南阿尔金陆壳深俯冲/折返过程中的多阶段部分熔融

This project is mainly focus on the different types of high pressure (HP) – ultra-high pressure (UHP) metamorphic rock and the anatectic veins from the South Altyn Tagh. A systematic study of mineralogy, petrography, geochemistry and isotopic analysis will be conducted to distinguish the mineral assemblages, the polygenetic mineral growth and the isotopic composition of the HP/UHP metamorphic rocks and the anatectic veins; and to determine the time and the P-T conditions of the anataxis by comparing with the P-T-t path of the host rocks. The results of above studies can provide significant evidences to discuss the genetic relationship of the anataxis and metamorphism and to confirm the melting mechanism, the geochemical feature of the melt/fluid derived from different metamorphic stages, and also can play significance for melt/fluid activity and element mobility during the process of continental suduction, so as to reveal how the partial melting influence and constrain the exhumation rate and mechanism of the continental subduction.

本项目拟以南阿尔金高压-超高压变质带出露的不同类型变质岩（以榴辉岩和片麻岩为主）及其中发育的浅色脉体为重点研究对象，旨在前期研究成果的基础上，通过详细的矿物学、岩石学、地球化学及同位素研究，确定区内不同类型高压-超高压变质岩石及深熔脉体的矿物组合、矿物的生长期次及主微量元素和同位素组成特征；通过对比寄主岩石的P-T-t演化轨迹，确定深熔作用发生的时代与P-T条件。上述结果为进一步研究深熔作用与变质作用的内在成因联系，确定部分熔融机制、各个变质阶段产生的熔流体特征以及陆壳俯冲过程中熔流体活动和元素分异等问题提供重要依据，进一步探讨部分熔融对南阿尔金大陆深俯冲带的折返速率和折返机制的影响和约束。

本项目以南阿尔金江尕勒萨依地区发生不同程度部分熔融的高压-超高压岩石为重点研究对象, 通过详细野外地质调查、矿物学、岩石学、地球化学和同位素年代学等方面的研究，确定了区内高压-超高压岩石至少经历了两阶段的部分熔融，即麻粒岩相阶段 (榴辉岩) 和角闪岩相阶段 (泥质片麻岩)，确定了深熔作用是深俯冲板片折返阶段的产物；识别出区内泥质片麻岩经历了多期次变质作用演化，确定了其第一阶段的抬升速率为9.11–9.70 mm/yr；结合前人的工作研究成果，针对区内同时代的具有不同变质演化历史的超高压岩石与高压麻粒岩共存于同一个造山带中的现象，提出了利用俯冲隧道模型来解释这种现象, 即高压麻粒岩和UHP岩石在同一时间俯冲到不同深度部位, 在不同的热状态下发生相应峰期变质后折返到地表产生的, 而不同超高压岩石具有不同的退变质轨迹则是由于其折返路径的差异引起的。. 此外，初步利用金红石和榍石的Zr温度计以及榍石U-Pb定年对柴北缘绿梁山地区的退变榴辉岩及部分熔融残留体石榴石角闪岩进行深入研究，重新厘定了该退变榴辉岩经历了较快速等温降压的抬升过程，也是诱发该岩石发生部分熔融的主要机制；确定熔体结晶发生在寄主榴辉岩的麻粒岩相变质阶段，从而确定部分熔融发生在榴辉岩相向麻粒岩相快速降压转变的过程中。