金红石Zr和锆石Ti温度计的验证及其地质应用

以大别山双河地区超高压变质榴辉岩中共生锆石和金红石为主要研究对象，通过矿物微区微量元素分析，结合岩相学、矿物学及同位素地球化学等研究方法，获得不同类型榴辉岩以及不同赋存状态下锆石Ti含量温度和金红石Zr含量温度。结合这两种温度计关于Ti-Zr平衡的假定，验证温度计地质应用的合理性、不同温度计计算公式的应用性以及两种温度计在封闭体系和开放体系下的平衡性。结果将用来明确不同温度所代表的地质意义，认识元素扩散行为以及流体的活动范围，反演变质岩的P-T-t轨迹，定量确定不同因素对温度计影响程度以及制约两种温度计的平衡条件和平衡标准。这是一个新的尝试，结果有望为金红石Zr温度计和锆石Ti温度计的地质应用提供新的岩石学和地球化学制约。

在基金委的大力资助下，我们首次对大别造山带超高压（UHP）榴辉岩中共生锆石和金红石样品（共计50件样品）进行详细原位分析，通过矿物原位微区微量元素分析，结合岩相学、矿物学及同位素地球化学等研究方法，对锆石中Ti和金红石中Zr微量元素温度计的可靠性进行了验证，识别了压力、活度、元素扩散、流体交代、变质生长等因素对该温度计的制约，明确了不同温度所代表的地质意义；此外，更一步识别出变质岩中锆石、金红石和榍石的多期生长，进而首次系统全面的限定了大陆深俯冲的P-T-t变质演化轨迹。本项目共实施三年，项目执行情况良好，我们基本圆满完成了项目设计的任务，达到了预期研究目标，并取得了一系列创新性成果。与之相关的研究内容已发表5篇高质量SCI学术论文，其中1篇英文论文发表在《Journal of Metamorphic Geology》，1篇英文论文发表在《Lithos》，1篇英文论文发表在《Journal of Asian Earth Science》，2篇中文论文发表在《岩石学报》。