巴颜喀拉造山带三叠系复理石的甚低级变质作用研究

把野外地质调查与实验分析相结合，运用现代低温变质理论与方法研究巴颜喀拉造山带三叠系复理石的甚低级变质作用。包括运用黏土矿物学、伊利石结晶度、绿泥石结晶度、层状硅酸盐堆积多型、b0值、碳的微区演化、裂变径迹分析、同位素年代学等方法，分析研究复理石变质强度（由IC、CC、多型、矿物组合表征）的空间变化及其与断裂带、褶皱等构造形迹的成因关系，确定变质作用温度变化范围与压力类型，研究区域变质热演化。从而确定造山运动中变质作用的时空范围与强度。研究的完成不仅可解决该区造山过程中存在的变质作用类型之争，完善低温变质作用研究，划分出可与国际对比的变质带；而且可为该区的矿产资源及油气资源的勘探开发提供重要的理论基础。也是对西部大开发和建设的有力支持。

项目按照计划于2010-2012年由东向西沿临夏-色达，达日-同德,玛多-玉树-不冻泉剖面共采集了333个三叠系复理石样品。已完成结晶度、矿物组合、云母b0值、地质温压计的相关实验与分析，完成了磷灰石锆石的分选工作，辐照工作正在进行。..取得了如下主要成果：.1）.由伊利石结晶度和矿物组合分析确定出了巴颜喀拉造山带三叠系复理石区存在着一条巨大的近变质带，我们命名为“不冻泉-玉树- 理塘/雅江”近变质带。该带以北间隔有黄河源近变质带和阿尼玛卿近变质区。三个带(区)间为成岩作用区。巴颜喀拉造山带三叠系复理石的变质程度偏低,其峰期变质温度约<250-300ºC,压力条件为中低压系列压力类型。这是世界上罕见的也是最大的近变质带(成果待发表)。2）.对区内深部三叠系复理石甚低级变质作用的研究,通过与中石化合作,完成了某深井的分析研究,由地表到7000米深度,甚低级变质程度逐渐增强,由地表成岩带到成岩-近变质转变带到近变质带最终达到近变质与浅变质的转变带。成岩作用到变质作用温度由120ºC到350ºC左右,压力为3kbar左右。这一成果2012年发表在国际刊物Swiss Journal of Geosciences。3）.为了对造成伊利石结晶度随温度升高而产生的Kubler指数变小的影响因素进行研究,项目展开了对粘土矿物蒙脱石随温度升高产生变化的原位XRD研究。研究表明,由室温到900ºC,Na蒙脱石发生了系列的变化,发生了由3->2->1->0.5->0层水的结构变化，并确定出了其对应的c*值和对应温度范围。当温度达到881ºC时转变为非晶质。我们提出了“水迁移”模式解释这种变化。同时对蒙脱石发生的吸水反而降低空间的现象提出了“补偿占位”的解释模型。这些成果以专著章节的形式2012年由美国Nova科学出版社发表在Mica: properties, synthesis and applications一书中。4）.由于微结构对伊利石结晶度产生重要的影响，项目还展开了伊利石微结构的研究。按照温度升高产生的伊利石结晶度Kubler指数变小对应的多型演化顺序,选取了1M和2M1多型伊利石进行了微结构的研究。通过大量高分辨透射电镜选区电子衍射图和晶格条纹像分析研究,我们提出了定量计算弱衍射现象的6个方程式,提供了一个弱衍射定量分析的方法。成果已发表在国际结晶学刊物。