南乌拉尔与大别高压超高压变质地体的对比与启示

通过对俄罗斯南乌拉尔造山带Ｍａｋｓｙｕｔｏｖ杂岩的野外考察及资料分析,并与大别ＨＰ－ＵＨＰ变质地体进行对比后认为,两个高压超高压变质产物有着很大的相似性,如：皆处在起源于微陆、微洋、多岛海环境的俯冲碰撞带、缺乏与超高压变质作用同期的岩浆作用和洋壳消亡证据等。进一步探讨二者形成机制的共性,有利于揭示陆壳俯冲及折返过程中物质的运动特性,查明俯冲带内构造热演化与岩浆作用关系等重要地质问题。Ｍａｋｓｙｕｔ     

苏鲁高压-超高压变质地体南缘高压与超高压变质带原岩的接触关系及其地质意义

苏鲁高压-超高压变质地体南缘高压与超高压变质带接触关系的确定对该地区构造格局的建立具有重要的意义。研究表明苏鲁高压-超高压变质地体南缘高压变质带内的锦屏群底部含砾岩层不整合覆盖于超高压变质带南部的朐山花岗片麻岩之上，含砾岩层中的砾石虽然经历了后期的塑性变形改造，但其地质特征仍展示出地层下部层位沉积砾石特有的性质。此外，同位素年代学研究揭示出朐山花岗片麻岩与锦屏群变质岩的原岩分别形成于859Ma和814Ma。这些都说明锦屏群变质岩与下伏朐山花岗片麻岩原岩之间的接触关系为角度不整合。在后期的构造运动过程中它们一起经历了高压-超高压变质变形作用，折返过程中锦屏群变质岩向北西西方向逆冲，形成叠加于不整合接触面的韧性剪切带。     

大别-胶南高压地体变质杂岩中流体包裹体特征和形成的热动力条件

在中国陆内南北板块之间古缝合线内大别-胶南高压地体中。分布着一套变质程度不一的杂岩系,我们将其划分出三期高峰变质作用形成的不同性质变形变质岩相带,并阐述了各自所代表的矿物流体包裹体特征,计算出它们形成时的温度、压力、氧逸度、差异应力等热动力参数,为揭示地体变形变质环境和构造演化特点,提供了可靠(?)数值根据。     

云开变质地体的地质特征

位于两广交界处的云开大山地区是一个由前寒武纪变质表壳岩与寒武纪变形变质花岗岩组成的变质地体。该地体形成于晚前寒武纪 ,它在古生代向北运移并同时发生左旋旋转 ,从而奠定了该区的构造格局。在中二叠世末的东吴运动期间 ,该地体最终与钦州沉积地体拼合。由于应力弛张作用 ,使两地体间的构造分界线 (灵山构造带 )后期表现为左旋断层性质。     

桐柏地区变质杂岩和侵入岩类Pb同位素组成特征及？…

桐柏地区存在两个铜同位素组成明显不同的基底块体,在桐柏－商城断裂北侧,基底岩石以高放射性成因铅同位素组成特征,而桐柏－商城断裂南侧,基底岩石以低放射性成因铅同位素组成为特征,它们分别可与南阳盆地以西的北秦岭和南秦岭构造带中基底岩石的铅同位素组成相比,从而证明桐柏地区是秦岭造山带的构造东延部分。     

桐柏-大别山区高压变质相的构造配置

作为华北和扬子陆块间的碰撞造山带桐柏大别山区以发育高压、超高压变质带为特征,从南到北变质相从低级到高级,代表俯冲带深度不同的变质产物,整体形成高压变质相系列。不过现今各变质相岩石的分布极受后期地壳规模的伸展构造控制,大别杂岩的穹隆作用更使高压变质相带的空间分布复杂化。超高压变质岩今日多呈大小不等的块体嵌布于相对低压的大别杂岩之内,造山带根部物质的热软化,使许多深层地幔物质得以像挤牙膏一样挤出于大别杂岩内。它们之中广泛发育着减压退变质的显微结构,与大别杂岩内一些麻粒岩相表壳岩所保存的减压退变质证迹一样,同是挤出作用和碰撞后隆升的构造证迹。高压相系的发育使南桐柏山和大别山迥然不同于桐商（ 商丹） 断裂以北的北秦岭北淮阳变质带。新近发表的同位素年代学（４０Ａｒ ３９ Ａｒ） 资料：３１６ ～４３４ Ｍａ ,已证明北秦岭是古生代变质带,它与桐柏－ 大别印支期碰撞造山带差异甚大。这两个变质地温梯度差异甚大的变质地体的拼合,说明华北和扬子陆块碰撞的主缝合带是商丹－ 桐商断裂带     

桐柏杂岩北界剪切带的变质变形分析及归属讨论

秦岭—桐柏—大别碰撞造山带是世界上最大的高压—超高压构造带。通过对桐柏杂岩北界剪切带的观察分析得知,桐柏杂岩北界剪切带是一条左旋平移性质的韧性剪切带,该剪切带内多发育杆状构造,且杆状构造具有圈层结构,层与层之间通过一种特殊的滑脱面结合。经过镜下分析测量得知,桐柏杂岩北界剪切带的有限应变测量值R_(xz)在1.80~2.04之间,平均值为1.95,涡度值W_k在0.82~0.90之间,平均值为0.86,均大于0.75,说明桐柏杂岩北界剪切带是一条以简单剪切为主,纯剪切为辅的韧性剪切带,反映出此剪切带不是单纯的造山带挤压形成,还受到平行于造山带方向的剪切作用,可能与造山带碰撞后的折返机制有关。通过石英和长石的动态重结晶以及角闪石全Al压力计、角闪石—斜长石温度计和黑云母中Ti温度计可以得知桐柏杂岩北界剪切带的形成条件约为t=560~684℃,P=0.6~0.9 GPa,属于高角闪岩相,处于中地壳流变层位置。通过与商丹断裂带(商南—丹凤断裂带)以及晓天—磨子潭剪切带的对比可以知道,桐柏杂岩北界剪切带可能对应晓天—磨子潭剪切带的西延部分,而不是商丹断裂带。     

京北琉璃庙地区变质杂岩变质变形特征

琉璃庙地区变质杂岩主要由变质上壳岩、变质深成侵入杂岩及其脉岩群组成.它们多数经韧性变形改造形成各种类型糜棱岩和构造片岩.研究表明,变质上壳岩原岩主要以钙碱性火山(熔)岩为主.本区变质杂岩经历了三期变质变形作用,即高角闪岩相区域变质作用形成大型复式同斜紧闭褶皱;绿帘角闪岩相动力变质作用及强烈的韧性变形,形成了以蓝闪石为特征的不同强度的糜棱岩带;绿片岩相动力变质作用和韧脆性变形作用.     

桐柏山高压变质带及其区域构造型式

桐柏山是秦岭－大别山造山带的重要组成部分。新近的构造学和岩石学详细研究表明,该区广泛分布有大量的、大小不一的榴辉岩及退变质榴辉岩块体,构成一个延展长约200km和宽约40km的高压变质带。由榴辉岩或退变质榴辉岩、遭受过高压变质作用的沉积和火山岩、由榴辉岩退变质而成的片麻岩和片岩,以及面理化的含榴或不含榴的花岗岩组成的高压变质单位（HP）,在组成及变质演化特征方面,均与大别－苏鲁地区的高压单位类似。构造上,显示一典型的西北美型变质核杂岩。分隔开由桐柏杂岩组成的核部杂岩单位（CC）及上覆的高压单位的km尺度的伸展拆离带,具有下和中伸展拆离带的复合性质,是在高压变质作用期后伸展体制下形成的。桐柏山高压变质带是与大别山地区的高压变质带相联接的,据其岩石学、构造学及相关的主要构造边界展布特征,推测该高压变质带穿过南襄盆地有继续向东秦岭延伸的趋势。桐柏山高压变质带是东秦岭造山带与大别－苏鲁超高压和高压变质带间的构造纽带。     

Exhumation of high-pressure metamorphic rocks during crustal extension in the D'Entrecasteaux region, Papua New Guinea

Abstract The D'Entrecasteaux Islands of eastern Papua New Guinea consist of a number of active metamorphic core complexes formed under an extensional tectonic setting related to sea-floor spreading in the west Woodlark Basin. The complexes are defined by mountainous domes (>2500 m high) of fault-bounded, high-grade metamorphic rocks (including eclogite facies) intruded by 2–4-Ma granodiorite plutons. Garnet–clinopyroxene exchange thermometers indicate that the temperature of equilibration of the eclogites was 730–900° C. The jadeite component of omphacite indicates minimum pressure of 21 kbar, suggesting depths of >70 km. The metamorphic rocks have undergone widespread retrogression to amphibolite facies. Retrogression of the metamorphic basement is associated with shearing and formation of the metamorphic core complexes. P–T conditions in the early stages of shear zone activity, determined using the garnet–biotite exchange thermometer and the GASP and GRIPS barometers, were 570–730° C and 7–11 kbar. A second phase of re-equilibration at much lower pressures appears to be related to the widespread intrusion of granodiorite plutons. One re-equilibrated gneiss indicated maximum temperature of 730° C at estimated pressures of approximately 4 kbar. This late, high-temperature metamorphism is also indicated by reactions involving the production of hercynite and corundum in aluminous gneisses and formation of sillimanite at the expense of kyanite. Two major episodes of granodiorite intrusion occurred during uplift and exhumation of the core complexes. Both closely coincide spatially with high-temperature metamorphic rocks, the onset of deformation in extensional shear zones and subsequent uplift of the metamorphic basement. These observations indicate a fundamental link between uplift and granodiorite intrusion during continental extension and the formation of the D'Entrecasteaux Islands metamorphic core complexes.     

北苏鲁荣成地区超高压变质带的形成与折返动力学

山东省荣成地区位于苏鲁高压-超高压变质带的东北部,以花岗质片麻岩、副片麻岩为主,夹有少量的榴辉岩、石榴辉石岩、麻粒岩、超基性岩、石英岩、大理岩和斜长角闪岩等,各类岩石的锆石中普遍含有柯石英包裹体,表明荣成地区岩石曾经历超高压变质作用过程。荣成地区区域构造格架表现为面理产状总体为NNE-SSW走向,向南转为由NE-SW走向,呈弧形展布,倾向SE或SSE,超高压变质岩石由一系列近平行的剪切岩片组成,岩片之间的分界线为一些韧性剪切带,是折返阶段角闪岩相-绿片岩相的产物。结合野外宏观变形现象、显微构造分析以及糜棱岩中石英的优选方位EBSD （electron backscatter diffraction,电子背散射技术）测量结果,可以判断北苏鲁荣成地区韧性剪切带主要形成于中、低温（550~350℃）条件,并具有由NW向SE“斜向正滑”的剪切指向。根据韧性剪切带中所含的榴辉岩透镜体的显微构造和绿辉石与金红石的优选方位的EBSD的研究,重塑超高压变质阶段的流变学特征：绿辉石和金红石都具有高温的滑移系组构模式。横穿苏鲁高压-超高压变质带的地震反射剖面揭示了苏鲁高压-超高压变质带呈厚10km以上的穹形板片,位于苏鲁高压-超高压变质板片下部的荣成及江苏刘山以韧性正断裂系列为主。Ar-Ar测年结果表明,发生这种伸展韧性剪切作用的时间在117~130Ma。位于板片上部的南苏鲁以韧性逆冲性断裂系列为主。基于以上各方面的研究,进一步验证了苏鲁超高压-超高压变质带折返动力学的挤出模式。     

四川丹巴穹状变质地体

四川西部丹巴地区最为引人注目的地质构造是穹状变质地体的发育。华北、扬子和羌塘三个板块之间的南北向和东西向双向收缩,引起区内发育了大小不等的十几个穹状变质地体,自北而南有马奈、春牛场、丹巴、公差、格宗等变质穹隆。多数穹隆的核部出露的是前寒武纪的片麻岩和混合岩,例如春牛场侵入体。其中的片麻岩原岩、黑云母和角闪石质片麻岩均属本区最老的岩石。它不整合于志留纪地层之下,年代学研究证明其年代属新元古代(大约865~785Ma)。混合岩从形态上说,多为条带状,偶见角砾状的角闪石质混合岩。但是也有不少穹隆,核部是花岗岩类。岩石化学研究证明,它们大多属于S型花岗岩,仅个别为I型。穹状变质地体的外围变质带可分三类:(1)巴罗带型区域递增变质带,有的显示变质带的倒转;(2)巴肯型变质带;(3)低级区域变质带,多数是中压绿片岩相。巴罗带变质的泥质岩,多数变晶矿物如黑云母、十字石、石榴石均具早期低级变质矿物的定向包裹物,显示明显叠加变质的信息。变质泥质岩的∑REE=(195~274)×10-6,(La/Yb)n=0·811~1·917。稀土配分曲线和微量元素蛛网图具Nb、P、Ti负异常,显示大陆地壳的特征,是陆缘碎屑物质区域变质产物。巴肯带出露于丹巴以北,主要变质泥质岩是夕线石片麻岩类,常见铁铝榴石而少见堇青石,说明原岩富铁贫镁,局部出现锌铁尖晶石。由北侧的巴肯带到巴罗型变质的公差穹隆到南部的格宗穹隆变质带是从高温到低温连续变化的。因之,我们倾向于认为松潘—甘孜造山带的东南缘是一个规模较大的、呈NE向分布的低—中压区域变质带,总体是一条热轴,垂直走向,向东南温度逐步降低。据前人同位素年龄资料:M1巴罗型区域变质发生于约210~205Ma,马奈花岗岩U-Pb锆石年龄为(197±6)Ma。M2巴肯型变质与岩体侵入有关,年龄约为164Ma。M3喜马拉雅期重结晶的黑云母年龄约为30Ma。总之,丹巴变质穹隆的形成是青藏高原东北部地质构造演化中重要的一幕,其主要活动期起于印支晚期最后结束于喜马拉雅期的隆升和挤出。依据低压高温变质带的空间分布,推测本区印支末期存在一NE向的热轴,同时也是S型花岗岩体的出露区。至于木里一带穹隆与丹巴穹隆在变质程度上的差异,应当归因于印支晚期的陆壳增厚过程中,北倾南倒逆冲剪切造成区域热流的不均一性。也说明了青藏高原东北缘在喜山期隆升之前具有复杂的构造变质历史。     

桐柏造山带中剪切带的位移量及年代学研究

桐柏造山带在形成和演化过程中产生了多条韧性剪切带, 本文选取其中大河-固县剪切带和殷店-马垅剪切带作为研究对象, 分析其构造变形特征, 并利用数学法和图解法, 分别计算出两条韧性剪切带的位移量; 对殷店-马垅剪切带尝试用同构造变形石英脉的ESR测年来确定剪切带的活动年龄, 其结果与前人在该地区所获得的年龄十分吻合。大河-固县剪切带具右旋剪切的运动学特征, 运动学涡度W_k明显大于0.75, 指示以简单剪切为主, 位移量为857~867 m。殷店-马垅剪切带同样为右行剪切, 其位移量为1 081~1 113 m, 石英ESR测年结果140.6~131.5 Ma, 表明桐柏造山带碰撞后的构造变形以剪切活动为主, 活动年龄在早白垩世时期。     

Structure and geochronology of the Tongbai complex and their implications for the evolution of the Tongbai orogenic belt,central China

The Tongbai orogenic belt has an overall antiformal geometry and the hinge of the antiform is sub-horizontal and trends NW–SE. The Tongbai complex (TBC) in the core of the antiform is bounded by the S-dipping Yindian–Malong shear zone in the south, the sub-horizontal Taibaiding shear zone at the top and the N-dipping Hongyihe–Tongbai shear zone in the north. The three shear zones have dextral, top-to-NW and sinistral movement, respectively. They are parts of a single shear zone, termed the Tongbai shear zone, that has a uniform top-to-NW sense of shear. Three samples of deformed granitoid (mylonite or protomylonite) from the shear zone have U–Pb zircon ages of 145 ± 6 Ma, 142 ± 2 Ma and 131 ± 6 Ma, respectively. An L-tectonite in the TBC yielded a metamorphic age of 137 ± 8 Ma and a migmatite an age of 137 ± 1 Ma. The Tongbai shear zone is intruded by undeformed Early Cretaceous granite and dykes and deformation in the shear zone is constrained to ca. 140–135 Ma, synchronous with metamorphism and migmatization in the TBC. Early Cretaceous magma emplacement and the associated uplift modified the TBC into a gentle antiform and the uplift may have continued to ca. 102–85 Ma. Similar geometry and kinematics have been documented in the Dabie orogenic belt to the east, which suggests that the Central Orogenic Belt in China probably experienced a uniform orogen-parallel extension and top-to-NW shearing in the ductile lithosphere in the Early Cretaceous.     

大别山造山带高压-超高压变质岩的折返过程

高压-超高压变质岩的形成与折返是地球动力学过程,虽人眼不能见及,但在岩石中留下种种记录。本文以大别山为例对高压-超高压变质岩的折返过程进行了探讨。文中(1) 综合构造地质学和地球物理学观测资料,剖析了大别山造山带的结构构造,指出了作为高压-超高压变质岩折返通道的莫霍面断口和折返形成的挤压穹隆地壳结构;(2) 综合变质岩石学P-T-t轨迹研究资料,追踪高压-超高压变质岩在地下的运动轨迹,揭示了其在俯冲-折返过程不同时段经过的深度和运动速率,并指出其向南的折返极性;(3) 结合沉积岩石学研究资料,利用合肥盆地中砾岩成分和碎屑白云母Si含量记录,限定了高压-超高压变质岩折返至地表的时间为中侏罗世前。基于上述资料,本文重建了大别山高压-超高压变质岩的三阶段折返过程,指出大别山包含三个岩片,于230Ma左右分别从不同深度快速折返,折返速率为3~10km/Ma,于210Ma左右进入中地壳,并于180Ma左右快速折返(折返速率为3km/Ma左右) 至上地壳,白垩纪折返速率极慢(0.1km/Ma左右)。

     

Sapphirine-bearing granulites and related high-temperature metamorphic rocks from the Higo metamorphic terrane, west-central Kyushu, Japan

The Higo metamorphic unit in west-central Kyushu island, southwest Japan is an imbricated crustal section in which a sequence of units with increasing metamorphic grade from high (northern part) to low (southern part) structural levels is exposed. The basal part of the metamorphic sequence representing an original depth of 23–24  km consists mainly of garnet–cordierite–biotite gneiss, garnet–orthopyroxene gneiss, orthopyroxene-bearing amphibolite and orthopyroxene-bearing S-type tonalite. These metamorphic rocks underwent high amphibolite-facies up to granulite facies metamorphism with peak P – T  conditions of 720  MPa, 870  °C. In addition sapphirine-bearing granulites and related high-temperature metamorphic rocks also occur as tectonic blocks in a metamorphosed peridotite intrusion. The sapphirine-bearing granulites and their related high-temperature metamorphic rocks can be subdivided into five types of mineral assemblages reflecting their bulk chemical compositions as follows: (1) sapphirine–corundum–spinel–cordierite (2) corundum–spinel–cordierite (3) garnet–corundum–spinel–cordierite (4) garnet–spinel–gedrite–corundum, and (5) orthopyroxene–spinel–gedrite. These metamorphic rocks are characterized by unusually high Al₂O₃ and low SiO₂ contents, which could represent a restitic nature remaining after partial melting of pelitic granulite under the ultra high-temperature contact metamorphism at the peak metamorphic event of the Higo metamorphic unit. The metamorphic conditions are estimated to be about 800  MPa and above 950  °C which took place at about 250  Ma as a result of the thermal effect of the regional gabbroic rock intrusions.