岩石学报  2018, Vol. 34 Issue (12): 3497-3508   PDF    
北大别铙钹寨榴辉岩的多期变质与熔流体交代作用
孙贺1 , 肖益林2 , 顾海欧1 , 王洋洋2 , 王晓霞2     
1. 合肥工业大学资源与环境工程学院, 合肥 230009;
2. 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室, 中国科学技术大学地球和空间科学学院, 合肥 230026
摘要:铙钹寨镁铁-超镁铁质岩体被认为是北大别地体下方岩石圈地幔的碎块,并随着三叠纪的华北和华南的大陆碰撞而一同经历了深俯冲和折返过程,对其进行详细的研究可以为我们更好地理解陆-陆碰撞过程中的壳幔相互作用、物质迁移、多期变质和熔流体交代等地球动力学过程提供信息。本文应用电子探针和LA-ICP-MS对铙钹寨榴辉岩进行了系统的元素环带、出溶结构和熔体包裹体研究,揭示出该岩体至少经历了三期变质事件,两期矿物出溶和两期熔体交代过程。峰期变质矿物组合为含金红石出溶体的石榴石核部+其内包裹的绿辉石,石榴石中金红石±磷灰石矿物出溶体和绿辉石包裹体中的金红石±石英±磷灰石出溶片晶指示该岩体确定经历过超高压变质作用,流体活动以高盐度的卤水±氮气的流体为主,峰期变质作用过程中无熔体活动痕迹。高压麻粒岩相变质矿物组合为Ⅱ期石榴石+紫苏辉石+基质具有出溶石英片晶结构的富Na单斜辉石,流体活动以CO2流体为主,熔体包裹体记录了在折返初期,高压麻粒岩相变质之前存在一期小规模的硫化物熔体活动。晚期角闪岩相退变质矿物组合为透辉石+角闪石+长石,流体活动以低盐度水溶液为主,并伴随着一期壳源的硅酸盐熔体交代事件。根据矿物环带、出溶结构和熔体包裹体化学组合及分布特征,并结合前人的研究成果,我们得出了该岩体较为完整的变质演化和熔-流体交代的P-T-t-E/F/M轨迹。
关键词: 榴辉岩     出溶体     熔体包裹体     矿物环带     熔/流体交代    
Complicated evolutions of eclogite from Raobazhai, North Dabie, central-eastern China
SUN He1, XIAO YiLin2, GU HaiOu1, WANG YangYang2, WANG XiaoXia2     
1. School of Resources and Environmental Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China;
2. CAS Key Laboratory of Crust-Mantle Materials and Environments, School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
Abstract: The Raobazhai ultramafic massif, which exposed in the North Dabie, is thought to be a segment of subcontinental lithospheric mantle that was subducted and exhumed during the Triassic collision. Study on these ultramafic rocks can provides intriguing information on geodynamic processes and material fluxes between mantle and crust during continent-continent collision. In this study, using the EMPA and LA-ICP-MS technique, we investigate in detail the Raobazhai eclogite. On the basis of mineral zonations, exsolution texture and melt inclusion studies, at least three metamorphic events, two-stages of exsolution processes and two pulses of melt infiltrations can be identified. Peak metamorphic mineral assemblages are the cores of porphyroblastic garnets and omphacite inclusions therein, the needle like rutile±apatite exsolutions in the cores of porphyroblastic garnets and the rutile±quartz±apatite exsolution lamella in omphacite inclusions indicate the Raobazhai eclogite has experienced ultra-high-pressure metamorphism. Fluid inclusions indicate high-salinity brine+N2 rich fluid activity during peak metamorphism. Granulite facies metamorphic mineral assemblages are Grt Ⅱ+hypersthene+matrix Na-rich diopside with quartz exsolution lamella. Fluid and melt inclusions indicate CO2 rich fluid and sulfide melt metasomatism. Late amphibolite facies metamorphic mineral assemblages are matrix diopside+amphibole+plagioclase, fluid and melt activity was dominated by low salinity water and crustal derived silicate melt. Combined the present finding and the previous fluid inclusion and geochronology studies, we can outline the entire subduction and exhumation history of the studied eclogite body with detailed metamorphic evolution and fluid/melt metasomatism information integrated in the P-T-t-E/F/M (Pressure-Temperature-time-Exsolution/Fluid/Melt) diagram.
Key words: Eclogite     Exsolution     Mineral zonation     Melt inclusion     Fluid/melt metasomatism    

俯冲带是实现地球物质循环和壳幔相互作用的关键场所,有关俯冲带各种地质过程的研究是现代板块构造理论重要的组成部分(Coleman, 1971; Dewey et al., 1973; Stampfli and Borel, 2002)。其中,大陆碰撞造山带所产出的超高压变质岩由于记录了大陆深俯冲和折返过程的诸多信息而成为近三十年来固体地球科学研究中的热点(Ernst and Liou, 1995; Hacker et al., 1998; Li et al., 2000; Okay et al., 1989; Zheng, 2012; Zheng et al., 2006)。在陆-陆碰撞超高压变质带中,经历高压-超高压变质作用的超镁铁质橄榄岩以及镁铁质榴辉岩时有产出,这些镁铁质-超镁铁质超高压变质岩按其成因可划分为两类,分别为来自于俯冲板块上覆的地幔楔和来自于俯冲陆壳中的超镁铁质堆晶岩(Brueckner and Medaris, 2000; Chen et al., 2015; Nimis and Morten, 2000; Zhang et al., 2000; Zheng, 2012)。这种橄榄岩经常会含有一定量的石榴石,被称为“阿尔卑斯型石榴橄榄岩”或“造山带石榴橄榄岩”(Bodinier and Godard, 2007; Brueckner and Medaris, 2000; Chen et al., 2015)。来源于俯冲板块上覆地幔楔的橄榄岩及榴辉岩可以提供有关俯冲板块边界的诸多地质过程的信息,例如壳幔相互作用、熔体-流体交代、元素迁移以及俯冲折返轨迹等,因而近年来备受重视(Malaspina et al., 2009, 2006a, b; Vrijmoed et al., 2013)。另一方面,这些橄榄岩在俯冲通道内可能会遭受俯冲板块释放的熔体和流体的多次交代,还一般会被俯冲陆壳携带并一同经历俯冲和折返等复杂的地质过程,所以这类超高压变质岩可能会叠加多期的变质和交代过程,为提取和解读这些地质信息带来了一定的挑战。

矿物内部的微观结构,诸如矿物环带、出溶体、流体包裹体、熔体包裹体以及多相固体包裹体等,由于受到寄主矿物的保护,相比于全岩和整体矿物颗粒来说更容易记录多期次的地质过程(Andersen and Neumann, 2001; Ferrando et al., 2005; Frezzotti, 2001; Lowenstern, 1995; Roedder, 1972)。全岩和矿物颗粒在经历多期变质和交代作用后,后期的变质作用往往会部分甚至完全覆盖之前的印记。而不同期次形成的包裹体间相互干扰较少,并且其相对世代可以通过详细的包裹体岩相学研究来划分和确定,因此应用流体包裹体、熔体包裹体以及多相固体包裹体来研究成矿过程和成矿流体演化、岩浆演化以及熔体/流体交代过程越来越受到重视。有关超高压变质岩中的出溶体(Malaspina et al., 2006a; Tsai and Liou, 2000; Zhang and Liou, 1999; Zhang et al., 1999, 2009)、流体包裹体(Fu et al., 2002; Ni et al., 2008; Xiao et al., 2000, 2001, 2002; Zhang et al., 2008)、熔体和多相固体包裹体(Ferrando et al., 2005; Gao et al., 2012; Hermann et al., 2006)已有多项研究涉及,但同样经历超高压作用的超镁铁质橄榄岩以及镁铁质榴辉岩中各种包裹体的系统性研究还相对缺乏(Malaspina et al., 2009)。

作为目前世界上已发现的最大的大陆深俯冲带,大别-苏鲁超高压变质带的北大别地体中有少量的镁铁-超镁铁质岩出露。其中饶拔寨橄榄岩以强变形构造就位于片麻岩中,其间夹杂少量的榴辉岩包体,被认为是来源于三叠纪前北大别地体下方岩石圈地幔的碎块(Chen et al., 2015; Jin et al., 2004; Xiao et al., 2001)。其构造就位年代与超高压变质的年代接近,约230±6Ma(榴辉岩锆石U-Pb, 刘贻灿等, 2000)。前人对铙钹寨岩体形成的温压条件进行了较详细的研究,但目前该岩体是否经历过超高压变质作用仍存在较大争议。铙钹寨地区出露的超镁铁质岩均为尖晶石相橄榄岩,缺乏石榴橄榄岩,因此大部分研究者认为该岩体未经历过超高压变质作用,这一观点也与应用传统矿物对温压计算获得的数据一致(如Xiao et al., 2001; Zheng et al., 2008, 2009)。而Tsai and Liou (2000)在饶拔寨单斜辉石中发现有石英片状出溶体,由此推测出其峰期变质压力应该在25kbar以上,即应该达到了超高压变质作用。这一结果大大高于一些研究者通过尖晶石相橄榄岩估算的铙钹寨超基性岩的峰期变质压力,但这一观点并未得到人们广泛的认同(Chen et al., 2015; Xiao et al., 2001; Zheng et al., 2008, 2009),因此铙钹寨岩体是否经历超高压变质作用仍是悬而未决的问题。Xiao et al. (2001)通过温压计算获得了饶拔寨超基性岩中包裹的榴辉岩的P-T-t轨迹,认为其至少经历了两期的变质事件,即早期的高压榴辉岩相变质阶段和晚期的麻粒岩相变质阶段。其折返过程中伴随的升温(750℃升高至900℃)明显区别于南大别地体。同时作者还对石榴石中流体包裹体进行了系统性研究,发现其流体演化可以和变质阶段相对应,榴辉岩相变质阶段对应的流体包裹体主要为高盐度的含氮气流体包裹体,而麻粒岩阶段矿物中则主要为二氧化碳流体包裹体,给出了铙钹寨榴辉岩在折返过程中的流体演化轨迹。结合流体包裹体和主微量元素数据,Xiao et al. (2001)认为饶拔寨榴辉岩应该为来源于交代地幔楔的碎块。最近,Zheng et al. (2009)对饶拔寨橄榄岩的Re-Os同位素研究获得了古元古代(1.7~2.0Ga)的年龄,表明华北克拉通下方的具有太古代年龄的古老岩石圈地幔楔在俯冲边界由于受到了俯冲板片释放的熔体交代而变得趋于年轻,但这一交代熔体是否以熔体包裹体的形势记录下来,其具体性质和化学组成如何,前人并没有进行详细的熔体包裹体研究工作。因此,虽然前人已在本地区做了大量细致的工作,但对于饶拔寨超基性岩是否经历了超高压变质作用、交代熔/流体的具体性质以及麻粒岩相变质的成因等关键问题还需要进行进一步的研究。

本文对采自北大别铙钹寨橄榄岩中的榴辉岩进行了详细的矿物主-微量元素环带、熔体包裹体和出溶结构研究,并结合前人的流体包裹体研究结果,揭示出较为完整的该榴辉岩的俯冲-折返历史,以及相伴随的多期次变质和熔流体交代过程。

1 地质背景

大别-苏鲁造山带是三叠纪华南板块向华北板块之下俯冲形成的陆-陆碰撞造山带,保存着世界范围内出露面积最大的超高压变质岩地体(Hacker et al., 1998; Li et al., 2000)。按照其变质程度,大别山超高压变质带从南到北可分为南大别低温榴辉岩带、中大别中温超高压变质带、北大别高温超高压杂岩带等构造岩石单元(图 1)。铙钹寨岩体位于北大别地块北缘,毗邻晓天-磨子潭边界断裂,是北大别镁铁-超镁铁质岩带中最大的岩体。铙钹寨镁铁-超镁铁质岩体主要由铬尖晶石相橄榄岩和其内呈透镜体产出的榴辉岩组成,岩体呈北西向长条状,出露面积约为3×0.5km2,橄榄岩手标本可见部分的蛇纹石化。其围岩为该地区广泛出露的正片麻岩,岩体和围岩的接触边界可见明显的糜棱岩化。前人对该岩体的定年工作获得了一系列的年龄,包括榴辉岩的Sm-Nd等时线年龄243.9±5.6Ma(李曙光等, 1989);244±11Ma(Li et al., 1993);187±5Ma(Liu et al., 2005),榴辉岩的锆石U-Pb年龄230±6Ma(刘贻灿等, 2000),以及橄榄岩的锆石U-Pb年龄201~240Ma(Zheng et al., 2008)。岩石学研究表明,铙拔寨岩体在俯冲和折返过程中经历了多期的变质和交代事件,Liu et al. (2005)认为较高的Sm-Nd等时线年龄可能是石榴石与其它退变矿物的Nd同位素不平衡所致,因此铙拔寨岩体的峰期变质的年龄应为~230Ma,而那些晚于210Ma的年龄,尤其是橄榄岩中的年轻锆石,应该为后期交代作用的产物。

图 1 北大别地质简图及采样位置(据Liu et al., 2005修改) Fig. 1 Simplified geologic map of the north Dabie and the studied area (revised after Liu et al., 2005)

本文研究的榴辉岩样品均采自于面理化尖晶石橄榄岩中,主要矿物组合为绿辉石+石榴子石+透辉石+斜方辉石+金红石+石英+角闪石+磁铁矿±磷灰石±锆石。石榴石矿物颗粒较大,呈斑状变晶结构,部分可达几个毫米级别,内部广泛发育有绿辉石、金红石和磷灰石的矿物包体。一些石榴石边部发育斜方辉石和斜长石的冠状后成合晶。基质主要为角闪石+斜长石+单斜辉石+磁铁矿等矿物组成,部分单斜辉石表现出环带结构,表现为核部是富Na单斜辉石,边部为透辉石,应为早期绿辉石经历角闪岩相退变质作用而成。基质中的角闪石常和斜长石、磁铁矿等矿物组成后成合晶或冠状体结构。

2 分析方法

矿物的主量元素测定在中国科学技术大学壳幔物质与环境实验室的岛津(Shimadzu)EPMA-1600上完成,加速电压为15kV;电子束20nA,电子束斑为1μm。实验中用自然矿物和人工合成的氧化物作为标样进行校正。

矿物微量元素分析在中国科学技术大学的LA-ICP-MS实验室内进行,激光系统为GeoLas 193nm的ArF紫外激光,配备的质谱为安捷伦Agilent 7700。实验过程中使用高纯氦气作为载气,激光剥蚀斑束为45μm,剥蚀频率设定为10Hz。采用国际标样NIST 610作为外标配合其它标样如NIST 612,USGS国际标样BHVO-2G、BCR-2G、BIR-1G等进行数据校正。对于所分析的所有元素,其分析精度一般优于10%。

熔体包裹体和出溶矿物的背散射电子图像分析在中国科学技术大学壳幔物质与环境实验室中内完成,所使用的仪器型号为FEI Sirion 200型扫描电镜,工作时的加速电压为20kV,电子束为18nA。包裹体和出溶体的能谱分析在Oxford Inca XMax 50型能谱仪配合FEI Sirion 200型扫描电镜上完成,工作时的加速电压设定在20kV,分析束斑为2μm。

3 数据及结果 3.1 矿物主微量元素环带 3.1.1 石榴石矿物成分环带

主量元素组成上(详细数据见电子版附表 1,测点号为Line1RBZ853-grt1~ Line200RBZ853-grt1,简写为L1~L200),铙钹寨榴辉岩中的石榴石具有显著的成分环带(图 2),石榴石核-边的元素含量变化显著,且不同的元素从核部到边部的变化形式存在差别,如Ca元素从早期石榴石到晚期石榴石的含量变化为突变特征,表现为早期结晶石榴石具有较高的CaO含量,然后在两期石榴石界面处CaO含量迅速降低,而后又逐渐升高(图 2a)。而Fe和Mn元素的变化整体上和CaO类似,但在两期石榴石的界面处表现为渐变(图 2c, d)。Mg元素的含量变化与Ca相反,核部早期的石榴石MgO含量为11%,在两期石榴石的界面处MgO含量呈迅速升高,最高可达12.7%,然后至边部持续降低至低于9%。根据元素含量变化以及显微岩相学观察,我们将石榴石的核部定义为第Ⅰ期石榴石,边部为第Ⅱ期石榴石。

附表 1 铙钹寨榴辉岩中石榴石的主量元素成分(wt%) TableS1 铙钹寨榴辉岩中石榴石的主量元素成分(wt%)

图 2 铙钹寨榴辉岩中大颗粒石榴石斑状变晶的主量元素环带 Grt Ⅰ为第Ⅰ期石榴石,对应斑状变晶石榴石的核部; Grt Ⅱ为第Ⅱ期石榴石,对应斑状变晶石榴石的边部 Fig. 2 Major and trace element zonations of porphyroblast garnet from Raobazhai eclogite Grt Ⅰ is the first generation of garnet, which correspond to the core of the porphyroblast garnet; Grt Ⅱ is the recrystallized garnet, which correspond to the rim of the porphyroblast garnet
3.1.2 单斜辉石成分环带

除石榴石外,铙钹寨榴辉岩中基质单斜辉石也具有明显的核边结构,表现为从核部Na质单斜辉石到边部透辉石,其Li、Na2O(2.3%~0.9%)、K (153.4×10-6~1.9×10-6)、Sr、Ba、Pb和LREE等大离子亲石元素含量呈现降低趋势,而FeO(4.8%~7.4%)、Mn(314×10-6~1340×10-6)、Y(1.3×10-6~6.0×10-6)、Zr和HREE等元素含量呈升高趋势(详细数据见电子版附表 2图 3)。

附表 2 基质单斜辉石的核-边主量(wt%)、微量(×10-6)元素数据 TableS2 基质单斜辉石的核-边主量(wt%)、微量(×10-6)元素数据

图 3 基质单斜辉石的环带结构、出溶体及主微量元素变化 基质单斜辉石核部为富Na辉石,边部退变为透辉石,核部相比于边部显著富集Si、Na、Li、Sr和LREE,并亏损Ti、Y等元素.单斜辉石核部密集出溶结晶度较差的短柱状石英片晶.A-B对应所分析颗粒的元素剖面 Fig. 3 Chemical zonation and the exsolution texture of the clinopyroxene in the matrix The core of the matrix Cpx is Na-rich pyroxene, where the rim is diopside. Compared with the rim, the core has significantly higher Si, Na, Li, Sr, and LREE concentrations, and lower Ti, Y contents. The exsolutions of quartz can be found in the cores of the studied Cpx crystal. A-B is the analyzed profile
3.2 矿物包裹体与出溶体 3.2.1 石榴石内矿物包裹体和出溶体

第Ⅰ期石榴石内部矿物包裹体较少,主要为小颗粒绿辉石(ca.20~100μm)以及更微小(< 5μm)的粒状金红石和磷灰石等(如图 4a, c)。这类绿辉石包裹体仅在大颗粒石榴石的核部出现,应和石榴石核部一同记录了峰期变质过程。相比于Ⅰ期石榴石,第Ⅱ期石榴石内部的矿物包裹体较多,主要为均匀粒状(~10μm)的金红石和磷灰石(图 4b),Ⅱ期石榴石内部未见绿辉石包裹体。

图 4 铙钹寨榴辉岩的显微薄片照片 (a)第Ⅰ期石榴石及其内发育的针状金红石±磷灰石出溶体;(b)第Ⅱ期石榴石内部的粒状金红石+磷灰石矿物包裹体;(c)榴辉岩中两期石榴石,GrtⅠ代表早期石榴石,内部有大量的出溶体及硫化物熔体包裹体,Grt Ⅱ代表第二阶段石榴石,内部未发现有出溶体及熔体包裹体;(d)大颗粒石榴石核部包裹的绿辉石包裹体以及绿辉石的长柱状金红石出溶体;(e)榴辉岩第Ⅰ期石榴石内部呈线状分布的硫化物熔体包裹体及熔体囊,边部指纹状的包裹体表明该硫化物被捕获时为熔体,其次生特征表明为石榴石形成后的熔体交代成因;(f)榴辉岩中切穿石榴石、单斜辉石和角闪石的熔体包裹体群,代表了晚期交代熔体的通道;(g)石榴石内的晚期次生熔体包裹体,同样也沿愈合裂隙分布;(h)切穿晚期单斜辉石和角闪石的次生熔体包裹体群. Grt-石榴子石;Omp-绿辉石;Cpx-单斜辉石;Rt-金红石;Ap-磷灰石;Qtz-石英;MI-熔体包裹体;SMI-硅酸盐熔体包裹体;exsolution-出溶体 Fig. 4 Photomicrograph of the Raobazhai eclogite (a) rutile and apatite exsolutions in Grt Ⅰ; (b) grains of rutile and apatite mineral inclusions in Grt Ⅱ; (c) two generations of garnet in the studied eclogite, exsolutions and melt inclusions can be only found in Grt Ⅰ; (d) omphacite inclusions in the cores of garnets and rutile rod exsolutions in the omphacite; (e) melt pocket and radial distributed sulfide inclusions in Grt Ⅰ, fingerprint-like inclusion indicate the sulfide inclusions were trapped as melt; (f) cluster of silicate melt inclusions cross cut the garnet, clinopyroxene and amphibole; (g) secondary melt inclusions in garnets; (h) cluster of silicate melt inclusions cross cut the clinopyroxene and amphibole in the matrix. Grt-garnet; Omp-omphacite; Cpx-clinopyroxene; Rt-rutile; Ap-apatite; Qtz-quartz; MI-melt inclusion; SMI-silicate melt inclusion

第Ⅰ期石榴石内部广泛发育有金红石±磷灰石的针状出溶体,出溶体主要沿三组方向呈定向排列,成分上以金红石针状体为主,短柱状磷灰石多出现在金红石出溶体的头部(图 4a)。第Ⅱ期石榴石内未见任何出溶结构。

3.2.2 绿辉石包裹体内出溶体

早期石榴石内的绿辉石矿物包裹体内也可见丰富的金红石±石英±磷灰石出溶体,并且相比于石榴石内的针状出溶体,绿辉石内部的出溶结构更加粗大,主要为长柱状出溶片晶(宽度可达5~10μm),磷灰石出溶体常附着在金红石出溶体的头部,出溶的石英片晶常孤立产出,但分布方向与金红石+磷灰石的出溶方向一致,主要沿绿辉石的C轴分布(图 5a)。部分绿辉石内部的出溶体为纯的金红石(图 4d)。

图 5 铙钹寨榴辉岩矿物内部微观结构的BSE电子图像 (a)第Ⅰ期石榴石内绿辉石包裹体及其内金红石+石英+磷灰石出溶体,其中磷灰石常附着在金红石出溶体的头部;(b)基质单斜辉石富Na核部的石英出溶体,其结晶程度较差;(c)第Ⅰ期石榴石内部的硫化物熔体包裹体及熔体囊,其中沿放射状愈合裂隙分布的硫化物熔体包裹体的化学组成主要为FeS,熔体囊主要由黄铁矿+长石+单斜辉石构成;(d)晚期切穿基质单斜辉石的熔体包裹体,其化学组成主要为硅酸盐熔体+石英+铬铁矿 Fig. 5 Backscatter images of the studied eclogite (a) Rutile+quartz+apatite exsolution in the omphacite inclusion, where apatite usually attached on the head of the rutile rod; (b) poorly crystallized quartz exsolutions in the cores of the matrix cpx; (c) melt pocket and melt inclusions in Grt Ⅰ, where melt inclusions are FeS and melt pocked composed of pyrite+plagioclase+clinopyroxene; (d) silicate melt inclusions cross cut the clinopyroxene in the matrix
3.2.3 基质单斜辉石内出溶体

基质透辉石的核部也发育有密集的出溶结构(图 3),出溶体为短柱状的石英片晶并沿着主晶矿物单斜辉石的C轴呈定向排列,大部分的石英出溶体结晶程度较差,晶体的边缘呈碎小的不规则形状。值得注意的是这类出溶体也仅发育在基质单斜辉石的核部,边部透辉石较干净(图 3)。

3.3 熔体包裹体

铙钹寨榴辉岩内的熔体包裹体按其类型和世代可以分为两类。第Ⅰ期是发育在早期石榴石内部的硫化物包裹体(图 4e),颗粒较小(< 10μm)。这类包裹体在石榴石内部呈放射状分布,并于石榴石内部包含的熔体囊关系密切。部分区域可见指纹状的硫化物包裹体(图 4e),表明其捕获时应为硫化物熔体。值得注意的是此类包裹体由内向外沿矿物内部裂隙分布,但并未切穿两期石榴石的边界,没有延伸至Ⅱ期石榴石内部。能谱分析表明石榴石内部的熔体囊主要由黄铁矿+斜长石+单斜辉石组成,放射状和指纹状分布的硫化物熔体包裹体几乎为纯的黄铁矿(图 5c)。

第Ⅱ期熔体包裹体为榴辉岩内部广泛分布的,切穿石榴石、基质单斜辉石和角闪石的次生硅酸盐熔体包裹体(图 4f-h)。这类包裹体多呈带状或面状沿矿物裂隙分布,切穿单斜辉石和角闪石矿物时,包裹体均具有非常细小(< 5μm)且密集分布特征。在石榴石内包裹体多沿裂隙分布,但数量较少,颗粒稍大(可达~10μm)。BSE分析表明此类熔体包裹体的化学组成多为硅酸盐±石英±铬铁矿(图 5d)。

4 讨论 4.1 铙拔寨榴辉岩的峰期变质压力

有关铙钹寨榴辉岩是否经历过超高压变质作用一直是学界争论多年而又悬而未决的问题(Chen et al., 2015; Tsai and Liou, 2000; Tsai et al., 2000; Xiao et al., 2001; Zheng et al., 2008, 2009)。其中,大部分学者根据榴辉岩内部的矿物对压力计获得的峰期变质压力应该 < 2GPa,这与包裹榴辉岩的橄榄岩为铬尖晶石相橄榄岩的观测事实一致(Chen et al., 2015; Xiao et al., 2001; Zheng et al., 2008, 2009)。然而,Tsai et al. (2000)认为一些铙拔寨橄榄岩中的尖晶石+斜方辉石+单斜辉石可能具有石榴石的假象,以此推测该橄榄岩峰期应为石榴橄榄岩,估算出峰期变质压力应高于2GPa,对应的变质深度为~70km。这一观点受到了后续研究的质疑,Chen et al. (2015)认为这类具有石榴石假象的后成合晶其总体成分相比于正常的石榴石具有异常高的Cr2O3、CaO、Na2O含量以及低的SiO2含量,因此可能并非石榴石分解而成。另一个铙钹寨榴辉岩峰期变质为超高压的证据来自于出溶结构,Tsai and Liou (2000)在单斜辉石中观察到了石英出溶体,类似于本文描述的Na质单斜辉石中的石英出溶体结构,他们认为这种出溶结构指示榴辉岩的峰期变质压力应该大于2.5GPa。但这一观点也受到了后续研究的质疑,例如Xu et al. (2015)对山东威海地区的超高压榴辉岩的研究认为,辉石中的α-相石英出溶体可能无法作为超高压变质的直接证据。至此,有关铙钹寨岩体经历过超高压变质作用的证据仍然缺乏,大部分研究者倾向于认为该岩体没有经历过超高压变质。然而,值得注意的是,大量的研究表明,北大别岩片被认为是确定经历过超高压变质作用的(如Xu et al., 2005; 刘贻灿等, 2009)。并且,除铙钹寨外,大别-苏鲁造山带内出露的十余处造山带橄榄岩均为石榴橄榄岩(如碧溪岭、毛屋、威海、仰口、芝麻坊、徐沟、茅北、蒋庄、李家屯、桫椤树等),且都经历了超高压变质作用(Chen et al., 2015)。

本次研究在铙钹寨榴辉岩中发现有三类出溶结构,分别为Ⅰ期石榴石核部出溶针状金红石±磷灰石,包裹在石榴石核部的绿辉石中出溶粗大的长柱状金红石+石英+磷灰石,以及基质单斜辉石的富Na核部出溶短柱状石英片晶。其中石榴石和绿辉石包裹体中的出溶体结晶程度较好,而基质单斜辉石中的石英片晶结晶较差,出溶片晶的边部呈不规则状,这种结晶程度的差别指示单斜辉石中的石英出溶体与石榴石和绿辉石中的出溶体形成条件可能不同。第Ⅰ期石榴石和其内包裹的绿辉石矿物代表了铙钹寨榴辉岩的峰期矿物组合,因此其内的出溶结构应该是其峰期变质条件的记录。前人大量研究表明,榴辉岩或石榴橄榄岩的石榴石中的定向排列的富Fe和Ti的氧化物出溶体与超高压和超高温变质作用密切相关(Ague and Eckert, 2012)。在P-T图解上,石榴石内出现金红石或钛铁矿针状出溶体的超镁铁质岩石都投影到了金刚石/石墨的压力转变线之上,仅有两个酸性岩的样品落在了超高温变质的区域内(图 6)。因此,Ⅰ期石榴石内的金红石±磷灰石出溶体表明铙钹寨榴辉岩的峰期变质压力应该在超高压范围内,根据图 6保守估计的压力为3.5GPa。绿辉石中出溶金红石+石英+磷灰石的出溶结构尚未有文献报道,但前人曾在单斜辉石中发现有各种类型的出溶结构,如石英/柯石英出溶体(Dobrzhinetskaya et al., 2002; Tsai and Liou, 2000; Zhang et al., 2005),石英+角闪石(Konzett et al., 2008; Proyer et al., 2009),斜顽辉石(Bozhilov et al., 1999),钾长石(Becker and Altherr, 1992),金云母+柯石英/石英(Zhu and Ogasawara, 2002),以及金红石+磷灰石的出溶体(Alifirova et al., 2015),这些出溶结构表明峰期的单斜辉石应该是硅过饱和的,因此往往也被用来指示超高压变质条件。由于这类绿辉石包裹体仅在Ⅰ期石榴石的核部出现,并且其内的出溶片晶相比石榴石内的出溶体更加巨大,因此有理由相信本次研究发现的绿辉石中的金红石+石英+磷灰石出溶结构也是超高压变质的记录载体。峰期超高压变质条件下形成的Si、Ti或P过饱和的石榴石和绿辉石在折返压力降低的过程中会变得不稳定,因此在某一阶段会形成矿物出溶,前人研究表明铙钹寨岩体在折返阶段至少叠加了高温麻粒岩相和随后的角闪岩相变质作用,由于麻粒岩相变质过程中的持续加温需要岩体在地壳深部滞留一段时间,我们认为这一过程可能为早期超高压变质矿物的出溶提供了很好的条件,出溶片晶能在一个相对较稳定的温度和较长的时间段内晶出,因此形成晶型相对完好的并且晶体比较粗大出溶片晶结构。

图 6 前人总结的具有铁/钛氧化物针状出溶体的各类岩石的变质温压条件(据Ague and Eckert, 2012修改) 黄色的五角星代表出现针状金红石或钛铁矿出溶体的样品,可以看出所有的出现金红石针状出溶体的基性-超基性岩都投影到了超高压变质的区域内,只有2件酸性岩的样品落在了高压麻粒岩区域内; 绿色五边形代表了前人根据绿辉石压力计估计的铙钹寨榴辉岩的峰期变质压力; 带黄色五角星的绿色五边形为本研究根据出溶结构结合前人的温度计算估计的铙钹寨榴辉岩的峰期变质压力(~3.5GPa) Fig. 6 Metamorphic pressure and temperature conditions that derived from the Fe/Ti oxide exsolution textures (revised after Ague and Eckert, 2012) Yellow pentastars are samples have needle like rutile or ilmenite exsolutions. It should be noted that mafic-ultra mafic rocks with rutile or ilmenite exsolutions all plots on the ultrahigh pressure region. Green pentagon represents P-T estimations from previous studies based on mineral geothermobarometry. Green pentagon with yellow five-stars represents pressure estimated in this study, which is ~3.5GPa

基质单斜辉石中的石英出溶片晶由于结晶程度较差,表明其出溶的持续时间较短,推测其出溶时间应该晚于石榴石和绿辉石中的出溶体。前人研究认为这类单斜辉石中出溶α-相石英的结构不能明确用来指示超高压变质作用,而很可能与超高温变质条件有关(Page et al., 2005; Xu et al., 2015)。值得注意的是,本研究中这类短柱状石英出溶片晶仅在基质单斜辉石的富Na核部出现,在边部透辉石中从未见到。而一般认为基质单斜辉石边部的透辉石形成于角闪岩相变质阶段,因此可以推理出基质单斜辉石中的出溶体应该形成于从麻粒岩相到角闪岩相转变的阶段。由于从麻粒岩相到角闪岩相转变时岩体的温度和压力都迅速降低,因此不利于出溶片晶的结晶作用,导致此类石英出溶体的晶型较差,这与我们的实际观测相符。因此,我们认为基质单斜辉石中的短柱状石英片晶是高温麻粒岩相变质作用所形成的,指示铙拔寨岩体在经历超高压变质作用后,在折返阶段经历了一期麻粒岩相的高温/超高温变质叠加。

4.2 铙钹寨榴辉岩的多期变质与熔流体交代

实际上,前人的研究已表明铙钹寨岩体经历了至少三期的变质作用,分别为峰期榴辉岩相、折返高温麻粒岩相以及后期的角闪岩相退变质作用(Liu et al., 2005; Xiao et al., 2001)。结合前人的年代学和流体包裹体研究,本次的矿物环带、出溶体和熔体包裹体研究可以为这一地体复杂的变质演化历史提供更精确和更完整的限定信息,包括明确的超高压变质作用的证据、各变质阶段的代表性矿物和出溶结构、温压条件和时限、以及所对应的熔流体活动等。

我们在榴辉岩中观察到了两期的熔体活动,这两期的熔体交代应该都与折返过程中的退变质作用有关。第一期熔体出现在Ⅰ期石榴石的内部并且没有切穿晚期的石榴石,表明这一期熔体交代作用应该晚于峰期变质,且早于Ⅱ期石榴子石,其熔体组成为富铁的硫化物熔体。这一期富铁的硫化物熔体包裹体在基质单斜辉石和角闪石中并未见到,表明这期熔体交代事件应该早于麻粒岩相变质阶段,结合铙钹寨榴辉岩的演化历史,石榴石中的硫化物熔体包裹体很可能是岩体折返早期减压升温阶段铙钹寨基性岩岩体内部部分熔融的产物。一种可能是榴辉岩大颗粒石榴石内部的较大的硫化物+长石+单斜辉石在折返初期由于减压升温作用发生部分熔融,并形成现今观测到的熔体囊,产生的少量熔体会沿主晶矿物石榴石的裂隙呈放射状向外运移,并随后被捕获为硫化物熔体包裹体。另一种可能的情况是周围超镁铁质岩石在折返初期发生部分熔融产生硫化物熔体,并随后交代其内的榴辉岩,由于一部分大颗粒石榴石斑状变晶内部有较大的矿物包裹体,因此在形变过程中容易形成放射状的裂隙,导致交代的硫化物熔体沿石榴石的裂隙渗入石榴石的内部,并聚集在其内的矿物包裹体周围,形成现今观察到的放射状分布的硫化物熔体包裹体和内部硫化物+长石+单斜辉石的类似熔体囊的组合(图 5c)。无论哪种情况,考虑到硫化物熔体包裹体在榴辉岩中的规模和分布特征,这期熔体在很大程度上都可能是铙拔寨岩体内部在折返初期由于减压升温而发生部分熔融的产物。第Ⅱ期的熔体包裹体切穿了两期的石榴子石、基质单斜辉石以及角闪石,因此这一期的熔体交代事件应该晚于角闪岩相变质作用或在角闪岩相变质作用的后期发生的(图 4)。这一期熔体主要以硅酸盐为主,但BSE分析表明其内含有较高含量的铬铁氧化物,考虑到榴辉岩的围岩为富铬尖晶石相橄榄岩,其铬和铁含量较高,因此,这一期的熔体交代可能与围岩橄榄岩有关,交代的过程有可能是壳源的外部硅酸盐熔体先交代榴辉岩的围岩橄榄岩,而后再渗透和交代榴辉岩。这一过程与前人的研究结果相吻合,例如Zheng et al. (2008)根据铙钹寨橄榄岩中出现锆石以及Zheng et al. (2009)根据铙拔寨橄榄岩的主微量元素特征的研究,都认为该镁铁-超镁铁岩体曾受到过壳源硅酸盐熔体的显著交代作用。

结合前人的研究结果和本次的数据,可以得出铙钹寨超高压榴辉岩的峰期变质条件T为~750℃,P为~3.5GPa,峰期变质年代为230Ma(刘贻灿等, 2000),峰期变质矿物组合为第Ⅰ期石榴石+绿辉石±金红石,其中超高压条件下形成的石榴石和绿辉石具有Ti、Si或P过饱和的特征,并在折返过程中的麻粒岩相阶段形成出溶体。峰期变质的流体活动主要以高盐度的卤水±氮气的流体为主(Xiao et al., 2001)。峰期变质条件下无熔体活动记录,但在折返初期,高压麻粒岩相变质之前存在一期小规模的硫化物熔体活动,可能是折返过程减压升温导致的岩体内部的部分熔融。高压麻粒岩相变质条件T为ca.900~950℃,P为~1GPa(Xiao et al., 2001), 变质年代为212±4Ma(Liu et al., 2005), 典型的矿物组合为Ⅱ期石榴石+紫苏辉石+基质富Na单斜辉石,其中高温条件下形成的富Na单斜辉石具有超Si的特征,并在后续折返的减压降温过程中快速出溶形成结晶较差的短柱状石英片晶出溶体。麻粒岩相阶段的流体活动以CO2流体为主(Xiao et al., 2001),该阶段矿物内部无熔体活动的记录。角闪岩相退变质阶段的温压条件T为ca.500~650℃,P为ca.0.5~0.6GPa(刘贻灿等, 2001),变质年代为138~125Ma(Hacker et al., 1998),代表的矿物组合为透辉石+角闪石+长石。角闪岩相变质阶段的流体活动以低盐度水溶液为主,熔体活动主要为壳源的硅酸盐熔体交代,交代的熔体会先与榴辉岩的围岩铬尖晶石橄榄岩反应,导致交代的硅酸盐熔体具有相对富铬和铁的特征。我们将所获得的信息都投影到一张P-T-t-E/F/M图解中(图 7,其中P压力,T温度,t年代,E出溶结构,F流体,M熔体),可以较完整地勾勒出铙钹寨岩体的变质演化历史。

图 7 铙钹寨榴辉岩的P-T-t-E/F/M轨迹 铙钹寨岩体从俯冲到折返经历了复杂的变质过程并伴随这多期的流体和熔体交代,这些过程或多或少的被矿物及其内部的微观结构所记录并封存,因此详细的矿物内部不同微观结构的研究可以为我提供传统方法无法获得的地质信息.PE-峰期榴辉岩相变质阶段;RE-石榴石重结晶的榴辉岩相阶段;GF-高压麻粒岩相变质阶段;AF-角闪岩相退变质阶段 Fig. 7 P-T-t-E/F/M path of the Raobazhai eclogite The studied Raobazhai eclogite had experienced multiple metamorphism and fluid/melt metasomatism though out subduction and exhumation, which was recorded in the micro structures in the minerals such as mineral zonations, exsolutions and fluid/melt inclusions. PE-peak metamorphism; RE-recrystallized eclogite; GF-granulite facies; AF-amphibolite facies
5 结论

通过系统地对铙钹寨榴辉岩的矿物环带、出溶结构以及熔体包裹体研究,并结合前人的研究结果,本文较全面地勾勒出了该地区镁铁-超镁铁岩体的变质轨迹和熔流体交代历史,获取的新的认识如下:

(1) 铙钹寨榴辉岩的矿物环带保存了多期变质作用的信息。石榴石按成分环带和出溶结构特征可分为两期,第Ⅰ期石榴石对应峰期变质,第Ⅱ期石榴石在退变质过程的初期阶段形成。基质单斜辉石核部富Na辉石应形成于高温麻粒岩相阶段,而边部透辉石形成于角闪岩相退变质阶段。

(2) 发现在铙钹寨榴辉岩中存在至少三类出溶结构,其中第Ⅰ期石榴石内的针状金红石±磷灰石出溶体和石榴石包裹的绿辉石内的金红石±石英±磷灰石出溶体可以作为超高压变质作用的指示标志。基质单斜辉石核部结晶较差的短柱状石英出溶结构很可能形成自高温/超高温麻粒岩相变质作用。

(3) 铙钹寨岩体在折返过程中发生了至少两期的熔体交代事件,其中第Ⅰ期熔体交代发生在折返初期,高压麻粒岩相变质之前,可能是折返过程的减压升温导致的岩体内部硫化物发生的部分熔融。第Ⅱ期熔体交代发生在角闪岩相退变质后期,主要为壳源的硅酸盐熔体交代,交代的熔体可能先与榴辉岩的围岩铬尖晶石橄榄岩反应,导致交代的硅酸盐熔体具有相对富铬和铁的特征。

致谢      感谢侯振辉博士在LA-ICP-MS分析时给予的支持和帮助,感谢两位匿名审稿人提出的宝贵意见。

参考文献
Ague JJ and Eckert JO Jr. 2012. Precipitation of rutile and ilmenite needles in garnet:Implications for extreme metamorphic conditions in the Acadian Orogen, U.S.A. American Mineralogist, 97(5-6): 840-855. DOI:10.2138/am.2012.4015
Alifirova TA, Pokhilenko LN and Korsakov AV. 2015. Apatite, SiO2, rutile and orthopyroxene precipitates in minerals of eclogite xenoliths from Yakutian kimberlites, Russia. Lithos, 226: 31-49. DOI:10.1016/j.lithos.2015.01.020
Andersen T and Neumann ER. 2001. Fluid inclusions in mantle xenoliths. Lithos, 55(1-4): 301-320. DOI:10.1016/S0024-4937(00)00049-9
Becker H and Altherr R. 1992. Evidence from ultra-high-pressure marbles for recycling of sediments into the mantle. Nature, 358(6389): 745-748. DOI:10.1038/358745a0
Bodinier JL and Godard M. 2007. Orogenic, ophiolitic, and abyssal peridotites. Treatise on Geochemistry, 2: 1-73.
Bozhilov KN, Green Ⅱ HW and Dobrzhinetskaya L. 1999. Clinoenstatite in Alpe Arami peridotite:Additional evidence of very high pressure. Science, 284(5411): 128-132. DOI:10.1126/science.284.5411.128
Brueckner H and Medaris L. 2000. A general model for the intrusion and evolution of 'mantle' garnet peridotites in high-pressure and ultra-high-pressure metamorphic terranes. Journal of Metamorphic Geology, 18(2): 123-133. DOI:10.1046/j.1525-1314.2000.00250.x
Chen Y, Su B and Guo S. 2015. The dabie-sulu orogenic peridotites:Progress and key issues. Science China (Earth Sciences), 58(10): 1679-1699. DOI:10.1007/s11430-015-5148-9
Coleman RG. 1971. Plate tectonic emplacement of upper mantle peridotites along continental edges. Journal of Geophysical Research, 76(5): 1212-1222. DOI:10.1029/JB076i005p01212
Dewey JF, Pitman Ⅲ WC, Ryan WBF and Bonnin J. 1973. Plate tectonics and the evolution of the Alpine system. GSA Bulletin, 84(10): 3137-3180. DOI:10.1130/0016-7606(1973)84<3137:PTATEO>2.0.CO;2
Dobrzhinetskaya LF, Schweinehage R, Massonne HJ and Green HW. 2002. Silica precipitates in omphacite from eclogite at Alpe Arami, Switzerland:Evidence of deep subduction. Journal of Metamorphic Geology, 20(5): 481-492. DOI:10.1046/j.1525-1314.2002.00383.x
Ernst WG and Liou JG. 1995. Contrasting plate-tectonic styles of the Qinling-Dabie-Sulu and Franciscan metamorphic belts. Geology, 23(4): 353-356. DOI:10.1130/0091-7613(1995)023<0353:CPTSOT>2.3.CO;2
Ferrando S, Frezzotti ML, Dallai L and Compagnoni R. 2005. Multiphase solid inclusions in UHP rocks (Su-Lu, China):Remnants of supercritical silicate-rich aqueous fluids released during continental subduction. Chemical Geology, 223(1-3): 68-81. DOI:10.1016/j.chemgeo.2005.01.029
Frezzotti ML. 2001. Silicate-melt inclusions in magmatic rocks:Applications to petrology. Lithos, 55(1-4): 273-299. DOI:10.1016/S0024-4937(00)00048-7
Fu B, Zheng YF and Touret JLR. 2002. Petrological, isotopic and fluid inclusion studies of eclogites from Sujiahe, NW Dabie Shan (China). Chemical Geology, 187(1-2): 107-128. DOI:10.1016/S0009-2541(02)00014-1
Gao XY, Zheng YF and Chen YX. 2012. Dehydration melting of ultrahigh-pressure eclogite in the Dabie orogen:Evidence from multiphase solid inclusions in garnet. Journal of Metamorphic Geology, 30(2): 193-212. DOI:10.1111/jmg.2012.30.issue-2
Hacker BR, Ratschbacher L, Webb L, Ireland T, Walker D and Dong SW. 1998. U/Pb zircon ages constrain the architecture of the ultrahigh-pressure Qinling-Dabie Orogen, China. Earth and Planetary Science Letters, 161(1-4): 215-230. DOI:10.1016/S0012-821X(98)00152-6
Hermann J, Spandler C, Hack A and Korsakov AV. 2006. Aqueous fluids and hydrous melts in high-pressure and ultra-high pressure rocks:Implications for element transfer in subduction zones. Lithos, 92(3-4): 399-417. DOI:10.1016/j.lithos.2006.03.055
Jin YB, Zhi XC, Meng Q, Gao TS and Peng ZC. 2004. Re-Os dating of the Raobazhai ultra-mafic massif in North Dabie. Chinese Science Bulletin, 49(5): 508-513.
Konzett J, Libowitzky E, Hejny C, Miller C and Zanetti A. 2008. Oriented quartz+calcic amphibole inclusions in omphacite from the Saualpe and Pohorje Mountain eclogites, Eastern Alps:An assessment of possible formation mechanisms based on IR-and mineral chemical data and water storage in Eastern Alpine eclogites. Lithos, 106(3-4): 336-350. DOI:10.1016/j.lithos.2008.09.002
Li SG, Ge NJ, Liu DL, Zhang ZQ, Ye XJ, Zheng SG and Peng CQ. 1989. Sm-Nd geochronology and tectonic implications of C-type eclogite from North Dabie Mountain. Chinese Science Bulletin, 34(7): 522-525.
Li SG, Xiao YL, Liu DL, Chen YZ, Ge NJ, Zhang ZQ, Sun SS, Cong BL, Zhang RY, Hart SR and Wang SS. 1993. Collision of the North China and Yangtse blocks and formation of coesite-bearing eclogites:Timing and processes. Chemical Geology, 109(1-4): 89-111. DOI:10.1016/0009-2541(93)90063-O
Li SG, Jagoutz E, Chen YZ and Li QL. 2000. Sm-Nd and Rb-Sr isotopic chronology and cooling history of ultrahigh pressure metamorphic rocks and their country rocks at Shuanghe in the Dabie Mountains, Central China. Geochimica et Cosmochimica Acta, 64(6): 1077-1093. DOI:10.1016/S0016-7037(99)00319-1
Liu YC, Li SG, Xu ST, Li HM, Jiang LL, Chen GB, Wu WP and Su W. 2000. U-Pb zircon ages of the eclogite and tonalitic gneiss from the northern Dabie Mountains, China and multi-overgrowths of metamorphic zircons. Geological Journal of China Universities, 6(3): 417-423.
Liu YC, Xu ST, Li SG, Chen GB, Jiang LL, Zhou CT and Wu WP. 2001. Distribution and metamorphic P-T condition of the eclogites from the mafic-ultramafic belt in the northern part of the Dabie mountains. Acta Geologica Sinica, 75(3): 385-395.
Liu YC, Li SG, Xu ST, Jahn BM, Zheng YF, Zhang ZQ, Jiang LL, Chen GB and Wu WP. 2005. Geochemistry and geochronology of eclogites from the northern Dabie Mountains, central China. Journal of Asian Earth Sciences, 25(3): 431-443. DOI:10.1016/j.jseaes.2004.04.006
Liu YC, Gu XF and Li SG. 2009. Rapid exhumation and slow cooling of ultrahigh-pressure eclogite in the North Dabie complex zone, central China. Acta Petrologica Sinica, 25(9): 2149-2156.
Lowenstern JB. 1995. Applications of silicate-melt inclusions to the study of magmatic volatiles. In: Thompson JFH (ed.). Magmas, Fluids, and Ore Deposits. Canada: Mineralogical Association of Canada, 71-99
Malaspina N, Hermann J, Scambelluri M and Compagnoni R. 2006a. Multistage metasomatism in ultrahigh-pressure mafic rocks from the North Dabie Complex (China). Lithos, 90(1-2): 19-42. DOI:10.1016/j.lithos.2006.01.002
Malaspina N, Hermann J, Scambelluri M and Compagnoni R. 2006b. Polyphase inclusions in garnet-orthopyroxenite (Dabie Shan, China) as monitors for metasomatism and fluid-related trace element transfer in subduction zone peridotite. Earth and Planetary Science Letters, 249(3-4): 173-187. DOI:10.1016/j.epsl.2006.07.017
Malaspina N, Hermann J and Scambelluri M. 2009. Fluid/mineral interaction in UHP garnet peridotite. Lithos, 107(1-2): 38-52. DOI:10.1016/j.lithos.2008.07.006
Ni P, Zhu X, Wang RC, Shen K, Zhang ZM, Qiu JS and Huang JP. 2008. Constraining ultrahigh-pressure (UHP) metamorphism and titanium ore formation from an infrared microthermometric study of fluid inclusions in rutile from Donghai UHP eclogites, eastern China. GSA Bulletin, 120(9-10): 1296-1304. DOI:10.1130/B26090.1
Nimis P and Morten L. 2000. P-T evolution of 'crustal' garnet peridotites and included pyroxenites from Nonsberg area (Upper Austroalpine), NE Italy:From the wedge to the slab. Journal of Geodynamics, 30(1-2): 93-115. DOI:10.1016/S0264-3707(99)00029-0
Okay AI, Xu ST and Sengör AC. 1989. Coesite from the Dabie Shan eclogites, central China. European Journal of Mineralogy, 1(4): 595-598. DOI:10.1127/ejm/1/4/0595
Page FZ, Essene EJ and Mukasa SB. 2005. Quartz exsolution in clinopyroxene is not proof of ultrahigh pressures:Evidence from eclogites from the Eastern Blue Ridge, Southern Appalachians, U.S.A. American Mineralogist, 90(7): 1092-1099. DOI:10.2138/am.2005.1761
Proyer A, Krenn K and Hoinkes G. 2009. Oriented precipitates of quartz and amphibole in clinopyroxene of metabasites from the Greek Rhodope:A product of open system precipitation during eclogite-granulite-amphibolite transition. Journal of Metamorphic Geology, 27(9): 639-654. DOI:10.1111/jmg.2009.27.issue-9
Roedder EW. 1972. Composition of Fluid Inclusions:Reviews of World Literature. New York: University of California Libraries.
Stampfli GM and Borel GD. 2002. A plate tectonic model for the Paleozoic and Mesozoic constrained by dynamic plate boundaries and restored synthetic oceanic isochrons. Earth and Planetary Science Letters, 196(1-2): 17-33. DOI:10.1016/S0012-821X(01)00588-X
Tsai CH and Liou JG. 2000. Eclogite-facies relics and inferred ultrahigh-pressure metamorphism in the North Dabie Complex, central-eastern China. American Mineralogist, 85(1): 1-8.
Tsai CH, Lo CH, Liou JG and Jahn BM. 2000. Evidence against subduction-related magmatism for the Jiaoziyan gabbro, northern Dabie Shan, China. Geology, 28(10): 943-946. DOI:10.1130/0091-7613(2000)28<943:EASMFT>2.0.CO;2
Vrijmoed JC, Austrheim H, John T, Hin RC, Corfu F and Davies GR. 2013. Metasomatism in the ultrahigh-pressure svartberget garnet-peridotite (Western Gneiss Region, Norway):Implications for the transport of crust-derived fluids within the mantle. Journal of Petrology, 54(9): 1815-1848. DOI:10.1093/petrology/egt032
Xiao YL, Hoefs J, Van Den Kerkhof AM, Fiebig J and Zheng YF. 2000. Fluid history of UHP metamorphism in Dabie Shan, China:A fluid inclusion and oxygen isotope study on the coesite-bearing eclogite from Bixiling. Contributions to Mineralogy and Petrology, 139(1): 1-16. DOI:10.1007/s004100050570
Xiao YL, Hoefs J, Van Den Kerkhof AM and Li SG. 2001. Geochemical constraints of the eclogite and granulite facies metamorphism as recognized in the Raobazhai complex from North Dabie Shan, China. Journal of Metamorphic Geology, 19(1): 3-19. DOI:10.1046/j.1525-1314.2001.00290.x
Xiao YL, Hoefs J, Van Den Kerkhof AM, Simon K, Fiebig J and Zheng YF. 2002. Fluid evolution during HP and UHP metamorphism in Dabie Shan, China:Constraints from mineral chemistry, fluid inclusions and stable isotopes. Journal of Petrology, 43(8): 1505-1527. DOI:10.1093/petrology/43.8.1505
Xu HJ, Zhang JF, Zong KQ and Liu L. 2015. Quartz exsolution topotaxy in clinopyroxene from the UHP eclogite of Weihai, China. Lithos, 226: 17-30. DOI:10.1016/j.lithos.2015.02.010
Xu ST, Liu YC, Chen GB, Ji SY, Ni P and Xiao WS. 2005. Microdiamonds, their classification and tectonic implications for the host eclogites from the Dabie and Su-Lu regions in central eastern China. Mineralogical Magazine, 69(4): 509-520. DOI:10.1180/0026461056940267
Zhang LF, Song SG, Liou JG, Ai YL and Li XP. 2005. Relict coesite exsolution in omphacite from Western Tianshan eclogites, China. American Mineralogist, 90(1): 181-186.
Zhang RY and Liou JG. 1999. Exsolution lamellae in minerals from ultrahigh-pressure rocks. International Geology Review, 41(11): 981-993. DOI:10.1080/00206819909465184
Zhang RY, Shu JF, Mao HK and Liou JG. 1999. Magnetite lamellae in olivine and clinohumite from Dabie UHP ultramafic rocks, central China. American Mineralogist, 84(4): 564-569. DOI:10.2138/am-1999-0410
Zhang RY, Liou JG, Yang JS and Yui TF. 2000. Petrochemical constraints for dual origin of garnet peridotites from the Dabie-Sulu UHP terrane, eastern-central China. Journal of Metamorphic Geology, 18(2): 149-166. DOI:10.1046/j.1525-1314.2000.00248.x
Zhang RY, Liou JG and Ernst WG. 2009. The Dabie-Sulu continental collision zone:A comprehensive review. Gondwana Research, 16(1): 1-26. DOI:10.1016/j.gr.2009.03.008
Zhang ZM, Shen K, Sun WD, Liu YS, Liou JG, Shi C and Wang JL. 2008. Fluids in deeply subducted continental crust:Petrology, mineral chemistry and fluid inclusion of UHP metamorphic veins from the Sulu orogen, eastern China. Geochimica et Cosmochimica Acta, 72(13): 3200-3228. DOI:10.1016/j.gca.2008.04.014
Zheng JP, Sun M, Griffin WL, Zhou MF, Zhao GC, Robinson P, Tang HY and Zhang ZH. 2008. Age and geochemistry of contrasting peridotite types in the Dabie UHP belt, eastern China:Petrogenetic and geodynamic implications. Chemical Geology, 247(1-2): 282-304. DOI:10.1016/j.chemgeo.2007.10.023
Zheng L, Zhi XC and Reisberg L. 2009. Re-Os systematics of the Raobazhai peridotite massifs from the Dabie orogenic zone, eastern China. Chemical Geology, 268(1-2): 1-14. DOI:10.1016/j.chemgeo.2009.06.021
Zheng YF, Zhao ZF, Wu YB, Zhang SB, Liu XM and Wu FY. 2006. Zircon U-Pb age, Hf and O isotope constraints on protolith origin of ultrahigh-pressure eclogite and gneiss in the Dabie orogen. Chemical Geology, 231(1-2): 135-158. DOI:10.1016/j.chemgeo.2006.01.005
Zheng YF. 2012. Metamorphic chemical geodynamics in continental subduction zones. Chemical Geology, 328: 5-48. DOI:10.1016/j.chemgeo.2012.02.005
Zhu YF and Ogasawara Y. 2002. Phlogopite and coesite exsolution from super-silicic clinopyroxene. International Geology Review, 44(9): 831-836. DOI:10.2747/0020-6814.44.9.831
李曙光, 葛宁洁, 刘德良, 张宗清, 叶笑江, 郑双根, 彭长权. 1989. 大别山北翼大别群中C型榴辉岩的Sm-Nd同位素年龄及其构造意义. 科学通报, 34(7): 522-525. DOI:10.3321/j.issn:0023-074X.1989.07.002
刘贻灿, 李曙光, 徐树桐, 李惠民, 江来利, 陈冠宝, 吴维平, 苏文. 2000. 大别山北部榴辉岩和英云闪长质片麻岩锆石U-Pb年龄及多期变质增生. 高校地质学报, 6(3): 417-423. DOI:10.3969/j.issn.1006-7493.2000.03.007
刘贻灿, 徐树桐, 李曙光, 陈冠宝, 江来利, 周存亭, 吴维平. 2001. 大别山北部镁铁-超镁铁质岩带中榴辉岩的分布与变质温压条件. 地质学报, 75(3): 385-395. DOI:10.3321/j.issn:0001-5717.2001.03.012
刘贻灿, 古晓锋, 李曙光. 2009. 北大别超高压榴辉岩的快速折返与缓慢冷却过程. 岩石学报, 25(9): 2149-2156.