论超高压变质的矿物学标志

近20多年来,对超高压变质的研究日益深入。超高压变质的矿物学标志,已远远超出柯石英一种,结合实验矿物学的成果,发现许多新的矿物标志。 可以归纳为以下3类：（1）矿物的多形转变, 如柯石英和金刚石;（2）超高压矿物的出溶,如K-单斜辉石、majorite-镁铝榴石和高硅榍石;（3）超高压(高压)变质矿物或矿物组合, 如多硅白云母、文石和菱镁矿等。文中介绍了这些矿物学标志的地质学和矿物学特征及应用前景。     

大别山-苏鲁超高压变质带的矿物学和岩石学研究进展

本文总结了近年来大别山 苏鲁超高压变质带的矿物学和岩石学进展。针对大别山 苏鲁超高压变质带中的区域片麻岩围岩是否经历超高压变质的问题 ,研究者在常规岩石学和矿物学手段不能奏效的情况下 ,引入显微喇曼光谱测试 ,最终在各种类片麻岩的锆石中发现柯石英、硬玉和雯石等高压和超高压矿物包裹体 ,证明大别山 苏鲁超高压变质带中的大多数岩石曾与榴辉岩一起被俯冲到地幔深度 ,后又一起回返到地表。在喇曼光谱的测试过程中 ,发现锆石中的柯石英包裹体有 0～ 2 3 0 0MPa不等的现时晶内超压 ,并证明这种晶内超压是超高压变质岩回返过程中 ,柯石英向石英转化而导致的体积膨胀造成的。研究者在产于青岛仰口榴辉岩的石榴子石中发现大量单斜辉石、金红石和磷灰石出熔 ,精细的晶体化学和岩石学研究证明出熔前的石榴子石形成于大于 70 0 0MPa的压力条件 ,说明苏鲁地区的部分陆壳岩石可能曾被俯冲到大于 2 0 0km深的地幔。岩石学研究发现产于桃行地区的榴辉岩在角闪岩相区域退变质之前 ,在 4 0～ 5 0km的浅部地幔深度发育有一期高压麻粒岩相 过渡榴辉岩相变质。进一步研究发现这期变质是由于峰期的多硅白云母在回返到 4 0～5 0km深的浅部地幔时脱水熔融导致的     

超高压变质作用

本文简要概述了近年在西阿尔卑斯、挪威西部、我国中东部及苏联一些地区超高压变质岩石的最新研究成果,指出柯石英及其向石英转变而形成的张裂结构是鉴别这一超高压变质作用的主要标志.指示超高压变质条件的其它矿物及矿物组合的尚有镁十字石、ellenberserite、硬玉十蓝晶石、滑石十蓝晶石和滑石十多硅白云母等,金刚石代表更极端的高压条件.超高压变质作用的边界压力>2.SGPa,温度约700~840C,代表一个近于7℃/km的极低的地热梯度,其退化轨还为压力和温度同时降低.超高压变质岩石严格地产出于陆内造山带,表明它们是在大陆与大陆碰撞过程中由深俯冲作用形成的,其俯冲深度可超过90km,使柯石英得以保存的快速构造抬升可能是连续俯冲一仰冲的结果.     

超高压变质作用研究进展

超高压变质岩石的发现改变了大陆地壳不能深俯冲的传统认识,使得地球科学有了前所未有的进展,超高压变质岩石的研究一直是近20a来地学研究的热点。从超高压岩石（柯石英、金刚石和某些矿物出溶结构）的识别标志,超高压变质岩石的时空分布,俯冲板片的命运及俯冲陆壳折返机制4个方面分析超高压变质岩石的主要进展。超高压变质岩石的研究为分析地球动力学过程提供新的窗口。     

超高压变质带金刚石研究进展

金刚石在自然界中非常稀缺,是极其珍贵的矿产资源。其中,变质成因的金刚石陆续在世界范围内多个超高压变质带被发现,更新了人们对超高压变质作用和板块构造运动的认识,推动了超高压变质带动力学的研究,引起了学术界的广泛关注。然而,对于变质成因金刚石的形成机制,还未形成一致的认识。本文在综述前人研究成果的基础上,介绍了金刚石形成的大地构造背景,研究了其形成所需的地质环境和物理化学条件,并着重对超高压变质带金刚石成因机制进行了探讨,全面分析了温压条件、XCO₂、fO₂对变质成因金刚石形成的影响。对比发现,当变质作用的峰期压力达到金刚石稳定域且具有较高的温度时(压力> 3 GPa,温度为600～1 000℃),有利于金刚石的形成,C-O-H流体中的较高CO₂含量和较低氧逸度也是超高压变质带金刚石形成的必需因素。另外,金刚石形成后折返早期的降温作用有利于其保存。     

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。     

超高压变质作用的动力学模式

在大陆动力学研究中，超高压变质作用是揭示大陆演化的关健问题，困而不少学者对其动力学的研究提出了不同的模式；1．超大地构造(ultra-tectonics)：板块俯冲至150km深，继之由于仰冲、伸展或侵蚀等原因返回地表。     

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。     

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。     

新疆西天山超高压变质榴辉岩

在新疆西天山3类榴辉岩中均发现了超高压变质矿物：在第Ⅰ类与蓝片岩互层的榴辉岩中发现了柯石英假像；在第Ⅱ类枕状榴辉岩的绿辉石中发现了石英出溶叶片；在第Ⅲ类产于大理岩中呈透镜状的方解石/白云石榴辉岩中发现了变质成因的菱镁矿。详细的岩石矿物学研究表明，第Ⅰ类榴辉岩3个阶段的变质演化温压条件为：UHP前变质阶段（356-433℃，0.8-1.0GPa）、峰期UHP榴辉岩相阶段（496-598℃,2.572-2.666GPa)和退变绿帘蓝片岩相阶段（500-530℃，1.0-1.2GPa），并建立了在NCMASCH（Na2O-CaO-MgO-Al2O3-SiO2-CO2-H2O）体系中出现蓝闪石、石榴石、绿辉石、菱镁矿、白云石、黝帘石、柯石英、CO2和H2O的相平衡关系。经变质反应分析和相平衡理论计算西天山含菱镁矿的蓝闪石榴辉岩的变质峰期温压条件为：2.7-2.8GPa和525-607℃，XCO2低于0.006。超高压变质矿物的发展表明西天山榴辉岩经历了超高压变质作用，所谓的南天山造山带可能是世界上规模最大的由洋壳俯冲形成的超高压变质带。     

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。     

超高压变质作用中水的相变增压

据静水压力梯度计算, 榴辉岩形成深度至少要70km, 含柯石英榴辉岩的形成深度至少要12 0km, 而同时含有柯石英和金刚石的榴辉岩形成深度至少要145km, 超高压变质岩要从如此深的部位折返到地表是不可想象的.大量资料表明水参与了超高压变质作用过程.通过矿物的脱水行为、水的相变和地温曲线等研究, 指出由于存在水的相变增压等多种增压因素, 大大提高了超高压变质作用过程中的地压梯度, 据静水压力计算出的超高压变质岩形成深度只是最大深度, 其形成时的实际深度要比该最大深度小得多.      

安徽宿松超高压变质矿物的研究

本文首次报导了在宿松地区经多种测试查证，有经受高压变质作用的黄玉、天蓝石，及石榴子石、角闪石、蓝晶石中柯石英的存在，并将以黄玉为标志的富铝泥质岩（Ｓｃｈｒｅｙｅｒ称其为广义白片岩），参照蓝片岩、绿片岩的命名原则，易名为黄片岩。深入的矿物学研究表明本区是一条有充分矿物学依据的超高压变质带。     

超高压岩石中变质脉的研究

超高压岩石中的变质脉体是示踪变质流体活动的重要途径之一。高压-超高压岩石中不仅出露"纯"的石英脉(石英含量>98%),还出露了具有不同复杂矿物组合的"不纯"脉。最近的研究成果表明,对各种类型变质脉的观察和研究有助于深化对大陆碰撞造山带中变质流体/熔体性质以及元素迁移行为的认识。目前主要解决的科学问题包括:(1)确认形成各种类型脉的流体/熔体性质;(2)获得成脉过程中主微量元素(特别是流体不活动性HREE和HFSE)发生迁移的尺度和规模,探讨流体/熔体性质对超高压变质条件下元素地球化学行为的影响;(3)获得各种类型变质脉形成的确切时代。     

超高压变质作用压力模型的思考

该文在研究地球内部压力的计算过程和超高压变质作用过程的基础上,指出超高压变质作用的压力不仅包括静岩载荷压力,还应包括构造超压和体系内部的相变增压,并给出了超高压变质岩区的初步压力模型,得出了超高压变质作用中压力与深度是非线性关系的认识。     

超高压变质作用压力模型的思考

<正>超高压变质岩的发现引起了地球科学家的广泛关注(从柏林和王清晨,1999;王方正,1996;吕古贤等,1998;王清晨等,1999;吕古贤和刘瑞,1999),成为20世纪末和21世纪初的研究热点。所谓超高压变质岩是指壳源的、含有柯石英和金刚石等超高压类矿物的岩石。目前认为其形成时的压力大于2.0~2.2GPa,这正处在岩石圈中地幔的压力范围。这就给人们提出了一个问题,它是如何到达地幔之中而后又如何折     

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     

超高压闪石的发现及其成因矿物学意义

在缅甸硬玉岩区发现了 6种相对罕见的钠质、钠钙质角闪石 (蓝闪石、灰闪石、铝钠闪石、镁红闪石、镁钠钙闪石和蓝透闪石 ) ,其中蓝透闪石、灰闪石和镁红闪石的发现属首次。灰闪石和镁红闪石只产于挪威、中国大别和阿尔卑斯超高压带 ,或在超高压实验岩石学的实验中被合成。同时还研究了这些闪石的化学组成、种属间的关系及形成条件 ,这些闪石形成时压力不低于 2 .2× 1 0 6 k Pa,因此缅甸硬玉岩区可能是世界上又一个超高压区。     

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。     

苏北超基性岩某些超高压变质特征

苏北芝麻坊超基性岩体,位于大别—苏鲁超高压变质带东段的核心部位,与基性榴辉岩紧密伴生,是苏北最具代表性的岩体之一。根据多年来的成果资料,研究它的超高压变质特征,对研究整个苏鲁超高压变质带具有重大意义。对岩体的形态特征、岩相学特征、特别是矿物学特征,如镁铝榴石特征的研究,结合金刚石的选出,都有力的证实苏北超基性岩是在超高压变质环境下生成的,同时也反映其是由华北地块与扬子地块俯冲碰撞而从地壳深处挤压上来的幔源物质。