Ultrahigh-pressure texture inheritance during retrogression: Evidence from magnetofabrics in eclogites and ultramafic rocks (Chinese Continental Scientific Drilling project)     

Qi Xuexiang  Xu Zhiqin 《Tectonophysics》2009,475(2):267-278

In order to contribute to a better understanding of exhumation related retrogression processes ultrahigh-pressure (UHP) mafic and ultramafic rocks from the Chinese Continental Scientific Drilling (CCSD) in the Maobei eclogite body of the Sulu ultrahigh-pressure metamorphic belt in eastern China were studied for their magnetofabrics. Variably retrogressed eclogites and serpentinized ultramafic rocks were retrieved from the depth interval of 100 to 1000 m of the borehole. A vein network of irregular shaped veins with a retrograde metamorphic assemblage cuts across the eclogite foliation at both low and high angles. SEM imaging of the eclogites documents that magnetite associated with retrograde pargasitic amphiboles developed around shape-preferred garnet. SEM imaging of the serpentinized ultramafic rocks documents that magnetite rims grew around shape-preferred garnet and that magnetite formed within a mesh texture related to serpentinization. Syn-serpentinization magnetite growth increased bulk susceptibilities, but reduced anisotropy. Maximum susceptibility axes from both eclogites and serpentinized garnet-peridotites trend N-S, i.e. parallel with the stretching lineation as defined by olivine and omphacite grains. This implies that the magnetic fabric mimics the UHP fabric and survived retrogression and that the fabric is inherited from the UHP stage. As a consequence, retrogression was not associated with substantial ductile deformation and the mafic-ultramafic Maobei body behaved as a rigid body within a ductile deforming quartzo-feldspathic matrix during exhumation. Internal strain is restricted to brittle fracturing, associated fluid circulation and vein formation facilitating retrograde reactions in the mafic-ultramafic rocks.  相似文献   

Titanian clinohumite–garnet–pyroxene rock from the Su-Lu UHP metamorphic terrane, China: chemical evolution and tectonic implications     

Jian-Jun Yang   《Lithos》2003,70(3-4):359-379

A garnet–pyroxene rock containing abundant Ti-clinohumite (ca. 40 vol.%) occurs along with eclogites as small blocks in quartzo-feldsparthic gneiss in the southern end of the Chinese Su-Lu ultrahigh-pressure (UHP) metamorphic terrane. It consists of three aggregates: (1) Ti-clinohumite-dominated aggregate with interstitial garnet and pyroxene, (2) garnet+pyroxene aggregate with Ti-clinohumite inclusions, and (3) Ti-clinohumite-free aggregate dominated by garnet. Apatite, phlogopite, zircon, hematite, pentlandite, and an unknown Ni-Fe-volatile-Si (NFVS) mineral, which is replaced by Ni-greenalite, occur as accessories. Serpentine is the major secondary mineral. Garnet (Prp_63.9–64.6Alm_25.8–26.9Grs_1.4–7.9Uva_0.5–7.6Sps_1.0) in all three aggregates is pyrope-rich with very low grossular component, with that in the aggregate (2) most enriched in Cr (Cr₂O₃=2.55 wt.%). Orthopyroxene is depleted in Al (Al₂O₃=0.16 wt.% in the cores) and Ca (CaO=0.06–0.09 wt.% in the cores), with X_Mg (Mg/(Mg+Fe)) values at ca. 0.900. Clinopyroxene is chromian diopside with Fe³⁺≥Fe²⁺. Matrix clinopyroxene has a lower X_Mg (0.862) than that (0.887) included in Ti-clinohumite. The rock contains modest amount of heavy rare earth elements (HREE) (10 to 12×C1 chondrite), with significant enrichment in Cr, Co, Ni, V, Sr, and light rare earth elements (LREE) (22 to 33×C1 chondrite). The clinopyroxene is very enriched in Cr (Cr₂O₃ is up to 2.09 wt.% in the cores) and Sr (ca. 350 ppm) and LREE (Ce_N/Yb_N=157.7). Ti-clinohumite is enriched in Ni (1981 ppm), Co (123 ppm), and Nb (85 ppm).

While it is possible to enrich ultramafites in incompatible elements in a subducted slab, the high Al, Fe, Ti, and low Si, Ca, and Na contents in the Ti-clinohumite rock are difficult to account for by crustal metasomatism of an ultramafite. On the other hand, the similarity in major and trace element compositions and their systematic variations between the Ti-clinohumite-garnet-pyroxene rock of this study and those of Mg-metasomatised Fe–Ti gabbros reported in the literature suggest that crustal metasomatism occurred in a gabbroic protolith, which resulted in addition of Cr, Co, Ni, and Mg and removal of Si, Ca, Na, Al, and Fe. This implies that the rock was in contact with an ultramafite at low pressure. During subsequent subduction, the metagabbro was thrust into the country gneiss, where gneiss-derived hydrous fluids caused enrichment of Sr and LREE in recrystallised clinopyroxene. P–T estimates for the high-pressure assemblage are ca. 4.2 GPa and ca. 760 °C, compatible with those for the eclogites and gneisses in this terrane. It is possible that the Ti-clinohumite-garnet-pyroxene rock and associated eclogites represent remnants of former oceanic crust that was subducted to a great depth.  相似文献   

中国大陆科学钻探主孔100～2000米超高压变质岩岩相学特征与变质变形史   总被引：13，自引：14，他引：13  

游振东苏尚国  梁凤华张泽明 《岩石学报》2004,20(1):43-52

中国大陆科学钻探工程的实施，为超高压变质带的研究打开了新的生面，加深了对苏鲁超高压变质带的认识。从100～2000米获得的岩心的岩石学观察，得知主要岩石类型有：(1)榴辉岩及石榴辉石岩；(2)榴辉岩质片麻岩；(3)石榴橄榄岩；(4)黑云(角闪)二长片麻岩和(5)碎裂岩等。榴辉岩可分幔源和壳源两类，壳源榴辉岩在钻孔中分布较广，上部最为集中；幔源榴辉岩，包括石榴辉石岩，在空间上与超镁铁岩有密切共生关系。榴辉岩质的片麻岩是一种中酸性的超高压岩石，与壳源的榴辉岩共生，显微镜下可以追索出它们之间的结构演化关系。石榴橄榄岩以石榴单辉橄榄岩为主，是俯冲带上部地幔楔加入于俯冲板片变质而成。石榴橄榄岩中的石榴子石富镁，单斜辉石为绿辉石并常含钛斜硅镁石，说明其经过超高压变质的过程。从变质岩石的组合，面理和线理产状的差异，地震反射面和构造角砾岩带的发育，发现以1600米为界，可大致分为2个岩片。上部岩片中多金红石榴辉岩而且出现频率很高，下部岩片中多为多硅白云母榴辉岩出现频率较低。由于隆升进入中下地壳，超高压变质岩普遍发生退变质。榴辉岩的早期退变质成为具后成合晶结构的石榴角闪岩，榴辉岩质片麻岩退变质形成绿帘黑云(角闪)斜长片麻岩，变质条件为角闪岩相，它可以部分熔融或受到钾交代作用而转变为黑云角闪二长片麻岩。后期的伸展造成了局部碎裂和角砾岩带，新生矿物为绿泥石，方解石和赤铁矿、绿帘石等，属绿帘角闪岩相和绿片岩相。主孔100～2000米的超高压变质岩石组合的确定，进一步说明了巨量的地壳物质可以深俯冲进入地幔并迅速折返；超高压变质岩石记录了陆壳俯冲折返和壳幔相互作用的过程，它们是板块下覆构造和地幔动力学的信息载体。  相似文献   

苏北青龙山超高压变质榴辉岩流体包裹体特征与流体演化   总被引：3，自引：7，他引：3  

翟伟孙晓明  徐莉张泽明  梁金龙梁业恒 沈昆 《岩石学报》2005,21(2):482-488

根据青龙山超高压变质榴辉岩中流体包裹体的化学成分、矿物中的分布特征将岩石中的流体包裹体分为五类,即富N2包裹体、高盐度(22.4-略大于23.2wt%NaCl)的NaCl CaCl2 H2O体系流体包裹体、中高盐度(12.6-16.0wt%NaCl)的含Mg2 或Fe2 的NaCl H2O体系流体包裹体、中等盐度(6.4-10.5wt%NaCl)水溶液包裹体和低盐度(3.3-0.2wt%NaCl)的水溶液包裹体。富N2包裹体形成于超高压变质峰期阶段,高盐度的流体包裹体形成于超高压变质岩折返早期固体出溶体出溶阶段,中高盐度的流体包裹体形成于高压变质重结晶作用阶段,中等盐度的流体包裹体形成于角闪岩相变质重结晶作用阶段,低盐度的流体包裹体形成于折返晚期的绿片岩退变质作用阶段。超高压变质峰期阶段和折返早期的高盐度流体和中高盐度的流体主要来自继承原岩中的流体(如含NH4 矿物分解或片麻岩原岩中的有机质分解,名义上无水矿物中羧基水的出溶),晚期角闪岩相退变质阶段的中等盐度的流体除名义上无水矿物中羟基水的出溶外还有外来流体的加入,绿片岩相退变质作用阶段的流体主要为外来流体。  相似文献   

苏鲁大别及其周围地区深部P波速度结构特征的初步分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

赵志新  徐纪人 《岩石学报》2005,21(2):525-532

本文分析了苏鲁大别及其周围地区200km深的地震波速度结构。对上地幔50至200km不同深度的水平切面的速度结构特征进行了详细研究。结果表明,位于大别山地区下的西南侧存在着一个呈西北-东南延展的带状高速区;在苏鲁东海地区的下方,及东北方面也有高速度区域存在。这两个高速度区不相连。在大别山区东北端区与苏鲁超高压变质带的南端地区深部的两个高速区之间,即郯庐断裂的中部存在一个西北-东南延展的低速度区。大别山区下方深部呈现明显的速度梯度变化带。大别山区东端边界也是速度梯度变化带。郯庐断裂的北段,即与苏鲁超高压变质带为邻的部分下方,似乎是一个速度分界带或者速度不连续带。郯庐断裂的北段下方的速度结构与其两侧地区的速度结构明显不同。该段的两侧速度结构常常存在着明显差异。  相似文献   

大别-苏鲁区超高压变质岩的多期构造变质演化   总被引：3，自引：0，他引：3  

索书田  钟增球周汉文游振东 《岩石学报》2005,21(4):1175-1188

对大别-苏鲁地区超高压(UHP)变质岩的详细构造和岩石学研究揭示了其复杂的构造变质演化历史。除前超高压事件外,至少可识别出5个相继发育的构造变质事件或阶段(D_1-D_5)。D_1和 D_2同超高压事件与三叠纪(250～230Ma)中朝克拉通和扬子克拉通间的大陆深俯冲及碰撞有关,而超高压后的 D_3和 D_4韧性变形及其伴生的减压部分熔融作用和退变质作用事件,则是超高压岩石向中上地壳折返过程中(230～140Ma)发生的。碰撞后形成的 D_4构造,主导了大别-苏鲁超高压和高压变质带区域尺度的构造格架。第5阶段的构造以摩擦或摩擦-粘性过渡性变形机制为主,并伴随有大规模的未变形的花岗质岩体就位,该期构造热事控制了现今大别-苏鲁地区的地貌学特征。新的构造和岩石学资料并结合可利用的地质年代学和地球化学等资料,提出一个涉及中朝与扬子克拉通间三叠纪大陆深俯冲、碰撞及相继超高压变质岩石向地表的多期折返构造变质演化模式。  相似文献   

变质地质学新领域——超高压变质作用与地球动力学   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘晓春  曲玮 《地球科学进展》1995,10(2):148-153

简要总结了近年在欧亚大陆发现的超高压变质岩地质产状，岩石类型，结晶条件和构造位置等基本特片，对超高压变质作用及其地球动力学机制的研究现状及存在的问题进行了评述，基于对大别－苏鲁超高压变质带的研究成果，认为超高压变质作用可能是新型的区域变质作用，而目前所建立的任何一种地球动力学模型都不完善，建议今后在岩石学和矿物学研究基础上，加强对超高压变质杂岩的地球化学，构造地质学，实验岩石学及地球物理学等方面的  相似文献   

苏鲁高压-超高压变质带折返抬升过程中构造界面和应力场的变化   总被引：2，自引：0，他引：2  

崔军文王连捷  张晓卫唐哲民 史金松 《岩石学报》2006,22(7):1817-1826

作为地质历史时期深俯冲作用产物的超高压变质岩，尽管有不同的形成演化历史，但其最终的折返作用无不是在逆冲扩展过程中完成的。因此，逆冲扩展作用及其数值模拟的研究对完整认识苏鲁高压-超高压变质带的折返机制和折返过程具有重要意义。逆冲扩展作用最显观的构造效应是不同层次构造界面和应力场的变化，对于地壳尺度的逆冲扩展作用而言，陆表面和Moho是最重要的活动性构造界面，陆表面的变化导致山体抬升和滞后伸展盆地的形成，出现盆-山相间的构造格局。初步的模拟计算表明，山体的抬升量、滞后伸展盆地的坳陷量和Moho的上拱量与逆冲地块的平移速度和逆冲扩展速度成正相关关系，而且随着时间的推移，山体的抬升速度、滞后伸展盆地的坳陷速度和Moho的上拱速度都有逐渐增大趋势。逆冲扩展过程中，构造应力场的变化总的表现为随着平移速度和逆冲扩展速度的增大和逆冲扩展作用的持续进行，逆冲块体内部由挤压应力状态逐渐向拉张应力状态转化。地块的平移速度是构造强度的一个重要标量，当高压-超高压变质带以仰冲块体为运动载体，沿断裂带向陆壳浅部折返时，构造界面的移动规律基本反映了高压-超高压变质带的折返过程，可见，构造作用的强度和性质应该是制约高压-超高压变质带折返的重要因素之一，在岩石密度差相同的条件下，拉张构造应力场更有利于折返作用的进行。苏鲁高压-超高压变质带的折返是通过多期构造作用完成的，根据数值模拟结果可以推测，每期构造作用都伴随有折返速度由慢到快的变化，在整个折返过程中，构造运动性质和强度的差异导致了折返速度的不均一，总体上，折返速度将随着逆冲地块由挤压向拉张状态的转化和拉张强度（构造作用强度）的不断增强而逐渐增大，最终在以拉张为主导的构造应力场中完成了高压-超高压变质带折返的全过程。  相似文献   

北大别片麻岩的超高压变质证据——来自锆石提供的信息   总被引：10，自引：1，他引：10  

刘贻灿  李曙光  徐树桐  古晓锋 《岩石学报》2006,22(7):1827-1832

本文对北大别片麻岩锆石中矿物包体及年代学进行了研究,首次发现了北大别片麻岩的超高压变质作用证据。结合阴极发光图像和同位素定年,片麻岩锆石中矿物包体组合至少可分出三期:(1)原岩岩浆矿物组合,即斜长石、黑云母、石英和磷灰石;(2)超高压变质矿物组合,即金刚石、石榴子石和金红石等;(3)麻粒岩相退变质矿物组合,如透辉石等。其中,金刚石和石榴子石主要以包体形式被包裹于透辉石中,而透辉石是北大别麻粒岩相退变质阶段形成的代表性矿物。锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明,北大别片麻岩的峰期变质时代和麻粒岩相退变质时代分别为218±3Ma和199±10Ma。这些证明北大别片麻岩,如同其中的榴辉岩一样,经过了印支期超高压变质作用。  相似文献   

中国大陆科学钻探主孔100-2000m岩心的磁化率各向异性及其地质意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

徐海军  金振民  欧新功 《岩石学报》2006,22(7):2081-2088

在常温常压条件下获得了中国大陆科学钻探(CCSD)主孔331块岩心的磁化率各向异性(AMS)数据,并建立了主孔100—2000m的体积磁化率和AMS连续剖面。数据统计分析显示,主孔100—2000m岩心的磁化率(κ)介于1．05×10-4SI和0．12SI之间,几何平均值为1．855×10-3SI;磁化率各向异性度(Pj)介于1．04和2．10之间,几何平均值为1．155。该井段出露的主要岩石类型有榴辉岩、退变质榴辉岩、角闪岩、正片麻岩、副片麻岩和蛇纹石化橄榄岩,它们的垂向分布特征控制着磁化率剖面的变化。主孔的超高压变质岩石在折返过程中普遍经历了强烈的角闪岩相退变质作用的改造。其磁化率特征也发生相应的改变。蛇纹石化橄榄岩具有很高的磁化率(8．58×10-2SI)和各向异性度(1．335)。这主要源于橄榄岩蛇纹石化过程中产生的大量磁铁矿。榴辉岩、退变质榴辉岩和角闪岩代表榴辉岩从新鲜到完全退变质的三个阶段,它们的磁化率和磁化率各向异性度分别为榴辉岩(1．28×10-3SI、1．077)、退变质榴辉岩(3．19×10-3SI、1．206)、角闪岩(1．02×10-3SI、1．104)。正片麻岩的磁化率和各向异性度分别为5．34×10-3SI和1．167。副片麻岩的磁化率和各向异性度分别为3．46×10-4SI和1．150。对58个变形岩石的AMS测试结果显示,其磁化率椭球体的主轴方向与岩石组构基本一致,即最大磁化率主轴κ1平行矿物线理,最小磁化率主轴κ3垂直岩石面理。同时,这些变形岩石的AMS椭球体多呈现明显的压扁状特征,反映超高压变质岩石在折返过程中处于强烈挤压变形的构造应力环境,为苏鲁超高压变质板片的挤出折返模式提供了佐证。该研究成果也为超高压变质岩石地区磁学研究、地球物理调查和测井成果的解释提供了重要的实验约束。  相似文献