显生宙碰撞造山带超高温变质作用的加热机制:来自二维数值模拟的约束

大量的岩石学证据表明:碰撞造山带中常发育900~1100℃的超高温变质作用。然而,碰撞造山带中如何出现如此极端的超高温条件仍然存在争议。为了更好地理解超高温变质作用加热机制和碰撞造山带中主要热源的相对贡献,我们建立了一系列高分辨率二维热-动力学模型,借此探讨了俯冲大陆岩石圈密度亏损程度、大陆地壳放射性生热率和大陆汇聚速率等因素对碰撞造山过程中超高温变质主要热源的影响。当大陆岩石圈密度亏损(Δρ=ρ软流圈地幔-ρ岩石圈地幔)大于50kg/m^(3)时,有利于发生大陆平板俯冲,软流圈地幔无法上涌为地壳物质提供热源;此时,具有较高放射性生热率(>3μW/m^(3))的地壳可以发生“浅俯冲-折返”型超高温变质作用。而当大陆岩石圈密度亏损小于10kg/m^(3)时,大陆上地壳在深俯冲阶段首先发生超高压榴辉岩相变质作用,随后伴随着大陆岩石圈地幔后撤和软流圈上涌,进而出现以异常高的地幔热流加热为主的“深俯冲-折返”型超高温变质作用。此外,较低的大陆汇聚速率(<1cm/yr)更有利于“深俯冲-折返”型超高温变质作用的产生。将数值模拟结果与特提斯构造域的变质岩石数据和地球物理观测进行对比,我们认为在现今板块构造体制下,由具有密度亏损程度较高的大陆岩石圈平俯冲有利于“浅俯冲-折返”型超高温变质作用的发生,而由密度亏损程度较低的大陆岩石圈俯冲可能导致“深俯冲-折返”型超高温变质作用的产生。

八里棚早白垩世花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征:对桐柏—大别造山带碰撞后岩浆作用的指示

后碰撞岩浆作用对研究大陆造山带构造的演化具有重要的意义。桐柏—大别作为典型的造山带,经历了完整的造山作用,并于中生代产生大规模的岩浆作用,对揭示桐柏—大别造山带的构造演化提供了有利条件。本文对桐柏—大别造山带八里棚花岗岩进行了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学分析。认为八里棚花岗岩为高钾钙碱性岩石,具有高SiO_(2)(76.85%~77.14%)、低MgO(0.08%~0.27%)、富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE)(如Th、K、Rb)、亏损高场强元素(HREE)(如Ti、Ta、Nb)的特征,同时具有明显的Eu负异常(δEu=0.43~0.67),低Sr(27.4×10^(-6)~61.1×10^(-6))低Sr/Y比值(2.93~7.29),指示八里棚花岗岩为非埃达克质花岗岩。八里棚花岗岩锆石U-Pb年龄为(128±2) Ma,对应桐柏—大别造山带垮塌晚期,指示其为造山带碰撞后减薄地壳部分熔融形成。综合前人研究资料,进一步揭示了桐柏—大别造山带由早期加厚的岩石圈地壳逐渐过渡晚期减薄的岩石圈地壳的构造体系转换过程。

安徽沿江地区中生代碰撞后到造山后岩浆活动和壳幔相互作用——来自火山-侵入杂岩和岩石包体的证据

安徽沿江地区地处长江深大断裂带的中部,构造上隶属由华北板块与扬子板块在 T_2—J_2发生陆-陆碰撞形成的大别造山带的前陆带。在 J_3—K_1时期,区内发生了岩石圈伸展减薄背景下的碰撞后到岩石圈拆沉背景下的造山后岩浆活动和相应的壳幔相互作用,形成了广泛分布的碰撞后到造山后火山-侵入杂岩组合。碰撞后岩浆活动大致发生在125～145Ma,铜陵地区辉长岩包体和大量堆积岩的形成标志着这一时期的开始,而富碱岩浆岩的形成标志着这一时期的结束。在这一时期形成的岩石中,繁昌盆地中的中分村组和赤砂组火山岩以及南部侵入岩属于碰撞后岩浆岩组合中的过铝质的长英质岩套;由中部铜陵地区的中酸性侵入岩和北外带侵入岩等构成的中钾-高钾钙碱性岩系和由铜陵地区的中基性侵入岩、庐枞盆地龙门院组和砖桥组火山岩、宁芜盆地龙王山组和大王山组火山岩以及沿长江两岸呈 NE 方向分布的富碱岩浆岩构成的橄榄安粗岩系属于碰撞后岩浆岩组合中的准铝质的镁铁质-长英质火成岩岩套。造山后岩浆作用大致发生在105～125Ma。宁芜地区辉长岩的侵入标志着这一时期的开始,而宁芜和庐枞地区过碱性岩的形成标志着这一时期的结束。在这一时期形成的岩石中,由繁昌盆地蝌蚪山组火山岩和庐枞盆地双庙组火山岩以及宁芜盆地辉长岩侵入体组成的碱性岩系和由庐枞盆地浮山组火山岩和宁芜盆地娘娘山组火山岩组成的过碱性岩系属于造山后碱性-过碱性火成岩岩套。与碰撞后到造山后岩浆活动相对应,在安徽沿江地区中生代发生了两期壳幔相互作用。其中早期壳幔相互作用表现为起源于岩石圈地幔上部圈层的底侵玄武岩浆与中下地壳间强烈的相互作用,而晚期壳幔相互作用表现为起源于岩石圈地幔下部圈层的玄武岩浆与中下地壳间微弱的相互作用。

交代地幔源区与造山带铜镍成矿作用

造山带具有复杂的动力学环境、俯冲交代历史和热力学状态,其地幔源区物质组成、熔融机制和岩浆产物明显不同于地幔柱和大陆裂谷带,因此造山带环境中与镁铁-超镁铁质岩浆有关的铜镍成矿作用有别于板内环境。本文综述了交代地幔源区与造山带铜镍成矿关系的新进展,重点聚焦于:(1)岩石圈与软流圈的贡献。成矿岩浆来源于上涌的软流圈驱动交代岩石圈地幔不同程度的混合熔融,其中后俯冲阶段岩浆产物的成矿作用最为普遍、规模最大;岩石圈地幔经历不同比例俯冲板片沉积物熔体(富钙沉积物)和低温蚀变洋壳流体交代,具有显著的富挥发分和碳酸盐特征。(2)幔源岩浆氧化还原状态对成矿的约束。显生宙造山带成矿初始岩浆(硫化物未发生饱和)可能普遍为氧化性岩浆,岩浆体系硫化物饱和前后存在氧逸度骤降,导致岩浆体系硫化物饱和时硫的溶解度呈指数级下降,直接触发硫化物熔离,或者为达到熔离创造低的硫溶解度条件,其中岩浆还原作用由碳质物在岩浆期的有效混染造成。(3)挥发分对岩浆硫化物的运载汇聚。挥发分显著降低熔体粘度,从而减小粘滞阻力对岩浆超压的消耗;岩浆在上侵减压过程中挥发分能够发生出溶-成核作用,形成大量低密度气泡并与硫化物液滴形成复合液滴,促进硫化物液滴聚结,提高其成矿元素含量,并向上输运硫化物。总之,全球部分典型铜镍成矿省与交代地幔时空耦合关系表明,地幔具交代属性可能一定程度上促进了岩浆硫化物成矿。尽管交代地幔对造山带铜镍成矿的贡献方面取得了诸多重要进展,但前寒武造山带幔源岩浆氧化还原状态对成矿的影响、造山带镍铜钴成矿多样性、经历不同交代作用的地幔源区熔融过程中亲铜元素的行为机制、壳幔圈层内挥发分循环对亲铜元素迁移-富集的控制作用等领域仍需深入研究。

内蒙古阿拉善北部地区碰撞期和后造山期岩浆作用

本文重点研究内蒙古阿拉善北部地区塔里木板块与华北板块碰撞期及后造山期的岩浆作用。发生于251.3 Ma左右的热事件是碰撞期Cs型岩浆作用,仅分布于缝合线之北,其产物不是典型的S型花岗岩。岩体中片麻理构造及围岩中的透入性劈理是同碰撞期造山作用的构造形迹。发生于228 Ma左右的热事件是后造山期A型岩浆作用,源岩是下地壳物质,按源岩差异研究的A型花岗岩分为As型和Ai型。前者受陆壳中沉积物混染较强,而后者受地幔物质混合作用较强。

中甸弧碰撞造山作用和岩浆成矿系统

中甸弧位于西南三江构造火成岩带义敦岛弧的南端 ,它的演化经历了洋壳俯冲 ( 2 10～ 2 3 5Ma)、陆陆碰撞 ( 80～ 88Ma)和陆内汇聚 ( 2 8Ma)三大造山作用。在俯冲造山作用中产生了浅成 超浅成斑、玢岩 ,并发育了与之有关的斑岩型、夕卡岩型、浅成低温热液脉型铜多金属矿床。在碰撞造山作用中形成了与后造山黑云母花岗岩和与之有关的蚀变花岗岩型、石英脉型钨 钼矿床。在陆内汇聚造山作用中产生了深源正长岩类和与之有关的斑岩型金矿。火成岩类型和成矿作用的多样化表明 。

南祁连造山带新元古代后碰撞岩浆作用:年代学和地球化学证据

南祁连造山带南缘乌北地体中的柯柯沙花岗岩岩浆作用记录了中国西北部响应全球Rodinia超大陆汇聚过程中长时间的后碰撞花岗岩岩浆作用历史。柯柯沙花岗闪长岩和二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得其锆石结晶年龄分别为(861±9)^(863±4)Ma和(827±6)^(830±8)Ma,变质锆石年龄为(463±3)Ma。结合先期获得的年龄数据,柯柯沙花岗岩体可能为约860 Ma和810~830 Ma的两阶段岩浆作用产物。花岗闪长岩和二长花岗岩分别呈弱过铝质和弱—强过铝质的高钾钙碱性S型花岗岩特征,其岩浆形成于后碰撞阶段的伸展构造环境,源区岩石主要为变质杂砂岩,岩浆部分熔融温度约为800℃,压力在0.9~1.4GPa之间。综上所述,乌北地体主碰撞阶段结束于860 Ma之前。

青藏高原碰撞造山带:I.主碰撞造山成矿作用

大陆碰撞与成矿作用是当代成矿学研究的重要前沿。与板块构造成矿作用研究相比,大陆碰撞造山带的成矿作用研究则明显薄弱。文章以青藏高原主碰撞带为对象,研究了印度—亚洲大陆主碰撞过程与区域成矿作用的耦合关系,并初步建立了主碰撞造山成矿模型。研究表明,印度—亚洲大陆主碰撞始于65Ma,延续至41Ma,形成了以藏南前陆冲断带、冈底斯主碰撞构造_岩浆带和藏北陆内褶皱_逆冲带为特征的青藏高原碰撞造山带主体。伴随陆_陆碰撞,在冈底斯带相继发育①壳源白云母花岗岩_钾质钙碱性花岗岩组合(66～50Ma)、②+εNd花岗岩_辉长岩组合(52～47Ma)和③幔源玄武质次火山岩_辉绿岩脉组合(42Ma),以及大面积分布的巨厚(5000m)的林子宗火山岩系(65～43Ma),反映深部相继发生大陆碰撞和板片陡深俯冲(65～52Ma)→板片断离(52～42Ma)→板片低角度俯冲(<40Ma)等重要过程。在主碰撞期,初步识别出4个重要的成矿事件:①与壳源花岗岩有关的Sn、稀有金属成矿事件,在藏东滇西形成腾冲Sn、稀有金属矿集区;②与壳/幔花岗岩有关的Cu_Au_Mo成矿事件,在冈底斯南缘形成长达百余公里的Cu_Au矿化带;③与碰撞造山有关的剪切带型Au成矿事件,沿雅鲁藏布江缝合带分布,形成具有较大成矿潜力的Au矿化带;④与挤压抬升有关的Cu_Au成矿事件,形成以雄村大型铜金矿为代表的斑岩型/浅成低温复合型Cu_Au矿床。在综合研究基础上,初步建立了大陆主碰撞造山区域成矿模型。

大别造山带燕山期造山作用的岩浆岩石学证据

在区域地质填图基础上研究了大别地区燕山期岩浆岩,重新划分了该区燕山期岩浆作用期次,发现大别地区在燕山期存在一个完整的造山岩浆旋回。首次提出本区燕山晚期岩浆岩为双峰式组合,与燕山早期岩浆岩属高钾钙(碱)性-钾玄岩组合一起构成一个从挤压到伸展的造山岩浆旋回,成为燕山期造山的重要佐证。岩浆岩成因特点揭示出本区的岩石圈结构在燕山期存在一个从双倍陆壳到正常陆壳的过程,深部地质过程则是底侵作用和拆沉作用的继续。

中央碰撞造山带中两期超高压变质作用来自含柯石英锆石的定年证据

沿中央造山带存在一条巨大的超高压变质带,其西起阿尔金—祁连,往东经秦岭,延至大别—苏鲁,全长超过4000 km。柴北缘片麻岩中含柯石英锫石的SIMS离子探针原位微区U-Pb定年获得超高压变质年龄452±13.8 Ma。锆石的退变质年龄419±6.7 Ma。SHRIMP U-Pb定年获得秦岭含金刚石片麻岩中锆石的下交点年龄502±45 Ma,上交点年龄1545±100 Ma,认为前者代表超高压变质年龄,后者为原岩岩浆锆石年龄;获得榴辉岩锆石的上交点年龄1381±82 Ma和下交点493±170 Ma,认为上交点代表榴辉岩原岩年龄,下交点代表超高压变质年龄;获得江苏东海县青龙山榴辉岩含柯石英等超高压矿物锆石的年龄为441±9 Ma,449±9 Ma,和442±9Ma,平均444±9 Ma,核部含斜长石+磷灰石锆石年龄为761±13 Ma,认为前者代表超高压变质年龄,后者代表榴辉岩原岩结晶年龄。认为中国中部沿中央造山带中存在两期超高压变质作用,第一期为加里东期,第二期为印支期,两期超高压变质事件在时空分布方面是不同的,加里东期超高压变质事件由西部阿尔金—柴北缘延至东部大别—苏鲁,印支期超高压变质事件没有在大别以西发现。认为中央造山带应是一个多期活动的造山带,较早形成罗德尼亚大陆的格林威尔造山运动可能留下了10亿年左右的构造岩浆事件记录。

软碰撞、叠覆造山和多旋回缝合作用

软碰撞是指陆块间，主要是微陆块间的弱碰撞。软碰撞后，陆块间尚未焊合，处于"联而不合"的状态。在新的构造阶段，这些陆块间又可再一次挤压和地壳缩短，发生大陆壳的消减造山作用，使一个大陆的大陆壳叠覆在另一个大陆的大陆壳之上，这就是陆一陆叠覆造山作用。东亚诸陆块在古生代软碰撞后，曾长期处于"联而不合"的状态，只有再经过华为西、印支、燕山多旋回的陆-陆叠覆和走滑-挤压造山作用之后，它们才在动力学上最终焊合为一体，即经历了多旋回的缝合作用才合为一体。

大兴安岭中生代伸展造山过程中的岩浆作用

概括地介绍了大兴安岭中生代伸展造山过程，重点讨论了晚中生代火山岩、深成岩的岩石学及同位素地球化学特征：存在一套板内拉张环境下的Ａ 型花岗岩，火山岩为一套钾质粗面质岩石，大多数花岗岩和火山岩具有低的Ｎ（８７Ｓｒ）／ Ｎ（８６Ｓｒ） 值（０７０４ ～０７０８） 和正的ε（Ｎｄ ，ｔ） （１ ～４） 值，据此认为这是底侵作用形成的一套壳 幔混熔岩浆的产物，结合岩浆喷发与侵位过程中的伸展构造分析，认为这是大陆内部伸展造山的重要证据。此外，笔者还在该区发现早中生代的一套幔源镁铁质堆晶岩和侵入岩、早 中侏罗世及早白垩世的基性岩墙群、早白垩世（１３０ ～１２０ Ｍａ） 超基性的角闪岩、玻基橄辉岩和碱性橄榄玄武岩。由此可以证明，大兴安岭晚中生代的花岗岩 火山岩活动只是伸展背景下的岩浆演化的一个阶段。

新疆黄山—镜儿泉铜镍成矿带岩浆作用与区域走滑构造的关系

中国产于造山带的铜镍硫化物矿床占有非常重要的地位,例如中亚造山带南缘的一系列矿床及近年来东昆仑造山带发现的夏日哈木超大型镍钴矿床,其探明的镍金属总储量超过300×104 t,约占中国镍金属总储量的1/3,也是世界上造山带发现这类矿床最多的国家。为什么在造山带也能够形成大型—超大型铜镍硫化物矿床?与其相关的大规模幔源岩浆作用有什么特点,发生在造山带构造演化的哪个阶段?是什么机制导致了这样剧烈的镁铁质岩浆作用?对这些关键问题的认识还很模糊。以大中型铜镍硫化物矿床分布最为集中的新疆北天山黄山—镜儿泉成矿带为例,在对国内外研究成果综合归纳和分析的基础上,对上述问题进行探讨。结果表明:准噶尔—哈萨克斯坦地块与塔里木地块碰撞过程中伴随区域性右行走滑,加剧了俯冲洋壳断离和软流圈上涌,并为源自软流圈及交代地幔部分熔融的镁铁质岩浆上侵提供了良好的通道,这些作用的相互叠加为黄山—镜儿泉成矿带的形成创造了很好的条件。

川西喜马拉雅期碰撞造山带岩浆碳酸岩的地幔源区特征——Pb-Sr-Nd同位素证据

对形成于大陆碰撞带内的川西碳酸岩进行了详细的Pb-Sr-Nd同位素分析。结果表明,川西碳酸岩具有非常负的ε_(Nd)值(-3．2～-18．7)和高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_i值(0．706020～0．707923),以及较宽的^(207)Pb/^(204)Pb值(15．362～15．679)和^(208)Pb/^(204)Pb值(38．083～39．202)的特征,明显不同于世界上由非造山作用形成的碳酸岩。它们的Sr-Nd、Pb-Pb、Sr-Pb和Nd-Pb同位素特征表明大多数碳酸岩来源于EMⅠ与EMⅡ之间的一种混合地幔,与元古宙不同质量比的深海/陆源沉积物和下覆的似MORB由俯冲作用引起的洋壳的再循环有关,而少数碳酸岩则受到地壳物质混染的结果。此外,通过动力学背景分析可以得出,富集地幔EMⅠ与EMⅡ之间的熔融产生了川西碳酸岩以及同时代的富钾岩浆岩,这种熔融可能是由于印度大陆板片与扬子大陆板片俯冲引起的新生代软流圈物质的上涌产生的,并发生于青藏高原东缘始新世—渐新世分界线的从转换压扭变形向转换张扭变形的转变过渡的构造背景下。

滇西北北衙金多金属矿田的成岩成矿作用：对印-亚碰撞造山过程的响应

北衙金多金属矿田是藏东-金沙江-哀牢山新生代富碱斑岩成矿带中南段的代表性矿床之一,发育一个与富碱斑岩密切相关的金多金属成矿系统。本文较为系统地分析了矿田内的成岩成矿作用特征及其演化过程,并探讨其与印-亚碰撞造山过程的响应关系。富碱斑岩具有埃达克岩的地球化学亲合性,其源区是喜马拉雅期印-亚碰撞造山造成的软流圈向东挤出汇聚使大规模走滑断裂活化,诱发玄武质下地壳部分熔融的壳幔过渡层,成岩年龄可分为第一期(65～59Ma)、第二期(36～32Ma)、第三期(26～24Ma)和最晚期(3.8～3.6Ma)等4期,其中第二、三期与富碱岩带北段的两期岩浆集中活动时期基本吻合,形成的斑岩对金多金属成矿较为有利。区内金多金属矿床可划分为三个矿床类型和七个矿床亚类,即与喜马拉雅早—中期斑岩有关的金多金属矿床(Ⅰ),包括接触带夕卡岩型、斑岩型和热液充填型(及熔浆型)金多金属矿床;与喜马拉雅第三期斑岩有关的金多金属矿床(Ⅱ),包括爆破角砾岩型和叠加热液改造型金多金属矿床;以及与喜马拉雅期表生作用有关的风化堆积型金矿床(Ⅲ),包括古砂矿型和红色粘土型金矿床。Ⅰ、Ⅱ类型矿床受富碱斑岩及伴生的 NE 到 NNE 向断裂控制,赋存于富碱斑岩体内、内外接触带及其附近围岩的层间破碎带或构造裂隙带中,在成因和空间上与斑岩及隐爆角砾岩等密切有关。成矿物质和成矿流体主要来源于地幔,围岩地层只是提供了成矿的空间,不同类型的矿体之间呈"贯通式"的时间和空间关系,构成了一个统一的喜马拉雅期富碱斑岩-热液型金多金属成矿系统。先期形成矿床明显受后期岩浆热液的叠加改造,但矿化分布和成矿元素组合仍表现为以斑岩为中心,存在 CuAu(Mo)多金属→FeCuAuPbZn 多金属→AuPhZnAg 多金属的分带特征。从最早期含金铁矿床形成之后,原生金矿的次生富集和表生成矿作用就已开始,并形成不同成因类型的风化-堆积型金矿床。其中,古红色粘土型金矿床的成矿主要发生在始新世到渐新世,河-湖相古砂金矿床形成于23～5Ma 期间,红色粘土型(残坡积型)金矿床可从始新世一直延续至今。通过与区域斑岩成岩成矿演化时序的对比,提出与藏东-金沙江-哀牢山斑岩成矿带上的众多矿床一样,北衙矿田内的成岩成矿作也是喜马拉雅期印-亚陆陆碰撞造山带成岩成矿作用在东南缘构造转换带的远程效应,记录了印-亚大陆碰撞造山的详细过程。因而,该矿田深部及外围地区,仍存在巨大的找矿潜力。盐源-丽江断裂带可能也是一务与藏东-金沙江.哀牢山斑岩成矿带联系密切而又相对独立的富碱斑岩成矿带。

造山后构造岩浆作用研究评述

综合造山后岩浆作用的主要岩石学特征包括 :a、双峰式火山岩组合 ;b、高钾钙碱性甚至钾玄岩系列 ;c、巨量花岗岩。由于其熔融源区受到早期的陆 /洋壳俯冲作用的影响 ,它们在地球化学特征上总体表现出类似岛弧型火山岩的微量元素特征。如LILE ,LREE富集和HFSE亏损 ;但比岛弧型火山岩具有更高的K2 O +Na2 O含量、ω(Fe2 O3 +FeO) /ω(MgO)和ω(K2 O) /ω(Na2 O)比值以及较高的Sr含量和Zr/Y比值。其Sr-Nd同位素比MORB和OIB富集。这些特征表明同位素组成受控于LILE、LREE富集作用的时间和俯冲地壳的性质。在岩石成因方面 ,造山后岩浆作用的源区受到了年青地幔或地壳组分的改造 ,其岩浆形成机制与深大断裂的大规模走滑作用和造山后岩石圈的伸展 -减薄作用密切相关。

喜马拉雅碰撞造山作用与(超)大型矿集区的形成:科学问题与思考

青藏高原及邻区是中国唯一的一块具有世界规模级的成矿富集区 ,迄今所发现的大型、超大型矿床 /矿集区 ,在时间抑或空间上均与喜马拉雅碰撞造山作用有着密切的联系 ,反映了与喜马拉雅碰撞造山作用过程相伴随的青藏高原周边及内部岩石圈薄弱地带的壳幔置换过程、层圈交换作用、流体活动及其地球化学分馏过程 ,是控制大型、超大型矿床 /矿集区形成的主要因素。青藏高原成矿大陆动力学研究是阐明该区矿产资源分布规律和进一步发现大型、超大型矿床 (矿集区 )

碰撞造山作用期后伸展体制下的成矿作用——以小秦岭金矿集中区为例

小秦岭在中生代期间经历了强烈的构造活动变迁,区域构造体制由挤压向伸展过渡,并最终在伸展体制下于晚燕山期形成小秦岭变质核杂岩,其深部过程为中国东部大陆岩石圈拆沉作用而引起软流圈物质上涌。小秦岭是中国重要的金矿集中区,主要产出3种类型的金矿床,其空间分布规律和成矿时代特征表明,本区金的成矿作用奏始于碰撞造山作用的后期,主成矿期发生在造山作用期后以伸展体制为主导的晚燕山期。碰撞造山带在造山作用期后常常发育伸展构造,伸展体制下的变形变质演化和多源流体活动使大规模成矿作用成为可能。

大别地区的变质作用及与碰撞造山过程的关系

大别造山带从南到北可分为 5个变质构造单元 :扬子北缘蓝片岩带、宿松变质杂岩带、南大别碰撞杂岩带、北大别变质杂岩带和北淮阳变质带。各个变质构造单元中不同岩石的变质作用可划分为 3种类型 :( 1 )超高压型。以含柯石英 (及金刚石 )的榴辉岩为代表 ,仅见于南大别碰撞杂岩带中。这类岩石的 PT轨迹反映洋壳 B型俯冲的特点。 ( 2 )高压型。见于大别山南部的蓝片岩带、宿松变质杂岩带和南大别杂岩中的变质沉积岩及部分片麻岩中 ,与扬子陆壳的 A型俯冲有关 ,由南向北变质作用的 PT条件递增 ,反映陆壳俯冲作用的方向及不同深度。 ( 3)中低压型变质作用。在大别造山带广泛分布 ,与大规模的碰撞作用形成的地壳加厚区出现的热松弛效应有关。变质程度以北大别变质杂岩带最高 ,为角闪岩相 (局部出现麻粒岩相 ) ,向南和向北都有规律地递减为绿帘角闪岩相和绿片岩相 ,不同变质相带之间的界线与晚期走滑和滑脱断层一致。这期变质作用不同程度地改造了早期的高压、超高压变质岩。南大别碰撞杂岩带至少由这 3种不同变质历史或 PT轨迹的岩石混杂而成。大别地区的这 3类变质作用以及变质带的分布记录了大别造山带从洋壳 B型俯冲→陆壳 A型俯冲→陆壳碰撞推覆→隆起滑脱的演化历史。

喜马拉雅碰撞造山带新生代地壳深熔作用与淡色花岗岩

自从印度-欧亚大陆碰撞以来,伴随着构造演化和温度-压力-成分(P-T-X)的变化,喜马拉雅造山带中下地壳变质岩发生不同类型的部分熔融反应,形成性质各异的过铝质花岗岩。这些花岗岩在形成时代、矿物组成、全岩元素和放射性同位素地球化学特征上都表现出巨大的差异性。始新世构造岩浆作用形成高Sr/Y二云母花岗岩和演化程度较高的淡色花岗岩和淡色花岗玢岩,它们具有相似的Sr-Nd同位素组成,是碰撞早期增厚下地壳部分熔融的产物。渐新世淡色花岗岩主要为演化程度较高的淡色花岗岩,可能指示了喜马拉雅造山带的快速剥露作用起始于渐新世。早中新世以来的淡色花岗岩是喜马拉雅造山带淡色花岗岩的主体,是变泥质岩部分熔融的产物,包含两类部分熔融作用——水致白云母部分熔融作用(A类)和白云母脱水熔融作用(B类)。这两类部分熔融作用形成的花岗质熔体在元素和同位素地球化学特征上都表现出明显的差异性,主要受控于两类部分熔融作用过程中主要造岩矿物和副矿物的溶解行为。这些不同期次的地壳深熔作用都伴随着高分异淡色花岗岩,伴随着关键金属元素(Nb、Ta、Sn、Be等)的富集,是未来矿产勘探的重要靶区。新的观测结果表明:在碰撞造山带中,花岗岩岩石学和地球化学性质的变化是深部地壳物质对构造过程响应的结果,是深入理解碰撞造山带深部地壳物理和化学行为的重要岩石探针。