高压麻粒岩和埃达克质岩石的成因关系研究——以柴北缘都兰地区为例

In combination of structural geology, petrology, mineralogy and geochemistry, the project focuses on the study of high-pressure granulites and related anatectic adakitic rocks in the Dulan eclogite-gneiss unit, the North Qaidam Mountains, which will clarify: (1) The range and distribution characteristic of high-pressure granulite and adakitic rock and their relationship; (2) the reaction type and microstructure character of partial melting, related to the formation of adakitic rock in thickened lower crust; (3) The fractionation, enrichment, migration and redistribution of trace element during anatexis; (4) the relationship and mechanism between high-pressure and adakitic rock. On the basis of above-mentioned research, the project will finally provide field petrology, petrography and matched geochemical evidence for study of adakitc rocks in continental cricumstances, and migration and redistribution of trace element during anatexis; and which will also play a significant role in the study of the formation, fractionation, evolution and related deep dynimics process of continent crust.

本项目拟以柴北缘UHP变质带为例, 以都兰榴辉岩-片麻岩单元中发育的基性高压麻粒岩和深熔作用形成的原地埃达克质岩石为主要研究对象, 综合构造地质学、岩石学、矿物学和地球化学等多学科方法将两者有机地结合, 来阐明: (1) 高压麻粒岩 (暗色体) 和埃达克质岩石 (浅色体)之间的野外关系以及出露规模、分布特征; （2）增厚下地壳环境埃达克质岩石形成的部分熔融反应类型、显微结构特征；(3) 地壳深熔作用中微量元素的分异、富集、迁移和重新分配的地球化学行为; （4）高压麻粒岩和原地埃达克质岩石的关系和成因机制。并力图在上述研究的基础上，最终为研究大陆背景下埃达克质岩石的形成过程和机制、以及部分熔融过程中微量元素迁移和重新分配机制提供野外岩石学、室内岩相学和与之配套的地球化学证据, 也为研究高压麻粒岩的变质作用和深熔作用在大陆地壳的形成、分异和演化及陆壳深部动力学过程中所扮演的角色提供了重要依据。

在2013-2015年期间，本项目以青藏高原北缘地区的高压麻粒岩和相关深熔作用为主要研究对象，选择代表性地区、重要的地质路线和典型的样品，在详细野外观察和研究的基础上，通过野外地质、岩石学、矿物学和年代学等多方面的研究，获得了一些重要研究结果：（1）通过详细的大比例尺野外填图，在柴北缘超高压变质带到都兰地区识别出一个高压麻粒岩单元，确定高压麻粒岩可能形成于增厚下地壳环境，并与同时代的UHP榴辉岩构成大陆深俯冲“双变质带”。（2）在柴北缘都兰地区高压麻粒岩中识别出原地埃达克质浅色体，岩相学、年代学和地球化学结果显示高压麻粒岩相变质作用和深熔作用形成于增厚下地壳环境，这将为观察埃达克质岩石的形成过程和形成机制提供理想的天然实验室。（3）通过对柴北缘锡铁山、绿梁山地区高压变质岩中的浅色体或结晶花岗岩研究，确定柴北缘深俯冲板片在降压升温的折返阶段发生部分熔融作用。（4）南阿尔金吐拉地区所出露的变质泥质岩和变质基性岩经历了麻粒岩相的变质作用，并伴随广泛的深熔作用和花岗岩浆作用。锆石U-Pb年代学结果显示巴罗式变质作用、深熔作用和花岗岩浆作用时代接近，均明显晚于超高压变质变质作用时代。