大陆俯冲带超高温麻粒岩相变质作用研究：大别-苏鲁造山带为例

Ultrahigh-temperature (UHT) metamorphism is now regarded as a pivotal frontier topic after ultrahigh-pressure (UHP) metamorphism during orogeny. The UHT metamorphism in the continental subduction is crucial for understanding the continental interfacial interaction and subduction process, yet the system is poorly understood. Here this proposal focuses on the Triassic UHT metamorphic rocks in the Dabie-Sulu orogen, in order to provide insight into the thermal structure and thermal evolution along the continental subduction interface. By geological field work, petrology, mineralogy, calculation of phase equilibrium, elemental and isotopic geochemistry, we will study: (1) how to recognize the UHT granulite-facies metamorphism in the ortho-metamorphic rocks such as TTG and gabbro rocks; (2) how to directly provide a powerful tool to establish age and duration of the UHT granulite-facies metamorphism; and (3) how to confirm the tectonic attribution of the UHT metamorphic rocks, e.g., which belongs to the subducted slab or the overlying one, and whether they have underwent UHP metamorphism or not. We hope our studies in this proposal can contribute to understanding the deep crustal structure, crust-mantle interaction, and thermal evolution in the continental subduction zones.

对造山带超高温变质作用的研究，已成为国内外变质地质学领域继超高压变质作用研究之后的另一个重要地学前沿课题。造山带超高温变质作用的研究，对更好地认识大陆板块界面相互作用与俯冲带过程至关重要，但这一关键的科学问题一直没有明确的认识。本项目拟以大别-苏鲁造山带经历三叠纪超高温变质作用的岩石为研究对象，进行系统的野外地质、精细的岩石学、原位的矿物年代学以及元素和同位素地球化学，结合矿物包裹体和相平衡模拟等研究，识别正变质岩的超高温麻粒岩相变质作用的特征和标志；精确厘定超高温变质作用的时代和持续时间；确定发生超高温变质作用岩石的构造属性，进而探讨大陆俯冲带热结构和热演化机制。通过本项目研究，将为认识和理解大陆造山带深部地壳的结构、组成和状态，壳幔相互作用过程，以及板块汇聚过程与造山带动力学演化提供重要的科学依据。

大陆碰撞造山带中发育的超高温麻粒岩相变质作用，对更好地认识大陆板块界面相互作用与俯冲带过程至关重要。大别-苏鲁造山带是典型的大陆碰撞造山带，本项目从该造山带中识别出与大陆俯冲碰撞相关的高温-超高温麻粒岩相变质作用，获得以下主要成果：(1) 在北大别地体，识别出深俯冲陆壳折返过程中的超高温麻粒岩相变质作用，为理解大陆俯冲带热形成机制提供关键的科学依据；(2) 在苏鲁超高压地体威海地区，识别出古元古代泥质麻粒岩和三叠纪流体叠加改造，为理解造山带物质组成和热演化特征提供关键的科学制约；(3) 在苏鲁超高压地体，识别出深俯冲陆壳折返过程中的深熔作用，揭示了大陆俯冲带超高温变质作用与深熔作用的内在联系。通过上述研究，为认识和理解大陆造山带深部地壳的结构、组成和状态，以及板块汇聚过程与造山带动力学演化提供重要的科学依据。