柴北緣魚卡榴輝巖變質P-T演化歷史

胡榮國, 趙義來, 夏志鵬,邱華寧

(1.桂林理工大學 a.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室; b. 地球科學學院,廣西 桂林 541004;2.中國科學院廣州地球化學研究所 同位素地球化學國家重點實驗室,廣州 510640)

柴北緣魚卡榴輝巖變質P-T演化歷史

胡榮國1,2, 趙義來1, 夏志鵬1,邱華寧2

(1.桂林理工大學 a.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點實驗室; b. 地球科學學院,廣西 桂林 541004;2.中國科學院廣州地球化學研究所 同位素地球化學國家重點實驗室,廣州 510640)

魚卡榴輝巖-片麻巖地體位于柴北緣超高壓變質巖帶的北西端,以榴輝巖系為主的高壓-超高壓變質巖主要以透鏡狀、布丁狀或似層狀賦存于片巖、片麻巖中。區(qū)內榴輝巖的典型礦物組合為石榴石+綠輝石+多硅白云母+金紅石。石榴石變斑晶普遍保存進變質生長環(huán)帶,從核部到邊部石榴石的化學成分、包體礦物的種類和粒度皆呈現(xiàn)出規(guī)律的分帶性。巖相學和礦物化學研究顯示榴輝巖經(jīng)歷了4期與俯沖和折返作用有關的變質演化歷史:進變質角閃巖相(P=0.91～0.98 GPa,T=527～600 ℃)、 峰期榴輝巖相(P=2.62 ～3.07 GPa,T=675～711 ℃), 減壓降溫過程中的麻粒巖相-高角閃巖相(P=1.33～1.72 GPa,T=633～687 ℃)和低角閃巖相(P=0.56～0.88 GPa,T=490～587 ℃)。榴輝巖中的各類超高壓變質礦物組合完整的記錄魚卡榴輝巖從俯沖到折返整個變質過程,即從最初增溫增壓的進變質到溫度和壓力都達到頂峰的峰期變質,再到降溫降壓的退變質這樣一個順時針P-T演化過程。

榴輝巖;超高壓變質作用;P-T軌跡;柴北緣

0 引 言

柴達木盆地北緣(簡稱柴北緣)早古生代造山帶位于青藏高原東北部,夾持于柴達木地塊和祁連地體之間,東西兩端分別被哇紅山斷裂和阿爾金斷裂截斷,呈NW-SE向展布,斷續(xù)綿延超700 km,是柴北緣加里東俯沖碰撞雜巖帶最主要的組成部分。20世紀90年代以來,伴隨著區(qū)內高壓超高壓變質巖石[1-3]和變質巖中超高壓變質標志礦物(如柯石英、微粒金剛石等)以及超高壓變質礦物組合(透長石+多晶石英)的相繼發(fā)現(xiàn)和確認[2, 4-8],使得柴北緣地區(qū)的地質研究越來越受到重視,并取得了一系列的成果。這些超高壓變質巖和超高壓變質礦物的發(fā)現(xiàn)和確定，不僅證明了超高壓變質作用在柴北緣造山帶中的存在，使其成為繼東部的蘇魯-大別超高壓變質帶之后我國西部新厘定的又一條高壓超高壓變質帶，同時也暗示了該地區(qū)曾經(jīng)是一條重大的大地構造邊界。

柴北緣超高壓變質帶主要分為兩段，西段呈NW-SE走向，寬3 ～ 5 km，由魚卡、綠梁山和錫鐵山這3個地體組成；東段主要是都蘭超高壓地體，呈EW走向，寬度超過15 km(圖1)。本文研究的魚卡河榴輝巖位于柴北緣超高壓變質巖帶的西段。榴輝巖主要呈透鏡狀產(chǎn)于中新元古代的片麻巖中，這些片麻巖包括花崗質片麻巖、石榴石白云母石英片巖、二云母石英片巖、黑云角閃片巖，其中以花崗質片麻巖和副變質的石榴石藍晶石云母片巖為主。直接包裹榴輝巖的片麻巖，無論正片麻巖還是副片麻巖，其中石榴石變斑晶的數(shù)量和粒度明顯增多、變大，并普遍出現(xiàn)多硅白云母、藍晶石和硬綠泥石等指示高壓變質的礦物相。榴輝巖保存了豐富的進變質和退變質的礦物學記錄。前人已從巖石學、年代學及地球化學等方面做了大量的研究[9-11],但對榴輝巖的溫壓演化歷報道較少。本文在詳細的巖相學研究基礎上,利用傳統(tǒng)的礦物對溫壓計法來估算榴輝巖的變質P-T軌跡,進而探討其地質意義。

圖1 柴北緣變質帶地質簡圖(a)和魚卡榴輝巖-片麻巖地體地質簡圖(b)

1 地質背景及樣品野外產(chǎn)狀

魚卡榴輝巖-片麻巖地體位于柴北緣超高壓變質巖帶的北西端,離大柴旦約40 km處,是柴北緣高壓超高壓變質帶中最主要的榴輝巖出露地點之一(圖1)。該高壓變質帶主要由花崗質片麻巖所組成,以榴輝巖系為主的高壓-超高壓變質巖主要以透鏡狀、布丁狀或似層狀賦存于片巖、片麻巖中,局部可見含石榴子石白云母石英片巖同榴輝巖一起被包裹于花崗質片麻巖中。這些透鏡體體積規(guī)模不等,多在20 m×10 m左右,最大的可達35 m×15 m,小者約0.5 m×1 m。透鏡體長軸方向同圍巖片理-片麻理及區(qū)域構造線方向基本一致,部分榴輝巖透鏡體可構成大型的不對稱眼球狀構造,表明榴輝巖形成后遭受過強烈的剪切變形作用疊加[12]。

根據(jù)變質礦物組合,魚卡榴輝巖可分為中-粗粒新鮮榴輝巖、退變質榴輝巖以及斜長角閃巖等巖石類型。新鮮榴輝巖礦物組合多為Grt-Omp-Ph-Rt。片麻巖以花崗質片麻巖為主,少量泥質片麻巖(石榴石白云母石英片巖、白云母石英片巖、二云母片巖),兩者關系不清,局部見泥質片麻巖包裹在花崗質片麻巖中。

2 巖相學及礦物學

在近20個榴輝巖樣品巖相學觀察的基礎上,選擇兩個代表性的榴輝巖樣品(09NQ08和09NQ23)和兩個退變榴輝巖樣品(09NQ19和09NQ29)進行詳細描述和成分分析。榴輝巖礦物測試分析工作在荷蘭阿姆斯特丹自由大學巖石系電子探針分析實驗室完成,儀器型號為JEOL JXA8800型電子探針儀,工作條件為加速電壓15 kV,探針電流20 nA,作用時間為20～30 s,束斑直徑為2 μm。本次研究對石榴石和綠輝石都采用Droop[13]電價平衡法。多硅白云母作全鐵為Fe2+處理。角閃石化學式采用Holland & Blundy[14]提出的方法計算,角閃石同樣作全鐵為Fe2+處理。2.1 巖相學

中-粗粒新鮮榴輝巖(09NQ08和09NQ23)風化面多呈淺棕綠色、 淡綠色或灰綠色, 新鮮面呈帶褐紅色調的墨綠色、 紅棕色, 致密堅硬, 塊狀構造, 粒狀變晶結構。 主要保存榴輝巖相(M2, 圖2a、 圖2b)變質礦物組合: 石榴子石(47%～50%)、 綠輝石(30%～35%)、 角閃石(5%～10%)、 黝簾石(2%～5%)等。 石榴子石多呈半自形-他形近等軸粒狀,粒度一般在0.4～3 mm,裂紋發(fā)育。大顆粒新鮮石榴子石內部多含石英、角閃石(Amp-I)、斜長石(Pl-I)、金紅石以及簾石類礦物等包體,為前榴輝巖相(M1)礦物殘余。

圖2 魚卡榴輝巖的顯微結構圖片(單偏光)

中-粗粒退變質榴輝巖(09NQ19)是魚卡地體中最主要的榴輝巖類型。該類巖石角閃石含量明顯增加,綠輝石含量則顯著降低。巖石風化面多呈灰黑色,新鮮面棕綠色,以塊狀構造、條帶狀構造為主,中粒或斑狀變晶結構。主要礦物成分為石榴子石(40%～55%)、 角閃石(30%～40%)、 綠輝石(5%～10%)、 白云母(～3%)、 黝簾石(～5%)(圖2c)。

退變質榴輝巖(09NQ29)由榴輝巖退變質而來。巖石呈灰綠-灰黑色,塊狀構造,中-粗粒粒狀變晶結構。主要由石榴子石(5%～ 8%)、 角閃石(～ 60%)、 斜長石(5%～ 8%)、 簾石(10%～ 13%)、 綠泥石(3%)、 石英(5%)以及少量黑云母所組成(圖2d)。 巖石主要保存了角閃巖相(M3)礦物。 石榴子石含量較少, 粒度變化大, 多為不規(guī)則粒狀, 大多被角閃石所包裹。角閃石(Amp-III)粒度變化極大,從0.3～10 mm均可觀察到,他形柱狀或粒狀為主,相互間呈鑲嵌接觸,內部包裹小顆粒的簾石、石英、石榴子石和長石等礦物,部分出現(xiàn)簾石化或綠泥石化蝕變。斜長石(Pl-III)出現(xiàn)在角閃石邊部,呈替代角閃石的趨勢。

2.1 礦物化學

石榴子石是魚卡地區(qū)最常見的特征變質礦物。中-粗粒新鮮榴輝巖石榴子石的端元分子為:Prp10-35Alm46-59Gro12-31And0.1-14Sps0.4-3.7。對榴輝巖樣品(09NQ23)內的石榴子石變斑晶進行詳細的巖相學觀察以及成分剖面分析(圖3),發(fā)現(xiàn)該樣品內的石榴子石被單斜輝石所環(huán)繞, 其內含有豐富

圖3 石榴子石成分環(huán)帶點分析剖面圖(09NQ23)

的石英、斜長石、金紅石以及角閃石等礦物包體,這些包體隨機分布,但呈現(xiàn)出包裹顆粒粒徑由邊緣向核部逐步減小,數(shù)量逐漸減少的趨勢。石榴子石成分變化較大,顯示出明顯的成分環(huán)帶(圖3)。CaO、MgO、MnO和FeO在橫切石榴子石中心的成分剖面上呈現(xiàn)出近對稱的變化規(guī)律,可區(qū)分出核部、幔部、邊部和最邊部4個組分。MgO的含量在核部基本穩(wěn)定,略有起伏,從核部到邊部明顯升高,MgO和MgO/(FeO+MgO)的最大值出現(xiàn)在石榴子石最邊部,整體呈“碗”型。MnO的含量則從核部到邊部緩慢降低,且在邊部趨于穩(wěn)定,在最邊部有升高的趨勢,呈現(xiàn)出典型增溫石榴子石環(huán)帶特征,整體呈“鐘”型。CaO含量變化相對要復雜,在核部基本穩(wěn)定,從核部到幔部變化較大,總體升高,且在幔部和邊部處達到最高值,而后逐步下降。石榴子石從顆粒中心到邊部Mg含量增加,Mn和Ca含量減少,并且呈左右對稱,為典型生長環(huán)帶。相比于新鮮中-粗粒榴輝巖中的石榴子石,退變質榴輝巖(09NQ19和09NQ29)中的石榴子石在成分上顯示出較大的差別,端元分子式為:Prp10-44Alm34-67Gro0.2-0.3And1.9-4.2Sps13-30。主要表現(xiàn)在Sps(錳鋁榴石)含量明顯增高,而Gro(鈣鋁榴石)含量顯著降低。這類石榴子石同黑云母、角閃石共生,同樣未顯示出明顯的成分環(huán)帶,可能為角閃巖相條件下新生的石榴石。

單斜輝石電子探針數(shù)據(jù)分析結果基于6個氧原子以及假設所有鐵為FeO進行計算。單斜輝石是組成榴輝巖的特征變質礦物。中-粗粒新鮮榴輝巖(09NQ08和09NQ23)中綠輝石化學成分經(jīng)過計算，硬玉含量(摩爾分數(shù)，下同)在33%～53%,變化較大,含量較高,表明巖石形成時壓力較大。退變質榴輝巖(09NQ19)中硬玉含量為26%～44%。

角閃石電子探針數(shù)據(jù)分析結果基于23個氧原子以及假設所有鐵為FeO進行計算[14]。中-粗粒新鮮榴輝巖(09NQ08和09NQ23)和退變質榴輝巖(09NQ19)含有的角閃石成分復雜,種類多樣, 既有Ca角閃石, 也有Na-Ca角閃石。具體而言, 角閃石主要以3種形式存在: (1)位于石榴子石變斑晶中作為包體存在Amp-I; (2)環(huán)繞石榴子石的冠狀體Amp-II；(3)與石榴子石、 多硅白云母、 綠輝石組成平衡共生組合Amp-III。 在Leake等[15]的分類圖中： Amp-I為鎂角閃石和鎂紅鈉閃石； Amp-II為陽起石和凍藍閃石； Amp-III最為復雜, 包括鎂角閃石、 陽起石、 淺閃石、 韭閃石、 鎂紅鈉閃石、 凍藍閃石以及藍透閃石。退變質榴輝巖(09NQ29)發(fā)育的角閃石主要為Amp-III類型,包括鎂角閃石、鈣鎂閃石、淺閃石、藍透閃石和凍藍閃石。

白云母(KAl2[AlSi3O10](OH)2)在魚卡高壓-超高壓地體中分布廣泛。 電子探針分析結果顯示榴輝巖中Si原子數(shù)變化范圍較大, 在3.27～3.57 p.f.u, 屬于多硅白云母。

3 P-T估算及其演化

根據(jù)榴輝巖以及不同退變質程度的榴輝巖顯微結構及礦物組合,本區(qū)的榴輝巖可劃分為前榴輝巖相(M1)、 榴輝巖相(M2)及退變質麻粒巖相-高角閃巖相(M3)和角閃巖相(M4)這4個演化階段, 代表性礦物組合分別為：① 前榴輝巖相變質階段(M1)，具有生長環(huán)帶特征的石榴子石變斑晶核部成分以及殘留核部的進變質包體礦物, 代表性礦物組合為Grt+Amp-I+Pl-I+Qz; ② 榴輝巖相階段(M2)，主要特征礦物組合為Grt+Omp+Ph+Rt, 主要保存于相對新鮮的中-粗粒新鮮榴輝巖; ③ 麻粒巖相-高角閃巖相(M3)，主要特征礦物組合為Grt+Bt+Omp+Ph, 保存于退變質榴輝巖中; ④ 角閃巖相退變質階段(M4)，主要特征礦物組合為Grt+Amp-III+Pl-III和Amp-II+Pl-II。主要保存于榴閃巖中?；谶@些不同變質階段產(chǎn)生的不同的平衡共生組合,因此可以用不同的礦物對溫壓計來估算其P-T條件。

前榴輝巖相的礦物組合由于超高壓變質作用的疊加一般較難保存,但可根據(jù)具有進變質生長環(huán)帶的內帶成分及其核部包裹的角閃石成分(表1)，利用Grt-Amp溫度計[16]估算其前榴輝巖相的變質溫度,利用角閃石的Altotal估算其相應的壓力[17],結果為:T=527～600 ℃,P=0.91～0.98 GPa。

為了對魚卡地區(qū)榴輝巖的峰期變質P-T條件有更明確的認識和限定,選取石榴石中MgO、綠輝石中Al3+和Na+以及多硅白云母中Si4+較高且相鄰的點組成礦物對(表1),采用Powell[18]和Krogh[19]的Grt-Cpx溫度計以及Green & Hellman[20]的Grt-Ph溫度計,結合Waters[21]提出的Grt-Cpx-Ph壓力計進行P-T的綜合評價,獲得的P-T條件為T=675～711 ℃和P=2.62～3.07 GPa。

針對強角閃石化榴輝巖(09NQ19)同時存在共生的黑云母和石榴子石(表1),采用Grt-Bt[22]溫度計,結合單斜輝石中硬玉分子成分壓力計[23-24]以及多硅白云母地質壓力計[25],得出角閃巖相退變質地質條件:T=633～687 ℃,P=1.33～1.72 GPa。由于榴輝巖中的黑云母形成于深俯沖后折返退變質作用的初期,因此該溫壓結果可能代表的是榴輝巖角閃巖相退變質作用早期的溫壓條件。

退變質榴輝巖(09NQ29)可以觀察到少量由Amp-II+Pl-II組成的后成合晶以及大量的自形-半自形角閃石和石榴子石, 構成新的Grt+Amp-III+Pl-III+Qz ± Bt礦物平衡組合(圖2d)。選取這類巖石中相鄰的石榴子石和角閃石,通過Grt-Amp[16]地質溫度計以及Grt-Amp-Pl-Qz壓力計[26]估算壓力,得出T=490～587 ℃,P=0.56～0.88 GPa。

4 結 論

魚卡地體中的榴輝巖的礦物化學和巖相學研究顯示其經(jīng)歷了前榴輝巖相變質、榴輝巖相變質和后榴輝巖相變質3期與俯沖和折返作用有關的演化過程,通過以上對榴輝巖不同演化階段的P-T估算,繪制出魚卡榴輝巖的變質演化P-T軌跡,見圖4。研究結果顯示,變質演化經(jīng)歷了從最初增溫增壓的進變質到溫度和壓力都達到頂峰的峰期變質,再到降溫降壓的退變質這樣一個“發(fā)卡”型順時針P-T演化過程。榴輝巖壓力峰期和溫度峰期同時達到,反映了榴輝巖的進變質和退變質階段均具有較低的地溫梯度;榴輝巖中進變質礦物組合和生長環(huán)帶得以很好的保存,說明榴輝巖的形成經(jīng)歷了快速俯沖和折返的動力學過程。

圖4 魚卡地區(qū)榴輝巖P-T軌跡圖

表1 榴輝巖和退變質榴輝巖代表性礦物成分Table1 Representative mineral compositions of eclogites and retrograde eclogites w/%

[1]Song S G, Yang J S, Liou J G, et al. Petrology, geochemistry and isotopic ages of eclogites from the Dulan UHPM Terrane, the North Qaidam, NW China[J]. Lithos, 2003,70(3-4):195-211.

[2]Song S G, Zhang L F, Niu Y L, et al. Geochronology of diamond-bearing zircons from garnet peridotite in the North Qaidam UHPM belt, Northern Tibetan Plateau: A record of complex histories from oceanic lithosphere subduction to continental collision[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2005,234(1-2):99-118.

[3]楊經(jīng)綏, 許志琴, 李海兵,等. 我國西部柴北緣地區(qū)發(fā)現(xiàn)榴輝巖[J]. 科學通報, 1998,43(14):1544-1549.

[4]Song S G, Yang J S, Xu Z Q, et al. Metamorphic evolution of the coesite-bearing ultrahigh-pressure terrane in the North Qaidam, Northern Tibet, NW China[J]. Journal of Metamorphic Geology, 2003,21(6):631-644.

[5]Yang J S,Xu Z Q,Song S G,et al. Discovery of coesite in the North Qaidam Early Palaeozoic ultrahigh pressure(UHP) metamorphic belt,NW China[J].Comptes Rendus de l′Académie des Sciences-Series IIA-Earth and Planetary Science,2001, 333(11):719-724.

[6]Zhang G B, Ellis D J, Christy A G, et al. UHP metamorphic evolution of coesite-bearing eclogite from the Yuka terrane, North Qaidam UHPM belt, NW China[J]. European Journal of Mineralogy, 2009,21(6):1287-1300.

[7]Zhang J X, Meng F C, Li J P, et al. Coesite in eclogite from the North Qaidam Mountains and its implications[J]. Chinese Science Bulletin, 2009,54(6):1105-1110.

[8]Liu X C, Wu Y B, Gao S, et al. First record and timing of UHP metamorphism from zircon in the Xitieshan terrane: Implications for the evolution of the entire North Qaidam metamorphic belt[J]. American Mineralogist, 2012,97(7):1083-1093.

[9]Chen D L, Liu L, Sun Y, et al. Geochemistry and zircon U-Pb dating and its implications of the Yukahe HP/UHP terrane, the North Qaidam, NW China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2009,35(3-4):259-272.

[10]Menold C A, Manning C E, Yin A, et al. Metamorphic evolution, mineral chemistry and thermobarometry of orthogneiss hosting ultrahigh-pressure eclogites in the North Qaidam metamorphic belt,Western China[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2009,35(3-4):273-284.

[11]Zhang J X, Yang J S, Mattinson C G, et al. Two contrasting eclogite cooling histories, North Qaidam HP/UHP terrane, western China: Petrological and isotopic constraints[J]. Lithos, 2005,84(1-2):51-76.

[12]張建新, 于勝堯, 孟繁聰. 柴達木北緣魚卡-落鳳坡榴輝巖-片麻巖單元的變質變形演化[J]. 地質通報, 2008,27(9):1468-1474.

[13]Droop G T R. A general equation for estimating Fe3+concentrations in ferromagnesian silicates and oxides from microprobe analyses, using stoichiometric criteria[J]. Mineralogical Magazine, 1987,51(3):431-435.

[14]Holland T, Blundy J. Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1994,116(4):433-447.

[15]Leake B E, Woolley A R, Arps C E S, et al. Nomenclature of amphiboles： Report of the Subcommittee on Amphiboles of the International Mineralogical Association, Commission on New Minerals and Mineral Names[J]. The Canadian Mineralogist, 1997,35:219-246.

[16]Graham C M, Powell R. A garnet-hornblende geothermometer: calibration,testing,and application to the Pelona Schist, Southern California[J]. Journal of Metamorphic Geology, 1984,2(1):13-31.

[17]Hollister L S, Grissom G C, Peters E K, et al. Confirmation of the empirical correlation of Al in hornblende with pressure of solidification of calc-alkaline plutons[J]. American Mineralogist, 1987,72(3-4):231-239.

[18]Powell R. Regression diagnostics and robust regression in geothermometer/geobarometer calibration: The garnet-clinopyroxene geothermometer revisited[J]. Journal of Metamorphic Geology, 1985,3(3):231-243.

[19]Krogh E J. The garnet-clinopyroxene Fe-Mg geothermometer: A reinterpretation of existing experimental data[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1988,99(1):44-48.

[20]Green T H, Hellman P L. Fe-Mg partitioning between coexisting garnet and phengite at high pressure, and comments on a garnet-phengite geothermometer[J]. Lithos, 1982,15(4):253-266.

[21]Waters D J. The Garnet-Cpx-Phengite Barometer[EB/OL].[2015-05-27].http://www.earth.ox.ac.uk/～davewa/research/eclogites/ecbarcal.html.

[22]Indares A, Martignole J. Biotite-garnet geothermometry in the granulite facies: The influence of Ti and Al in biotite[J]. American Mineralogist, 1985,70(3-4):272-278.

[23]Holland T J B. The reaction albite=jadeite+quartz determined experimentally in the range 600-1 200 ℃[J]. American Mineralogist, 1980, 65(1-2):129-134.

[24]Holland T J B. The experimental determination of activities in disordered and short-range ordered jadeitic pyroxenes[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1983,82(2):214-220.

[25]Massonne H-J, Szpurka Z. Thermodynamic properties of white micas on the basis of high-pressure experiments in the systems K2O-MgO-Al2O3-SiO2-H2O and K2O-FeO-Al3O3-SiO2-H3O[J]. Lithos, 1997,41(1-3):229-250.

[26]Kohn M J, Spear F S. Two new geobarometers for garnet amphibolites, with applications to southeastern Vermont[J]. American Mineralogist, 1990,75(1-2):89-96.

MetamorphicP-Tevolution of the Yuka eclogite in Northern Qaidam

HU Rong-guo1,2, ZHAO Yi-lai1, XIA Zhi-peng2, QIU Hua-ning2

(1.a. Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposits Exploration; b. College of Earth Sciences, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China;2.State Key Laboratory of Isotope Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640,China)

The Yuka eclogite-gneiss terrane is located in the northwestern segment of the North Qaidam UHP metamorphic belt. Eclogites and ultramafic rocks occur as lenses,the shape of puolding and like layer in the gneiss or schist. The typical mineral assemblage of the eclogite is composed of garnet (Grt), omphacite (Omp), phengite (Ph) and rutile (Rt). Garnet porphyroblasts from the eclogite are commonly characterized by zoning in both composition and mineral inclusions. Petrography and mineral chemistry indicate that the eclogites record a four stage evolution connected to Early Paleozoic burial and subsequent exhumation: A pre-peak stage of metamorphism (M1) is indicated by inclusions such as minor amphibole, epidote and quartz in garnet cores in coarse-grained eclogite and by the prograde zonation of garnet.P-Tconditions of the pre-peak stage are estimated at 0.91-0.98 GPa and 527-600 ℃. The peak UHP stage (M2) is dominated by the development of the equilibrium assemblage garnet-omphacite-phengite-rutile-quartz. TheP-Tconditions of the peak-stage of the coarser-grained and fine-grained eclogites are estimated at 2.62-3.07 GPa, 675-711 ℃, respectively. In retrogressed eclogites, the granulite-upper amphibolite facies retrograde stage (M3) is reflected by the formation of symplectites with plagioclase and lower sodium-content clinopyroxene and subsequent Amp+Pl symplectites after omphacite. Phengite was replaced by Bt+Pl symplectite in the rim.P-Tconditions of this stage are estimated at 1.33-1.72 GPa and 633-687 ℃. The retrograde amphibolite-facies stage (M4) is preserved by the garnet amphibolite and is characterized by clinopyroxene-replacement by vermicular Amp+Pl symplectites and coarse-grained amphibole, while garnet breaks down to biotite and chlorite. TheP-Tconditions of this stage are estimated at 0.56-0.88 GPa and 490-587 ℃. The combinedP-Tdata construct a tight clockwise metamorphic evolution path from the peak eclogite to retrogressed amphibolite facies, and are characterized by a near isothermal decompression.

eclogite; ultrahigh pressure metamorphism;P-Tpath;North Qaidam

1674-9057(2015)04-0667-08

10.3969/j.issn.1674-9057.2015.04.003

2015-04-26

中-荷聯(lián)合培養(yǎng)博士生計劃項目(08PhD-08);廣西礦冶與環(huán)境科學實驗中心項目

胡榮國(1982—),男,博士,地球化學專業(yè),hurongguo@163.com。

胡榮國, 趙義來, 夏志鵬,等.柴北緣魚卡榴輝巖變質P-T演化歷史[J].桂林理工大學學報，2015,35(4):667-674.

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