中国的超高压岩石剥露与陆内逆冲作用有关的证据

三叠纪期间由于中朝板块与扬子板块的大陆碰撞,产生了一条含有柯石英和金刚石的超高压变质岩带。在中国东部,它被左旋的郯庐断裂平移了530 km。郯庐断裂在大别山地区突然终止于超高压变质地体的南部,并且不通过沿长江一带的前陆褶皱带。据此认为,该地区中生代沿郯庐断裂带的左行平移曾被转换成向南的逆冲,并且导致了超高压变质岩的剥露。碰撞期后的喜马拉雅型的陆内逆冲并伴随侵蚀作用可能是中国极高压变质岩石剥露的主要动因。     

Dora Maira地块（意大利西阿尔卑斯）含柯石英岩石的剥露

意大利西阿尔卑斯南Dora Maira地块的含柯石英的极高压岩石,在白垩纪期间自100 km的深处暴露出来。这些岩石现在仅被薄片状的同变质盖层所覆盖,二者之间呈构造接触,为一退变质的韧性剪切带。该剪切带切掉了构造变质堆积体中的厚层地壳部分,并导致了始阿尔卑斯期的压力和热构造的集中。其结果使始阿尔卑斯造山楔侧向离散,且促进了极高压岩石的揭顸。拉伸揭顶作用与该区白垩纪时缺乏大规律剥蚀作用相一致,也与极高压岩石在减压冷却时显示的P—T迹相一致。这些极高压岩石在大约40 Ma期间到达地壳浅部,而且变薄的部分仰冲得更远一些。这表明,极高压岩石的剥露发生于所有板块会聚的位置,早于欧洲和亚得里亚板块的最终缝合。     

大别山中生代钾质岩浆作用与超高压变质地体的剥露机理

在已知的超高压变质地体中, 大别山是碰撞后花岗岩类侵入作用最为强烈的唯一地区。这里, 中生代的钾玄岩系列和高钾钙碱性系列的侵入岩, 可以依其年龄和组成特征划分为３ 组。第 Ｉ组, 主要由晚三叠世 （约２１０ Ｍａ） 二长闪长岩 辉长岩体组成, 它可能是在板片断离过程中富集的大陆岩石圈地幔部分熔融的产物 （板片断离型）; 第 Ｉ Ｉ组, 由中侏罗世－ 早白垩世 （１６０～１２０ Ｍａ） 的角闪石英二长岩、黑云母二长花岗岩和正长花岗岩组成, 主要是由幔源岩浆的分离结晶与地壳混染共同作用的产物 （岩浆底垫型）; 第 Ｉ Ｉ Ｉ组, 以白垩纪 （１２５～９５ Ｍａ） 的花岗岩和花岗斑岩为代表, 是在热穹窿作用过程中大别杂岩深熔作用和高度演化的产物 （穹窿型）。大别山超高压变质岩通过地幔的剥露可能与晚三叠世—早侏罗世的板片断离有关, 而大规模的岩浆侵位与超高压变质岩的快速剥露相伴出现说明, 岩浆底垫和岩浆漂浮作用可能在大别山中侏罗世—早白垩世的快速剥露中发挥了重要作用。     

大别山超高压榴辉岩带榴辉岩的特征和变质作用

大别山超高压柯石英榴辉岩带中多处产出含柯石英榴辉岩,岩石中广泛分布柯石英假象。它们产在片麻岩和大理岩中,并有不同的特征矿物组合。与鄂北等地高压型榴辉岩比较,超高压(柯石英)榴辉岩的绿辉石富硬玉组分,而石榴石为一般的富铁铝榴石贫镁铝榴石的石榴石。钙质角闪石和钠钙质冻蓝闪石是超高压(柯石英)榴辉岩中主要的次生角闪石类型。榴辉岩的原岩是陆内拉张过程中形成的广义拉斑玄武岩,它们在中朝一扬子大陆板块汇聚造山的俯冲大地构造背景中,发生渐进变质。变质时地热增温率极低。造山运动后期,榴辉岩随构造运动抬升又经历两阶段迭加变质。     

柴达木盆地北缘早古生代高压——超高压变质带中发现典型超高压矿物——柯石英

从都兰北带榴辉岩的片麻岩围岩的锆石中发现了柯石英包裹体和石墨包裹体，说明该超高压带的峰期变质作用已达柯石英稳定区间（＞2.8GPa）但小于金刚石的稳定区间（＜3.5GPa），从而确定柴达木盆地北缘存在早古生代超高压变质作用和陆－陆碰撞作用，为中国中部存在一条横贯东西的早古生代（大致500－400Ma）高压超高压变质带的推断提供了新的关键性证据。     

北秦岭官坡地区高压—超高压榴辉岩岩相学及变质作用研究

北秦岭官坡地区的榴辉岩及含柯石英榴辉岩产在帮岭岩群的北侧，主要由绿辉石和石榴石组成，部分石榴石和绿辉石中含柯石英包体。此外还含有退变质的多硅白云母、角闪石、黝帘石和纳长石等矿物，根据变质矿物之间的替代关系及共生组合规律，榴辉岩退变质作用可划分为四个阶段，各阶段代表性矿物组合依次为：柯石英＋绿辉石＋石榴石；石英＋绿辉石＋石榴石；多硅白云母＋绿辉石＋石榴石＋石英；角闪石＋斜长石＋白云母＋黑云母。这四个     

柴达木盆地北缘都兰地区榴辉岩中透长石＋石英包裹体：超高压变质作用的证据

近年来在祁连地体与紫达木地块之间大柴旦－－都兰北一线确定出一条榴辉岩带。在此带东端北部地区野马滩一带榴辉岩中，我们发现产在石榴子石内部由透长石和多晶石英（柯石英假像）构成的包裹体。包裹体在内部结构特征及周围的状裂纹反映早期超高压变质相特征，据此，推测柴达木盆地北缘榴辉岩带可能是一形成深度超过80km的超高压变质带。     

大别地区榴辉岩中几种超高压变质矿物研究

根据镜下观察,在大别地区东南部榴辉岩中陆续发现柯石英、金刚石和文石等三种超高压变质矿物,拉曼分子探针检测进一步证实了这些发现。柯石英和文石均被包裹于石榴石或绿辉石晶体之内,而基质中则分别以低压多型变体石英和方解石的形式存在,说明其保存除快速构造抬升的外部条件外,还与寄主矿物机械阻力及晶内低压缩性有关。作为榴辉岩相的早期共生矿物,它们的出现证明该区榴辉岩经历了超高压变质作用。     

巴基斯坦喜马拉雅以板块运动速度剥露的超高压榴辉岩

超高压榴辉岩产于全球许多造山带。这类岩石在俯冲和/或陆陆碰撞早期随陆壳的迁移形成于大于100km的深处。高压榴辉岩始见于巴基斯坦喜马拉雅和拉达克喜马拉雅,这两处均位于印度缝合带以南的印度板块北缘(即主地幔断层,MMT)。前者的温压条件为650±50℃和13~18kbar。Sm-Nd石榴子石-单斜辉石年龄显示的变质高峰期为49±6Ma,Rb-Sr多硅白云母和U-Pb金红石年龄揭示的冷却时间分别为43±1Ma和39~40Ma。后者温压条件为550±50℃和20±3kbar。变质作用高峰期为55±12Ma(Lu-Hf法;石榴子石-单斜辉石-金红石)、55±17Ma(U-Pb褐帘石)和55±7Ma(…     

大别山含柯石英榴辉岩区—一个晚太古代的超高压变质带

安徽碧溪岭岩体的锆石U-Pb年龄为2774±24Ma。它显示大别山的含柯石英榴辉岩可能形成于晚太古代。榴辉岩多硅白云母的Ar-Ar等时线年龄(662±13Ma)也同样限定其退变质作用的上界年龄在寒武纪。同位素年代学结果与该类榴辉岩严格产出在由大别群组成的太古宙地块中的地质特征一致。我们相信,大别山含柯石英榴辉岩变质地区可能是一个晚太古代的超高压变质带。大别山地区在中生代三叠纪时期处于南秦岭构造带的东延部分。大别群以及赋存其中的含柯石英榴辉岩共同遭受晚期的区域动力变质事件。作者分别测得斜长片麻岩白云母Ar-Ar等时线年龄为192.6±3.8Ma,榴辉岩中低角闪岩相普通角闪石Ar-Ar坪年龄230.7±4.6Ma。它们代表大别群片麻岩和榴辉岩两种原始变质岩的印支期改造年龄。     

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     

北大别罗田榴辉岩的减压出溶结构与超高压变质作用

岩石学研究表明北大别罗田榴辉岩经过了榴辉岩相、麻粒岩相和角闪岩相变质作用,表现出多种减压出溶结构.特征性的减压出溶结构有单斜辉石和石榴石中分别发育石英+角闪石+斜长石等与金红石+单斜辉石+角闪石等针状矿物出溶体,以及锆石中含有柯石英残晶.这些进一步证明北大别南部（罗田一带）同北部（如黄尾河、百丈岩等地）榴辉岩一样经过了>5～7CPa的超高压变质作用.     

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。     

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。     

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。     

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。