苏鲁超高压变质带中海阳所地区变基性岩的地球化学性质及变质演化特征

摘要

苏鲁超高压变质带的海阳所地区广泛分布各类变基性岩,它们主要由"红眼圈"结构的变辉长岩、(石榴)斜长角闪岩组成,且以透镜状或似层状赋存于片麻岩中.根据主量元素和微量元素特征,可将海阳所地区变基性岩划分为两种类型:第一类(A组)样品轻稀土相对富集,其稀土元素配分曲线具有右倾型的特征,微量元素具有Nb、Ta、Zr、Hf、Ti的明显负异常,其蛛网图配分曲线微弱右倾,类似于岛弧玄武岩IAB的特征;第二类(B组)样品稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图配分曲线均相对平坦,Nb、Ta、Zr、Hf、Ti略微亏损,与洋中脊玄武岩E-MORB具有一定的相似性.所有变基性岩样品均属于拉斑玄武岩系列,成因类型部分与岛弧环境相关,另一部分则可能与洋中脊环境关系密切.根据岩相学、矿物相转变、变质反应以及温压条件估算的综合研究结果,识别出海阳所变基性岩可能经历了两期变质作用,其中第一期中-高压麻粒岩相变质作用(M1)的标志性矿物组合以基质中保存的粗粒石榴石(Grt1)+粗粒单斜辉石(Cpx1)+粗粒斜长石(Pl1)±石英(Qtz)组合为特征,形成的温压条件为T =725～845℃、P=9.5～12.4kbar;第二期峰期高压麻粒岩相变质阶段(M21)以发育"红眼圈"结构为特征,典型的矿物组合为新生的细粒石榴石(Grt21)+单斜辉石(Cpx21)+斜长石(Pl21)±石英(Qtz),形成的温压条件为T=765 ～845℃、P=14.8 ～ 17.5kbar,而峰后角闪岩相退变质阶段(M21)以形成低温退变质矿物组合绿色角闪石(Amp22)+斜长石(Pl22)±石英(Qtz)±石榴石(Grt22)为特征,形成的温压条件为T=575 ～ 680℃、P=6.0～8.0kbar.第二期变质演化P-T轨迹具有近等温降压至减压冷却的顺时针型式.海阳所变基性岩记录的多期变质演化的信息及其P-T条件与苏鲁-大别超高压变质带存在明显差异.结合以往变基性岩新太古代-古元古代原岩年龄信息,可以判断海阳所地区的变基性岩可能来自于华北克拉通东南缘胶北地体的古老变质基底,并卷入苏鲁-大别地体中-晚三叠世造山事件中.这一重要成果对于揭示海阳所及其邻区变基性岩和围岩的成因、胶北地体古老基底的形成演化过程以及重塑苏鲁-大别超高压变质带的构造演化模式具有重要的科学意义.