东南极拉斯曼丘陵地区高级变质岩的P-T历史及大地构造意义

东南极普里兹带高级变质岩的温压(P-T)历史及构造背景一直是国际南极地学研究的前沿和热点。其中拉斯曼丘陵存在格林维尔(~1000 Ma)和泛非(~500 Ma)两期高级构造变质事件。然而，该区完整和精确的变质P-T历史及构造背景还未有效建立。本课题拟以变质岩石学研究为主线，结合野外构造变形特征，重点对低应变带变泥质麻粒岩的多期矿物组合与反应结构进行详细深入分析和测定，应用定性热力学相图模拟(如P-T似剖面)在KFMASH和NCKFMASH体系精确测定和建立该区完整的变质P-T轨迹，确定其构造含义如代表地壳加厚或板底垫托。再通过精确的年代学测定及地球化学分析进一步限定构造变质事件发生的确切时间并制约其原岩的产出构造环境，从而建立有效的大地构造模型。

作为东南极早古生代高级构造活动带(普里兹带)的重要组成部分，拉斯曼丘陵地区存在格林维尔(~1000 Ma)和泛非(~530 Ma)两期高级构造变质事件，而该区完整的变质P-T历史及构造背景一直没有很好的建立。本项目以该区泥质麻粒岩为研究对象，结合详细的野外调查，发现该区构造早期的变泥质麻粒岩含有峰期变质M1矿物组合石榴石+堇青石+斜方辉石+钾长石+石英，及峰期后M2堇青石反应边和M3后成合晶结构。通过Thermocalc方法在KFMASH模式体系对该泥质麻粒岩进行的定量热力学相图(如P-T视剖面图)模拟表明，其峰期M1矿物组合是由前进的单变反应经部分熔融形成的。该单变反应指示了M1事件具有一个峰期后近等压冷却的的逆时针P-T演化过程。利用Themocalc平均P-T 计算方法由含硼的泥质麻粒岩获得的峰期M1变质P-T条件为~9.0 kbar和~900 C，而叠加的M2组合变质的P-T条件为~7.0 kbar和~800 C，指示了一个峰期后减压冷却的过程。这反映了该区早期M1变质演化具有不同的P-T演化轨迹，并可以用D1构造增厚伴随着下地壳的岩浆垫板作用模式来解释。M2到M3则反映了一个总体的减压冷却的P-T演化过程。结合年代学证据，认为该区早期的M1矿物组合形成于晚元古代的格林维尔期(~1000 Ma)高级挤压D1构造事件, 该构造变质事件可能与罗迪尼亚超大陆的聚合有关。而叠加的M2反应边组合与M3蠕虫状结构则形成于早古生代的泛非期(~530 Ma)陆内的D2 - D3高级扭压剪切构造期间。该研究结果重建了该区完整的P-T演化历史，这对正确认识东南极普里兹带的构造性质及超大陆的聚合过程具有极其重要的科学意义。