榴辉岩相

更新时间:2023-05-01 11:12

榴辉岩相(eclogite facies)是一个高压(P>1GPa)变质相,以典型岩石榴辉岩(eclogite)而得名。进一步划分高压和超高压榴辉岩相,或以温度高低划分为低温、中温、高温榴辉岩相。

岩相简介

榴辉岩相(eclogite facies)是一个高P/T,中-高温区域变质相。特征岩石为榴辉岩,常呈透镜体产出。

榴辉岩相的压力很高,一般大于1Gpa,有时在25-35Gpa以上。温度范围变化较大,低温限向蓝片岩相过渡,高温限为干的拉斑玄武岩液相线。以普通石英转变为柯石英的反应进一步划分高压和超高压;或以温度高低(450-550、550-900、900-1600℃)划分为低温、中温、高温榴辉岩相(Carswell,1990)。

产于金伯利岩超基性岩中的榴辉岩,来源于地幔,形成温度较高。产于蓝闪石硬柱石片岩相或角闪岩相中的榴辉岩则形成于中低温。

主要特征

榴辉岩一般为深色,粗粒不等粒变晶结构,块状构造比重较大,呈块状体或层状体产出。常以次要的特征矿物命名,如蓝晶石榴辉岩等。榴辉岩的化学成分玄武岩相似,产状和成因比较复杂。

典型的榴辉岩矿物组合为镁铝石榴石绿辉石块状构造,不等粒变晶结构。少量榴辉岩曾经历强烈塑性变形,矿物产生应力下的变晶作用

主要类型

榴辉岩相岩石是多种多样的,包括泥质、长英质、钙质、基性和镁质五大化学类型。

榴辉岩相基性变质岩

矿物组合特征:

榴辉岩相基性变质岩典型组合为Gt+Omp+Ky+Q,代表性岩石为各类榴辉岩,它们具有多种多样的地质产状。

岩石分类:

Goleman et al.(1965)根据地质产状将榴辉岩分成A、B、C三类。它们分别与基性-超基性火成岩、片麻岩和蓝片岩有关。三类榴辉岩在地质产状、全岩化学成分、主要矿物(Gt、Omp)化学成分次要矿物种类、形成P-T条件和成因等各方面都有所不同,如下表格。

榴辉岩相非基性变质岩

榴辉岩相长英质、钙质、镁质变质岩在大别山发育较好。

长英质组合为Jd+Q(Coe)+Gt(硬玉石英岩)和Ky+Q(Coe)+Gt+Phn(蓝晶石石英岩);

钙质组合为Cc+Dol+Ar+Phl±Pl±Q(Coe)±Tr±Gt(大理岩);

镁质组合为Ol+Gt+Opx+Cpx(石榴橄榄岩)。

上述组合之中,柯石英(假象)包裹与石榴子石、蓝晶石等寄主矿物内部。

形成原因

中国大陆科学钻探主孔位于大别—苏鲁这条典型的超高压变质带上,孔内0-2000m的岩心中,各种榴辉岩占到50%以上。榴辉岩大多经历了不同程度的退变质。

依据榴辉岩中主要矿物绿辉石石榴石的退变质程度,0-2000m榴辉岩的退变质过程可分为2个大阶段,4个亚阶段:第一大阶段(又分为轻微退变质、部分退变质)、第二大阶段(又分为退变质和强退变质)。总的退变质趋势是:石榴石逐渐被韭角闪石黑云母+绿帘石替代;绿辉石逐渐被角闪石+钠长石后成合晶替代,硬玉(Jd)含量逐渐减少,并部分转化为霓辉石。榴辉岩在退变质过程中所经历的温压条件为:峰期变质温度为697-831℃,压力3.0Gpa左右;部分退变质阶段温度为629-776℃,压力1.2-1.6Gpa;退变质阶段温度为550-650℃,压力0.5-0.7Gpa;强退变质阶段温度为300~400℃,压力0.30-0.35Gpa。

综合岩石、矿物及形成温压条件等特征,推断榴辉岩的折返过程经历了两个大阶段:第一大阶段是近等温降压的快速折返(榴辉岩在此期间经历了第一大阶段的退变质),第二大阶段是降温降压的缓慢抬升(榴辉岩继而经历了第二大阶段的退变质)。绿辉石的完全退变质,既是划分榴辉岩两大退变质阶段的标志,同时也是区分两大折返阶段的标志。

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