中国大陆科学钻探主孔100～2000米超高压变质岩岩相学特征与变质变形史

中国大陆科学钻探工程的实施,为超高压变质带的研究打开了新的生面,加深了对苏鲁超高压变质带的认识。从100～2000米获得的岩心的岩石学观察,得知主要岩石类型有：(1)榴辉岩及石榴辉石岩;(2)榴辉岩质片麻岩;(3)石榴橄榄岩;(4)黑云(角闪)二长片麻岩和(5)碎裂岩等。榴辉岩可分幔源和壳源两类,壳源榴辉岩在钻孔中分布较广,上部最为集中;幔源榴辉岩,包括石榴辉石岩,在空间上与超镁铁岩有密切共生关系。榴辉岩质的片麻岩是一种中酸性的超高压岩石,与壳源的榴辉岩共生,显微镜下可以追索出它们之间的结构演化关系。石榴橄榄岩以石榴单辉橄榄岩为主,是俯冲带上部地幔楔加入于俯冲板片变质而成。石榴橄榄岩中的石榴子石富镁,单斜辉石为绿辉石并常含钛斜硅镁石,说明其经过超高压变质的过程。从变质岩石的组合,面理和线理产状的差异,地震反射面和构造角砾岩带的发育,发现以1600米为界,可大致分为2个岩片。上部岩片中多金红石榴辉岩而且出现频率很高,下部岩片中多为多硅白云母榴辉岩出现频率较低。由于隆升进入中下地壳,超高压变质岩普遍发生退变质。榴辉岩的早期退变质成为具后成合晶结构的石榴角闪岩,榴辉岩质片麻岩退变质形成绿帘黑云(角闪)斜长片麻岩,变质条件为角闪岩相,它可以部分熔融或受到钾交代作用而转变为黑云角闪二长片麻岩。后期的伸展造成了局部碎裂和角砾岩带,新生矿物为绿泥石,方解石和赤铁矿、绿帘石等,属绿帘角闪岩相和绿片岩相。主孔100～2000米的超高压变质岩石组合的确定,进一步说明了巨量的地壳物质可以深俯冲进入地幔并迅速折返;超高压变质岩石记录了陆壳俯冲折返和壳幔相互作用的过程,它们是板块下覆构造和地幔动力学的信息载体。     

石榴石中金红石出溶机制探讨

文献中已有超高压条件下形成的石榴石有金红石出溶的报道,但其出溶的机制还未被研究.单斜辉石中的Eskola辉石组分M0.5AlSi2O6与一般辉石组分M2Si2O6在超高压条件下一道进入石榴石,将在石榴石中出现SiⅥ+0.5□Ⅷ=AlⅥ+0.5MⅧ偶合置换,产生偏离化学计量的、超硅和亏铝的石榴石端元组分M2.5(AlSi)Si3O12.由于石榴石中Ti+4对Si+4的部分替代,这种偶合置换的形式实际为(Si,Ti)Ⅵ+0.5□Ⅷ=AlⅥ+0.5MⅧ,它是理解石榴石中出溶金红石的关键.这种偶合置换的消失,将导致金红石的出溶M3-0.5n-0.5x(Al2-n-xSinTix)(Si3-yTiy)O12(出溶前石榴石)=[(1-n)/2-x/2]M3Al2Si3O12(正常石榴石)+(n/2+x/2)M2Si2O6(辉石)+(x+y)TiO2(金红石)+[(3n/2+x)/2 -y]SiO2(石英),其中n+x为这一偶合类质同象置换的程度.如果[(3n/2+x/(2-y)]≤0,石英将不存在,上式中金红石的系数将达到最大值3(n+x)/2.通过实例分析,可知这种偶合置换的程度与SiⅥ+MⅥ=AlⅥ+AlⅥ和SiⅥ+NaⅧ=AlⅥ+MⅧ偶合置换相比要低的多.实际的出溶反应还有原石榴石中后两种偶合置换消失所导致的出溶反应的贡献,而且对出溶的富Na单斜辉石是主要的贡献.给出的分解反应的逆反应,揭示了形成具有这一偶合置换的石榴石的另一种途径.     

古生代沉积岩的超高压和退变质时代的确定——以中国大陆科学钻探主孔（CCSD—MH）副片麻岩岩心为例

中国大陆科学钻探工程主孔（CCSD—MH，终孔深度5158．0m）位于南苏鲁东海县的毛北地区。锆石微区矿物包体的激光拉曼测试和阴极发光图象分析结果表明，主孔（CCSD—MH）副片麻岩中的锆石显示明显的光学环带，即具有含低压矿物包体的继承性碎屑锆石的核、含标志性超高压矿物柯石英的变质增生幔以及含石英等（或无任何矿物包体）变质退变边。SHRIMPU—Pb定年结果表明，副片麻岩锆石微区记录了三组具有实际意义的年代学信息。其中锆石核部记录了659～313Ma的继承性碎屑锆石年龄，标志着原岩碎屑锆石来源的复杂性，沉积原岩的形成时代应属于古生代（〈313Ma），     

苏鲁超高压变质带地震波场特征及地震资料处理

中国通常人们认为地震勘探在变质岩地区可能得不到有用的反射,地震资料会难以处理和解释。以实例分析苏鲁超高压变质带的地震波场特征,并介绍一条测线纵波地震资料处理的过程,说明超高压变质带在有破碎带、韧性剪切带和大的岩体界面的情况下用适当的采集方法和资料处理方法,有可能得到可以解释的地震反射资料,并对超高压变质带地震资料所反映的地质现象作了部分解释。     

2005年探矿工程（岩土钻掘工程）十大新闻

中国大陆科学钻探工程是国家“九五”重大科学工程项目之一，位于江苏东海大别-苏鲁超高压变质带的“科钻一井”自2001年6月25日开钻，至2005年3月8日，连续钻探1353天，在进尺达到5158m时胜利完钻，取得了钻探工程技术的重大突破，获得了许多创新件成果和重大科学发现，培养了一批地质科学领军人才和钻探工程技术精英，被称为中国钻探技术史上的里程碑。     

河南省商城县碾子湾矿区花岗岩的分布与演化

河南省商城县碾子湾矿区,位于秦岭-大别山中央造山带的东部,桐柏-大别构造亚带东段。本区的矿床形成与其所处的特殊大地构造位置和地质演化背景有密切的关系。在区域范围内,发育有四个大型的、产状平缓的拆离断层带,它们将造山带地壳划分为垂向叠置的五个构造岩石单位（据索书田等）。通过详细的野外地质调查和室内研究,确认了在碾子湾矿区内存在三个构造岩石单位：核杂岩单位（CC）、超高压单位（UHP）、高压单位（HP）。各单位之间都发育有大型的拆离断层,有利于成矿元素在拆离断层中富集,因而,对矿体的形成有重要的控制作用,它们是矿区重要的控矿因素。测区内可见花岗岩、片麻宕、糜棱岩和榴辉岩四类岩石。文中讨论了花岗岩的类型、产状、构造式样特征及变质、变形特征,重点研究花岗岩所在的具体部位、分布范围,分析花岗岩的类型、结构,构造背景、形成演化以及与成矿作用的关系。     

江苏东海预先导孔（CCSD-PP2）岩心样中磷灰石裂变径迹年龄测定

对中国大陆科学钻探预先导孔(CCSD-PP2)的11个钻孔岩心样进行了裂变径迹年龄测定，其中lO个样品的结果为79.6～52．0Ma。经数学处理后，初步可以看出裂变径迹年龄随深度的变化趋势，并在此基础上，对隆升速度和古地温梯度进行了初步讨论，推算该地块在80．4～52．0Ma以前的隆升速度约为35．0m／Ma，当时的古地温梯度约为35．6℃／km。     

Triassic Collisional Structures and Post—Collisional Deformation of Bixiling UHP Rock Stack： Insights for Tectonic Evolution of UHP Metamorphic Belt in Dabie Massif, Central China

Detailed three-dimensional structural studies indicate that the Bixiling area,Dabie massif,central Chian shows the deepest exposed levels of the orogenic wedge formed during the Triassic Yangtze0Sino-Korean continental collision.New1:10000 scale structural mapping,combined with detailed petrological analysis in this area,has enabled us to accurately distinguish structures related to the Trias-sic continental collision from those related to post-collisional deformation in the ultrahigh pressure (UHP) metamorphic unit.The collisional or compressional structures include the massive eclogite with a weak foliation,foliated eclogite or UHP ductile shear zones,as well as upper amphibolite facies shear zones,whereas the post-collisional deformation is characterized by a regionally,flat-lying foliation con-taining stretching lineations and common reclined folds .The former is present exclusively in the eclogite lenses and their margins,representing orogenic thickening or syn-collisional events,while the latter was best occurred on variable scales under amphibolite facies conditions,showing sub-vertical,extreme short-ening and ductile thinning of the metamorphic rock stack.The eclogite facies tectonites that have a marked fabric discordance to the penetrative amphibolite facies extension flow fabric are common.It is emphasized that an extensional tectonic setting following the collision-orogenic thickening stage was,at least partly,responsible for exhumation of the UHP metamorphic rocks in the Dabie massif.A new tec-tionic evolution model is proposed for the UHP metamorphic belt on the scale of the Dabie massif.The Bixiling area thus provides a window,from which the dynamic processes concerning the formation and exhumation of the UHP rocks can be observed.Regional studies in the Dabie Mountains have confirmed this interpretation.     

大别-苏鲁区超高压(UHP)变质岩的多阶段构造折返过程

追溯和重塑超高压变质岩由100多千米地幔深度折返至上地壳及地表的过程,对理解会聚板块边缘及大陆碰撞带的运动学和动力学是极为重要的.主要依据构造学、岩石学、地球化学和可利用的地质年代学资料,结合区域多期变形分析,大别-苏鲁区超高压变质岩的折返过程至少可分解出4个大的阶段.块状榴辉岩记录了三叠纪(约250~230 Ma)大陆壳岩石的深俯冲/碰撞作用.超高压变质岩早期迅速折返发生于超高压峰期变质作用(P＞3.1~4.0 GPa,T≈800±50 ℃)之后,处于地幔深度和柯石英稳定域,相当于区域D₂变形期阶段.分别与区域变形期D₃、D₄和D₅对应的折返过程,以及后成合晶、冠状体等卸载不平衡结构发育和减压部分熔融作用2个中间性构造热事件,均发生在地壳层次. 网络状剪切带在折返过程的不同阶段和不同层次均有发育,标志着在超高压变质带内的变质和变形分解作用曾重复进行.着重指出,超高压变质岩的折返,主要是由大陆壳的深俯冲/碰撞和伸展作用控制的构造过程,且受到俯冲带内、带外诸多因素的约束,其中水流体就起关键作用.      

中国超高压变质岩十五年研究进展

本文对20世纪80年代以来中国超高压变质岩研究的历史做了简要回顾，列举了该领域的5项重要进展，即：①发现了大批超高压变质岩，使中国的大别山-苏鲁超高压变质岩带成为世界之最；②通过细致的矿物学研究，确认低密度的陆壳岩石可以被俯冲到地下200多公里深处，经历超高压变质作用；③多种同位素体系定年结果表明，大别山-苏鲁超高压变质作用是在中生代早期扬子板块俯冲到中朝板块之下时发生的；④对超高压变质岩中O、C、H等同位素的研究进一步表明，超高压变质作用过程中并无大规模流体活动，大气水的O同位素成分可被带到地幔深处而不改变；⑤通过对岩石学、矿物学、年代学、构造地质学、地球物理学等多学科资料的综合研究，提出了超高压变质地体的多阶段折返模式。文中对目前超高压变质岩研究中的几个争论焦点做了归纳。