柴北缘西段榴辉岩及石榴橄榄岩研究及其对俯冲带演化过程的限定

The North Qaidam orogenic belt is a typical continental-type subduction zone, which preserves eclogite and garnet peridotite with various protoliths and ages, providing a nature laboratory to study the tectonic evolution of the subduction zone. This project mainly focus on the petrological, geochemical and geochronological studies on eclogite, garnet peridotite and their country rock gneisses in Xitieshan and Lvliangshan, western North Qaidam UHP metamorphic belt. By means of fabric and composition analyses on minerals from different generations combined with geochemical and geochronological studies, we try to rebuild the tectonic settings and constrain the metamorphic evolutions for rocks with different origin in the subduction zone. Furthermore, detail petrological, geochemical investigations with in-situ monazite dating will be performed to discuss the tectonic settings and subduction/eduction processes for the country rock gneisses. With all the analytical results above, we will discuss the dynamic processes how the mafic-ultramafic rocks enter in the subduction zone. This project will further constrain the formation and evolution framework of the North Qaidam orogeny and contribute to the highly controversial questions how and when the orogenic garnet peridotite trapped in the subduction zone.

柴北缘典型大陆造山带中保存了经历超高压变质作用且具有不同原岩性质及形成时代的榴辉岩和石榴橄榄岩，为研究俯冲带的构造演化历史及造山过程提供了天然的实验室。本申请拟对柴北缘超高压带西段锡铁山、绿梁山出露的榴辉岩、石榴橄榄岩及其围岩的岩石学、元素地球化学、同位素地球化学及地质年代学进行综合研究。通过对榴辉岩及石榴橄榄岩中不同世代矿物的结构和化学成分进行分析，结合其地球化学特征及年代学研究，恢复不同原岩类型形成的地质环境，限定其在俯冲带中的变质演化历史。在此基础上，对榴辉岩及石榴橄榄岩的围岩片麻岩进行岩石学、地球化学及独居石原位年代学分析，确定其形成环境及经历的俯冲与折返过程，进而讨论不同类型基性-超基性岩进入俯冲带的动力学过程。本项目工作将为进一步限定柴北缘造山带形成的地质背景与构造演化格架提供科学依据，并为讨论造山带石榴橄榄岩的成因及其进入造山带方式等一些极具争议的问题作出贡献。

柴北缘超高压变质带中保存了具有不同原岩特征和形成时代的榴辉岩及石榴橄榄岩，为研究板块边界的动力学过程及造山带俯冲折返过程中岩石组合、矿物结构及元素迁移等一系列问题提供了良好的素材。本项目选择柴北缘超高压变质带及西藏松多等地的榴辉岩及相关岩石进行了系统的岩石学、矿物学、相平衡模拟及同位素年代学研究工作，以期对产于不同构造环境，具有不同地球化学性质的榴辉岩及石榴橄榄岩的变质演化历史进行限定，进而推测在不同类型的俯冲碰撞过程中，洋壳及陆壳物质的动力学行为及其相互作用关系。研究表明，柴北缘锡铁山地区具有两类不同矿物组合及原岩特征的榴辉岩。类似的变质温压条件及年龄谱特征表明其经历了类似的造山带演化过程。与西藏松多地区典型洋壳型榴辉岩的对比研究表明，不同构造环境中产出的榴辉岩具有鲜明的退变质矿物组合特征及退变质轨迹，为对比研究其元素地球化学行为奠定了基础。通过对柴北缘和斯堪的纳维亚半岛石榴橄榄岩的对比研究，我们提出了一种以石榴橄榄岩温压条件及形成时代与参与俯冲时代的时间差作为衡量参数的简单分类模型，对造山带石榴橄榄岩的不同演化过程进行限定。