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Multi-stage metamorphism of ultrahigh-temperature Mg-Al granulites during Gondwana assembly: Evidence from southern India
Geological Journal ( IF 1.4 ) Pub Date : 2022-07-11 , DOI: 10.1002/gj.4545 Bing Yu 1 , M. Santosh 1, 2 , Toshiaki Tsunogae 3, 4 , Cheng‐Xue Yang 1 , Sung Won Kim 5
Geological Journal ( IF 1.4 ) Pub Date : 2022-07-11 , DOI: 10.1002/gj.4545 Bing Yu 1 , M. Santosh 1, 2 , Toshiaki Tsunogae 3, 4 , Cheng‐Xue Yang 1 , Sung Won Kim 5
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The Southern Granulite Terrane (SGT) in India hosts granulite facies rocks metamorphosed at ultra-high temperature (UHT) conditions in the various crustal blocks, as well as within the Palghat-Cauvery Suture Zone (PCSZ), that is considered as a trace of the Late Neoproterozoic—Cambrian Gondwana suture. Here we investigate UHT granulites from the northern margin of the Madurai Block adjacent to the PCSZ where Mg-Al-rich granulites are exposed. We identify sodic gedrite + kyanite in these rocks as the high-pressure prograde stage assemblage, followed by sillimanite-garnet-orthopyroxene that formed during pressure decrease and temperature increase. The rare remnant gedrite is also stable at the near-peak UHT metamorphism until it was replaced by sapphirine. The rocks subsequently underwent decompression that formed sapphirine + cordierite and sapphirine + plagioclase symplectite around sillimanite. Dehydration during decompression generated orthopyroxene-sillimanite-quartz assemblage with the appearance of sapphirine, defining the diagnostic mineral assemblage indicative of peak UHT metamorphism (T > 900°C) at relatively high-pressure (P > 9 kbar). The UHT peak metamorphism in this region is consistent with the results of P–T calculations using conventional geothermometers and phase equilibrium modelling (T up to 1,050°C, P over12 kbar). Zircon and monazite geochronology on the UHT metapelites indicate distinct stages. Detrital zircon grains in the metasediments indicate protolith from ca. 2.5 Ga igneous source and the metamorphic overgrowths yield 206Pb/238U mean ages concentrated at ca. 550–520 Ma. Monazite ages define another younger group 206Pb/238U mean ages at ca. 450 Ma. The prograde high-pressure granulite-facies metamorphism and following UHT event correlate with the subduction-collision tectonics at 550–500 Ma associated with the final stage of amalgamation of the Gondwana supercontinent, while the 420–460 Ma monazite age records a later hydration at the post-orogenic stage, possibly associated with deep shearing and fluid influx.
中文翻译：
冈瓦纳组装过程中超高温镁铝麻粒岩的多阶段变质作用：来自印度南部的证据
印度南部花岗岩地体 (SGT) 在各种地壳块以及 Palghat-Cauvery 缝合带 (PCSZ) 内都有在超高温 (UHT) 条件下变质的麻粒岩相岩石，被认为是晚新元古代—寒武纪冈瓦纳缝合线。在这里，我们研究了来自与 PCSZ 相邻的 Madurai 地块北缘的 UHT 麻粒岩，在那里富含 Mg-Al 麻粒岩暴露在外。我们将这些岩石中的钠辉石+蓝晶石确定为高压推进阶段组合，其次是在压力降低和温度升高期间形成的硅线石-石榴石-斜方辉石。稀有的残余 gedrite 在近峰值 UHT 变质作用下也很稳定，直到它被蓝宝石取代。岩石随后经历减压，在硅线石周围形成了蓝宝石+堇青石和蓝宝石+斜长石合晶。减压过程中的脱水产生了具有蓝宝石外观的斜方辉石-硅线石-石英组合，定义了在相对高压 (P > 9 kbar) 下指示 UHT 变质峰值 (T > 900°C) 的诊断矿物组合。该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量 减压过程中的脱水产生了具有蓝宝石外观的斜方辉石-硅线石-石英组合，定义了在相对高压 (P > 9 kbar) 下指示 UHT 变质峰值 (T > 900°C) 的诊断矿物组合。该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量 减压过程中的脱水产生了具有蓝宝石外观的斜方辉石-硅线石-石英组合，定义了在相对高压 (P > 9 kbar) 下指示 UHT 变质峰值 (T > 900°C) 的诊断矿物组合。该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量 该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量 该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量206 Pb/ 238 U 平均年龄集中在 ca。550-520 毫安。独居石年龄定义了另一个更年轻的群体206 Pb/ 238 U 平均年龄在 ca。450 毫安。推进的高压麻粒岩相变质作用和随后的 UHT 事件与 550-500 Ma 的俯冲-碰撞构造相关，与冈瓦纳超大陆合并的最后阶段有关，而 420-460 Ma 独居石年龄记录了较晚的水合造山后阶段，可能与深层剪切和流体流入有关。
更新日期：2022-07-11
中文翻译：
冈瓦纳组装过程中超高温镁铝麻粒岩的多阶段变质作用：来自印度南部的证据
印度南部花岗岩地体 (SGT) 在各种地壳块以及 Palghat-Cauvery 缝合带 (PCSZ) 内都有在超高温 (UHT) 条件下变质的麻粒岩相岩石，被认为是晚新元古代—寒武纪冈瓦纳缝合线。在这里，我们研究了来自与 PCSZ 相邻的 Madurai 地块北缘的 UHT 麻粒岩，在那里富含 Mg-Al 麻粒岩暴露在外。我们将这些岩石中的钠辉石+蓝晶石确定为高压推进阶段组合，其次是在压力降低和温度升高期间形成的硅线石-石榴石-斜方辉石。稀有的残余 gedrite 在近峰值 UHT 变质作用下也很稳定，直到它被蓝宝石取代。岩石随后经历减压，在硅线石周围形成了蓝宝石+堇青石和蓝宝石+斜长石合晶。减压过程中的脱水产生了具有蓝宝石外观的斜方辉石-硅线石-石英组合，定义了在相对高压 (P > 9 kbar) 下指示 UHT 变质峰值 (T > 900°C) 的诊断矿物组合。该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量 减压过程中的脱水产生了具有蓝宝石外观的斜方辉石-硅线石-石英组合，定义了在相对高压 (P > 9 kbar) 下指示 UHT 变质峰值 (T > 900°C) 的诊断矿物组合。该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量 减压过程中的脱水产生了具有蓝宝石外观的斜方辉石-硅线石-石英组合，定义了在相对高压 (P > 9 kbar) 下指示 UHT 变质峰值 (T > 900°C) 的诊断矿物组合。该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量 该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量 该地区的 UHT 峰变质作用与使用传统地温计和相平衡模型（T 高达 1,050°C，P 超过 12 kbar）的 P-T 计算结果一致。UHT变泥岩上的锆石和独居石年代学表明不同的阶段。变质沉积物中的碎屑锆石颗粒表明原岩来自约。2.5 Ga火成岩源与变质过度生长产量206 Pb/ 238 U 平均年龄集中在 ca。550-520 毫安。独居石年龄定义了另一个更年轻的群体206 Pb/ 238 U 平均年龄在 ca。450 毫安。推进的高压麻粒岩相变质作用和随后的 UHT 事件与 550-500 Ma 的俯冲-碰撞构造相关，与冈瓦纳超大陆合并的最后阶段有关，而 420-460 Ma 独居石年龄记录了较晚的水合造山后阶段，可能与深层剪切和流体流入有关。
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