东南极普里兹带高级变质作用演化

东南极普里兹带是经历泛非期高级变质和强烈变形的造山带，其内发现有经历格林维尔期高级变质事件的残块。格林维尔期变质矿物组合局部见于姐妹岛和赖于尔群岛，其高峰变质条件达到〉950℃和〉0．95GPa。泛非期高级变质作用是区域性的，其高峰变质并不像前人想象的那样只发生在中低压麻粒岩相条件下，而是高迭850-950℃和0．90～O．95GPa。这些岩石随后经历了近等温减压过程，在760-860℃和0．55～O．70GPa的条件下达到了重新平衡，并进一步减压或近等压冷却至450-750℃和0．30～0．50GPa。同造山的紫苏花岗岩在减压伸展阶段侵位于格罗夫山地区的变质杂岩中，而晚-后造山的A型花岗岩、伟晶岩和花岗岩脉则遍布于整个普里兹带，从而构成一个完整的造山演化序列。由此可见，现有研究资料支持普里兹带是一条冈瓦纳超大陆在泛非期拼合的碰撞造山带的认识。

东南极泛非普里兹带:碰撞造山带还是板内造山带

东南极普里兹带是近几年在南极大陆上识别出的一条重要的泛非期构造带,因其成因涉及到冈瓦纳超大陆在寒武纪时的形成与演化问题,因此一直是国际地学界关注的焦点。但到目前为止,对于该造山带的构造属性还存在着不同的认识,有些人认为它是板内造山带,而另一些人认为它是两个大陆板块之间的碰撞带。其基本特征是普里兹带两侧为前泛非期不同性质的岩石圈单元,整个区域经历了早期中—下地壳挤压逆冲和晚期中—上地壳伸展垮塌的构造演化历史,区域麻粒岩相变质作用表现为近等热减压的顺时针p-t轨迹。此外,东南极克拉通与冈瓦纳其他块体在500Ma前的古地磁极移曲线并不一致。所以,尽管目前尚未发现蛇绿岩套、岛弧增生杂岩或高压变质岩等直接指相标志,但这些特征均反映了普里兹带是板间碰撞拼合的缝合带,而不是板内造山带,东南极地盾本身则是由不同块体在泛非期拼合而成的。

东南极普里兹带多斯变质作用及其对罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆重建的启示

东南极普里兹带是一条经受格林维尔期和泛非期高级构造热事件影响的多相变质带,其构造演化过程与罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆的形成密切相关。新的岩石学和年代学资料表明,普里兹带中的格林维尔期高级变质作用是区域性的,并经历了>970Ma和930～900Ma两个演化阶段(期),变质条件达到相对高温高压的麻粒岩相。格林维尔期造山作用起始于活动大陆边缘或岛弧环境下的岩浆增生,最后发展到陆陆碰撞,从而使印度、东南极西陆块和非洲的卡拉哈里克拉通拼合在一起,构成了罗迪尼亚超大陆的重要组成部分之一。普里兹带中的泛非期高级变质作用并不象前人认为的那样只发生在中低压麻粒岩相条件下,而是达到高压麻粒岩相,并具有近等温减压的顺时针P-T演化轨迹。格林维尔期变质先驱的普遍存在说明泛非期碰撞造山事件主要叠加在印度-南极陆块东缘的基底杂岩之上,所以其主缝合线的位置应该在现今普里兹带的东南方向,并可能向南极内陆延伸到甘布尔采夫冰下山脉。对不同类型岩石的精细定年揭示,普里兹带中泛非期造山作用过程从570Ma一直持续到490Ma,这与东非造山带的晚期碰撞阶段大致相吻合。因此,冈瓦纳超大陆的最后拼合可能是通过西冈瓦纳、印度-南极陆块和澳大利亚-南极陆块等三个陆块的近于同期碰撞来完成的。

我国首次开展南极普里兹带地质考察

在不久前结束的中国第21次南极科学考察中，来自中国地质调查局的3名科学家刘晓春、任留东、徐刚克服重重困难，在南极普里兹造山带圆满完成了野外科考和取样工作，为查明普里兹造山带的结构和物质组成、编制普里兹带1：50万地质图，打下了良好的基础。这不仅将填补南极地质调查和制图的空白，还将大大提高我国南极地质科研水平。

南极普里兹造山带性质及构造变形过程

南极大陆是世界上最古老的大陆之一，是冈瓦纳大陆的重要组成。第一次南极科学考察以来，中国地质科学院一直参加南极研究。目前为止，已有33人次参加了14次南极考察，其中2人进入南极内陆格罗夫山考察。经过几代科学家20多年的努力，取得了一系列成果。传统观点认为，东南极大陆是由太古宙陆核与围绕陆核的元古宙活动带组成，东冈瓦纳大陆在晚元古代格林威尔事件后完成统一大陆的构建。上世纪90年代初，在原属于环东南极格林维尔活动带的不同部位识别出一系列晚新元古一早古生代的泛非期（约500Ma）构造热事件，对传统的东南极大陆模式提出了挑战。其中，普里兹湾地区泛非构造热事件在最近几年的研究中被中国科学家证明向南延伸到南极内陆的格罗夫山一带，在东南极大陆内部形成了一条泛非期构造带。然而，普里兹带的构造属性一直受到研究者的争论。人们关注的焦点是这条泛非期普里兹构造带到底是一条陆内变形带？还是板块碰撞带？因为这个问题直接关系到东南极大陆的结构与形成时代，更关系到东冈瓦纳大陆形成演化过程的重建。2007年，“南极普里兹带1：50万地质图编制”与“南极埃默里冰架-格罗夫山综合地质调查与研究”课题组对普里兹带研究取得了重要进展：①完成了我国在南极的第一张中比例尺地质图，为普里兹构造带的研究、为探讨冈瓦纳大陆的重建，奠定了新的基础；②格罗夫山地区首次发现高压麻粒岩，根据石榴子石的化学环带和单斜辉石原始成分的恢复获得峰期变质条件为12．9-15．8kb、810-910℃，减压退变质条件为7．6-10．3kb、700-760℃，具有顺时针演化的P-T轨迹。SHRIMP锆石U-Pb定年揭示高压变质作用发生的时代为545-542Ma。这项成果首次为确认普里兹构造带为碰撞造山带提供了直接的岩石学证据；③普里兹构造带麻粒岩地体变质作用、花岗岩浆侵位构成的热事件经历了ITD＋IBC发展轨迹，也是大陆碰撞带的指示标志；④基本上确定了普里兹构造带构造格架与变形序列及演化过程；⑤发现格罗夫山地区大型低角度韧性剪切变形带，变形时代为530-480Ma；⑥格罗夫山地区NE-NNE向延伸的沟谷-纵岭地貌特征是由于晚中生代到新生代区域上蓝伯特裂谷发育过程中形成的。