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江南造山带西段新元古代构造演化——来自湘西怀化辉绿岩中辉石、黑云母成分的启示.pdf

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1、2.02.3May年5月GEOLOGREVIEW评论质地No.Vol.69第3 期第6 9 卷江南造山带西段新元古代构造演化来自湘西怀化辉绿岩中辉石、黑云母成分的启示WWW 151;2)中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室,长沙,410 0 8 3;3)中南大学地球科学与信息物理学院,长沙,410 0 8 3内容提要:关于江南造山带的新元古代构造演化背景素有地慢柱一裂谷模型、岛弧模型及板块一裂谷模型之争,其争论的焦点在于扬子与华夏板块碰撞的具体时间,以及聚合后裂解的动力学环境。笔者等选取江南造山带西段湘西怀化地区 7 8 8 Ma辉绿岩中的单斜辉石和黑云母为研究对象,采用电子

2、探针和激光剥蚀一等离子体质谱仪对其化学成分进行了精确测定,以期进一步约束该地区的成岩构造背景。怀化辉绿岩中的单斜辉石可分为普通辉石和透辉石两种,根据单斜辉石的n(Ca)n(A l)值(3.48 7.15)和高w(T i)/w(Eu)值(150 0)的特征,笔者等判断江南造山带西段的新元古代地慢可能遭受了硅酸盐熔体和俯冲流体的多重交代作用。单斜辉石温压计的估算结果表明,普通辉石的结晶温度为10 8 0 1112,结晶压力0.3 0.6 GPa,对应的深度为9.1 2 0.8 km;而透辉石的结晶温度为12 3 7 12 7 4,结晶压力1.0 1.3 2 CPa,对应的深度为3 1.8 42.6

3、 km。综合单斜辉石和黑云母的微量元素特征(单斜辉石的Al、T i、Ca、Na 等元素和黑云母的Mg、Fe 等元素)、岩浆系列和构造环境判别图解,表明该区的亚碱性拉斑玄武质岩浆来自于上地慢顶部与地壳结合的部位,是软流圈地慢部分熔融产生的板内碱性玄武质岩岩浆上升到浅部发生结晶分异作用形成的。结合区域的构造演化特征,笔者等提出一种三阶段的改进板块一裂谷模型,用以描述江南造山带西部的新元古代构造背景。关键词:江南造山带;怀化;辉绿岩;辉石;黑云母;构造演化“江南造山带”是与扬子江大致平行的古老褶皱地带(图1),在东段为近东西走向,在湘西一黔东为北北东走向,是中国地质学先驱们在研究华南区域湘、黔、桂、

4、赣、皖、浙等省份地区古老变质岩调查研究的时所定义。基于大陆动力学理论,许多学者将江南造山带置于全球或华南构造格架中,针对江南造山带的晚中元古一新元古代的构造演化,提出了三种具有代表性的理论模型,分别为地慢柱一裂谷模型、岛弧模型及板块一裂谷模型(HouQietal.,2 0 2 2)。地慢柱一裂谷模式认为,扬子板块两侧在1.1 1.0 Ga前发生俯冲,并在约8 50 Ma发生碰撞造山,最后在8 50 7 45Ma由于地慢柱的活动开始裂解,发生广泛的岩浆活动,对应于Rodinia超大陆的裂解(Li Xianhua et al.,2 0 0 9;Li Xi a n h u a e tal.,2 0

5、10)。岛弧模型则认为江南造山带在8 3 0 Ma前为发育于扬子板块边缘的主动大陆弧,在8 3 0 Ma左右,扬子地块与华夏地块拼合的接触带即为江南造山带(Zhou Jincheng et al.,2 0 11)。在岛弧模式的视角下,江南造山带经历了洋一洋俯冲(97 0 8 8 0Ma)、弧一陆碰撞(8 8 0 8 6 0 Ma)、洋一陆俯冲(8 6 0825Ma)、弧后盆地打开(8 2 5 8 10 Ma)、造山后伸展等多种构造过程(王孝磊等,2 0 17)。同期的新元古代早期岩浆活动是板块汇聚导致俯冲一增生造山作用的产物,而新元古代晚期的岩浆活动形成于后造山阶段。此外,板块一裂谷模型提出,

6、扬子地块在13001100Ma广泛发育洋弧及弧后盆地,岛弧火山岩发育、陆壳增生,96 0 8 6 0 Ma,岛弧与扬子地块碰撞,导致来自岛弧的岩浆岩广泛地部分熔融和地壳再造;在8 3 0 8 0 0 Ma,造山带构造垮塌,形成广泛的S型花岗岩;最后在7 8 0 7 40 Ma,整个华南岩石圈注:本文为湖南省研究生科研创新项目(编号:CX20220167)、有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室开放基金课题(编号2022YSJS18)的成果收稿日期:2 0 2 2-0 5-2 8;改回日期:2 0 2 2-11-15;网络首发:2 0 2 2-12-2 0;责任编辑:章雨旭。Doi:10

7、.16 50 9/j.g e o r e v i e w.2 0 2 2.12.0 8 5作者简介:周炜鉴,男,1992 年生,博士,讲师,研究方向为岩石学,矿物学,地球化学;Email:47 6 3 410 99 q q.c o m。通讯作者:胡天杨,男,1996年生,博士,研究方向为岩石学,矿物学,同位素年代学;Email;h t y 96 0 92 6 c s u.e d u.c n。89820233年论质地评拉张、地慢上隆和造山带跨塌。新元古代早期和晚期的岩浆作用分别被解释为造山带塌陷和同裂谷构造事件的结果,并非地慢柱活动产物(ZhengYongfeiet al.,2008)岩浆岩中的

8、矿物组合,岩石的结构构造以及造岩矿物的地球化学特征,都是岩浆演化过程以及成岩构造环境综合影响的结果(季根源等,2 0 2 1)。单斜辉石和黑云母作为辉绿岩中的主要镁铁质矿物,也是近年来用作矿物地质温度一压力计的热门之选(张三衡等,2 0 2 0;郑瑜林等,2 0 2 1;刘龙等,2 0 2 1)。其成分也常被用来鉴别成岩时的构造背景(李勇明等,2 0 2 2;秦亚等,2 0 2 2)以及岩浆的氧逸度等特征(鲁佳等,2 0 17)。因此,笔者等选取了江南造山带西段新元古代(7 8 8 Ma)辉绿岩中的辉石和黑云母为突破口(辉绿岩定年结果来自HouQietal.,2022),借助EPMA和LA-I

9、CP-MS对两者的矿物化学成分进行了系统的研究,以期为进一步江南造山带新元古代的构造研究提供证据1研究区地质背景江南造山带在空间位置上涉及多个省份及自治区,其早新元古代浅变质火山一沉积地层主要包括分布在浙江的双溪坞群、安徽南部的溪口群、江西北部的双桥山/九岭群、湖南的冷家溪群、贵州的梵净山群和广西的四堡群,及其分别对应上覆的河上镇群、厉口群、登山群、板溪群(高涧群)、下江群和丹州群。(Wang Xiaolei et al.,2004;Zhao Guochun etal.,2012)。江南造山带西段的新元古代地层主要包括褶皱基底和沉积盖层。前者被认为沉积形成于扬子与华夏块体碰撞聚合之前,以发育一

10、系列紧闭褶皱为特征,包括桂西北地区的四堡群、黔东南和黔西北的梵1108111211161120合肥上海亚洲东部襄樊EastAsia石台宜昌绍兴德兴九江丽水古元古代地层江山P,.87PaleoproterozoicstrataPt2-中一新元古代地层萍乡Mes-neoproterozoicstrataPt,新元古代地层图2政和Neoproterozoicstrata衡阳PZ早古生代地层EarlyPaleozoicstrata双牌后泥盆系PZ,-KzPostDevonianstrata厦门龙胜忆古生代花岗岩大埔PaleozoicgraniteSNVMIVI新元古代花岗岩Neoproterozoic

11、granite断层Vfault南宁香港蛇绿混杂岩0100200kmophiolitemelange1081112011161200图1江南造山带区域地质图(改自ZhouWeijianetal.,2 0 2 2)Fig.1 The geological map of Jiangnan Orogen Belt(modified from Zhou Weijian et al.,2022)绍兴一江山一萍乡断裂带;政和一大埔断裂带;东乡一德兴断裂带;九江一石台隐伏断裂;郑城一庐江断裂带The numbers in this figure means:ShaoxingJiangshan-Pingxian

12、gShuangpai fault;Zh e n g h e D a p u f a u l t;D o n g x i a n g D e x i n g f a u l t;Ji u j i a n g Sh i t a i f a u l t;T a n c h e n g Lu j i a n g f a u l t899第3 期周炜鉴等:江南古代构造演化儿来自湘西怀化辉绿母成分的启示净山群,以及湖南的冷家溪群等。后者被认为沉积形成于聚合之后,特征为发育一系列宽缓褶皱,包括桂西北地区的丹州群、黔东南和黔西北的下江群,以及湖南的板溪群(高涧群)等。两套地层之间广泛发育(高)角度不整合,以及

13、在沉积盖层的底部发育底砾岩,被认为是碰撞造山的标志(ZhangYuzhi etal.,2015)根据沉积建造组合、岩相古地理环境、构造运动形迹、沉积物特征差异等方面存在的差别,湖南省内的板溪群地层被划分成北区、中区和湘东南区。研究区则位于板溪群地层中区的黔阳一双峰小区,该地层称为高涧群。高涧群主要由灰绿色、灰一深灰色、少量紫灰色浅变质砂岩,层状凝灰岩、板岩组成。下部夹炭质板岩、碳酸盐岩,具有弱的铜矿化。局部有海底喷出的中酸性熔岩。地层总厚度达3 2 90 4757m以上,可划分为石桥铺组(Ptss)、黄狮洞组(Pt,h s)、砖墙湾组(Ptz)、架视田组(Pt.j)、岩门寨组(Ptsym)以及

14、大江边组(Pt,di)。本次研究的样品C,h80Nhj50石宝乡401字溪水库65Pt.jPt,ym35Pt,ymPt,ym第四系QQuaternarysediments石炭系黄龙组80C,hCarboniferous Huanglong formation寒武系西阳山组C,XCambrian Xiyangshan FormationPt.ym颜容519Nhj南华系江口组60%Nanhua System JiangkouFormation高涧群架视田组Pt.jGaojian Group Jiajiantian FormationPt.ym高涧群岩门寨组Pt,zGaojian Group Yan

15、menzhai Formation高涧群砖墙湾组Pt,GaojianGroupZhuanqiangwanQFormation黄狮洞水电站断层fault基性岩墙群采样点5kmK11015mafic dikesspots图2 怀化辉绿岩区域地质图(改自HouQietal.,2 0 2 2)Fig.2 The geological map of Huaihua diabase(modified after Hou Qi et al.,2022)均采集自黔阳一双峰小区怀化市中方县地区,侵人板溪群(高涧群)架视田组和砖墙湾组地层的基性岩(图2),采样点分别为:颜容辉绿岩采石场(GPS坐标:110 11

16、47.8 1;2 7 2 0 53.3 2 )以及黄狮洞水电站西侧辉绿岩采石场的辉绿岩(墙)(GPS坐标:1101400.33;272337.00)。样品D006-H1采自颜容采石场,为岩墙核部中粗粒辉绿岩,点处辉绿岩墙侵人板溪群(高涧群)砖墙湾组灰绿一灰黑色泥质板岩中(图3 a)。辉绿岩墙出露宽度约8 0 10 0m,走向北东,辉绿岩墙与围岩接触关系清晰,接触带附近板岩普遍发育较强硅化(图3 b)。板岩板理产状稳定,倾向3 10 3 2 0,倾角6 3 6 5。辉绿岩墙内部一组节理(小断层)十分发育,产状2 2 5Z46沿节理充填石英脉,脉宽1 3 0 cm。岩体内发育多组节理,沿节理裂隙面

17、,辉绿岩多发方解石化、绿泥石化。样品D014-H1采自黄狮洞基性岩墙北段,为采于北东部近岩墙边部的中细粒辉绿岩,辉绿岩墙沿断裂侵人到板溪群(高涧群)砖墙湾组地层中,辉绿岩墙出露宽度约8 0 100m,走向北北东。围岩板岩产状稳定,板理产状为140 280。2单矿物分析方法2.1单矿物电子探针分析对辉绿岩样品挑选的单矿物(黑云母、辉石)进行电子显微观察、能谱和波谱定性,对单矿物颗粒进行了能谱的点半定量和波谱的点定量分析。电子探针分析在中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室完成。电子探针仪器型号为ShimadzuEPMA-1720H。点定量分析条件简述如下:加速电压15kV,电流6

18、 0 nA,束斑为1m。元素特征X射线选择:S(K)、M n(K)、Fe(K)、Cu(K)、Zn(K)、Cd(L)、In(L)、Sn(M)、Pb(M);选取对应目标矿物合适的标样展开实验,数据处理采用仪器自带数据处理软件,校正方法采用ZAF定量修正方法(Z一90020233年论质地评(a)90(b)90Qtz阳PtS(c)(d)(e)ChlBtChlPIUrtBtPxUrtUrtUrtPIChlD006-H110cm1mm400um(g(h)(f)PIPxUrtPXPIPXPXUrtPXPXPID014-H110cm400m200um图3 湘西怀化辉绿岩:(a)、(b)颜容采石场辉绿岩的野外露

19、头;(c)D006-HI手标本照片;(d)、(e)D 0 0 6-H I镜下照片;(f)D014-H1手标本照片;(g)、(h)D 0 14-H 1镜下照片Fig.3 Huaihua diabase,Western Hunan:(a)and(b)photographs of the Huaihua diabase in the field outcrop;(c)photographsof the hand specimen D006-H1;(d)and(e)photomicrographs of D006-Hl;(f)photographs of the hand specimen D014-

20、H1;(g)a n d (h)p h o t o mi c r o g r a p h s o f D O 14-H 1u一辉绿岩脉;Pt,z一砖墙湾组;Chl绿泥石;PI一斜长石;Px辉石;Urt纤闪石;Bt黑云母-diabase dyke;Pt,zZhuanqiangwan Formation;Chlchlorite;Plplagioclase;Px-pyroxene;Urturalite;Btbiotite原子序数修正因子;A一吸收修正因子;F一荧光修正因子)2.2单矿物LA-ICP-MS微量元素分析单矿物(黑云母、辉石)的微量元素测定是在有中南大学色金属成矿预测与环境监测教育部重点实验

21、室开展。实验室配置TelydyneCetacHE193nm激光剥蚀系统和AnalytikJenaPlasmaQuantMSEllite等离子体质谱。外标采用GSE-2G,内标元素为Si,其它标样如NISTSRM610,NISTSRM612和CSD-1g用于测试过程中信号校正。测试条件:能量密度为1.5J/cm(黑云母),3.5J/cm(辉石),束斑大小3 5mm,频率为5HZ,气流量Ar13.5L/min,He1.1L/min,黑云母及辉石剥蚀时间:7 0 s,其中20s背景+3 0 s信号+2 0 s冲洗时间组成;仪器调谐条件:NISTSRM61020%Pb和2 3 2 Th均大于12 0

22、万计数;2 48 Th/232Th信号变化范围小于3%o;2 0 6 Pb/2 3 8 U0.20 0.25;232Th/238U在 0.95 1.0 5。3矿物岩相学和化学成分特征3.1岩相学特征本次选取辉绿岩样品D006-H1挑选黑云母,D014-H1挑选辉石并固定于环氧树脂靶上进行矿物学研究。辉绿岩样品D006-HI来自颜容采石场,蚀变程度中等,其中的主要矿物为斜长石(含量约60%)、辉石(含量约3 5%),次要矿物为黑云母(含量约3%),副矿物为磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等(含量小于1%),蚀变矿物为绿泥石、纤闪石、方解石、黏土矿物(图3 a一c)。岩石结构为辉绿结构,但不901来自湘西怀

23、化光母成分的启示周炜鉴等:古代构造演化第3 期2.0n(Wo)(a)(b)Ca+Mg+Fe普通辉石(Aug)1.5augite钙铁辉石(Hd)hedenbergite口透辉石(Di)透辉石(Di)diopside/diopside1.0Ca+Na普通辉石(Aug)0.5augiteNa斜顽辉石(en)易变辉石(Pig)斜铁辉石(Fs)enstatitepigeoniteferrosilite0.0100.511.522n(Na)n(En)n(Fs)图4湘西怀化辉绿岩辉石成分判别图:(a)二元判别图;(b)W o En Fs 图解(据Morimoto,198 8)Fig.4 Discrimina

24、nt diagram for the pyroxenes from Huaihua diabase,western Hunan:(a)Binary discriminantdiagram;(b)WoEnFs discriminant diagram(after Morimoto,1988)甚典型,表现为自形程度相对较差的辉石充填在斜长石组成的格架中(图3 d)。其中,斜长石呈自形半自形板条状,粒径在0.1 0.5mm,多发生黏土化蚀变;辉石颗粒,以半自形为主,粒径0.0 5 0.2 mm,绝大多数辉石退变质形成纤闪石或蚀变为绿泥石。黑云母主要为半自形片状,粒径0.1 0.5mm,多发生绿泥石化

25、(图3 e)。样品D014-H1采自黄狮洞水电站基性岩墙的北段,主要矿物为基性斜长石、辉石,副矿物为磷灰石、磁铁矿、钛铁矿等,蚀变矿物为纤闪石、绿泥石、方解石、黏土矿物(图3 f)。岩石结构为较为典型的辉绿结构(图3 g)。其中,斜长石呈自形半自形板条状,粒径0.3 0.6 mm,多发育黏土化蚀变;辉石为单斜辉石(普通辉石),以半自形为主,少数辉石具有较高的自形程度,粒径0.0 5 0.2mm。大多数辉石边部发育纤闪石化,或蚀变形成绿泥石(图3 h)3.2辉石的矿物化学成分特征笔者等在怀化辉绿岩中共获得单斜辉石主、微量元素含量数据16 组,相对应的阳离子数通过以6个氧原子为单位的计算方法得出(

26、表1)。所有辉石整体相对富镁,根据Morimoto等(198 8)提出的辉石分类命名方案,怀化辉绿岩中的辉石都属Ca一Mg一Fe辉石族(图4a)。其中,11颗单斜辉石属于普通辉石,成分特征为Wo:42 44,En:42 44,Fs:1114;5颗单斜辉石则属于透辉石,成分特征为Wo:4445,En:40 43,Fs:11 14(图4b)。在怀化辉绿岩单斜辉石主要氧化物相关图解上,MgO与TiO2、Al,O,呈较好的负相关性,与SiO,呈较好的正相关,并且普通辉石和透辉石在主量成分含量上可以明显区分(图5)。怀化辉绿岩中的普通辉石具有相对较低的Al,0,(2.6 1%3.6 6%)、T i 0

27、2(1.51%2.02%)和较高的Si02、(14.45%15.2 8%)M g 0(50.7 7%52.2 0%);怀化辉绿岩中的透辉石则具有相对较高的Al,0,(4.6 3%5.44%)、T i 0,(1.96%2.94%)和较低的、Mg0(13.55%13.96%)、Si 0 2(48.11%50.60%)。在nCa/(Ca+Mg+Fe)值上,透辉石和普通辉石均相对稳定,平均值分别为0.46 和 0.443.3黑云母的矿物化学成分特征怀化辉绿岩中的黑云母的颜色为浅绿一浅褐色一深褐色。笔者等根据怀化辉绿岩中黑云母的化学成分,采用林文蔚等(1994)提出的富铝黑云母计算方法获得黑云母中Fe2

28、+、Fe 3+值,并以2 2 个氧原子为标准计算了黑云母的阳离子数(表2)。在黑云母成分分类图解(Foster,196 0;图6 a)中,所有数据点均落在镁质黑云母范围内,表明本区黑云母的成分类型为镁质黑云母。此外,黑云母中的Ti值(单位分子阳离子数)和n(M g)n(M g)+n(Fe)】值(简写为XMr)常被用来区分岩浆成因黑云母和变质成因黑云母。岩浆成因的黑云母Ti值(0.2 2 0.55)较高,并且Xm值较低(0.3 0 0.55),相对的,退变质/交代成因的黑云母Ti值较低(3%)黑云母biotite with high titanium content低Ti(T i O,3%)黑云

29、母金云母biotite with Low titanium contentphlogopite70OOO镁质黑云母magnesiumbiotite40铁质黑云母ironbiotite再平衡黑云母2080rebalancebiotite白云母铁白云母铁叶云母次生黑云母muscoviteferrimuscovitesiderophyllitesecondarybiotite8047n(AIV+Fe+Ti)n(Fe2*+Mnt)w(FeO+MnO)(%)w(MgO)(%)图6 湘西怀化辉绿岩黑云母分类图解(底图据Foster,196 0)Fig.6 Classification chart of b

30、iotites from Huaihua diabase,western Hunan(after Foster,1960)了较好的线性相关性(图5),体现出两者具有明显的演化关系,为同期岩浆作用在不同阶段结晶的产物。黑云母n(Fe 2+)/n(Fe 2+)+n(M g)值是岩浆氧化态的重要标志之一,怀化辉绿岩中黑云母数据n(Fe2+)/n(Fe2+)+n(M g)值分布在0.2 6 0.40,表明部分原生的黑云母遭受后期流体的改造作用较轻微,其成分特征基本可以代表从岩浆结晶时的特征(Stone,2 0 0 0)。而其余遭受较强蚀变的黑云母在讨论岩浆成因以及构造演化过程中仅作为参考。因此江南造山

31、带西段新元古代辉绿岩中的单斜辉石和黑云母可以作为研究区岩浆源区特征、成岩物理化学条件及构造背景特征的讨论依据。4.1岩浆源区交代特征HouQi等(2 0 2 2)、刘雨(2 0 2 0)通过江南造山带西段新元古代辉绿岩全岩特征,判断其岩浆源区为富集的岩石圈地慢,该地慢被同时代的板块衍生熔体交代。实际上,岩石圈地慢的交代作用通常来自于多种交代介质的混合过程。按照交代介质的成分特征,地慢交代作用通常可以划分为硅酸盐熔体的交代作用、碳酸盐熔体交代作用和富水流体的交代作用。单斜辉石中的Ca和Al可以很好的区分硅酸盐熔体和碳酸盐熔体的交代作用,这是因为压力越高,生成单斜辉石的Al,O,和TiO,含量越低

32、,与碳酸盐熔体交代作用相比,硅酸盐熔体的交代作用会使单斜辉石具有明显的高Al、低Ca特征,硅酸盐熔体与地慢橄榄岩反应形成的单斜辉石的n(Ca)/n(Al)值明显小于5(Gervasoni etal.,2 0 17)。此外,由于硅酸盐熔体具有相对较低的橄榄石含量,硅酸盐熔体交代地慢橄榄岩后形成的新生单斜辉石中会具有较高的FeO含量,使得单斜辉石的n(M g)n(M g)+n(Fe)值降低,也即是这一过程生成了低Mg(15%)和较低的w(Fe O T/w(FeO)+w(M g O)值(Abdel-Rahman,1994)。周作侠等(198 8)基于壳慢不同源区的岩石中黑云母的性质差异,提出了黑云母

33、的源区判别图(图8 a、b)。江南造山带西段新元古代辉绿岩中的黑云母大多数落壳一慢混源黑云母的区域,指示了其岩浆源区的非均质性,岩体的形成与壳慢相互作用有关。具有伸展背景的岩套(碱性)中的黑云母主要为富铁的铁叶云母,Fe0/MgO的值平均为7.0 4,具有俯冲背景的岩套(钙碱性)中的黑云母主要富Mg,FeOT/MgO的值平均为1.7 6;而具有碰撞背景的岩套(过铝质)中的黑云母则富Al,FeO/MgO的值平均为3.48(Abdel-Rahman,1994)。怀化辉绿岩中的黑云母在构造背景(母岩浆成分)判别图中投在了钙碱性与碱性系列岩浆的交界处(图8 c)。单斜辉石的化学组分也对母岩浆源区的特征

34、和构造背景特征有很好的指示意义(杨照耀等,2 0 15;秦亚等,2 0 2 2)。拉斑玄武质岩浆中常见Ca含量较低的单斜辉石,而碱性岩浆中则多见Ca含量较高的单斜辉石(多为透辉石)。Leterrier等(198 2)通过对1225颗单斜辉石数据(Al、Cr、T i、Ca 和Na)的汇编与统计,将单斜辉石成分用于区分碱性玄武岩群(包括来自大洋或大陆板块内和岛弧火山作用的碱性玄武岩、玄武岩和相关岩石)、扩张带拉斑玄武岩(包括来自山脊、洋盆、大洋岛屿、弧后盆地和被动907第3 期周炜鉴等代构造演化来自湘西怀化辉绿头母成分的启示n(Fe)高Ti(T i O,3%)黑云母W(MgO)(%)0.9Biot

35、ite with high titanium content(a)(b)(c)0.8低Ti(T iO,150 0)的特征显示江南造山带西段新元古代的地慢遭受了硅酸盐熔体和俯冲流/熔体的多重交代作用。两种辉石均形成于板内构造环境,相较于普通辉石,透辉石具有更高的结晶的温度和压力,接近软流圈地慢环境,说明形成怀化辉绿岩的原始岩浆起源于软流圈地慢部分熔融,在上升到浅部的过程中发生了结晶分异作用。辉石与原生黑云母都具有地慢来源的特点,显示为伸展背景下的产物。部分 7 6 0 Ma基性岩的地球化学指标具有弧后的亲和性,普遍被认为是陆内裂谷构造背景下岩浆活动的产物(WanLeetal.,2 0 19)。它

36、们的地球化学特征(NbTa微量元素略微贫化,Sr一Nd同位素组成略微富集)表明软流圈地慢熔体与之前的交代岩石圈熔体存在混合。这一观点也可以从怀化辉绿岩中得到佐证,虽然岩石具有OIB的微量元素模式,但仍有一些弧的特征(如在某些HFSE中略显亏损)。因此,推测7 8 0 7 50 Ma的一系列双峰型碱性岩系包括黔阳、龙胜碱性辉长、辉绿岩、古丈碱性辉绿岩和通道基性岩,形成于造山带后期(Liu Yu etal.,2 0 2 0;W a n Le e t a l.,2 0 19),与加厚的大陆岩石圈地慢作为大陆内裂谷的板片断裂或拆沉的构造背景相一致,是软流圈地慢大规模上涌和造山构造环境向造山后构造环境转

37、变的重要标志(LiuYuetal.,2019)5结论(1)江南造山带西段新元古代辉绿岩中的单斜辉石都属Ca一Mg一Fe辉石族。其中,普通辉石的成分特征为Wo4244,En4244以及Fs1114,而透辉石的成分特征为Wo4445,En4043以及Fs 11 14)。(2)单斜辉石的结晶温压估算结果表明,怀化辉绿岩中普通辉石的结晶温度为10 8 0 1112,结晶压力0.3 0.6 CPa,对应的深度为9.1 2 0.8 km;而透辉石的结晶温度为12 37 12 7 4,结晶压力1.01.32GPa,对应的深度为31.8 42.6 km。(3)怀化辉绿岩中单斜辉石的n(Ca)n(A l)值(3

38、.48 7.15)和高w(T i)/w(Eu)值(150 0)的特征,表明江南造山带西段的新元古代地慢可能遭受了硅酸盐熔体和俯冲流/熔体的交代作用。(4)辉石和黑云母地球化学特征显示,怀化辉绿岩源于软流圈地慢,形成于板内的伸展背景。致谢:在此感谢寇彩化副研究员和章雨旭研究员对本文修改提出了宝贵意见;感谢中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室实验操作人员丁涛、胡子奇等人在电子探针和LA-ICP-MS测试过程中提供的帮助参考文献References(The literature whose publishing year followed by a“&is in Chinesewi

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