Spinifex‐like textured metaperidotites from the Higo Metamorphic Rocks, Japan, a possible high‐pressure dehydration product of antigorite serpentinite
Spinifex‐like textured metaperidotites from the Higo Metamorphic Rocks, Japan, a possible high‐pressure dehydration product of antigorite serpentinite
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来自日本肥后变质岩的类三齿稃纹理变橄榄岩，可能是叶蛇纹岩的高压脱水产物
DOI：
10.1111/iar.12382
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
1.5
通讯作者：
Yubuta Kunio
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nishiyama Tadao;Eguchi Hibiki;Shiosaki Dai;Yoshiasa Akira;Mochizuki Nobutatsu;Mori Yasushi;Sugiyama Kazumasa;Arima Hiroshi;Yubuta Kunio
日本九州中西部Higo变质岩（HMR）中的刺状结构变橄榄岩可能是由叶蛇纹石高压脱水形成的，可能表明蛇纹岩的深俯冲作用达到了1.6 GPa和740-750 °C的压力-温度条件。根据矿物组合和岩石结构，确定了三种岩石类型：I型（L）由中等粒度组成（1-5 cm长）橄榄石+顽火辉石+铬铁矿±透闪石，含次生滑石和直闪石，产于黑云母带的低级变质岩中，I（H）型粗粒（长达10 cm）橄榄石+顽火辉石（含斜顽火辉石薄片）+铬铁矿±透闪石，含次生滑石，产于石榴石-堇青石带的高级变质岩中，II型由Al-尖晶石+尖晶石+橄榄石+磷灰石+钛铁矿组成，在石榴石-堇青石区中有少量的钠钙长石，以及I型（H）。所有岩石类型中的橄榄石大多在折返过程中被蛇纹化。铬铁矿-橄榄石温度计为I（L）型岩石提供560-690 °C，尖晶石-橄榄石温度计为II型岩石提供610-740 °C。根据实验确定的叶蛇纹石+镁橄榄石+顽火辉石+滑石+ H2O的不变量点（P= 1.6GPa，T = 670 °C）的位置，其峰值变质压力大于1.6GPa。这一估计与II型岩石中的热膨胀现象相一致，在2.0 GPa下，热膨胀系数在890 °C时保持稳定。在低P/T型片麻岩中出现的刺状结构变橄榄岩为小岩体，这意味着它们可能在HMR折返过程中发生构造并置。最近在HMR中发现的中压（0.9-1.2 GPa）麻粒岩和片麻岩可能表明，HMR有一个很深的根进入楔状地幔，刺状结构的变橄榄岩就是从那里衍生出来的。
Spinifex‐like textured metaperidotites from the Higo Metamorphic Rocks (HMR), west‐central Kyushu, Japan, may be formed by high‐pressure dehydration of antigorite, and may indicate deep subduction of serpentinite reaching a pressure–temperature condition of 1.6 GPa and 740–750 °C. Three rock types have been identified based on mineral assemblage and rock texture: Type I (L) consisting of medium‐grained (1–5 cm long) olivine + enstatite + chromite ±tremolite with secondary talc and anthophyllite that occurs in low‐grade metamorphic rocks of the biotite zone, Type I (H) of coarse‐grained (up to 10 cm long) olivine + enstatite (with clinoenstatite lamella) + chromite ±tremolite with secondary talc that occurs in high‐grade metamorphic rocks of the garnet‐cordierite zone, and Type II composed of Al‐spinel + chlorite + olivine + apatite + ilmenite with minor sodic gedrite in the garnet‐cordierite zone together with Type I (H). Olivines in all rock types are mostly serpentinized during exhumation. The chromite‐olivine thermometer gives 560–690 °C for Type I (L) rocks, and the spinel‐olivine thermometer gives 610–740 °C for Type II rocks. The peak metamorphic pressure will be higher than 1.6 GPa based on the location of the experimentally determined invariant point (P= 1.6 GPa andT= 670 °C) of antigorite + forsterite + enstatite + talc + H2O. This estimate is consistent with the occurrence of chlorite in Type II rocks, which is stable up to 890 °C at 2.0 GPa. The spinifex‐like textured metaperidotites occur as small bodies in the lowP/Ttype gneisses, implying tectonic juxtaposition of them probably during exhumation of the HMR. Recent findings of medium pressure (0.9–1.2 GPa) granulites and gneisses from the HMR may indicate that the HMR has a deep root into the wedge mantle from which the spinifex‐like textured metaperidotites have derived.
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