南阿尔金高压-超高压变质岩中浅色深熔脉体的成因研究

The aim of this project is to ascertain the characteristics of the field distribution of the leuco-veins in the high pressure – ultra- high pressure (HP/UHP) rocks in the Jianggalesayi in the South Altyn Tagh, and determine the space relationship with the host rocks by means of detailed field geological work; to confirm the formation age and the period of the veins, and discuss the chronological connection between the veins and the host rocks by combining with the peak and retrograded metamorphic ages of their host rocks; to identify the mineral assemblage and the geochemical characteristics of the veins, and discuss the sources of the melt/fluid for the veining by the studies of the mineralogy, petrology and geochemistry; and to determine the P-T conditions of the anataxis, and discuss the formation mechanism of the veins and the genetic relationships with the host rock by comparing with the P-T-t path of the host rocks. Above studies could provide the direct petrologic evidences for studying the activity of the melt/fluid in the process of the continental subduction and exhumation, which would play an important role in discussing the element migration, crust-mantle interactions and the mechanism of the continental deep subduction and exhumation.

本项目拟以南阿尔金江尕勒萨依地区高压-超高压岩石中产出的浅色深熔脉体为重点研究对象, 通过详细的野外地质工作, 查明区内脉体的野外分布特征及其与寄主岩石的空间关系。对区内不同高压-超高压岩石中不同类型的浅色脉体进行精确定年, 确定它们的形成时代和期次; 结合对比寄主岩石的峰期及各期次退变质时代, 探讨脉体与寄主岩石的年代学联系。通过详细的矿物学、岩石学、地球化学及同位素研究, 确定脉体的矿物组合、元素和同位素组成特征, 探讨成脉熔/流体的物质来源; 通过对比寄主岩石的P-T-t演化轨迹, 确定深熔作用发生的P-T条件, 从而探讨脉体的形成机制及其与寄主岩石发生深熔作用的成因联系。上述研究成果将为南阿尔金陆壳俯冲和折返过程中熔/流体活动规律的研究提供直接的岩石学证据, 为进一步探讨大陆俯冲隧道中元素迁移和壳幔相互作用以及大陆深俯冲过程以及折返机制提供重要约束。

本项目以南阿尔金江尕勒萨依地区不同类型高压-超高压岩石中发育的浅色深熔脉体为重点研究对象, 通过详细野外地质调查、矿物学、岩石学、地球化学和同位素年代学等方面的研究，查明了区内不同类型高压-超高压岩石中浅色脉体的空间展布；榴辉岩中绿辉石的柯石英包裹体的发现，为南阿尔金俯冲板片经历了超高压变质作用提供直接证据；确定了南阿尔金UHP榴辉岩及围岩片麻岩的多期次变质演化与年代学格架；确定浅色脉体的形成时代主要有两期，分别对应~450-460Ma的麻粒岩相变质和后期~420Ma角闪岩相变质；查明了浅色脉体的成脉熔/流体的物质来源主要来源于寄主岩石内部；通过对比寄主岩石的 P-T-t 演化轨迹, 确定UHP榴辉岩中的浅色体主要是在抬升折返过程中叠加麻粒岩相变质导致的部分熔融形成的，而副片麻岩中的浅色脉体主要是由于在南阿尔金俯冲陆壳折返的后期，拉张环境下地幔物质上涌带来大量热，导致片麻岩发生深熔作用形成的。另外，还确定了柴北缘绿梁山地区退变榴辉岩的变质演化期次，并确定其部分熔融时间与麻粒岩相变质时代一致，通过地球化学的对比，确定引起榴辉岩部分熔融的机制是黝帘石和高钠角闪石退变脱水引起的。以上成果为研究南阿尔金和柴北缘陆壳俯冲和折返过程中熔/流体的活动规律提供直接的岩石学证据, 为进一步探讨大陆俯冲隧道中元素迁移、 壳幔相互作用、大陆深俯冲过程以及折返机制提供重要约束。