大别造山带超高压片麻岩中的石榴石成因研究

石榴石是高压-超高压榴辉岩相变质岩中的常见矿物，其化学组成和内部包裹体种类可用来确定变质作用的温压条件、变质变形历史和流体作用机制，元素分带性还可以为变质作用的持续时间提供制约。此外，石榴石在岩石中的分布规律可以为变质结晶机制提供重要信息。由于石榴石是大陆俯冲带变质作用的重要产物之一，因此理解石榴石的成因机制，区分岩浆结晶还是变质新生石榴石，认识它是在变质过程的哪个阶段生长的，对于变质化学地球动力学研究具有重要意义。本项目拟以大别造山带超高压变质片麻岩为主要研究对象，以岩相学观察为基础，采用微区原位分析技术，系统研究其中石榴石的主量元素、微量元素、氧同位素以及矿物包裹体，并设法寻找石榴石中的锆石或独居石包裹体进行原位U-Pb定年和微量元素分析，对不同化学成分片麻岩中的石榴石进行对比，认识石榴石的形成机制，为理解这些片麻岩的变质过程提供岩石学和地球化学证据。

本项目以大别-红安造山带典型露头的超高压变质片麻岩和榴辉岩为研究对象，以岩相学观察为基础，对石榴石及相关的共生矿物(如锆石、绿辉石、帘石等)内矿物包裹体、 主量元素和微量元素剖面进行原位分析，发现超高压变质岩石中的石榴石存在多阶段生长，包括俯冲前的原始岩浆残留，俯冲过程中的进变质生长以及折返初期的退变质生长。对石榴石中的锆石包裹体进行U-Pb定年和微量元素分析，准确限定了石榴石的形成时代。石榴石的主量元素和微量元素剖面的变化，为石榴石形成时变质温压条件和矿物组合提供了很好的制约。识别不同变质阶段石榴石的成因，为认识超高压变质岩石的变质 P-T-t 轨迹给出很好的岩石学和地球化学制约。