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。     

大别—苏鲁超高压—高压变质带伸展构造格架及其动力学意义

构造分析结合变质作用PTt轨迹和同位素年代学资源指出，现今观察到的大别－苏鲁超高压－高压变质带区域构造框架，主要是在印支期中－朝与扬子克拉通斜向碰撞及超高压－高压变质作用期后伸展体制下形成的（200－170Ma)。构造样式类似于北美科迪勒拉型变质核杂岩并发育多层低缓角度地壳尺度的伸展拆离带。几何形态表现为大型穹窿或小型穹窿群。区域伸展构造叠加于先期碰撞或挤压构造之上，控制了超高压和高压变质岩石的空间分布。大规模的近水平韧性伸展流动，是在超高压－高压变质岩石从地幔深处折返到中、下地壳层次及角闪岩相环境下发生的。广泛的减压部分熔融作用反映的壳－幔动力学过程和地壳热结构的变化，是促使造山带从挤压体制向伸展体制转换的因素之一。证明造山带尺度的地壳伸展和薄化作用，在超高压和高压变质岩石折返到地表动力学过程中，曾起过重要作用。     

桐柏-大别碰撞造山带的基本组成与结构

桐柏－大别碰撞造山带的组成与结构，主要是印支期碰撞及高压、超高压变质期后伸展构造和中新生代热－构造演化的结果。在组成上，除了燕山期及其后的岩浆活动和盆地堆积产物以外，主要包括核部杂岩单元、超高压单元、高压单元、绿帘－蓝片岩单元和沉积盖层单元等，此外还有一些镁铁质和超镁铁质岩体残留或侵入其中。桐柏－大别碰撞造山带的整体结构样式类似于北美西部的变质核杂岩带，即以总体具穹隆形态及多层拆离滑脱带的发育为特征，构成了以罗田和桐柏山为核部的两个穹隆。超高压单元、高压单元和绿帘蓝片岩单元作为不同的岩片夹持于核部杂岩和沉积盖层之间，其分布格局受碰撞期后伸展构造格架所制约。     

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。     

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。     

大别山高压-超高压变质期后伸展构造格局

大别山高压、超高压变质期后构造格架的最显著特征是以罗田片麻岩穹隆为核部的多层伸展拆离滑脱带的发育,并由它们将超高压变质单元、高压变质单元和蓝闪－绿片岩单元分隔成垂向叠置的席状岩片,类似于变质核杂岩的基本结构样式。这种伸展构造格架制约了高压、超高压岩石的展布,而在较大榴辉岩体中保存的缩短或挤压组构则是以高压、超高压变质作用为标志的陆－陆碰撞事件的记录。正确地区分挤压组构与伸展组构是识别大别山带内高压     

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     

苏北—鲁东南高压,超高压变质带剥露过程中伸展构造作用

尽管许多地质学家提出了不同的超高压变质岩石形成与折返模式,但高压、超高压变质岩折返与剥露机制仍是大陆造山带动力学研究中的热点和焦点问题。本文明确提出并研究了分布于苏北－胶南变质岩区西北和北部边缘的地壳规模的拆离伸展型韧性剪切带。通过韧性剪切带几何学、运动学、变形环境分析和形成时代的讨论,认为与高压、超高压变质带展布方向斜交的斜向伸展构造作用,是苏北－鲁东南高压、超高压变质带从中地壳抬升至地表的主导     

北秦岭造山带榴辉岩及相关岩石的地球化学特征

本文介绍了新近在北秦岭造山带中发现的高压－－超高压变质带和松树沟高压变质带代表性变质岩的化学成分，微量元素和稀土元素特征。这些高压、超高压变质岩的原岩多为基性火成岩。产在北秦岭造山带中的高压－超高压变质岩的地球化学特征与东部产在南秦岭造山带的同类岩石有许多相似之处，推测秦岭－－大别造山带从南到北是在同一个岩石圈上演化来的，不是不同地块拼接成的。     

大别山造山带与安徽沿江中新生代盆地的盆山耦合关系

安徽沿江中新生代盆地位于大别山造山带南缘，为先挤压、后伸展形成的叠合盆地，是探讨扬子板块陆内深俯冲—大别山造山带隆起与中、下扬子盆地沉降的耦合关系的理想场所。在早中生代，大别山为华南和华北大陆碰撞造山带，华南地壳向深处俯冲并承受超高压变质作用，超高压变质岩不断向上折返，沿江坳陷具有前陆盆地性质，盆地充填有晚三叠世—中侏罗世磨拉石层序；在晚中生代，在中国东部整体的拉张背景下，大别山变质带完全折返上隆，处于变质核杂岩隆升状态，而沿江坳陷具有裂陷盆地性质，充填有晚侏罗世—早白垩世、晚白垩世—古近纪两个红色碎屑构造层序，起因于地壳拆沉而产生的均衡隆升和伸展断陷的构造耦合。     

大别山碰撞造山带的地球动力学

大别山碰撞造山带的形成和其中超高压变质岩的形成折返具有统一的动力学过程。对大别山超高压变质岩形成 -折返的研究表明 ,大别山的超高压变质作用是冷大陆地壳被前导洋壳下拽而持续俯冲的结果。超高压变质岩的折返是多阶段的。第一阶段 (2 30～ 2 10Ma)在低地温梯度 (约10℃ /km)下发生同俯冲折返 ;第二阶段 (2 10～ 170Ma)的折返由深俯冲板片的断离引发 ,浮力开始起作用 ;第三阶段 (170～ 12 0Ma) ,以区域性岩浆活动、穹隆伸展构造活动和深剥蚀沉积为特征。从分析超高压变质岩的形成折返过程入手 ,以侏罗纪末作为时间参照点 ,以合肥盆地的侏罗系顶界作为当时的地理参照点 ,根据不同岩石单元中岩石的形成深度和碰撞造山中的位移状态 ,可把大别山碰撞造山带划分为原位系统、准原位系统、异位系统和热穹隆改造系统等结构单位。陆陆碰撞造山带形成的物理学前提是俯冲陆壳物质的低密度 ,而最终形成造山带的直接动力学过程则是深俯冲板片的断离及其引发的一系列近垂向运动的地质过程。     

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。     

秦岭造山带是印支碰撞造山带吗?

国内外一些学者认为秦岭是一个印支碰撞造山带.但迄今为止,秦岭尚未发现三叠纪或古生代延续到三叠纪的洋盆存在的任何痕迹.秦岭泥盆系-三叠系为滨、浅海相沉积,没有远洋沉积,更没有镁铁质和超镁铁质岩石及与之密切相关的放射虫硅质岩组成的蛇绿岩套.泥盆系与下伏地质体之间有一个清楚的区域性角度不整合.商丹断裂并不是印支期,而是加里东期的板块缝合带;其两侧,中朝板块南缘和扬子板块北缘均有十分清楚的加里东造山作用的记录.沉积于扬子板块北缘的中上泥盆统刘岭群的放射性铅同位素组成与北秦岭相近,碎屑锆石年龄谱系亦证明其物质主要来自中朝板块南缘的北秦岭造山带.所谓勉略印支缝合带中的勉略和三里岗蛇绿混杂岩中的镁铁质岩,同位素测年均为元古代之产物,后者又被南华系-震旦系沉积覆盖.所谓勉略缝合带,实为一区域性大断裂带.早古生代,其北侧属扬子板块北部被动边缘;南侧为扬子板块核心部分的扬子准地台(小克拉通).所以,秦岭的印支造山作用,并不是洋盆消失后的陆陆碰撞造山作用,而是海盆消失后的中朝与扬子2个小陆块间逆冲-叠覆造山作用.作为秦岭东延的大别山超高压变质带被认为是秦岭印支碰撞造山的重要证据之一,但大别山超高压变质岩是在造山作用过程中动态超高压条件下形成的,仅用简单的静岩压力来计算其形成深度,显然是不符合实际情况的.野外地质观察、构造地质学、变质岩石学、同位素地质学、地球化学、地球物理学以及物理实验等方面的实际资料和研究结果均说明超高压变质作用并不是在上地幔而是在地壳内进行的.南秦岭-大别山的地壳构造层次,上地壳自上而下依次为:未变质的沉积岩层、绿帘-蓝片岩层、高压变质岩层、超高压变质岩层;下地壳为未卷入超高压变质作用的麻粒岩相-高角闪岩相变质杂岩.含柯石英的超高压单位只是位于上地壳下部的厚约10～12km的席状构造岩片.初步认为上地壳这一从低压到高压再到超高压的构造系统,是印支造山期间,南秦岭-大别山的上地壳以下地壳顶部为主剪切滑动面,多层次剪切作用造成的.上地壳下部的超高压变质岩,则可能是强烈剪切引起的频繁地震的震源区瞬时超高压作用的结果.     

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。     

“大别山超高压变质作用与碰撞造山动力学”出版

由“大别山超高压变质作用与碰撞造山动力学”编写组著的“大别山超高压变质作用与碰撞造山动力学”一书,2005年由科学出版社出版。全书共210页,后附彩色图版10幅,另袋附“大别山造山带地质图(1∶500000)”和“大别山造山带构造纲要图(1∶500000)”,由6个部分组成。“大别山碰撞造山带的地质构造”一章由徐树桐、索书田、钟增球、刘贻灿和陈冠宝撰写,介绍该带的构造—岩石单位、几何结构、运动学特征和变形构造。“大别山—苏鲁地区的超高压变质作用”一章由从柏林、王清晨、叶凯和刘景波撰写,探讨了超高压变质岩的形成深度、折返的P T轨迹…     

大别山碰撞造山带的构造模型及其地质演化

在大别山碰撞造山带东段可以划分出北淮阳地块、岳西地块、四望地块３个构造单元。岳西地块中前寒武纪地质体普遍遭受过高压变质作用，构成一个高压—超高压变质地块的“核”，其上、下盘则是低压变质或未变质地块的“壳”，在空间上呈现出一种“夹心饼”式构造格局。高压变质地块上部边界的正断层和下部边界的逆断层是其“挤出”抬升机制的直接标志。大别山造山带“夹心饼”式构造模型的形成与古生代时期扬子板块向中朝板块的俯冲作用及中生代时期两大板块碰撞并快速抬升作用密切相关     

大别造山带加里东期高压超高压变质作用的确定及其意义

文中综述了对大别造山带高压超高压变质作用形成时代的 3种观点。重点从高压超高压变质作用同位素定年技术、方法的完善与更新和大别造山带早古生代区域地质构造背景两个方面论证了大别造山带加里东期高压超高压变质作用的存在 ,得出了大别造山带高压超高压变质作用主要为加里东期的结论。这一认识对揭示世界一些大型造山带构造演化规律、研究中国加里东期区域构造格局和在大别造山带及邻区寻找金刚石、金红石、各种宝石、金、铜等矿产都有积极的意义。     

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。     

大别造山带的流体系统与成矿作用

大别山是大别造山带的主体部分，流体活动贯穿于俯冲－碰撞－折返整个造山过程。印支期俯冲－碰撞阶段的流体，以具高挥发份、高盐度为特点，流体中保留有原岩在地表时的天水－岩石以及超高压变质过程中的地幔流体－岩石同位素交换的信息。燕山期折返隆升阶段的流体是大量天水与深部流体发生混合的产物，流体中盐度降低，但水－岩相互作用增强。大别造山带的流体系统可称为“天水与深部流体混合系统”，并可分为流体富集区、流体贫乏区和流体排泄区三个部分。成矿作用主要发生在流体富集区。     

秦岭发现金刚石:横贯中国中部巨型超高压变质带新证据及古生代和中生代两期深俯冲作用的识别

在秦岭北带榴辉岩及其围岩片麻岩的锆石中发现金刚石和大量石墨包裹体。金刚石具典型的1331～1334cm~(-1)拉曼谱峰。变质金刚石的发现证明秦岭北带榴辉岩及其围岩片麻岩经历了超高压变质作用,其俯冲深度>120 km。片麻岩锆石的SHRIMP定年表明,锆石核部代表岩浆事件的年龄或之前的残核年龄为1200～1800 Ma,超高压变质新增生边部的年龄为507±38 Ma,属早古生代。认为北秦岭超高压变质带与印支期大别超高压变质带(240～200 Ma)是时空上两个带。北秦岭超高压变质带向西可以与南阿尔金—柴北缘早古生代(490～440Ma)超高压变质带相连,向东与大别西北部的熊店和浒湾早古生代榴辉岩(420～400 Ma)相连,组成一条沿中央造山带北部分布的加里东期超高压变质带。认为主要分布在大别山南部的印支期超高压变质带应与南秦岭的高压蓝片岩带相连,组成一条分布在中央造山带南部的印支期高压超高压变质带。北秦岭超高压变质带的发现,为中央造山带存在一条西起阿尔金,东至苏鲁的近4000 km的世界上最大的一条超高压变质带的确定提供了新的关键性证据。而沿中央造山带分布的两条超高压变质带说明:①中国南北大陆在早古生代就已拼接在一起,其后,又有印支期的俯冲和碰撞叠加,加里东期超高压变质带主要分布在北部,后者在南部,两者时