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喜马拉雅中部榴辉岩相变质作用的条件和时代
【作者】 王佳敏; 吴福元; Gautam Khanal; 杨雷; 刘小驰;
【机构】 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室;
【摘要】 喜马拉雅是世界上最年轻和典型的陆陆碰撞造山带,从中揭示的造山带地壳结构和地质过程可以丰富板块构造理论,为其他碰撞造山带的研究提供示范作用。运用高压变质岩石的压力-温度-时间轨迹可以反演造山带的构造-热演化过程。最近几年陆续在喜马拉雅中部的定结、不丹、Arun河谷等地报道了榴辉岩,为揭示喜马拉雅造山深部过程提供了宝贵的岩石学素材。但由于这些榴辉岩在折返过程中经历了麻粒岩相变质叠加,其榴辉岩相变质作用的条件和时代有待恢复。本文对藏南定结地区高喜马拉雅结晶岩系内出露的榴辉岩及其围岩进行了详细的岩相学观察、温度压力计算、锆石和榍石年代学,并进一步对围岩薄片中的独居石进行岩石年代学研究,试图恢复其榴辉岩相及麻粒岩相变质叠加的条件和时代。研究区榴辉岩的压力峰期矿物主要以绿辉石包裹体(Jd~29%)形式存在于石榴石中,基质中绿辉石已分解为单斜辉石+富钠斜长石的后成合晶,变质条件应为>16 kbar和<800℃,对应地热梯度榴辉岩中锆石具有补丁状、冷衫叶状等麻粒岩相锆石分带特征,其U-Pb年龄为16–15 Ma;榍石U-Pb年龄为~14 Ma,对应的Zr温度计结果为700–650℃;围岩中独居石Th-Pb年龄散布于25–15Ma之间,其中25–20 Ma的独居石与钾长石-斜长石-石英的熔体相共生或含有熔体包裹体,20–15Ma的独居石则含有大量熔体和夕线石包裹体。因此,榴辉岩中锆石和榍石记录的16–14 Ma应为冷却结晶时代,25–20 Ma为降压过程中熔体结晶年龄,结合研究区内变泥质岩石的高压麻粒岩相变质作用时代(~30 Ma),榴辉岩相变质时代应为>30 Ma。以上结果表明,喜马拉雅中部的印度大陆地壳可能经历了与喜马拉雅西部相似的早期俯冲过程,其岩石学及年代学差异主要由不同的折返过程导致。在折返过程中,喜马拉雅中部的印度大陆地壳卷入了加厚地壳山根,发生麻粒岩相高温变质叠加,抹去了榴辉岩相的变质条件和时代信息。从喜马拉雅揭示的两期变质事件和地质过程可能广泛存在于其他造山带中,并是众多古老的大陆碰撞造山带中广泛发育高压麻粒岩而未发现榴辉岩的重要原因。
- 【会议录名称】 2018年中国地球科学联合学术年会论文集(十九)——专题38:沉积岩系改造与能源矿产赋存、专题39:同位素热年代学理论、方法与应用、专题40:变质作用过程的观察与模拟
- 【会议名称】2018年中国地球科学联合学术年会
- 【会议时间】2018-10-21
- 【会议地点】中国北京
- 【分类号】P588.3
- 【主办单位】中国地球物理学会、中国地震学会、全国岩石学与地球动力学研讨会组委会、中国地质学会构造地质学与地球动力学专业委员会、中国地质学会区域地质与成矿专业委员会、国家自然科学基金委员会地球科学部