南苏鲁超高压变质地体中罗迪尼亚超大陆裂解事件的记录

#M <%=>4?@A?B 年代学测试样品的岩相学特征 CM 地质背景
苏鲁高压A超高压变质带呈 NOA<P 走向， 宽 !,D 公里， 长 Q1D 公里， 北界以五莲A烟台断裂与北中国板块的莱阳白垩纪 盆地为邻， 南界以嘉山A响水断裂与扬子板块相连， 西界以郯 。地表地质调查、 考察及钻 庐断裂与北中国板块相隔 （ 图 !） 孔的研究已揭示了超高压变质单元的组成岩石类型包括石 榴石橄榄岩、 石榴石辉石岩、 榴辉岩、 多硅白云母石英片岩、 硬玉石英岩、 蓝晶石多硅白云母片岩、 石榴石多硅白云母片 岩、 蓝晶石 石 英 岩、 含 绿 辉 石 大 理 岩 及 各 类 正、 副片麻岩 （ 张泽明等， CDD# ） 。在苏鲁超高压变质地体中， 大量榴辉岩 和超基性岩呈大小不一的透镜状及团块状夹在大面积分布 的围岩—变质表壳岩和花岗质片麻岩中， 南苏鲁地区三维空 间 （ !1DDD(7# ） 的表壳岩锆石中发现大量的柯石英及其它相 伴生的超高压变质矿物包体， 证明大量物质曾经历了超高压 变质作 用 （ R C+ ,ST&，R $1DU ） 。 （ 895 V5W&9 !" #$+ ，!""" ， CDDD ， CDD! ， CDD ， CDD# ， CDDF ） 。 苏鲁高压A超高压变质带的基本构架由北部超高压叠置 岩片与南部的高压叠置岩片组成， 超高压叠置岩片又分为东 海超高压表壳变质岩叠置岩片和临沭超高压花岗质片麻岩 #+ CM 石榴石角闪岩的岩相学特征 测试样品（ 样品号：YC$!F=!,Q?,V；深度：1D,F+ "D7 ） 的岩性为石榴石角闪岩。该类岩石的岩心呈绿黑色， 它形粒 状柱状变晶结构， 块状或弱片麻状构造。矿物组成主要为角 #+ !M 榴辉岩的岩相学特征 测试样品（ 样品号：Y1C,=#,"?!’:；深度："$#+ C!7 ） 的岩性为石英金红石榴辉岩。该类岩石的岩心比较新鲜， 它 形粒状变晶结构， 块状构造。矿物组成为石榴石 Z 绿辉石 Z 石英 Z 金红石。其中金红石呈它形粒状， 均匀分布于基质 中。部分石榴石和绿辉石晶体边缘已转变为细小粒状、 蠕虫 状角闪石 Z 斜长石等矿物。此外， 该类岩石含有少量的锆 石， 常以包体的形式赋存于石榴石等矿物晶体中。 共采集 $ 件样品来自中国大陆科学钻探主孔 --<K 主孔 岩心， 用于 <%=>4? @A?B 年代学测试， 其中 ! 件榴辉岩、 !件 斜长角闪岩、 # 件副片麻岩和 ! 件花岗质片麻岩， 代表性岩石 样品的岩相学特征分述如下：
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;1)% @")(’.’9-1% <-,-1%! 岩石学报
南苏鲁超高压变质地体中罗迪尼亚超大陆裂解事件 的记录
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许志琴! 刘福来! 戚学祥! 张泽明! 杨经绥! 曾令森! 梁凤华 "# $%&’&(，)*# +,)-&，’* ",."&-(/，$0123 $.4&(/，5123 6&(/7,&，$823 )&(/7.( -(9 )*123 +.(/0,中国地质科学院地质研究所 国土资源部大陆动力学重点实验室，北京! :;;;<= !"# $%&’(%)’(# *’( +’,)-,",)%. /#,%0-12， 3-,-2)(# ’* $%,4 %,4 5"2’61"2， 7,2)-)6)" ’* 8"’.’9#， +:-,"2" ;1%4"0# ’* 8"’.’9-1%. <1-",1"2， ="->-,9 :;;;<=， +:-,% >;;? ?;@ ?:A 收稿， >;;? ?;@ ? >A 改回 B
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%&"# ’!"()$)*+&# ,+-+&#M 岩石学报 CDD$ ， CC （Q）
!""# ， !""$ ；%&’()* !" #$+ ，!"", ；-./0 !" #$+ ，!""1 ；-./0， !""$ ；-2&3&0/&’ !" #$+ ，!""$ ；4&*56&7& !" #$+ ，!"", ；89 !" #$+ ， !""# ，:7); !" #$+ ， !""$ ） 。利用锆石微区矿物包体的激 光拉曼和阴极发光测试以及相应的 <%=>4? @A?B 精确定年 结果表明， 苏鲁地区超高压副片麻 岩 的 形 成 年 龄 为 CCD E C#F4&， 折返年龄为 CDC E C!"4&；超高压花岗质片麻岩形成 年龄为 CCF E CFC4&， 折返年龄为 CD" E C!"4& （ 刘 福 来 等， CDD# ） ， 说明超高压片麻岩类岩石的俯冲和折返时限几乎相 同。研究还 表 明， 高压变质带岩石的峰期变质年龄大于 C1,4&， 起始折返年龄为 C1, E CFD4&， 表明高压变质岩石的 折返年龄比超高压变质岩石早 #D E FD4&。为此作者曾提出 一个新 的 多 重 性 分 片 俯 冲 与 折 返 模 式 （ G5H29I9/ !" #$+ ， CDD1 ） 。 大别A苏鲁的高压A超高压变质岩的同位素定年还表明高 压A超高压变质岩的原岩形成于新元古代 （ :7); !" #$+ ， !""$ ； %&’2)*!" #$+ ， !"", ；J2)/0 !" #$+ ， CDD# ， CDDF ） 。位于南苏鲁 东海县的中国大陆科学钻探主孔 （ --<KA4%， 深度 1!F,7） 中 的正、 副片麻岩的原岩形成时代也被确定为新元古代 （ 895 !" #$+ ， CDD# ， CDDF ） 。为了探讨苏鲁高压A超高压变质地体的形 成演化历 史， 有 必 要 对 苏 鲁 前 高 压 A超 高 压 变 质 事 件 的 历 史— — —包括变质基底岩石的形成及其构造环境、 主要构造事 件的时限等问题进行深入的研究。本文通过南苏鲁超高压 变质带 不 同 地 区 超 高 压 变 质 岩 石 的 锆 石 <%=>4? @ L ?B 定年， 结合区域构造背景、 不同类型超高压变质岩石的原岩 特征研究， 揭示南苏鲁超高压变质带的变质基底性质， 以及 所经历的罗迪尼亚超大陆裂解事件的反响。
（ 编 号 @;<]]:@< ） 、 中 国 大 陆 科 学 钻 探 工 程、 国家重点基础研究发展规划项目 （ 编号 ! 本研究得到国家 自 然 科 学 基 金 重 大 项 目 >;;<V\=:?A;> ） 和国土资源部科技项目 （ 编号 >;;>>;= ） 的资助S 第一作者简介：许志琴，女， :]@: 年生，留法博士，中国科学院院士，中国大陆科学钻探首席科学家，主要从事显微构造、 大地构造和 大陆动力学研究，8UM-&H：Q[_‘ NNI9S N(
向 <O 缓倾， 并在北西部 叠置岩片， 面理总体走向为 NOA<P， 构成背形构造。构造单元与变质岩石序列分布具一致性。 在南苏鲁地区划分了 !! 个构造叠置岩片， 岩片之间的 !! 条 边界均为具有自 <O 向 NP 剪切指向的韧性逆冲型剪切带 （ KV! " KV!! ） ， 横穿苏鲁超高压变质带的地震反射剖面 （ 杨文采等， !""" ） 揭 示 了 苏 鲁 高 压 A超 高 压 变 质 带 的 构 造 产出呈向上拱起的挤出纳布体 （ 推覆体） 构造样式 （ 许志琴 等， CDD$ ） 。 位于超高压变质叠置岩片南部毛北榴辉岩体上的中国 大陆科学钻探主孔 （ --<KA4%， 1!F,7 ） 揭示了 Q 个岩性段： 第一 岩 性 段 为 金 红 石 榴 辉 岩 夹 石 榴 石 橄 榄 岩 岩 性 段 （ D E Q1D7） ；第二岩性段为副片麻岩夹少量榴辉岩和石榴石 橄榄岩透镜体岩性段 （ Q1D E !!!# 7） ；第三岩性段为花岗质 片麻岩段 （ !!!# E !$DD7） ；第四岩性段为多硅白云母榴辉岩 段 （ !$DD E CDFD7 ） ；第 五 岩 性 段 为 花 岗 质 片 麻 岩 岩 性 段 （ CDFD E C$1D7） ；第六岩性段为副片麻岩夹榴辉岩 （ C$1D E #D"D7） 岩性段；第七岩性段为花岗质片麻岩夹少量榴辉岩 岩性段 （ #D"D E 1!F,7 ） 。其中第二岩性段和第六岩性段为 韧性逆冲型剪切带， 其由弱能干性的副片麻岩夹强能干性的 榴辉岩、 超基性岩及花岗质片麻岩透镜体与条带组成， 具有 向 NP 的剪切指向， 并向 NP 方向延至地表 （ 图 C） （ 许志琴 等， CDDF ） 。第七岩性段相当于临沭超高压花岗质片麻岩叠 置岩片的物质组分 （ 图 C） 。在 --<K Xபைடு நூலகம்4% 的 1!1,7 岩心中 除石榴 石 橄 榄 岩 段 外 均 在 锆 石 中 发 现 柯 石 英 矿 物 包 体 （ 895 V8 !" #$+ ， CDDC ， CDDFB）。
:! 引言
为中国东部郯庐大断裂所错位的大别U苏鲁高压U超高压 变质地体一直被认为是三叠纪北中国和扬子板块俯冲U碰撞
大陆地壳， 它们曾经快速俯冲到 :;; 公里以上的深度， 而后 又快速折返到地表 （ VF(/ \)，:]]?S )&F, 63 ") %.S ，:]]Y ） 。 研究表明， 大别U苏鲁超高压变质时代主要为印支期 （ >;; Z >@;4- ） （ )& ") %.S ，:]Y] ， :]]< ，:]]@ ， >;;; ； 1M.I ") %.S ，