浒湾榴辉岩地球化学和年代学

Most of the eclogites crop out in the northwestern corner of the West Dabie within the Huwan mélange have typical oceanic affinity, whereas several high-pressure eclogitic bodies whose protoliths are believed to be of continental origin have also been found in this area. These eclogites formed during the oceanic to continental subduction and experimented various high-pressure metamorphism and thus are the idea samples to a better understanding of the timing of the transition from the oceanic to continental subduction in this area. Recent geochronologies, however, provide an apparently conflicting picture for the Huwan eclogites and thus evoke two key questions to be resolved. The first is whether the diverse radiometric ages for the oceanic eclogites by different geochronometric methods reflect two distinct high-pressure metamorphism and representing two overlapped subductions or not? The second is are the continental eclogites really of continental origin? If so have them been subducted together with the oceanic crust? Resolving the two questions is enssential o the theory of tectonic plate. To unravel the origins of the Huwan eclogites and the significance of the divers radiometric ages, we propose a combined study with petrology, geochemistry, high-precision geochronology and state-of-the-art in-situ sampling geochronology for these eclogites.

大别造山带西段的浒湾地区出露大量具典型洋壳地球化学特征的榴辉岩和零星疑似大陆地壳性质的榴辉岩。这些陆/洋壳变质岩经历了复杂的俯冲和折返过程，记录了大别地区从洋壳到陆壳俯冲转化过程中的重要信息。近两年的年代学研究工作发现不同原岩性质的榴辉岩既有类似也有不一致的变质演化历史，引出了两个迫切需要回答的核心问题: 1) 浒湾洋壳性质的榴辉岩多同位素体系年龄的不一致是否指示两期高压变质作用的俯冲叠加事件? 2)浒湾疑似陆壳成因的榴辉岩的原岩性质?其是否也经历了石炭纪俯冲变质作用? 这两个问题的解答可以从一个角度极大的丰富和完善板块构造学说。本项目拟以这两个问题为攻克目标来开展进一步系统的工作，通过以西大别浒湾榴辉岩为研究对象，联合运用野外观测、基础岩矿测试、元素和同位素地球化学研究以及高精度的多同位素体系年代学的方法以期对上述两个问题有所诠释。

本项目在对整个浒湾出露的榴辉岩进行系统的野外勘查和取样的基础上， 进行全岩主要和微量元素及同位素测试； 通过岩相学观测，确定各主要造岩矿物的化学特征和成分环带；进行变质相平衡分析； 选取代表性的样品进行高空间分辨率的高精度Sm-Nd和Lu-Hf年代学研究和锆石U-Pb定年。项目在以下几个方面取得了进展： a) 浒湾存在陆壳性质的榴辉岩，其也与洋壳性质的榴辉岩一样经历了二叠纪的变质作用； b) 石榴石和锆石记录了两期高压变质作用； c) 成功地进行了单颗粒石榴石的微区Lu-Hf定年。具体的：a) 对千斤榴辉岩的视剖面图分析说明石榴石生长是连续的，早期经历的是一个近等温升压和一个随后的近等压增温的演化轨迹，最后经历了一个近等温降压的变质过程。榴辉岩中石榴石内的角闪石包裹体Ar-Ar年龄，变质锆石的U-Pb年龄以及石榴石核部与边部不同的Lu-Hf年龄很好地界定了石榴石生长历史，指示一个约四十个百万年的冗长的石榴石生长过程及一个新的长期俯冲作用的造山带的存在。 b) 学河两处榴辉岩的原岩分别来源于洋壳和陆壳物质，但地球化学，锆石U–Pb年代学和石榴石Lu-Hf数据都证明它们都经历了二叠纪榴辉岩相变质阶段。二叠纪Lu-Hf年龄和三叠纪Ar-Ar年龄共存的大洋型和大陆型榴辉岩，暗示着该造山带洋壳和陆壳物质分别在二叠纪和三叠纪经历了两次耦合俯冲和剥露作用。表明浒湾剪切带并不总是一个相连的单元体，而是由不同构造板片组成的，这些板片在最终聚集到一起前经历过不同时期的变质作用。一些大洋和大陆地壳板片经历了石炭纪和二叠纪两次俯冲循环，但另一些榴辉岩只记录到了一次华南板块和华北板块在浒湾剪切带会聚之时的俯冲-抬升循环。c) 对大颗粒石榴石进行了微区取样和Lu-Hf同位素测试。首次获得了单颗粒石榴石的微区Lu-Hf定年结果。通过慢速锯微区取样，从两颗大石榴石获得的12份表观年龄指示冗长的两期石榴石生长，反映其寄主岩石很可能经历了始于泥盆纪结束于三叠纪的两次深俯冲的叠加作用。