北京大学本科生科研训练申请表.doc

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1、北京大学“本科生科研训练”申请表申请项目名称“毛玉刚基金”研究题目大别超高压变质带中副片麻岩的变质作用演化项目创新特色概述(50字以内)研究大别超高压变质带中副片麻岩的变质矿物组合特征和PT轨迹，阐明副片麻岩在大陆深俯冲与折返过程中的流体行为。项目所属一级学科地质学申请经费5000元起止时间2012年9月至2013年11月申请人或申请团队信息姓名性别学号所在院系/专业手机E-mail李显伟男1000010372地球与空间科学学院/地球化学152014716361000010372@pku.edu.cn注：团队申请项目，请将项目负责学生的信息填写在本栏目的第一行。导师信息姓名魏春景性

2、别男出生年月1962年5月5日所在院系地球与空间科学学院职称/职务教授/高级职称电话62754157E-mailcjwei@pku.edu.cn注：请申请人务必将导师信息填写完整。院系经办人：联系电话及E-mail：注：此栏目由院系根据工作归口指定联系人，以便学校对“本科生科研训练”的相关事宜与院系及时沟通。导师意见：研究内容清楚、特色明显签名：2012年05月02日学院意见：签名盖章：年月日学校意见：签名盖章：年月日申请人在大学期间受过何种奖励？是否参与过科研工作？（请注明获奖名称、时间、指导教师等）北京大学2010-2011学年学习优秀奖未参与过科研工作研究计划（1－2页）：一

3、、研究综述南大别榴辉岩地体分布于五河－水吼断裂和太湖－马庙断裂之间，主要由副片麻岩、泥质片岩、大理岩以及英云闪长质－花岗质为主的正片麻岩组成，其中包含较多榴辉岩、超镁铁岩块体，夹有硬玉石英岩和白片岩等。作为世界上超高压变质作用研究的最经典地区之一，其研究程度可以比拟、甚至超过了国外任何一个超高压地体。总的来说，相对于榴辉岩，人们对榴辉岩区大面积出露的副、正片麻岩研究程度较低。这里用变质相平衡的定量研究方法，仅就变质岩石学方面的超高压变质带中副片麻岩的变质作用的演化做研究。副片麻岩（实际上多为云母片岩）含有矿物包括石榴石、多硅白云母、黑云母、斜长石、石英、金红石、榍石并常出现含量不等

4、的帘石、角闪石等。其中多硅白云母中较高的硅含量、个别石榴石中柯石英假象说明它们可能与榴辉岩一样发生了超高压变质作用。以石榴石和多硅白云母为代表的早期矿物组合反映高压－超高压条件，而以黑云母和斜长石为特征的晚期矿物组合反映的压力就没那么高，并在早期石榴石的边部出现富钙的特征。在上述研究现状带来的启示中，我们探索的两个主要问题如下：（1）副片麻岩中主要矿物组合所反映的PT条件与PT轨迹对榴辉岩周围的副片麻岩来说，锆石包裹矿物证明它们早期经历了超高压变质作用，现有矿物组合如斜长石＋黑云母＋角闪石＋石英＋白云母＋帘石主要反映晚期角闪岩相－绿帘角闪岩相中压型变质作用，不同成分的石榴石和多硅白

5、云母可能记录峰期或峰期前的俯冲过程或峰期后的降压过程。对于这种有多世代矿物组合的岩石，利用传统温压计难以得到可信的PT条件；另外，相平衡计算表明变质岩中矿物成分并不是简单地随PT而变化，而是严格受矿物组合的控制。因此，即使榴辉岩地体中的副、正片麻岩经历了超高压变质作用，那么主要矿物组合及成分变化究竟记录变质作用PT轨迹的哪一阶段？为什么副片麻岩主要矿物中所保留的超高压记录远多于正片麻岩?这些问题难以通过传统温压计方法解决，需要利用定量相平衡研究方法。（2）副片麻岩在俯冲与折返过程中矿物组合的演化与流体作用副片麻岩的原岩在浅部一定是饱和水的，俯冲过程通过脱水反应导致矿物组合演化，在超

6、高压峰期阶段会变成含有石榴石、多硅白云母、硬玉质辉石和柯石英的岩石。若折返温度低于固相线（并没有外来流体注入），首先发生柯石英→石英，然后硬玉质辉石→钠质斜长石，而多硅白云母一直保存到0.8－1.0GPa；如果折返温度高于固相线，会在压力约为2.3GPa时发生多硅白云母脱水熔融反应——多硅白云母＋单斜辉石＋石英＝黑云母＋斜长石＋石榴石＋熔体，使峰期矿物组合完全消失，同时熔体分凝、结晶释放出流体，导致周围榴辉岩的角闪岩化。尽管Okayetal.（1993）强调超高压变质岩的原岩是干的——前寒武纪角闪岩相到麻粒岩相的片麻岩和麻粒岩因此缺少熔融现象，但是大别榴辉岩地体中常见的各种长英质脉

7、体表明熔融现象是存在的，尽管不如苏鲁地区那样普遍。因此，利用变质相平衡研究方法，定量模拟副、正片麻岩在俯冲与折返过程中相平衡关系，矿物的组合演化与流体作用等是岩石学领域的一个重要课题。总的来说，我们以副片麻岩成分计算的NCKMnFMASHTO体系的视剖面图为基础，分别研究其中主要矿物（如石榴石、云母、长石、帘石等）和锆石包裹矿物所记录的PT信息，从而更全面地阐明：（1）副片麻岩峰期前、峰期及峰期后的PT条件及其区域变化。（2）副片麻岩在俯冲与折返过程中矿物组合的演化及