碰撞造山带中高压麻粒岩和超高压榴辉岩的关系及地球动力学意义

拟以青藏高原北缘南阿尔金－柴北缘早古生代碰撞造山带为例，以该造山带出露的高压麻粒岩和相关的超高压榴辉岩为主要研究对象，选择代表性地区、重要的地质路线和关键的样品，在详细野外观察和研究的基础上，利用构造地质、岩石学、矿物学和年代学等多学科方法和手段：1) 查明高压麻粒岩和榴辉岩的野外关系，建立南阿尔金和柴北缘碰撞造山带山根物质组成和结构的构造岩石剖面；2)区分高压麻粒岩的类型，建立高压麻粒岩单元和相邻榴辉岩单元的野外变质梯度和碰撞造山带山根的热剖面；3)确定研究区高压麻粒岩单元和相关榴辉岩单元之间的时空关系，结合世界上其他碰撞造山带的研究成果，明确碰撞造山带中成对出现的超高压榴辉相变质带和高压麻粒岩相变质带的普遍意义；4)重塑碰撞造山带山根的构造热演化过程，建立碰撞造山带高压麻粒岩和榴辉岩时空和成因关系的地球动力学模式。

在2011-2013年期间，本项目以青藏高原北缘南阿尔金－柴北缘早古生代碰撞造山带所出露的高压麻粒岩和相关的超高压榴辉岩为主要研究对象，选择代表性地区、重要的地质路线和典型的样品，在详细野外观察和研究的基础上，通过野外地质、岩石学、矿物学和年代学等多方面的研究，获得了一些重要研究结果：1) 确定了柴北缘东段都兰地区早古生代与碰撞造山作用有关的榴辉岩和围岩片麻岩的原岩、变质作用的性质及形成时代，并恢复了超高压变质作用的演化历史。2）通过对柴北缘和南阿尔金高压麻粒岩的研究，根据其榴辉岩是否存在成因关系，把高压麻粒岩分为两种类型：类型I高压麻粒岩是具有独立的变质演化历史，而类型II高压麻粒岩是榴辉岩在抬升过程（升温降压过程）中叠加变质作用的产物。3）在已有研究基础上，根据新的锆石-金红石温度计及U-Pb年代学研究，确定了南阿尔金巴什瓦克的高压麻粒岩的峰期变质条件、原岩及变质作用时代，显示其在495Ma时期经历了峰期高压-超高温变质作用，并在450 Ma发生中压麻粒岩相变质作用叠加。4）而在柴北缘东端的都兰地区，拟定出一个独立的高压麻粒岩单元，高压麻粒岩的峰期变质条件为850-950ºC和1.45-1.85Gpa，并经历了近等温降压的PT演化历史。都兰高压麻粒岩遭受部分熔融作用，并形成埃达克质淡色体。高压麻粒岩与相邻超高压榴辉岩同时形成在不同构造热环境(古地温梯度）中，两者可能构成与大陆深俯冲和碰撞作用有关的“双变质带”。