饶拔寨榴辉岩绿辉石中镁铁闪石及单斜钠长石出溶体

近年来,在北大别杂岩带中发现了榴辉岩[1～3]及榴辉岩相岩石[4,5],岩石地球化学及Sm-Nd和U-Pb同位素特征[6,7]证明,北大别杂岩带大多数属印支期扬子俯冲陆壳的一部分,引起了国内外学者的关注.相对于南大别超高压带中榴辉岩来说,北大别榴辉岩经历了麻粒岩相退变质阶段和燕山期热变质事件的影响,形成大面积强烈退变和相应的退变质显微构造.     

大别山北部榴辉岩的大地构造属性及冷却史

岩石地球化学及同位素年代学研究表明，大别山北部榴辉岩的大部分属印支期扬子俯冲陆壳（下地壳）的一部分；大致沿磨子潭－晓天断裂附近分布的含榴辉岩、大理岩和变质橄榄岩的镁铁－超镁失质岩带可能代表扬子与华北2个大陆板块之间的变质构造混杂岩带，它应接近于扬子与华北2个大陆板块之间的缝合线（镁铁－超镁铁质岩带以北），而五河－水吼剪切带则可能代表扬子腐冲陆壳内部的1条拆离带或滑脱带。冷却史研究表明，大别山北部榴辉岩峰期变质后初期（230－210Ma)仅抬升到下地壳水平，因而未经历降温过程并具有比大别山南部榴辉岩较低的抬升速率，峰期变质后较慢的抬升速率及相应的近于等温或局部升温阶段也许是造成大别山北部榴辉岩与南部超高压带中榴辉岩差异的重要原因之一；同时，也许是研究区榴辉岩很少见有保留早期超高压变质证据的重要原因。     

大别山碧溪岭未经历超高压变质的片麻状花岗岩

关于大别山超高压变质带中与榴辉岩密切伴生的花岗片麻岩是否也经历了超高压变质作用一直是个争议的问题。笔者最近在碧溪岭片麻状花岗岩中首次发现了可靠的岩相学和矿物学证据 ,证明该岩石只遭受到绿片岩相变质作用的改造 ,而未曾记录超高压变质矿物组合。根据片麻状花岗岩与围岩接触部位强烈糜棱岩化的发育 ,认为超高压岩石在抬升到地壳范围时与以花岗质岩石为主构成的扬子陆壳发生了大规模的构造并置。     

胶南—威海造山带研究进展及重要地质问题讨论

胶南－威海造山带基底主要由新元古代变质花岗岩组成，另有少量变质表壳岩，浅变质碎屑岩，基性－超基性岩及榴辉岩，变质花岗岩可分为同造山花岗岩及后造山花岗岩，造山带之上曾经有过古生代盖层，造山带中侵入有三叠纪闪长岩及花岗岩体，在榴辉岩及其围 中发现了许多高压，超高压变质矿物；确认高压，超高压变质作用分早期的超高压榴辉岩相变质作用和晚期的高压绿片岩相变质作用；变质地层，超镁铁质岩及部分片麻岩等围岩与榴辉岩经历了相同的超高压变质作用，大部分花岗质片麻岩是在超高压变质作用发生后或发生过程中侵入榴辉岩中的，苏鲁造山带是一条以韧性剪切带为格架，穹窿构造，褶皱构造相伴随的“无山”的造山带；造山带可分为南，北二部分，北带主体属于华北板块南缘带，而南带主体则属于扬子板块北缘带。南，北带的界线大臻与连云港－嘉山断裂及近岸断裂一致，造山带南界与响水－淮阴断裂一臻，北界位于五莲－王台－朱吴－牟平一线，西侧被郯庐断裂带切割。     

大陆板块俯冲和折返的同位素地球动力学

大别 -苏鲁造山带是扬子大陆板块与华北大陆板块之间在三叠纪时期俯冲 -碰撞所形成的超高压变质带。对该带超高压变质岩的稳定同位素研究发现 ,不仅含柯石英榴辉岩出现局部氧同位素负异常 (δ18O =- 10‰ ) ,而且区域上存在氧同位素分布的不均一性 (δ18O =- 10‰～+10‰ )。前者要求榴辉岩原岩在变质前经历过大气降水热液蚀变 ,说明俯冲板块具有大陆地壳特点 ;后者反映扬子板块具有快速俯冲变质的特征 ,否则将达到同位素均一化。榴辉岩氧同位素负异常的保存显示 ,这些超高压变质岩与地幔之间没有发生显著的化学相互作用。因此 ,载有榴辉岩原岩的板块俯冲到 2 0 0多公里深的地幔内部时 ,超高压岩石形成后在地幔中的滞留时间很短(<10Ma) ,致使它们与地幔之间的氧同位素交换没有达到再平衡。榴辉岩中不同矿物对氧同位素测温不仅给出了相互一致的结果 (6 5 0～ 75 0℃ ) ,而且这些温度与阳离子交换温度计的结果 (6 0 0～80 0℃ )相一致。因此 ,在榴辉岩相变质温度下共生矿物之间的氧同位素平衡已被“冻结” ,岩石冷却过程中的氧同位素交换再平衡没有发生 ,从而证明超高压榴辉岩在变质作用后经历了快速降压/冷却过程 ,对应于板块的快速抬升。这些结果首次从地球化学角度证明了大陆板块俯冲—超高压变质—折     

陆—陆点碰撞与超高压变质作用

迄今为止，非撞击型超高压变质作用均发生在陆陆碰－撞造山带，这在东半球许多地点已被证实，超高压变质岩石以含柯石英和金刚石包体的榴辉岩和榴辉岩相变质岩石为代表，形成的温压环境为650－800℃，2.6-3.5GPa，研究证明大多数超高压岩石原是陆壳火山－沉积岩系，因此推断大陆深俯冲作用曾经发生，而超高压岩石现今又出露地表或浅表，意味着它们又从深部折返至地表，陆壳岩石深储冲和折返机制已成为大陆动力学研究的热点，但认识莫衷一是，争论的焦点是陆壳俯冲的深度到底多大可以形成超高压岩石？是什么机制使其发生深俯冲而又折返到浅表？本文通过世界上出露规模最大的超高压变质带－大别山碰撞过程的动力学分析，探讨非规则边界的碰撞引起的构造附加压力对超高压石形成的影响作用。模拟计算表明，大陆板块的早期碰撞，会引起碰撞附近的局部应力集中现象（平均压力较周围增大了5－9倍），构造压力在超高压中所占的比例约为20％－35％，由此推测，大别山高压－超高压岩石形成深度可能为65－80km。为此本文提出超高压岩石新成因模式－大陆点碰撞模式。这种模式符合力学基本原理，也符合地质记录和地质过程，可以解释为什么超高压岩石并非沿碰撞造山带全线存在，而是出现某些特定部位。本文提出喜马拉雅山撞带的东西犄角是典型的点碰撞区域，陆壳岩石的超高压变质作用均发生在这两个特定的部位。     

大别山北部榴辉岩和英云闪长质片麻岩锆石U-Pb年龄及多期变质增生

大别山北部榴辉岩及英云闪长质片麻岩的锆石U-Pb年龄分析表明：北部榴辉岩相峰期变质时代为226～230Ma左右;北部塔儿河一带英云闪长质片麻岩经历过印支期变质事件;大别山北部与南部超高压岩石中一致的（226～230Ma）高压或超高压变质年龄表明,北部镁铁-超镁铁质岩带中部分岩石也曾作为扬子俯冲陆壳的一部分,在印支期发生过高压或超高压变质作用;本区锆石发生过两期变质增生事件,一是印支期高压或超高压变质,另一期是燕山期热变质事件;榴辉岩及英云闪长质片麻岩的原岩形成时代为晚元古代;锆石U-Pb年龄可用多期变质增生模型来解释。     

苏鲁超高压变质带东北端多种成因类型变基性岩:来自岩石学、同位素年代学及地球化学属性的制约

苏鲁超高压变质带是扬子板块与华北板块在三叠纪俯冲-碰撞的产物。变基性岩是苏鲁超高压变质带内出露最广泛的岩石类型之一,研究其岩石学、年代学、地球化学属性及成因机制,对于揭示扬子板块与华北板块之间的俯冲-碰撞-折返的动力学过程具有重要的科学意义。以(退变)榴辉岩为代表的超高压变质岩石广泛出露在威海-荣成一带,少量出露在乳山地区。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,(退变)榴辉岩的原岩时代为792~760Ma,峰期榴辉岩相变质时代为243~226Ma,后期角闪岩相退变质时代为221~207Ma。非榴辉岩相变质的基性岩(麻粒岩和斜长角闪岩)主要出露在乳山地区,其原岩形成时代应不晚于古元古代(1939Ma),峰期麻粒岩相变质时代为1895~1870Ma,后期角闪岩相退变质时代为1848~1806Ma,与胶北地体变基性岩的原岩时代和变质时代十分相似。全岩地球化学研究结果表明,(退变)榴辉岩的原岩显示高Fe拉斑玄武岩的特点,根据其稀土和微量元素特征,可将(退变)榴辉岩进一步划分为A、B和C三组。在球粒陨石标准化稀土配分模式和原始地幔均一化蛛网图解上,A、B和C三组样品分别具有轻稀土弱亏损、轻稀土弱富集和轻稀土富集的特点。轻稀土富集或弱富集型(退变)榴辉岩的原岩地球化学性质与岛弧或大陆玄武岩相似,它们的源区可能与深部富集地幔或受流体交代的地幔楔存在密切的成因关系;而轻稀土亏损型(退变)榴辉岩的原岩可能来自于亏损地幔的部分熔融。由此可见,(退变)榴辉岩的原岩具有成因多样性的特点。乳山地区的基性麻粒岩和斜长角闪岩的原岩也具有高Fe拉斑玄武岩的地球化学属性,Al2O3与Mg O呈正相关变化,TiO_2、P_2O_5与MgO表现出一定程度的负相关性。绝大多数非榴辉岩相变质基性岩的球粒陨石标准化稀土配分模式和原始地幔均一化蛛网配分曲线具有微右倾或明显右倾的特点。上述特征表明,研究区绝大多数非榴辉岩相变质的基性岩原岩来自于富集地幔,少数来自于原始地幔或亏损地幔,并经历了斜长石和辉石的分离结晶以及不同程度的部分熔融过程。由此可见,乳山地区出露的非超高压变质基性岩的原岩具有与胶北地体(高压)基性麻粒岩相近的成因特点。岩石学、同位素年代学和地球化学特征的综合对比研究结果表明,在苏鲁超高压变质带东北端的威海-荣成-乳山地区,既存在与华北板块古老变质基底相关的变基性岩,也存在与华南板块北缘新元古代变质基底相关的超高压榴辉岩,表明三叠纪时期华北板块东南缘胶北地体的部分古老变质基底曾卷入到扬子板块与华北板块之间的俯冲-碰撞造山过程,随后与超高压岩石一起抬升折返,形成当今的构造混杂岩带。     

大别-苏鲁榴辉岩带的岩石学、变质作用过程及成因研究

秦岭-大别-苏鲁高压超高压变质带是华北与扬子板块俯冲碰撞作用的产物。以榴辉岩为代表的高压超压变质岩的研究将为整个造山带形成与演化历史的建立提供重要信息。本文对分布于大别和苏鲁地区的榴辉岩进行了地质学、岩石学、矿物化学及年代学研究,获得了以下认识:(1)榴辉岩可分成低温高压榴辉岩和超高压榴辉岩。超高压榴辉岩分布于前寒武纪的大别、东海、胶东和胶南变质杂岩之中,低温高压榴辉岩分布于中晚元古代的红安群、松宿群和苏家河群变质岩系之中。在大别山地区,超高压榴辉岩、高压榴辉岩,以及绿帘-蓝片岩成带状,从北到南依次平行于造山带展布。(2)大别山地区的高压榴辉岩变质作用的温压条件是:450-550℃,1.4-1.6GPa。超高压榴辉岩变质条件是:650-870℃,>2.7-2.9GPa,苏鲁地区的超高压榴辉岩是820-1000℃,>2,8-3.1GPa,榴辉岩的形成温度从西向东逐渐升高。(3)榴辉岩经历了绿帘角闪岩相→榴辉岩相→角闪岩相→绿帘-角闪岩相或绿帘-蓝片岩相→绿片岩相5期变质作用。超高压榴辉岩变质作用PTt轨迹呈顺时针方向旋转,进变质作用为缓慢升温显著增压过程,退变质作用早期为近等温迅速降压过程,中期具近等压降温特征,晚期为近等温降压过程。(4)大别-苏鲁地区至少经历了两期高压变质作用,加里东期夹持于华北与     

苏鲁变质带北部的岩石构造单元及结晶块体推覆构造

虽然苏鲁变质带北部的超高压变质岩石的类型及其特征与大别山超高压带相似,但是要划出与大别山相对应的岩石构造单元是困难的。详细的区域地质、岩石学、同位素年代学及地球化学的研究已将超高压带的西界大致圈定在牟平断裂至米山断裂的范围内。特别需要提出的是,在荣成超高压变质岩石分布区的南北两侧,出露有3 种不同成因的麻粒岩,即榴辉岩化的麻粒岩;由超高压变质岩经高压升温变质作用生成的麻粒岩;以及未经过榴辉岩相变质的麻粒岩。它们有规律地成带分布。这些麻粒岩带以及在荣成地区出露的未经过麻粒岩相叠加变质的超高压变质带,各自都有着完全不同的变质历史,并且都以深大韧性剪切带为其边界。由此笔者将苏鲁变质带北部由南向北划分为海阳所变质地块(榴辉岩化扬子陆块基底变质单元)、荣成变质地块(超高压变质单元)、威海变质地块(麻粒岩相叠加变质的超高压构造岩片)、昆嵛山边界杂岩带。这些来源于地壳深层的结晶块体是超高压带形成和演化的产物,在后来的进一步碰撞挤压中,这些来源于深层而就位于中上地壳水平的结晶块体,有可能发生了与薄皮构造机制(thin-skin thrust)类似的构造过程。它们有如一系列的推覆体挤压叠置,使华北和华南陆块最后挤压在一起。     

大别山北大别杂岩的大地构造属性

北大别杂岩主要由花岗质片麻岩及斜长角闪岩组成 ,含有不同类型、大小不等的麻粒岩岩块和变质超镁铁质岩块 ,侵入有大量白垩纪花岗岩和辉石 -辉长岩类。其中的花岗质片麻岩、斜长角闪岩具有岛弧环境的岩石地球化学特征 ,代表拼贴于扬子陆块北缘的新元古代古岛弧。北大别杂岩北可与庐镇关群相连 ,南俯于超高压变质岩之下 ,在三叠纪扬子陆块与华北陆块的碰撞过程中 ,曾与超高压变质岩一起俯冲到地幔深度并经受榴辉岩相变质作用 ,然后在折返过程中叠加了麻粒岩相及角闪岩相变质作用 ,是扬子陆块北缘陆壳俯冲基底的一部分     

大别山南部的低级变质岩:宿松群和张八岭群

大别山南部的浅变质岩指宿松群和张八岭群。前者为扬子大陆被动边缘沉积,不整合在扬子大陆晚元古代的结晶基底之上,后者为古大别洋的洋壳,它和北部浅变质岩佛子岭群和梅山群一起,与洋壳俯冲造山带主要构造单元有良好的对应关系。     

大别山前寒武纪变质地体基本组成

本文以新城－圻春断裂为界将大别山前寒武纪变质地体划分为华北陆块南缘和场子陆块北缘两个次级变质地体，两个次级地体不仅在地球物理，构造变形方面明显不同，而且在物质成分上有显著差异，它们有各自独立的变质地层系统，遭受了不同类型的变质作用，有完全不同的岩浆活动图象，上述差异均可指示华北，扬子两古陆碰掸对接时扬子陆块北缘向北俯冲至华北陆块南缘之下，这可能包括两次合作用，从元古代开始至中生代最终结束的长期复杂     

On Continent-Continent Point-Collision and Ultrahigh-Pressure Metamorphism

Up to now it is known that almost all ultrahigh-pressure (UHP) metamorphism of non-impact origin occurred in continent-continent collisional orogenic belt, as has been evidenced by many outcrops in the eastern hemisphere. UHP metamorphic rocks are represented by coesite- and diamond-bearing eclogites and eclogite facies metamorphic rocks formed at 650-800℃ and 2.6-3.5 GPa, and most of the protoliths of UHP rocks are volcanic-sedimentary sequences of continental crust. From these it may be deduced that deep subduction of continental crust may have occurred. However, UHP rocks are exposed on the surface or occur near the surface now, which implies that they have been exhumed from great depths. The mechanism of deep subduction of continental crust and subsequent exhumation has been a hot topic of the research on continental dynamics, but there are divergent views. The focus of the dispute is how deep continental crust is subducted so that UHP rocks can be formed and what mechanism causes it to be subducte     

Tectonic Framework and Evolution of the Dabie Mountains in Anhui, Eastern China

The Dabie Mountains are believed to be a collisional orogenic belt between the Yangtze amd Sino-Koreancontinental plates. It is composed of the foreland fold-thrust zone, the subducting cover and basement of theYangtze continental plate, the coesite- and diamond-bearing ultra-high pressure metamorphic zone and themeta-ophiolitic melange zone in the subducting basement, the fore-arc flysch nappe and the back thrust zoneoccurring respectively on the southern and northern margins of the Sino-Korean continental plate and the in-herited basin with molassic deposits on the northern margin. When the palaeo-Dabie oceanic plate subductednorthward in the Early Palaeozoic, volcanic arc and back arc basin probably formed on the southern margin ofthe Sino-Korean continental plate. The Sm / Nd isotopic dating of the strata and eclogite which were drawn in-to the foreland fold-thrust zone indicates that the intense collision of the two continental plates took place inthe Early Mesozoic.     

桐柏-大别山区高压变质相的构造配置

作为华北和扬子陆块间的碰撞造山带桐柏大别山区以发育高压、超高压变质带为特征,从南到北变质相从低级到高级,代表俯冲带深度不同的变质产物,整体形成高压变质相系列。不过现今各变质相岩石的分布极受后期地壳规模的伸展构造控制,大别杂岩的穹隆作用更使高压变质相带的空间分布复杂化。超高压变质岩今日多呈大小不等的块体嵌布于相对低压的大别杂岩之内,造山带根部物质的热软化,使许多深层地幔物质得以像挤牙膏一样挤出于大别杂岩内。它们之中广泛发育着减压退变质的显微结构,与大别杂岩内一些麻粒岩相表壳岩所保存的减压退变质证迹一样,同是挤出作用和碰撞后隆升的构造证迹。高压相系的发育使南桐柏山和大别山迥然不同于桐商（ 商丹） 断裂以北的北秦岭北淮阳变质带。新近发表的同位素年代学（４０Ａｒ ３９ Ａｒ） 资料：３１６ ～４３４ Ｍａ ,已证明北秦岭是古生代变质带,它与桐柏－ 大别印支期碰撞造山带差异甚大。这两个变质地温梯度差异甚大的变质地体的拼合,说明华北和扬子陆块碰撞的主缝合带是商丹－ 桐商断裂带     

中、上扬子北部盆-山系统演化与动力学机制

中国南方中生代经历了中国大陆最终主体拼合的陆缘及其之后的陆内构造演化。晚古生代末期,在秦岭—大别山微板块与扬子板块之间存在向西张口的洋盆,即勉略古洋盆。中三叠世末期开始,扬子板块相对于华北板块发生自南东向北西的斜向俯冲碰撞作用,扬子北缘晚三叠世至中侏罗世发育陆缘前陆褶皱逆冲带与前陆盆地系统。晚侏罗世至早白垩世,中国东部的大地构造背景发生了重要的构造转变,中、上扬子地区处于三面围限会聚的大地构造背景。在这种大地构造格局下,中、上扬子地区晚侏罗世至早白垩世发育陆内联合、复合构造与具前渊沉降的克拉通内盆地系统。自中侏罗世末期开始,扬子北缘前陆带与雪峰山—幕阜山褶皱逆冲带经历了自东向西的会聚变形过程及盆地的自东向西的迁移过程和收缩过程。扬子北缘相对华北板块的斜向俯冲导致在中扬子北缘的深俯冲及超高压变质岩的形成。俯冲之后以郯庐断裂—襄广断裂围限的大别山超高压变质地块在晚侏罗世向南强逆冲,致使扬子北缘晚三叠世至中侏罗世前陆盆地被掩覆和改造。     

Petrology, Metamorphic Process and Genesis of The Dabie--Sulu Eclogite Belt, Eastern--Central China

The Qinling-Dabie-Sulu high-pressure and ultra-high pressure metamorphic belt wasformed by subduction and collision between the North China and Yangtze plates. The study ofthe eclogite belt is very important in understanding the evolution of the Qinling Dabie orogen. Inthe present paper the geology, petrology, minerology and chronology of the eclogites in the Dabieand Sulu areas are described. The principal conclusions of this work are as follows: (1) Based up-on the field occurrence and the P-T conditions of the eclogites, two types of eclogite can be dis-tinguished: Type 1—the low-temperature and high-pressure eclogite in the mid-late Proterozoicmetamorphic series, and Type 2—the ultra-high pressure eclogite in the late Archaean to earlyProterozoic metamorphic complex. In the Dabie area, the ultra-high-pressure eclogite,high-pressure eclogite and epidote-blueschist units are nearly parallel to each other and stretchintermittently from north to south. (2) The P-T conditions of the high-pressure eclogites and ul-tra-high pressure eclogites have been estimated. The former are formed at 450-550℃ and1.4-1.6 GPa; while the latter at 650-870℃ and >2.7-2.9 GPa in the Dabie area and at820-1000℃ and >2.8-3.1 GPa in the Sulu area. The metamorphic temperatures of the eclogitesincrease progressively from west to east. (3) The ultra-high pressure eclogites were subjected to 5stages of metamorphism: pre-eclogite epidote amphibolite facies, peak coesite eclogite facies,post-eclogite amphibolite facies, epidote-blueschist facies or epidote amphibolite facies andgreenschist facies. The general features of the PTt path of the ultra-high pressure eclogite are:clockwise pattern, progressive metamorphism being a process of slow increasing temperature andrapid increasing pressure, and the retrogressive section with nearly isothermal decompression atthe early stage, isobaric cooling at the middle stage and nearly isothermal decompression at thelate stage. (4) At least two stages of high-pressure metamorphism occurred in the orogenic belt:the high-pressure eclogite and ultra-high pressure eclogite were formed by the subduction of theoceanic crust northward beneath the North China plate or the Dabie block during theCaledonian; while the epidote-blueschist belt came into being by subdution and collision be-tween the two continental plates during the Indosinian. (5) Due to the continuous sequentialsubduction of the cold plate, the ultra high-presssure metamorphic rocks were uplifted to thecrust by the underplating processes. They can be preserved just because of the "frozen effect" re-sulting from the continuous subduction of the cold plate. (6) The carbonates, such as magnesite,breunnerite, aragonite and dolomite, and the H_2O-bearing minerals, such as phengite, epidoteand zoisite, were stable during the high-pressure and/or ultra-high pressure metamorphism.     

榴辉岩石榴石中的水分子团：超高压变质过程中流体的证据

通过透射电镜，我们在大别山榴辉岩的石榴石中识别出水分子团。这证明 在大陆地壳岩石俯冲的过程中，石榴石作为水的载体是可以将水携带到地幔深处。而石榴石中的水分子团为超高压变质过程中有流体存在提供了有力的证据。     

"罗田穹隆"中的下地壳俯冲成因榴辉岩及其地质意义

在“罗田穹隆”中发现了下地壳俯冲成因榴辉岩．榴辉岩呈透镜状或板状产于含石榴子石条带状片麻岩中．新鲜的榴辉岩主要由石榴子石、绿辉石、金红石等组成．含少量退变质的角闪石、斜长石、紫苏辉石、透辉石、(钛)磁铁矿和石英等．研究区榴辉岩以保留早期麻粒岩相变质矿物残留体以及经受晚期麻粒岩相和角闪岩相退变为特征．指示它们由扬子镁铁质下地壳麻粒岩相岩石俯冲到深部发生变质并形成榴辉岩．然后折返至下地壳发生麻粒岩相退变，由于麻粒岩相退变质阶段仅以后成合晶形式出现．因而它们可能在下地壳停留时间不长．就又进一步被构造抬升至中上地壳而发生角闪岩相退变．大别山造山带乃至扬子板块北缘现今缺乏厚层镁铁质下地壳．它们也很少出露地表．推测这些俯冲的镁铁质下地壳可能已拆离再循环进人地幔．从而为“罗田穹隆”的形成和演化以及大别山高压-超高压岩石的形成与折返机制等研究提供了关键性的岩石学证据。