对山东高压—超高压变质带的几点看法：程裕淇院士野外考察记

通过对山东高压－超高压变质带的考察,初步认为：榴辉岩的最后降升时代为蒸山期;含更玉石英岩＋榴辉岩＋（透辉石）大理岩组合说明表壳岩经历了高压－超高压变质作用;该带晋宁期长英质片麻岩－花岗岩广泛出露,在其北部麻粒岩和榴辉岩密切伴生。     

桐柏山高压变质带及其区域构造型式

桐柏山是秦岭－大别山造山带的重要组成部分。新近的构造学和岩石学详细研究表明，该区广泛分布有大量的、大小不一的榴辉岩及退变质榴辉岩块体，构成一个延展长约200km和宽约40km的高压变质带。由榴辉岩或退变质榴辉岩、遭受过高压变质作用的沉积和火山岩、由榴辉岩退变质而成的片麻岩和片岩，以及面理化的含榴或不含榴的花岗岩组成的高压变质单位（HP），在组成及变质演化特征方面，均与大别－苏鲁地区的高压单位类似。构造上，显示一典型的西北美型变质核杂岩。分隔开由桐柏杂岩组成的核部杂岩单位（CC）及上覆的高压单位的km尺度的伸展拆离带，具有下和中伸展拆离带的复合性质，是在高压变质作用期后伸展体制下形成的。桐柏山高压变质带是与大别山地区的高压变质带相联接的，据其岩石学、构造学及相关的主要构造边界展布特征，推测该高压变质带穿过南襄盆地有继续向东秦岭延伸的趋势。桐柏山高压变质带是东秦岭造山带与大别－苏鲁超高压和高压变质带间的构造纽带。     

两条不同类型的HP/LT和UHP变质带对祁连-阿尔金早古生代造山作用的制约

在祁连-阿尔金造山带的南北两侧,分别出露有北祁连-北阿尔金HP/LT变质带和柴北缘-南阿尔金UHP变质带。北祁连-北阿尔金HP/LT变质带主要由蓝片岩、低温榴辉岩和高压变沉积岩所组成,榴辉岩形成的温压条件为420～570℃和2.0～2.5GPa,形成时代为510～440Ma。含硬柱石榴辉岩和含纤柱石高压变沉积岩的存在显示洋壳俯冲把大量水带到地幔深处。与HP/LT变质带伴生的早古生代蛇绿岩、俯冲增生杂岩、岛弧、弧后盆地等显示北祁连-北阿尔金为典型的早古生代增生造山带。柴北缘-南阿尔金UHP变质带由榴辉岩、石榴橄榄岩、高压麻粒岩及具有陆壳性质的正副片麻岩所组成,它们遭受了超高压变质作用(T700℃,P2.8GPa),UHP变质时代为500～420Ma,榴辉岩的原岩时代为750～850Ma,形成于新元古代的大陆裂谷环境。野外地质关系、岩石学及年代学研究显示柴北缘-南阿尔金HP-UHP变质带为大陆深俯冲作用的产物。在柴北缘-南阿尔金UHP变质带中,超高压榴辉岩和高压麻粒岩同时形成在不同的构造热环境中,构成大陆俯冲及碰撞造山带中的"双变质带",同时也显示柴北缘-南阿尔金造山带具有典型碰撞造山带的特征。祁连-阿尔金造山带南北两侧几乎同时发生增生造山作用和碰撞造山作用,构成由不同造山类型所组成的复合造山带。南北两侧的HP/LT变质带和UHP变质带以及可能存在的不同类型双变质带制约了祁连-阿尔金造山带早古生代的造山性质、造山类型以及造山机制。     

苏鲁高压—超高压变质带南部花岗片麻岩—花岗岩的多时代演化

苏鲁高压－超高压变质带中，广泛分布有花岗片麻岩－花岗岩系列，有关其形成的时代和成因机制长期存在争议。岩石露头表现为强烈的片麻理，并且多数和榴辉岩及榴辉岩相岩石密切伴生。其岩石类型有变化，从斜长片麻岩－花岗闪长质片麻岩－二长花岗片麻岩演化到花岗岩。矿物和地球化学变化也较大。从残留的高压和超高压矿物及其退变质反应等。说明它们中有部分曾经历了高压－超高压变质作用。该变质部连云港地区4个二长花岗片麻岩－花岗岩岩体中精的单颗粒锆石，运用Pb-Pb法（质谱计双带源逐层发－沉积法）和U-Pb法（离子探针SHRIMP分析），获得的年龄值跨度大，从859Ma到150Ma，分别属于4个年龄段（时段），但是主要数据集中在600－859Ma和220－250Ma两个时段，锆石的形貌特征研究显示，这些花岗片麻岩－花岗岩是苏鲁高压变质带中长期演化的产物。其物质来源与古元古代，乃至太古变质表壳岩密切相关。元古代大量岩浆结晶型锆石指示了当时存在强烈的花岗岩浆活动，导致大量花岗岩类岩石的形成。古生代（加里东期）和中生代早期（印支期）分别经历了变质作用，尤其是印支期，至少一部分和榴辉岩源岩一起经历了高压－超高压变质作用，并且伴随有地壳部分熔融，引起又一次花岗岩浆活动，再生花岗岩，该区南部东海地区尤为明显，中生代晚期燕山期的岩浆，热液活动对花岗片麻岩也有影响，其中新元古代和印支期则是花岗片麻岩及至大别造山带中两个重要的地质构造时期。     

扬子北缘还是华北东南缘：胶东新元古代花岗片麻岩构造归属新议

苏鲁超高压变质带广泛发育新元古代花岗片麻岩，这些新元古代花岗片麻岩通常被认为与扬子克拉通具有亲缘性。本文基于新的调查资料，综合前人研究成果，提出新元古代花岗岩是华北克拉通新元古代时期大陆裂解产物、并在三叠纪华南与华北碰撞造山期间作为华北板块大陆边缘南向深俯冲的新认识。主要依据如下：① 新元古代花岗岩与华北克拉通胶北地块为侵入接触关系，五莲- 即墨- 牟平断裂带并非北苏鲁超高压变质带与胶北地块的初始接触界线；② 新元古代花岗片麻岩中有大量胶北地块的古老地壳物质，记录了～1. 85 Ga的华北克拉通化变质事件；③ 胶北地块上晚侏罗世花岗岩中存在大量新元古代继承锆石，但缺少三叠纪的弧岩浆记录；④ 胶北地块东南缘存在三叠纪角闪岩相变质作用证据，指示胶北地块三叠纪的俯冲作用；⑤ 区域地球物理信息指示北苏鲁超高压变质带深部地壳属于华北克拉通和北东东向构造线方向。新的认识将有助于对华北克拉通新元古代构造演化和大别- 苏鲁造山带形成过程的重新认识，为胶东中生代金成矿作用提供新视野。     

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     

北秦岭高压-超高压岩石的时空分布、P-T-t演化及其形成机制

北秦岭构造带早古生代的构造格局和演化过程一直是地学界比较关注也是存在较大争议的问题之一.在已有研究基础上,系统总结了本课题组近年来在北秦岭早古生代高压-超高压变质作用研究方面的进展,从变质作用角度对北秦岭早古生代的构造演化提供重要限定.丹凤斜长角闪岩中柯石英的发现为区内超高压变质作用的存在提供了最直接的矿物学证据;东秦岭秦岭杂岩中的斜长角闪岩普遍经历了高压-超高压榴辉岩相变质,具面状分布的特征,是陆壳俯冲/深俯冲作用的产物;高压-超高压榴辉岩和围岩片麻岩都记录了顺时针的P-T-t轨迹,峰期变质时代为500~490 Ma,之后主体又经历约470~450 Ma和约420~400 Ma两期抬升退变质叠加和部分熔融作用;高压-超高压岩石两期退变质和部分熔融发生的时代与北秦岭460~440Ma和~420Ma的两期岩浆事件的时代一致,说明北秦岭早古生代岩浆作用是深俯冲陆壳板片断离和碰撞造山结束后地壳伸展作用的岩浆响应;高压-超高压榴辉岩原岩形成时代约800 Ma,具有与南秦岭新元古代中晚期岩浆岩一致的地球化学特征,北秦岭超高压岩石的形成可能是商丹洋关闭后洋壳拖曳着南秦岭陆壳物质向北发生大陆深俯冲的结果,商丹洋在500 Ma主体应该已经关闭;秦岭岩群是部分而不是整体经历了大陆的深俯冲,现今的秦岭岩群是一个俯冲碰撞杂岩带而不是一个岩石地层单元或微陆块;北秦岭早古生代造山作用在中泥盆世已经结束,整体处于构造隆升后的剥蚀阶段,是南秦岭刘岭群碎屑岩的主要蚀源区,刘岭群沉积盆地形成于碰撞造山后的伸展构造背景而非弧前环境.      

大别山榴辉岩一片麻岩杂岩的成因

大别山榴辉岩由辉长岩、大陆拉斑玄武岩和少量泥灰质经高压变质作用形成。大别地块可划分出四个形成条件不同的榴辉岩区,它们代表一种构造－岩石组合体。片麻岩杂岩中各种高压变质岩类的发现证明它们与榴辉岩一起经历了原地高压变质过程。二者变质作用Ｐ－Ｔ参数的差异归因于抬升过程中退变质反应速度的不同。不同地区榴辉岩退变质组合及Ｐ－Ｔ条件与围岩的一致性表明,大别杂岩现今所展示的“递增”变质带是由榴辉岩相退变质作用形成的。高压榴辉岩－片麻岩杂岩的产生是印支期扬子与华北两个大陆板块碰撞的结果。     

桐柏—大别山高压超高压变质带

桐柏—大别山高压超高压变质带自南向北可划分为３个带：绿帘－蓝片岩相变质带，高压榴辉岩相变质和超高压榴辉岩相变质带，超高压变质带形成于加里东期洋壳俯冲作用过程中，而前两个高压变质带则是印支期陆－陆俯冲－碰撞作用的产物。     

中国东部苏鲁榴辉岩超基性岩褶皱带的演化及其与大别(中国)和柯切塔夫(哈萨克斯坦)杂岩的对比(英文)

苏鲁褶皱带形成于元古宙 (2 2 33～ 185 5Ma)典型优地槽构造环境 ,主要由石榴橄榄岩、石榴辉石岩、榴辉岩等侵入岩 (柯石英深度相地幔岩浆房中形成 )和它们的火山沉积建造围岩一起经褶皱、变质而形成。变质作用经历了先蓝片岩相 (前花岗岩 )后片麻岩混合岩相过程。由于变质作用的不规律性 ,苏鲁褶皱带可分为 2个构造带 :(1)东部构造带 (蓝片岩 )和 (2 )西部构造带 (片麻岩混合岩 )。根据A·都城秋穗所识别的变质带系统 ,可将其作为一个双变质带。东部构造带以出现许多块状、条带状榴辉岩辉石岩橄榄岩组合的残余岩块为特征 ,其中还残留着高压的矿物 (石榴石、绿辉石、柯石英 ) ,而且有被混合岩和各种交代岩替代的显著标志。在中生代 ,苏鲁元古褶皱带受造山作用的影响活化 ,导致许多花岗岩体的侵入 ,使交代岩广泛发育。     

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。     

超高压——高压剪切带

超高压－高压剪切带是大陆碰撞造山过程中变质－变形分解作用形成的一类特殊的剪切带。剪切带内的构造以含柯石英、金刚石等超高压－高压矿物的榴辉岩、面理化超基性－基性岩、片麻岩、大理岩为特征，具有复杂的变形组构和变形历史。最终形成布丁－基质或残斑－基质结构。深入研究超高压－高压剪切带的几何学、运动学和流变学特征，对分析超高压－高压变质岩石的形成－折返过程及碰撞造山动力学，具有重要的实际和理论意义。     

大别山超高压变质带的构造背景

大别山南部的超高压变质带具有特征的榴辉岩相矿物组合，榴辉岩的岩石化学及稀土元素特征及其伴生的岩石组合，表明这个带是以陆壳成分为主混有少量上地幔及洋壳成分的混杂岩，榴辉岩相围岩和大别群具有不同的变质和变形特征。超高压变质带形成于扬子和中朝板块大陆碰撞的构造环境，是扬子板块陆壳向北俯冲到一定深度的变质产物。     

大别山的变质碰撞混杂岩——以东部为例

大别山是中国东部中朝大陆板块与扬子大陆板块之间的碰撞造山带。具有薄皮构造的性质。组成两个碰撞大陆之间的滑脱（冲断剪切）带的岩石就是碰撞混杂岩组合。大别山由于剥露较深,仰冲壳楔完全被剥蚀,超高压变质带大面积出露,识别出碰撞混杂岩组合是对大别山进行几何分析的必要步骤。大别山碰撞混杂岩组合可分为南北两部分。北部为条带状片麻岩-超镁铁岩组合,南部为云母斜长片麻岩-榴辉岩组合,这两个组合的大部分都经历过超高压变质作用。它们的共同特点是具有宏观的＂碎斑结构＂和混杂作用。罗田穹隆是造山过程中早期形成的双冲式背斜,最后在造山晚期因东西向缩短的叠加而形成穹隆。     

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。     

西南天山超高压变质带中志留纪岛弧火山岩岩片及其构造意义

西南天山造山带位于伊犁-中天山板块和塔里木板块之间,普遍被认为是古南天山洋闭合,塔里木板块和伊犁-中天山板块碰撞造山的产物.在西南天山含榴辉岩高压-超高压变质带中,我们在哈布腾苏和科普尔特2个地区识别出这一套基性-酸性火山岩.在哈布腾苏剖面,该套火山岩以酸性岩为主,在野外作为构造岩片与高压-超高压榴辉岩与蓝片岩相间产出...     

中国中央造山带内两个超高压变质带关系

中国中央造山带内至少发育两个超高压变质带,一个是南阿尔金-柴北缘-北秦岭超高压变质带,超高压峰期变质年龄为早古生代(500～400 Ma),代表扬子与中朝克拉通间的深俯冲和碰撞带;另一个是研究程度较高的大别-苏鲁超高压和高压变质带,峰期变质年龄主体是三叠纪(250～220 Ma),代表扬子克拉通内部的陆内大陆深俯冲和碰撞带。对东秦岭看丰沟及香坊沟的变质岩片详细岩石学和构造学研究以及先期造山带尺度的构造、岩石和年代学研究资料分析证明,南阿尔金-柴北缘-北秦岭超高压变质带,向东不能与大别-苏鲁超高压和高压变质带的任一部分相连,包括南大别和西北大别超高压及高压变质岩石。相反,大别-苏鲁超高压及高压变质带,向西经桐柏山,横过南襄盆地延伸到南秦岭的西峡及商南一带。仅在东秦岭-大别山范围内,两个超高压变质带分别位于南丹断裂系南北两侧,沿造山带近平行延展,之间被一系列以断裂或剪切带为边界的岩石构造岩片相隔,不能构成横贯中国中部统一的巨型超高压变质带。任何有关中国中央造山带构造格架及构造演化模型的建立,均应考虑其内部发育两个时代和功能不同的超高压变质带。     

北苏鲁荣成地区超高压变质带的形成与折返动力学

山东省荣成地区位于苏鲁高压-超高压变质带的东北部,以花岗质片麻岩、副片麻岩为主,夹有少量的榴辉岩、石榴辉石岩、麻粒岩、超基性岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩等,各类岩石的锆石中普遍含有柯石英包裹体,表明荣成地区岩石曾经历超高压变质作用过程。荣成地区区域构造格架表现为面理产状总体为NNE-SSW走向,向南转为由NE-SW走向,呈弧形展布,倾向SE或SSE,超高压变质岩石由一系列近平行的剪切岩片组成,岩片之间的分界线为一些韧性剪切带,是折返阶段角闪岩相-绿片岩相的产物。结合野外宏观变形现象、显微构造分析以及糜棱岩中石英的优选方位EBSD （electron backscatter diffraction,电子背散射技术）测量结果,可以判断北苏鲁荣成地区韧性剪切带主要形成于中、低温（550~350℃）条件,并具有由NW向SE“斜向正滑”的剪切指向。根据韧性剪切带中所含的榴辉岩透镜体的显微构造和绿辉石与金红石的优选方位的EBSD的研究,重塑超高压变质阶段的流变学特征：绿辉石和金红石都具有高温的滑移系组构模式。横穿苏鲁高压-超高压变质带的地震反射剖面揭示了苏鲁高压-超高压变质带呈厚10km以上的穹形板片,位于苏鲁高压-超高压变质板片下部的荣成及江苏刘山以韧性正断裂系列为主。Ar-Ar测年结果表明,发生这种伸展韧性剪切作用的时间在117~130Ma。位于板片上部的南苏鲁以韧性逆冲性断裂系列为主。基于以上各方面的研究,进一步验证了苏鲁超高压-超高压变质带折返动力学的挤出模式。     

中国大陆科学钻探主孔100～2000米超高压变质岩岩相学特征与变质变形史

中国大陆科学钻探工程的实施，为超高压变质带的研究打开了新的生面，加深了对苏鲁超高压变质带的认识。从100～2000米获得的岩心的岩石学观察，得知主要岩石类型有：(1)榴辉岩及石榴辉石岩；(2)榴辉岩质片麻岩；(3)石榴橄榄岩；(4)黑云(角闪)二长片麻岩和(5)碎裂岩等。榴辉岩可分幔源和壳源两类，壳源榴辉岩在钻孔中分布较广，上部最为集中；幔源榴辉岩，包括石榴辉石岩，在空间上与超镁铁岩有密切共生关系。榴辉岩质的片麻岩是一种中酸性的超高压岩石，与壳源的榴辉岩共生，显微镜下可以追索出它们之间的结构演化关系。石榴橄榄岩以石榴单辉橄榄岩为主，是俯冲带上部地幔楔加入于俯冲板片变质而成。石榴橄榄岩中的石榴子石富镁，单斜辉石为绿辉石并常含钛斜硅镁石，说明其经过超高压变质的过程。从变质岩石的组合，面理和线理产状的差异，地震反射面和构造角砾岩带的发育，发现以1600米为界，可大致分为2个岩片。上部岩片中多金红石榴辉岩而且出现频率很高，下部岩片中多为多硅白云母榴辉岩出现频率较低。由于隆升进入中下地壳，超高压变质岩普遍发生退变质。榴辉岩的早期退变质成为具后成合晶结构的石榴角闪岩，榴辉岩质片麻岩退变质形成绿帘黑云(角闪)斜长片麻岩，变质条件为角闪岩相，它可以部分熔融或受到钾交代作用而转变为黑云角闪二长片麻岩。后期的伸展造成了局部碎裂和角砾岩带，新生矿物为绿泥石，方解石和赤铁矿、绿帘石等，属绿帘角闪岩相和绿片岩相。主孔100～2000米的超高压变质岩石组合的确定，进一步说明了巨量的地壳物质可以深俯冲进入地幔并迅速折返；超高压变质岩石记录了陆壳俯冲折返和壳幔相互作用的过程，它们是板块下覆构造和地幔动力学的信息载体。     

论大别造山带中“罗田片麻岩杂岩”的构造属性

罗田片麻岩杂岩位于大别造山带腹地，东、西大别变质带之间，面积约６０００ｋｍ２。主要由一套花岗片麻岩系组成。它们经历过早期高角闪岩相至麻粒岩相变质和晚期低角闪岩相叠加变质。该杂岩的原始建造以古老变质变形侵入体为主，与其周边构造变质单元的原始建造迥然不同，后者皆为沉积型或火山－沉积型原始建造。罗田片麻岩杂岩与其周边环境的地质特征不一致，是个造山带规模的外来变质地体。其下存在广泛的低密度岩层，相当于混合岩化或花岗岩化的硅铝质岩系。罗田片麻岩杂岩是华南、华北陆块碰撞期间，可能曾经存在的古岛弧深成岩系发生深变质强变形，并在仰冲机制作用下，于　地壳深层次拼贴到高压／超高压碰撞混杂岩之上的，具有推覆体属性的构造岩片。