瓦里斯坎造山运动的冲力,会如何影响埃迪卡拉纪变质沉积物的扩散

小城幻想家儿 2024-12-31 15:22:29

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文丨小张

编辑丨小张

古代造山运动中的榴辉岩,是大陆碰撞前过去俯冲的结果。法国中央地块是西欧古生代地块之一,属于瓦里斯坎造山带的核心,是劳鲁斯和冈瓦纳汇合的结果。

在这种汇合过程中,先前在奥陶纪海洋域开放期间,从冈瓦纳边缘裂开的地层被合并回冈瓦纳,包括榴辉岩相变质作用,而这些变质作用,在稀疏的冈瓦南大陆边缘的地形中发展。

因此,FMC与欧洲Variscan带的其他地块,具有很强的相似性。然而,造山带尺度上的必要相关性因FMC缺乏数据而受到阻碍。

今天,小张就给大家讲一下,瓦里斯坎造山运动的冲力,会如何影响埃迪卡拉纪变质沉积物的扩散。

双峰顶岩-角膜

古生代的纳普堆被同山到造山后花岗岩侵入,被晚造山运动的迁徙穹顶解剖,并被上石炭纪沉积物不规则地覆盖。

最北端的Morvan和Brévenne单元,由低品位泥盆纪火山沉积系列组成,分别被解释为弧形和后弧形系列。在北部的Morvan地区,该系列包括上泥盆纪和安山岩的化石碳酸盐。

在南部的Brévenne地区,火山岩属于典型的双峰顶岩-角膜结合,包括表明该系列海洋特征的枕状熔岩,这些岩石具有法曼尼亚时代。

火山岩的区域岩性分区,以及相关的不相容元素向南减少的富集,表明泥盆纪俯冲正在向南倾斜。Morvan和Brévenne地区的变质基底,包括榴辉岩,并归因于上片麻岩单元。

UGU由片麻岩和正片麻岩,以及变质的基性和超碱性岩石组成,而变质沉积物是在埃迪卡拉纪沉积形成的。镁铁质岩石局部与石榴石橄榄岩有关,在高温下在榴辉岩相中变质。

榴辉岩相是Massif-Central Ocean的俯冲造成的,因此LAC被认为是一个缝合带。 可俯冲事件的年代是有争议的,推断年龄在420至360 Ma之间。

到目前为止,通过与邻近的利穆赞和Armorican域进行比较,初步承认了该单元,但其在东部FMC的扩展尚不清楚,可它包含约380 Ma的榴辉岩遗迹。

下片麻岩单元由片麻岩和正片麻岩组成,具有不同的变质套印,可能的埃迪卡拉纪原石的片麻岩,与UGU一样,记录了瓦里斯坎造山运动之前的卡多玛造山事件。Marvejols以南的Paragneisses显示出倒置的中压变质带,归因于Variscan造山运动期间UG下方的冲力不足。

相比之下,Parautochton主要由变质岩组成,这些变质岩显示出有限的变质印记,范围从绿片岩到低闪岩等级。

整个东部FMC被丰富的石炭纪花岗岩侵入,包括地幔衍生的富含Mg-K闪长岩和层状闪长岩,这是由约340至约300 Ma的多相熔化产生的。

榴辉岩在Haut-Allier中取样,其中推断含有榴辉岩的UGU推力,在下片麻岩单元(LGU)上,没有HP变质作用。

而大陆地壳岩石的密切联系,指向变薄的大陆边缘环境,主要的变质品位范围从闪岩到颗粒岩相,但也存在榴辉岩透镜。

超基性岩石包括含石榴石的橄榄岩,但石榴石-辉石颗粒岩的可用 P-T 条件,表明类似的条件记录在冠状辉长岩中,然后在~4 kbar,650°C下记录LP-HT套印。榴辉岩出现在嵌入含硅线石的斜纹岩中的可变倒退的百米透镜内,与长英质正片麻岩密切相关。

榴辉岩在榴辉岩相中,从 20 kbar 的 2°C 到 650–20 kbar 的 750°C 经历了顺行变质作用,并在高达 22–23°C 的等压温度升高期间穿过固相线。高压颗粒岩相中减压至~875 kbar后,进一步减压至5–10 kbar,这导致HT闪岩相的部分重结晶。

岩石基质

基质主要由各种细粒共晶石组成,取代了峰变质组合,无面体石榴石被闪石和斜长石的冠状物包围。基质绿辉石被透辉石、闪石、斜长石,和石英的细粒符号岩所取代。蓝晶石被刚玉-斜长石和尖晶石-斜长石同长石所取代,周围环绕着局部含有小片白云母的斜长石金环。

以前的表状白云母被涉及黑云母,和低硅白云母的细粒聚集体所取代,金红石被钛铁矿包围或并列,两者都被钛矿的冠状物包围。

石榴石中的许多内含物,是具有不同的大型多矿物内含物,但始终含有斜长石。这些内含物的形状通常是无面体的,宿主石榴石和内含物之间有局部复杂的相互生长。

尽管内含物的整体无面体形状,但石榴石局部形成与内含物接触的孤立刻面晶体。在与多内含物接触时,石榴石通常具有改性的成分,形成夹杂物的单个晶体通常是无面体的。它们的晶界可能是直的,局部存在成花核纹理。

在其他情况下晶界是缠绕的,闪石和斜辉石在与石榴石接触处被斜长石包围。石榴石-斜长石接触是弯曲的。斜长石沿着宿主石榴石内的裂缝形成凹陷和局部尖锐的分支,以及在闪石-石榴石晶界处具有低二面角端接的薄膜。

石榴石显示出的几组裂缝,它们没有系统地与内含物相关联,但多内含物周围的石榴石总是破裂。这些裂缝在孤立的内含物周围辐射或连接内含物簇。

裂缝的径向排列表明内含物的体积增加,一些裂缝充满了与邻近内含物相似的矿物质,并显示液体包涵体痕迹,表明存在可能与脱挥有关的液体。

在局部观察到另一组裂缝,穿过石榴石和辛基质并由方钠石填充,充满方钠石、汤姆索尼石、次级斜长石和黑云母的池子沿着裂缝发育。

斜长石是圆形的,黑云母形成部分氯化的薄片,在蓝晶石之后的sp-cor-pl辛普利特附近观察,发现其中共晶石的富含Ca的斜长石被方钠石和汤松石包围。而当裂缝发生在石榴石旁边时,后者被也由方钠石、汤姆索尼石、黑云母和斜长石填充的分支穿透。

锆石、磷灰石和金红石的特点是闭合温度明显不同,因此可能对不同的热事件或P-T历史的一部分提供地质年代学约束。在磷灰石和金红石上获得的相当直接的结果更复杂。

拉博里榴辉石

榴辉岩与黑云母-硅线石变质岩、长英质变质岩,和长英质正片麻岩密切相关,表明原石位于大陆环境中,而不是成熟的海洋区域。

锆石岩浆岩芯的U-Pb年代测定表明,原石是在寒武纪晚期放置的,这一事件可能与寒武纪和奥陶纪期间,影响冈瓦纳北缘的变薄和碎裂有关,伴随着广泛的双峰岩浆作用。

在原石放置直到高压变质作用开始,岩浆钛铁矿分解为金红石的时间,与金红石中的Zr测温法的结果大致相同,并伴随着第一次变质锆石的形成。

变质锆石随后在顺行变质过程中重结晶,否则由石榴石卟啉幼细胞的生长和化学分区记录,石榴石分区表明,初始压力和温度升高至 700°C,22-23 kbar。

大致等压温度升高可能高达 875°C,与部分熔化有关。此时,石榴石中的闪石内含物部分熔化,导致沿晶界熔融薄膜后形成具有斜长石假晶型等特征的多内含物。

钛锆石测温法记录的高温表明,在这个阶段,预先存在的锆石发生了重大的重结晶,接近峰值 P-T 条件。

榴辉石榴石周围新石榴石的过度生长,与基质中斜长石的早期结晶有关,并记录了高压颗粒岩相中的减压。

进一步减压的特点是 HT 闪石-斜长石共生石,普遍取代基质绿辉石 ~750–850°C,且小于 9 kbar。在随后的冷却过程中,磷灰石和金红石的U-Pb系统关闭了约350 Ma。

而后来的低温流体渗透,促进了锆石晶体在c.310 Ma或更年轻的主要重结晶。因此,在峰值P-T条件之后,实现了重要的减压和随后的冷却约10 Ma。

在所勘测的榴辉岩中获得的结果,记录了大陆边缘裂谷晚期寒武纪期间原石的放置,随后在泥盆纪晚期俯冲,部分在石炭纪早期挖掘,最后受到晚期热液蚀变的影响。

从榴辉岩中获得的泥盆纪年龄,相当于在FMC南部与米格马岩相关的其他榴辉岩中,去获得的年龄。总体而言,中央地块的Variscan俯冲比以前认为的要短得多,并且不支持HP变质的任何显着南北时性。

尽管西欧暴露的瓦里斯坎地块之间有相关性,但现代造山运动尺度的相关性,偶然发现了之前在 FMC 中,推断的瓦里斯坎俯冲的年龄。

然而,我们的新数据结合了现代P-T和辐射数据的总结,表明在FMC中,经历最高等级条件的榴辉岩是最年轻的。因此,FMC不适合中瓦里斯坎阿洛奇通的框架,而是与波希米亚地块中暴露的一些高压岩石进行比较。

结论

在那里, HP颗粒状复合物发生在距离板块界面几百公里的地方,缝合区和颗粒状复合物之间区域下面的下壳的特征,是低密度表明长英质组成。

因此, HP复合体中的地壳物质,被视为俯冲大陆地壳的熔融碎片,从向下的板坯中分离,横向流动在弧后,并被重新层压到上层板块的核心并挖掘出来。

在FMC中,榴辉岩在弧形后部的位置,提醒了波希米亚地块的HP颗粒复合体的位置,榴辉石稀和内含物的变质锆石,显示出一致的表观年龄,从约 380 年蔓延到 约 310 Ma。

比磷灰石冷却年龄年轻的表观年龄则明确证明,锆石可以在榴辉石相的条件之外重结晶并重置其U-Pb系统,但保留明显的榴辉特征。

因此,我们建议在相对较低的温度下,与碱性流体相互作用会导致锆石的再结晶,这样就不会使磷灰石受到其他的影响。

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