西藏松多高压/超高压变质带的变质演化过程及其地质意义

【摘要】：高压-超高压变质带作为古大洋俯冲碰撞与古板块汇聚边界的重要标志之一,在全球不同时期的造山带中广泛发育。虽然在造山带中高压-超高压变质岩仅占有很小的比例,但是它记录了洋壳或陆壳物质经历深俯冲发生超高压变质作用并折返到地表的一系列动力学过程,是造山过程和动力学必不可少的研究对象。本文研究的松多高压-超高压变质带长约100千米,位于南北拉萨地块之间,是一条在二叠纪-三叠纪形成的大洋型俯冲带,它的发现使我们对喜马拉雅造山带拉萨地块的构造演化过程有了新的解释。所以研究松多带榴辉岩的变质演化过程和峰期温压条件,对揭示拉萨地块古特提斯洋的俯冲和折返机制具有重要意义。在本文中,我们选取吉朗和西朗地区榴辉岩为研究对象,对松多高压-超高压变质带的变质演化过程进行了研究讨论。经过详细的岩相学研究,我们发现吉朗地区榴辉岩的主要矿物组合为石榴子石、绿辉石、多硅白云母、角闪石、绿帘石、石英和少量的黑云母。在单偏光显微下我们可以明显的看出石榴石存在“脏核净边”结构,较“脏”的核部中含有大量的包裹体,而相对“干净”的边部中存在的包裹体则较少。电子探针成分表明,石榴子石从核部到边部钙铝榴石组分降低,镁铝榴石组分升高,表现为典型的进变质成分环带特征;而西朗地区榴辉岩的主要矿物组合为石榴子石、角闪石、绿帘石、多硅白云母、斜长石、石英以及少量的黑云母、绿泥石和榍石,且石榴子石核部与幔部都存在大量的包裹体。根据电子探针成分得出锰铝榴石的“钟状”变化轨迹,这也是进变质生长环带的表现。本文对吉朗和西朗两地区中榴辉岩进行了一系列的的岩石学、矿物化学研究和变质相平衡模拟计算,最终在两地区榴辉岩中各自识别出三个不同的变质阶段和与其相对应的三期变质矿物组合。吉朗地区:(1)进变质阶段,以石榴子石核部及其中的矿物包裹体为代表;(2)近峰期变质阶段,以石榴子石边部、绿辉石、硬柱石、多硅白云母和石英为代表性矿物组合;(3)退变质阶段,以硬柱石分解产生黝帘石、石榴子石生长冠状体和绿辉石发育后成合晶为特征。西朗地区:(1)进变质阶段,同样以石榴子石核部和其中的矿物包裹体(如角闪石、绿帘石、斜长石、石英等)为代表性矿物组合;(2)近峰期变质阶段,主要矿物组合为石榴子石、绿辉石、多硅白云母、角闪石、石英和绿帘石(3)退变质阶段,代表性矿物组合为斜长石、绿泥石、黑云母、角闪石、黝帘石、石英和绿帘石。我们根据视剖面图中石榴子石的钙铝榴石和镁铝榴石成分等值线与多硅白云母中硅的成分等值线,限定得到了吉朗与西朗地区榴辉岩的(近)峰期温压条件分别为:2.85 GPa,575℃和1.84 GPa,539℃。又通过对两地区榴辉岩的P-T演化轨迹、围岩类型、峰期温压条件及产出状态的一系列研究,推断其经历的折返过程为:吉朗地区的洋壳物质首先发生深俯冲作用俯冲至地幔深度,而后受到机械刮削作用被拆离成大小不同的碎块进入到俯冲隧道内,然后在俯冲隧道内被低密度物质裹挟抬升至莫霍面深度。在此之后,西朗地区榴辉岩随着大陆地壳物质俯冲至莫霍面深度,并在此处将吉朗地区的榴辉岩捕获,最后随着大陆地壳物质一同折返至地表。