王丹等-JP：华北克拉通古元古代造山作用驱动太古宙麻粒岩地体折返
来源:地调局地质所
作者:王丹，科技处
发布时间:2023-12-05
麻粒岩是由含水矿物在高温下脱水形成的，同时伴随着大量熔体的排出，残留的麻粒岩不容易再次发生部分熔融，是稳定、难熔的大陆下地壳。太古宙麻粒岩地体代表地球上最古老、最稳定的地质单元之一，是了解古老地壳-地幔相互作用和地球形成早期阶段的关键地质记录。然而，太古宙麻粒岩地体出露是非常有限的，通过地幔部分熔融形成的喷出岩（钾玄岩、玄武岩、金伯利岩）裹挟的下地壳捕虏体的研究，大部分麻粒岩地体仍位于地壳根部，尚未出露地表。前人的研究结果揭示，麻粒岩地体的折返存在差异性：远离克拉通边缘的麻粒岩折返速率是非常缓慢的（<0.1 mm/yr），主要受控于地表剥蚀作用；位于克拉通边缘的麻粒岩通常经历了多期次变质作用，折返受控于晚期的构造运动。麻粒岩地体的差异性折返，是否与晚期经历的构造作用有直接或者间接的联系? 麻粒岩地体的折返是否仅仅依赖于缓慢抬升和地表的剥蚀作用? 折返过程是否需要“助推剂”?
基于上述科学问题，中国地质科学院地质研究所王丹副研究员和刘福来研究员、以及中国科学院地质与地球物理研究所Ross N. Mitchell研究员和郭敬辉研究员以华北克拉通阴山地块基性麻粒岩为研究对象（图1），对其开展了详细的岩石学、副矿物年代学及变质作用P-T条件演化的研究，并取得了以下主要研究成果： （1）通过精细的矿物学特征和P-T条件研究，刻画了基性麻粒岩中冠状石榴石的形成过程和条件 基性麻粒岩主要由斜长石、单斜辉石和石榴石组成。石榴石围绕单斜辉石和斜长石形成半封闭-封闭的冠状体（图2）。与石榴石共生的斜长石边部Na和Si含量增加，Ca和Al含量降低（图2）。石榴子石的形成起始于单斜辉石（作为石榴石Fe和Mg的来源）和斜长石（作为石榴石中Ca和Al的来源）相接触的界面。该反应可能在斜长石中向内进行，逐渐消耗Pligneous（XAn=0.65-0.69）
图1 (a)华北克拉通构造划分图；(b)太古宙阴山地块及邻区古元古代孔兹岩带构造划分图；(c)武川地区太古宙基底麻粒岩区域地质图；(d)武川西乌兰不浪地区太古宙基底地质图。