南大别变质温压结构及构造意义

本研究以南大别高压-超高压变质块体为研究靶区，抓住高压－超高压带变质温压结构重建这一热点、难点问题，以榴辉岩峰期变质P-T条件和各构造岩片的划分作为研究的切入点，通过详细的廊带地质填图、精细的变质岩石学研究、精确的变质温压条件评价和构造解析，划分各构造岩片，确定各岩片峰期变质P-T条件和演化特征。同时综合已有的年代学资料和地球物理学资料，建立起南大别变质块体精细的变质温压结构，再现以岩片为基本单元的构造格架，籍此探讨以构造岩片为运动单元的俯冲－折返过程，并深入理解其动力学机制。鉴于大别山是研究高压－超高压带变质温压结构的理想天然实验室及其得天独厚的"地利"优势，本项目的研究成果无疑将拓展国际相关领域的研究，做出最基本的岩石学贡献，并将推动大别山变质温压结构研究的深入进行。

项目主要在4个方面取得了一些进展：①南大别地块结构框架精细限定；②宿松杂岩变质属性及年代学判定；③北大别地块峰期温度条件评价；④鲁西地区晚中生代碎屑石榴石变化对苏鲁造山带演化的响应。.(1) 研究显示，南大别地块主要是由单元-I、II和III构成，它们在岩石组合、变质级别和变质年龄方面均有较大差异，且以岩片形式产出，彼此之间被两条糜棱岩带所分割。对46个榴辉岩样品的热力学评价表明，单元-I、II和III的平均峰期变质P-T条件分别为：T=728±58°C和 P=3.87±0.36GPa；T=613±48°C和P=3.09±0.20GPa；T = 521±50°C和P=2.40±0.24GPa，即便考虑到压力误差，三者之间的压力差异可分别达到0.22 GPa和0.25 GPa。锆石U-Pb定年显示，单元-I、II和III的峰期变质年龄分别为：224.5±2.3Ma，229.8±2.2Ma和234.7±2.3Ma。构造解析揭示出黄岗飞来峰和马龙构造窗。据此，我们认为大别碰撞造山带经历了多板片俯冲、折返过程，并受到后期热穹窿和风化剥蚀的改造。.(2) 区域变质岩石学表明，宿松杂岩主要由正片麻岩、片岩和大理岩构成。25个样品的峰期P-T条件计算显示，该杂岩平均温压：T=517C50C和P=1.03GPa0.21GPa，为绿帘-角闪岩变质。空间上，其没有压力和温度分带现象，未见任何蓝片岩相变质印迹。锆石U-Pb定年显示，其峰期变质年龄为251±4 Ma，明显晚于南大别的变质年龄。.(3) 本研究应用5种不同温度计和绿辉石4种Fe2+校正方法对北大别榴辉岩温度条件进行了详细评价。当Krogh (2000) Grt-Cpx Fe-Mg温度计被应用和绿辉石的铁为Fe3+/Fe2+=1:1时，温度计算较为合理：P标定=3.5GPa，T=600ºC~740ºC或P标定=5.0GPa，T=670ºC~810ºC。参照Carswell (1990) 的温度分类，北大别榴辉岩应属于中温类型，但其形成温度仍相对较高。.(4) 鲁西隆起区晚中生代盆地中碎屑石榴石研究表明，早-中侏罗系物源主要来源于鲁西隆起，中-晚侏罗系物源主要来自胶东地块（苏-鲁造山带），并延续至白垩系末，古地理格架显示了东高西低特征。可以判定中-晚侏罗系是华北重要的构造转折期，此时，胶东地块已折返至地表。