苏北榴辉岩变质变形模式与苏胶造山带的隆升机制

苏北榴辉岩经历５期以上变质变形作用,其中至少有两期以上为高压变质变形作用,ｐ—ｔ轨迹呈顺时针方向旋转。榴辉岩形成后,随着地体的反弹、推覆,于印支期末迅速回返到中地壳,再经燕山期—喜山期区域隆升和拉伸折返,最终剥露于现代侵蚀面。苏胶造山带至少经历了晋宁期、印支期和燕山期３次以上的造陆或造山运动     

苏北榴辉岩变质变形模式与苏胶造山带的隆升机制

苏北榴辉岩经历了５期以上变质变形作用,其中至少有两期以上为高压变质变形作用,ｐ－ｔ轨迹呈顺时针方向旋转,榴辉岩形成后,随着地体的反弹,推覆,于印支期未迅速回返到地壳,再经燕山期－喜山期区域隆升和拉伸折返,最终剥露于现代侵蚀面。苏胶造山带至少经历了晋宁期,印支期和燕山期３次以上的造陆或造山运动。     

苏北高压超高压变质成矿系列

苏北高压-超高压变质带经历了5期以上变质作用,其中至少有两期高压或超高压变质作用,伴生有金红石、蓝晶石、磨料石榴石、石榴红宝石、金刚石、红刚玉及水晶等矿产。它们是一个与榴辉岩、超镁铁岩有关的,高压一超高压变成或幔成成矿系列。     

苏鲁—大别榴辉岩研究:形成于不同地质时期的高压-超高压变质带

含柯石英的苏鲁-大别榴辉岩是高压-超高压变质带的产物.依据榴辉岩的总体展布方向、岩石特征、高压-超高压变质作用及退变质作用的温压条件,可划分为NEE向胶东高压-超高压变质带、NNE向郯庐高压-超高压变质带和SEE向大别高压-超高压变质带.榴辉岩的同位素年龄值指示这3个带是主压应力方向不同、形成时期不同、发展和终止时期也各不相同的3个高压-超高压变质带.NEE向胶东高压-超高压变质带主要形成于700～900 Ma的晋宁期,终止于200 Ma左右的印支期;SEE向大别高压-超高压变质带主要形成于400～500 Ma的加里东期,终止于250 Ma左右的印支期;NNE向郯庐高压-超高压变质带初期曾经与胶东高压-超高压变质带是一个带,最早形成于900 Ma左右的晋宁期,但其最重要的形成期是200 Ma左右的印支期,55 Ma左右的喜马拉雅期该带进入推覆造山阶段.胶东、大别和早期的郯庐高压-超高压变质带的主压应力方向都是近SN向,印支期之后的郯庐高压-超高压变质带主压应力方向转变为近EW向.     

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。     

论秦岭佛坪地区隆-滑构造

由基底片麻岩（内核）、剥离断层（接合面）及滑覆层状岩系（外壳）构成的佛坪穹隆构造,从其岩石组成、早期的运动学特征、变质变形改造和同位素测年资料综合分析,表明佛坪穹隆可能形成于印支期的主造山期前,并受印支期主造山期褶皱变形和燕山期逆冲、走滑作用的叠加改造。它经历了中元古代—前印支期隆－滑构造形成阶段,而与造山后期变质核杂岩明显不同,在造山带构造演化中具有重要意义。隆－滑构造发生的深部背景是造山带岩石圈垂向加积增生作用。该穹隆突出而重要地参与了秦岭造山带的形成与演化,具有重要的大陆动力学意义。     

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。     

苏北高压变质带及其与北侧超高压变质带的关系

在苏北超高压变质带以南存在一条与之平行的高压变质带。带内由东南向西北可进一步划分出蓝闪石-黑硬绿泥石带,石榴石-绿帘石带和蓝晶石-黄玉带三个变质亚带。从蓝门石-黑硬绿泥石带到蓝晶石-黄玉带变质温压逐渐升高,其峰期地热梯度为15±3℃/km,属于高压变质相系。北侧超高压变质带的典型矿物组合是石榴石+绿辉石+柯石英+金红石,地热梯度为9±2℃/km。高压变质带峰期变质与北侧超高压带峰期变质的地热梯度明显不同,而与超高压变质体的退变质地热梯度相吻合。结合同位素年代学资料,本文指出本区的高压变质作用与北侧的超高压变质作用不是同时发生,而是与超高压变质体的退变质作用同时发生于中生代的印支期。含柯石英榴辉岩的超高压峰期变质早于印支期,并经两次抬升出露于地表。     

大别山石马地区榴辉岩P-T-t轨迹及其构造意义

在大别山石马地区榴辉岩石榴石中包裹有与柯石英同期的绿辉石,据此,将这里的榴辉岩相变质作用划分为早期的柯石英榴辉岩阶段和晚期重结晶榴辉岩阶段。它们的P-T-t轨迹表明:产于片麻岩中的榴辉岩至少经历了两阶段的抬升过程:(1)在221Ma(印支期)时,由于陆壳俯冲所产生的大规模逆冲构造使其快速抬升;(2)在134Ma(燕山期)陆壳俯冲后的拉张抬升环境下,榴辉岩随山体一起缓慢上升。     

华夏地块显生宙的变质作用期次和特征

华夏地块主要存在四期变质作用。加里东期变质作用呈北东向展布于华夏的大部分地区,变质作用可达麻粒岩相,且麻粒岩断续分布平行于造山带,此期变质作用是在挤压造山构造背景下发生,很可能与扬子地块向冈瓦那大陆北缘聚合–碰撞,造成大陆边缘沉积物变形–变质有关。根据粤东梅县片麻岩和兴宁混合岩的LA–ICPMS锆石U–Pb定年以及邻区独居石U–Pb年代学的研究,海西的变质作用主要发生在260~280 Ma,年轻于欧洲典型的海西期造山时代。华夏地块的海西期变质作用分布局限,它们可能形成于拉张构造背景。印支期变质岩在华夏有较广泛的分布,西南端大容山—十万大山的印支期变质作用可达麻粒岩相,其他地区的变质作用具有中低压相系的特征,记录了造山后期伸展构造背景。LA–ICPMS锆石U–Pb定年指示华夏中部粤中地区的印支期变质作用发生在231~232 Ma。燕山期变质岩主要分布于东南沿海和台湾中央山脉,显示了双变质带的特点,表明与太平洋板块向东南沿海俯冲作用密切相关。从印支期到燕山期,变质带的方向发生了转变,说明影响华夏地块变质作用的构造域发生了改变。     

从榴辉岩与围岩的关系论苏鲁榴辉岩的形成与折返

位于华北和扬子两板块碰撞带中的苏鲁榴辉岩形成的温压条件不但是超高压，而且是高温。榴辉岩的PTt轨迹表明其为陆-陆磁撞俯冲带的产物。榴辉岩的区域性围岩花岗质片麻岩为新元古代同碰撞期花岗岩，榴辉岩及其他直接围岩皆呈包体存在于其中，并见新元古代花岗岩呈脉状侵入榴辉岩包体中。区域性围岩新元古代花岗岩的锆石中发现有柯石英、绿辉石等包裹体，表明新元古代花岗岩的组成物质也经受过超高压变质作用，且榴辉岩与围岩新元古代花岗岩的锆石U-Pb体系同位素年龄基本相同。但新元古代花岗岩所记录的变质作用和变形作用期次（或阶段）却少于榴辉岩。椐上述可得如下推断：超高压榴辉岩与新元古代花岗岩岩浆是同时在碰撞带底部（俯冲板块前部）形成的；榴辉岩的第一折返阶段是由新元古代花岗岩岩浆携带上升的，其第二折返阶段是和新元古代花岗岩一起由逆冲及区域性隆起而上升，遭受剥蚀。     

北大别超高压榴辉岩的快速折返与缓慢冷却过程

岩石学研究表明,北大别超高压榴辉岩经过了超高压和高压榴辉岩相变质作用以及麻粒岩相叠加和角闪岩相退变质作用.其中,高压麻粒岩相和角闪岩相变质阶段形成的后成合晶以及石榴子石和单斜辉石等矿物中成分分带的存在,证明该区榴辉岩经历了一个快速折返过程;而不同变质阶段的温度、压力和形成时代,却反映该区榴辉岩在峰期超高压变质作用之后又经历了一个缓慢冷却过程.超高压岩石折返期间的缓慢冷却过程也许正是北大别长期难以发现柯石英和有关超高压证据的重要原因.因此,本文为大别山不同超高压岩片的差异折返模型的建立提供了新的证据.     

安徽省大别山东段江岭地区榴辉岩及其围岩的变质作用研究

安徽省大别山东段江岭地区的南大别碰撞杂岩主要由榴辉岩、云母片岩－变粒岩及片麻岩系组成,这三套岩石具有不同的变质演化阶段和Ｐ－Ｔ轨迹：榴辉岩有５个变质阶段,早期出现超高压型、高压型、晚期为中压型;云母片岩－变粒岩有４个变质阶段,早期出现高压型,晚期为中压型;片麻岩系仅有一期中压绿帘角闪岩相变质。三套岩石变质历史的差异,反映其所经历的构造过程不同,三者在构造作用下混杂到一起,构成碰撞混杂岩。     

大别—苏鲁超高压变质带内的块状榴辉岩及其构造意义

大别—苏鲁超高压(> 27× 108Pa) 变质带内的榴辉岩, 在大陆深俯冲、碰撞和折返剥露过程中, 大都遭受了强烈的变形和变质作用的重置与再造.但是, 大型榴辉岩体核部以及包裹于大理岩和石榴橄榄岩体内部的块状榴辉岩, 往往保留其初始简单的矿物组合、中-细粒状变晶结构和块状构造.详细地分析了块状榴辉岩的几何学、岩相学及变质作用特征, 指出它们是超高压榴辉岩递进及多期变质变形分解作用的残留体, 位于尺度不同的弱应变域内, 是大陆深俯冲及碰撞作用的真正记录.      

大别山石马地区石榴黑云片麻岩的Sm-Nd、K-Ar年龄及冷却速率

南大别地体中榴辉岩的围岩──石榴黑云片麻岩具有角闪岩相变质矿物组合,其变质温度为525℃,Sm-Nd矿物等时线年龄为(229±3)Ma.黑云母的K-Ar封闭温度为300℃,相应K-Ar年龄为(231±5)Ma.因此该片麻岩在230Ma左右从525℃迅速冷却到300℃以下。然而该区榴辉岩在印支期(221Ma)变质温度为700℃左右,直到134Ma才降至400-450℃。说明该区榴辉岩与该片麻岩具有不同的冷却史。它不支持榴辉岩是原地(in situ)成因的。     

南黄海千里岩岛榴辉岩变质演化P-T-t轨迹及其构造意义

南黄海千里岩岛榴辉岩对进一步深入完善大别-苏鲁造山带的研究具有重要意义.岩相学和矿物学研究显示榴辉岩主要经历了俯冲进变质(Ⅰ)、峰期榴辉岩相变质(Ⅱ)、角闪岩相退变质(Ⅲ)和绿片岩相退变质(Ⅳ)阶段.各阶段的温压条件分别为: Ⅱ阶段T=806.3 ℃, P=3.32 GPa; Ⅲ阶段T=658.68 ℃, P=0.78 GPa; Ⅳ阶段T＜550 ℃, P＜0.3 GPa.锆石SHRIMP U-Pb测年指示千里岩榴辉岩的原岩形成于新元古代(约747±19 Ma), 超高压变质作用发生在早三叠世(约241.1±1.5 Ma), 角闪岩相退变质发生在三叠纪末(约205.8 Ma).在此基础上, 建立了千里岩岛榴辉岩的P-T-t演化轨迹, 反映出榴辉岩经历了2个折返阶段.这一P-T-t轨迹整体上与苏鲁地区榴辉岩类似, 指示该区所在的千里岩隆起区是苏鲁造山带在海区的延伸.      

北大别的高温超高压变质作用与多阶段折返

近期的变质岩石学、地球化学及同位素年代学研究表明,北大别整体经历了高温超高压变质作用和多阶段折返历史,因而表现为广泛发育的多期减压结构和极少保留早期的超高压变质记录。北大别榴辉岩以高温变质作用以及折返期间因麻粒岩相和角闪岩相退变质变质作用而形成的多期后成合晶为显著特征。石榴子石中伴有放射状胀裂纹的单晶和多晶石英包体指示早期柯石英的转变结果,这已被锆石中发现的柯石英残晶所证实。结合北大别北部榴辉岩和片麻岩中发现的金刚石等超高压证据以及三叠纪变质记录,由此证明北大别整体经历过深俯冲和印支期超高压变质作用。北大别榴辉岩的多阶段高温条件主要来自石榴子石-绿辉石矿物对温度计、单斜辉石中紫苏辉石+石英针状矿物出熔体以及金红石中较高的Zr含量和变质锆石中较高的Ti含量等得出的温度证据。此外,多期后成合晶以及石榴子石和单斜辉石等矿物中成分分带的存在,证明该区榴辉岩经历了一个多阶段、快速折返过程;而不同变质阶段的温度、压力和形成时代,却反映该区榴辉岩经历了长时间的高温变质演化与缓慢冷却过程。长时间的高温变质作用与缓慢冷却过程也许正是北大别长期难以发现柯石英和有关超高压记录的重要原因。因此,这些成果为大别山三个不同超高压岩片的差异折返模型的建立提供了新的证据。     

Petrology and Petrogenesis of the Eclogite in Mt.Dabie Area,Central China

The occurrence,mineralogy and geochemistry of eclogites in the Mt.Dabie area show that they were subjected to a high-pressure metamorphism together with the country rocks,but their petrochemistry and REE geochemistry show some difference from those of the country rocks.The geochemical characteristics of the eclogites are similar to those of bot continental tholeiitic basalt and oceanic tholeiitic basalt.The rocks probably subducted to the upper mantle with the Dabie metamorphic complex.When elevated to the surface,they were subjected to different staes of retrogressive metamorphism.