高压超高压变质作用中的流体

文章强调了高压和超高压变质岩中流体包裹体的研究意义，重点论述了几个问题：（１）高压和超高压变质岩中流体包裹体的成分以含Ｎ２量高为特点，在大别山含柯石英榴辉岩中找到的高压榴辉岩阶段捕获的原生包裹体，其中气相组分含ＣＯ（摩尔分数）为１４％，表明流体来源于深部。原生流体包裹体的保存，要求在ｐ－Ｔ区间内的抬升轨迹与等容线近于平行。（２）在大别山高压和超高压榴辉岩中首次确认熔融包裹体的存在，由硅酸盐玻相和以ＣＯ２为主要成分的气相组成，并发现熔融包裹体中的玻相成分与主矿物相近。（３）高压和超高压变质期间的局部流体迁移可由榴辉岩中流体包裹体和矿物同位素成分（Ｈ－Ｃ－Ｏ）来显示。（４）高压和超高压变质中流体－熔体－岩石（矿物）相互作用是一个非常复杂的过程，并证实在榴辉岩相ｐ－Ｔ条件下岩石的部分熔融。（５）变质流体的成分与变质级之间存在着相关关系。     

变质地质学的三大前缘课题

本文主要从三个方面反映１９８７年以来国内外变质地质学研究的新进展：（１）变质Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹与区域岩石学研究；（２）变质流体与岩石的相互作用；（３）高压、超高压变质。变质ｐ－Ｔ－ｔ轨迹按地壳拉张区、地壳增厚区、俯冲带和麻粒岩相变质地区等不同构造环境予以论列；变质流体岩石的相互关系是按区域变质、接触变质和麻粒岩相变质地区等三个类型对比描述。高压、超高压变质研究近年来得到快速发展，也提出了许多问题。本文主要介绍柯石英榴辉岩岩石学和榴辉岩相岩石学的主要问题。     

榴辉岩退变质过程的地球化学研究--以荣成-威海岩段的榴辉岩体为例

蓉鲁超高压－变质岩带为Ａ型俯冲作用物。带内的榴辉岩体多发生退变质作用,形成退变榴辉岩 闪岩及伴长角闪岩等,与榴辉岩一起记录了－超进变质峰期经过构造回返减压、降温演化过程所发生特成分铁重要信息。本文以荣成－威海岩段具“核－壳”构造的榴辉岩体为例,依据地质、岩相学特征,进行了退变质过程元素地球化学的深入研究。该过程中主要元素Ｋ,Ｂａ,Ｒｂ等大离子亲石元素及ω（Ｋ２Ｏ）／ω（Ｎａ２Ｏ）,ω（Ｆｅ２Ｏ／３     

山东胶南隆起长英质岩石超高压高压岩石特征及其P—T演化

胶南隆起含榴辉石高压变质带为大别超高压带的东延部分，超高压变质作用的主要矿物共生组合为Ｇｒｔ＋Ｋｙ＋Ｒｕｔ＋Ｊｄ＋Ｑ；Ｓｐ＋Ｚｏ＋Ａｂ±Ｇｒｔ±Ｏｍｐ；变质作用的温压条件为Ｔ＝６００～７００℃，Ｐ＝２．３～２．６ＧＰａ。超高压岩石及高压岩石均经历了两期退变质作用，且具有相似的顺时钟Ｐ－Ｔ演化轨迹。     

山东胶南隆起长英质岩石超高压高压岩石特征及其P—T演化

胶南隆起含榴辉岩高压变质带为大别超高压带的东延部分。超高压变质作用的主要矿物共生组合为Ｇｒｔ＋Ｋｙ＋Ｒｕｔ＋Ｊｄ＋Ｑ；Ｓｐ＋Ｚｏ＋Ａｂ±Ｇｒｔ±Ｏｍｐ；变质作用的温压条件为Ｔ＝６００～７００℃，Ｐ＝２３～２６ＧＰａ。超高压岩石及高压岩石均经历了两期退变质作用，且具有相似的顺时钟Ｐ—Ｔ演化轨迹。     

大别山双河和碧溪岭超高压变质岩流体包裹体研究

对大别山双河和碧溪岭含柯石英榴岩和硬玉石英岩进行了详细的流体包裹体研究。根据流体包裹体的成分和盐度的不同,可以划分出至少五种类型不同的气液包裹体;（１）Ｎ２包裹体;（３）高盐度流体包裹体;（３）ＣＯ２包裹体;（４）ＣＯ２－Ｈ２Ｏ包裹体;（５）低盐度流体包裹体。本仅见于含柯石英榴辉岩,而高盐度流体包裹体则几乎存在于所有的榴辉岩和硬玉石英岩中。ＣＯ２包裹体沿榴辉岩中微剪切带分布,或存在于强变形的硬玉石     

变质流体研究新进展

变质流体是变质过程的主要动力学因素之一。目前变质流体研究主要集中在下部地壳麻粒岩相变质流体，俯冲带高压－超高压变质流体和接触变质流体等方面。研究的主要问题是流体流动机制和元素迁移，流体－岩石相互作用和流体来源。下部地壳麻粒岩相变质流体以ＣＯ２为主，具有较低的ａＨ２Ｏ。δ１３Ｃ研究表明大约２／３ＣＯ２是深成的。富ＣＯ２流体流动是紫苏花岗岩形成和热扰动的原因之一，也是麻粒岩形成和大离子亲石元素亏损的主要因素。俯冲带是高压、超高压变质作用发生和流体活动最活跃的场所。流体富含Ｈ２Ｏ、ＣＨ４和ＣＯ２，可以诱导部分熔融反应和岛弧岩浆作用。高压变质条件下的矿物稳定性也与流体有关。同位素研究表明，在超高压变质期间没有化学上完全相同的流体大规模循环。流体－熔体系统模式能更有效地解释下插板片的元素再循环。接触变质流体研究主要集中在含有易于发生流体－岩石反应的不纯碳酸盐岩地区。硅灰石带中流体／岩石比率高达４０∶１，表明接触变质岩石中有大量流体存在。接触变质过程流体成分有较大差异，主要取决于流体来源、原岩性质和侵入体特征。流体流动和循环模式受控于构造变形，岩浆作用和变质过程的动力学条件及流体成分。     

大别山超高压变质带中型花A岗岩确定及成因探讨

大别山超高压带中变质花岗岩特征：（１） 岩石组合较单一,以二长花岗岩（ 原岩） 为主,缺乏中基性岩和正长岩类;（２） 具鳞片花岗变晶结构,片麻状构造,保留残存的岩浆岩组构;（３） 与榴辉岩及其它超高压变质岩石有明显侵入接触关系,并可见有其捕虏体;（４） 岩石化学表现为富硅、富碱、贫钙、贫镁等特征,一般地ＳｉＯ２ ＞ ７６ ％ ,（ Ｎａ２ Ｏ＋ Ｋ２ Ｏ） ＞ ８ ％ ,ＣａＯ＜ ０ ．５ ％ ,ＭｇＯ ＜ ０ ．４ ％ ;（５） 痕量元素表现为Ｚｒ 、Ｙ、Ｎｂ 、ＲＥＥ 含量高,Ｓｒ 、Ｓｃ 、Ｖ、Ｎｉ 等低;（６） 变质矿物组合为斜长石＋ 石英＋ 钾长石＋ 白云母＋ 石榴石＋ 绿帘石,属于低角闪岩相。（７） 锆石Ｕ － Ｐｂ 同位素年龄值为６８５ ±４１ Ｍａ 。大别山超高压变质带中变质花岗岩为Ａ 型花岗岩,更接近Ａ２ 亚类。变质Ａ 型花岗岩的确定,对进一步认识大别山的大地构造演化、榴辉岩等超高压变质带的形成、折返机制等提供了重要地质依据。     

苏鲁超高压变质带桃行榴辉岩及高压脉体中流体包裹体研究

桃行榴辉岩是苏鲁超高压变质带中段主要榴辉岩体密集分布区之一。流体包裹体研究表明,榴辉岩矿物及高压脉体石英中捕获有五种类型的流体包裹体：在超高压-高压榴辉岩相条件下捕获的N2±CH4包裹体;在榴辉岩发生麻粒岩相叠加变质作用期间被捕获的B型纯CO2液相包裹体;在高压榴辉岩重结晶阶段被捕获的C型CO2-H2O包裹体和D型高盐度水溶液包裹体;超高压岩石折返过程中的最晚阶段（角闪岩相退变质甚至更晚）捕获的E型低盐度水溶液包裹体。利用榴辉岩矿物及高压脉体石英中捕获的流体包裹体类型及期次可以重建超高压变质作用板片折返过程中的流体性状与演化,而石榴石中捕获的纯CO2包裹体为本区榴辉岩相岩石遭受了麻粒岩相叠加提供了佐证。     

大别山超高压变质岩的变形特征及其地质意义

大别山超高压变质岩至少经过５期变形。第１期产生于榴辉岩相变质前；第２期大致与榴辉岩相变质作用同步．岩石产生紧密同斜褶皱及榴辉岩相糜棱岩；第３期产生于超高压变质岩向中地壳折返的过程中，以榴辉岩的布丁化及基质的透入性剪切为特征；第４期主要形成剪切条带及伸展沿劈理．是大别山碰撞后差异隆升，岩层向南滑脱的结果；最后一期为脆性变形，岩层沿北东向断层产生左行平移。通过超高压变质岩的变形分析，可以了解超高压变质岩形成和折返的构造运动过程。     

剪切带研究的某些进展

简要介绍了一般剪切带的成分变异、体积变化、流体流动的研究进展、着重讨论了榴辉岩相剪切带流体流动与变形变质作用的关系，认为剪切带应变不均匀性、变质作用不均一性和流体存在状态及流体超压是榴辉岩形成和保存的3个主要制约因素。     

PTtD Path and Fluid Evolution of HighPressure Eclogites from the Dabie Mountains,Central East China

１．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ＴｈｅＱｉｎｌｉｎｇＤａｂｉｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｗａｓｆｏｒｍｅｄｂｙｃｏｌｌｉｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａａｎｄＹａｎｇｔｚｅｂｌｏｃｋｓ．Ｔｈｅｃｏｒｅｐａｒｔｏｆｔｈｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｇｒｏｕｐｓ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅＤａｂｉｅ（Ｔｏｎｇｂａｉ）ｃｏｍｐｌｅｘ,Ｈｏｎｇ’ａｎ（Ｓｕｓｏｎｇ）ｇｒｏｕｐ,ＳｕｊｉａｈｅｇｒｏｕｐａｎｄＳｕｉｘｉａｎ（Ｙａｏ…     

大别山超高压变质岩的变形历史及折返过程

大别山南部的超高压变质岩在其形成及折返过程中经过5期变形。D₁变形为榴辉岩相前变形,形成于扬子板块北缘陆壳基底的俯冲过程中;D₂变形形成于折返初期(220-210Ma)即超高压变质岩在浮力驱动下折返至下地壳底部的过程中,变形以块状榴辉岩的糜棱岩化及层状榴辉岩和基质的紧密-同斜褶皱为特征;D₃变形发生在折返中期(200-180Ma)即超高压变质岩在南北陆块持续碰撞作用下被挤出并向北逆冲折返至中地壳的过程中,变形以榴辉岩的布丁化和基质的强烈韧性剪切变形为特征;D₄变形是折返晚期(130-110Ma)超高压变质岩在地壳浅部伸展体制下向南滑脱所致;在折返至近地表时,超高压变质岩受到NE向断层(D₅)的切割。     

大陆俯冲隧道中的应变不均一分布：来自大别山超高压变质岩的记录

俯冲隧道是俯冲板片与上覆板块之间的剪切带,也是高压—超高压变质岩折返和深部流/熔体活动的通道。大别山超高压变质岩分布广泛,变形程度差异很大,是研究大陆俯冲隧道中岩石变质- 变形过程的理想地区。本文系统总结了前人对中大别双河地区超高压变质岩的岩石学和年代学研究成果,在双河地区开展了地质填图、应变分析和三维构造重建。通过将超高压变质岩的变形特征与P- T- t轨迹结合,识别出超高压变质岩折返过程中的三期韧性变形。在双河北部发现了一个上盘向NW剪切的千米尺度的榴辉岩相鞘褶皱,枢纽向SE倾伏,倾伏角约20°,与榴辉岩、片岩和长英质片麻岩的拉伸线理平行,表明超高压变质岩初始折返阶段的流体活动使榴辉岩的强度显著降低,榴辉岩与围岩一起发生韧性变形。该期变形被角闪岩相退变质阶段上盘向NW的剪切叠加,此时应变集中于片麻岩、片岩、大理岩等非能干层,强度较高的榴辉岩成为构造透镜体。而绿片岩相变质阶段上盘向SE方向的剪切与早白垩世北大别花岗片麻岩穹隆的形成有关。对双河南部弱变形花岗片麻岩的锆石U- Pb定年揭示了757±14 Ma的原岩年龄和 240~216 Ma的变质年龄,与双河北部含柯石英强变形花岗片麻岩类似,暗示其也经历了三叠纪超高压变质作用及随后的角闪岩相退变质作用。通过计算长英质片麻岩的有效黏度,发现无水碱长花岗片麻岩的有效黏度高于黑云斜长片麻岩,折返阶段的流体活动使超高压变质岩的强度显著降低,当局部的流体活动不足以弱化碱长花岗岩体时,应变集中于黑云斜长片麻岩。因此,大陆俯冲隧道中的应变分布受矿物组成、流体活动和岩体规模的共同影响。     

多硅白云母压力计在退变质作用中的稳定性探讨

探讨多硅白云母地质压力计在低温退变质过程中的稳定性，在对大别山东缘和苏鲁造山带西缘郯庐左旋走滑韧性剪切带糜棱岩中的多硅白云母残斑由中心向两侧边缘进行电子探针分析后发现：由中心向两侧边缘Si减少,Al增加,Fe，Mg略有降低，部分样品中K，Na有不同程度的增加．而Ti则显示不活动富集。这是由于退变质过程中流体的活动常会改变残斑白云母的成分．并且在流体活动过程相对短暂的情况下，使残斑白云母的成分不能发生充分变化．最终会导致白云母不同部位具有不同的成分。因而,经历了富流体活动的退变质作用后,岩石中的多硅白云母残斑已不能完全保存其形成时的压力信息。     

大别山花凉亭-弥陀剪切带与超高压变质岩片的斜向差异折返

超高压变质岩的折返过程是陆陆碰撞边界演化的关键问题。南倾的花凉亭-弥陀剪切带位于南大别低温-超高压变质 带和中大别中温-超高压变质带之间,矿物拉伸线理倾伏向为SE,逆冲和走滑分量大致相等。电子背散射衍射分析表明： 花凉亭-弥陀剪切带大多数样品的石英组构记录了上盘向NW的剪切变形,反映了中大别超高压变质岩向SE的快速折返, 而部分样品的石英具有上盘向SE的剪切指向,与早白垩世花岗岩穹隆发育导致的区域伸展有关。对前人的岩石学和年代学 成果进行总结,发现大别山进变质和超高压变质峰期/退变质的锆石U-Pb年龄从南往北逐渐变新,南大别和中大别在215~ 225 Ma同时经历了高压榴辉岩相退变质作用,在191~195 Ma经历了绿片岩相变质作用。超高压变质岩的白云母和黑云母的 40Ar/39Ar年龄靠近郯庐断裂时偏年轻,可能受到郯庐断裂活动的影响。南大别和中大别变质峰期温压的等值线与花凉亭-弥 陀剪切带的走向斜交,反映了超高压变质岩的斜向折返。因此,南大别低温-超高压变质带在~236 Ma最先开始折返,之后 中大别和北大别依次发生快速折返,具有不同折返速率和折返角度的构造岩片通过韧性剪切带调节相对运动。     

豫南——鄂北大别山北部高压角闪石榴辉岩的研究

一个高压角闪石榴辉岩带出现在豫南——鄂北大别山高压超高压变质单元的最北部。榴辉岩的矿物组合为石榴石+绿辉石+角闪石+绿帘石+多硅白云母+石英+金红石。采用Powell等(1994)的Thermocalc估计的温压条件:压力为1.8-2.4GPa,温度为490-592℃。这个带的榴辉岩在矿物组合,矿物成分和温压条件上明显不同于该高压变质单元中其它带的榴辉岩。     

Petrogenesis of Eclogites in the Light of Punctuated Metamorphic Evolution in Dabie Terrane，China

Ｐｅｔｒｏｇｅｎｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｅｃｌｏｇｉｔｅｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｌｉｇｈｔ　ｏｆ　ＰｕｎｃｔｕａｔｅｄＭｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｄａｂｉｅ　Ｔｅｒｒａｎｅ，Ｃｈｉｎａ￥ＹｏｕＺｈｅｎｄｏｎｇ；ＨａｎＹｕｊｉｎｇ；ＺｈｏｎｇＺ...     

大别山碧溪岭地区超高压变质岩构造分析

大比例尺 (1∶10 0 0 0 )构造制图及构造分析表明 ,碧溪岭地区超高压变质岩石含有丰富的构造演化历史记录。同碰撞或挤压组构只保留于榴辉岩及其它超高压变质岩透镜体内部 ,表现为高角度网络状超高压剪切带与弱应变透镜体域规律组合格式。前者由面理或糜棱岩化榴辉岩组成 ,后者由块状榴辉岩及石榴橄榄岩组成。碰撞期后伸展构造表现为区域性的假单斜状 ,内部呈低缓角度的网络状强应变带及所环绕的透镜状弱应变域组合格式 ,强应变带的岩石为由榴辉岩退变成的角闪岩相高压片麻岩及部分熔融形成的含榴花岗岩 ,透镜状弱应变域的岩石为弱角闪相改造的榴辉岩及石榴橄榄岩。不同尺度上同碰撞或挤压组构及碰撞期后伸展组构所显示的这种残斑基质流变学结构样式 ,虽然与先期原岩成分、结构、流变学的不均一性有关 ,但主要是多期递进应变分解作用的结果 ,支持榴辉岩“原地”成因模式。依据构造学证据和可利用的岩石学及同位素年代学资料 ,分析了超高压变质岩石的形成及折返过程 ,指出碧溪岭地区超高压变质岩石是在 2 45～ 2 10Ma形成的 ,碰撞期后伸展作用主要发生在 2 0 0～ 170Ma。在超高压变质岩石向地壳表层折返过程中 ,张扭作用可能有重要功能 ,不支持碧溪岭地区遭受过多期超高压变质作用的推论。