过程的认识,而且影响对地球深部状况及地球动力学的研究。该文对大别山超高压变质岩已有同位素资料进行了分析与讨论。大别山榴辉岩的εNd为-6.2~-17,εSr为18~42,且显示明显的Nd同位素的不平衡现象。大别山榴辉岩的氧同位素组成研究表明,这些榴辉岩的原岩在超高压变质前,不同程度地与贫18O的大气降水(或海水)发生过氧同位素交换,且在超高压变质过程中依然保留了这些痕迹。除一个样品外,大别-苏鲁地区的榴辉岩的3He/4He比值都落在0.79×10-7~9.35×10-7范围内,显示陆壳岩石来源He的重要贡献。所有Sr-Nd、O和He同位素研究均表明:超高压变质岩保存着表壳岩石原岩的同位素特征,而未显示变质时受到地幔物质的明显影响。对于超高压变质岩的上述同位素特征,有人认为是由于大别山造山带俯冲和折返的速度太快造成的。由于造山带俯冲和折返的速度太快,表壳岩石原岩变质时来不及与地幔物质发生交换,故没有留下地幔物质参与的痕迹。该研究认为这种解释有些勉强,因为大别造山带俯冲和折返时间至少需要15Ma.在如此长的时间内,在100多公里地幔深处高于700℃的高温下发生超高压变质作用,表壳岩石原岩不可能不与地幔物质发生同位素交换。相反,如果认为大别山超高压变质岩就在地壳内形成,则大别山超高压变质岩同位素的所有特征就很好解释了。   相似文献   

10.
根据大别山高压、超高压变质岩的中尺度-显微构造分析及PTt研究,建立它们的结构和构造随变质作用（前榴辉岩相、超高压变质峰期、前角闪岩相和角闪岩相）有序演化的PTt-D轨迹。这一演化主要包括：在岩石的矿物结构方面从石榴石静态重结晶结构到柯石英假像及放射状张裂隙构造;在岩石组构方面从L>S到L-S和S>L榴辉岩;以及在中尺度构造方面发育的D1和D2变形构造。该PTt-D轨迹同时可以提供有关高压、超高压变质岩折返模式的信息。  相似文献   

11.
含柯石英榴辉岩形成深度的构造校正测算   总被引：4，自引：0，他引：4  
应用透射电子显微镜(TEM)对大别地区英山县含柯石英榴辉岩、石英榴辉岩及石榴角闪岩中石榴子石进行研究,结果表明在强塑性变形的三类岩石中,石榴子石的超微构造特征存在明显差异。在含柯石英榴辉岩中的石榴子石位错密度比角闪岩中的低。修正石榴子石材料系数α为0.25,用石榴子石位错密度估算了相对差异应力值,并讨论了在超高压榴辉岩形成和退变质过程中各阶段的变质条件。根据石榴子石位错密度测定的差异应力,结合石榴子石的变形测量,恢复构造三维主应力及构造附加静水压力值PS,从柯石英相的转变压力P中减去构造附加静水压力值PS后,利用单纯由重力引起的静水压力值PG换算上覆岩石的重力和厚度,获得大别超高压变质带含柯石英榴辉岩形成深度仅为 ≥ 32.09~32.11km.因此提出,该含柯石英榴辉岩是在这一地壳深处(或稍深一些)受强烈构造作用形成的新认识。同位素资料分析表明,大别地区榴辉岩系地壳成因,这对于榴辉岩是壳内产物的认识提供了进一步证据。   相似文献   

12.
名义上无水矿物的水含量研究对于认识俯冲带流体活动和地球动力学具有重要意义.对大别山金河桥榴辉岩中石榴石进行了傅里叶变换红外光谱分析和主微量元素分析，结果表明石榴石含有分子水和结构羟基，分别为 < 1×10-6~1 946×10-6和< 1×10-6~1 347×10-6.石榴石羟基含量与Ca、Na、Ti、Zr和Pr正相关，而与Si负相关，表明羟基结合机制以水榴石替代为主并伴有其他机制.分子水主要为初始水或折返过程中羟基转化形成.石榴石总水含量为 < 1×10-6~3 293×10-6，最大值对应于峰期超高压石榴石水储存能力.水在峰期石榴石中可达到饱和.石榴石变化的水含量受原岩性质、流体可获得性、压力和温度等多种因素控制，但主要由折返过程中降压脱水导致.石榴石平均总水含量为749×10-6~1 164×10-6，是俯冲板片向地幔水传输的重要介质.   相似文献   

13.
The process and path of retrometamorphism of coesite have great significance to our understanding of the P-T tracks of the exhumation of ultrahigh-pressure metamorphic rocks. Most of the coesites in the eclogite from Shima, Anhui Province, the Dabie Mountains, China, are found degraded to quartz partly or wholly, with ruptures occurring in the shells, outside which include the coesite and quartz. According to the microscopic observation, the sample of coesite inclusion is composed of garnet, quartz and coesite, based on which we have built a three-shelled composite sphere model to compute the transition of coesite. Based on the crystal growth formulas and pressure conditions of the ruptures in the garnet, we have calculated the radius of the quartz sphere, which depends on temperature, and eventually drawn the different retrometamorphic paths for different retrometamorphism rates.  相似文献   

14.
Using the single-zircon evaporation technique and U-Pb method, the authors have conducted an isotope geochonological study of the Huilanshan granulite and Shima garnet-bearing plagioclase gneiss (" country rocks" of the Shima eclogite) in the Dabie Mountains. The study shows that these rocks have peak metamorphic ages of 443-455 Ma, which are essentially consistent with that of the Caledonian high-ultrahigh pressure eclogites. This indicates the existence of the Caledonian collisional orogeny in the Dabie Mountains.  相似文献   

15.
Coesite is typically found as inclusions in rock‐forming or accessory minerals in ultrahigh‐pressure (UHP) metamorphic rocks. Thus, the survival of intergranular coesite in UHP eclogite at Yangkou Bay (Sulu belt, eastern China) is surprising and implies locally “dry” conditions throughout exhumation. The dominant structures in the eclogites at Yangkou are a strong D2 foliation associated with tight‐to‐isoclinal F2 folds that are overprinted by close‐to‐tight F3 folds. The coesite‐bearing eclogites occur as rootless intrafolial isoclinal F1 fold noses wrapped by a composite S1–S2 foliation in interlayered phengite‐bearing quartz‐rich schists. To evaluate controls on the survival of intergranular coesite, we determined the number density of intergranular coesite grains per cm2 in thin section in two samples of coesite eclogite (phengite absent) and three samples of phengite‐bearing coesite eclogite (2–3 vol.% phengite), and measured the amount of water in garnet and omphacite in these samples, and also in two samples of phengite‐bearing quartz eclogite (6–7 vol.% phengite, coesite absent). As coesite decreases in the mode, the amount of primary structural water stored in the whole rock, based on the nominally anhydrous minerals (NAMs), increases from 107/197 ppm H2O in the coesite eclogite to 157–253 ppm H2O in the phengite‐bearing coesite eclogite to 391/444 ppm H2O in the quartz eclogite. In addition, there is molecular water in the NAMs and modal water in phengite. If the primary concentrations reflect differences in water sequestered during the late prograde evolution, the amount of fluid stored in the NAMs at the metamorphic peak was higher outside of the F1 fold noses. During exhumation from UHP conditions, where NAMs became H2O saturated, dehydroxylation would have generated a free fluid phase. Interstitial fluid in a garnet–clinopyroxene matrix at UHP conditions has dihedral angles >60°, so at equilibrium fluid will be trapped in isolated pores. However, outside the F1 fold noses strong D2 deformation likely promoted interconnection of fluid and migration along the developing S2 foliation, enabling conversion of some or all of the intergranular coesite into quartz. By contrast, the eclogite forming the F1 fold noses behaved as independent rigid bodies within the composite S1–S2 foliation of the surrounding phengite‐bearing quartz‐rich schists. Primary structural water concentrations in the coesite eclogite are so low that H2O saturation of the NAMs is unlikely to have occurred. This inherited drier environment in the F1 fold noses was maintained during exhumation by deformation partitioning and strain localization in the schists, and the fold noses remained immune to grain‐scale fluid infiltration from outside allowing coesite to survive. The amount of inherited primary structural water and the effects of strain partitioning are important variables in the survival of coesite during exhumation of deeply subducted continental crust. Evidence of UHP metamorphism may be preserved in similar isolated structural settings in other collisional orogens.  相似文献   

16.
大别地区的变质作用及与碰撞造山过程的关系   总被引：3，自引：0，他引：3  
大别造山带从南到北可分为５个变质构造单元：扬子北缘蓝片岩带、突松变质杂岩带、南大虽碰撞杂岩带、北大别变质杂岩带和北淮阳变质带。各个变质构造单元中不同岩石的变质作用可划分为３种类型：（１）超高压型。以含柯石英（及金刚石）的榴辉岩为代表,仅见于南大别碰撞杂岩带中,这类岩石的ＰＴ轨迹反映洋壳Ｂ型俯冲的特点。（２）高压型。见于大别山南部的蓝片岩带、宿松变质杂岩带和南大别杂岩中的变质沉积岩及部分片麻岩中,与  相似文献   

17.
Transmission electron microscope (TEM) and high resolution transmission electron microscope (HRTEM) analyses have been performed on omphacite from ultra-high pressure (UHP) eclogites at the locality of Shima, Dabie Mountains, China. TEM reveals that the microstructures consist dominantly of dislocation substructures, including free dislocations, loops, tiltwalls, dislocation tangles and subboundaries. They were produced by high-temperature ductile deformation, of which the main mechanism was dislocation creep. Antiphase domain (APD) boundaries are common planar defects; an age of 470±6 Ma for UHP eclogite formation has been obtained from the equiaxial size of APDs in ordered omphacites from Shima, coincident with ages given by single-zircon U-Pb dating (471±2 Ma). HRTEM reveals C2/c and P2ln space groups in different parts of one single omphacite crystal, and no exsolution is observed in the studied samples, which is attributed to rapid cooling. It is suggested that the UHP eclogites underwent a long  相似文献   

18.
根据花岗岩类资料，分析了大别造山带自古生代以来的岩石隆升－剥露历史。认为北淮阳地块、大别地块西段及大悟地块的岩石隆升－剥露主要发生于侏罗纪之前，而大别地块东段在白垩纪之后还发生了强烈岩石隆升－剥露．本文指出，含超高压变质岩的大别地块东段自海西期以来的岩石隆升－剥露幅度达２０ｋｍ．这一深度的负荷压力与大陆碰撞过程中超过压和高应变条件的结合，有可能形成柯石英榴辉岩，但高压变质地体中的金刚石，更可能是早期慢源岩浆挟带到地壳中的捕虏晶。  相似文献   

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