北京周口店接触变质作用研究

Study of the Fangshan aureole, Beijing, has got a progress far from those of international community, though having been conducted for about 40 years. This project will systematically perform a study of geology, petrography, mineral chemistry, geochronology and geochemistry on the aureole, to mapping a strictly iso-chemical system-based progressive metamorphic zones within the Fangshan aureole, to quantitatively determine the isograds and their P-T conditions, based on comparison of mineral compositions and variations as well as micro-texture analysis; to draw a theoretical iso-temperature contact metamorphic isograd map of Fangshan aureole by mapping T-conditions estimated by graphite thermometer; to reconstruct P-T paths for the aureole to constrain emplacement mechanism of the Fangshan pluton, using the true peak- and other key- point compositions by x-ray mapping and quantitative analysis; to determine metamorphic type and age of the previous kyanite-bearing “contact metamorphic garnet-staurolite belt” in Zhongjiao region, to provide clues for understanding Indonesian intra-continental orogeny in the Western Hill of Beijing.

北京周口店房山接触变质晕已有近40年的研究历史，但其研究进展与国际水准仍有较大差距。项目将系统采用地质学、岩相学、矿物化学、地质年代学和地球化学等手段开展研究，致力于：（1）填制出基于严格等化学体系划分的房山岩体接触前进变质带，建立起基于矿物组成和成分变异对比和结构分析之上的等变线，定量确定等变线变质反应关系和估算其合理的温压条件；（2）基于石墨温度计开展石墨结晶温度填图，圈定理论上的接触变质等温线图；（3）基于成分填图上的成分属性明确的定量成分分析和相平衡计算模拟重建接触变质晕的P-T轨迹来约束房山岩体的侵位机制；（4）厘定中窖地区含蓝晶石的原“接触变质石榴石十字石带”的变质作用类型和变质时代，为探索北京西山地区是否存在印支陆内造山事件提供依据。

项目研究了北京周口店房山接触热变质作用和北京西山区域变质作用过程，主要进展如下：.（1）确定房山岩体由先后侵位的细粒二长岩、中斑细基石英二长闪长岩、粗粒二长闪长岩、粗斑中基二长闪长岩和巨斑中-细基二长花岗岩五个岩石单元组成，结晶深度~12公里。前四次岩浆侵位就已形成房山接触热变质晕，第五次岩浆就位使变质晕叠加变形和退变质。（2）基于等变线或反应等变线或等变带原则，更正和更新了有争议的接触递增变质带为硬绿泥石带、红柱石带、十字石带、矽线石-白云母带和矽线石-钾长石带，分别厘定了后四个变质带的等变线反应形式和等变质线位置，在十字石带和矽线石-白云母带中分别新发现堇青石和粒硅镁石族矿物。（3）建立了十字石带、矽线石-白云母带和矽线石-钾长石带的矿物世代，用全成分岩石体系的相平衡模拟建立了三个变质带的P-T视剖面，结合矿物世代序列重建了接触热变质作用全程P-T轨迹，综合岩体和围岩的变形要素特征、围岩变质变形关系和P-T轨迹样式，限定房山岩体的岩浆侵位机制主体为气球膨胀机制。（4）总结建立了区分区域变质和接触热变质岩的矿物组构标志，从原北京西山区域变质硬绿泥石带中勾绘出“房山接触热变质晕”和区域十字石带的展布范围，从石榴子石结晶粒度分布进一步确定该区域十字石带的区域变质属性。（5）确认区内蓝石晶的形成严格受岩石化学成分及其压力条件控制，不存在“区域蓝晶石变质带”，发现接触热变质成因蓝晶石并在一个露头上厘定了该蓝晶石与红柱石之间的天然相界面。（6） 初步获得区域变质十字石带蓝晶石生长P-T轨迹具顺时针斜式钩状特征，为深化北京西山构造演化研究提供了新的切入点。（7）综合研究不支持中南窖地区接触热变质的热源为房山岩体斜向侵位岩浆的观点。（8）确定周口店实习区的官地杂岩存在新太古代变质岩浆杂岩体，将山顶庙一带长期误定为混合片麻岩和混合花岗岩的岩石更正为TTG片麻岩。