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榴輝巖相

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榴輝巖相(eclogite facies)是一個高壓(P>1GPa)變質相,以典型岩石榴輝巖(eclogite)而得名。進一步劃分高壓和超高壓榴輝巖相,或以温度高低劃分為低温、中温、高温榴輝巖相。
典型的榴輝巖的礦物組合為鎂鋁石榴石+綠輝石。呈塊狀構造,不等粒變晶結構。
中文名
榴輝巖相
外文名
eclogite facies
變質條件
壓力>1Gpa,温度>500℃
典型岩石
榴輝巖
典型產地
大別造山帶等

榴輝巖相巖相簡介

榴輝巖相(eclogite facies)是一個高P/T,中-高温區域變質相。特徵岩石為榴輝巖,常呈透鏡體產出。
榴輝巖相的壓力很高,一般大於1Gpa,有時在25-35Gpa以上。温度範圍變化較大,低温限向藍片岩相過渡,高温限為乾的拉斑玄武岩液相線。以普通石英轉變為柯石英的反應進一步劃分高壓和超高壓;或以温度高低(450-550、550-900、900-1600℃)劃分為低温、中温、高温榴輝巖相(Carswell,1990)。 [1] 
產於金伯利岩超基性岩中的榴輝巖,來源於地幔,形成温度較高。產於藍閃石硬柱石片岩相或角閃巖相中的榴輝巖則形成於中低温。

榴輝巖相主要特徵

榴輝巖一般為深色,粗粒不等粒變晶結構,塊狀構造比重較大,呈塊狀體或層狀體產出。常以次要的特徵礦物命名,如藍晶石榴輝巖等。榴輝巖的化學成分玄武岩相似,產狀和成因比較複雜。
典型的榴輝巖礦物組合為鎂鋁石榴石綠輝石塊狀構造,不等粒變晶結構。少量榴輝巖曾經歷強烈塑性變形,礦物產生應力下的變晶作用

榴輝巖相主要類型

榴輝巖相岩石是多種多樣的,包括泥質、長英質、鈣質、基性和鎂質五大化學類型。
榴輝巖相基性變質岩
礦物組合特徵:
榴輝巖相基性變質岩典型組合為Gt+Omp+Ky+Q,代表性岩石為各類榴輝巖,它們具有多種多樣的地質產狀。
岩石分類:
榴輝巖鏡下 榴輝巖鏡下
Goleman et al.(1965) [2]  根據地質產狀將榴輝巖分成A、B、C三類。它們分別與基性-超基性火成岩、片麻岩和藍片岩有關。三類榴輝巖在地質產狀、全巖化學成分、主要礦物(Gt、Omp)化學成分次要礦物種類、形成P-T條件和成因等各方面都有所不同,如下表格。
榴輝巖類型
A
B
C
地質產狀
金伯利岩、玄武岩中的包體、橄欖岩中的條帶和層
片麻岩中的透鏡體、豆莢體或層
藍片岩地體中的構造巖塊或與藍片岩構成遞增變質帶
全巖化學成分
橄欖玄武岩
過渡型玄武岩
拉斑玄武岩
Gt: Mg/(Mg+Fe2++Mn)
0.45-0.95
0.10-0.60
<0.45
Gt: Ca/(Mg+Fe2++Mn+Ca)
0.10-0.80
0.15-0.40
0.20-0.40
Cpx
鈉質普通輝石、綠輝石
鈉質普通輝石、綠輝石、暗綠玉
綠輝石、暗綠玉
次要礦物
Opx、Ky、Co、Phl
Ky、Zo、NaCa-Am、Phn
Gl、Zo、Phn、Chl
温壓條件
高温(>900℃)高壓-超高壓
中温(500-900℃)高壓-超高壓
低温(450-550℃)高壓
可能
上地幔
構造加厚的大陸殼
俯衝洋殼和弧-溝沉積物
榴輝巖相非基性變質岩
榴輝巖相長英質、鈣質、鎂質變質岩在大別山發育較好。
長英質組合為Jd+Q(Coe)+Gt(硬玉石英岩)和Ky+Q(Coe)+Gt+Phn(藍晶石石英岩);
鈣質組合為Cc+Dol+Ar+Phl±Pl±Q(Coe)±Tr±Gt(大理岩);
鎂質組合為Ol+Gt+Opx+Cpx(石榴橄欖岩)。
上述組合之中,柯石英(假象)包裹與石榴子石、藍晶石等寄主礦物內部。 [3] 

榴輝巖相形成原因

中國大陸科學鑽探主孔位於大別—蘇魯這條典型的超高壓變質帶上,孔內0-2000m的岩心中,各種榴輝巖佔到50%以上。榴輝巖大多經歷了不同程度的退變質。
依據榴輝巖中主要礦物綠輝石石榴石的退變質程度,0-2000m榴輝巖的退變質過程可分為2個大階段,4個亞階段:第一大階段(又分為輕微退變質、部分退變質)、第二大階段(又分為退變質和強退變質)。總的退變質趨勢是:石榴石逐漸被韭角閃石黑雲母+綠簾石替代;綠輝石逐漸被角閃石+鈉長石後成合晶替代,硬玉(Jd)含量逐漸減少,並部分轉化為霓輝石。榴輝巖在退變質過程中所經歷的温壓條件為:峯期變質温度為697-831℃,壓力3.0Gpa左右;部分退變質階段温度為629-776℃,壓力1.2-1.6Gpa;退變質階段温度為550-650℃,壓力0.5-0.7Gpa;強退變質階段温度為300~400℃,壓力0.30-0.35Gpa。
綜合岩石、礦物及形成温壓條件等特徵,推斷榴輝巖的折返過程經歷了兩個大階段:第一大階段是近等温降壓的快速折返(榴輝巖在此期間經歷了第一大階段的退變質),第二大階段是降温降壓的緩慢抬升(榴輝巖繼而經歷了第二大階段的退變質)。綠輝石的完全退變質,既是劃分榴輝巖兩大退變質階段的標誌,同時也是區分兩大折返階段的標誌。
參考資料
  • 1.    Carswell D A..Eclogite facies rocks:New York: Blackie & Son Ltd,1990
  • 2.    Coleman R G, Lee D E, Beatty L B et al.Eclogites and eclogites: their differences and similarities:Geol. Soc. America Bull. ,1965:76: 483-508
  • 3.    桑隆康,馬昌前.岩石學.北京:地質出版社,2012.06:545-548