Petrology of the Non-mafic UHP Metamorphic Rocks from a Drillhole in the Southern Sulu Orogenic Belt, Eastern-Central China

The Drillhole ZK703 with a depth of 558 m is located in the Donghai area of the southern Sulu ultrahigh-pressure (UHP) metamorphic belt, eastern China, and penetrates typical UHP eclogites and various non-mafic rocks, including peridotite, gneiss, schist and quartzite. Their protoliths include ultramafic, mafic, intermediate, intermediate-acidic, acidic igneous rocks and sediments. These rocks are intimately interlayered, which are meters to millimeters thick with sharp and nontectonic contacts, suggesting in-situ metamorphism under UHP eclogite facies conditions. The following petrologic features indicate that the non-mafic rocks have experienced early-stage UHP metamorphism together with the eclogites: (1) phengite relics in gneisses and schists contain a high content of Si, up to 3.52 p.f.u. (per formula unit), while amphibolite-facies phengites have considerably low Si content (<3.26 p.f.u.); (2) jadeite relics are found in quartzite and jadeitite; (3) various types of symplectitic coronas and pseud     

对山东高压—超高压变质带的几点看法：程裕淇院士野外考察记

通过对山东高压－超高压变质带的考察,初步认为：榴辉岩的最后降升时代为蒸山期;含更玉石英岩＋榴辉岩＋（透辉石）大理岩组合说明表壳岩经历了高压－超高压变质作用;该带晋宁期长英质片麻岩－花岗岩广泛出露,在其北部麻粒岩和榴辉岩密切伴生。     

大别山东部榴辉岩带中的变质花岗岩及其大地构造意义

大别山高－超高压变质带中的变质花岗岩类是碱性花岗岩。它以其下列特征与本区未变质花岗岩和围绕它的低压花岗质片麻岩相区别：（１）有标型矿物多硅白云母和长石的石榴石反应边;（２）主要为花岗变晶结构但有残留的岩浆结构,岩体边部有片麻状构造;（３）与超高压围岩之间有残留侵入接触关系,两者共同受到第二期褶皱影响;（４）化学成分富硅和富碱,Ｋ２Ｏ和Ｎａ２Ｏ含量变化不定,大部分样品的Ｎａ２Ｏ大于Ｋ２Ｏ含量,Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ总量大于７％;（５）矿物组合表明变质级为角闪岩相;（６）Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄１８１Ｍａ（全岩,黑云母）;（７）其中常有高－超高压变质岩相的捕虏体。这些特征表明,这里的变质花岗岩类是高－超高压变质带折返到中地壳时侵入其中并随之共同变质变形的,因此是高－超高压变质带的特殊成员。这对理解超高压变质带的折返速率是非常重要的。     

中国东部大别山超高压变质杂岩中的石英硬玉岩带

大别山的石英硬玉岩是大别山超高压变质杂岩中的重要成员,与大理岩和榴辉岩紧密共生,呈大小不等的构造透镜体产出在云母斜长片麻岩和含硬玉片麻岩中,分布在长约４０ｋｍ,宽约１ｋｍ的带内。透镜体中心常为花岗变晶结构,边部有不同程度退变并面理化,向外围逐渐变为含硬玉片麻岩。岩石的主要矿物组成为硬玉、石英、石榴石、金红石。退变的石英硬玉岩中还有钠长石、霓石、霓辉石、榍石等。硬玉和石榴石中都有柯石英包体。硬玉的Ｊｄ端元组分为８１．２５％～９０．２７％。恢复的石英硬玉岩的原岩为硬砂岩,与大理岩伴生的榴辉岩的原岩为泥灰岩。因此,石英硬玉岩与共生的大理岩和榴辉岩都属于榴辉岩相变质的表壳岩系,它的成带分布、其中有柯石英的产出,进一步证明大陆地壳能够俯冲到１００ｋｍ左右深度并迅速折返地壳后使其中的高压标志保存完好。     

岳西县菖蒲地区地质体组成及变质变形特征

】通过对菖蒲地区１∶１００００区域地质调查,基本查明了大别山超高压变质带的岩石组成、产出状态及分布规律。探讨了榴辉岩形成的多样性,指出碧溪岭榴辉岩体的“Ｓ型”构造形态,并确定了港河浅变质火山碎屑岩系的层序。     

大别山超高压变质带p-T-t轨迹数值模拟

模拟设计了拆沉底辟模型、叠瓦俯冲纯剪切伸展模型二组共９种模型。拆沉底辟模型,第一阶段ｐ Ｔ ｔ轨迹在地幔热影响下都为降压增温过程,第二阶段ｐ Ｔ ｔ轨迹明显不同,快速折返速率下为近等温降压,从深部抬升到岩石圈底为显著的降压升温、近等温降压过程,从岩石圈底部经过地壳出露地表为降温降压过程。慢速抬升速率下,为降温降压。模拟比较了底辟上升俯冲板片形态不变与板片形态改变模型,陆壳与陆壳俯冲碰撞和陆壳与洋壳俯冲碰撞,在岩石圈深度范围内ｐ Ｔ ｔ轨迹形态基本相似,首先是等温降压然后降温降压。叠瓦俯冲纯剪切伸展模型,快速伸展速率下ｐ Ｔ ｔ轨迹表现出３个不同的阶段：从降温降压到近等温降压,然后再降温降压。慢速伸展速率下ｐ Ｔ ｔ轨迹为开阔弧形形态,首先为降压增温,然后为降压降温。     

苏鲁超高压变质带岩石圈的地震组构

苏鲁超高压变质带上地壳以片麻岩为主体, 地表出露超高压变质岩片. 近年来在此带中进行大陆科学钻探, 并进行了以反射地震为主导的地球物理调查. 通过研究地球物理资料和钻孔岩芯等直接证据的相关性, 有可能标定出现在地壳中的地震反射体, 了解它们的内部组构. 同时, 在大陆科学钻探孔区附近有两座第四纪火山, 对其中包体的成分分析和波速计算也提供了中下地壳和岩石圈地幔组构的信息. 经岩心和测井资料标定, 大陆科学钻探孔区的地震反射体可由变质带内岩性变化、韧性剪切复合岩套和现代断裂破碎带引起. 其中, 韧性剪切作用产生的侧向位移与拆离造成了上百米厚的互层带(韧性剪切复合岩套), 它们由糜棱岩化岩石和经剪切错动产生的榴辉岩片互层组成, 形成了产生区域性强反射的主要机制. 苏鲁超高压变质带的上地壳由超高压变质岩片与下方片麻岩层组成. 超高压变质岩片以高波速、高密度和高电阻率为特征, 构造复杂, 厚度一般不超过11 km; 下方片麻岩层波速渐趋于正常. 苏鲁超高压变质带的中下地壳具有正常的波速与泊松比, 由火山岩包体分析可知, 中地壳含有大量的片麻岩, 下地壳主要由酸性麻粒岩和基性麻粒岩组成. 岩石圈地幔主要由尖晶石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩和二辉岩组成, 具有分层结构, 反映了中国东部中生代岩石圈减薄作用. 不同成因的地震组构可能是不同时代地球动力学作用的产物. 例如, 超高压变质岩片和韧性剪切复合岩套反映了三叠纪的碰撞造山作用及超高压变质作用, 而正常的中下地壳波速结构反映了中新生代地壳的拉张与伸展. 通过反射体的细致标定与火山岩包体验证了的地震组构, 可以找到地震反射体的成因及其与地球动力学作用的关系, 为地球动力学作用过程的恢复提供新的依据.     

大别山东段超高压变质带中变质花岗岩的矿物化学和地球化学特征

大别山东段超高压变质带中变质花岗岩富硅、贫钙、贫铝，属偏碱性花岗岩，围岩为含榴辉岩包体的超高压副片麻岩。变质花岗岩稀土元素总量多在（100－200）×10^-6，具有较大的负铕异常，其原岩应为壳源型花岗岩。元素地球化学特征表明变质花岗岩原岩与古造山作用有关。变质花岗岩中存在大量由岩浆型内核和变生型边缘构成的变质增生锆石。结合锆石U－Pb年龄资料认为，变质花岗岩应由古老花岗岩变质形成，而不是超高压变质作用之后部分地壳岩石重熔的产物。岩石中有富锰和贫锰两种石榴子石，通过富锰石榴子石－黑云母、贫锰石榴子石－多硅白云母等矿物对的温压计算可知变质花岗岩在400－500℃、0.6-0.8GPa条件下经历过变质作用。但几种间接证据反映出变质花岗岩可能经历过超高压变质作用。     

南苏鲁造山带根部的物质组成及变质作用

在南苏鲁地区，大陆造山带根部主要由5种不同化学成分的岩石类型组成，分别以石榴石橄榄岩、榴辉岩、片麻岩、石英岩和大理岩为代表。它们的原岩是古老的花岗质侵入岩、表壳岩和基性一超基性侵入岩，并一起经历了超高压变质作用。正变质的花岗质片麻岩是超高压变质带的主要组成部分，构成了花岗质和奥长花岗质岩石组合，不同于典型的TTG岩系。变质火山岩具有双峰式火山岩地球化学特征，很可能形成于大陆裂谷环境。除幔源石榴石橄榄岩以外，其他各种岩石都具有可变的、但均低于正常变质岩的氧同位素值，表明其原岩曾在地壳浅部发生了不同程度的水—岩交换作用，并在整个超高压变质过程中保持其米级尺度的不均匀性。新的温、压计算结果表明，石榴石橄榄岩的形成条件可能是1100—1200℃和6．5—8．0GPa，地热梯度等于或小于5℃／km，即以前认为变质作用不可能达到的“禁区”。     

变质地质学新领域─—超高压变质作用与地球动力学

简要总结了近年在欧亚大陆发现的超高压变质岩地质产状、岩石类型、结晶条件和构造位置等基本特征，对超高压变质作用及其地球动力学机制的研究现状及存在的问题进行了评述。基于对大别－苏鲁超高压变质带的研究成果，认为超高压变质作用可能是一种新型的区域变质作用，而目前所建立的任何一种地球动力学模型都不完善。建议今后在岩石学和矿物学研究基础上，加强对超高压变质杂岩的地球化学、构造地质学、实验岩石学及地球物理学等方面的研究。