拉薩地塊松多榴輝巖的變質(zhì)演化過程：NCKMnFMASHTO體系中的相平衡關(guān)系
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作者：張毅
1前言
高壓一超高壓變質(zhì)巖石作為俯沖到下部地殼甚至地幔深度又折返到地表的巖石，是匯聚板塊邊界大洋俯沖和大陸碰撞的重要標(biāo)志，經(jīng)歷了由洋殼俯沖到陸陸碰撞及折返的整個(gè)地質(zhì)過程。洋殼俯沖高壓一超高壓榴輝巖記錄了大洋板塊俯沖及造山帶形成和演化過程中的大量重要信息，是了解板塊俯沖和造山過程的重要窗口。通過對其形成的溫壓條件以及變質(zhì)P-T軌跡的研究，可以推測其俯沖及折返過程中經(jīng)歷的地球動力學(xué)過程，對理解造山帶形成與演化有著十分重要的意義。
自從榴輝巖在拉薩地塊東部松多地區(qū)被發(fā)現(xiàn)以來，拉薩地塊內(nèi)部是否存在縫合帶的問題就一直被地質(zhì)學(xué)家重視并存在較大爭議。不少學(xué)者對區(qū)內(nèi)榴輝巖進(jìn)行了巖石學(xué)及地球化學(xué)研究，地球化學(xué)研究表明松多榴輝巖的原巖具有典型的MORB特征。已開展的巖石學(xué)研究及溫壓條件計(jì)算表明榴輝巖的峰期溫壓條件約為730C，25.8x10s Pa～26.7x l05 Pa; 760～800.C,33x105Pa～39x105 Pa; 753～790C, 34×l05 Pa～38×l05 Pa及6100C．30x l05 Pa口8]。從溫壓計(jì)算方法來看，早期學(xué)者多使用石榴石一單斜輝石礦物對溫度計(jì)和石榴石一單斜輝石一多硅白云母地質(zhì)壓力計(jì)進(jìn)行估算，對于此類溫壓計(jì)來說，其最大的缺陷就在于Fe3+的不確定性，采用電價(jià)平衡方法Fe”=Na-(Al+Cr)計(jì)算得來的Fe3。誤差較大，會引起Fe2+/Mg比例的顯著變化。應(yīng)用此類方法，不同學(xué)者計(jì)算得到榴輝巖形成的溫壓條件差別也相對較大。這種差別以及相對薄弱的巖相學(xué)研究，導(dǎo)致對松多地區(qū)榴輝巖變質(zhì)過程的認(rèn)識至今仍不明確。
本文以新鮮榴輝巖樣品(13SD43)為例，采用詳細(xì)的巖相學(xué)觀察和變質(zhì)相平衡模擬方法，利用Thermocalc相圖計(jì)算軟件在NCKMnFMASHTO體系下模擬榴輝巖的視剖面圖。在此基礎(chǔ)上計(jì)算榴輝巖的峰期溫壓條件并劃分出榴輝巖變質(zhì)過程中經(jīng)歷的不同演化階段，進(jìn)而推演其P-T軌跡。文中所使用的礦物代號為：Act-陽起石，Coe-柯石英．Cpx-單斜輝石，Ep-綠簾石，Grt-石榴石，Gl-藍(lán)閃石，Hb-鈉鈣質(zhì)一鈣質(zhì)角閃石，Jd-硬玉，Law-硬柱石，Phn-多硅白云母，o-綠輝石，q-石英，Py-鎂鋁榴石，Gr-鈣鋁榴石，Ta-滑石，Amph-普通角閃石。
2區(qū)域地質(zhì)概況
西藏拉薩地塊位于班公一怒江縫合帶和雅魯藏布江縫合帶之間，地理位置上西起獅泉河、岡仁波齊，向東經(jīng)念青唐古拉山與伯舒拉嶺相連，南北寬約300 km，東西向延伸約2000 km，面積達(dá)45萬km2，其內(nèi)部發(fā)育岡底斯中、新生代島弧及活動陸緣火山帶。拉薩地塊中變質(zhì)巖比較發(fā)育，呈零星分布的念青唐古拉群為古老的變質(zhì)基底，其巖石組合類型主要有含石榴黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、斜長角閃片巖、大理巖、石英巖及花崗片麻巖等。鋯石U-Pb同位素年齡約為1250 Ma，而在那木錯(cuò)西緣和那曲以北地區(qū)念青唐古拉群表殼巖石和變質(zhì)深成巖鋯石SHRIMP SHRIMP鋯石U-Pb定年為748～787 Ma，并認(rèn)為念青唐古拉山和高喜馬拉雅形成時(shí)代相當(dāng)。
松多榴輝巖帶位于拉薩市北東方向約200 km的松多鄉(xiāng)一帶，產(chǎn)在拉薩地塊的中東部，呈近東西向延伸，已知規(guī)模100 km以上。主要發(fā)育于下奧陶統(tǒng)的松多巖群，可分為岔薩岡、馬布庫和雷龍庫三個(gè)組，松多群巖性主要為片巖、大理巖和石英巖，時(shí)代為前奧陶紀(jì)地層；《西藏自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志》將該套地層厘定為石炭系；2004年新版的《青藏高原地質(zhì)圖》將其歸為石炭一二疊系地層。而新發(fā)現(xiàn)的榴輝巖就在該巖群中，其形成時(shí)代為260 Ma左右，變質(zhì)時(shí)代為二疊紀(jì)。榴輝巖鏡狀產(chǎn)出，榴輝巖的圍巖為一套含石榴子石的片巖和綠簾角閃巖。
采樣點(diǎn)位置如圖l-b所示。榴輝巖出露規(guī)模，沿東西向展布2 km左右，南北向展布1 km左右。其圍巖為一套石英巖、超基性巖、蛇紋巖、綠片巖以及云母片巖的巖石組合，空間上榴輝巖與白云母片巖關(guān)系密切（圖2-a）。
3巖相學(xué)特征
松多榴輝巖為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物組成為石榴子石(30%～35%)，綠輝石(25%~30%)，角閃石(10%～15%)，綠簾石(10%～15%)，次要礦物為金紅石(5%)，多硅白云母(3%)和少量的石英(1%)，并含有少量的鋯石和磷灰石等副礦物。石榴子石呈粉紅色，半自形，顯微鏡下觀察無明顯的核邊結(jié)構(gòu)。按照顆粒粒度可以將石榴石分為兩類，粗粒石榴石粒徑在2～4 mm，細(xì)粒的在0.5～1.2mm左右，且粗粒石榴石表面裂理發(fā)育，在空間上與輝石密切共生，具有較為平直的接觸邊界。少數(shù)石榴子具有凈邊結(jié)構(gòu)（圖3 -a），核幔部有金紅石、白云母、輝石及角閃石等多種礦物包體。包體周圍裂理發(fā)育與基質(zhì)相通，說明包體可能經(jīng)歷了退變質(zhì)改造過程，這給限定石榴子石生長階段的變質(zhì)條件帶來了很大的不確定性。細(xì)粒石榴石保存相對完好，表面基本無裂隙，內(nèi)部鮮有礦物包體。綠輝石單偏光下呈草綠色到無色，短柱狀和粒狀�；|(zhì)中的綠輝石粒徑在2～4 mm，有微弱的片理化現(xiàn)象，含有角閃石、金紅石及石榴子石包體。在綠輝石的邊部有角閃石反應(yīng)邊（圖3-b）。角閃石呈綠色一淡褐色，多色性明顯，呈基質(zhì)、包體和后成合晶三種產(chǎn)出狀態(tài)。部分角閃石還和白云母共生分布在石榴石裂隙之間（圖3-c），為退變質(zhì)過程中形成的角閃石。白云母主要為多硅白云母，呈片狀存在于基質(zhì)及石榴石包體中。簾石在基質(zhì)中較為常見，顆粒粒度大小不一(圖3-d)，以黝簾石及部分綠簾石為主。
4全巖成分和礦物化學(xué)特征
新鮮榴輝巖(13SD43)的全巖成分是在國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心利用XRF方法和化學(xué)測試法分析獲得的，全巖具有硅不飽，富鈣、貧鈉等特點(diǎn)（表1）。該全巖成分為變質(zhì)相平衡模擬的初始成分。電子探針礦物成分分析在北京大學(xué)造山帶與大陸構(gòu)造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用JEOL JXA- 8110電子探針完成，分析條件為：加速電壓15 kV,電流10 nA，束斑直徑1um(多硅白云母為5um)。
4.1石榴子石
松多榴輝巖的石榴子石成分如表2、圖4所示，由鈣鋁榴石( Gr23～29)、鎂鋁榴石(Py17—30)、鐵鋁榴石(Alm45～49)和錳鋁榴石(Sps1～2)四個(gè)端元組成。石榴子石成分環(huán)帶不明顯，核部成分較為均勻，其邊部Py含量降低而Alm和Grs的含量升高，表現(xiàn)出擴(kuò)散環(huán)帶的特點(diǎn)，表明石榴石在較高溫度條件下環(huán)帶可能被均一化改造，而后期退變過程中又經(jīng)歷了Fe-Mg再平衡的過程。與角閃石和部分綠輝石接觸的石榴石邊緣形狀不規(guī)則，顯示有退變質(zhì)改造的特點(diǎn)，表現(xiàn)為退變石榴子石的特征。
4.2單斜輝石
單斜輝石以綠輝石為主，部分綠輝石邊部退變生成角閃石和斜長石的后成合晶。綠輝石中硬玉Jd的含量(0.27～0.31)，部分顯示微弱的成分環(huán)帶特征，從綠輝石的核部到邊部，硬玉的含量Jd的含量(0.29～0.31)和j(o)的含量(0.29～0.30)。探針數(shù)據(jù)顯示，大多數(shù)綠輝石從核部到邊部XFe[Fe2+/(Fe2++Mg)]值降低(圖5-b)。
4.3角閃石
松多榴輝巖中的角閃石主要為鈉一鈣質(zhì)閃石，Si值為6.3～7.3(a．f.u．)，Na值為0.5～0.7( a.f.u．)。角閃石呈基質(zhì)、包體以及后成合晶三種形式存在于榴輝巖中，不同產(chǎn)狀的角閃石表現(xiàn)出不同的礦物化學(xué)特征�；|(zhì)中的角閃石主要為Na-Ca質(zhì)閃石中的凍藍(lán)閃石；石榴石及綠輝石包體中的角閃石為凍藍(lán)閃石，Si含量變化較大在6～7.5( a.f.u．)，Na在0.5~1(a．fu．)，可能為原有藍(lán)閃石退變而來；輝石邊部的角閃石主要為韭閃石和綠鐵閃石，靠近輝石的角閃石具有較低的Si和較高的Na含量。
4.4多硅白云母
榴輝巖中白云母Si值范圍是3.50～3.62(a．f．u．)，為多硅白云母。這與前人在該地區(qū)榴輝巖中得到的白云母的Si值3.4～3.6(a．fu．)基本一致。(Mg+Fe)值范圍為0.50～0.64(a．f.u．)，Mg/(Mg+Fe)在0.75左右，說明在多硅白云母中主要發(fā)生了鎂綠磷石替代。由于在退變過程中，多硅白云母可能會發(fā)生不同程度的成分重置和退變質(zhì)反應(yīng)的改造，所以用石榴石包裹體中具有最高硅含量的多硅白云母估算峰期壓力較為合適。
5相平衡模擬
在模擬松多榴輝巖的礦物組合、礦物成分變化及其變質(zhì)演化過程中，筆者采用Na2O-CaO-K20-Mn0- Fe0- Mg0- Al203- Si02- H20- Ti02-O(Fe：O，)(NCKMnFMASHTO)體系模擬變質(zhì)作用過程。流體相設(shè)為純水，并假設(shè)水、金紅石和多硅白云母過飽和，考慮到P2O5主要形成磷灰石，且在主要硅酸鹽礦物中含量均很少，因此不考慮P2O5組分，P205按照磷灰石(Ca0)5．(P2O5)1.5·(H2O)0.5分子式扣除相應(yīng)的Ca組分。
相平衡模擬使用的初始全巖成分取自XRF分析得到的全巖主量元素質(zhì)量百分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)，換算為模式體系中的mole百分比進(jìn)行計(jì)算。視剖面圖的計(jì)算使用程序THERMOCALC3.33[32]（2009年7月更新），及配套的內(nèi)部一致性數(shù)據(jù)庫。所涉及的固溶體活度模型為石榴石、單斜輝石、角閃石、簾石、綠泥石、斜長石、滑石、多硅白云母、硬柱石、金紅石、石英和水設(shè)為純端元相。
樣品13 SD43在NCKMnFMASHTO體系下的P-T視剖面圖以四變域和五變域?yàn)橹鳎冇虼沃�，雙變域極少。在視剖面圖（圖7）中計(jì)算并標(biāo)示出了石榴石的鎂鋁榴石等值線(Py)、鈣鋁榴石等值線(Gr)和多硅白云母硅等值線(Si)。圖中顯示在含藍(lán)閃石榴輝巖礦物組合( gl+g+o+law)中，多硅白云母具有中等的正斜率，鎂鋁榴石斜率較陡，鈣鋁榴石具有較陡的負(fù)斜率，隨溫度升高而增加。在含硬柱石的榴輝巖組合( g+o+law)中，多硅白云母具有中等一平緩的正斜率，隨壓力的增加而增加。石榴石中鈣鋁榴石基本不隨溫度和壓力變化而變化，而鎂鋁榴石具有中等的正斜率，隨溫度的升高而升高。在含綠簾石、硬柱石的榴輝巖組合(g+o+law+ep)中石榴石的鈣鋁榴石和鎂鋁榴石都具有較陡的正斜率，隨壓力增加而迅速升高？但是也同時(shí)受到溫度的影響。鎂鋁榴石的含量隨溫度升高而升高。在硬柱石消失的含滑石、綠簾石榴輝巖組合( g+o+ep+ta)，石榴石中的鎂鋁榴石和鈣鋁榴石都有近垂直的正斜率，前者隨壓力增加而增加，后者隨溫度增加而升高。
樣品13SD43中現(xiàn)有的礦物組合g- o- ep/czo-phn- ru-q在圖中穩(wěn)定的溫壓范圍為15×los～25×10s kPa，550～650℃，但是實(shí)際礦物組合中各礦物的成分（如石榴石中鎂鋁榴石和鈣鋁榴石的含量、多硅白云母中的Si含量）與此溫壓范圍內(nèi)計(jì)算得到的礦物成分差別很大，并指示了更高的壓力條件和溫度條件。
用實(shí)測的的石榴石環(huán)帶的鎂鋁榴石和鈣鋁榴石含量值投在P-T視剖面圖上，石榴石成分點(diǎn)主要落在含綠簾石、硬柱石榴輝巖礦物組合g+o+ep+law區(qū)域，穩(wěn)定的溫壓范圍為：550～650℃，20xl05～25x10s kPa。從石榴子石成分環(huán)帶來看，石榴石可能記錄了榴輝巖峰期及退變質(zhì)過程信息。利用石榴石核部鎂鋁榴石的含量和多硅白云母最大Si值在P-T視剖面圖上投圖，落在硬柱石榴輝巖礦物組合g+o+law區(qū)域，溫度在600℃左右，壓力可達(dá)32×l05kPa，超過了石英和柯石英轉(zhuǎn)變線，屬于超高壓變質(zhì)作用溫壓條件范圍。用石榴石邊部鎂鋁榴石和鈣鋁榴石成分在P-T視剖面圖上投圖落在綠簾石榴輝巖區(qū)域，礦物組合為g+o+ep+law，溫壓范圍為560～630℃，22xl05～25xl05kPa，屬于角閃石榴輝巖相相變質(zhì)作用溫壓范圍。
6討論
6.1松多榴輝巖峰期變質(zhì)P-7_條件和礦物組合
根據(jù)石榴石核部保存的最大Xpy等值線和多硅白云母中最大Si含量等值線在P-T視剖面圖中確定了松多榴輝巖的變質(zhì)峰期條件約為32xl05 kPa和620C，對應(yīng)的峰期礦物組合為g-o-law (phn+ru+H2O)，從該地區(qū)已有的溫壓計(jì)算結(jié)果來看，這個(gè)峰期溫壓和藍(lán)閃石榴輝巖的溫壓（30±0.6）xl05 Pa和（610土6）℃很接近，所得峰期壓力要略高于一些礦物對溫壓計(jì)的估算結(jié)果，但在(30～40)x l05 kPa計(jì)算的峰期壓力范圍內(nèi)，低于吉郎村榴輝巖壓力34xl05～38xl05kPa,這與該地區(qū)綠輝石包體中發(fā)現(xiàn)的柯石英假象相吻合，但所得溫度要低于石榴石一單斜輝石的溫度計(jì)算結(jié)果。從計(jì)算的溫度范圍來看，松多榴輝巖屬于中低溫榴輝巖。石榴石一單斜輝石溫度計(jì)中所使用的綠輝石中Fe3+成分含量的不確定性對溫度結(jié)果有較大的影響，此外石榴石邊緣成分的變化也會對溫度產(chǎn)生相當(dāng)大的影響，尤其對于本文所討論的普遍遭受不同程度退變質(zhì)改造的榴輝巖來說，石榴石的影響不容忽視。如果再考慮綠輝石成分不確定性，以及在榴輝巖退變過程中成分的變化，石榴石一單斜輝石溫度計(jì)的計(jì)算結(jié)果就存在很大的不確定性。此外由于高壓和超高壓榴輝巖一般都經(jīng)歷了復(fù)雜的退變質(zhì)演化歷史，多數(shù)情況下峰期礦物組合和現(xiàn)在保存的礦物組合和現(xiàn)在保存的并不一致。魏春景等認(rèn)為在減壓折返過程中，減壓驅(qū)動的脫水作用會像熱驅(qū)動脫水反應(yīng)那樣使變質(zhì)礦物組合達(dá)到再平衡，結(jié)果會使榴輝巖的峰期礦物組合和礦物成分發(fā)生變化。因此，利用石榴石一單斜輝石一多硅白云母地質(zhì)溫壓計(jì)或者THERMOCALC平均溫壓方法確定榴輝巖峰期溫壓條件以及P-T軌跡都有很大不確定性。相對而言，利用以全巖成分為基礎(chǔ)的視剖面圖模擬結(jié)合礦物成分等值線計(jì)算，不僅可以計(jì)算巖石形成的P-T條件及變質(zhì)軌跡，還可以通過正演模擬方法了解變質(zhì)作用演化過程中各變質(zhì)階段的礦物含量及特征。
相平衡模擬計(jì)算表明該區(qū)榴輝巖峰期位于硬柱石穩(wěn)定域，但是在樣品中既沒有發(fā)現(xiàn)典型硬柱石假象，這一點(diǎn)看似很矛盾。實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)和相平衡模擬都顯示硬柱石有很寬的穩(wěn)定域，應(yīng)該廣泛存在于冷俯沖帶中，但在世界范圍內(nèi)，出露在地表的含硬柱石巖石尤其是硬柱石榴輝巖仍然較少。相平衡研究表明，含硬柱石的榴輝巖具有富水礦物組合，它的生成過程需要大量的水，并且保存條件非�？量�，只有沿遞進(jìn)變質(zhì)P-T軌跡返回或足夠冷的抬升條件下才可能保存。Dvais認(rèn)為含硬柱石榴輝巖的保存主要與快速抬升有關(guān)。Tsujimori等(2006)指出受板塊俯沖和折返機(jī)制的控制，典型的抬升剝露過程不利于含硬柱石榴輝巖在折返過程中保存。以西大別造山帶榴輝巖的近等溫降壓抬升軌跡做類比，其早期階段硬柱石會通過脫水反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫G簾石，這種抬升過程不可能保存硬柱石，僅可能以假象作為石榴石等礦物的包體存在。由于松多地區(qū)榴輝巖中石榴子石裂理發(fā)育，遭受了明顯的后期改造，所以即使峰期存在硬柱石也不容易保留下來，所以該地區(qū)沒有含硬柱石或者硬柱石假象的榴輝巖發(fā)現(xiàn)和相平衡模擬結(jié)果顯示的峰期條件在硬柱石穩(wěn)定域并不矛盾。
在NCKMnFMASHTO模式體系下計(jì)算的P-T視剖面圖模擬出松多榴輝巖的峰期礦物組合落在g-o-law(+phn +ru+H2O)礦物組合域內(nèi)。相圖模擬結(jié)果顯示：在藍(lán)閃石消失后的g-o-law(+phn+ru+H2O)組合域內(nèi)，石榴石中鎂鋁榴石含量主要受溫度控制，隨溫度升高而升高，可以很好地指示溫度的變化，利用環(huán)帶石榴石核部最大Xpy值可以在該組合域內(nèi)確定巖石形成的峰期溫度；而鈣鋁榴石等值線基本不隨溫度和壓力變化，所以不能在該區(qū)域用鈣
鋁榴石來限定壓力，多硅白云母的Si含量在大多數(shù)礦物組合域中受溫度和壓力控制，幾乎不受全巖成分的影響，并且隨著壓力升高，Si含量顯著變化。因此多硅白云母中的Si含量在給定溫度的條件下，可以很好地限定巖石形成的壓力。巖相學(xué)和礦物學(xué)研究說明巖石中多硅白云母的成分在后期退變質(zhì)過程中也不同程度的受到了改造，同時(shí)石榴子石包體中的多硅白云母的Si高于基質(zhì)中的多硅白云母。因此多硅白云母的最大Si含量可以更好地指示巖石形成的峰期壓力。因此筆者利用P-T視剖面圖中石榴石核部鎂鋁榴石的最大含量和多硅白云母中最大的Si含量來限定在礦物組合g- 0-law(+phn+ru+H20)中巖石形成的峰期P-T條件，使
用石榴石鎂鋁榴石等值線和多硅白云母Si含量等值線確定溫度和壓力的系統(tǒng)誤差大約是6℃和0.6×103 kPa(2δ的誤差)，這種誤差僅來源于體系中焓的不確定性，沒有其他因素影響，因此誤差是最小的．而實(shí)際誤差肯定比這個(gè)系統(tǒng)誤差要大。利用石榴石的鎂鋁榴石含量等值線和多硅白云母的Si含量等值線在P-T視剖面圖上給出了榴輝巖峰期變質(zhì)溫壓條件約為32 xlos kPa和6100C，這個(gè)條件與松多榴輝巖中石榴石邊部含有的柯石英假象包體相符合，說明松多榴輝巖可能經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用，而榴輝巖石榴石環(huán)帶不發(fā)育，保留了峰期和退變的變質(zhì)信息，對應(yīng)的峰期礦物組合為g-o-law(+phn+ru+H：O)，屬于中低溫超高壓榴輝巖。
6.2松多榴輝巖變質(zhì)演化過程
結(jié)合松多榴輝巖的野外地質(zhì)產(chǎn)狀，筆者在巖相學(xué)研究和相平衡模擬的基礎(chǔ)上，將松多榴輝巖的變質(zhì)演化分為三個(gè)階段：(I)遞進(jìn)變質(zhì)階段；(Ⅱ)峰期變質(zhì)階段；(Ⅲ)退變質(zhì)階段。
(I)遞進(jìn)變質(zhì)階段：該階段榴輝巖礦物組合以石榴子石、單斜輝石、綠簾石、黝簾石和角閃石為主，角閃石、綠簾石、黝簾石主要以包體形式存在于石榴子石中。比較包體和基質(zhì)中角閃石，包體以凍藍(lán)閃石為主，基質(zhì)中以韭閃石為主。
(Ⅱ)峰期變質(zhì)階段：依據(jù)石榴石核部的最大Xpy值等值線和多硅白云母中最大Si含量等值線在P-T視剖面圖中確定了松多榴輝巖的變質(zhì)峰期條件為32xl05 kPa和620℃，對應(yīng)的峰期礦物組合為g-o-law (phn+ru+H20)。
(Ⅲ)退變質(zhì)階段：可劃分為早期近等溫降壓階段和后期后成合晶階段。
早期近等溫降壓階段：松多石榴輝巖在P-T視剖面圖中模擬出的峰期礦物組合g+o+law與巖石中觀察到的現(xiàn)有礦物組合g+o+phe并不一致，巖石中綠簾石，角閃石的出現(xiàn)，并結(jié)合巖石中綠輝石邊部存在的后成合晶現(xiàn)象，筆者推測巖石在峰期變質(zhì)作用以后，經(jīng)歷了以近等溫減壓為特征的快速抬升過程，早期退變質(zhì)過程主要發(fā)生在硬柱石穩(wěn)定域內(nèi)，以硬柱石和少量滑石的脫水反應(yīng)為主要特征。在早期減壓過程中巖石主要經(jīng)歷了以下變質(zhì)反應(yīng)：(i )coe→q；(ii )law→g+H2O；反應(yīng)(ii)使得石榴石中鈣鋁榴石含量增加，說明石榴石的鈣鋁榴石含量不能指示巖石形成的峰期壓力條件；進(jìn)一步減壓可能發(fā)生law→ep+mu的反應(yīng)，壓力達(dá)到22 xl05~
23 xlos kPa時(shí)出現(xiàn)綠簾石／斜黝簾石，這與巖相學(xué)觀察一致，在g- o- ep-law(+phn+q+H2O)礦物組合域中伴隨著硬柱石明顯的脫水反應(yīng)直至消失。在早期的減壓退變過程中峰期礦物組合水大量被釋放出來，巖石不斷發(fā)生的脫水作用，使得峰期礦物組合不斷演化。
后期后成合晶階段：該階段以石榴石及綠輝石邊部出現(xiàn)角閃石+斜長石和單斜輝石+斜長石蠕蟲狀合晶以及晚期的綠簾角閃巖相礦物組合為特征。巖石在硬柱石消失后繼續(xù)降壓的過程中，P-T軌跡在含有綠簾石的g-o-ep-ru(+phn+q+H2O)礦物組合域內(nèi)高角度切割巖石飽和水含量等值線，并沿水含量增加方向演化，巖石將處于流體缺失狀態(tài)，不利于礦物組合的演化，但早期硬柱石脫水反應(yīng)釋放出的大量水仍可以使巖石在局部富流體區(qū)域生成大量的綠簾石，直至出現(xiàn)流體缺失狀態(tài)。在野外露頭榴輝巖局部發(fā)現(xiàn)的綠簾石脈體可能是這一階段形成的。在該階段角閃石大量形成，分布于各峰期礦物之間。
6.3地質(zhì)意義
松多榴輝巖已成為拉薩地體內(nèi)部一條確定的延伸100 km的榴輝巖帶，沿著岡底斯巖漿弧北部分布，其變質(zhì)原巖為MORB或者OIB。榴輝巖峰期壓力有高壓、超高壓；峰期溫度有低溫、中溫。榴輝巖缺少直接的超高壓證據(jù)如柯石英等超高壓標(biāo)志礦物，但是榴輝巖中有大
量柯石英向石英轉(zhuǎn)變的證據(jù)如多晶石英和放射狀裂紋石英，考慮到柯石英在折返過程中很難保存，且該地區(qū)部分榴輝巖具有低硅的特點(diǎn)，這些可能正是到目前沒有發(fā)現(xiàn)柯石英的原因。鑒于傳統(tǒng)溫壓計(jì)和不同的相平衡模擬方法都得到了松多榴輝巖峰期P-T條件位于超高壓區(qū)域以及多硅白云母較高的Si值(3.4~3.6)，筆者可以得出松多榴輝巖經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用的結(jié)論。最近，含藍(lán)閃石榴輝巖發(fā)現(xiàn)，并得到其P-T演化軌跡是榴輝巖。本文的相平衡模擬研究表明松多多硅白云母榴輝巖經(jīng)歷了一個(gè)快速俯沖和折返的低溫超高壓變質(zhì)演化過程，這與最近發(fā)現(xiàn)的藍(lán)閃石榴輝巖類似，結(jié)合松多榴輝巖帶發(fā)現(xiàn)的超鎂鐵巖石、大洋和洋島玄武巖等蛇綠巖帶的巖石組合，松多榴輝巖帶代表了拉薩地塊內(nèi)部一條大洋型高壓一超高壓變質(zhì)帶。榴輝巖原巖時(shí)代為303 Ma變質(zhì)時(shí)代為266 Ma，說明拉薩地塊內(nèi)部存在一個(gè)二疊紀(jì)的古特提斯洋盆。
7結(jié)論
對松多榴輝巖的詳細(xì)巖相學(xué)和相平衡模擬研究表明，榴輝巖經(jīng)歷了低溫超高壓變質(zhì)作用。石榴子石從核部到邊部的成分變化記錄了順時(shí)針的P-T演化軌跡，峰期溫壓條件為6200C、32xlos kPa，退變溫壓條件為560～6300C，22xl05～25xl05 kPa。巖石經(jīng)歷了一個(gè)快速俯沖和折返的變質(zhì)演化過程，結(jié)合該地區(qū)含藍(lán)閃石超高壓榴輝巖的發(fā)現(xiàn)和變質(zhì)演化過程的研究，松多榴輝巖帶可能代表了拉薩地塊內(nèi)部一條東西向延伸的100 kni大洋型超高壓變質(zhì)帶，這為拉薩地塊內(nèi)部古特提斯縫合帶進(jìn)一步確定提供了新的證據(jù)。
8提要：
拉薩地塊松多榴輝巖主要礦物組合為石榴子石、綠輝石、角閃石、多硅白云母、綠簾石、金紅石。石榴子石環(huán)帶不明顯，核部成分均一，從核部到邊部，鎂鋁榴石和鈣鋁榴石含量降低，可能分別記錄了榴輝巖峰期及退變質(zhì)過程信息。綠輝石顯示微弱的成分環(huán)帶，硬玉含量從核部到邊部略有升高，部分綠輝石邊部發(fā)育韭閃石退變質(zhì)邊，反映了在減壓過程中外來流體進(jìn)入體系的過程。多硅白云母具有高的Si含量(3.5~3.6)，其中石榴石包體中的多硅白云母相對基質(zhì)中的白云母有更高的Si值。本文利用Thermocalc變質(zhì)相平衡模擬軟件，結(jié)合詳細(xì)巖相學(xué)觀察，在NCKMnFMASHTO體系下，模擬松多含多硅白云母榴輝巖的變質(zhì)演化過程。其中，榴輝巖峰期礦物組合為g+o+law+phn+ru，石榴石核部最大鎂鋁榴石值和石榴子石包體中多硅白云母最大Si值確定的榴輝巖峰期溫壓條件約為6200C．32xl05 Pa，榴輝巖經(jīng)歷了近等溫降壓的退變質(zhì)過程。相平衡模擬結(jié)果表明拉薩地塊松多榴輝巖經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用過程，并經(jīng)歷了相對快速的折返過程到中部地殼層次。
