Question

造山变质作用的一般特征

Answer 1

这类变质作用广泛分布于前寒武纪结晶基底和显生宙造山带，面积常达数千乃至数万平方千米，是一般文献中区域变质作用的同义语。其发育的构造环境包括板块边缘的弧－沟带、活动陆缘、大陆碰撞带、陆内拉张–聚合带等。太古宙面型产状的大面积变质地体则可能与地幔柱上涌和地壳垂向岩浆增生等特殊地球动力学过程有关。这类变质作用是区域性热异常和构造应力场联合作用的产物，主导因素是温度、静压力和偏应力，所有各种因素时空变化幅度都较大。通常存在若干变质－变形幕，它们可能与板块俯冲的加速、方向的改变、大陆碰撞等一系列地球动力学因素有关。由于不同造山带地壳和岩石圈厚度和组成、热流来源与分布及构造体制等方面的不同，其变质－变形样式也不相同，可分出若干类型。

(1)区域低温动力变质作用:普遍分布于元古宙和显生宙造山带，原岩为各种复理石建造，全区只经受低温变质，变质强度在空间上相当均匀，向造山带边缘过渡为未变质原岩，一般不存在很低温的埋藏变质现象。区域性的多期构造变形十分强烈，岩石普遍发育板劈理和千枚状构造，可有构造期后的花岗岩浆侵入浅部，形成明显的接触变质晕圈。我国扬子地台的元古宙昆阳群、板溪群、华北的滹沱群等变质作用均属于这一类型，国外也很普遍，其构造环境可能为陆壳内造山带或活动陆缘。这类变质作用的特征是存在一定厚度的硅铝壳基底，热主要来源于陆壳本身，空间分布均匀，一般不超过400～500℃。在陆壳分阶段聚合过程中的压缩体制下，形成多期复杂的面理构造。

(2)区域低－中P/T递进变质作用:是造山带变质作用最具代表性的类型，普遍出现于全球各时代造山带中，最著名者如苏格兰和北欧的加里东造山带，欧洲南部的海西和阿尔卑斯造山带，美国东部的阿巴拉契亚古生代造山带，我国华北一系列古元古代造山带和阿尔泰古生代造山带等。其构造环境可能为岛弧或活动大陆边缘。变质和变形作用与弧－陆拼合及陆－陆碰撞、地壳构造增厚及其后的隆升过程相联系。变质作用一般温度在400～650℃，其强度常环绕某些热点呈有规律的带状分布，称为递进变质带，其中经常有花岗岩侵入体。苏格兰高地Dalradian片岩系的加里东期变质带为其典型代表。由于温压条件及地温梯度不同，变质带的样式也不同，如该区中西部为中P/T的巴洛式变质带，东部则为低P/T的布奇式变质带。比利牛斯的古生代造山带和我国阿尔泰造山带均为较典型的低P/T变质带，并以广泛存在多期构造变形和花岗岩浆作用为特征。

(3)区域高P/T变质作用:分布于中新元古代以来的各时期造山带，最著名者是以日本三波川(Sanbagawa)高压带和美国加州Franciscan杂岩区为代表的环太平洋中生代高P/T带，以及阿尔卑斯－喜马拉雅新生代高压带和我国华中大别－苏鲁高压带等。它们代表弧－沟带环境，形成于古洋壳俯冲和迅速折返过程。原岩为海沟火山－沉积和残留洋壳，变质作用为低温高压(高P/T)类型。温度T≤250～400℃，压力P≥0.5～0.7GPa，地温梯度很低(7～16℃/km)。变质作用强度在空间上总体较均匀，但也可有一定的温度或压力分带。变形作用强烈，一般无同期的花岗岩体侵入。近年在我国华中大别－苏鲁地区还发现与其有联系的超高压变质带，压力高达3.0GPa以上，说明碰撞后陆壳曾俯冲到100余千米的地幔范围内。

(4)中下部地壳中高温变质作用:发育于各大陆早前寒武纪克拉通的高级变质地区，温度一般＞700～800℃，压力一般为0.5～0.7GPa，有些地区可高达1.0GPa以上。变质作用强度在空间上较均匀，但有随深度增加现象。变形作用复杂，不均匀，岩浆作用广泛。其构造环境是否与显生宙板块体制下的造山带相当并不明确。