大别山北部榴辉岩的退变质特征及其地质意义

研究了大别山北部榴辉岩的变质岩岩石学。结果表明，该区榴辉岩相变质作用可分为早期(超高压)和晚期(高压)两个阶段，并在折返过程中形成了一系列特征性的退变质显微构造。其中，退变质结构主要包括：(1)由于压力降低而出溶形成的一些定向针状或叶片状矿物包裹体，如钠质单斜辉石中石英及石榴子石中的金红石、单斜辉石和磷灰石等；(2)冠状体或后成合晶，特别是石榴子石外围发育两期(“双层”)后成合晶；(3)反应边或退变边，如绿辉石的透辉石退变边、透辉石的角闪石退变边和金红石的钛铁矿退变边等。这些退变质结构为本区榴辉岩高级变质岩的快速折返过程和抬升历史提供了强有力的岩石学依据；石榴子石中针状矿物出溶体进一步证明研究区榴辉岩早期经历了超高压变质作用，峰期变质压力应大干4．0GPa，甚至可能达到5～7GPa或更高。     

大别山造山带的几何结构和运动学特征

根据构造-岩石单位的划分,大别山造山带的三维几何结构为:平面上东、中、西三段,剖面上为四层,南北八个构造-岩石单位;简称为"三、四、八"结构.青山-英山一线以东为东段,商-麻断裂以西为西段,两者之间为中段.八个构造-岩石单位为:①后陆盆地;②变质复理石;③幔源变质构造混杂岩带+苏家河构造混杂岩带,为缝合带的根带,最近在其中发现了微粒金刚石;④碰撞变质构造混杂岩带,或潜山-英山-新县榴辉岩带,有微粒金刚石和大量柯石英产出;⑤(洋壳)俯冲变质构造混杂岩带,或太湖-红安-宣化店榴辉岩带;⑥扬子大陆俯冲基底-大别杂岩;⑦扬子大陆俯中盖层-宿松群和张八岭群;⑧前陆带."三、四、八"结构中假定的条件为:①太湖-红安-宣化店榴辉岩带,与洋壳有关,也经历过超高压变质作用;②变质构造混杂岩带的原始产状为360.＜25.左右;③大别山的负重力异常是由陆壳重叠造成.中小型和宏观运动学标志表明的早期运动体制是由北向南的逆中,并指示在中生代隆起之前,有向北伸展运动叠加.中生代有强烈的岩浆活动,伴有大型穹隆构造及局部伸展和走滑运动.     

大别山东部超高太变质带北侧的花岗片麻岩及其构造背景

大别山东部超高压变质带北侧的花岗片麻岩有下列特征。（１）化学成分富硅、富碱,一般ＳｉＯ２＜７５％,Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＞８％,且Ｋ２Ｏ＞Ｎａ２Ｏ。（２）与变质表壳岩有侵入接触关系,有异源、深源包体。（３）主要为鳞片花岗变晶结构,有残留的岩浆结构,普遍具片麻状构造,钾长石常以眼球状巨晶出现,剪切带中发育Ｌ＞Ｓ型变形组构。（４）变质作用为角闪岩相,变质矿物为黑云母、角闪石以及少量石榴石、白云母、绿帘石等。。（５）锆石的乙—Ｐ６同位素年龄值为６２９Ｍａ。上述特征与超高压变质带中的含霓石变质花岗岩有明显的区别,因此,它可能是杨子大陆板块的俯冲基底。     

安徽潜山韩长冲──苗竹园一带硬玉石英岩及其伴生榴辉岩特征

安徽潜山硬玉石英岩和榴辉岩共生，呈透镜或似层状产于云母片麻岩中。两类岩石原生矿物组合分别为柯石英＋硬玉＋石榴石＋石英＋金红石和金刚石＋柯石英＋石榴石＋石英＋文石＋黝帘石。本文报导的硬玉石英岩中柯石英及其假象为世界首例。榴辉岩原岩分别为大洋拉斑玄武岩和大陆玄武岩，硬玉石英岩原岩为杂砂岩；两类岩石中矿物组合及其变形特征，表明它们都经历了相同的榴辉岩相超高压变质作用及后期从角闪岩相到绿片岩相的退变质作用的改造；这两种不同构造环境下形成的原岩在一起共生及其强烈的剪切变形，表明它们是经构造作用而混杂在一起的。     

华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳的幕式生长与多期改造:岩石学、年代学和Hf同位素证据

早前寒武纪被认为是大陆地壳形成的重要时期.华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳岩石主要以变质基底(五河变质杂岩)和中生代闪长/二长闪长质斑岩中包体形式存在,它们为研究该地区前寒武纪下地壳的形成和演化提供了极好的天然实验室.近期的变质岩石学、岩石地球化学、Hf同位素及锆石U-Pb年代学研究表明:该区前寒武纪下地壳经历了幕式地壳生长与多期改造.强烈的构造—热事件和变质改造时间集中于2.5～2.6、2.1、1.8～1.9 Ga以及390、176 Ma.其中,形成于2.5～2.6 Ga的下地壳岩石,一部分经历了2.1 Ga和(或)1.8～1.9Ga高压麻粒岩相变质作用以及390、176 Ma的变质改造,类似于形成于2.1Ga并经历了1.8Ga高压麻粒岩相变质作用的岛弧成因的下地壳岩石,表现为高放射成因Pb同位素组成;另一部分岩石则形成于2.55～2.64Ga,可能因处于下地壳上部而仅遭受了2.48～2.49 Ga麻粒岩相变质作用,但没有2.1 Ga和(或)1.8～1.9Ga变质叠加的岩石学和年代学记录,表现为典型前寒武纪下地壳岩石特点的低放射成因Pb同位素组成.2.7～2.8 Ga的继承锆石U Pb年龄和锆石Hf模式年龄暗示研究区可能还存在更早的地壳生长时期,但尚需进一步研究.     

北大别的多期深熔作用及山根垮塌的新证据

大别山是由华南板块在245～210 Ma向华北板块之下俯冲并发生陆陆碰撞形成的。随着南、北板块的汇聚继续,地壳持续加厚。然而,加厚的下地壳岩石（特别是镁铁质下地壳岩石）在重力作用下密度增大、稳定性降低,在145～130 Ma 时发生深熔作用;130 Ma 左右加厚下地壳拆沉,引发软流圈上涌,产生了130～110 Ma的大规模镁铁质和花岗质岩浆作用以及北大别发生强烈的混合岩化作用。其中,北大别混合岩中不同类型浅色体（至少可以分为4种）和碰撞后变质闪长岩的甄别及其岩石地球化学和同位素年代学方面系统研究为大别山印支期深俯冲陆壳的折返以及燕山期镁铁质下地壳岩石拆沉和山根垮塌所引发的多期深熔作用提供了新的关键证据。山根垮塌诱发的地幔对流导致～145 Ma时岩石圈开始减薄,进而导致加厚镁铁质下地壳温度和地壳中下部地热增温率升高,并使其发生部分熔融;加厚下地壳的部分熔融导致造山带下地壳持续弱化,加剧其重力不平衡,从而引发深部俯冲的镁铁质下地壳岩石的大规模拆沉和山根垮塌。     

大别山北淮阳带东段石榴斜长角闪岩石炭纪变质作用的测定

北淮阳带位于大别碰撞造山带北部,相对于南部三叠纪超高压变质带来说,通常被认为是一个相对低级变质的构造岩石单位.以商(城)-麻(城)为界,分为西段和东段.其中,东段未发现与西段相对应的古生代大洋俯冲记录,也缺乏相关的古生代岩浆作用和变质作用方面报道.因而严重地阻碍了对大别造山带形成和演化的深刻理解和准确认识.北淮阳带东段岩石类型丰富,主要包括3类(套)岩石:(1)变质岩,如变质花岗岩(花岗片麻岩)、(石榴)斜长角闪岩、大理岩、云母石英片岩和变质复理石等;(2)岩浆岩,主要为中生代花岗岩、正长岩和火山岩等;(3)盆地沉积岩,主要为中新生代沉积及少量石炭纪沉积.然而,该区一直未发现古生代变质作用的岩石学记录.为此,对北淮阳带东段金寨县铁冲一带与大理岩相共生的石榴斜长角闪岩开展了锆石SHRIMP U-Pb定年和初步的岩石学研究.结果表明,该区石榴斜长角闪岩经历了355±5 Ma变质作用,因而首次发现研究区经历了石炭纪变质作用,为秦岭-桐柏造山带的东延以及大别山碰撞造山带的古生代构造演化过程提供了新的制约.      

大别山东部桐城挂镇地区超高压变质杂岩的变形历史

桐城挂镇地区1∶5万地质填图资料表明,超高压变质杂岩经历了四期变形事件：D1变形为榴辉岩相变形,形成时代约212±33Ma,D2为角闪岩相变形,形成时代为200～180Ma,D3为绿片岩相变形,形成时代为137.8±3.2Ma,D4为脆性变形,形成时代为96～112.6Ma。上述资料为阐明大别山碰撞造山带的演化模式提供了详实的地质依据和年代学证据。     

大别山北部鹿吐石铺含石榴子石斜长角闪岩的变质特征及Rb-Sr同位素年龄

大别山北部鹿吐石铺含石榴子石斜长角闪岩早期经历了榴辉岩相及随后的麻粒岩相退变质阶段,现主要表现为角闪岩相矿物组合特征。它的全岩＋角闪石Rb－Sr等时线年龄为172±3Ma(I=0.706095),代表了角闪岩相阶段的退变质年龄。     

大别山南部宿松杂岩的U-Pb锆石和Ar-Ar角闪石年龄及其地质意义

大别造山带南部宿松杂岩中花岗片麻岩和斜长角闪岩的U-Pb锆石年龄和Ar/Ar角闪石年龄测定结果表明,二长花岗片麻岩的形成年龄为2018±73Ma和2010±38Ma,白云斜长片麻岩的形成年龄为741±7Ma,宿松杂岩经过228Ma左右的变质作用。这些结果表明大别山南缘存在较大规模的古元古代花岗质结晶基底,广泛分布在宿松杂岩中的花岗片麻岩和由花岗片麻岩强烈剪切变形而成的白云斜长片麻岩、白云钠长石英片岩形成于新元古代,不整合覆于二长花岗片麻岩之上并被新元古代花岗片麻岩侵入的变质沉积岩形成于中元古代晚期-新元古代早期。由此得出,宿松杂岩主要由古元古代二长花岗片麻岩、中新元古代变质沉积岩和新元古代变质花岗岩和变质基性岩组成,因而也是扬子板块的俯冲陆壳基底的一部分。