2013, Vol. 29
2. 新疆矿产资源研究中心，乌鲁木齐 830011;
3. 中国科学院大学，北京 100049
2. Xinjiang Research Center for Mineral Resources, Urumqi 830011, China;
3. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
塔里木盆地是中国大陆面积最大的含油气沉积盆地，因此阐明塔里木克拉通基底性质及构造演化特征对认识塔里木盆地油气聚集分布规律有重要意义。塔里木盆地克拉通位于中国西部，它为环形山链所环绕，北缘为天山弧形山链，南缘为西昆仑-阿尔金弧形山链(周勇等和潘裕生，1998)。由于巨厚的沉积盖层及周边复杂的造山带，塔里木克拉通前寒武纪变质基底仅出露在很少的几个地区：(1) 东北缘的库鲁克塔格地区；(2) 东南缘的阿尔金-敦煌地区；(3) 西南缘的铁克里克-西昆仑地区；(4) 西北缘的阿克苏-柯评地区(张建新等，2011)。东北缘的库鲁克塔格地区是新疆前寒武系出露最好的地区，也是中国早前寒武纪地体出露的主要地区之一，其出露的最老基底岩石主要为灰色片麻岩(TTG) 和表壳岩，形成于太古宙-古元古代，其中表壳岩中通常伴随有斜长角闪岩夹层(或捕掳体)(Leake et al., 1997；Hu et al., 2000；Wang et al., 2003；Luo et al., 2008；Long et al., 2012；Shu et al., 2011；郭召杰等，2003；张建新等，2011)。此外，该区还广泛出露古元古代的变沉积岩，它们与下覆基底岩石呈不整合接触关系(郭召杰等，2003；高振家等，1993)。
东南缘的阿尔金-敦煌地区同样广泛出露前寒武纪变质基底岩石，岩石类型与库鲁克塔格地区相近，可大致分为三类：第一类为太古代宙的花岗片麻岩；第二类为变质中-基性火山岩，主要包括变质二辉岩和麻粒岩；第三类为一套具有“孔兹岩系”特征的变沉积岩(梅华林等，1997；于海峰等，1998；Lu et al., 2008)。表壳岩以火山岩和沉积岩为主，分别被定义为米兰群和敦煌群(Leake et al., 1997；张建新等，2011)。过去几十年，地质学家们对阿尔金山的变质基底、构造格架及演化历史进行了广泛的研究，为正确认识塔里木克拉通的性质及构造演化提供了大量资料(车自成等，1995；郭召杰等，1998；Wang et al., 2003；刘永顺等，2009；唐卓等，2011；张建新等，2011)。相对而言，对于敦煌地区敦煌群的研究要薄弱很多，尽管前人对敦煌三危山、多坝沟、石包城、红柳峡等地的敦煌群进行了一些地球化学与年代学研究(梅华林等，1998；于海峰等，1998；孟繁聪等，2011)，但是仅仅把敦煌地块看做独立的块体进行讨论，并未将其归到塔里木克拉通的构造演化历史中，本文以红柳峡地区敦煌群中斜长角闪岩的变质特征及年代学为主结合野外接触关系，试图将敦煌地块与塔里木克拉通联系到一起，共同探讨其构造演化。
2 地质背景敦煌地块位于塔里木克拉通东部，北接北山造山带，南以阿尔金断裂与祁连造山带分开，西北边界为且末-星星峡断裂，整体呈三角状块体(图 1)。敦煌地块被划为克拉通的一部分，不作为造山带，主要是该地体保留了克拉通所特有的早前寒武纪变质基底的特点，而未受到早古生代造山作用的强烈叠加(陆松年等，2006)。该地块中出露的早前寒武纪岩石主要为敦煌群，《甘肃省区域地质志》(甘肃省地质矿产局，1989) 自下而上将其划分为A、B、C、D四个岩组，研究区范围内所见相当于A、B、C三个岩组：A岩组主要为条带状混合岩，其基体为黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩，脉体为肉红色花岗质岩石，还可见少量大理岩透镜体；B岩组主要为含石墨透闪石化白云质大理岩、二云石英片岩、石英岩、黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩、大理岩；C岩组主要为条带状混合岩，以基体含角闪石为特征，脉体以灰白色花岗质为主，因混合岩化不均匀，还见有二云石英片岩、黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、大理岩(图 2、图 3)。前人研究认为红柳峡地区这一套岩石为中高级变质火山岩-沉积岩组合，其变质沉积组合与孔兹岩系相似(梅华林等, 1997, 1998；于海峰等，1998)。本次研究的样品为石榴石斜长角闪岩，此类岩石通常以小规模岩墙或透镜体的形式出现在黑云斜长片麻岩、石英岩或大理岩中。
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图 1 敦煌及其邻区地质构造概图(据葛肖虹和刘俊来，2000修改) Fig. 1 Geological sketch map of Dunhuang and adjacent area (after Ge and Liu, 2000) |
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图 2 红柳峡地区地质简图(据甘肃省革命委员会地质局，1973①修改) Fig. 2 Geological map of Hongliuxia |
①甘肃省革命委员会地质局.1973. 1 200000别盖幅地质图
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图 3 红柳峡剖面图 Fig. 3 Profile map of Hongliuxia |
样品的粉碎工作在河北省地质调查局廊坊实验室完成。主量元素的测定在中国科学院地质与地球物理研究所固体矿产资源研究室采用X-射线荧光光谱法(XRF) 在Shimadzu XRF-1700/1500上完成。微量、稀土元素的测定由中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室采用ICP-MS方法在ICP-MS Agilent 7500a.上完成。用作定年的锆石从大约3kg的新鲜岩石样品中分离获得，在定年之前首先进行锆石阴极发光(CL) 内部结构研究，阴极发光是在中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈国家重点实验室的阴极荧光仪上完成的。锆石的原位U-Pb、Lu-Hf同位素分析是在中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈国家重点实验室Neptune多接收器电感耦合等离子体质谱仪MC-ICP-MS和193nm激光取样系统上进行的。测样束斑直径是40~60μm，采用高纯Ar气为载气，用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST610进行仪器最佳化，采用91500标准锆石外部校正法进行锆石原位U-Pb分析。详细的测试流程、技术参数和干扰校正参数和校正方法可参见Xu et al. (2004)、Wu et al. (2006)和袁洪林(2003)的描述。矿物的氧化物含量分析在中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室的日本JEOL JXA-8100型电子探针完成。仪器的工作电压为15kV，工作电流为10nA，束斑直径约为2μm，并利用天然矿物样品和PAP校正处理程序进行仪器标定和数据校正。
4 岩石学、地球化学特征、原岩恢复及大地构造环境 4.1 岩石学特征石榴石斜长角闪岩夹在片麻岩、石英岩或大理岩中，通常以透镜体或岩墙的形式出现(图 4a)，岩石整体结构比较均匀，局部出现片麻理化，逐渐向角闪斜长片麻岩过渡。岩石具中细粒不等粒粒状变晶结构，块状构造。主要组成矿物为石榴石(10%~15%)、斜长石(30%~40%) 和角闪石(35%~40%)，此外还有少量透辉石、黑云母、石英等矿物。石榴石通常以半自形-自形的粒状变斑晶的形式出现，粒度变化于0.5~2.5mm之间，且以粗粒为主(粒径多为1~2mm)，其边部可见清晰的“白眼圈”结构(图 4b，c)，该“白眼圈”是斜长石和角闪石形成的冠状体，可能指示了石榴石的减压分解过程(Harley，1998)，变斑晶石榴石中通常发育有包体矿物，且包体多分布于石榴石核部及幔部，边部很少或基本不见包体(图 4c)。包体以黑云母、斜长石和角闪石为主，少量为石英、磷灰石、榍石等。基质中的他形细粒石榴石基本不含包体，也不具核幔结构(图 4d)。角闪石粒径在1~3 mm之间，多数 < 2mm，根据其颜色的变化可以大致分为两类：一类为浅棕褐色角闪石，另一类为绿色角闪石，前者主要以短柱状、粒状出现在基质中，颗粒相对较粗，个别颗粒具有环带状干涉色，可能是成分差异造成的(图 4d)，后者则常出现在石榴石变斑晶中或石榴石冠状体中(图 4c)。斜长石多为中长石-拉长石(An=34.8~60.0)，多以板状形式出现在基质中，少数与角闪石一起构成变斑晶石榴石的反应边。
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图 4 石榴石斜长角闪岩的野外照片(a、b) 和显微镜下照片(c、d) Fig. 4 Field photos (a, b) and photomicrographs of garnet-bearing amphibolites (c, d) |
研究样品的主量、微量元素含量见表 1。
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表 1 石榴石斜长角闪岩主量(wt%) 和微量元素(×10-6) 特征 Table 1 Major (wt%) and trace (×10-6) elements data for garnet-bearing amphibolite |
全岩组分显示，石榴石斜长角闪岩以SiO2低(46.1%~49.3%)，Al2O3稳定(13.9%~15.9%)，CaO>MgO，Na2O>K2O为特征(表 1)。CIPW标准矿物计算结果显示，全部的分析样品都含有标准透辉石以及少量钛铁矿、磁铁矿和磷灰石，大部分样品含有标准紫苏辉石和橄榄石，只有一个分析样含有标准石英，说明大部分斜长角闪岩是SiO2不饱和的，还有一个分析样含有标准霞石(表 1)，可能是在变质过程中由K、Na的加入引起的(Knoper and Condie, 1998)。用MnO-TiO2判别图对角闪岩的原岩进行判别发现，几乎所有分析点都落在正斜长角闪岩的区域内(图 5a)。在c-(al-alk)-100mg三角图解中，分析点明显沿着岩浆演化的趋势分布(图 5b，Leake，1964)，此外，Cr、Ni与mg显著的正相关关系也可以说明分析样具有岩浆的性质。对于角闪质岩石来说，主要微量元素的比值与原岩性质有关，而红柳峡地区石榴石斜长角闪岩中Sr/Ba和Cr/Ni比值多大于1，进一步表明其原岩为正变质的基性岩。
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图 5 红柳峡石榴石斜长角闪岩的岩石化学判别图 (a)-TiO2-MnO判别图(据王仁民等，1987); (b)-c-(al-alk)-100mg判别图(据Raith and Meisel, 2001); (c)-AFM判别图; (d)-MnO×10-P2O5×10-TiO2判别图(据Ellen，1983); (e)-Rb/Zr-Nb判别图(据Brown et al., 1984); (f)-Ta/Yb-Th/Yb判别图(据Raith and Meisel, 2001) Fig. 5 Plots of garnet-bearing amphibolites from Hongliuxia |
红柳峡石榴石斜长角闪岩具有低的TiO2含量(0.65%~1.47%)，低的Zr/P2O5比值(0.02~0.05) 和Nb/Y比值(0.15~0.59)，这些都是拉斑玄武岩的指示性特征(Winchester and Floyd, 1976，1977)，且在AFM图解中(图 5c)，分析点全部落在拉斑玄武岩的范围内。
球粒陨石标准化的稀土配分图显示(图 6a)，红柳峡石榴石斜长角闪岩的稀土配分可以明显的分为两类：第一类LREE含量较高，具有中等的REE分异((Ce/Yb)N=3.9~8.4，表 1)；第二类REE总含量较低，具有中等的REE分异((Ce/Yb)N=1.1~2.9，表 1)，但是分异程度明显低于第一类，Nb含量非常低，具有不成熟岛弧玄武岩的典型特征，这一结论和MnO×10-P2O5×10-TiO2判别图及岛弧成熟度判别图Rb/Zr-Nb所获得的结果一致(图 5d，e)，说明它们是由残余岩石圈的部分熔融形成的(Brouxel et al., 1989)。原始地幔标准化蛛网图显示(图 6b)，岩石富集LILE (Rb、Ba、U、Pb等)，亏损HSFE (Nb、Ta、Zr、Hf等)，此外，所有分析样品都具有异常低的Ce浓度，这些都是典型的镁铁质岛弧火山岩的特点(Pearce，1983；Knoper and Condie, 1988)。
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图 6 石榴石斜长角闪岩球粒陨石标准化稀土配分图(a) 和原始地幔标准化蛛网图(b) (标准化值据Sun and McDonough, 1989) Fig. 6 Chondrite-normalized rare earth element patterns and primitive mantle-normalized trace element spidergram for garnet-bearing amphibolites (normalization values after Sun and McDonough, 1989) |
由于角闪岩在变质过程中SiO2、Na2O、K2O等活泼元素的含量可能会发生显著的变化，而一些惰性元素，如Ti、P、Y、Nb、Zr等则无变化或发生微弱的变化，因此用不活泼元素的投影图解能更好的反映地质事实(Winchester and Floyd, 1976；Volkova and Budanov, 1999)。用Ta/Yb-Th/Yb图解对其构造环境进行判别发现，大多数分析点都落在活动大陆边缘的范围内，并且所有数据整体构成板内玄武岩的演化趋势(图 5f)。综上所述，红柳峡石榴石斜长角闪岩原岩为岛弧拉斑玄武岩，且其形成于不成熟的岛弧环境。
5 变质特征 5.1 矿物化学主要矿物化学成分见表 2。
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表 2 石榴石斜长角闪岩中各种代表性矿物成分的电子探针分析结果(wt%) Table 2 Microcrobe analyses for reprehensive mineral compositions of garnet-bearing amphibolite (wt%) |
石榴石 石榴石化学成分有一定的变化范围，端元组成为铁铝榴石(48.2%~53.0%)，镁铝榴石(7.8%~15.3%)，钙铝榴石(28.5%~33.4%)，锰铝榴石(3.0%~8.4%)。从核部到幔部MgO含量明显升高，到边部又有略微降低的趋势，MgO含量和MgO/(MgO+FeO) 比值的最大值并未出现在石榴石的最边缘位置；而MnO的含量则在核部最高，向外逐渐降低并在接近边部时达最低值，而后又有微弱的升高(图 7)，为典型的增温后又降温石榴石的环带特征(García-Casco et al., 2002)，反映变斑晶石榴石是在温度升高的进变质作用阶段形成的。CaO的含量变化则比较微弱，但是相对较复杂，从核部到幔部有微弱的升高，到边部则显示出略微降低的趋势。
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图 7 石榴石斜长角闪岩中石榴石的成分剖面图 Fig. 7 Compositional profile of garnet in garnet-bearing amphibolite |
前人对石榴石环带的研究发现，随着岩石形成温度的升高，石榴石中MgO含量升高，MnO含量降低；随着岩石形成压力的升高CaO含量升高(Enami，1998；Carswell et al., 2000；García-Casco et al., 2002)。红柳峡石榴石斜长角闪岩中石榴石变斑晶的MgO、MnO和CaO含量的变化特征表明，从石榴石的核部到边部温度在逐渐升高，在靠近最边缘的位置温度略微降低。压力的变化与温度的变化有明显的差异，从核部到幔部压力逐渐增加达到最大值，然后又慢慢降低，到石榴石最边缘时达最小值，所以温度的最高点在时间上要稍落后于压力的最高点。研究样品中石榴石的XCa和Fe/Mg比值具有明显的正相关性(图 8)，也可以说明石榴石压力的最大值(maxXCa) 和温度的最大值(minFe/Mg) 不是同时到达的(Carswell et al., 2000)。
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图 8 石榴石斜长角闪岩中石榴石的XCa-Fe/Mg判别图 Fig. 8 Plot of Fe/Mg against XCa for garnet in garnet-bearing amphibolite |
角闪石 石榴石斜长角闪岩中产出两类角闪石，一类是浅棕褐色角闪石，含量占角闪石总数的80%以上，主要产出在基质中，在角闪石分类图解中落在钙镁角闪石的区域内；另一类为绿色角闪石，产出于石榴石变斑晶、后成合晶和基质中，在角闪石分类图解中主要落在镁角闪石的区域内(图 9a)。少数颗粒较粗大的角闪石，从中心到边缘颜色由浅褐色逐渐过渡到黄绿色，可能是成分差异造成的。在角闪石的Ti-AlⅣ和Ti-Na+K与变质相关系图解中，绿色角闪石主要落在低角闪岩相区域，而浅棕褐色角闪石则主要落在高角闪岩相区和高角闪岩相与麻粒岩相过渡的区域，且后者的形成压力在5kbar以上(图 9b-d)。
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图 9 石榴石斜长角闪岩中角闪石的成分特征 (a)-角闪石分类图(Leake et al., 1997)；(b)-角闪石的Ti-AlⅣ与变质相关系图(据靳是琴，1991)；(c)-角闪石的Ti-Na+K与变质相关系图(据靳是琴，1991)；(d)-角闪石的AlⅥ与Si关系图(据Raase，1974).Ⅰ-麻粒岩相；Ⅱ-高角闪岩相；Ⅲ-低角闪岩相；Ⅳ-绿片岩相; ◇-绿色角闪石；◆-棕褐色角闪石 Fig. 9 Compositional features of amphiboles from garnet-bearing amphibolite |
辉石类矿物 主要产出于基质中，颗粒较小，半自形-他形柱状，具有典型的辉石式解理，据其矿物特征及成分判断，它们主要为透辉石(表 2)。
长石类矿物 与角闪石一起构成石榴石冠状体的长石为中长石-拉长石(An=39.1~60.0，表 2)，基质中的长石为中长石(An=33.2~42.3，表 2)。
5.2 变质演化及其PT条件根据石榴石、角闪石、斜长石等矿物的成分特征及代表性矿物之间的反应关系，可以把红柳峡石榴石斜长角闪岩的变质演化划分为明显的四个阶段，各阶段的特征如下：
Ⅰ.早期进变质阶段(M1)：以石榴石的核部成分及核部的包体矿物为特征，包体矿物集中在石榴石核部，分布非常密集且颗粒细小，主要为角闪石、斜长石和石英，它们在继续升温的过程中，由于峰期石榴石的包裹，限制它们的生长而保存在石榴石中，所以该阶段代表性的矿物组合为：Grt+AmpⅠ+PlⅠ±Qtz，该矿物组合为典型的基性岩中低角闪岩相的矿物组合，相应的变质温压条件为：T=550~600℃，P=0.3~0.5Gpa (王仁民等，1989)。利用Grt-Amp温度计(Perchuk and Lavrent'yeva，1990) 进行计算得出，该阶段的变质温度为：590~660℃(表 3)。造成这种差异的原因可能是，石榴石和角闪石在高角闪岩相的变质作用过程中发生再平衡的结果。
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表 3 石榴石斜长角闪岩的温压计算结果 Table 3 Result of conventional thermobarometery of garnet-bearing amphibolite |
Ⅱ.变质高峰期阶段(M2)：以变斑晶石榴石幔部成分及基质中的矿物为特征，基质中出现透辉石，主要矿物组合为：Grt+AmpⅡ+Di+PlⅡ+Qtz，该矿物组合的出现说明已进入角闪麻粒岩相(卢良兆等，1996)，与角闪石矿物成分投影结果相呼应。从石榴石的成分剖面也可以看出已达到峰期阶段(图 7)。Grt+Cpx+Pl组合的出现表明变质的压力较高，用角闪石中Al含量压力计(Schmidt，1992) 计算得出变质峰期压力为0.8~0.9Gpa。Grt-Amp温度计得出变质峰期的温度条件为650~780℃(表 3)。
Ⅲ.近等温减压变质阶段(M3)：代表性结构为石榴石边缘形成由绿色角闪石和斜长石组成的“白眼圈”，它代表了以近等温减压为主的变质作用过程中矿物间的转化关系，该结构是石榴石在降压过程中水化形成的，发生的反应为：Grt+Qtz+H2O→AmpⅢ+PlⅢ，且“白眼圈”中新生成的斜长石钙含量明显高于峰期阶段形成的斜长石(表 2)。利用Pl-Amp温度计(Holland and Blundy, 1994；Dale et al., 2000) 得出变质温度为：630~700℃(表 3)。有些石榴石只残留很小的一部分，基本被角闪石和斜长石替代，但是仍保留石榴石假象。
Ⅳ.晚期降温退变质阶段(M4)：此阶段发生降温水化反应，单斜辉石开始向细粒他形的角闪石(AmpⅣ) 和斜长石(PlⅣ) 转化，该阶段形成的角闪石明显不同于前三个阶段形成的角闪石，K2O、AL2O3的含量明显较高。由于没有合适的温压计，不能得出具体的变质温度、压力。
根据不同变质阶段估算的PT结果，得出敦煌红柳峡地区石榴石斜长角闪岩的PTt演化轨迹如图 10所示。
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图 10 石榴石斜长角闪岩的PT演化轨迹 Fig. 10 P-T path of garnet-bearing amphibolites |
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表 4 石榴石斜长角闪岩锆石LA-ICPMS U-Pb同位素分析结果 Table 4 LA ICP-MS analytical data of zircons of garnet-bearing amphibolite |
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表 5 石榴石斜长角闪岩锆石LA-ICPMS Lu-Hf同位素组成 Table 5 LA-ICPMS Lu-Hf isotopic data of zircons of garnet-bearing amphibolite |
红柳峡石榴石斜长角闪岩中挑出的锆石透明，无色或淡黄色，具不规则形态。CL图像显示有两种类型的锆石。第一类锆石发育岩浆锆石特征的韵律环带，具有较窄的高亮蚀变边。第二类锆石结构较复杂，具有界限模糊的高亮部分和暗色部分，且高亮蚀变部分和暗色部分呈不规则的接触状态(图 11)。对11颗第一类型锆石核部的12个点进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析，测试结果见表 4。所有分析点都集中分布在协和线上，加权平均年龄为1611±6Ma，代表岩石的结晶年龄(图 12)。所测锆石的Th/U比值介于0.5~1.0之间。由于高亮蚀变边太窄未对其进行测试。第二类锆石粒径较小，且结构复杂，未对其进行年龄测试。从两类锆石的结构形态推测，该区应该存在一期熔体参与的热事件。
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图 11 石榴石斜长角闪岩中锆石CL图像 Fig. 11 Representative CL images of zircons from garnet-bearing amphibolite |
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图 12 石榴石斜长角闪岩的锆石U-Pb年龄协和图 Fig. 12 U-Pb concordia diagram for zircons of the garnet-bearing amphibolite |
12个测试点的εHf(t) 均为正值(图 13)，位于0.7~3.5之间，两阶段模式年龄位于2.10~2.27Ga之间，远大于其形成年龄(大约1.61Ga)，表明锆石来自古元古代地壳物质的再造。
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图 13 石榴石斜长角闪岩εHf与年龄相关图 Fig. 13 Plot of εHf values vusers U-Pb ages of zircons from garnet-bearing amphibolite |
塔里木克拉通是指由“塔里木造山运动”所形成的一个统一的大陆块体，该地体前寒武纪地质历史最早可追溯到3600Ma以前，新太古代为地壳再造和初始地壳增生阶段，古元古代早期(2500~2300Ma) 经历陆内裂解，晚期(1900Ma) 则存在一次重要的热-构造运动，中-新元古代为古塔里木板块的形成阶段，即塔里木运动，该构造事件使塔里木完成了从相对活动到相对稳定状态的转变(陆松年等，2006；吴国干，2002)。
前人在研究塔里木盆地前寒武纪基底与超大陆的关系时发现，在塔北、塔东及其邻近地区广泛存在1400~1600Ma的年龄数据(陆松年和袁桂邦，2003；邬光辉等，2010)，此期年龄代表的构造事件与哥伦比亚超大陆的裂解时间一致(Rogers and Santosh, 2002，2003)，可能预示着塔北古地体与哥伦比亚超大陆有一定的联系，塔北局部地体可能为哥伦比亚超大陆的裂解产物(邬光辉等，2010)。
敦煌地块位于塔里木盆地的东北缘，广泛出露一套早前寒武纪岩石，为塔里木盆地的基底岩石, 该地块主要由敦煌群组成，红柳峡地区出露的敦煌群主要为一套变质的表壳岩，其中出露有含有石榴石的斜长角闪岩，该类岩石的原岩为岛弧拉斑玄武岩，形成于不成熟的岛弧环境，且在其后的构造演化中经历了高角闪岩相的变质作用。本文得出该岩石中锆石结晶年龄为1611±6Ma，故推断在中元古代早期该区有一次岩浆-热事件。研究中我们得出，红柳峡石榴石斜长角闪岩的SiO2含量位于45.1%~49.3%之间，Al2O3在12.9%~15.9%之间，全铁总含量在10.8%~14.5%之间变化，Fe/Mg比值变化于0.8~1.8之间，且Cr、Ni含量较低，以上元素含量特点说明岩石经历了显著的结晶分异作用，对于岛弧拉斑玄武岩而言，最合理的解释是，他们由地幔楔脱水熔融形成，随后经历了强烈的结晶分异作用(Tarney et al., 1981)，而通过变质作用研究我们得出，红柳峡石榴石斜长角闪岩完整记录了从早期升温升压的进变质到后来的近等温减压再到最后的降压退变质的一个顺时针的P-T-t演化轨迹，所以我们的研究结果反映的构造演化历史为：板块俯冲到地壳深部遭受高温变质作用，然后该区出现拉张的构造体制，随之地壳减薄，但是原来处于地壳深部的岩石并未出现大幅度折返和抬升，而是仍然处于原来的深度，慢慢的冷却直至正常的地温梯度。结合前人的研究成果，我们推断塔里木板块可能与哥伦比亚超大陆的裂解有联系，且当时位于塔里木东北缘的敦煌地块还是岛弧的构造环境，后来在中元古代塔里木运动中有一次板块俯冲碰撞事件，引起了一次高级变质作用(高角闪岩相)，使当时的基性火山岩变质形成如今含有石榴石的斜长角闪岩。
致谢 在样品处理和测试分析过程中，得到了河北区域地质调查大队李林庆老师、中国科学院地质与地球物理研究所李献华老师、杨进辉老师、杨岳衡老师、李禾老师、王红月老师等的大力帮助；在成文过程中，得到了俞良军老师的指导和帮助；在此一并表示感谢。| [] | Brouxel M, Lecuyer C, Lapierre H. 1989. Diversity of magma types in a Lower Paleozoic island arc-marginal basin system (Eastern Klamath Mountains, California, U. S. A.). Chemical Geology, 77(3-4): 251–264. DOI:10.1016/0009-2541(89)90077-6 |
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