東南極拉斯曼丘陵鎂鐵質(zhì)麻粒巖的變質(zhì)作用演化*

周信　仝來喜　劉小漢　王彥斌　陳義兵

1. 同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所, 廣州　510640 2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京　1000493.

拉斯曼丘陵(Larsemann Hills)位于東南極普里茲構(gòu)造帶的中部，研究該區(qū)麻粒巖的變質(zhì)作用演化對于理解普里茲帶的構(gòu)造屬性至關(guān)重要。通過對該區(qū)含石榴石鎂鐵質(zhì)麻粒巖轉(zhuǎn)石詳細(xì)的巖相學(xué)觀察表明，峰期前進(jìn)變質(zhì)階段礦物組合(M1)由角閃石+斜方輝石+單斜輝石+斜長石+黑云母+鈦鐵礦±石英±磁鐵礦組成，其峰期礦物組合(M2)為石榴石+斜方輝石+單斜輝石+角閃石+鈦鐵礦±磁鐵礦±石英，而代表后期與降壓有關(guān)的疊加變質(zhì)組合(M3)為斜方輝石+斜長石+單斜輝石+黑云母+鈦鐵礦±磁鐵礦。礦物化學(xué)分析，結(jié)果顯示其中石榴子石和斜方輝石具有弱的成分環(huán)帶特征。利用THERMOCALC軟件在NCFMASHTO體系下對該麻粒巖進(jìn)行了詳細(xì)的熱力學(xué)模擬，結(jié)合傳統(tǒng)溫壓計(jì)和平均溫壓計(jì)算結(jié)果，得出不同階段溫壓條件分別為650～750℃/5.5～6.5kb (M1), 850～950℃/8～8.5kb (M2), 800～900℃/5.5～7.5kb (M3)。其變質(zhì)作用演化為典型的峰期后近等溫減壓的(ITD)順時針P-T軌跡。通過區(qū)域上鎂鐵質(zhì)麻粒巖的對比分析，我們認(rèn)為該鎂鐵質(zhì)麻粒巖可能來源拉斯曼丘陵基巖露頭。結(jié)合已有的年代學(xué)資料，表明該鎂鐵質(zhì)麻粒巖的峰期變質(zhì)事件可能對應(yīng)于晚元古代格林威爾期構(gòu)造事件，而后期退變質(zhì)作用與早古生代的泛非期構(gòu)造事件有關(guān)，意味著泛非期普里茲帶可能是陸內(nèi)造山帶。

鎂鐵質(zhì)麻粒巖;相平衡模擬;P-T軌跡;構(gòu)造意義;東南極拉斯曼丘陵

1　引言

東南極普里茲構(gòu)造帶主要由普里茲灣沿岸地質(zhì)露頭組成，并向西延伸至內(nèi)陸格羅夫山(Grove Mountains)(劉小漢等，2002；俞良軍等，2002；劉曉春等，2007，2013)。普里茲構(gòu)造帶的構(gòu)造屬性和地質(zhì)演化是近年來受到廣泛關(guān)注的科學(xué)問題(劉曉春等，2007)。東南極拉斯曼丘陵位于普里茲帶的中心位置，對該區(qū)巖石進(jìn)行深入研究對于理解普里茲構(gòu)造帶的變質(zhì)熱演化和大地構(gòu)造屬性具有重要意義。目前研究表明，普里茲帶主要由早古生代泛非期構(gòu)造熱事件(～530Ma)和新元古代格林威爾期構(gòu)造熱事件組成(劉小漢等，1995；仝來喜等，1998, 2012；Tongetal., 2002; Tong and Wilson, 2006; Wangetal., 2008; Grewetal., 2012)。但是對于兩次構(gòu)造事件在該區(qū)的分布及其地質(zhì)意義仍存在較大爭議。主要有兩種觀點(diǎn)：(1)認(rèn)為普里茲灣(Prydz Bay)地區(qū)格林威爾期構(gòu)造熱事件是局部的，該區(qū)以泛非期(500Ma)構(gòu)造熱事件為主，普里茲帶是泛非期碰撞造山帶(趙越等，1993；Hensen and Zhou, 1995; Carsonetal., 1997; Fitzsimonsetal., 1997; 劉曉春等，2007)，與岡瓦納大陸的最終拼合有關(guān)。主要依據(jù)是該帶變質(zhì)巖具有順時針的P-T軌跡，在格羅夫山(Grove Mountains)存在反應(yīng)地殼加厚的鎂鐵質(zhì)高壓麻粒巖(劉小漢等，2002；俞良軍等，2002；劉曉春等，2007；胡健民等，2008；Liuetal., 2007, 2009)；(2)認(rèn)為兩次同樣重要的麻粒巖相變質(zhì)事件獨(dú)立存在, 兩者形成于相似的溫度條件下而前者具有更高的壓力條件，早期的變質(zhì)事件應(yīng)該是格林威爾期構(gòu)造變質(zhì)事件的殘留，而后期變質(zhì)事件才是泛非期的記錄(Dirksetal., 1993; Carsonetal., 1995a; 劉小漢等，1995；Dirks and Hand, 1995; 仝來喜等，1998)。因此，泛非期普里茲帶應(yīng)該是具有陸內(nèi)造山性質(zhì)的板內(nèi)造山帶(Wilsonetal., 2007)，可能反映了東西岡瓦納沿東非造山帶拼合形成過程中的陸內(nèi)構(gòu)造響應(yīng)(Wilsonetal., 2007; Tongetal., 2002, 2014; 仝來喜等，2012)。然而，該帶涉及兩個變質(zhì)事件的完整的變質(zhì)P-T軌跡還沒有很好地建立。

鎂鐵質(zhì)麻粒巖作為一種常見的高級變質(zhì)巖石類型，可以很好的記錄麻粒巖變質(zhì)作用過程中的溫壓信息。鎂鐵質(zhì)麻粒巖通常保存不同的“白眼圈”或“紅眼圈”后成合晶反應(yīng)結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行詳細(xì)的研究，可以精確地反演一個地區(qū)的變質(zhì)P-T軌跡演化史(Harley, 1989; 翟明國，2009)。本研究采用傳統(tǒng)的礦物溫壓計(jì)和THERMOCALC軟件在NCFMASHTO體系下的變質(zhì)相圖模擬等方法(魏春景，2011)，對在東南極拉斯曼丘陵發(fā)現(xiàn)的含石榴石鎂鐵質(zhì)麻粒巖轉(zhuǎn)石進(jìn)行了詳細(xì)的礦物組合與反應(yīng)結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合已有的年代學(xué)證據(jù)，重建了該帶涉及兩個高級變質(zhì)事件的完整的變質(zhì)作用P-T演化軌跡及其可能形成的大地構(gòu)造背景，并探討了其可能的來源。這對理解普里茲帶的構(gòu)造性質(zhì)具有重要意義。

2　區(qū)域地質(zhì)背景

圖1　東南極拉斯曼丘陵地區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)仝來喜等，2012)及采樣點(diǎn),小圖顯示拉斯曼丘陵在普里茲灣的位置小圖中:LH-拉斯曼丘陵;S-S?strene島；B-伯靈恩群島；BB-Brattstrand海岸帶；RG-賴于爾群島；VH-西福爾丘陵Fig.1　Geological map of the Larsemann Hills, East Antarctica and the sample location, the small map shows the location of the Larsemann Hills in Prydz Bay Acronyms in the small map: LH-Larsemann Hills; S-S?strene Island; B-Bolingen Islands; BB-Brattstrand Bluffs; RG-Rauer Group; VH-Vestfold Hills

普里茲灣地區(qū)許多巖石普遍遭受高級變質(zhì)作用，大多數(shù)達(dá)到麻粒巖相變質(zhì)，許多地方甚至達(dá)到混合巖化(Carsonetal., 1997)。拉斯曼丘陵(Larsemann Hills)位于普里茲帶中心部位，主要由米洛(Mirror)、布洛克尼斯(Broknes)和斯托尼斯(Stornes)三個半島及其他小的島礁組成，露頭面積約60km2(圖1)。拉斯曼丘陵較早被認(rèn)為是東南極晚元古代高級變質(zhì)地體的一部分(Sheratonetal., 1984; Blacketal., 1987; Stüwe and Powell, 1989; Tingey, 1991；仝來喜等，1997)，由高角閃巖相至麻粒巖相變泥質(zhì)、砂質(zhì)巖組成，夾少量含輝石的鎂鐵質(zhì)麻粒巖和長英質(zhì)復(fù)合正片麻巖組成(俞良軍等，2002；王彥斌等，1994；仝來喜等，1997)，鎂鐵質(zhì)和長英質(zhì)的正片麻巖主要呈透鏡狀、扁豆?fàn)詈拖隳c狀產(chǎn)出于泥質(zhì)麻粒巖中。麻粒巖相副變質(zhì)巖中以存在富硼和磷的巖石單元為特征，如電氣石石英巖及一系列含高溫的硼硅酸鹽礦物硅硼鎂鋁石和柱晶石、電氣石(任留東等， 2007;任留東和劉小漢，1994)。副片麻巖中廣泛發(fā)育部分熔融作用，形成各種含夕線堇青混合質(zhì)片麻巖和混合巖(Stüwe and Powell, 1989; Renetal., 1992; Dirksetal., 1993; Carsonetal., 1997; 劉曉春等，2007)。后期花崗巖、偉晶巖廣泛侵入早期形成的變質(zhì)巖中。泥砂質(zhì)副片麻巖被認(rèn)為代表了沿普里茲灣廣泛分布的盆地沉積序列的一部分，其范圍可能從賴于爾群島(Rauer Group)延伸約130km直到伯靈恩群島(Bolingen Islands)(Fitzsimons and Harley, 1991; Thostetal., 1994; Carsonetal., 1995a, 1997; Dirks and Hand, 1995)。該盆地沉積時代可能為中元古代(劉曉春等，2007，Wangetal., 2008)。而由長英質(zhì)片麻巖和鎂鐵質(zhì)巖組成的正片麻巖類則代表盆地的基底巖系(Fitzsimons and Harley, 1991; Dirksetal., 1993; 仝來喜等，2012)，其侵位時代為晚中元古代(～1100Ma)(劉曉春等，2007；Wangetal., 2008)。

該區(qū)最初研究認(rèn)為存在格林威爾期(1100～1000Ma)低壓的麻粒巖相變質(zhì)作用，峰期變質(zhì)條件為4.5kb/750℃的減壓順時針的P-T軌跡(Stüwe and Powell, 1989)。后來進(jìn)一步詳細(xì)的年代學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究指示了大部分高級構(gòu)造變質(zhì)作用發(fā)生于泛非期(～500Ma)，峰期變質(zhì)條件為4.5kb/750℃ (Renetal., 1992)。Dirks and Hand (1995)的研究表明該區(qū)存在兩期高級構(gòu)造熱事件，早期變質(zhì)條件為10kb/980℃ (～1000Ma)，后期經(jīng)歷泛非期(～500Ma)變質(zhì)條件為6kb/800℃順時針的P-T軌跡。Carsonetal. (1997)則報道了峰期條件為7kb/800℃的泛非期(～500Ma)順時針P-T軌跡。對該區(qū)構(gòu)造早期的殘留體的進(jìn)一步研究表明，該區(qū)經(jīng)歷了至少兩期高級構(gòu)造熱事件(Renetal., 1992; 劉小漢等, 1995; 仝來喜等，1998；Wangetal., 2008)。早期存在峰期變質(zhì)條件為9 kb/850℃(Renetal., 1992)或6.3kb/750℃的變質(zhì)事件。詳細(xì)的研究發(fā)現(xiàn)可能存在早期的藍(lán)晶石假象，因此早期真正的峰期變質(zhì)條件可能達(dá)到9.5kb/870℃并且早期～1000Ma變質(zhì)事件具有近等壓冷卻的逆時針P-T軌跡(仝來喜等，1996, 1997, 2012; Tongetal., 2014)。后期的傳統(tǒng)U-Pb鋯石年齡(Zhangetal., 1998)和40Ar-39Ar年齡(仝來喜等，1998；Tongetal., 2002)及 SHRIMP U-Pb變質(zhì)鋯石的年齡(Wangetal., 2008)都顯示該區(qū)存在～1000Ma的高級變質(zhì)事件。

根據(jù)前人研究，目前確定了拉斯曼丘陵至少四期變形(D1-D4) (Dirksetal., 1993; Carsonetal., 1995a, b)。麻粒巖中殘留的D1 構(gòu)造可能形成于1000Ma, 代表早期前進(jìn)增厚事件的殘跡。D2 及其后變形表現(xiàn)為一系列緊閉褶皺和剪切構(gòu)造, 同時形成鎂鐵質(zhì)麻粒巖中典型的“白眼圈”的減壓結(jié)構(gòu) (Dirksetal., 1993; 王彥斌等，1994；Carsonetal., 1995a)。對于 D1 組合及其歷史則是不清楚的 (Carsonetal., 1995a, 1997)。Wangetal. (2008)則系統(tǒng)的總結(jié)了拉斯曼丘陵地區(qū)的主要地質(zhì)事件 (表1)，早期(～1000Ma)麻粒巖相變質(zhì)伴隨D1變形事件，隨后花崗片麻巖、同構(gòu)造紫蘇花崗巖的侵入。泛非期(～500Ma)也存在一次麻粒巖相變質(zhì)并伴隨強(qiáng)烈的深熔作用，同時發(fā)生D2北西西向逆沖及D3南北向伸展變形，后期同構(gòu)造花崗巖的侵入。

表1東南極拉斯曼丘陵及鄰區(qū)主要地質(zhì)事件(據(jù)Wangetal., 2008)

Table 1The main geological events in the Larsemann Hills and its adjacent regions, East Antarctica (after Wangetal., 2008)

泛非期Dalkoy島花崗巖侵入501±11Ma偉晶巖侵入504±17Ma進(jìn)步花崗巖侵入516±7Ma淡色花崗巖侵入524±20MaD2:北西西向逆沖事件D3:南北向的伸展事件M2:麻粒巖相變質(zhì)事件,強(qiáng)烈的深熔作用529±8Ma格林威爾期同構(gòu)造紫蘇花崗巖的侵入971±17Ma花崗片麻巖的侵入1000MaD1:(g中bi-sill-q的S1面理)1000MaM1:麻粒巖相變質(zhì)鎂鐵質(zhì)-長英質(zhì)復(fù)合正片麻巖1100Ma

3　巖相學(xué)及變質(zhì)期次劃分

該麻粒巖樣品LT-147采自東南極拉斯曼丘陵布洛克尼斯半島(圖1)，為近原地的轉(zhuǎn)石，巖性為石榴角閃二輝麻粒巖。手標(biāo)本為青灰色，中粗?；◢徸兙ЫY(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。該巖石主要由石榴子石(20%～30%)、斜長石(15～20%)、單斜輝石(10%)、斜方輝石(20%)、角閃石(10%～15%)、鈦鐵礦(5%～10%)等主要礦物組成，其他如磁鐵礦、石英、黑云母、金紅石等均含量較少，含量均不超過5%，為典型的鎂鐵質(zhì)麻粒巖礦物組合。其中，石榴石、斜方輝石、鈦鐵礦等礦物組成大的變斑晶，小顆粒的斜長石、斜方輝石、黑云母等礦物組成基質(zhì)。石榴子石粒徑可達(dá)5～10mm，常包含斜方輝石、角閃石、石英、黑云母、鈦鐵礦、磁鐵礦等早期礦物組合，其邊部發(fā)育后成合晶組合單斜輝石+斜方輝石+斜長石+黑云母等礦物(圖2a)。有的石榴子石幾乎完全分解形成蠕蟲狀的后成合晶礦物組合(圖2d)。斜方輝石斑晶粒徑可達(dá)1～2mm，并且具有密集的機(jī)械雙晶和膝折現(xiàn)象，表明其在重結(jié)晶過程中可能受到較強(qiáng)的應(yīng)力作用。單斜輝石較自形，粒徑約為0.3～1mm，與斜方輝石、角閃石、鈦鐵礦、斜長石等礦物呈平衡共生結(jié)構(gòu)(圖2b)，普遍出溶斜方輝石條紋(圖2f)，部分包裹早期斜長石、石英及角閃石等礦物顆粒。大的自形角閃石與斜方輝石、單斜輝石、斜長石等礦物共生，可能代表峰期組合。小的他形角閃石顆粒則被變斑晶包裹，應(yīng)屬于早期進(jìn)變質(zhì)階段礦物。黑云母普遍存在于各變質(zhì)階段，早期階段被大的斑晶包裹，基質(zhì)中黑云母成兩個方向定向排列， S1階段黑云母多與基質(zhì)中礦物共生，推測對應(yīng)于峰期變質(zhì)。S2階段黑云母則與后成合晶共生，推測形成于退變質(zhì)階段。斜長石普遍存在于各個變質(zhì)階段，基本成包裹體、基質(zhì)礦物和后成合晶三種形態(tài)產(chǎn)出。石英出現(xiàn)于基質(zhì)及被大的斑晶礦物所包裹。峰期階段可能存在石英，被后期石榴石的分解反應(yīng)消耗。鈦鐵礦在各變質(zhì)其次廣泛出現(xiàn)，早期的鈦鐵礦被石榴石包裹，峰期則以大的變斑晶顆粒出現(xiàn)于基質(zhì)中，后期退變質(zhì)的則圍繞大的石榴石和斜方輝石顆粒邊緣分布峰期大的石榴石顆粒部分析出針狀的鈦鐵礦，大的黑云母斑晶沿著解理縫也會析出鈦鐵礦，早期形成的鈦鐵礦中出溶磁鐵礦條紋。

圖2　含石榴石鎂鐵質(zhì)麻粒巖樣品LT-147的顯微照片(a)-大的石榴石斑晶內(nèi)包裹早期進(jìn)變質(zhì)階段礦物opx+hb+ilm+pl+bi+mt+ap；(b)-峰期階段粗粒的角閃石斑晶、斜方輝石、斜長石和鈦鐵礦等共生；(c)-基質(zhì)中黑云母明顯沿S1、S2兩個方向大致定向排列，S1為峰期礦物，S2為后期退變質(zhì)生成；(d)-峰期粗粒石榴石和斜方輝石斑晶及后期退變質(zhì)的后成合晶礦物，即opx+pl+ilm+bi等；(e)-石榴石斑晶邊部發(fā)育的后成合晶礦物；(f)-單斜輝石斑晶出溶斜方輝石葉片.礦物縮寫：g-石榴石;opx-斜方輝石;cpx-單斜輝石;hb-普通角閃石; bi-黑云母; ilm-鈦鐵礦; mt-磁鐵礦; ap-磷灰石; pl-斜長石Fig.2　Microphotographs of garnet-bearing mafic granulite sample LT-147(a)-inclusions in the garnet porphyroblast which represent prograde metamorphism, opx + hb + ilm + pl + bi ± mt ± ap; (b)-the peak metamorphic minerals, hb+opx+pl+ilm±m(xù)t; (c)-biotites divide into S1 and S2 due to their arrange orientation, and S1 biotites belong to the peak metamorphism, S2 biotites due to the retrograde metamorphism; (d)-the peak metamorphic minerals orthopyroxene and garnet, and the vermicular minerals consist the corona; (e)-coronas opx+pl+bi+ilm±m(xù)t develop around garnet; (f)-orthopyroxene exsolusion lamellae in clinopyroxenes

觀察薄片礦物組合和反應(yīng)結(jié)構(gòu)，該鎂鐵質(zhì)麻粒巖被分為三期。

(1) M1早期進(jìn)變質(zhì)階段：主要由包裹在石榴石核部或核幔過渡部位的早期礦物包裹體組成。主要包裹礦物為斜方輝石、角閃石、黑云母和鈦鐵礦，少量的長石、石英顆粒，可偶見磷灰石和鋯石等副礦物。早期消耗角閃石和石英，可能的變質(zhì)反應(yīng)是: hb+q=opx+q+liq

(2) M2峰期階段：由大的石榴石變斑晶和由基質(zhì)中大的變斑晶礦物組成。主要為斜長石、斜方輝石、單斜輝石、角閃石、石榴石和鈦鐵礦及少量黑云母等共生。其中，斜長石和斜方輝石等顯示明顯的機(jī)械雙晶，可能為高溫變質(zhì)同時受應(yīng)力作用重結(jié)晶形成?？赡苤甘玖说淖冑|(zhì)反應(yīng)：hb+cpx+q=g+opx+pl+liq。

(3) M3退變質(zhì)階段：主要由石榴石斑晶邊部的后成合晶組合構(gòu)成，主要組成礦物為斜方輝石、單斜輝石、斜長石、黑云母、鈦鐵礦等組成。

4　礦物化學(xué)

礦物化學(xué)成分分析在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的JXA-8100電子探針完成。分析條件為：加速電壓15kV，束流3.000±0.002E-0.8(A), 束斑大小為1μm，大部分元素的分析時間為10s, 采用ZAF校正方法。電子探針分析結(jié)果見表2。

石榴子石一般主要是鐵鋁榴石-鎂鋁榴石-鈣鋁榴石的固溶體。石榴石含量主要從Alm55-57Pyr18-19Grs14-16Sps1-2到Alm63-64Pyr23-24Grs19-21Sps2-3變化(圖3)。石榴石主要以大的斑晶出現(xiàn)于鎂鐵質(zhì)麻粒巖中，保存較好的石榴石大斑晶具有不太顯著的擴(kuò)散環(huán)帶。分別選取兩顆大的石榴石斑晶做了成分剖面。從核部到邊部，各種成分基本不變或變化很小。而到了石榴石的最邊部，可見各種成分顯著的變化。Fe2+/(Fe2++Mg)的含量明顯增加，鐵鋁榴石含量增加，鎂鋁榴石和鈣鋁榴石含量降低，而錳鋁榴石含量則略微升高(圖4a)。這種成分剖面特征反應(yīng)了后期存在石榴石的分解反應(yīng)。以上特征表明石榴石的核部成分保留了峰期變質(zhì)時的特征，未受到后期退變質(zhì)的影響，而邊部則發(fā)生退變質(zhì)性質(zhì)的分解，形成opx+pl±hb+bi+ilm等礦物組成的后成合晶。

圖3　麻粒巖相中石榴石的Grs-Alm+Sps-Prp圖解A、B、C為分別為科爾曼三類榴輝巖中石榴石成分區(qū)，D為麻粒巖相石榴石分布區(qū)Fig.3　Grs-Alm+Sps-Prp diagram for garnet in granulite

斜方輝石主要以大的變斑晶和后期后成合晶出現(xiàn)，早期進(jìn)變質(zhì)的斜方輝石則被包裹在石榴石顆粒內(nèi)。早期及峰期斜方輝石斑晶其Al2O3含量明顯比后期退變質(zhì)斜方輝石高。早期M1階段的斜方輝石Al2O3含量約為1.98%～2.34%,峰期M2階段Al含量略低，為1.69%～1.90%,后期退變質(zhì)階段Al2O3含量降低，為0.96%～1.66%。峰期斜方輝石斑晶沒有明顯環(huán)帶，其Al2O3含量核部略高于邊部，核部多為1.6%～1.7%，而邊部Al2O3含量類似于退變質(zhì)的后成合晶斜方輝石Al2O3含量，多為1.2%～1.5%。XMg(=Mg/(Fe2++Mg))核部略低于邊部，Si的含量核部低于邊部(圖5a)。

圖4　大的石榴石斑晶(a)和斜方輝石斑晶(b)成分剖面Fig.4　Compositional profiles of a garnet porphyroblast (a) and an orthopyroxone porphyroblast (b)

單斜輝石主要出現(xiàn)在峰期礦物組合中，后成合晶中也存在少量的蠕蟲狀單斜輝石+斜方輝石+斜長石組合。各期次單斜輝石礦物化學(xué)成分基本一致，SiO2含量變化很小，即50%～51%之間。CaO含量從20%～22%之間變化，Al2O3含量基本從1.9%～2.1%變化，少數(shù)顆?？蛇_(dá)2.4%。從核部到邊部無明顯成分變化。

角閃石多為鈣鎂閃石，Si原子數(shù)在6.1～6.4之間變化(角閃石分子以23個氧原子為基礎(chǔ))，XMg(XMg=Fe/(Fe+Mg))值變化在0.50～0.69之間(圖5c)，Ti原子數(shù)在0.14～0.27之間變化。根據(jù)巖相學(xué)劃分，第一期進(jìn)變質(zhì)階段角閃石以包體形式存在于大的石榴石斑晶中，其礦物化學(xué)成分特點(diǎn)為XMg含量較高，為0.6～0.7，Ti含量較低，其原子數(shù)約為0.14～0.18，Al原子數(shù)為2.4～2.6，Na2O含量1.8%～2.0%，K2O含量為1.4%～1.8%。第二期峰期變質(zhì)角閃石以變斑晶的形式存在，礦物化學(xué)特征以XMg、Na和Al含量較低，而Ti和K含量相對較高位特征。其XMg含量約為0.5～0.53，Ti原子數(shù)為0.22～0.28，Al原子數(shù)在2.0～2.2之間，Na2O含量為1.50%～1.87%之間，K2O含量為1.74%～1.95%。

斜長石在鎂鐵質(zhì)麻粒巖中廣泛存在，不同變質(zhì)其次的礦物組合中都出現(xiàn)，其An變化為87～92，主要為培長石和鈣長石。早期斜長石被大的石榴石、斜方輝石顆粒所包裹，其成分中CaO含量較高，K2O含量極低，主要成分變化約為An80-92Ab6-7Or0-1。峰期階段形成的斜長石其成分中CaO含量基本不變，其成分變化為An90-93Ab4-7Or0-1。后期退變質(zhì)后成合晶中的斜長石CaO含量為稍微偏低，An87-90Ab7-9Or0-1。

圖5　鎂鐵質(zhì)麻粒巖礦物化學(xué)圖解(a)-各變質(zhì)階段斜方輝石XMg-Al圖解；(b)-各變質(zhì)階段黑云母XMg-Ti圖解；(c)-鎂鐵質(zhì)麻粒巖中角閃石分類圖解(據(jù)Leake et al., 2003)Fig.5　The mineral chemistry diagrams of the mafic granulite(a) XMg-Al diagram of orthopyroxenes; (b) XMg-Ti diagram of biotites; (c) classification diagram of amphiboles in the mafic granulite

黑云母早期被石榴石包裹的黑云母Ti含量較低，基質(zhì)中的黑云母根據(jù)定向排列方向明顯可分為兩期。各變質(zhì)期次黑云母成分有較大差別。部分黑云母沿解理方向析出鈦鐵礦。黑云母中Ti含量最高可達(dá)4.5%左右。早期進(jìn)變質(zhì)階段的黑云母Ti含量為2.9%～3.1%，XFe(XFe=Fe2+/(Fe2++Mg))約為20～30之間(圖5b)，F(xiàn)的含量為1.0%～1.5%。峰期變質(zhì)階段S1對應(yīng)的黑云母，具有富Ti、富Fe的特點(diǎn)，其Ti含量普遍分布在3.5%～4.5%之間，XFe約為40～45之間，F(xiàn)含量為0.1%～0.5%。后期退變質(zhì)階段S2對應(yīng)黑云母，其Ti含量變化在M1階段和M2階段之間，即3.0%～3.7%之間，XFe約為30～40，F(xiàn)含量在0.5%～0.9%之間。

5　傳統(tǒng)溫壓計(jì)算

根據(jù)變質(zhì)階段劃分，結(jié)合礦物化學(xué)數(shù)據(jù)，使用傳統(tǒng)的礦物溫壓計(jì)和THERMOCACL平均溫壓計(jì)算方法(Powell and Holland, 1994)對不同變質(zhì)階段礦物組合進(jìn)行溫度和壓力計(jì)算，溫壓計(jì)計(jì)算結(jié)果見表3，THERMOCALC 平均溫壓計(jì)算結(jié)果見表 4。

(1)進(jìn)變質(zhì)階段(M1)礦物組合為：hb+opx+pl+bi+ilm±q±m(xù)t，其中與hb, bi和opx接觸的石榴石核部與這些礦物可能達(dá)到局部平衡，因此采用g-opx-pl-q溫壓計(jì)，及g-hb-pl-q壓力計(jì)估算M1階段的溫壓條件, 其溫度還可以通過THERMOCALC平均溫壓計(jì)求算。進(jìn)變質(zhì)階段M1：650～750℃/5.5～6.5kb, 在5.5～7.5kb壓力范圍內(nèi)，計(jì)算了其平均溫度，置信度95%范圍內(nèi)計(jì)算的平均溫度在670～780℃范圍內(nèi)，與傳統(tǒng)礦物溫壓計(jì)吻合較好。

(2)峰期階段(M2)礦物組合：g+opx+cpx+hb+bi+ilm+pl±q±m(xù)t，根據(jù)石榴石幔部成分結(jié)合其他峰期礦物組合，利用g-opx-pl-q溫壓計(jì)和hb-pl溫度計(jì)計(jì)算該階段溫壓條件。計(jì)算結(jié)果表明，峰期階段M2:大部分溫度計(jì)計(jì)算結(jié)果集中在850～900℃，少數(shù)高于950℃，壓力在7～9kb范圍內(nèi)。峰期階段分別計(jì)算了平均溫度和壓力，當(dāng)設(shè)置溫度變化在800～950℃范圍內(nèi)時，對應(yīng)計(jì)算的平均壓力為7.5～8.8kb；當(dāng)設(shè)置壓力變化在7～9kb范圍內(nèi)時，對應(yīng)的溫度為810～910℃。綜合M2階段平均溫壓計(jì)算結(jié)果，該階段溫壓條件應(yīng)該在850～900℃/8～8.5kb范圍內(nèi)。

表3利用傳統(tǒng)礦物溫壓計(jì)計(jì)算的各階段變質(zhì)P-T條件

Table 3The calculatedP-Tresults of different metamorphic stages by conventional mineral thermobarometry

變質(zhì)階段溫度計(jì)T(℃)壓力計(jì)P(kb)M1進(jìn)變質(zhì)階段T(84H)630～680P(91EN)4～4.5T(84SB)690～760P(82NP)6.5～7T(90PL)660～710P(90KS)5.5～6T(91B)700～740M2峰期階段T(84H)830～860P(82NP)8.4～8.8T(84SB)980～1000P(91EN)6～6.5T(90PL)860～890T(91B)870～900T(94HB)850～970M3疊加變質(zhì)階段T(84H)770～820P(82NP)6.5～7.5T(84SB)880～960P(91EN)4～6T(90PL)810～850T(91B)930～960

注：T(84H):g-opx溫度計(jì)(Harley, 1984)；T(84SB): g-opx溫度計(jì)(Senetal., 1984)；T(90PL)：g-opx溫度計(jì)(Perchuk and Lavrent’yeva, 1990)；T(91B): g-opx溫度計(jì)(Bhattacharyaetal., 1991)；T(94HB)：hb-pl溫度計(jì)(Holland and Blundy, 1994)；P(82NP):g-opx-pl-q壓力計(jì)(Newtonetal., 1982);P(91EN): g-opx-pl-q壓力計(jì)(Eckertetal., 1991);P(90KS):g-hb-pl-q壓力計(jì)(Kohn and Spear, 1990)

(3)后期疊加變質(zhì)階段(M3)礦物組合: opx+pl+bi+ilm±m(xù)t，后成合晶opx+pl與石榴石邊部局部平衡，所以可以利用g-opx-pl-q溫壓計(jì)計(jì)算溫度和壓力。溫度相對于M2階段稍微降低，750～850℃，壓力則降低為6～7kb。疊加變質(zhì)階段，我們設(shè)置溫度在700～900℃內(nèi)變化，對應(yīng)的壓力變化在5.5～7.5kb。各階段平均溫壓計(jì)算基本與傳統(tǒng)溫壓計(jì)相差不大，給出了有意義的溫壓估算結(jié)果。

6　變質(zhì)相平衡模擬

變質(zhì)相圖通常由一系列視剖面圖構(gòu)成，并指示具有特定全巖成分的相平衡關(guān)系。在P-T視剖面圖上，可以定量計(jì)算每個礦物摩爾含量等值線、礦物成分等值線，從而可以通過礦物電子探針成分很好的限定變質(zhì)巖石的P-T演化，從定量的角度來理解變質(zhì)作用過程。因此，變質(zhì)相圖模擬被認(rèn)為是研究變質(zhì)作用非常有效的方法(魏春景，2011)。

本文利用THERMOCALC 3.33程序(Powell and Holland, 1998)及ds55數(shù)據(jù)庫(Powell and Holland, 1998, 2003年升級)，忽略MnO, P2O5及K2O等次要成分，在NCFMASHTO體系下對本區(qū)鎂鐵質(zhì)麻粒巖做了相平衡模擬。由于鎂鐵質(zhì)麻粒巖缺乏合適的熔體活度模型，因此在計(jì)算過程中不考慮熔體，假設(shè)變質(zhì)過程中流體為純水。實(shí)驗(yàn)和野外的研究表明不考慮熔體對于相圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和相邊界沒有大的影響，而高溫部分由于不考慮熔體，可能是亞穩(wěn)定(Daczko and Halpin, 2009)。少量的K2O和MnO在計(jì)算過程中不考慮。前人研究表明，對于典型的大洋中脊玄武巖而言，F(xiàn)e3+含量約為全鐵含量的12%～16%(Bezos and Humler, 2005; Cottrell and Kelley, 2011)，本文采用14%這一數(shù)值。本文視剖面圖計(jì)算采用的礦物活度模型分別為石榴石(g; Whiteetal., 2007)，斜方輝石(opx; Whiteetal., 2002)，單斜輝石(cpx; Greenetal., 2007)，普通角閃石(hb; Dieneretal., 2007), 綠簾石(ep; Holland and Powell, 1998)斜長石(pl; Holland and Powell, 2003), 鈦鐵礦(ilm; Whiteetal., 2000), 磁鐵礦(mt；Whiteetal., 2000), 流體相為純水，金紅石、石英為純相礦物。結(jié)合主要礦物電子探針數(shù)據(jù)和礦物含量，得出用于模擬計(jì)算的有效全巖成分為SiO2=49.10, Al2O3=8.98, CaO=12.87, MgO=10.92, FeO=13.86, Na2O=1.42, TiO2=1.90, O=0.95(mol%)。

表4應(yīng)用Powell and Holland (1994)平均溫壓計(jì)算方法對鎂鐵質(zhì)麻粒巖樣品LT-147的各階段溫壓計(jì)算結(jié)果，所有P、T計(jì)算fit值均落入95%置信度內(nèi)

Table 4AverageP-Tcalculations for the mafic granulite LT-147 using the approach of Powell and Holland (1994), all the fit values fall within 95% confidence level

M1階段礦物組合(opx+hb+pl+bi+q)M2階段礦物組合(g+hb+opx+cpx+pl)平均溫度(aH2O=0.3)(所有端員)P(kb)5.566.577.577.588.59avT(℃)676693709725741815827839851863平均溫度(aH2O=0.5)(所有端員)P(kb)5.566.577.577.588.59avT(℃)705721738755771844857869882895平均溫度(aH2O=0.7)(所有端員)P(kb)5.566.577.577.588.59avT(℃)722739755772789860873885898911M3階段礦物組合(cpx+opx+pl+hb+q)M2階段礦物組合(g+hb+opx+cpx+pl)平均壓力(aH2O=0.3)(所有端員)T(℃)700750800850900800850900950avP(kb)5.666.26.577.37.78.28.8平均壓力(aH2O=0.5)(所有端員)T(℃)700750800850900800850900950avP(kb)5.25.55.65.86.37.47.98.38.8平均壓力(aH2O=0.7)(所有端員)T(℃)700750800850900800850900950avP(kb)55.35.25.45.87.57.98.48.8

圖6　在NCFMASHTO(+q+H2O+ilm)體系下模擬的拉斯曼丘陵鎂鐵質(zhì)麻粒巖的視剖面圖及石榴石成分等值線(a)-石榴石中鐵含量等值線(XFe=Fe/(Fe+Mg));(b)-石榴石中的鈣含量等值線(XCa=Ca/(Fe+Mg+Ca))Fig.6　The P-T pseudosection and garnet composition isopleth in the NCFMASHTO(+q+H2O+ilm) system for the mafic granulite from the Larsemann Hills (a)-isopleths of XFe in garnet (XFe=Fe/(Fe+Mg)); (b)-isopleths of XCa in garnet (XCa=Ca/(Fe+Mg+Ca))

圖6顯示的是該麻粒巖在NCFMASHTO體系下計(jì)算的P-T視剖面圖。在該視剖面圖中，以二變域和三變域?yàn)橹?，石英、流體(純水)及鈦鐵礦過量。通過石榴石核部到邊部的成分變化結(jié)合各階段礦物組合穩(wěn)定域及前述溫壓計(jì)算結(jié)果對P-T條件可以作出有效限定。早期進(jìn)變質(zhì)階段礦物組合opx+hb+pl+ilm可能處于圖中cpx+pl+mt+opx+hb區(qū)域內(nèi)，實(shí)際早期未見單斜輝石，原因可能是反應(yīng)消耗未保存下來或者由于切片方位所致。該階段溫度限定在750～800℃范圍內(nèi)，壓力變化較大，大概在4～7kb。峰期階段由于早期礦物經(jīng)歷升溫升壓，角閃石等礦物脫水，石榴石出現(xiàn)，形成g+cpx+opx+pl+hb組合被限制在較小的溫壓范圍內(nèi)，在8～11kb，800～900℃范圍內(nèi)穩(wěn)定，通過石榴石的XFe(0.69～0.72)和XCa(0.18～0.21)等值線可以限定峰期溫壓條件為8.5～9kb/880℃,與傳統(tǒng)礦物溫壓計(jì)和THERMOCALC平均溫壓計(jì)算結(jié)果相比，壓力偏高而溫度相當(dāng)，這可能是由于礦物活度模型不同造成，并且在NCFMASHTO體系下黑云母被忽略流體假設(shè)為純水對計(jì)算結(jié)果都有影響。后期退變質(zhì)階段發(fā)生降壓反應(yīng)，石榴石分解形成opx+pl的后成合晶，礦物組合位于opx+pl+mt+cpx區(qū)域，壓力范圍明顯在峰期之下，小于8kb，溫度變化范圍大，從800℃到1000℃變化。結(jié)合傳統(tǒng)礦物溫壓計(jì)算結(jié)果和avPT計(jì)算結(jié)果(表 3、表4)，得出如圖所示P-T軌跡(圖6)。從早期M1階段到峰期M2階段是一個增溫增壓的階段，峰期M2到峰期后M3階段是一個典型的近等溫降壓的退變質(zhì)階段。

7　討論

本文通過詳細(xì)的巖相學(xué)觀察和各種變質(zhì)溫壓條件計(jì)算，確定了拉斯曼丘陵含石榴石鎂鐵質(zhì)麻粒巖近原地轉(zhuǎn)石的P-T軌跡。結(jié)果表明該鎂鐵質(zhì)麻粒巖樣品經(jīng)歷的是一個早期增溫增壓、峰期后近等溫減壓的順時針P-T軌跡。一般認(rèn)為，一次構(gòu)造事件對應(yīng)的順時針的P-T軌跡通常與大陸俯沖增厚的構(gòu)造過程相關(guān)，如俯沖帶或者陸-陸碰撞環(huán)境(England and Thompson,1984; Bohlen, 1987)。而對于多次構(gòu)造事件或者多相變質(zhì)對應(yīng)的P-T軌跡，其構(gòu)造意義則是不同的，多相變質(zhì)作用則對應(yīng)于多次構(gòu)造變質(zhì)事件。

前人對于拉斯曼丘陵地區(qū)同位素年代學(xué)已有較深入研究，總的來講，該區(qū)存在兩期變質(zhì)年齡。較早研究認(rèn)為，早期變質(zhì)年齡可能集中于在～600Ma(趙越等，1993；Zhaoetal., 1995; 任留東和劉小漢，1995)或者～770Ma(仝來喜等，1995；Tongetal., 1995)或者～1000Ma(Dirksetal., 1993; Carsonetal., 1995), 但是之后的研究支持了早期變質(zhì)熱事件應(yīng)該是在～1000Ma左右，主要從1000Ma 到900Ma變化(Hensen and Zhou, 1995; Tongetal., 1995; Liuetal., 2007; Wangetal., 2008; Grewetal., 2012)。在埃默里冰架東緣的基性麻粒巖和正片麻巖中，鋯石U-Pb SHRIMP年代都存在1000～1100Ma的數(shù)據(jù)(Liuetal., 2007)。在斯托尼斯半島，Grewetal. (2012)等對石英巖和正片麻巖做了鋯石U-Pb定年，也獲得了1023±19Ma等變質(zhì)年齡 。以上廣泛存在的格林威爾期同位素年齡，表明東南極拉斯曼丘陵及其鄰區(qū)，確實(shí)存在～1000Ma的高級變質(zhì)事件(Wangetal., 2008)。后期年齡數(shù)據(jù)則主要集中于550～500Ma(Zhaoetal., 1992, 1993; Hensen and Zhou, 1995; Zhangetal., 1996; Fitzsimonsetal., 1997; Kelseyetal., 2003; Liuetal., 2006, 2007, 2009; Wangetal., 2008)，Kelseyetal. (2003)在賴于爾群島富鎂富鋁的超高溫泥質(zhì)麻粒巖中，利用電子探針獨(dú)居石(Th-U)-Pb 化學(xué)定年法，也獲得了511±4Ma的泛非期年齡，在賴于爾群島變沉積巖中鋯石中U-Pb年齡也有490～590的年齡數(shù)據(jù)(Kelseyetal., 2008)。在埃默里冰架東緣的基性麻粒巖和副片麻巖中，也獲得了450～500Ma的Sm-Nd等時線年齡和533±10Ma的鋯石U-Pb SHRIMP年齡(Liuetal., 2007)。格羅夫山的基性高壓麻粒巖中鋯石U-Pb SHRIMP年齡為530～570Ma，Sm-Nd等時線年齡為470～530Ma (Liuetal., 2009)，花崗巖中的鋯石年齡為500～550Ma (Liuetal., 2006)。Wangetal. (2008)在斯托尼斯半島、Vogoy島、米洛半島、格洛夫尼斯半島等地利用鋯石U-Pb SHRIMP方法，都獲得了500～550Ma的泛非期年代學(xué)數(shù)據(jù)。該樣品的鋯石U-Pb年齡也存在～1000Ma的上交點(diǎn)和～500Ma的下交點(diǎn)年齡(據(jù)仝來喜等未發(fā)表資料)。550～500Ma的同位素年齡應(yīng)該代表著泛非期構(gòu)造熱事件在該區(qū)的疊加影響。

上述年代學(xué)數(shù)據(jù)和變質(zhì)作用P-T演化，支持了拉斯曼丘陵地區(qū)存在兩次高級變質(zhì)事件，早期高溫高壓變質(zhì)事件時代約為～1000Ma，對應(yīng)格林維爾運(yùn)動。后期近等溫減壓變質(zhì)事件時間為550～500Ma，對應(yīng)于泛非期構(gòu)造熱事件的疊加。拉斯曼丘陵及其相鄰地區(qū)是普里茲構(gòu)造帶中研究較詳細(xì)的區(qū)域(劉曉春等，2007) Wangetal. (2008)系統(tǒng)總結(jié)了拉斯曼丘陵及其鄰區(qū)主要地質(zhì)事件序列(見表 1)。主要分為格林威爾期和泛非期兩次獨(dú)立無關(guān)的構(gòu)造事件。該區(qū)近原地的鎂鐵質(zhì)麻粒巖轉(zhuǎn)石巖相學(xué)結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)模擬的結(jié)果支持該區(qū)存在兩次無關(guān)的高級變質(zhì)事件。早期包體礦物構(gòu)成進(jìn)變質(zhì)階段礦物組合由opx+pl+bi+hb+ilm±q組成，變質(zhì)溫壓為650～750℃/5.5～6.5kb，隨后經(jīng)歷升溫升壓達(dá)到峰期變質(zhì)8.5～9kb/880℃，礦物組合為g+opx+cpx+hb+pl+ilm+bi, 這一過程應(yīng)該代表格林威爾期(～1000 Ma)的構(gòu)造熱事件在該區(qū)的巖石學(xué)記錄。而后從峰期變質(zhì)經(jīng)歷近等溫減壓反應(yīng)至6～7kb/750～850℃，形成退變質(zhì)階段組合opx+pl+ilm+bi±hb±m(xù)t±q。這種結(jié)構(gòu)被普遍認(rèn)為代表典型的減壓結(jié)構(gòu)。“白眼圈”結(jié)構(gòu)在我國華北克拉通中部造山帶(Zhaoetal., 1999)、南極(Harley, 1989)等地有廣泛發(fā)育。在研究我國華北鎂鐵質(zhì)麻粒巖時肖玲玲等(2011)提出石榴石周圍這種白眼圈結(jié)構(gòu)通常具有兩種地質(zhì)含義：(1)這種細(xì)粒交生結(jié)構(gòu)是石榴石在相對較低的壓力條件下發(fā)生分解形成的，代表一種典型的減壓結(jié)構(gòu)(Harley，1989)；(2)它反映退變質(zhì)作用持續(xù)的時間不長，是一個相對快速抬升的過程，導(dǎo)致石榴石的分解反應(yīng)并沒有進(jìn)行徹底(郭敬輝等，1998)。而Pitraetal. (2010)認(rèn)為這種結(jié)構(gòu)得以保存的重要原因是麻粒巖相變質(zhì)峰期后缺水。該區(qū)鎂鐵質(zhì)麻粒巖發(fā)育的“白眼圈”結(jié)構(gòu)，代表一個近等溫降壓的過程。該結(jié)構(gòu)可能對應(yīng)于一個快速剝露的地質(zhì)過程，結(jié)合各階段的溫壓計(jì)算及相平衡模擬，它可能會為拉斯曼丘陵地區(qū)地質(zhì)過程做進(jìn)一步的制約。這一過程則代表了泛非期(～500Ma)的構(gòu)造熱事件在該區(qū)的響應(yīng)。

普里茲帶是一個典型的多相變質(zhì)帶，目前普遍認(rèn)為格林威爾期(～1000Ma)和泛非期(～500Ma)的構(gòu)造熱事件在該區(qū)廣泛存在。關(guān)于拉斯曼丘陵及其所在的普里茲灣地區(qū)，普遍認(rèn)為東南極泛非期普里茲帶被普遍認(rèn)為是繼東南極莫桑比克帶之后的又一主要構(gòu)造帶，但對于其構(gòu)造屬性卻存在碰撞造山帶(Fitzsimons, 2000; Boger, 2001; Zhaoetal., 2003; Liuetal., 2006, 2007, 2009)和板內(nèi)活動帶(Wilsonetal., 1997, 2007; Tongetal., 2002; Tong and Wilsonetal., 2006)兩種不同觀點(diǎn)。

該鎂鐵質(zhì)麻粒巖樣品為近原地轉(zhuǎn)石，磨圓較差顯示其未經(jīng)冰川的長距離搬運(yùn)，推測其可能來自于拉斯曼丘陵附近冰蓋下的基巖露頭。該麻粒巖樣品與發(fā)現(xiàn)于埃默里冰架東緣(Eastern Amery Ice Shelf)的鎂鐵質(zhì)麻粒巖相比，其結(jié)構(gòu)類似，峰期溫壓條件也很接近(Liuetal., 2007)。Liuetal. (2007)認(rèn)為其代表泛非期碰撞造山事件。然而目前普里茲帶并未發(fā)現(xiàn)泛非期蛇綠巖、榴輝巖等典型的碰撞造山帶的巖石學(xué)記錄(Fitzisimons, 2000; 劉曉春，2009)，只有在格羅夫山發(fā)現(xiàn)了唯一比較可信的碰撞造山產(chǎn)物鎂鐵質(zhì)高壓麻粒巖轉(zhuǎn)石(Liuetal., 2009)。因此我們認(rèn)為鎂鐵質(zhì)麻粒巖的進(jìn)變質(zhì)到峰期變質(zhì)階段代表格林威爾期構(gòu)造事件(～1000Ma)，后期退變質(zhì)過程則代表泛非期(～500Ma)構(gòu)造熱事件。從本文的研究結(jié)果來看，泛非期普里茲帶更可能是受東非碰撞造山作用或者羅斯主動大陸邊緣俯沖作用在東南極陸內(nèi)的遠(yuǎn)程活動響應(yīng)(Tongetal., 2002; Tong and Wilsonetal., 2006)。

8　結(jié)論

本文通過對該區(qū)含石榴石鎂鐵質(zhì)麻粒巖詳細(xì)的巖相學(xué)觀察，傳統(tǒng)礦物溫壓計(jì)算和平均溫壓計(jì)算方法，結(jié)合變質(zhì)相平衡模擬的方法，給出了該鎂鐵質(zhì)麻粒巖相對可靠的P-T演化軌跡。結(jié)合已有的變質(zhì)年代學(xué)資料，得出以下認(rèn)識：

(1)拉斯曼丘陵近原地的鎂鐵質(zhì)麻粒巖轉(zhuǎn)石存在三個階段變質(zhì)礦物組合，早期 (M1)以礦物包體組合hb+opx+pl+q±cpx為代表，溫壓條件為650～750℃/6～7kb；峰期變質(zhì) (M2) 則以顆粒較大的變斑晶組合g+opx+cpx+hb+pl+bi為代表，計(jì)算的溫壓條件為850～950℃/8～8.5kb；后期疊加變質(zhì)(M3)則以后成合晶礦物組合opx+cpx±hb+pl+bi+ilm為代表，溫壓條件為850～900℃/6～7kb。整個P-T軌跡為順時針，早期增溫增壓進(jìn)變質(zhì)，峰期后則經(jīng)歷了一個近等溫降壓的過程。

(2)已有的年齡證據(jù)表明，拉斯曼丘陵及其鄰區(qū)經(jīng)歷了兩次無關(guān)的高級變質(zhì)事件，進(jìn)變質(zhì)階段對應(yīng)～1000Ma的格林威爾高級變質(zhì)事件，峰期后的等溫減壓過程則對應(yīng)于～500Ma的泛非期高級變質(zhì)事件。順時針P-T軌跡是多相變質(zhì)事件的結(jié)果，～500Ma的高級變質(zhì)事件更可能代表的是對應(yīng)于泛非運(yùn)動引起的一次陸內(nèi)造山活動。

致謝感謝國家海洋局極地辦和中國極地研究中心在第29次南極考察期間提供的后勤支持和保障;電子探針分析得到廣州地化所同位素地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳林麗的幫助;兩位審稿人給出了有益的修改建議;在此一并表示誠摯的感謝。

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