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。     

榴辉岩的两种变质演化轨迹和俯冲大陆地壳的差异折返——以柴北缘都兰超高压地体为例

都兰榴辉岩地体位于柴北缘—南阿尔金超高压变质带的东端,是唯一确定含柯石英的超高压变质地体,约700 km,其特点是含有两个特征不同的变质亚带,并经历了不同的折返过程。柯石英假像和温压计算表明两带榴辉岩峰期变质的压力都在柯石英的稳定域（2.8~3.3 GPa）,但它们退化变质的p–T 轨迹具有明显不同的特征。北带榴辉岩经历了两个阶段的折返：早期从地幔深度快速折返到中部地壳层次,伴随岩石的等温降压,并发生角闪岩相退化变质;晚期抬升到地壳浅部。都兰南带榴辉岩折返过程中经历了高压麻粒岩相变质的改造,高压麻粒岩阶段的p–T条件为p＝1.9~2.0 GPa,T＝873~948℃, 并进一步经历了角闪岩相退化变质,说明都兰南带榴辉岩折返速率较慢,发生了壳幔过渡带（或加厚的深部地壳）层次的强烈热松弛。这种热松弛发生在许多大陆俯冲带的超高压岩石的折返过程中,并且是榴辉岩发生深熔作用的主要机制。都兰两个变质带不同的变质演化轨迹反映了俯冲的大陆地壳具有差异折返的特征。     

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。     

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。     

南阿尔金高压-超高温麻粒岩变质作用:大陆地壳超深俯冲与折返过程的记录

南阿尔金造山带是目前报道的具有最深俯冲记录的大陆超高压变质带,其内出露有高压-超高温麻粒岩,它们对深入理解大陆地壳岩石超深俯冲与折返过程具有重要意义.介绍了对南阿尔金巴什瓦克地区长英质麻粒岩和基性麻粒岩的岩相学、矿物化学、相平衡模拟及锆石U-Pb年代学研究成果.其中基性麻粒岩主要记录了深俯冲大陆地壳折返过程的变质演化:包括高压榴辉岩相、高压-超高温麻粒岩相、低压-超高温麻粒岩相及随后的近等压降温演化阶段;长英质麻粒岩除了记录与基性麻粒岩相似的折返过程外,还记录了从角闪岩相到超高压榴辉岩相的进变质演化过程.结合已有研究资料,确定超高压榴辉岩阶段峰期条件> 7~9 GPa和>1 000℃,可达到斯石英稳定域.锆石年代学显示两种岩石类型的原岩和变质年龄均分别在900 Ma和500 Ma左右.变质作用与年代学研究表明,南阿尔金大陆地壳岩石在早古生代发生超深俯冲至200~300 km后,折返至加厚地壳底部发生高压-超高温变质作用,随后被快速抬升至地壳浅部发生低压-超高温变质作用并经历迅速冷却.      

华中高压－超高压变质富铝岩石的温压条件研究及其地质意义

华中高压－超高压变质富铝岩石为陆壳岩石经变质而成，其典型的岩石类型为蓝晶石黄玉石英岩。矿物温压计估算其ｐ－Ｔ条件为Ｔ＝７００℃，ｐ＝１．２ＧＰａ；高温高压实验结果表明，蓝晶石＋黄玉组合在Ｔ＝１０００～１２００℃，Ｐ＝３．１～３．７７ＧＰａ范围内可以稳定存在，是高压－超高压变质作用产物。在蓝晶石石英岩中发现柯石英及柯石英假象，区域上其它岩石组合也有高压－超高压变质作用的证据。变质富铝岩石为榴辉岩相变质作用产物，从而证明陆壳岩石可以经历＞２．０ＧＰａ的变质压力条件。     

超高压变质作用研究现状及问题

本文从超高压变质作用的矿物学、Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹和超高压地体抬升、保存机制三个方面总结了近年来超高压变质作用研究所取得的重要进展和存在的问题。超高压变质作用的矿物学研究正在向深入发展，其Ｐ－Ｔ－ｔ轨迹具有三种成因类型。而其超高压地体的抬升、保存机制则是争论的焦点，其中增生楔模式（Ｐｌａｔｔ，１９８７）和连续俯冲─仰冲机制较好地解释了抬升过程，但也存在一些问题需进一步研究。     

胶南造山带变质作用及其演化

胶南造山带曾经历过五期变质作用，早中元古代麻粒岩相变质作用，以出现紫苏辉石为标志，其变质条件为Ｐ＝１．３５ＧＰａ、Ｔ＝７８７．７℃，属中高压相系，区域中高温变质作用；晋宁期榴辉岩相变质作用，以发育榴辉岩为标志，其变质条件Ｐ≥２．８ＧＰａ、Ｔ＝６０１－１３７５℃，超高压变质作用，榴辉岩围岩的变质条件为Ｐ＝１．１－１．６ＧＰａ、Ｔ＝５６０－６５０℃；晋宁一震是于期的角闪岩相变质作用是胶南造山带最重要的     

胶东海阳所,葛家集基性麻粒岩P—5演化及成因意义

胶东地体中麻粒岩相岩石主要分布于米山断裂以西，而榴辉岩等高压岩石组合主林分布于该断裂以东，通过对米山断裂以西的海阳所，葛家集两地基性麻岩岩石学，矿物学和岩石热力学研究后得出：海阳所麻粒岩主要经历了３期变质作用，其Ｐ－Ｔ演化趋势为顺时针方向。     

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.     

变质作用p-T-t轨迹的研究方法与进展

变质作用p T t轨迹理论的提出完全改变了人们对变质作用过程的认识。地壳加厚区(造山带)内区域变质作用发生于地壳从热扰动到热松弛的动态演化过程中,岩石的p T t轨迹是地壳加厚的方式及机制、热松弛速率和岩石折返速率的综合函数。一维热模拟假设引起热扰动的构造作用在瞬间完成,岩石在折返过程中开始变质作用演化。二维热模拟结果表明在地壳加厚过程中(岩石埋藏阶段)伴随明显热效应,岩石在折返过程中有少量加热,达到温度峰值。反演变质作用的p T t轨迹包括3种方法：传统地质温压计方法,吉布斯/微分热力学方法和变质相图方法。无论哪种方法,都必须以详细岩相学研究为基础,在岩石中划分出两期以上矿物组合。传统地质温压计方法被广泛使用,但在确定不同期次矿物组合的平衡和p T条件上有若干不确定性。吉布斯/微分热力学方法理论上非常完善,依据矿物(石榴石)的生长环带计算岩石的p T t轨迹,但是由于难以确定矿物生长阶段的矿物组合变化,以及缺少复杂固溶体的活度模型等,致使该方法实用性较差。目前反演岩石p T t轨迹的最好方法是变质相图方法,该方法依据p T视剖面图上矿物等值线温压计,模拟由矿物的世代关系和生长环带所记录的p T条件变化,并可以定量模拟变质过程中的矿物组合演化、变质反应和流体行为。对不同中压型变质带和超高压型地体中岩石p T t轨迹的反演模拟表明,岩石在构造埋藏阶段应伴随明显热效应,发生一系列递增变质作用,几乎同时达到压力与温度峰值,岩石折返过程以等温降压型(ITD)为主。这与一维热模拟结果很不相同,而与二维热模拟结果大体相似,但一般折返速率更快。     

21世纪最初十年变质岩石学研究进展

21世纪以来变质岩石学发展迅猛.对大型俯冲带和造山带综合数值模拟研究,所得到的变质作用p-T-t与以往一维热模拟结果很不相同;利用内部一致性热力学数据库,进行变质相平衡的定量研究,改变了人们对变质反应和相平衡关系的理解,开辟了定量研究变质作用的新阶段;超高压变质作用的深入研究,发现了更多超高压变质作用的标志及地体,指示陆壳俯冲深度可能达300～350 km,并对地壳岩石深俯冲的机理及变质作用演化进行了进一步探讨;对麻粒岩尤其是高压和超高温麻粒岩的研究,进一步了解了麻粒岩相条件下的深熔作用与熔体演化机理,为认识早前寒武纪的板块作用与造山过程提供了新的窗口;利用多种方法对俯冲带变质流体的研究,为深刻认识俯冲带的岩浆作用及地幔演化提供了更为广阔的视野.     

羌塘中部高压变质带的形成过程

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴石白云母片岩和蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带,是伴随古特提斯洋闭合的深俯冲作用及后期构造作用的产物。通过对其野外地质特征、不同岩石类型岩石学、矿物学以及同位素年代学等的研究,确认榴辉岩和石榴石白云母片岩在早期分别经历了各自的形成过程,在榴辉岩形成之后的折返过程中二者共同构成了高压变质带,并且在折返过程中榴辉岩发生蓝片岩相退变质作用,同时导致了带内蓝片岩的形成。同位素年代学研究结果表明,龙木错-双湖板块缝合带闭合过程中的榴辉岩相变质作用发生于240Ma左右,折返过程中的蓝片岩相退变质作用及蓝片岩的形成应在220～200Ma,高压变质带最终在214Ma之前抬升出露地表。     

吉林南部地区老岭群变质作用特征研究

吉林南部地区老岭群变质矿物较为发育,本文通过对其中发育的变质矿物进行详细鉴定和大量探针分析,将老岭群下亚群主要变质矿物划分为两个世代,分别代表两期变质作用M1和M2.结合研究区老岭群变质矿物组合、分布特征以及变质相带的研究,认为M1为中-低温区域动力热流变质作用,可以划分为低绿片岩相和高绿片岩相,而M2为局部热变质作用...     

阿尔金南缘构造带西段新元古代-早古生代变质岩系的变质作用

阿尔金南缘构造带西段新元古代-早古生代变质岩系为一套绿片岩相-低角闪岩相的中浅变质岩系,并形成绢云母-白云母带、黑云母带和石榴石-角闪石带3个递增变质带。通过对石榴石-角闪石带变质作用p-T轨迹的深入研究表明,其经历了3个阶段变质作用:即经历了俯冲碰撞深埋到30～35 km深度的中高压变质作用(M₁),压力可达7.27×10⁸～9.63×10⁸ Pa;随后经历了快速抬升所导致的近等温降压变质过程(M₂),压力降至4.1×10⁸～5.62×10⁸ Pa;晚期经历了降温降压退变质作用（M₃）。整个过程为顺时针方向演化的p-T轨迹,其地质动力学过程属于较典型的板块俯冲碰撞→抬升模式,表明阿尔金南缘构造带的地质构造演化经历了俯冲碰撞及碰撞后的快速抬升过程。     

大别造山带变质岩地层年龄及其构造意义

选择近期在大别山及苏鲁地区各类变质岩地层中采用不同测试方法所获得的较为精确的同位素年龄数据共４５个进行分析,得到以下几点主要认识：１）扬子板块被动陆缘形成于８００～７００ＭａＢ．Ｐ．之间;２）根据原岩及折返动力学机制分析,南大别与苏鲁超高压、高压变质岩石是扬子板块被动陆缘（大陆隆）物质残余,在２３２～２２１ＭａＢ．Ｐ．伴随扬子板块被动陆缘俯冲到华北板块之下最大限度时在１００ｋｍ上地幔软流圈深度发生超高压变质作用,同时在较浅的构造层次上发生高压及角闪岩相变质作用。这些超高压、高压变质岩石在２２０ＭａＢ．Ｐ．开始折返,然后于２０６～１７８ＭａＢ．Ｐ．快速完成角闪岩相退变质作用;３）北大别高温变质岛弧在１３３～１２２ＭａＢ．Ｐ．伴随白垩纪花岗岩侵入体活动快速抬升,平均冷却速率达３５°Ｃ·Ｍａ－１;４）北大别高温变质岛弧与南大别超高压变质陆隆在１２０～１１０ＭａＢ．Ｐ．停止相对运动,归并为一体。     

新疆哈密东盐池附近变质基底特征及控矿探讨

新疆哈密东盐池附近变质基底属于塔里木板块北缘北山古生代裂谷带西段一部分,而板块北缘的北山地区古生代进入了陆块裂解、陆内裂谷发展演化时期。笔者对东盐池附近的变质岩进行了研究,将该区域变质作用分为区域变质、动力变质及接触变质等3个类型;将区内变质相分为低角闪岩相、高绿片岩相、低绿片岩相及葡萄石—绿纤石相等4个变质相带相系。研究了地质事件与变质变形的演化趋势,即变质作用从区域中高温变质、区域低温动力变质到区域埋深变质,变质作用的温度和压力随时代更新逐次降低。探讨了变质作用与矿产的关系,即变质作用控制变质矿产的分布。各种变质作用所形成的热液与其他热液一起促使成矿物质的活化迁移至有利部位成矿,形成了黑色岩系中的磷矿、石墨矿和钒矿等。     

羌塘中部高压变质带的退变质作用及其构造侵位

羌塘中部的高压变质带主要由榴辉岩、石榴石白云母片岩和蓝片岩等组成,它们在遭受高压变质作用之后折返,构造侵位于晚古生代展金组地层中,二者以韧性变形带为接触边界.本文以高压变质带中的榴辉岩和韧性变形带为研究对象,讨论了高压变质带折返过程中的退变质作用特征及折返时代.研究表明,榴辉岩在高峰期变质作用之后的折返过程中经历了由榴辉岩相→蓝片岩相→绿帘角闪岩相的退变质作用演化过程;在高压变质带构造侵位过程形成的韧性变形带中,白云母石英片岩的白云母40Ar-39Ar坪年龄为219±2Ma.高压变质带在219Ma左右构造侵位于展金组地层中,并于214Ma之前最终抬升出露地表.     

贺兰山——阿拉善地区下、中前寒武系的划分对比及其变质、成矿作用特征

据近期成果,贺兰山—阿拉善地区出露的巨厚变质杂岩可划分为中太古界贺兰山群和叠布斯格群(其全岩Rb—Sr等时年龄为3108.3和3218.8Ma),上太古界阿拉善群和下元古界的赵池沟群、阿拉坦敖包群;它们具不同的变质矿物共生组合,太古界变质岩属低压高温变质的麻粒岩相;下元古界为低—低中压区域动力(热流)变质的绿片岩相岩石。太古界有较强的混合岩化、花岗岩化作用,并蕴藏有铁、石墨、矽线石、刚玉等多种矿产。