东大别超高压变质带的深部构造

在大别山东段进行的综合地球物理调查的资料不仅提供了较精细的地壳构造信息, 而且不同方法取得的资料有很好的相关性. 根据这些资料作综合研究可以编制出较为可靠和精细的地壳构造剖面图(图版II). 东大别造山带的地壳可分为北淮阳、北大别、南大别与宿松4个构造单元. 其中宿松高压变质带的中下地壳为扬子俯冲地壳, 而北淮阳下方的中下地壳为中朝克拉通的地壳, 合肥盆地下方亦为中朝克拉通的基底. 南、北大别的中下地壳结构具有明显差别, 反映了它们在印支期之后有过不同的演化轨迹, 不应把它们合并为同一个地壳单元. 现今大别造山带的结构主要反映了早-中侏罗世扬子克拉通的向北陆-陆俯冲, 而且华北基底同时向南俯冲, 和晚侏罗世以来以北大别为中心的地壳伸展和上隆揭顶. 在三叠纪南北碰撞时晓天-磨子潭断裂带处于缝合带南沿部位, 从它往北上地壳构造从北倾低角度正断层很快转变成向南陡倾的逆冲褶断, 这种强烈的地壳变形反映了碰撞缝合带的典型特征. 北淮阳中上地壳与华北基底相连, 反映了后碰撞期南北板块继续处于挤压环境的会聚态势, 而这一会聚事件向北一直影响到处于合肥盆地北缘的淮南. 在双程走时22s出现反映岩石圈底界的强反射体, 估计岩石圈厚度约78 km. 由地球物理资料可推断大别UHPM岩片的厚度不超过8 km. 这一结果不支持“陆壳先俯冲到地幔然后整体折返回地壳而形成UHPM带”的假说.     

阿尔金英格利萨依花岗质片麻岩超高压变质

岩相学和矿物化学研究显示, 阿尔金英格利萨依一带含石榴子石花岗质片麻岩经历了复杂多阶段的变质演化, 其早期变质矿物组合是Grt+Per(出溶前)+Tit(出溶前)+Ky+Zoi+Qz/Coe±Cpx, 副矿物为Ap和Ru, 其中粗粒榍石含有斜长石＋角闪石的棒状出溶物, 计算的榍石出溶前(Tit)的成分含六次配位的Si^Ⅵ, 单位分子式中Si值介于1.032~1.047之间, 即含CaSi₂O₅组分为3.1%~4.6%. 利用实验岩石学资料和三元碱性长石温度计, 获早期变质条件为3.7~4.3 GPa和约1000℃, 结合石榴子石包裹的高Al-榍石,共同证实该岩石经历了超高压变质. 岩石化学特征显示, 该片麻岩的SiO₂含量>70%, Al₂O₃含量为12.58~14.08%, K₂O含量很高(>5%), Na₂O/K₂O比值介于0.4~0.6之间, 稀土配分呈LREE富集型, (La/Yb)N比值介于4.3~9.1之间, 具有明显的负Eu异常(δEu=0.06~0.59), 其原岩可能为中、上地壳重熔的产物. 同时, 考虑与其呈互层状或间层状产出的石榴子石二辉橄榄岩和含石榴子石中基性片麻岩都经历了超高压变质的研究成果, 共同证实区内超高压岩石的形成是陆壳深俯冲作用的产物, 这对深入探讨区内超高压岩石形成与折返的动力学机制提供了重要的约束.     

差应力在超高压变质岩形成过程中的作用——来自石英-柯石英转化的高温高压实验证据

文中概述了超高压变质岩在静水压条件下的形成温压范围和存在的问题 ,并重新整理和分析了Hirth等 (1994 )在差应力条件下石英向柯石英转化的高温高压实验数据。结果表明 ,存在较大差应力的条件下柯石英出现需要的围压 (1 2 0～ 1 2 5GPa) ,远小于静水压下的围压 (2 5～ 3GPa) ,显然差应力的影响是显著的。榴辉岩中部分石榴石存在塑性变形 ,这表明在碰撞造山的构造环境中构造差应力是客观存在的 ,而构造差应力的上限受岩石强度制约。因此 ,差应力在超高压变质岩的形成过程中起到了重要作用 ,而系统地进行高温高压实验研究是深入探讨这一问题必要而有效的方法之一     

苏鲁超高压变质带中非超高压花岗质片麻岩的准确识别:来自锆石微区矿物包体及SHRIMP U-Pb定年的证据

通过隐藏在锆石微区矿物包体激光拉曼的系统鉴定和阴极发光图像特征的详细研究,配合相应的锆石微区SHRIMP U-Pb定年测试,发现苏鲁地体超高压变质带中确实存在非超高压变质的花岗质片麻岩。该类岩石中的锆石晶体自核部到边部所保存的矿物包体以不含超高压矿物为特征,相应的阴极发光图像具有典型岩浆结晶锆石的核部和幔部,以及变质的再生边的特点。其中岩浆结晶锆石微区记录的~(238)U-~(206)Pb年龄为404～748Ma,表明原岩中部分锆石可能经历了Pb丢失,也不排除后期热事件因素的影响,原岩的形成年龄应大于748 Ma;而锆石的再生边所记录的~(238)U-~(206)Pb。年龄为204～214 Ma,与研究区经历超高压变质的副片麻岩和花岗质片麻岩锆石微区所记录的苏鲁地体快速折返过程中角闪岩相退变质年龄(~(238)U-~(206)Pb年龄的平均值为211±4 Ma,刘福来等,2003a)十分相似。上述特征表明,苏鲁地体超高压变质带中的部分花岗质片麻岩在超高压变质事件之前就已经形成,但并未“参与”深俯冲—超高压的变质演化过程,而是在苏鲁地体快速折返的角闪岩相退变质过程中与超高压岩片“拼贴”在一起。该项成果不仅为正确识别非超高压变质岩石提供了一个新的研究方法,而且对进一步深入探讨苏鲁地体超高压和非超高压岩片的“拼贴”机制有着重     

岩石圈中的地压梯度

岩石圈中的地压梯度是一个极为重要的参数 ,直接影响着各种地质作用的解释。与地温梯度一样 ,岩石圈中的地压梯度在空间和时间上也应是复杂多变的。文中通过热压系数建立岩石圈中的地温梯度与地压梯度之间的关系式 ,以此为基础 ,研究受地温梯度的影响岩石圈中的地压梯度的变化规律 ,得到的初步认识是 :岩石圈中的地压梯度是非线性的 ,静岩压力梯度是岩石圈中地压梯度的最小值 ,受地温梯度的影响岩石圈中地压梯度明显增加 ,可达到静岩压力梯度的 2倍以上。     

Foreword

Since the discovery of a lot of eclogites with coesite and diamond inclusions related to the continent-continent collision-orogeny environment,the ultrahigh-pressure metamorphism (UHPM) in the Dabie-Sulu has aroused great interest in geologists. Experimental studies have proved that such     

苏吾什杰幅地质调查新成果及主要进展

在阿尔金构造带中段，首次在测区发现了新元古代末-早古生代初期石榴二辉橄榄岩和榴辉岩，在此基础上将前长城系原阿尔金群解体，并从其中解体出新太古代-古元古代中酸性变质古侵入体等；厘定出新元古代-早古生代早期阿尔金杂岩；鉴别并填绘出与板块俯冲-碰撞造山-后造山期伸展密切相关的奥陶纪阿南蛇绿构造混杂岩带和奥陶纪-泥盆纪阿尔金构造岩浆岩带；确定阿尔金断裂形成于白垩纪末，经历了主要4期变形。发现3个夷平面，计算出晚更新世以来测区隆升速度为1．58～1．8cm／a，上升逾460m。     

Early Cooling History of Eciogites from the Dabie-Sulu Orogen： Constraints from Diffusion Kinetics of Garnet

Abstract For the first time, we apply different geospeedometric models to garnet zoning patterns that were obtained in this study from detailed EMP analyses for garnets from eclogites and granulite in the Dabie‐Sulu orogen. Various zonings of cation diffusion were preserved in the garnets, enabling the acquirement of average cooling rates for the high‐to ultrahigh‐pressure rocks without using geochronological approaches. The coesite‐bearing hot eclogites yield fast cooling rates of about 20 to 30°C/Ma subsequent to peak metamorphic temperatures, whereas the cold eclogite gives a relatively slow cooling rate of 8°C/Ma at its initial exhumation. A very slow cooling rate of <0.3°C/Ma is obtained for the granulite at Huangtuling, suggesting that the granulite may not be involved in the continental deep subduction.     

中国科学深钻选址地球物理调查与大别-苏鲁岩石圈

本文简要地讨论了大别-苏鲁超高压变质带大陆科学钻探选址新采集的地球物理调查剖面及相关地球物理成果。这些剖面以深反射地震及大地电磁测量为研究岩石圈构造的主要方法，结合地质资料和区域重磁平面图，分析大别—苏鲁地体的深部地质构造与岩石圈主要特征，以及大陆科学钻探靶区选择的地质地球物理依据。同时讨论了大陆科学钻探的靶区(江苏东海县)的地壳构造与地热研究结果，并将深度偏移地震剖面与先导孔岩心钻探结果进行了对比。     

隐藏在苏鲁地体斜长角闪岩锆石中超高压变质作用的信息

运用激光拉曼和阴极发光技术，配备电子探针测试，发现苏鲁地体地表露头和中国大陆科学钻探工程预先导孔CCSD-PP1和CCSD-PP2斜长角闪岩锆石中均保存以柯石英为代表的典型超高压矿物组合：柯石英 石榴石 绿辉石 金红石；柯石英 石榴石 绿辉石；柯石英 石榴石 绿辉石 多硅白云母 金红石 磷灰石；柯石英 绿辉石 金红石；柯石英 菱镁矿。该类矿物包体组合与苏鲁地体超高压榴辉岩的峰期矿物组合十分相似，表明斜长角闪岩可能是由超高压变质的榴辉岩在构造抬升过程中退变质而成。