《作者来信》

中国科学（D辑）编辑部:贵刊中文版2001年第31卷12期第969～976页发表了我们的文章,题目为《大洋深俯冲流变性质及其地球动力学意义——来自地幔岩高温高压实验的启示》,该文利用了“Geology”2001年29卷第     

超高压变质岩中柯石英-石英相变动力学研究的评述

含柯石英超高压变质岩的发现是陆过 幔深部俯冲的岩石学语气也揭示了深部变质深种物折返地表的可能性。超高压变质岩的开 折返机制是当前地球科学中最有挑战性的前沿课题之一,具有深刻的大陆动力学意义。     

超高压岩石中矿物显微出溶结构研究进展、面临问题与挑战

造山带岩石中一些特殊矿物出溶结构或显微结构的认定与研究,不仅成为识别该岩石是否经历超高压变质的可靠标志之一,而且在限定陆壳俯冲深度及其动力学演化过程等研究方面发挥着重要作用,因而长期受到地球科学家的高度关注.     

苏鲁造山带威海古元古代泥质麻粒岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其构造属性

威海地区出露古元古代泥质麻粒岩,其构造属性仍存在争议.泥质麻粒岩以透镜体的形式出露在花岗质片麻岩中,透镜体从核部到边部的岩性逐渐变化:未变形的粗粒泥质麻粒岩、面理化的细粒泥质麻粒岩、石榴黑云片麻岩和混合岩化麻粒岩.粗粒泥质麻粒岩,粗粒斑状变晶结构,块状构造;细粒泥质麻粒岩,细粒斑状变晶结构,面理发育;石榴黑云片麻岩,斑状变晶结构,片麻状构造,上述3种岩石的主要矿物组合均为石榴子石+黑云母+斜长石（反条纹长石）+石英+矽线石;混合岩,条带状构造,暗色残余体主要矿物组合为石榴子石+斜长石+黑云母+石英+矽线石,浅色体矿物组合为石英+斜长石+钾长石.所有样品均有金红石、锆石和独居石等副矿物.粗粒泥质麻粒岩中的锆石颗粒均为浑圆近等粒,具有典型的麻粒岩相变质锆石的特征:锆石CL图像为均一的云雾状或补丁状结构,低的Th/U比值（0.01~0.30）,强烈的Ce正异常和Eu负异常,HREE的亏损及高的Hf/Y比值（19~537）.利用锆石Ti温度计获得的变质温度为788~892℃（加权平均值为837±24℃）.锆石U-Pb定年获得上交点年龄为1 863±18 Ma,206Pb/238U加权平均年龄为1 832±23 Ma.ε_Hf（t）值为-3.4~-4.9（加权平均值为-4.23±0.35）,相应的两阶段模式年龄（T_DM2）为2 716±107 Ma~2 807±93 Ma（加权平均值为2 767±44 Ma）.细粒泥质麻粒岩中的锆石也具有麻粒岩相锆石的CL和微量元素特征,Ti含量温度计获得的变质温度为804~909℃（加权平均值为845±23℃）,锆石U-Pb上交点年龄为1 823±14 Ma,谐和206Pb/238U年龄加权平均值为1 812±13 Ma,ε_Hf（t）为-3.7~-5.7（加权平均值为-4.67±0.37）,T_DM2为2 705±133 Ma~2 826±116 Ma（加权平均值为2 766±46 Ma）.石榴黑云片麻岩中的锆石也具有麻粒岩相变质锆石的CL和微量元素特征,锆石Ti含量计算变质温度为785~923℃（加权平均值为820±32℃）,锆石U-Pb上交点年龄为1 807±22 Ma,ε_Hf（t）为-4.5~-9.0（加权平均值为-6.07±0.48）,T_DM2为2 742±90 Ma~3 020±92 Ma（加权平均值为2 839±41 Ma）.混合岩中的锆石大部分具有核-边结构.根据Ti含量温度计获得的混合岩中麻粒岩相变质锆石核的变质温度为754~875℃（加权平均值为818±30℃）,U-Pb上交点年龄为1 822±19 Ma,ε_Hf（t）值为-4.3~-6.3（加权平均值为-5.47±0.35）,T_DM2为2 742±82 Ma~2 864±91 Ma（加权平均值为2 814±43 Ma）.可见,麻粒岩、石榴黑云片麻岩和混合岩经历了相同的麻粒岩相峰期变质作用（~1.8 Ga）,具有相同的原岩属性,即晚太古代（2.7~2.8 Ga）的地壳物质.麻粒岩透镜体从核部到边部岩性的变化,可能受到晚三叠纪碰撞造山作用的不同程度改造.因此,威海超高压地体中出露的泥质麻粒岩透镜体,在构造亲属性上可能属于华北克拉通地壳物质,成因上可能与哥伦比亚超大陆的演化有关,在三叠纪大陆俯冲碰撞过程中卷入造山带.      

中国实验地球科学研究进展与展望(2011-2020)

过去十年,我国的实验地球科学快速发展,已成为国际高温高压实验领域的一支重要研究力量.代表性研究进展主要体现在地球深部重要挥发分的赋存与效应、成矿过程和机制、壳幔物质的物理化学性质和相互作用等方面.本文综述了实验地球科学2011-2020年间取得的主要研究进展和平台与技术建设情况,并展望了该领域未来的发展方向.     

Rheological properties of deep subducted oceanic lithosphere and their geodynamic implications

According to the experimental studies on the rheology of two important mantle rocks (eclogite and harzburgite), the rheological properties of the deep subducted oceanic lithosphere are investigated by assuming a simplified harzburgite type slab model with moderate thickness of basaltic layer. When the mantle convergence rate is small or the subducting slab has been trapped in the mantle for an enough long time, the strength profile of the slab is characterized by a strong subducting crustal component lying on a weak subducting upper mantle. However, if the convergence rate is large enough, the subducting slab will be featured only by a rigid cold center. Our study suggests that the detachment of the subducting crust component from the underlying upper mantle is only likely to happen in hot slow subducting slabs, but not the cold fast subducting lithosphere. Rheological properties of the harzburgitic and the eclogitic upper mantle vary with depths. The eclogitic upper mantle is stronger than the peridotitic upper mantle across the upper mantle. Transition zone is the high strength and high viscosity layer in the upper mantle except the lithosphere.     

碰撞造山带地壳深熔作用:来自纳米花岗岩包裹体的观测与实验约束

在碰撞造山带构造演化过程中,中下地壳深熔作用对于深部地壳物理性质与化学成分具有重要控制作用.作为深熔作用的"见证者",纳米花岗岩包裹体是寄主岩石部分熔融作用的产物,能够为确定陆壳岩石中天然熔体特征及分析熔融机制提供关键信息.在喜马拉雅东构造结南迦巴瓦岩群的代表性岩石单元（泥质片麻岩与长英质片麻岩）中,石榴石与锆石中常包含有典型的纳米花岗岩包裹体,其代表性子矿物组合为钾长石+斜长石+石英±黑云母,这是在黑云母脱水熔融过程中、寄主片麻岩中熔体被主要转熔矿物（如石榴石等）捕获所形成一类特殊包裹体.在观测基础上,采用高温高压与高温常压手段,对纳米花岗岩包裹体进行均一化实验并获得均一化玻璃质熔体.成分分析表明,均一化熔体成分以过铝质花岗岩为主,其主/微量元素特征能够有效反演部分熔融作用的演化过程.因此,纳米花岗岩包裹体的天然观测与实验研究对于确定天然熔体特征与深入剖析碰撞造山带的地壳深熔作用具有重要启示意义.      

Experimental Investigation on Low-Degree Dehydration Partial Melting of Biotite Gneiss and Phengite-Bearing Eclogite at 2 GPa

The ultrahigh-pressure(UHP) eclogite and gneiss from the Dabie(大别)-Sulu(苏鲁) orogen experienced variable degrees of partial melting during exhumation.We report here dehydration partial melting experiments of biotite gneiss and phengite-bearing eclogite at 2 GPa and 800-950 ℃.Our results show that the partial melting of gneiss is associated with the breakdown of biotite into almandine-rich garnet starting at 900 ℃.About 10% granitic melt can be produced at 950 ℃.In contrast,the partial melting of phengite-bea...     

北京房山地区太平山褶皱的变形特征和形成时代:华北克拉通早白垩世挤压构造的意义

北京西山地区广泛发育轴向近E-W向的褶皱,对理解华北克拉通东部构造演化至关重要,但目前对其形成时代和构造动力学背景却没有明确的认识.北京房山地区的太平山褶皱是轴向近E-W向褶皱的典型代表.通过精细的野外构造观察和构造年代学研究,确定太平山褶皱的空间展布特征和构造样式,厘定构造变形的时代,为该区乃至华北克拉通东部的构造演化提供重要依据.通过详细的野外构造观察和系统的β图解研究,表明太平山褶皱由直立倾伏背斜和斜歪倾伏向斜构成.通过对早期卷入褶皱变形的煌斑岩席和晚期切层侵入褶皱的闪长玢岩脉进行锆石U-Pb定年,得到煌斑岩席和闪长玢岩脉的形成时代分别为147.2±2.4Ma和129.0±3.2Ma,表明太平山褶皱的形成时代为燕山运动B幕.另外,北京西山地区还存在NW-SE向的伸展构造样式.代表本区NW-SE向伸展的房山穹窿(约136Ma)晚于N-S向挤压构造,侵入切割太平山褶皱,塑造了研究区现今主体构造格架,进一步限定太平山褶皱的形成时代为147～136 Ma.因此,研究区轴向近E-W向的褶皱为早白垩世近N-S向挤压构造的产物;N-S向挤压和NW-SE向伸展的构造样式,为华北克拉通中生代构造体制的转换和动力学背景提供关键依据.