俯冲带高压-超高压变质地体的抬升折返机制:问题和探讨

在岩石学研究的基础上,利用数值模拟分析方法和手段,探讨高压-超高压变质岩石抬升折返的地球动力学过程是目前研究俯冲碰撞造山带演化的重要前沿领域.文章在总结近年来高压-超高压变质地体岩石学和数值模拟研究进展的基础上,将目前高压-超高压变质地体的折返机制归纳为10种模式:俯冲隧道、底辟折返、俯冲隧道和底辟折返共存的模式、板片断离、多期次折返、汇聚板片之间的离散(包括板片后撤和上覆板片向远离海沟方向迁移)、逆掩推覆、构造增压、楔形俯冲通道内物质回旋、微板块旋转.超高压变质高密度洋壳榴辉岩的折返机制是目前争议较大的问题,文章介绍了近期利用数值模拟方法定量地确定洋壳深俯冲超高压变质榴辉岩抬升折返机制方面研究的一些进展:(1)通过相平衡和密度计算的方法,得到三类俯冲洋壳物质(洋中脊玄武岩、蛇纹岩、大洋俯冲沉积物)在P-T空间内的三维密度演化;(2)依据变基性岩与围岩的密度差,将折返的洋壳榴辉岩分为两类,一类是具有自折返能力的洋壳榴辉岩(ρMORB<ρmantle),即岩石具有在自身浮力的驱动下发生折返的能力,以西南天山含柯石英的洋壳榴辉岩为典型代表;另一类是携带折返的洋壳榴辉岩(ρMORB>ρmantle),该类岩石具有负浮力,只能依靠低密度的变沉积岩或蛇纹岩的携带作用发生折返,以西阿尔卑斯Zermatt-Saas含柯石英的超高压洋壳榴辉岩为典型代表.此外,针对洋壳榴辉岩的极限折返深度、折返机制以及高压向超高压转变对洋壳榴辉岩折返的影响和空间展布关系等问题进行了深入探讨.