探寻造山带中古老的岩石圈地幔——以柴北缘超高压变质带绿梁山石榴橄榄岩为例

This project will focus on garnet peridotite, garnet pyroxenite and related megacryst minerals in Lvliangshan terrane, North Qaidam ultrahigh pressure metamorphic belt. Through detail petrological, mineralogical investigations and phase equilibrium modelling, by using in-situ mineral trace element and isotope analysis and zircon, sulfide mineral and monazite dating technique, we will try to find out the tectonic settings of different kinds of garnet peridotite protolith and their evolution processes in the orogenic belt, searching for the petrological evidence of the existence of the subcontinental lithospheric mantle in North Qaidam orogenic belt in order to make contribution in understanding the mechanism of the emplacement of the garnet peridotite in the continental crust and to improve the classification scheme of the orogenic garnet peridotite. This study will not only play key role in understanding the dynamic mechanism of continental subduction and exhumation, but also have theoretical significance in unveiling the formation and evolution of the subcontinental lithospheric mantle and crust-mantle reactions during orogenic processes.

本立项以柴北缘绿梁山石榴橄榄岩、石榴辉石岩及相关巨晶矿物为研究对象，通过岩石学、精细矿物学及变质相平衡模拟等方面的研究，利用原位矿物微区微量元素及同位素测试方法及锆石，硫化物，独居石等地球化学及同位素定年手段，查明绿梁山各类型石榴橄榄岩原岩形成的构造环境及其在造山带中的演化过程，寻找区内古老大陆岩石圈地幔存在的岩石学证据，为解决石榴橄榄岩进入造山带的侵位机制问题做出贡献，进而完善造山带石榴橄榄岩的分类模型。该项目研究不仅对于了解大陆俯冲折返过程的动力学机制将起到关键作用，而且对于揭示岩石圈地幔的形成及演化和造山过程中的壳幔相互作用等方面都具有重要的理论意义。

柴北缘超高压变质带保存有形成于不同时代，具有不同原岩特征的石榴橄榄岩及榴辉岩，为研究造山带的演化过程，古老大陆岩石圈的形成机制及造山过程中的壳幔相互作用提供了天然的实验室。本项目以柴北缘绿梁山石榴橄榄岩及榴辉岩为主要研究对象，利用岩石学及精细矿物学，变质相平衡等方法结合锆石及独居石等副矿物定年技术，对造山带中石榴橄榄岩的形成过程进行研究，并提出一种基于峰期温压条件对造山带石榴橄榄岩的构造分类模型。有针对性的对区内新元古代造山作用及其对古生代时期的原特提斯造山作用的影响进行研究，厘定出柴北缘造山带自新元古代到古生代的多期变质作用过程。通过对西藏松多古特提斯洋壳俯冲带中典型岩石类型的对比研究，发现不同的热力学模拟方式及不同的折返过程会对榴辉岩峰期温压条件的保存造成很大的影响。