安徽南大别超高压榴辉岩和片麻岩的相平衡研究

本项目拟利用不断更新的内部一致性热力学数据库、THERMOCALC程序以及合适的矿物固溶体成分－活度模型，选择与自然岩石最接近的NCKMnFMASHTO体系，系统研究安徽南大别超高压榴辉岩和片麻岩的相平衡关系。结合详细的岩相学及片麻岩中锆石包裹体研究，阐明榴辉岩和片麻岩变质作用峰期PT条件和区域变化，利用石榴石的环带、包裹体及矿物组合世代关系，进一步限定变质作用的进变与退变PT轨迹，定量模拟超高压岩石在俯冲与折返过程中发生的变质反应、矿物组合演化及流体（熔体）效应，为探讨大陆地壳深俯冲与折返过程和动力学机制提供更确凿的岩石学证据。

本项目研究内容分6方面：（1）讨论了MORB型基性岩高压下的相平衡关系，预测这种基性岩在500–600 °C和18–28 kbar条件下，矿物组合为蓝闪石＋石榴石＋绿辉石＋硬柱石＋多硅白云母＋石英  绿泥石  滑石，为蓝闪石-硬柱石榴辉岩相。在PT视剖面图上该组合中石榴石和多硅白云母的成分等值线可以很好地限定岩石形成的PT条件。利用这种等值线温压计方法，估测世界12处蓝闪石－硬柱石榴辉岩和蓝闪石－绿帘石榴辉岩具有相似的峰期P–T 条件，都位于硬柱石稳定域，二者矿物组合的不同系为抬升过程中不同程度的叠加变质所致。(2) 阐述了西大别含蓝闪石超高压榴辉岩的相平衡关系、变质作用演化与流体作用行为。模拟表明石榴石的生长环带记录了两个前进变质阶段，石榴石边部最富镁和最贫钙的成分反映超高压峰期变质条件，峰期后早期折返阶段发生硬柱石大量脱水，形成蓝闪石和绿帘石等变斑晶。（3）以南大别低温和中温超高压榴辉岩为例，讨论了基性岩在超高压条件下的相平衡关系，视剖面图模拟表明富镁或低钙的低温超高压榴辉岩峰期矿物组合为石榴石＋绿辉石＋硬柱石＋滑石＋多硅白云母＋柯石英 ( 蓝闪石)，石榴石边部成分也为富镁和低钙特征，岩石的峰期PT条件可利用石榴石中镁铝榴石和多硅白云母中 Si-等值线确定。多数中温超高压榴辉岩的峰期矿物组合为石榴石＋绿辉石＋硬柱石＋多硅白云母＋柯石英，在该组合中，镁铝榴石含量主要受全岩成分控制，石榴石最高钙铝榴石和多硅白云母中的最大Si含量可以限定最接近峰期的变质条件。少数全岩成分富铁的榴辉岩峰期矿物组合为石榴石＋绿辉石＋柯石英，缺少硬柱石，难以给出有效的温度、压力信息。峰期含有硬柱石的超高压榴辉岩折返过程返伴有硬柱石脱水，发生进一步榴辉岩化。（4）模拟大别山超高压榴辉岩周围含石榴石的正片麻岩超高压峰期矿物组合应该为石榴石＋硬玉＋硬柱石＋多硅白云母＋蓝晶石＋柯石英，石榴石成分仍然反映超高压变质条件，但其它矿物均为中低压角闪岩相阶段退变质的产物。（5）以大别山双河柯石英榴辉岩成分为基础，模拟了地壳深俯冲与折返过程中变质作用的演化规律；（6）系统总结了近年来变质作用PTt轨迹和变质岩石学的研究进展。完成和发表文章16篇，其中发表SCI论文9篇，核心期刊论文3篇，待刊SCI论文2篇，评审中SCI论文2篇，博士学位论文2篇、硕士学位论文2篇。