大青山-乌拉山高压基性麻粒岩的岩石学及其变质演化

The Daqingshan-Wulashan Complex, the central Khondalite Belt in the North China Craton (NCC), records a long-term tectonic-thermal evolutionary history of NCC in Paleoproterozoic. Therefore, the metamorphic complex provides a well natural laboratory for investigating metamorphic evolution of the Paleoproterozoic collisional orogenic processes of the NCC. On the basis of integrated studies of petrology, genetic mineralogy and geochemistry, this applying project will put the Daqingshan-Wulashan high pressure (HP) mafic grnulites rocks as the major study objects. The aims are to reveal the petrographic and mineralogic marks of the HP granulites facies of the granulite, contrast the P-T conditions for each evolutional stage and clarify the petrogenesis and formational structural setting of the HP mafic granulite. On the other hand, a combined study of mineral inclusions, CL images and BSE images, U-Pb dates will provide a well-constraint on the timing of the protolith and different metamorphic events, and P-T-t path for the Daqingshan-Wulashan HP mafic granulite. Finally, combined above study, the tectonic nature and dynamic evolutional process of the Daqingshan-Wulashan HP mafic granulite are taken over.

位于华北克拉通孔兹岩带中段的大青山-乌拉山变质杂岩记录了华北克拉通古元古代构造-热演化历史，是研究华北克拉通古元古代造山过程中变质作用的天然实验室。本项目以大青山-乌拉山高压基性麻粒岩为重点研究对象，通过岩石学、成因矿物学和地球化学综合研究，识别高压麻粒岩相变质作用的岩相学和矿物学标志，限定不同变质阶段的P-T条件，阐明其原岩的岩石成因及其形成构造环境；在对锆石矿物包体鉴别，阴极发光和背散射图像综合分析的基础上，对锆石不同性质的微区进行定年，限定大青山-乌拉山高压基性麻粒岩原岩形成时代和不同变质阶段变质时代的年代学格架，建立高压基性麻粒岩连续而完整的P-T-t轨迹。综合以上研究资料，最终探讨大青山-乌拉山高压基性麻粒岩的构造属性与形成的动力学演化过程。

古元古代高压麻粒岩变质作用与年代学研究对于揭示华北克拉通古元古代构造热演化过程具有重要的科学意义。本项目通过对大青山-乌拉山高压基性麻粒岩进行了系统的地质填图、矿物学、岩石学、地球化学与同位素年代学的综合研究，取得了如下研究成果：大青山-乌拉山高压基性麻粒岩通常以变形的岩脉或岩墙（群）或小透镜体/小侵入体的形式赋存于新太古代-古元古代正片麻岩或变沉积岩中。大青山-乌拉山高压基性麻粒岩保存了峰期高压麻粒岩相、峰后近等温减压中-低压麻粒岩相与晚期冷却降温角闪岩相变质阶段的矿物组合，分别为：石榴石 + 单斜辉石 + 斜长石 + 角闪石 + 石英 + 金红石 + 熔体（M1）；斜方辉石 + 单斜辉石 + 角闪石 + 斜长石 + 铁-钛氧化物 + 熔体（M2）；角闪石 + 斜长石 + 石英 + 铁-钛氧化物 + 水（M3）。传统矿物对地质温压计与相平衡模拟结果表明，M1，M2与M3阶段稳定的P–T条件分别为：T = 760 ~ 815 ºC、P = 1.25 ~ 1.40 GPa；T = 825 ~ 860C、P = 0.72 ~ 0.80GPa 与T = 645 ~730C、P = 0.69 ~ 0.81GPa。高压基性麻粒岩变质锆石普遍记录了1.95 ~ 1.80 Ga变质年龄，可进一步划分为三组，其中，1.96 ~ 1.94 Ma变质锆石微区，含有典型的高压麻粒岩相矿物包体，如石榴石与单斜辉石等，它们应代表近峰期高压麻粒岩相变质时代；1.92 ~ 1.88 Ga变质锆石微区则含有中-低压麻粒岩相的矿物包体，如紫苏辉石、单斜辉石、角闪石与斜长石等等，它们则代表中-低压麻粒岩相退变质时代；而最年轻的一组变质年龄主要为1.86 ~ 1.84 Ga，并含有单斜辉石向角闪石转变的变质反应边结构，指示它们应代表晚期角闪石岩相冷却降温退变质时代。综合以上分析可知，大青山-乌拉山高压基性麻粒岩变质演化具有顺时针P-T-t轨迹，并先后经历了近等温减压（ITD）与近等压降温（IBC）的退变质过程，其形成与演化可能与华北克拉通古元古代弧（陆）（微）陆碰撞的构造过程有关。