北苏鲁荣成地区超高压变质带大理岩中石榴辉石岩的退变质过程

北苏鲁荣成地区超高压变质带大理岩中的退变质石榴辉石岩包裹体具有“核-幔-边”结构,核部主要由石榴子石与单斜辉石组成,幔部含有由细小角闪石与绿帘石组成的后成合晶以及颗粒较大的角闪石与单斜辉石,通过详细的岩相学分析以及矿物成分分析,认为这些后成合晶是由石榴子石、单斜辉石以及来自围岩的流体共同反应而产生,大颗粒的角闪石主要是由辉石转变而来的,在幔部这个转变并不彻底,仍有一些残余辉石颗粒。边部主要由角闪石和绿帘石组成。该石榴辉石岩曾经历榴辉岩相超高压变质阶段。没有柯石英超高压代表性矿物（采样处的其他类型岩石都含有柯石英）的原因是石榴辉石岩的原岩为超基性岩。     

电子背散射衍射（EBSD）技术在大陆动力学研究中的应用

电子背散射衍射（Electron backscatter diffraction,简称EBSD）技术可以快捷准确地进行物相鉴定,确定矿物晶体的晶格优选定向和多相岩石中各矿物的空间分布,使其成为定量研究岩石显微构造的理想工具。将岩石组构测量、野外地质观察与矿物的变形实验研究相结合,可以判别物质运动的剪切指向和变形的温压条件,从而进行运动学和动力学机制的分析。本文首先介绍了EBSD技术的原理和主要矿物组构的实验研究进展,然后以国土资源部大陆动力学重点实验室5年来的成果为例,总结了EBSD技术在研究大陆深俯冲和折返的动力学机制和大陆造山带动力学研究中的应用。结果表明：橄榄石和绿辉石的组构揭示了板块深俯冲阶段的组构运动学特征,而石英、斜长石和夕线石的组构可以用来研究地壳内大型韧性剪切带的变形历史,如与苏鲁超高压变质岩折返相关的韧性剪切带、龙门山逆冲剪切带、西昆仑康西瓦走滑剪切带和喜马拉雅造山带的康马拆离剪切带。因此,EBSD技术的应用有助于实现显微构造与宏观构造相结合,建立变质-变形-运动学相统一的地球动力学模型。     

苏鲁榴辉岩在俯冲峰期-折返早期的递进塑性变形过程及对超高压变质岩石折返动力学的启示

榴辉岩的变形特征严重影响俯冲板片的流变学行为,而石榴石的变形机制又直接制约着榴辉岩的变形属性。本文在结合前人研究的基础上,通过对中国大陆科学钻探（CCSD）主孔榴辉岩中石榴子石的典型变形特征的详细对比和分析,进一步证明了榴辉岩在俯冲峰期条件下可以发生强烈的塑性变形。且俯冲峰期-折返早期经历了从以恢复作用主导的位错蠕变,到动态重结晶、扩散蠕变,再到静态重结晶和矿物生长的连续递进变形过程。其中,从动态重结晶到高温静态重结晶的转换,结合短时增温、局部熔融等证据,共同证明了在苏鲁超高压变质岩石折返过程中存在一个短暂的低应力“热”区间,在此前后,折返机制和驱动力发生了转变,由浮力作用下的快速折返转为以挤压透入性剪应力作用下的缓慢抬升阶段。     

西昆仑康西瓦韧性走滑剪切带的两类剪切指向、形成时限及其构造意义

详细的野外观察和显微构造研究表明，西昆仑南缘康西瓦韧性走滑剪切带主要由宽7km的孔兹岩质糜棱岩组成．具有早期自西向东的右行走滑剪切、后期自东向西的左行走滑剪切的剪切应变特征。韧性剪切带孔兹岩质糜棱岩中典型造岩矿物的晶格优选方位的电子背散射（EBSD）测量结果表明，钠长石具（010）[001]或（100）[001]滑移系，矽线石具{hk0}[001]滑移系，均反映了高温（〉650℃）和中-高温（650-550℃）的应变特征。差应力作用下的变质生长与剪切所致的刚性旋转进一步增加了矽线石的组构强度。然而。石英却具形成于中温→中低温→低温环境（〈550℃）的{10T0}〈a〉→{10il}〈a〉→{0001}〈a〉3组滑移系，均指示自东向西的左行剪切指向，EBSD组构的结果与野外剪切应变的判断一致。Ar／Ar同位素年代学及锆石SHRIMPU-Pb同位素定年结果表明，右行韧性走滑作用形成于加里东期（445～428Ma），继后的左行走滑作用主要经历了3次明显的构造热事件（250Ma、203Ma和101-125Ma）。在白垩纪时期。阿尔金左行走滑断裂和康西瓦左行走滑断裂连接成一条连续的巨型（长度2200km）走滑构造带．同时康西瓦走滑断裂和铁克里克逆冲断裂之间的挤压转换域的形成制约了青藏高原西北缘塔里木南部前陆盆地的发育。     

苏鲁超高压变质带石榴石橄榄岩中含钛硅镁石出溶体的发现及其意义

在苏鲁超高压变质带南部东海地区的中国大陆超深钻预先孔CCSD-PP1中获得了石榴石橄榄岩样品,在石榴子石内单斜辉石包裹体中首次发现钛斜硅镁石和钛粒硅镁石出溶体结构,钛斜硅镁石和钛粒硅镁石呈出溶棒和出溶片晶产出。根据石榴子石中包裹体的成分计算包裹体的形成温压条件为t=716～914℃;p=4.8～5.1 GPa。根据钛斜硅镁石出溶体的X_(OH)=1,X_F=0,X_(Fe)=0.074～0.094(平均0.082),X_(Ti)=0.41～0.74(平均0.56),估算钛斜硅镁石出溶结构形成在压力>3.5 GPa条件下(>850℃),这种出溶结构记录了该岩石在早期折返过程中仍处在超高压变质环境中。     

在退火环境闪锌矿颗粒的生长实验研究

应用高温显微镜和显微加热装置及自动录像等设备，对广东凡口铅锌矿区的铅锌矿石进行退火生长实验。退火实验条件为：500℃，12h；540℃，132h；600℃，12h。样品仓通氩气保护试样表面、电炉加热、循环水冷却。实验表明闪锌矿在540℃退火静态重结晶过程中，有些颗粒长大，有些颗粒则缩小甚至消失，颗粒的凸界面趋于退缩，凹界面趋于变凸，向球状闪锌矿方向演化。虽然总体积基本保持不变，但ZnS组分在局部得到明显富集，类似于自然界的成矿过程。退火实验后的球状闪锌矿颗粒，与实验前样品的主成分对比，Zn、Fe含量明显增加，S含量却明显降低，证明退火重结晶作用直接导致Zn元素的进一步富集。600℃时方铅矿和部分闪锌矿矿物出现蒸发现象。凡口矿区中生代晚期热事件的加热和保温层的覆盖，使得早期贫矿体经历退火静态重结晶作用，使贫矿体向内部收缩和圆化呈截然边界，总体演变成为高品位的超大型铅锌矿床。     

中国大陆科学钻探主孔540-600m榴辉岩中赤铁矿-钛铁矿固溶体出溶结构的特征及对榴辉岩折返动力学过程的意义

在中国大陆科学钻探主孔540-600m榴辉岩中集中发育了一种具特殊出溶结构的不透明金属矿物——具高度精细共生结构的赤铁矿-钛铁矿固溶体。在这段榴辉岩中，这种固溶体少部分以细小圆粒状包裹体分布于单斜辉石和石榴石内部，大部分则呈海绵陨铁状充填于单斜辉石和石榴石空隙之间。出溶分多个不同的期次，相对粗粒的赤铁矿质钛铁矿和钛铁矿质赤铁矿出溶片晶中又包含有更细粒的出溶片晶，在次一级的赤铁矿质钛铁矿域出溶钛铁矿质赤铁矿，同时在钛铁矿质赤铁矿域又出溶赤铁矿质钛铁矿，出溶片的大小可以从毫米级一直变化到纳米级，以至于很难测到纯的端元组分。出溶片在单个颗粒中按照平行（001）的方向定向排列，但在整个样品中则没有规律。出溶片中钛铁矿的摩尔百分数从23．80变化到89．84，反映了从不具明显磁性的赤铁矿和钛铁矿端元组分向具有强磁性的出溶体演化的过程。这样的出溶过程需要一个缓慢降温的环境，说明在超高压地体快速折返的整个过程中可能存在一个近等温降压或滞留在高温状态下（近等温等压）的阶段。这种固溶体在矿物的磁性特征方面十分特别：（1）可以包含异常强且稳定的天然剩磁；（2）所保存的剩磁即使在强的退磁磁场中也不会消退；及（3）能引起区域上显著的磁异常。因此，这种固溶体可能是导致CCSD主孔540～600m段榴辉岩较高磁化率、区域高度航磁异常及高度V、Ti异常的主要因素。赤铁矿-钛铁矿固溶体出溶结构在540～600m岩性段集中分布的现象与这一岩性段在各方面均有异常表现的奇特现象相吻合，结合前人的研究，认为赤铁矿-钛铁矿固溶体的成因与导致这段岩性段各种异常的成因有着直接的联系。赤铁矿-钛铁矿固溶体出溶结构的出溶成分和所具磁性强烈依赖于榴辉岩温压条件的变化特征，对它的继续深入研究，将会为精确限定苏鲁超高压变质带变质岩石形成中的温压变化，解释CCSD主孔附近区域的磁性异常及钒钛矿的勘探等问题起到重要的指示作用。     

雪球状石榴子石变斑晶的形成机制:以南迦巴瓦地区雅鲁藏布江缝合带西侧石英片岩为例

雅鲁藏布江缝合带米林地区的石英片岩糜棱岩化强烈,线理及面理构造发育。S-C组构、"σ"残斑以及不对称褶皱等指示了上盘相对下盘向NW下滑的剪切运动趋势。电子背散射衍射(EBSD)测试结果表明:雪球状石榴子石变斑晶边部面理(S2)中石英包裹体晶格优选方位模式图指示的运动指向与石英岩基质面理(或外部面理;S3)中石英包裹体晶格优选方位模式图指示的运动指向一致,都是上盘向NW正滑。然而,雪球状石榴子石的核部(S1)石英包裹体优选方位(LPO)模式图指示相反运动指向。能量色散显微分析(EDS)测试结果表明石榴子石的成分环带显示连续生长环带特征。连接石榴子石核部面理(S1)可以恢复得到石英岩早期不对称褶皱形状的面理轨迹。这些说明文章样品中雪球状石榴子石变斑晶是生长在不对称褶皱之上的。此过程主要是剪切方向发生了旋转,而不是石榴子石自身旋转。这种雪球状石榴子石变斑晶的存在说明南迦巴瓦地区雅鲁藏布江缝合带西侧岩石最初经历向SE的逆冲作用,后期经历由SE向NW的拆离滑脱事件。