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洋殼榴輝巖是經(jīng)歷幾十甚至數(shù)百公里深俯沖的洋殼物質(zhì)通過某種構(gòu)造機(jī)制折返到地表的產(chǎn)物，對于研究板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以及地殼深部動(dòng)力學(xué)過程具有重要的意義。大多數(shù)洋殼榴輝巖在折返過程中通常會(huì)經(jīng)歷不同程度的低溫退變作用（如，藍(lán)片巖相或綠片巖相）改造（冷折返），而部分則會(huì)遭受高溫變質(zhì)作用（麻粒巖相）的強(qiáng)烈疊加（熱折返）。前人將這種“熱折返”歸因于一個(gè)緩慢的折返過程，認(rèn)為洋殼榴輝巖在炙熱的深部地殼被充分加熱所致。然而，這種熱折返對應(yīng)了怎樣一個(gè)構(gòu)造演化過程，目前還鮮有研究涉及。另外，現(xiàn)代活動(dòng)大陸邊緣地球物理觀察以及數(shù)字模擬研究表明，具有較大浮力的洋島和大洋高原在俯沖過程中會(huì)導(dǎo)致俯沖板片角度變緩甚至發(fā)生平板俯沖。平板俯沖是大洋俯沖中重要的地質(zhì)過程，對于俯沖帶巖漿活動(dòng)、地殼生長，以及陸內(nèi)變形的研究具有重要意義。然而，到目前為止，很少有研究關(guān)注這類基本構(gòu)造過程對于俯沖帶特征變質(zhì)巖石（如榴輝巖，藍(lán)片巖，高壓麻粒巖）變質(zhì)演化的影響；反之，如何通過古板塊縫合帶中變質(zhì)巖及變質(zhì)作用的研究來識(shí)別或反演古俯沖帶中平板俯沖過程也是一個(gè)亟需探索的問題。
班公湖-怒江特提斯洋演化過程中，其洋盆中存在大量的古洋島或者大洋高原。中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所巖石學(xué)學(xué)科組張修政博士、王強(qiáng)研究員及其合作者以班公湖-怒江縫合帶西段洞錯(cuò)地區(qū)新發(fā)現(xiàn)的退變榴輝巖為研究對象，進(jìn)行了系統(tǒng)的巖相學(xué)、礦物學(xué)、相平衡模擬、鋯石的SIMS，以及金紅石SIMS定年研究，研究結(jié)果揭示了洞錯(cuò)退變榴輝巖復(fù)雜的退變質(zhì)演化歷史與班公湖-怒江洋中生代平板俯沖密切相關(guān)。
圖1 班公湖-怒江帶洞錯(cuò)地區(qū)榴輝巖的相平衡模擬及P-T軌跡
洞錯(cuò)退變榴輝巖是班公湖-怒江特提斯洋俯沖消減的產(chǎn)物。相平衡模擬及石榴石環(huán)帶特征顯示其經(jīng)歷了峰期榴輝巖相變質(zhì)作用（T = 610–630 °C and P = 2.4–2.6 GPa），高壓麻粒巖相變質(zhì)作用的強(qiáng)烈疊加（T = 910–930°C and P = 1.2–1.3 GPa），以及晚期多期次的退變質(zhì)作用。洞錯(cuò)榴輝巖具有一個(gè)復(fù)雜的順時(shí)針P-T-t演化軌跡（圖1），包括兩段快速降壓過程（M1–M2和M3–M4）和一段近等壓加熱的（M2–M3）的P-T演化軌跡，暗示其經(jīng)歷了兩期快速折返和一期慢速折返的構(gòu)造抬升過程。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料以及洞錯(cuò)榴輝巖的變質(zhì)演化歷史，提出班公湖-怒江洋中生代大洋高原的俯沖（250–177 Ma）導(dǎo)致了洞錯(cuò)榴輝巖從俯沖大洋板片的拆離以及隨后的快速折返（M1-M2）（圖2a，b）。隨著巨厚且具有較大浮力的大洋高原被拉入俯沖帶，俯沖板片角度逐漸變緩甚至形成平板俯沖，低緩的俯沖角度導(dǎo)致榴輝巖折返速率顯著降低甚至滯留在深部地殼（~50 km）難以折返，后期的熱松弛作用導(dǎo)致其遭受了177 Ma高壓麻粒巖相變質(zhì)作用的疊加（M3）（圖2c，d）。隨著俯沖大洋高原密度不斷增加（榴輝巖化），俯沖角度由于板片的后撤（Roll-Back）（或者榴輝巖化大洋高原的拆沉）而增大，導(dǎo)致了洞錯(cuò)榴輝的第二期快速折返（M3-M4）、隨后的角閃巖相退變質(zhì)作用（~167 Ma），以及區(qū)域內(nèi)同期（或稍晚）巖漿活動(dòng)的爆發(fā)（圖2e，f）。
圖2 班怒特提斯洋平板俯沖導(dǎo)致洋殼榴輝巖折返過程的麻粒巖化
該項(xiàng)研究為班公湖-怒江特提斯樣中生代演化提供了新的模型，同時(shí)揭示了平板俯沖可能是導(dǎo)致榴輝巖慢速折返（熱折返）以及強(qiáng)烈麻粒巖化的主要機(jī)制。
該項(xiàng)成果發(fā)表在地學(xué)期刊《Tectonics》上。
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