东海地区高压‐超高压变质带中变质橄榄岩及其原岩和成因类型的判别——以PP1孔和PP3孔为例

详细信息   

• 责任者：^王希斌^c中国地质科学院地质研究所^d1929^f研究员 ; 杨经绥 ; 李天福 ; 陈松永 ; 任玉峰
• 刊名：地质学报
• 出版年：2009
• 卷期：83^b7
• 关键词：变橄榄岩11^a江苏20^a变质带 ; 超高压变质作用 ; 原岩 ; 主要元素 ; 稀土元素 ; 岩石化学31^a东海
• 页码：946～963
• 索书号：P206.3/141
• 图表：^c表4参60插图
• 分类号：0620
• 文摘期号：2010/01

摘要

该文在总结全球地幔橄榄岩岩石学和地球化学特征的基础上，首次提出了一个用于判别HP‐UHP变质带中变质橄榄岩原岩及其成因类型的判别图解。该图主要由镁铁总量MgO+<FeO>(%)和一个参数m+f/si比值构成。另用Al₂O₃和CaO分别与MgO+<FeO>(%)制成两个辅助图解，以示方辉橄榄岩和二辉橄榄岩之间在Al₂O₃和CaO含量上的分界。通过原岩判别结果和研究表明，PP3孔和PP1孔两者在变质组合、原岩成因类型、地球化学和变质条件方面存在一系列的重大差异。分别代表来自两种极端的地球化学类型和两种不同大地构造环境的UHP变质体。PP3钻孔以Ol+Gt+Cpx+Opx+Sp为变质矿物共生组合的含石榴石纯橄岩，其原岩系来自地幔残余成因的方辉橄榄岩遭受UHP变质作用的产物，它以成分高度均一，富Mg(Mg’=92)，极端亏损不相容元素REE(∑REE<1×10^-6可称为超亏损型)为特征。在变质相中仍保留原岩的残余矿物铬尖晶石(Sp)，其成分显示蛇绿岩地幔橄榄岩的成分趋势。并出现以Gt和Sp共存相为特征的变质相。据实验结果表明该共存相的稳定域的P‐T条件Cr‐Sp可达7　Gpa，T1　400　℃，即形成于200　km的地幔深度。综合研究显示该孔变质橄榄岩原岩(方辉橄榄岩)具有大洋岩石圈地幔残余成因的某些印记，而不是同深度原生地幔岩相转变的产物。PP1孔变质橄榄岩是由无水矿物相(Ol+Opx+Cpx+Gt)+含水矿物相(Phl±Chu)组成的石榴石橄榄岩杂岩，其原岩来自两种不同成因的超镁铁岩系列:一为具地幔成因的方辉橄榄岩‐二辉橄榄岩系列(可能相当于地幔楔中的Al型橄榄岩)，另一部分(少数)来自具岩浆成因的超镁铁岩系列(纯橄岩‐异剥橄榄岩‐辉石岩组合，可能相当于A2型橄榄岩)。该套变质橄榄岩，以成分高度不均一，极端富集REE(∑REE平均>20×10^-6可称为超富集型)和大离子亲石元素(K、Ba、Rb)为特征。这种异常现象并不反映其原岩原有的地球化学特征，它可能是由于在俯冲过程中受到陆壳物质的污染，或壳‐幔相互作用所致。据该孔变质相中缺乏Sp相，而以Gt为标志的变质相的事实，推断其形成的压力条件应>7GPa，即形成的深度应大于200　km。上述研究表明在苏鲁UHP变质带中，不仅有来自大陆地幔楔中的地幔残余的UHP变质体，而且首次提出有可能来自大陆俯冲前锋具大洋岩石圈地幔性质的(蛇绿岩型地幔残片)变质体存在，这对揭示该区UHP变质带的形成和演化过程提供了新的信息。