中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩原岩研究及其成因指示

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1、地质学刊第37卷第1期中国大陆科学钻探工程主孑L榴辉岩原岩研究及其成因指示叶景艳l’2，胡建2，汤倩2(1．南京大学地球科学与工程学院，江苏南京210093；2．江苏省有色金属华东地质勘查局，江苏南京210007)摘要：榴辉岩是造山带中最为常见的高级变质岩行，无论是自身还是其原岩均蕴含着丰富的地球动力学信息。以中国大陆科学钻探工程主孑L0～2000m范周内揭露的榴辉岩为对象，按其与围岩接触关系，划分为与片麻岩类共生的榴辉岩、与超基性岩毗邻的榴辉岩以及与超基性岩共生的榴辉岩3种类型。据此对比分析了

2、此3类榴辉岩的地球化学组成的差异，提出了这些岩石的原岩可能是南单一岩浆房岩浆经堆晶及分离结晶作用演化而来的基性一超基性杂岩体，物质来源主要为富集地幔物质的部分熔融，其构造环境应位于洋壳对大陆俯冲的消减带，但并非岛弧环境，应是弧后拉张岩浆作用的产物。关键词：中国大陆科学钻探工程(ccsD)；榴辉岩；地球化学特征；物质来源；构造环境；江苏东海中图分类号：P588．34文献标识码：A文章编号：1674—3636(2013)01—000l一160引言榴辉岩是造山带中最为常见的高级变质岩石之一，因其包含了

3、高压或超高压标志矿物及其丰富的地球动力学信息而成为当前地学研究的热点和前缘。自Hauy(1822)提出榴辉岩概念以来，至今已有近200年的研究历史。榴辉岩在我国主要集巾在中央造山带(苏鲁一大别一秦岭一祁连山等)。典型的榴辉岩主要由石榴石和绿辉石组成，可含少量斜方辉石、石英、角闪石、蓝品石、橄榄石、金红石、蓝闪石及白云母等。一般呈深色，地表出露稀少，岩石密度大，具中粗粒变晶结构，块状构造。多数具有与辉长岩一玄武岩相似的化学成分，少数含钠较高者其成分与细碧岩相似，产状较为复杂，大致可区分为以下5种类

4、型：(1)呈包体产于金伯利岩或碱性橄榄玄武岩中，或呈条带状、透镜状产于橄榄岩或石榴石橄榄岩中，往往具有上地幔来源特征；(2)呈层状或透镜状与角闪岩相片麻岩共生；(3)呈透镜状赋存于大理岩中；(4)呈透镜状或条带状产于石英片岩或石英岩中，表现为下地壳成因特征；(5)呈条带状、层状产于蓝闪石片岩巾，主要产于俯冲带巾，可视为板块俯冲的标志(Banhetal，200l，2002；Zhengetal，2003b；Zhaoetal，2007b；李天福等，2007)。中国大陆科学钻探工程(CCSD)，以解决板

5、块会聚边界的大陆深俯冲及地幔动力学为科学目标，是继前苏联和德国之后第3个超过5000m的科学深钻，选址于世界著名的中央超高压变质带东部的江苏省连云港市东海县(图1a)，建成了亚洲第一个深部地质作用长期观测实验基地，也是亚洲第一个大陆科学钻探和地球物理遥测数据信息库，亚洲第一个研究地幔物质的标本岩芯馆和配套实验室，使我国超高压变质带和地幔物质研究达到国际领先水平。中国大陆科学钻探工程主孔中的榴辉岩原岩多为新元古代岩浆活动的产物，许志琴等(2006)曾测定深度5084．90m退变质金红石榴辉岩原岩年

6、龄为(765±15)Ma，chen等(2007)分别采用sHRIMP和LA—ICP—MS技术获得主孔736．01m榴辉岩原岩年龄(767±28)Ma和(779±42)Ma，这些年龄与地表出露的东海县青龙山榴辉岩sHRIMPu—Pb年龄(761±13)Ma在误差范围内一致(杨经绥等，2003)，认为是Rodinia超级大陆发生裂解时弧一陆碰撞诱发裂谷岩浆作崩的产物(chenetal，2007；许志琴等，2006)。本次研究即以这些CCSD主孔中的榴辉岩为主要研收稿日期：2012一05—04；编辑：

7、詹庚}}1基金项目：国家自然科学青年基金项

8、1(41102036)作者简介：叶景艳(1972一)，男，高级T程师，硕t研究生，矿物学、岩石学、矿床学专业，E—mail：yejy0000@163．com2地质学刊2013年3月暑划逃[]豳口圈囫储辟岩金红芒i斜长r{百打副片储辉岩角闪岩夔片岩麻岩图1ccsD主孔位置(a)及0—2000m岩性剖面(b)图(图la和图lb分别据杨经绥等，2005；张泽明等，2005修改)1-榴辉岩；2一超镁铁岩；3．ccsD主孔位置；4一下元古界；5一中元古界；6-上

9、元古界；7．断裂；8．省界；HP带(高压变质带)；uHP带(超高压变质带)①郯庐断裂；②邵桑断裂；③海泗断裂；④嘉山一响水断裂；⑤五莲一荣成断裂究对象，收集并分析前人发表的相关数据资料，在此基础上尝试对榴辉岩的原岩进行恢复，阐明其岩石成因类型及特征，并探讨了其物质起源及构造指示意义。1中国大陆科学钻探工程主孔榴辉岩元素地球化学特征CCSD主孔榴辉岩的主微量元素数据主要利用了张泽明等(2004)、刘勇胜等(2005)、赵子福等(2005)、邱检生等(2006)以及李天福等(2007)发表的该孔0—