榴辉岩相高压-超高压变质岩的He同位素地球化学研究现状与问题

《榴辉岩相高压-超高压变质岩的He同位素地球化学研究现状与问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第38卷第4期2011年8月中国地质GEoLoGYINCHINAVoI．38．No．4Aug．，2011榴辉岩相高压一超高压变质岩的He同位素地球化学研究现状与问题李兆丽李天福(大陆构造与动力学国家重点实验室，中国地质科学院地质研究所，北京100037)提要：He同位素是区分地壳、地幔物质，研究壳一幔相互作用最灵敏的示踪剂之一，但其在高压一超高压变质作用过程中的地球化学行为目前仍不清楚。因而制约其在榴辉岩研究中的应用。中国作为高压一超高压榴辉岩带分布的重要地区．榴辉岩产出得天独厚。大洋、大陆两种俯冲成因榴辉岩均有分布。本文在归纳榴辉岩相高压一超高压变质岩研究进展的基础上．分析了He同位素示

2、踪在榴辉岩研究中的应用现状。关键词：He同位素；榴辉岩；高压一超高压变质作用中图分类号：P588．3；P597文献标志码：A文章编号：1000-3657(2011)04—0909-08大洋／大陆深俯冲有关的高压一超高压变质作用的研究是近20年来国际固体地球科学研究创新思想最活跃、最具突破性的成果之一。1984年，法国科学家Smith[IJ和Chopin闼分别在西阿尔卑斯DoraMaira地块和挪威西片麻岩区的镁铝榴石石英岩和榴辉岩中发现超高压矿物柯石英。随后，在中国大别山地区的榴辉岩pl、哈萨克斯坦Kokchetav地块的片麻岩和榴辉岩141中也相继发现变质成因的微粒金刚石等超高压矿物。近

3、年来．在欧亚的许多碰撞造山带中也陆续报道含有柯石英或金刚石的超高压变质岩。随着高压一超高压变质作用研究的深入，全球已经发现了20余条高压一超高压变质带。这些高压一超高压变质带的发现表明．低密度大陆地壳和洋壳可以被俯冲到80-'．120km的地幔深度．然后再折返到地表。但是。大洋、大陆物质为什么能俯冲到地球深部?又如何折返地表?这一发现对许多传统的地球动力学理论提出了挑战．成为当今探索地球深部动力学过程的一个重要窗E1．在国际上引发了一场高压一超高压和大陆深俯冲作用的研究热潮。1高压一超高压变质榴辉岩研究回顾板块俯冲是壳幔相互作用的重要形式．由此形成的高压一超高压变质岩是示踪壳幔相互作用的最

4、直接对象。目前已发现的榴辉岩相高压一超高压变质岩都产出于不同时代和地质背景的造山带中．是造山带根部重要岩石组成部分．包含有造山带形成和演化的重要信息。在造山带中。主要存在两种类型的榴辉岩．一种类型主要与长英质片麻岩、泥质片麻岩、片岩(变沉积岩)及大理岩等陆壳性质的岩石相伴生。又称为“阿尔卑斯型”榴辉岩。其形成与陆壳的(深)俯冲及陆陆碰撞作用有关嘲．目前报道的高压一超高压变质岩主要属于这种类型：另一种是与蓝片岩和具有洋壳性质的蛇绿岩伴生的榴辉岩，又称为“太平洋型”或“Franciscan”型榴辉岩151．其形成与洋壳的(深)俯冲作用有关．这种类型相对较少，目前见诸报道的只有吉尔吉斯坦的Atb

5、ashy地区和哈萨克斯坦的Makbal地区嘲、西阿尔卑斯的Zermatt—Sam带嗍、中国西天山造山带t'p-loJ．以及最近报道的羌塘中收稿日期：2011-05—20：改回日期：2011一06—17基金项目：国家自然科学基金资助项目(40902024)中国地质科学院地质研究所基本科研业务赍项目(J0813)资助。作者简介：李兆丽女．1976年生．副研究员．主要从事岩石学与地球化学研究E-m．xil：llzhioli@ccsd．cn。910中国地质2011拄部【11】和拉萨地体1121地区的榴辉岩。中国境内的高压一超高压变质带产出得天独厚，地区分布广、规模大，两种类型的榴辉岩均有产出，这在

6、世界各国中都是少有的。除了大别山地区发现的超高压变质岩带肛切，中国境内发现的高压超高压变质带还有柴北缘超高压变质带㈣、南阿尔金超高压变质带B，蚓、东秦岭超高压变质带[21-矧、南天山超高压变质带[，-10．231、北祁连高压变质带12s-25]、北阿尔金高压变质带p回。甘肃北山gz-m]、华北古陆块北缘中段嘲、羌塘中部111I及拉萨地体旧等高压一超高压榴辉岩带。近20年来．国内外地学界对以榴辉岩为代表的高压一超高压变质岩开展了原岩特征叫一2．21．23．25捌、俯冲深度[is—l珊咽、变质作用[13,19-20．：强,1、超高压矿物[14,1q等方面的广泛研究。并取得重要进展。但由于高压一

7、超高压变质过程的复杂性、多样性，许多重要问题并没有解决，新的问题不断涌现。某些问题变得更加突出和更富挑战性。例如：大洋、大陆岩石圈板块究竟能俯冲到多大深度?大洋、大陆俯冲过程中不同地质环境下的流体行为如何?俯冲过程中的壳一幔相互作用及地球物质再循环过程如何?超高压变质岩的形成与折返机制是什么?作为示踪物质来源和形成演化过程的一种重要手段．对高压一超高压变质岩进行深入的同位素地球化学研究．有助于探讨榴辉岩研究中所遇到的许多