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大别山长英质岩石变质作用特征和锆石同位素年代学

【摘要】:大别造山带位于中朝克拉通与扬子克拉通之间,是秦岭造山带的东延部分。它作为世界上规模最大的超高压变质带,对于研究高压-超高压变质作用与揭示大陆地壳的造山作用具有重要的意义。目前关于超高压变质岩石的成因机制、大别山地区超高压地体的分布范围等问题仍然存在争议。本文选取大别超高压变质带内碧溪岭、港河、牌楼以及罗田等地区不同类型的变质岩石作为研究对象,特别是针对前人研究相对较少的长英质岩石,开展了系统性的野外地质填图、岩石学、锆石U-Pb同位素年代学、锆石矿物包裹体拉曼光谱分析等综合性研究,最终获得以下成果和新认识:1)确定了碧溪岭地区超高压变质作用具有非整体、不均一性的特征,主体片麻岩没有经历超高压变质作用。此外,即使同种岩石,以细粒花岗岩为例,在碧溪岭与港河地区也表现出两种截然不同的变质级别,前者锆石自形,未经历超高压变质作用;后者锆石内部具有柯石英包裹体,经历超高压变质作用。2)发现了大别山地区存在印支期花岗岩,岩体年龄为221.0±2.6 Ma。更有意义的是在花岗岩内部发现了保存于岩浆锆石核部的柯石英微晶包裹体,说明其形成于印支期花岗岩形成之前,之后被印支期花岗岩岩浆裹挟,由此确定了大别山超高压变质作用发生在~220Ma之前。3)大别山核部变质杂岩(北大别杂岩带)内长英质片麻岩记录的变质事件年龄均低于220Ma,结合印支期花岗岩确定的超高压变质作用下限(~220Ma),可知核部变质杂岩(北大别杂岩带)很可能没有经历超高压变质作用,大别山超高压变质岩石应是位于核部变质杂岩之上的一个薄皮构造岩片。4)超高压变质岩石可能是上地壳以核部变质杂岩顶部为主剪切面,强烈剪切活动时引起的频繁地震的震源区瞬时超高压作用的结果,大别山超高压变质岩石可能没有经过大陆深俯冲作用。

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