 | Гранатовые перидотиты очень высокого орогенного давления |
Distribution and peak metamorphic ages of recognized VHP terranes worldwide |
–T conditions of VHP mafic–ultramafic rocks. (Left) (A), P–T fields of VHP metamorphism, “forbidden-zone” (17), and stability of coesite and diamond; (B), P–T time paths for Dabie–Sulu eclogite and garnet peridotites. (Right) Zoned zircon domains with SHRIMP U–Pb ages for Sulu paragneiss. |
A schematic model for Triassic subduction of the Yangtze beneath the Sino-Korean cratons, showing the tectonic setting for mantle-derived (type A) and crustal-hosted (type B) garnet peridotites |
Microstructures of VHP minerals. (A) Exsolution lamellae of garnet plus ilmenite in relict clinopyroxene from Sulu peridotite (for details, see ref. 14). (B and C) Exsolution lamellae of rutile plus amphibole in peridotite garnet from northern Qaidam VHP terrane |
Phase transformations in enstatite. (Upper) TEM image of enstatite with clinoenstatite lamellae from Sulu garnet peridotite. (Lower) P–T path for such transformation. |
Schematic P–X (Cpx–Grt) diagram for isothermal decompression path of majoritic garnet to form garnet plus ilmenite lamellae in clinopyroxene host |
http://rimg.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/37/1/33
http://www.pnas.org/content/104/22/9116.full
Very high-pressure orogenic garnet peridotites
Авторы J. G. Liou, R. Y. Zhang и W. G. Ernst
http://www.pnas.org/content/104/22/9116.figures-only
Резюме
Мантийные гранатовые перидотиты – вторичный компонент во многих метаморфических группах автохтонов высокого давления, сформированных в ходе коллизии континентов и континентальной субдукции. Некоторые из этих мантиных пород содержат следы циркона и включения размером в микроны. Минералы демонстрируют пред-и постсубдукционные микроструктуры, включая полиморфные трансформации и минералогическое экзолюции (mineral exsolution). Экспериментальные, минералогические, петрохимические и геохронологические характеристики при использовании новых методов с высокой разрешающей способностью пространственный, временный и энергетической зхадач привели к неожиданными открытиями новых стадий, обеспечивая лучшие ограничения глубоких процессов мантии.
Данные по составу подконтинентальной литосферной мантии существенны для установления реальной модели геохимического и тектонического развития Земли. Данное изучение базируется на петрохимии ксенолитов и ксенокрист (xenocrysts) кимберлитов, мантийных вулканических пород, экспериментальных данных по метаморфизму очень высокого давления (VHP) равновесной стадии и на интерпретации сейсмических томографических изображений. Дополнительное изучение орогенных перидотитов обеспечивает понимание процессов в верхней мантии в конвергентных границах литосферных плит. Обнаружено, что многие орогенные перидотиты произошли от получены от метасоматоза мантии (depleted, metasomatized mantle) или накапливания в коре и позже были подвергнуты метаморфизму высочайшего давления VHP зоны субдукции. Некоторые перидотиты сохраняют следы ультраглубокого происхождения, показанного минеральным составом, свойственным для VHP метаморфитов и некоторым перидотитам с содержанием плотных гидроидных магнезиальных силикатов (DHMS - dense hydrous magnesian silicates), которые являются устойчивыми только в глубинах мантии. Также обнаружено, что некоторые гранатовые перидотиты и их вместитель, континентальная кора, одновременно подверглись субдукционному метаморфизму очень высокого давления VHP при (P-T) условиях, характеризуемых низкими тепловыми градиентами дo5oC/км по данным высокочувствительного ионного микрозонда SHRIMP (sensitive high-resolution ion microprobe) по U-Pb определению возраста циркона пород.
Кроме того, VHP эксперименты показали, что многочисленные гидроидные (hydrous) стадии и номинально безводные минералы, содержащие существенные количества H2O устойчивы при таких условиях. Поэтому холодные зоны субдукции являются основными участками для рециклинга в мантию воды Н2О. Такие результаты продвинули знание о тепловой структуре зон субдукции и рециркуляции volatiles в мантию.
Данные петрохимические результаты приводят к выводам, критически оценивают сложившиеся представления тектоники: а именно - как породы глубокой мантии (> 200 км) оказались на малых глубинах? Как такие перидотиты были вовлечены в орогенез зоны субдукции? Как мы можем отличить процессы петрохимии/геохронологии в сходящем мантийном клине от того, что затрагивает глубоко субдуцируемые ультрамафические породы континентальной литосферы?
Эта статья представляет краткий обзор VHP метаморфизма гранатовых перидотитов и излагает новые выводы по петрохимическим и экспериментальным изучениям мантийных орогенных перидотитов. Различают по петрофизике перидотиты клина мантии и зон субдукцией через экспертизу минералов микрометрического размера, текстур окончательного решения для данной среды (exsolution textures) и полиморфных превращений. Недавнее исследования гранатов в норвежских каледонидах показали, что интерпретация континентальных глубин субдукции> 200 км для некоторых VHP групп автохтонов может быть неверной, поскольку происхождение перидотитов глубокой мантии произошло до включения их в зоны субдукции (before emplacement in the subduction zone). Данная работа базируется на некоторых примерах из Dabie–Sulu terrane восточной области центрального Китая.
VHP Метаморфизм
Мантийные и Коровые Гранатовые Перидотиты
Трансформации
Very high-pressure orogenic garnet peridotites