超高压变质岩的全球分布与地球演化节律

高压，超高压变质作用不是一个局部的孤立的地质现象，而是一个时空跨度大，范围广，影响构造观的重要科学问题。文中讨论了世界上三类典型超高压变质地区的地质学岩石学特点，从全构造的角度研讨了超高压变质的时空分布，从而得到一下列认识：１．所有高压，超高压变质岩均分布于全球活动带及其次级褶皱带内，超高压变质岩常常何存于多期变质和变形的基底片麻岩块体中，与深位壳型剪切带关系密切．２．现有的年代学资料说明大部分超     

地球的节律与大陆动力学的思考

地球的节律可能是地质作用在地球发展中普遍存在的规律，即有不同的类别，即有不同的类别，又有时限不同的级别。节律具有突发性和旋回性或周期性，总的构成不同的发展阶段。地球节街可能最终受到天文因素背景的控制。     

变质地质学新领域─—超高压变质作用与地球动力学

简要总结了近年在欧亚大陆发现的超高压变质岩地质产状、岩石类型、结晶条件和构造位置等基本特征，对超高压变质作用及其地球动力学机制的研究现状及存在的问题进行了评述。基于对大别－苏鲁超高压变质带的研究成果，认为超高压变质作用可能是一种新型的区域变质作用，而目前所建立的任何一种地球动力学模型都不完善。建议今后在岩石学和矿物学研究基础上，加强对超高压变质杂岩的地球化学、构造地质学、实验岩石学及地球物理学等方面的研究。     

超高压变质岩的塑性流变学

岩石流变作用是大陆造山作用的基本特征,超高压岩石的形成和折返过程也是大陆深俯冲带内物质的复杂流变过程。要深入理解大陆造山带的造山作用和大陆壳岩石的深俯冲和折返动力学过程,必须对大陆地壳及地幔岩石的流变学进行深入研究。岩石圈流变学的主要研究内容主要包括流变学分层性、变形分解和应变局部化及大陆壳岩石部分熔融作用的流变学效应等。应用岩石圈流变学的基本原理和方法,分析了大别-苏鲁超高压变质带中超高压变质岩的塑性流变特点,探讨了超高压变质岩形成和折返过程的塑性流变学。     

“寄主矿物天然压机机制”与超高压矿物的形成

２０世纪８０年代，发现以含柯石英的榴辉岩为代表的超高压岩石，引发了地球科学家对大陆造山带动力学演化过程新一轮的研究热潮，同时也给相关的科学研究带来了诸多难解之谜。一个最具挑战性的问题是：岩矿学的实验结果表明，超高压变质岩形成的温压环境为６５０－８００℃，２．６—３．５ＧＰａ。根据上覆岩层静岩压力推算，它需要在大于１００ｋｍ的深处才能形成。而大多数超高压岩石原岩是陆壳火山—沉积岩系。这就意味着，低密度的陆壳物质必须进入高密度地幔内发生变质形成超高压岩石，又在小于１０Ｍａ的时间段内迅速上浮返回。寻找陆壳岩石折返机制成为大陆动力学面临的难题。近年来，超高压变质岩在不同地区、不同时代的造山带中不断被发现，证明这种变质作用在自然界中可能是普遍存在的，寻找新变质作用机理，成为解答陆壳超高压岩石生成疑谜的另一途径。     

大别地体超高压变质岩石锆石Lu-Hf同位素研究

对大别山南部超高压变质带双河和黄镇地区的榴辉岩、片麻岩和硬玉石英岩中变质锆石进行了原位LA-MC-ICPMS的Lu-Hf同位素分析.双河和黄镇的榴辉岩及双河的硬玉石英岩有低176Lu/177Hf和低176Hf/177Hf组成,两地的片麻岩有高176Hf/177Hf比和高且分散的176Lu/177Hf组成.锆石Hf同位素分布主要受变质原岩的形成时代控制,增生锆石基本上继承了原岩锆石的Hf同位素特征,既有增生锆石相对有低176Lu/177Hf和高176Hf/177Hf、继承重结晶锆石相对有高176Lu/177Hf和低176Hf/177Hf的特征,也有二者相互重叠没有区别的,它主要受原岩性质和变质过程中锆石遭受的溶蚀程度控制.增生锆石的低Lu/Hf是锆石在变质过程中Lu含量下降和Hf含量增高造成的,增生锆石的高176Hf/177Hf继承自岩石中其它高Lu/Hf比矿物的长期演化.继承锆石的初始Hf同位素组成εHf值和亏损地幔模式年龄TDM示踪表明,各超高压变质原岩的时代和成因是复杂的：双河榴辉岩原岩物质源自25亿年的亏损地幔和至少27亿年以上的古老晚太古地壳混合.双河片麻岩原岩年龄相同,但有不同的壳幔混合物源.黄镇榴辉岩原岩主要源于亏损幔源岩浆形成的初生地壳的重循环,很少的地壳混染.黄镇片麻岩和榴辉岩的物源区年龄相同.两地片麻岩原岩物源主要来自弱亏损地幔,存在古老地壳物质和地幔物质的混合.大别地区超高压变质岩锆石的Lu-Hf同位素特征主要反映了7～8亿年和18～19亿年时扬子克拉通北缘地区的岩浆活动特点和大地构造环境.     

新疆西南天山超高压变质带的形成与演化

本文系统地总结了近年来有关新疆西南天山超高压变质带在野外地质产状、岩石学、矿物学、地球化学和年代学等方面研究取得的进展。根据野外地质产状特征,西南天山出露的榴辉岩可以分为三类:即在蓝片岩中呈透镜体的块状榴辉岩、保存有玄武岩岩枕的枕状榴辉岩和夹杂在大理岩中的条带状榴辉岩。详细的岩石学研究表明它们都经历过超高压变质作用,其变质作用演化经历了3个阶段:峰期榴辉岩阶段(560～600℃,4.95～5.07GPa)、主期榴辉岩阶段(598～496℃,25.72～26.66±1kbar)和退变绿帘石蓝片岩相阶段。地球化学研究显示其原岩相当于源于富集地幔的(ε_(Nd)-1.4～-0.4)具有 OIB 特点的变碱性玄武岩、源于亏损地幔的(ε_(Nd)= 6.7～ 7.4)具有 NMORB 特点的洋中脊玄武岩和源于较富集地幔的(ε_(Nd)=-2.5～ 3.2)具有 EMORB 特点的洋中脊玄武岩,它们形成于海山环境下的洋壳。榴辉岩中锆石 SHRIMP定年结果表明榴辉岩的原岩形成于石炭纪(>310Ma)之前,洋壳开始俯冲发生在二叠纪末(280～290Ma),高压一超高压变质发生在三叠纪(220～230Ma)。结合在其北侧低压麻粒岩带的发现,提出了新疆西南天山超高压变质带双变质带构造演化模式。     

变质地质学新领域——超高压变质作用与地球动力学

简要总结了近年在欧亚大陆发现的超高压变质岩地质产状，岩石类型，结晶条件和构造位置等基本特片，对超高压变质作用及其地球动力学机制的研究现状及存在的问题进行了评述，基于对大别－苏鲁超高压变质带的研究成果，认为超高压变质作用可能是新型的区域变质作用，而目前所建立的任何一种地球动力学模型都不完善，建议今后在岩石学和矿物学研究基础上，加强对超高压变质杂岩的地球化学，构造地质学，实验岩石学及地球物理学等方面的     

超高压变质岩中柯石英→石英相变研究的进展

柯石英是石英的高压同质多相变体，是超高压变质作用的产物，它是识别超高压变质作用的重要标志矿物。柯石英的发现表明了近地表的岩石随板块运动曾被俯冲至地下大于90km的深度并经受了超高压变质作用。研究柯石英→石英相变过程中的微结构变化，对进一步研究超高压变质作用的机理及超高压变质岩折返过程的动力学机制具有重要意义。本文简述了近年来有关超高压变质岩中柯石英→石英相变研究的一些进展。     

柴达木北缘超高压变质带形成与折返的时限及机制

位于青藏高原北缘的祁连山加里东造山带的形成是阿拉善板块、祁连微板块及柴达木一东昆仑板块在加里东期间汇聚和碰撞的结果。祁连微板块和柴达木一东昆仑板块之间的柴(达木)北缘超高压变质带形成于495～440Ma,是继南祁连洋壳向北俯冲于祁连微板块下形成增生的柴北缘火山岛弧带之后,陆壳深俯冲的产物。柴北缘超高压变质带是在祁连微板块及柴达木一东昆仑板块之间的“正向陆内俯冲”向“斜向陆内俯冲”转化过程中“斜向挤出”机制下折返的,开始折返年龄为470～460Ma,最后的折返时间为400～406Ma。折返构造很好地保存在超高压变质岩石中,并且记录了广泛的退变质作用。     

超高压变质带的全球分布及其大地构造意义

对全球28个超高压变质岩产地的地质对比研究发现,超高压变质带的发育,与弧-陆和陆-陆碰撞造山带关系密切。碰撞造山带多发育于活动的大陆边缘。在那里,冷的陆壳物质可以深俯冲到另一个相对稳定的未俯冲的板块之下,其深度可以超过90~120 km,在高压达>2.5 GPa和温度约600℃或更高条件下,导致超高压特征矿物如,柯石英、金刚石等的生成。在空间分布上,超高压变质带集中于欧亚大陆及其周缘,澳洲和北美目前尚未有报道。从时代上看,超高压变质带多出现于显生宙,前寒武纪只有晚元古代（泛非运动期）少数两例。说明以超高压变质带为特征的碰撞造山作用,是显生宙以来,陆壳增生达到一定的规模后,才出现的构造体制;Rodinia和Pangea古大陆的裂解,使地温梯度降低,从而有利于超高压变质带的生成。     

超高压变质作用与成矿

超高压变质作用是指在地温梯度小于１０℃／ｋｍ条件下发生的高于“石英－柯石英”相变线压力的变质作用，一般发生在陆－陆碰撞造山带深部。由于其生成条件特殊，超高压变质岩中存在着金刚石、硬玉、蓝晶石及金红石等潜在的矿产资源。     

侏罗-白垩纪地球圈层演化节律及相互关系

文章根据国内外近年多学科研究新成果，结合东亚燕山构造阶段经典地区陆相地层特征，重点评述了全球中侏罗至早白垩世地质年代表存在的问题，提出了与国际海相分阶、二级层序地层界面、磁性地层和较合理的同位素年龄值相协调的陆相地层划分对比方案。在此基础上探讨了地球岩石圈、水圈、气圈、生物圈以及地外宇宙圈演化节律和耦合关系，指出本阶段中地球各圈层演化节律间的一些差异性和不确定性，显示了地球历史节律中规律性和随机性的辩证统一。     

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。     

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。     

地球演化中最大的两级节律

地球演化中表现出的最大两级节律为１０×１０８ａ和２×１０８ａ。每２个相邻节律可合并为一个周期，因而地球演化的最大两级周期为２０×１０８ａ和４×１０８ａ。岩石学、地层学和构造地质学方面诸多证据都说明这种划分的合理性。对于地球演化中的这类大型节律及周期性的成因机制，用笔者已提出的“地球多级驻波脉动理论模型”可以得到较合理的解释。     

中国大陆科学钻5 158 m主孔超高压变质岩中的钛矿化

在对位于苏北榴辉岩分布区的中国大陆科学钻探工程（CCSD）5 158 m主孔岩心进行编录、岩矿鉴定及测试的过程可揭示主要有经济价值的含钛相是金红石，其次是钛磁铁矿。主要含矿岩石是：普遍金红石化榴辉岩、石英金红石榴辉岩、金红石含钒钛磁铁矿榴辉岩，其次有多硅白云母金红石榴辉岩、篮晶石金红石榴辉岩、金红石黑云绿帘纤闪石岩（退变榴辉岩）。根据不同的矿化程度和岩性组合，大致分为3大岩性段：（1）0~2 038 m为主孔各类榴辉岩主要产出深度，钛矿化最好、厚度也最大；（2）2 038~3 597 m为主孔弱钛矿化，分布零散，厚度较薄，含10层矿化（视厚度5~24 m不等）的退变-强退变的榴辉岩，主要围岩是榍石-钛铁矿-钛磁铁矿-黑云角闪长英质片麻岩，含白钛矿钛磁铁矿二长片麻岩，构造糜棱岩化或碎裂-角砾岩带发育，其中常见大小不等、晶簇状生长的石英方解石脉体和晶洞； （3）3 597 m~终孔主要为糜棱岩化强弱不同的含钛磁铁矿黑云角闪长英质片麻岩和糜棱岩化角闪黑云二长片麻岩夹角闪-黑云片岩，无榴辉岩，也无钛矿化。但在3 577~4 012 m发现了大量富含稀土矿物的脉体。主孔岩石类型主要有6种： 榴辉岩类，榴辉岩质片麻岩，石榴单辉橄榄岩，二长片麻岩和长英质片麻岩，纤闪石化辉石岩，碎裂岩和糜棱岩类。含钛相矿物有金红石，钛铁矿，榍石，钛斜硅镁石，白钛矿及少量锐钛矿，板钛矿。     

中国中部高铝质超高压变质岩

我国中部在超高压条件下形成的高铝质变质岩石, 以蓝晶黄玉石英岩为特征, 具有以蓝晶石、富水黄玉、富镁硬绿泥石、柯石英、硬水铝石等为代表的高压－超高压变质矿物, 矿物组合主要为蓝晶石＋ 黄玉＋ 石英 （柯石英）、蓝晶石＋ 蓝刚玉±富镁硬绿泥石等。化学成分富铝而贫镁, 其原岩为陆缘高铝质泥质沉积岩。实验岩石学的研究表明, 蓝晶石＋ 黄玉在１０００℃～１２００℃,３．１～３．７７ＧＰａ 条件下仍可稳定存在,而石英已部分转变为柯石英。蓝晶石＋ 黄玉与柯石英一起稳定于超高压条件下。这表明以高铝质岩石为代表的地壳物质已进入到地幔深度, 达到这样的深度只能由会聚板块的俯冲作用而引起。因此,高铝质岩石的存在可以作为Ａ型俯冲作用的指示剂。超高压变质的高铝质岩石将成为陆－陆碰撞事件的重要研究内容。     

大别造山带超高压变质岩折返隆升的地层学证据—毛坦厂组榴辉岩砾石的启示

大别山北缘地区发育厚达近万米的中新生代碎屑岩，它们记录着大别山造山带和在株罗纪以来的演化历史。在安徽省六安地区毛坦厂组中，发现多块榴辉岩砾石。砾石新鲜，质地坚硬，表明属于第一旋回砾石。榴辉岩由石榴子石、多硅白云母、绿帘石、石英、金红石等组成。具有明显的退变质作用，发育以钠长石和闪石类组成的后合成晶、以及石榴子石周边的次为边。石榴子石以铁铝榴石和钙铝榴石为主，恪地C类榴辉岩。根据其特征应该属于大别山南部和北部超高压榴辉岩。毛坦厂组层位确切，古生物化石和同位素年龄都表明以晚株罗世为主，这一发现表明，在晚株罗世，以榴辉岩为代表的造山带根部物质，即：超高压变质岩已经出露地表，并作为毛坦厂组的物源。因此，大别造山带超高压为质岩折返到地表，最迟在晚株罗世。