大别山超高压变质带层析地震调查

１９９７年３月中德合作进行了大别山科学钻探选址区层析地震调查,研究结果揭示出大别山超高压变质带（ＵＨＰ）地壳精细结构。郯庐断裂带近垂直延伸至Ｍｏｈｏ界面（可能更深）,在Ｍｏｈｏ界面以上郯庐断裂带西侧大别山地壳物质没有迁移进入其东侧。在主测线（横中至潜山镇）２０ｋｍ深度发现一个由西向东倾斜的强反射层,推测可能是一个大的滑脱层。超高压变质岩石（或地幔物质）可能由地幔深处通过郯庐断裂带再沿此滑脱层析返到     

大别山东部榴辉岩带中的变质花岗岩及其大地构造意义

大别山高－超高压变质带中的变质花岗岩类是碱性花岗岩。它以其下列特征与本区未变质花岗岩和围绕它的低压花岗质片麻岩相区别：（１）有标型矿物多硅白云母和长石的石榴石反应边;（２）主要为花岗变晶结构但有残留的岩浆结构,岩体边部有片麻状构造;（３）与超高压围岩之间有残留侵入接触关系,两者共同受到第二期褶皱影响;（４）化学成分富硅和富碱,Ｋ２Ｏ和Ｎａ２Ｏ含量变化不定,大部分样品的Ｎａ２Ｏ大于Ｋ２Ｏ含量,Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ总量大于７％;（５）矿物组合表明变质级为角闪岩相;（６）Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄１８１Ｍａ（全岩,黑云母）;（７）其中常有高－超高压变质岩相的捕虏体。这些特征表明,这里的变质花岗岩类是高－超高压变质带折返到中地壳时侵入其中并随之共同变质变形的,因此是高－超高压变质带的特殊成员。这对理解超高压变质带的折返速率是非常重要的。     

大别山东段超高压变质带中变质花岗岩的矿物化学和地球化学特征

大别山东段超高压变质带中变质花岗岩富硅、贫钙、贫铝，属偏碱性花岗岩，围岩为含榴辉岩包体的超高压副片麻岩。变质花岗岩稀土元素总量多在（100－200）×10^-6，具有较大的负铕异常，其原岩应为壳源型花岗岩。元素地球化学特征表明变质花岗岩原岩与古造山作用有关。变质花岗岩中存在大量由岩浆型内核和变生型边缘构成的变质增生锆石。结合锆石U－Pb年龄资料认为，变质花岗岩应由古老花岗岩变质形成，而不是超高压变质作用之后部分地壳岩石重熔的产物。岩石中有富锰和贫锰两种石榴子石，通过富锰石榴子石－黑云母、贫锰石榴子石－多硅白云母等矿物对的温压计算可知变质花岗岩在400－500℃、0.6-0.8GPa条件下经历过变质作用。但几种间接证据反映出变质花岗岩可能经历过超高压变质作用。     

大别山超高压变质带燕山期花岗岩地球化学特征及成因探讨

依据花岗岩类的岩性组合、产出状况、结构、侵位机制和地球化学特征等,将大别山超高压变质带中燕山期花岗岩大致可以划分为两大类一类为高钾钙碱性系列,以大同岩体和司空山早、主期岩体为代表,岩性为花岗闪长岩-二长花岗岩,表现为SiO2＞56%,Al2O3一般≥14%,MgO＜3%富集LREE,低HREE和Y、Yb(如Y＜18×10-6,Yb＜1.9×10-6),高Sr、Ba,高La/Yb＞39和Sr/Y≥30,Sr、Eu异常不明显,与Adakite岩相似;另一类属正常钙碱性系列,以英山尖岩体为代表,岩性以二长花岗岩为主,具有高硅、低铝的特点,一般SiO2>70%,Al2O3＜14%,LREE略显亏损,HREE略显富集和高Y、Yb(如Y＞18×10-6,Yb＞1.9×10-6),低Sr和La/Yb＜10、Sr/Y＜10,Sr、Eu负异常明显.高钾钙碱性花岗岩可能为增厚的下地壳部分熔融的产物,正常钙碱性花岗岩可能为正常的地壳重熔形成.     

大别山超高压变质带的大地构造框架

依据岩石学、地球化学、同位素年代学的新资料,对大别山造山带研究中诸如蛇绿混杂岩、碰撞时代、超高压变质岩与围岩的关系、俯冲极性等问题进行了论证,指出大别山超高压变质带是中朝陆块与扬子陆块间碰撞造山的产物。在三叠纪发生的陆－陆碰撞中,扬子陆块向北俯冲至华北陆块之下,但至今尚无发现残存的蛇绿混杂岩,碰撞时缝合带的位置被已经折返出露地表的南大别碰撞杂岩带所取代。     

大别山超高压变质带内浅变质岩层再认识

本文依据浅变质岩层所保存的韵律层理、沉积构造、火山角砾一凝灰结构及残存的微古植物组合等,以及硅酸盐、稀土、微量元素分析成果的判别,对浅变质岩层进行了再认识,认定该浅变质岩是一套经受浅变质作用改造的火山碎屑沉积岩层;并就建立其地层序列,区域地层对比进行了论述;对其存在意义和时代归属进行了讨论.     

大别山超高压变质带花岗岩两期变质作用和造山带抬升的年代学证据

大别山超高压变质带中变质花岗岩常与榴辉岩密切伴生。单颗粒石U Pb定年确定变质花岗岩的原岩为新元古代 (75 5～ 714Ma)花岗岩 ,并经历古生代 (384～ 2 84Ma)和早中生代 (2 2 4.5～ 197Ma)两期变质作用。角闪石 (2 0 3.9Ma)、白云母 (196 .4Ma)和黑云母 (180 .8Ma)Ar Ar年龄表明 ,在早中生代超高压变质作用之后 ,变质花岗岩与榴辉岩一样立即快速隆升冷却 ,直到 180Ma前后这一次快速折返运动才告一段落。双河和碧溪岭变质花岗岩中的榍石、锆石和磷灰石裂变经迹 (FT)年龄表明 ,两个变质花岗岩自 180Ma至 5 4Ma(双河岩体 )或至 5 7Ma(碧溪岭岩体 )为大别山超高压变质带稳定的缓慢抬升期。从 5 4Ma(或从 5 7Ma)～ 5 0Ma(或至5 3.6Ma)进入第二次也是最后一次快速隆升冷却时期。由此 ,大别山的造山运动结束 ,转入新的缓慢隆升阶段至今。     

大别山超高压变质带的构造背景

大别山南部的超高压变质带具有特征的榴辉岩相矿物组合，榴辉岩的岩石化学及稀土元素特征及其伴生的岩石组合，表明这个带是以陆壳成分为主混有少量上地幔及洋壳成分的混杂岩，榴辉岩相围岩和大别群具有不同的变质和变形特征。超高压变质带形成于扬子和中朝板块大陆碰撞的构造环境，是扬子板块陆壳向北俯冲到一定深度的变质产物。     

中国东部大别山超高压变质杂岩中的石英硬玉岩带

大别山的石英硬玉岩是大别山超高压变质杂岩中的重要成员,与大理岩和榴辉岩紧密共生,呈大小不等的构造透镜体产出在云母斜长片麻岩和含硬玉片麻岩中,分布在长约４０ｋｍ,宽约１ｋｍ的带内。透镜体中心常为花岗变晶结构,边部有不同程度退变并面理化,向外围逐渐变为含硬玉片麻岩。岩石的主要矿物组成为硬玉、石英、石榴石、金红石。退变的石英硬玉岩中还有钠长石、霓石、霓辉石、榍石等。硬玉和石榴石中都有柯石英包体。硬玉的Ｊｄ端元组分为８１．２５％～９０．２７％。恢复的石英硬玉岩的原岩为硬砂岩,与大理岩伴生的榴辉岩的原岩为泥灰岩。因此,石英硬玉岩与共生的大理岩和榴辉岩都属于榴辉岩相变质的表壳岩系,它的成带分布、其中有柯石英的产出,进一步证明大陆地壳能够俯冲到１００ｋｍ左右深度并迅速折返地壳后使其中的高压标志保存完好。     

大别山超高压变质带内浅变质岩层再认识

本文依据浅变质岩层所保存的韵律层理，沉积构造，火山角砾－凝灰结构及残存的微古植物组合等，以及硅酸盐、稀土、微量元素分析成果的判别，对浅变质岩层进行了再认识，认定该浅变质岩是一套经受浅变质改造的火山碎屑沉积岩层；并就建立其地层序列，区域地层对比进行了论述；对其存在意义和时代归属进行了讨论。     

大别山超高压变质带表壳岩地球化学特征及启示

大别山南部出露较多的变质表壳岩,主要由片麻岩、片岩、长英质粒状岩石、大理岩、斜长角闪岩类等组成,经历了超高压、高压变质作用。通过岩石学、岩石化学、地球化学的研究,对其形成时代、原岩建造、构造背景等作了较深入的分析,认为其成岩时代可能属于早中元古代,原岩为一套碎屑岩,碳酸盐岩夹火山岩建造,构造背景应为与大陆岛弧有关的活动大陆边缘环境。这些研究成果为探讨大别造山带的形成环境、演化、榴辉岩等超高压变质带的形成、折返机制等提供了较充分的地质依据。     

大别山金鸡寨花岗岩体岩石化学特征及侵位机制初步探讨

】大别山金鸡寨花岗岩体位于大别山碰撞造山带东端,紧邻郯庐断裂,是由碱长石英正长岩和碱长花岗岩组成。这两种岩石的组成矿物均为碱性长石、石英、斜长石、角闪石、黑云母、磁铁矿及副矿物榍石、磷灰石,但矿物含量不同。它们的岩石化学特征也不相同：（１）碱长石英正长岩中常量元素的平均含量（ｗｔ％）ＳｉＯ２为６７．１１％,Ａｌ２Ｏ３为１７％,Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ为１０．９７％,其中Ｋ２Ｏ＞Ｎａ２Ｏ,微量、稀土元素均较富集,但高场强元素、轻稀土含量及ＬＲＥＥ／ＨＲＥＥ均大于碱长花岗岩中的相应数值。（２）碱长花岗岩中常量元素的平均含量（ｗｔ％）ＳｉＯ２为７５．１３％,Ａｌ２Ｏ３为１３％,Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ为８．２３％,其中Ｋ２Ｏ＞Ｎａ２Ｏ,微量、稀土元素含量较高,但大离子亲石元素、重稀土元素含量则大于碱长石英正长岩中的含量。根据野外调查、岩石学特征及常量、微量、稀土元素研究表明,这两种岩石是同一岩浆不同演化阶段的产物,是于造山后形成的Ａ型花岗岩,其形成经历了部分熔融和结晶分异两个阶段,源岩可能来自于北大别变质杂岩。金鸡寨岩体的侵位是以“半汽球”膨胀机制进行的,并与龙井关断裂密切相关。     

石渠县高贡A型花岗岩的确定及其构造意义

甘孜—理塘结合带北段的高贡岩体，用国外同类研究中的一系列判别方法判断，确定其具有较典型的Ａ型花岗岩属性。该岩体为张裂伸展构造的非造山环境中生成，同位素年龄值为９６．９—１１５．８Ｍａ，东燕山晚期的产物。     

大别山东南部变质花岗岩中霓石的发现及其地质意义

大别山超高压变质带是华北与扬子板块俯冲碰撞作用的产物。迄今为止，报导的超高压变质岩除镁铁、超镁铁质岩石外，主要为火山－沉积岩，然而除上述岩石外，大别山南部出露大量花岗质片麻岩。作者在近期对大别山东南部变质花岗岩岩石学研究中发现：变质花岗岩中含有Ｇｔ＋Ｒｕ＋Ｐｈｅ±Ａｃｇ＋Ａｕｇ±Ｄｉ＋Ｐｌ＋Ｎａ－Ａｍｐ＋Ｏｒ＋Ｑ组合，与钠长石共生的霓石或透辉石可能是早期矿物硬玉或富硬玉质绿辉石退变的，而岩石中石榴石分带特征，即内带以铁铝榴石（４３．０６％）和钙铝榴石（４６．２８％）为主，外带则以锰铝榴石（３０．４０％）和钙铝榴石（３５．６７％）为主，这些都表明它们是由高压向低压退化变质之产物。因此，变质花岗岩可能早期存在着这样的榴辉岩相峰期矿物组合Ｊｄ／ｏｍｐ＋Ｑ／ＣＳ＋Ｐｈｅ＋Ｒｕ＋Ｇｔ＋Ｏｒ，这个组合由于后期的压力降低而退变为中低压的矿物组合。     

大别造山带北部变质花岗岩岩石谱系单位划分及特征

1：5万区调工作将原大别杂岩解体划分为变质表壳岩、变质超镁铁质岩、变质花岗岩三部分。变质花岗岩广泛分布于大别遣山带中。通过区内变质花岗岩的研究发现，成分上构成了闪长质(石英闪长质)一石英二长闪长质、石英二长质的演化趋势；结构上由细粒结构一中细粒结构一中细粒粗斑状结构一中细粒巨斑状结构的规律性变化。参照岩石谱系单位划分原则对其进行划分、归并。在空间上相伴生，具有同源岩浆演化特征，建立了岳西片麻岩套，并对其岩石学、岩石化学、地球化学特征作了阐述，确定其属岛弧环境的钙碱性岩石，为正确认识大别遣山带的早期构造演化提供了重要的地质依据。     

大别山超高压变质岩的变形特征及其地质意义

大别山超高压变质岩至少经过５期变形。第１期产生于榴辉岩相变质前；第２期大致与榴辉岩相变质作用同步．岩石产生紧密同斜褶皱及榴辉岩相糜棱岩；第３期产生于超高压变质岩向中地壳折返的过程中，以榴辉岩的布丁化及基质的透入性剪切为特征；第４期主要形成剪切条带及伸展沿劈理．是大别山碰撞后差异隆升，岩层向南滑脱的结果；最后一期为脆性变形，岩层沿北东向断层产生左行平移。通过超高压变质岩的变形分析，可以了解超高压变质岩形成和折返的构造运动过程。     

大别造山带白鸭山A型花岗岩中镁铁质微粒包体成因及其地质意义

大别造山带早白垩世白鸭山A型花岗岩体中广泛分布着暗色微粒包体。对该包体及其寄主岩进行岩相学、矿物学和地球化学研究发现:镁铁质微粒包体(MME)与其寄主岩具有相同的矿物组合,相似的主量元素、微量元素和稀土元素特征,指示MME与寄主岩具有明显的亲缘关系;包体中岩浆成因褐帘石的发现,否定了富云包体的残余体成因,包体中含有碱性长石捕虏晶及大量针状磷灰石,指示岩浆混合作用的影响。结合共分母和不共分母图解判别,揭示MME与寄主岩明显具有岩浆混合作用特征,FeO*-MgO判别图解也指示包体为岩浆混合成因。Nd,Sr同位素组成指示MME的主体成分来源于富集岩石圈地幔,寄主岩体的物质来源为北大别杂岩。综合研究表明,大别地区在早白垩世存在一次壳幔混合作用,可能与岩石圈的伸展减薄有关,岩石圈的伸展导致富集地幔上涌,底侵并诱发古老下地壳熔融,同时发生岩浆混合作用。     

大别造山带超高压变质带中含金钛-铁氧化物

大别造山带ＨＰ（高压）－ ＵＨＰ（ 超高压） 变质岩中的钛－ 铁氧化物系列矿物和其寄主岩石同是ＨＰ－ ＵＨＰ变质作用过程的重要地质记录,经研究发现这些钛－ 铁氧化物中金元素浓度较高。对榴辉岩相、角闪岩相变质岩中金红石、钛铁矿电子探针微区分析发现其含金值高达０－０１ ％ ～０－６１ ％ ;微区电子探针浓度扫描揭露金呈超微粒包体、弥散状态分布于金红石、钛铁矿中。钛－ 铁氧化物矿物中出现这种含金形式不仅是金在ＨＰ－ ＵＨＰ变质作用下具有亲铁性质的表现,也可能是金在地幔岩石中的主要赋存状态。     

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。     

大别山超高压变质岩形成深度的同位素限制

大别山超高压变质岩形成深度是各国地质学家十分关心的问题。它不仅影响对碰撞造山带形成机制和演化过程的认识,而且影响对地球深部状况及地球动力学的研究。该文对大别山超高压变质岩已有同位素资料进行了分析与讨论。大别山榴辉岩的εNd为-6.2~-17,εSr为18~42,且显示明显的Nd同位素的不平衡现象。大别山榴辉岩的氧同位素组成研究表明,这些榴辉岩的原岩在超高压变质前,不同程度地与贫18O的大气降水(或海水)发生过氧同位素交换,且在超高压变质过程中依然保留了这些痕迹。除一个样品外,大别-苏鲁地区的榴辉岩的3He/4He比值都落在0.79×10-7~9.35×10-7范围内,显示陆壳岩石来源He的重要贡献。所有Sr-Nd、O和He同位素研究均表明:超高压变质岩保存着表壳岩石原岩的同位素特征,而未显示变质时受到地幔物质的明显影响。对于超高压变质岩的上述同位素特征,有人认为是由于大别山造山带俯冲和折返的速度太快造成的。由于造山带俯冲和折返的速度太快,表壳岩石原岩变质时来不及与地幔物质发生交换,故没有留下地幔物质参与的痕迹。该研究认为这种解释有些勉强,因为大别造山带俯冲和折返时间至少需要15Ma.在如此长的时间内,在100多公里地幔深处高于700℃的高温下发生超高压变质作用,表壳岩石原岩不可能不与地幔物质发生同位素交换。相反,如果认为大别山超高压变质岩就在地壳内形成,则大别山超高压变质岩同位素的所有特征就很好解释了。