超高压变质作用_ 地球科学的新热点.pdfVIP

　自 然 杂 志 　29 卷 5 期 专题综述 　 超高压变质作用 :地球科学的新热点 游振东 教授 , 中国地质大学 , 武汉 430074 关键词 　超高压变质作用 　碰撞造山带 　大别苏鲁 　深俯冲 　隆升与折返 　大陆动力学 　　超高压变质作用是变质压力达 2 . 5 Gp a 以上的超深变质作用 。以出现柯石英 、金刚石等超高压变质矿物为标 志 。我国大别苏鲁是世界上出露最好 、延伸最长的超高压变质带 。代表中晚三叠纪扬子陆块向中朝陆块深俯冲过程 中巨量陆壳物质曾经进入地幔深度达 150 k m 。超高压变质的形成和折返 、隆升岩石记录的精细研究, 可以获得变质 的 P T 轨迹 , 进而重塑“先挤压 、后拉张”的构造演化模型 。超高压变质作用的研究为板块构造理论在大陆的应用 , 展 开新前景 , 已经成为地球科学的新热点之一 。 征 。一般把变质作用的压力 ≥2 . 5 Gp a 的变质作用 , 称 为超高压变质作用 。据估算其变质作用的深度可达 90 1 引　言 ～120 k m 以上 , 因而其变质作用所需地温梯度很小 , 通 板块构造理论主要植根于 20 世纪 60 年代初地质 常 ≤7 ℃/ k m , 有时甚至更低 , 进入所谓变质作用 的 和地球物理学家们对洋底的探测 , 从而逐渐地认识到大 禁区。 洋岩石圈板块的运动 、俯冲和消减 , 可是大陆岩石圈的 传统的板块构造理论都认为 : 大陆地壳的比重较 厚度远大于大洋的岩石圈, 现有的板块构造理论是否也 轻 , 不能像大洋岩石圈那样俯冲进入于地幔的深度 , 甚 适用于大陆呢 ? 近 20 多年来国内外地质学家已经在地 至进入软流圈。可是 , 上述这样高的变质压力 , 低的变 球的 16 个碰撞造山带中发现超高压变质岩石和其中所 质地温梯度 , 意味着相对冷的陆壳物质可以进入地幔深 含的微粒超高压矿物如柯石英和金刚石等 , 暗示着原先 部[2 ] , 这便是“陆壳的深俯冲作用”。所以, 现今的地球 的陆壳岩石 , 可以因俯冲作用被拖带进入地幔深处 150 动力学认为大陆的碰撞必然导致陆壳的深俯冲 。为此 ～200 k m [ 1 ] 。在 ≥2 . 5 Gp a 的压力条件下重结晶形成 超高压变质作用乃是现今地球科学的热点 。 ( ) 了超高压岩石 , 而后迅即折返到地表 。所以超高压变质 都城秋穗 A ki h o Miyashir o 是最早认识到变质作 矿物和岩石的发现和研究, 敲开了大陆板块构造体制的 用与大地构造关系的地质学家 。早在 196 1 年他发表的 大门, 它们见证了陆壳物质是如何进入地幔深处, 而后 论文“变质带的演化”中, 就把全球的区域变质作用 , 按 又折返地表的。可以说超高压变质作用为重塑大陆地 照变质带的地温梯度分作三个类型[ 3 ] : 壳板块的汇聚、俯冲和折返的地球动力学过程提供了科 ( 1) 高压变质作用 : 地温梯度 ≤10 ℃/ k m , 以蓝闪 学依据 , 因此 , 超高压变质作用已成为当代地球科学的 石 、硬玉出现为特征; 新热点 。 (2) 中压变质作用 : 地温梯度≈20 ～30 ℃/ k m , 以 大别山苏鲁造山带是世界上出露条件最好的超高压 夕线石 、蓝晶石出现为特征; 变质带,20 世纪 80 年代中期以来吸引了许多国内外地质 ( 3) 低压变质作用 : 地温梯度 ≥40 ℃/ k m , 以出现 学家的关注 , 提高了超高压变质的研究程度 。本文将以