Significant cooling during exhumation of UHP eclogite from the Taohang area in the Sulu region of eastern China and its tectonic significance     

Daisuke Nakamura  Takao Hirajima 《Island Arc》2010,19(4):707-717

The decompressional pressure–temperature (P–T) path was estimated for ultrahigh‐pressure (UHP) eclogite from the Sulu region of eastern China by applying geo‐thermobarometers to well‐preserved equilibrium mineral pairs. The sample studied is a kyanite‐bearing eclogite that was collected from the Taohang area of the Sulu region. Garnet is relatively homogeneous in chemical composition, but omphacite has a clear chemical zoning with decreasing jadeite content from core to rim. Assuming that peak‐P equilibrium compositions are preserved in the cores of garnet (Grt) and omphacite (Omp), P–T conditions were calculated to be about 700°C and 3.4 GPa. On the other hand, the jadeite content of omphacite rims varies from 0.35 to 0.46 mol.%. Nevertheless, the variation in Fe/Mg ratios of omphacite rims is very small. Temperatures of 566 ± 54°C were obtained at 1.5 GPa for garnet rim and omphacite rim pairs. These petrological considerations indicate that temperatures should have significantly declined during the early decompression stage of this eclogite. In other areas of the Sulu region, isothermal decompression paths were proposed, and it was concluded that the UHP rocks were exhumed as a large mass tens of kilometers in thickness to avoid thermal effects from the surrounding materials. However, the newly identified decompression path accompanying the significant cooling may indicate that the Taohang outcrop was located at the margin of the Sulu UHP terrane. Thus, the decompressional P–T path is not unique in the Sulu region and varies depending on the location.  相似文献   

苏鲁超高压变质带东北端多种成因类型变基性岩:来自岩石学、同位素年代学及地球化学属性的制约   总被引：2，自引：2，他引：0  

刘利双  刘福来  王伟 《岩石学报》2017,33(9):2899-2924

苏鲁超高压变质带是扬子板块与华北板块在三叠纪俯冲-碰撞的产物。变基性岩是苏鲁超高压变质带内出露最广泛的岩石类型之一,研究其岩石学、年代学、地球化学属性及成因机制,对于揭示扬子板块与华北板块之间的俯冲-碰撞-折返的动力学过程具有重要的科学意义。以(退变)榴辉岩为代表的超高压变质岩石广泛出露在威海-荣成一带,少量出露在乳山地区。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,(退变)榴辉岩的原岩时代为792~760Ma,峰期榴辉岩相变质时代为243~226Ma,后期角闪岩相退变质时代为221~207Ma。非榴辉岩相变质的基性岩(麻粒岩和斜长角闪岩)主要出露在乳山地区,其原岩形成时代应不晚于古元古代(1939Ma),峰期麻粒岩相变质时代为1895~1870Ma,后期角闪岩相退变质时代为1848~1806Ma,与胶北地体变基性岩的原岩时代和变质时代十分相似。全岩地球化学研究结果表明,(退变)榴辉岩的原岩显示高Fe拉斑玄武岩的特点,根据其稀土和微量元素特征,可将(退变)榴辉岩进一步划分为A、B和C三组。在球粒陨石标准化稀土配分模式和原始地幔均一化蛛网图解上,A、B和C三组样品分别具有轻稀土弱亏损、轻稀土弱富集和轻稀土富集的特点。轻稀土富集或弱富集型(退变)榴辉岩的原岩地球化学性质与岛弧或大陆玄武岩相似,它们的源区可能与深部富集地幔或受流体交代的地幔楔存在密切的成因关系;而轻稀土亏损型(退变)榴辉岩的原岩可能来自于亏损地幔的部分熔融。由此可见,(退变)榴辉岩的原岩具有成因多样性的特点。乳山地区的基性麻粒岩和斜长角闪岩的原岩也具有高Fe拉斑玄武岩的地球化学属性,Al2O3与Mg O呈正相关变化,TiO_2、P_2O_5与MgO表现出一定程度的负相关性。绝大多数非榴辉岩相变质基性岩的球粒陨石标准化稀土配分模式和原始地幔均一化蛛网配分曲线具有微右倾或明显右倾的特点。上述特征表明,研究区绝大多数非榴辉岩相变质的基性岩原岩来自于富集地幔,少数来自于原始地幔或亏损地幔,并经历了斜长石和辉石的分离结晶以及不同程度的部分熔融过程。由此可见,乳山地区出露的非超高压变质基性岩的原岩具有与胶北地体(高压)基性麻粒岩相近的成因特点。岩石学、同位素年代学和地球化学特征的综合对比研究结果表明,在苏鲁超高压变质带东北端的威海-荣成-乳山地区,既存在与华北板块古老变质基底相关的变基性岩,也存在与华南板块北缘新元古代变质基底相关的超高压榴辉岩,表明三叠纪时期华北板块东南缘胶北地体的部分古老变质基底曾卷入到扬子板块与华北板块之间的俯冲-碰撞造山过程,随后与超高压岩石一起抬升折返,形成当今的构造混杂岩带。  相似文献   

Mineral inclusions in zircon domains and geological significance of SHRIMP U-Pb dating for coesite-bearing zircons of paragneiss in Sulu terrane,eastern China     

LIU Fulai  YANG Jingsui & XU Zhiqin Institute of Geology  Chinese Academy of Geological Sciences  Beijing  China 《中国科学D辑(英文版)》2005,48(2):175-184

Laser Raman spectroscopy and cathodoluminescence (CL) image reveal that zircons separated from paragneisses in the southwestern Sulu terrane (eastern China) preserve multi-stage mineral assemblages in different zircon domains. In the same paragneiss zircon sample, some zircon grains retain inherited (detrital) cores with abundant low-pressure mineral inclusions of Qtz + Phe + Ap + impurities and Qtz + Phe + impurities. The ultrahigh-pressure (UHP) metamorphic overgrowths mantles of these zircons preserve Coe, Coe + Phe and other UHP mineral inclusions, indicating that these inherited (detrital) zircons from protoliths experienced metamorphic recrystallization during the Sulu UHP metamorphic event. However, other zircon grains preserve UHP mineral inclusions of Coe, Coe + Ap and Coe + Phe in the cores and mantles, whereas the outmost rims contain quartz (Qtz) and other low-pressure mineral inclusions. These phenomena prove that the second group zircons were crystallized at UHP metamorphic stage and overpr  相似文献   

Lithospheric seismic fabrics of Sulu ultrahigh-pressure metamorphic belt   总被引：5，自引：0，他引：5  

YANG Wencai  YANG Wuyang  JIN Zhenmin & CHENG Zhenyan . Institute of Geology  Chinese Academy of Geological Sciences  Beijing  China  . China University of Geosciences  Wuhan  China 《中国科学D辑(英文版)》2005,48(5):585-600

The Sulu UHP belt is a regional metamorphic belt,consisting of mainly gneisses. It also shows the ex-posed mountain root of a collisional orogenic belt. Themountain root means the thickened crust during theTriassic collision between the Yangtze andSino-Korean cratons. In the Mesozoic, entire easternChine underwent extensive magmatism and volcanism,which caused great changes of lithospheric composi-tion and structures, and leaved some signatures in deepseismic reflection profiles. In recent…  相似文献   

Petrogenesis of UHP metamorphic rocks from Qinglongshan, southern Sulu, east-central China   总被引：23，自引：0，他引：23  

Zeming Zhang  Yilin Xiao  Fulai Liu  J.G. Liou  Jochen Hoefs 《Lithos》2005,81(1-4):189-207

Five kinds of UHP metamorphic rocks, including eclogite, orthogneiss, paragneiss, schist and quartzite are exposed in the Qinglongshan roadcut, southern Sulu orogenic belt of eastern central China. They comprise metamorphic supracrustal rocks with bimodal volcanic characteristics and continental affinity, and granitic intrusive associations. The preservation of coesite inclusions and/or its pseudomorphs in eclogite and other rocks indicate that they have been subjected to in-situ UHP metamorphism. Four stages of metamorphism were recognized by combining petrographic observations and compositions of minerals from various UHP rocks. Prograde epidote-amphibolite facies, UHP coesite–eclogite facies, post UHP quartz–eclogite facies, and retrograde amphibolite facies assemblages delineate an inferred P–T path with a clockwise trajectory and a retrograde event characterized by the coupling of decompression with a temperature decrease. Garnet porphyroblasts in UHP eclogites display a complex growth zoning and mineral distribution, and record a crucial segment of the prograde and retrograde metamorphic evolution. The preservation of growth zoning in eclogitic and gneissic garnets suggests that the UHP rocks had a short residence time before retrograde metamorphism and a very high uplift rate in order to preserve the prograde growth zoning.  相似文献   

苏鲁造山带晚中生代地幔的富集特征——来自辉长岩的地球化学证据   总被引：4，自引：3，他引：4  

孟繁聪薛怀民  李天福杨怀仁 刘福来 《岩石学报》2005,21(6):1583-1592

位于苏鲁造山带的乳山浅色辉长岩形成于晚中生代（约120Ma），SiO2含量为53～55％，MgO含量较低，为3．6～4．9％，富集轻稀土元素（LREE）和大离子亲石元素（LILE），亏损高场强元素，如Nb、Ta、Ti等，具有明显的“地壳”印记。Sr同位素中等富集（0．7072～0．7075），Nd同位素比值较低（￡。（t）=-9．5～-11．6），Sr—Nd同位素组成变化不大，反映岩浆无明显的地壳混染，代表了晚中生代地幔源区的同位素组成。辉长岩Sr—Nd同位素组成介于EMI与EMII端元之间，反映这种富集地幔是由早期预富集的地幔在中生代早期受到深俯冲的扬子陆壳的改造而形成的。苏鲁地区晚中生代基性侵入岩、火山岩和脉岩同位素组成的差别，反映了地幔同位素组成具有明显的横向和纵向不均一性．这种差异也是地幔交代作用强度的反映。  相似文献   

磷灰石中磁黄铁矿出溶结构的发现   总被引：6，自引：10，他引：6  

朱永峰  Massonne  HJ 《岩石学报》2005,21(2):405-410

中国东部苏鲁地区(江苏赣榆)出露大理岩-榴辉岩块体,其菱镁矿大理岩中保存的白云石分解结构表明地壳物质俯冲深度达到-200公里。在与该大理岩共生的榴辉岩中,我们发现了磷灰石的磁黄铁矿出溶结构。磷灰石是该榴辉岩的主要副矿物,其自形程度较高,与石榴石共生。样品中几乎所有磷灰石均发育出溶结构,至少存在两组相互垂直的出溶棒,它们各自严格沿同一个方向分布。出溶棒形状规则,宽度相近(<1μm),但长度变化大(5-50μm)。利用高分辨能谱仪测定其能谱,结果表明,出溶棒主要由Fe和S两种元素组成,但不能准确地确定其Fe/S比值。我们把这种出溶棒初步确定为磁黄铁矿(Fe1-xS)。磷灰石由于含大量稀土元素和挥发性组分如OH、F、Cl等以及我们所观察到的S,它的深循环因此可能对地球的水、硫以及其它挥发性组分的全球平衡具有重要影响。本文报道的磷灰石中磁黄铁矿出溶结构为深入探讨这个基本科学问题提供了一个新的突破口。  相似文献   

苏鲁超高压变质带西北缘五莲断裂外侧浅变质花岗片麻岩的地球化学特征与原岩成因研究   总被引：6，自引：0，他引：6       下载免费PDF全文

薛怀民  刘福来  许志琴 《中国地质》2005,32(2):249-258

五莲杂岩中的正片麻岩主要为正长花岗质片麻岩，少数石英正长质片麻岩，具有适度碱性的演化趋势。以贫CaO、低MgO、高Na2O为特征，岩石中虽然碱度较高，但仍属较强过铝型。这套正片麻岩还表现为较强的轻、重稀土元素分馏程度和强的负Eu异常，尤以强烈富集大离子亲石元素（Rb、Ba、Th、U、K)和亏损高场强元素Ti、Zr、Hf．Nb、Ta(部分样品中Zr、Hf除外)，明显的Ba、P负异常为显著特征。岩石地球化学的总体特征与苏鲁造山带内的花岗质片麻岩有一定的可比性，而与华北克拉通内的前寒武纪正片麻岩明显不同。推测五莲地区正片麻岩的原岩是晚元古代由大陆下地壳富钾的变质玄武质组分部分熔融形成的，母岩浆的演化主要表现为以长石(奥长石和钾长石)的分离结晶为主，其中可能还有少量黑云母和角闪石，以及副矿物锆石和磷灰石的分离结晶。  相似文献   

南苏鲁超高压变质地体中罗迪尼亚超大陆裂解事件的记录   总被引：14，自引：11，他引：14  

许志琴刘福来  戚学祥张泽明杨经绥  曾令森梁凤华 《岩石学报》2006,22(7):1745-1760

通过苏鲁超高压变质地体南部不同类型超高压变质岩石的原岩重塑．揭示超高压变质岩的原岩形成于由大陆玄武质岩石、辉长岩、表壳岩和花岗岩组成的被动陆缘拉伸构造环境。中国大陆科学钻探主孔中不同类型超高压变质岩石的锆石SHRIMP U-Pb定年表明。花岗质片麻岩原岩年龄为780～680Ma；榴辉岩、石榴角闪岩的原岩年龄为765～730Ma，副片麻岩中包含了730Ma、680Ma、621Ma和较年轻的继承性碎屑锆石和结晶锆石年龄。结合前人的研究成果表明，苏鲁超高压变质地体南部正片麻岩类和榴辉岩的原岩所代表的花岗岩浆和基性岩浆活动为罗迪尼亚超大陆形成后的新元古代裂解事件的产物．而副片麻岩的原岩为新元古代．古生代时期形成的扬子被动陆缘的沉积-火山表壳盖层，它们与结晶基底一起在240～220Ma期间经历了超高压变质作用。  相似文献   

中国大陆科学钻探主孔540-600m榴辉岩中赤铁矿-钛铁矿固溶体出溶结构的特征及对榴辉岩折返动力学过程的意义     

梁凤华曾令森  许志琴陈方远 陈晶 《岩石学报》2006,22(7):1905-1914

在中国大陆科学钻探主孔540-600m榴辉岩中集中发育了一种具特殊出溶结构的不透明金属矿物——具高度精细共生结构的赤铁矿-钛铁矿固溶体。在这段榴辉岩中，这种固溶体少部分以细小圆粒状包裹体分布于单斜辉石和石榴石内部，大部分则呈海绵陨铁状充填于单斜辉石和石榴石空隙之间。出溶分多个不同的期次，相对粗粒的赤铁矿质钛铁矿和钛铁矿质赤铁矿出溶片晶中又包含有更细粒的出溶片晶，在次一级的赤铁矿质钛铁矿域出溶钛铁矿质赤铁矿，同时在钛铁矿质赤铁矿域又出溶赤铁矿质钛铁矿，出溶片的大小可以从毫米级一直变化到纳米级，以至于很难测到纯的端元组分。出溶片在单个颗粒中按照平行（001）的方向定向排列，但在整个样品中则没有规律。出溶片中钛铁矿的摩尔百分数从23．80变化到89．84，反映了从不具明显磁性的赤铁矿和钛铁矿端元组分向具有强磁性的出溶体演化的过程。这样的出溶过程需要一个缓慢降温的环境，说明在超高压地体快速折返的整个过程中可能存在一个近等温降压或滞留在高温状态下（近等温等压）的阶段。这种固溶体在矿物的磁性特征方面十分特别：（1）可以包含异常强且稳定的天然剩磁；（2）所保存的剩磁即使在强的退磁磁场中也不会消退；及（3）能引起区域上显著的磁异常。因此，这种固溶体可能是导致CCSD主孔540～600m段榴辉岩较高磁化率、区域高度航磁异常及高度V、Ti异常的主要因素。赤铁矿-钛铁矿固溶体出溶结构在540～600m岩性段集中分布的现象与这一岩性段在各方面均有异常表现的奇特现象相吻合，结合前人的研究，认为赤铁矿-钛铁矿固溶体的成因与导致这段岩性段各种异常的成因有着直接的联系。赤铁矿-钛铁矿固溶体出溶结构的出溶成分和所具磁性强烈依赖于榴辉岩温压条件的变化特征，对它的继续深入研究，将会为精确限定苏鲁超高压变质带变质岩石形成中的温压变化，解释CCSD主孔附近区域的磁性异常及钒钛矿的勘探等问题起到重要的指示作用。  相似文献