南阿尔金高压-超高压岩石的差异折返及其可能的成因机制

This project will be focused on the high pressure- ultra- high pressure (HP-UHP) rocks in Dashuiquan and Yinggelisayi areas, south Altyn Tagh. Based on detailed field investigation, mineralogy, petrology, metamorphism and geochronology, we intend to: (1) confirm whether the HP rocks in Danshuiquan underwent UHP metamorphism; (2)constrain the relationships between multiple metamorphic stages and P-T conditions; (3) confirm the age of graniulite facies overprint of UHP rocks in Yinggelisayi area; and (4) construct the precise P-T-t path of HP-UHP rocks in Dansuiquan and Yinggelisayi areas. All the researches above are aim to reveal the rule of differential exhumation of HP-UHP rocks in south Altyn Tagh by comparing the P-T-t path with the HP-UHP rocks in Jianggalesayi and Keqikejianggalesayi areas. At last, we will discuss the possible differential exhumation mechanism of HP-UHP rocks in the south Altyn in combination with the latest researches of regional geology, magmatism as well as the wordwide differential exhumation and numerical simulation results.

本项目选择南阿尔金淡水泉各类高压岩石和英格利萨依各类超高压变质岩石为重点研究对象，拟通过精细的野外地质调查、矿物学、岩石学、变质作用及年代学研究，进一步查明淡水泉各类高压岩石是否经历了超高压变质及其多期变质时代与温压条件之间的对应关系；查明英格利萨依地区各类超高压岩石叠加高压麻粒岩相退变质的确切时代，进而构筑南阿尔金东段淡水泉-英格利萨依地区高压-超高压岩石精细的P-T-t演化轨迹。在此基础上，通过与南阿尔金西段江尕勒萨依-克其克江尕勒萨依高压-超高压岩石P-T-t演化轨迹的对比，进一步揭示南阿尔金不同地区高压-超高压岩石差异折返的规律。结合区内区域地质、岩浆作用等最新研究资料以及国内外差异折返及数值模拟研究成果，综合分析探讨南阿尔金不同地区高压-超高压岩石差异折返的可能机制。

本项目以厘清南阿尔金早古生代高压-超高压岩石的差异折返过程为主要研究目标，围绕区内高压-超高压岩石开展了一系列岩相学，地球化学，年代学等研究工作。结果显示，南阿尔金东段不同地区的高压-超高压岩石普遍经历了2.5-4GPa的榴辉岩相峰期变质作用，具有一致的变质演化P-T轨迹。锆石包裹体及年代学研究表明，这些岩石在c.500Ma经历榴辉岩相变质，在c.480Ma遭受麻粒岩相退变质叠加。同时，对英格丽萨依含石榴子石二辉橄榄岩的橄榄石组构研究，以及对淡水泉地区变形程度不同的花岗质片麻岩的变质作用研究结果表明，南阿尔金东段高压-超高压岩石在峰期变质之后，折返过程中的塑性变形导致这些岩石遭受了强烈的退变质改造，使得峰期变质级别被低估。此外，本项目还对南阿尔金西段尤努斯萨依榴辉岩开展了研究，结果显示其同样在~500Ma经历了超高压榴辉岩相峰期变质，但折返到~1.0GPa遭受麻粒岩相退变质的时代为c.460Ma，相较南阿尔金东段高压-超高压岩石晚了20-30Myr。上述结果共同表明，南阿尔金东-西段高压-超高压地体普遍存在差异折返过程。进一步结合对南阿尔金东段花岗质片麻岩内各类浅色脉体和花岗岩体的研究，我们进一步确认了在c.480Ma，南阿尔金东段不同地区花岗质片麻岩在~2.0GPa榴辉岩相高温（1000°C）退变质过程中经历了明显的部分熔融，之后在短时间内（<1~2Myr）快速折返到1.0GPa，30km的地壳深度。综合以上研究，本项目提出了深俯冲板片后撤引发的地幔物质上涌加热是导致南阿尔金东段各类变质岩石经历高温退变质的重要因素。在这一过程中，超高压岩石折返过程中的部分熔融导致岩石流变学性质的改变是引发深俯冲岩石发生快速折返的重要机制。