摘要
宜昌崆岭地区出露有扬子陆块最古老的基底岩系，其北部主要由太古宙的灰色片麻岩和古元古代的变质沉积岩组成，经历过峰期为高角闪岩相以上的变质作用。由于太古宙物质在华南的分布极为有限，崆岭地区成为了研究扬子陆块，甚至是华南早期地壳演化的窗口，在很早便引起了广泛关注。前人在年代学和地球化学方面开展了大量的研究，对本地区变质作用的研究相对有限。这些残存于古老地体的高级变质岩，对研究早期地壳的形成和演化，尤其是构造过程有非常重要的作用。 本文以崆岭地区的北部作为研究区，以其中的变质岩作为主要研究对象，通过详细的岩石学、矿物化学和年代学工作，揭示该地区变质岩所记录的变质期次及对应温压变化，了解其所指示的构造和地球热力学意义。本文主要获得以下几点成果: (1)选择了研究区中的四类变质岩进行了详细的岩相学研究，包括泥质变质岩、变基性岩、长英质变质岩和片岩。其中，泥质变质岩包括石榴黑云斜长片麻岩、石榴夕线黑云斜长片麻岩和石榴夕线堇青黑云斜长片麻岩;变基性岩包括石榴子石角闪石二辉石麻粒岩、石榴子石角闪石斜方辉石麻粒岩和含石榴子石的斜长角闪岩;含斜方辉石的长英质麻粒岩首次被识别。在石榴夕线黑云斜长片麻岩、石榴夕线堇青黑云斜长片麻岩和石榴子石角闪石二辉石麻粒岩中，均可以观察到岩石保留有多期次的变质阶段，并且有合适的共生矿物及矿物成分进行温压计算。其中，石榴夕线黑云斜长片麻岩中峰期矿物组合为石榴子石+夕线石+黑云母+斜长石+钾长石+石英，退变质阶段以石榴子石的分解和黑云母向纤维状夕线石转变为特征;石榴夕线堇青黑云斜长片麻岩中早期的矿物仅残存于石榴子石变斑晶中，M2阶段的矿物组合为石榴子石+蓝晶石+黑云母+斜长石+石英，M3阶段以黑云母、夕线石、石榴子石的消耗，堇青石和尖晶石的形成为特征，M4阶段以石榴子石周围出现的由黑云母、斜长石、堇青石所组成的后成合晶为特征。石榴子石角闪石二辉石麻粒岩中峰期矿物组合为石榴子石+角闪石+斜方辉石+单斜辉石，退变质作用以石榴子石分解为斜方辉石+斜长石+角闪石为特征。石榴子石角闪石斜方辉石麻粒岩中早期的矿物特征保留较少，主要保留了退变质阶段的矿物组合及反应结构，薄片下该阶段以石榴子石被斜方辉石和斜长石组成的冠状体所取代为特征。长英质变质岩中峰期矿物组合为石榴子石+斜方辉石+斜长石+石英±熔体，退变质阶段石榴子石周围形成堇青石和斜方辉石组成的后成合晶。在研究区中还存在一系列的片岩，这些片岩中包括石榴二云母片岩、石榴红柱石二云母片岩、石榴夕线黑云片岩。 (2)对不同类型的岩石中的特征变质矿物进行了电子探针分析。所有类型的变质岩的石榴子石变斑晶都具有成分变化，其中泥质变质岩和长英质变质岩中石榴子石变斑晶的XMg值在石榴子石的边部都出现下降的趋势，变基性岩的中的石榴子石XMg值变化不明显，钙铝榴石在所有类型的石榴子石中均出现从幔部到边部有逐渐下降的趋势，石榴子石中的XMg值往往与温度相关，而Ca含量则与压力相关，钙铝榴石含量的下降可能是退变质阶段石榴子石降压分解有关，这也与岩相学上的观察是相符合的。 (3)根据岩石中矿物组合对不同岩石的变质温压条件进行计算。泥质变质岩中的矿物组合，计算出三期变质温压条件，M2、M3和M4中变质温压条件分别为:751-766℃，11.8-12.6kbar、800-840℃，6.4-7.5kbar，～650℃，5.8kbar。基性麻粒岩样品的峰期温压条件为806-869℃，10.7-11kbar。退变质阶段的温压条件在～700-760℃，4.5-6.0 kbar。对于长英质麻粒岩，计算的峰期温压条件为875-936℃，8.3-10.4kbar。几类岩石样品的温压条件均构成顺时针的P-T轨迹，并且有近等温降压的特征。 (4)根据锆石的U-Pb年代学研究，变基性岩中的锆石主要为单颗粒的变质成因锆石，其他类型岩石的锆石样品中除了单颗粒锆石外，均存在具有核边结构的锆石。各类岩石变质作用发生的时间为～2.0 Ga，部分样品的变质时代稍有年轻(1961Ma)。在部分泥质变质岩的样品中，锆石核部的年龄集中在2.1-2.2 Ga;在长英质变质岩中，还保留了一期2945Ma的岩浆事件的年龄。 (5)在研究区存在的片岩类岩石中，没有出现高级变质作用条件下形成的特征矿物和反应结构，而是出现了红柱石、十字石、白云母等低温或低压的矿物，很显然这些变质岩的变质程度不同于区域上发生的高级变质作用，其具体的变质机制及其与其他地质体之间的关系都有待于继续查明。 本次研究表明，崆岭地区在～2.0Ga发生了广泛的变质作用。虽然岩石受后期地质活动的影响较大，但是根据温压计算，该期变质作用的峰期温度和压力达到麻粒岩相变质作用，并且发生过高角闪岩相-麻粒岩相的退变质作用，构成了近等温降压(ITD)的P-T轨迹。ITD轨迹的出现常被解释为陆-陆碰撞造山作用的结果。结合前人的研究，认为扬子陆块在～2.0 Ga很可能发生过微陆块的碰撞，导致崆岭地区高级变质作用的出现。
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