标题：超高温变质作用
前言：
超高温变质作用的发展历史及特征的变质温压条件、矿物共生组合是近年来地学中的一个热点问题。本文论述了目前超高温变质作用的研究现状，特别是国内的研究现状，并结合近几年来的研究进展，对超高温变质作用领域取得的新认识做了简要的介绍。“2010年早前寒武纪地壳演化讨论会暨超高温变质作用野外现场交流会”的召开表明学术界对超高温变质作用的研究兴趣正在加大。随着研究工作的不断深入，尤其是在超高温变质作用的大地构造背景研究、异常高地热梯度的成因研究和超高温变质带与相关变质岩带的对比研究等方面的进一步探讨，必将为认识早期构造背景、地壳热演化，特别是板块构造、不同地壳层次的构造作用等提供难得的科学机遇。
发展历史：
19世纪30年代，C.Lyell首次在其著名的《地质学原理》中提出了变质作用的定义。经过近180多年的发展和完善，变质地质学的研究主要经历了变质相、变质相系、变质作用P-T-t轨迹理论等三个阶段的曲折历程（张立飞等，2007）。上个世纪80年代以来，变质地质学的研究取得了一系列新的成果和发展创新，包括超高温变质作用、超高压变质作用及很低温变质作用等理论框架得以建立。由于这些变质作用的发生已经超出一般的变质温压条件，因此可以笼统地称为极端条件下的变质作用（metamorphism under extreme conditions）（张立飞等，2007）。
极端变质作用中的超高温变质作用研究历史并不长。1980年，Ellis报道在东南极泥质变质岩中发现了温度高于1000℃的变质矿物组合，这一温度冲破了变质作用的温度上限，引起了许多学者的关注。Hensen和Harley（1990）在系统研究了麻粒岩相变质泥质岩的P-T-t相平衡关系后，首次提出超高温变质作用这一概念。据Harley（1998）的研究，超高温变质作用一般发生指在中压7-13kbar，变质温度为900-1000℃的深度的深部地壳发生的变质作用，主要标志是一些指示性矿物组合如假蓝宝石 + 石英、尖晶石+石英、紫苏辉石 + 矽线石 ± 石英等，以及含大隅石的组合出露于富镁铝的变泥质岩中。从理论上讲，超高温变质作用可以发生在任何岩石单元中，但实际的工作发现，只有在富Mg-Al的变质泥质岩中才能找到具有直接诊断意义的上述特征矿物组合（刘守偈等，2008）。Brown（2007）认为，活动性板块边缘的岛弧岩浆作用可能与超高温变质作用有关，地幔岩浆的贡献可能是导致其高地温梯度的重要原因。
研究现状：
据不完全统计，世界上已经发现的超高温变质岩区已经超过46个，按时代和地区区分，主要有以下几个集中带：中太古代：南非的林波波带（Toshiaki and Dirk，2006）；新太古代：东南极的恩德比地（Sandiford，1985），南非的Namaqualand（Waters，1989）；古元古代晚期：阿尔及利亚Hoggar，Ouzzal（Bertrand et al1992）古元古代-中元古代早期：华北克拉通北部孔兹岩区（Santosh et al，2006；刘守偈，2008），加拿大拉布拉多( Labrador ) WilsonLake地区( Cueand Gittins , 1988) ; 中元古代晚期一新元古代早期：印度东高止( Eastern Ghats) 带(Boseetal.,200) ;新元古代晚期: 南印度Madurai 麻粒岩块( Toshiakiand Santosh , 2 (X) 6 ) , 巴西巴鲁埃里( Baro Alt) 杂岩(Moraes and Fuek,2000) ,东南极Lutzow-HolIn海湾( Kawaka and Motyoshi ,2004) ,南马达加斯加, 澳大利亚Arunta麻粒岩带,等等（上述参考文献详见刘守偈等，2008）。我国的超高温变质作用的研究刚刚起步，发现的超高温变质露头也很有限（郭敬辉等，2006），亟待开展更多深入的的科学研究。自内蒙古大青山一带发现假蓝宝石的报道以来，国内学者陆续在南阿尔金超高压变质带周围的岩石中发现含假蓝宝石的高压麻粒岩（张建新等，2005），在广西大容山的十万大山花岗岩中也发现了超高温麻粒岩包体（彭松柏，2006）。其中，华北克拉通北部孔兹岩带中的两处超高温变质作用露头分别为内蒙古武川县东坡村和察右前旗土贵山。
相关进展：
近两年来，国内的学者在研究内蒙古超高温变质岩带的工作中取得了许多进展。刘守偈等（2009）通过内蒙古土贵乌拉地区暗色含尖晶石堇青石夕线石榴黑云母超高温片麻岩的KFMASH系统岩石成岩格子、石榴石包裹体和矿物组合成分的分析，揭示出其经历了三个阶段的变质作用：早期变质作用阶段, 以同一石榴石颗粒中含有夕线石、尖晶石、石英等单相矿物包体为特征; 峰期变质作用阶段, 以尖晶石+ 石英、假蓝宝石+ 石英、抖方辉石+ 夕线石+ 石英三种超高温矿物组合为特征; 退变质阶段过程, 粗颗粒斜方辉石边部和核部Al 含量的重新平衡为特征。认为内蒙古土贵乌拉地区超高温变质岩经历了逆时针的P-T演化特点。Shujuan Jiao et al.（2010）利用二长石温度计对采自华北克拉通北部块体孔兹岩带中东部，即大青山的东坡地区，集宁的土贵山，土贵乌拉以及徐武家地区的超高温变质岩石进行了最小变质峰期温度的模拟计算，在四个采样点均得到800-1050℃的温度范围，进一步证实了土贵乌拉和东坡地区发生的UHT变质作用，同时认为UTH变质作用不止局限在东坡和土贵乌拉两点，至少还包括集宁地区土贵山和徐武家地区，拓展了UTH变质作用的范围。Peng Peng et al.（2010）则认为在华北克拉通北部、形成于1.96-1.92Ga的徐武家辉长苏长岩的侵位作用导致地壳的深熔作用，并且这一辉长苏长岩来源于地幔，具有较高的侵入温度（约1400℃），为该区域局部发生的超高温变质作用提供了热力来源。
结论：
2010年5月上旬，中科院地质与地球物理研究所及岩石圈演化国家重点实验室组织了“2010年早前寒武纪地壳演化讨论会暨超高温变质作用野外现场交流会”，并在会后赴内蒙古武川县东坡村和察右前旗土贵山两处典型超高压高温麻粒岩出露点进行了野外考察，会议对超高温麻粒岩的地质产状特征形成了共识，对超高温变质作用条件和形成机理进行了广泛的交流。显然，超高温变质作用作为新世纪变质地质学的重要前沿领域之一，对认识地壳构造-热演化具有非常重要的意义，已经引起了越来越多学者的兴趣和关注。随着研究工作的不断深入，尤其是在超高温变质作用的大地构造背景研究、异常高地热梯度的成因研究和超高温变质带与相关变质岩带的对比研究等方面的进一步探讨，必将为认识早期构造背景、地壳热演化，特别是板块构造、不同地壳层次的构造作用等提供难得的科学机遇（刘守偈等，2009；Brown，2007）。
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