西北大学地质学系研究生综述性课程成绩单
学生姓名胡洋类别科学硕士
专业矿物学、岩石学、矿床学年级2013
课程名称高级岩石学任课教师赖绍聪、张成立学时72 学分 4
课程成绩（百分制）
教师评语：
任课教师签名：
年月日
教师注意事项：
1、课程总成绩应基本符合正态分布；
2、若有两种（及以上）方式进行综合考核，需明确各部分所占比例；
3、评语中应指出该份作业的特点与不足。
阿尔金超高压变质岩带的综述
摘要：中国西部祁连山柴北缘地区和南阿尔金地区存在一条被阿尔金断裂错开400 km,但构造上相连的早古生代超高压变质带，以含少量榴辉岩、石榴橄榄岩和含柯石英的片麻岩为特征。区域构造背景、高压变质岩石的变质历史及顺时针型P-T轨迹和年代学研究表明,这些高压变质岩石的形成应与板块俯冲、碰撞活动有关,它们分别代表显生宙初塔里木板块东南缘的两次俯冲-碰撞活动。这一成果为阐明阿尔金左行走滑断裂系的早期演化及板块增生提供了重要依据。
关键词：高压-超高压变质作用阿尔金俯冲作用折返作用
1前言
超高压变质作用是在柯石英稳定条件下进行的榴辉岩相变质作用(Coleman R G.1995)，因此柯石英的存在与否被许多学者作为超高压变质的主要标志。近年来30年来高压-超高压变质作用已逐渐成为国际地质学界持续研究的热点和前缘(张建新等，2002)。高压-超高压变质带记录了地壳物质从俯冲到折返的动力学全过程，是古板块汇聚边界及古板块俯冲和大陆碰撞的重要标志。
近年来我国西部阿尔金-柴北缘-北秦岭等地区,先后发现有超高压变质岩石-榴辉岩出露,并确定其主体是早古生代陆壳深俯冲作用的产物,部分岩石代表的俯冲深度可达＞200或＞350km的地幔深度（刘良等，2009）。这和世界上已发现的许多高压-超高压变质带很相似,因此越来越多的人开始致力于寻找该地区高压-超高压变质的证据。中国西部已成为国际高压-超高压变质带研究的又一个热点地区。
对于该地区的高压-超高压变质带目前存在两种观点：①张建新和杨经绥等认为阿尔金和柴北缘属于同一条早古生代的HP-UHP压变质带，只是被巨型的走滑断裂（阿尔金断裂）所切割（张建新等，2002；张建新等，2007，杨经绥等，2009；杨经绥等，2003），并可能向东延伸，与北秦岭HP-UHP变质岩带构成一条大的HP-UHP变质带。其俯冲折返机制更可能跟阿尔金走滑断裂有关；②刘良等认为阿尔金-柴北缘-北秦岭三地HP-UHP变质带不属于同一条变质带，其形成于多陆块或弧陆之间的对接碰撞有关（刘良等，2009；张安达等，2004；刘良等，2002）。本文旨在总结近几十年来阿尔金地区高压-超高压变质作用研究的现状和新的进展，并结合柴北缘和北秦岭相关地区的研究，探讨阿尔金高压-超高压变质带的大陆俯冲、折返机理、动力学过程以及构造背景。
2 区域地质背景
阿尔金断裂构造带（图1）位于我国西部甘肃、青海和新疆三省的交界处，青藏高原的东北缘，是中国西部主要构造单元的衔接地带，具有很重要的大地构造意义。它早期经历了古板快或地块相互俯冲-碰撞作用，在中、新生代又被走滑断裂所切断，由不同构造层次、不同时期和形成于不同构造环境的地质体所组成的复合造山带（车子成等，1985；刘良等，1996a；许志琴等，1999）。阿尔金-祁连-柴北缘被阿尔金断裂分开，断裂以东为祁连-柴北缘地区，呈NWW-SEE 走向，北侧为河西走廊，南侧为柴达木盆地，东接秦岭造山带。阿尔金断裂以西为
图1 阿尔金山-祁连山-柴北缘地区地质背景和构造岩石单元（引自张建新，2007）
阿尔金山的主体，北邻塔里木盆地，其山体主要呈NWW-SEE展布，但地质体内构造线主要呈EW向展布(张建新等，2007)。
阿尔金造山带自北向南可划分为北阿尔金太古代混杂岩带、北阿尔金俯冲碰撞杂岩带、米兰河-金雁山地块、南阿尔金俯冲杂岩带（刘良等，2009）。其中南阿尔金俯冲杂岩带又可以分为南阿尔金高压-超高压变质带（刘良等，2002,2004,2005,2007a，b，2009,2012；张安达等，2004,2005；曹玉婷等，2009）和南阿尔金蛇绿构造混杂岩带（刘良等，1998；杨文强等，2012；李向明等，2009）两部分。南阿尔金高压-超高压变质带主要呈透镜体状分布在西段江尕嘞萨依、清水泉和中段英格利萨依三个地区的阿尔金岩群中（图2）（刘良等，2009）。目
图2阿尔金造山带地质构造简图及南阿尔金高压-超高压变质岩石的分布（引自刘良等，2013）
前已确定的超高压岩石主要有榴辉岩、含蓝晶石石榴子石泥质片麻岩、含菱镁矿的石榴二辉橄榄岩、含钾长石的石榴子石辉石岩和含石榴子石花冈质片麻岩等5中岩石类型（刘良等，2002，2003，2005，2007），高压岩石主要为不同成分的
高压麻粒岩相岩石（曹玉婷等，2009）。依据含钾长石的石榴子石辉石岩中石榴子石出溶单斜辉石+金红石（刘良等，2001，2002，2005）以及榴辉岩中金红石出溶钛铁矿（刘良等，2004b）等研究，确定其俯冲深度达到＞200km的地幔深度。LA-ICP-MS或SHRIMP原位微区锆石U-Pb定年结果表明该地区HP-UHP 变质岩带形成时代为475~509Ma的早古生代（刘良等，2009）。
3 超高压变质岩的形成及折返动了学研究
3.1阿尔金超高压变质岩的形成
从俯冲环境的角度来说，早期多数研究者将造山带中的榴辉岩分为两种类型：大洋俯冲型(Fransiscan型)和大陆俯冲型（阿尔卑斯型），前者与洋壳岩石圈的俯冲和消减有关，变质温度较低，原岩为洋壳火山岩，一般未经历超高压变质，以Fransiscan带和中国北祁连榴辉岩为代表（Ernst，1970；Wu et al，1993）;后者与陆壳俯冲和陆陆碰撞有关，原岩多为陆壳成因的侵入体，长成透镜状分布于长英质片麻岩、泥质片麻岩及大理岩等陆壳性质的变质岩石中，变质温度较高，并可出现金刚石和柯石英的超高压榴辉岩，典型的中国大别-苏鲁高压变质岩带（Ernst&Liou1995）。但近两年来，随着研究工作的深入，人们在典型的洋壳俯冲榴辉岩中也发现了超高压变质的证据（张立飞等，2002；Parksion et al，1998），表明洋壳俯冲形成的超高压岩石也可以折返到地表。因此深俯冲板块的研究和确定是超高压变质作用动力学研究的核心问题。
目前，刘良、张安达等人根据地球化学以及锆石U-Pb同位素定年结果研究得出阿尔金中段英格利萨伊地区已发现和确定石榴子石二辉橄榄岩、含石榴子石花岗质片麻岩和片麻状含钾长石石榴子石辉石岩三种类型的超高压岩石为陆壳深俯冲作用的产物（刘良等，2002，2003，2005；张安达等，2004）。而阿尔金江尕嘞萨依地区的超高压榴辉岩原岩具有洋壳性质，围岩却又是一套亲陆源的岩石组合。张安达等从年代学上解释江尕嘞萨依地区的超高压榴辉岩的形成是先期就位于陆壳之中的古洋壳后来随陆壳一起发深俯冲作用（张安达等，2006）。两地区研究结果综合起来可以表明阿尔金南缘的超高压带的形成是陆壳深俯冲作用的产物，初步认为南阿尔金洋向北俯冲拖拽其南侧的亲扬子地块属性的部分新元古代陆壳物质在~500Ma发生陆壳俯冲-深俯冲作用，并在之后的~450Ma和~420Ma经历两期抬升（刘良等，2013）。
3.2阿尔金折返机制和动力学研究
关于超高压岩石的折返机制一直是国际上的讨论热点，已经提出的折返机制包括浮力说、内角回流说、后造山拉张说、垫托锲张裂说、俯冲带顶举剥蚀说等等（从柏林等，1994）。新近郑永飞等提出的俯冲隧道模型为解释地壳俯冲折返过程中板片之间的地球化学迁移提供了动力学格架（郑永飞等，2013）。俯冲隧道指的是汇聚板块边缘上下两个板块之间的剪切带。俯冲板块表层的低粘滞度角粒流可以将地壳物质运移到地幔深度，又可以使地壳物质返到地表。大陆地壳在俯冲过程中其上部和下部之间可以在不同深度发生拆离作用，拆离的地壳可以沿俯冲隧道折返到地壳浅部层位（Zheng Y F，2012）。不同等级的变质岩石在大陆碰撞造山带产出的表明，俯冲大陆地壳在不同深度发生拆离和折返。柯石英和金刚石这类超高压变质指示矿物在表壳变质岩中的产出表明，大陆地壳俯冲到100km~200km深的地幔深度后才发生拆离（郑永飞等，2013）。
目前对于阿尔金-柴北缘-北秦岭地区的高压-超高压变质岩带折返机制存在
着两种主要的观点：①杨经绥等认为阿尔金走滑断裂对于深部物质的快速折返起到制约作用。阿尔金走滑断裂带走滑过程伴随的隆升作用可能为阿尔金和柴北缘高岩变质岩带的折返和出露地表做出了贡献，其中阿尔金断裂起到了类似剪刀型断裂的作用（杨经绥，李海兵等，2006；杨经绥、许志琴等，2009）。并提出了汇聚板块边界深部地幔物质折返的“斜向挤出”和“沿岩石圈板片的多层隧道的多重、多片挤出”的两种折返模式；②刘良等认为南阿尔金洋向北俯冲拖拽其南侧的亲扬子地块属性的新元古代陆壳物质是形成阿尔金高压变质岩带的可能原因。刘良等的观点，更趋向是由于区域性的板块活动为高压-超高压变质岩的俯冲折返提供了动力。
4 阿尔金-柴北缘超高压变质岩带之间的关系
对于阿尔金和柴北缘超高压变质岩带是否属于同一条变质岩带，前人的研究有不同的观点。许志琴等（1999）提出阿尔金南缘和柴北缘以榴辉岩为主的超高压变质岩石可能是被新生带的阿尔金左行走滑断裂带切割、错移的同一条超高压变质岩带。杨经绥等（2002）又进一步提出沿中国大陆中央造山带起阿尔金-柴北缘-北秦岭-大别-苏鲁存在一条横贯东西的长近4000km的巨型加里东期高压-超高压变质岩带（杨经绥、许志琴等，2002）。
而刘良等认为阿尔金-柴北缘-北秦岭高压-超高压变质岩带不属于同一条变质岩带。南阿尔金高压-超高压变质岩带的变质峰期变质时代集中在505~480Ma，退变质时代为~450Ma；北秦岭大陆俯冲深俯冲形成的高压-超高压变质岩石变质时代集中在514~485Ma，两期退变质时代分别为~450Ma和~420Ma；柴北缘高压-超高压变质岩的峰期变质时代为457~420Ma，退变质时代为427~397Ma（刘良等，2013）。显然柴北缘的变质和退变质时代明显滞后于南阿尔金和北秦岭30~80Ma。再结合地球化学以及其他研究得出南阿尔金、柴北缘和北秦岭三地高压-超高压变质岩带形成可能是早古生代时期多陆块不同时俯冲-碰撞的产物（刘良等，2013；曹玉婷等，2013；张安达等，2006）。
5 讨论与结论
上述资料表明,阿尔金构造带存在岩石类型和矿物组合不同的南北两条高压变质岩带,北带高压变泥质岩石是在约550℃和1.4～2.0GPa的低温高压变质条件下形成的,上限年龄约为570Ma,又遭受了约527Ma或479Ma退变质作用的改造；南带榴辉岩带形成于约660℃～830℃和1.40～1.85GPa,上限年龄约519Ma。二者具有形态类似的顺时针降压的P-T轨迹,说明其形成应是显生宙初区内先后两次板块俯冲碰撞作用的产物。
结合区域地质背景资料分析,本文初步分析认为阿尔金高压变质岩带产出的构造环境可能是：在显生宙初,由于塔里木板块与柴达木微板块碰撞,后者向前者之下连续俯冲,先后把表壳沉积物和一部分基性火山岩带到50～80km深处并在那里发生高压变质,在俯冲带后退的后续构造事件中隆起并逆冲到地表,从而构成南北两条高压变质岩带,中—新生代以来在阿尔金断裂系明显的左行走滑活动中,又受到进一步改造。
阿尔金山北部低温高压变质岩带和南部榴辉岩带的确定,自然使人联想到它们与北祁连蓝片岩带以及柴北缘榴辉岩带的关系究竟如何？本文对此尚不能作出肯定的回答。但是,阿尔金北部高压变质岩带的低温高压变质特征、属泥质岩石或含钙泥质岩石的原岩属性、以及形成于显生宙早期等特征,与北祁连的蓝片岩带(Wuet al., 1993)虽有差别,但也有较多的类似之处；阿尔金南部榴辉岩的
特征矿物组合、变质条件及形成时代与柴北缘榴辉岩(Yang Jingsuiet al,1998)亦有较多的共同之处。因此,在中—新生代阿尔金左行走滑断裂发生之前,不能排除阿尔金山主体是祁连造山带的西延。如果能进一步证实这一点,对估算阿尔金左行断裂系的走滑距离和恢复阿尔金山早期的构造演化历史具有重要意义。
参考文献：
Coleman R G，Wang X.Ultrahigh-pressure metamorphism.New York:Cambridge Uinversity Press.1995,528
张建新，杨经绥，许志琴，等.阿尔金榴辉岩中超高压变质作用证据. 科学通报，2002，47：231-234.
刘良, 杨家喜, 章军峰, 等. 超高压岩石中矿物显微出溶结构研究进展、面临问题与挑战. 科学通报, 2009, 54: 1387–1400
张建新，孟繁聪，C. G. Mattinson. 南阿尔金—柴北缘高压-超高压变质带研究进展、问题及挑战. 高校地质学报,2007，13(3)：526-545
杨经绥，张建新，孟繁聪等. 中国西部柴北缘-阿尔金的超高压变质榴辉岩及其原岩性质探讨. 地学前缘，2003，10 (3)：291-314.
杨经绥，刘福来，吴才来等. 中央碰撞造山带中两期超高压变质作用：来自含柯石英锆石的定年证据. 地质学报，2003，77(4):463-477.
杨经绥，许志琴，张建新，张泽明，刘福来，吴才来. 中国主要高压-超高压变质带的大地构造背景及俯冲／折返机制的探讨. 岩石学报，2009,25（7）：1529-1560
刘良,孙勇,车自成,罗金海,陈丹玲,王焰,张安达,陈亮,肖培喜,王永合.2002.阿尔金发现超高压(>3.SGPa)石榴二辉橄榄岩.科学通报,47(9):657一662
张安达, 刘良, 孙勇, 等. 2004. 阿尔金超高压花岗片麻岩中锆石SHRIMP U-Pb 定年及其意义. 科学通报, 49: 2335-2341.
刘良, 车自成, 罗金海, 等. 1996. 阿尔金山西段榴辉岩的确定及地质意义. 科学通报, 41 (14): 1485-1488
车自成,刘良,刘洪福,等.阿尔金山地区高压泥质岩石的发现及其产出环境[J].科学通报, 1995, 40:1 298-1 300.
车自成, 孙勇. 1996. 阿尔金麻粒岩相杂岩的时代及塔里木盆地的基底. 中国区域地质, 15（1): 51-57.
许志琴, 杨经绥, 张建新, 等. 阿尔金断裂两侧构造单元的对比及岩石圈剪切机制. 地质学报, 1999, 73(3): 193~205
刘良,车自成,罗金海,王焰,高章鉴.1996a.阿尔金山西段榴辉岩的确定及其地质意义.科学通报.
41 (16): 1485-1488.
刘良,车自成,王焰,等.1998.阿尔金茫崖地区早古生代蛇绿岩的Sm-Nd等时线年龄证据[J].科学通报,43(8): 880-883.
刘良,车自成,王焰,罗金海,陈丹玲.1999.阿尔金高压变质岩带的特征及其构造意义.岩石学报,15:57-64
刘良,陈丹玲,张安达,等.2005.阿尔金超高压(>7G Pa)片麻状(含)钾长石辉石岩一石榴子石出熔单斜辉石的证据.中国科学(D缉),35: 105-114.
刘良,孙勇,罗金海,等.2003.阿尔金英格利萨依花岗片麻岩超高压变质.中国科学(D 缉),33:1184-1192.
刘良,孙勇,校培喜,等.2002.阿尔金发现超高压f>3. 8 Ga)石榴二辉橄榄岩.科学通报,47(9):657-662.
刘良,张安达,陈丹玲等,等.2007.阿尔金江尕勒萨依榴辉岩和同岩锆石LA. 1CP. MS微区原位
定年及其地质意义.地学前缘,14: 98-107.
刘良, 廖小莹, 张成立, 等. 北秦岭高压-超高压岩石的多期变质时代及其地质意义. 岩石学报, 2013, 29: 1634–1656
刘良, 杨家喜, 章军峰, 等. 超高压岩石中矿物显微出溶结构研究进展、面临问题与挑战. 科学通报, 2009, 54: 1387–1400
张安等. 2006. 阿尔金超高压榴辉岩及其围岩的地球化学、年代学研究及其地质意义.西北大学.
曹玉亭,刘良,王超,陈丹玲,张安达.2009.阿尔金淡水泉早古生代泥质高压麻粒岩及其P-T演化轨迹.岩石学报,25(9): 2260-2270.
曹玉亭,刘良,王超,杨文强,朱小辉.2010.阿尔金南缘塔特勒克布拉克花岗岩的地球化学特征、锆石U-Pb定年及Hf同位素组成.岩石学报. 26 (11) :3259-3271.
曹玉亭,刘良康磊,王超,杨文强,梁莎,廖小莹,王亚伟.2013.南阿尔金木纳布拉克地区泥质高
压麻粒岩的确定及其地质意义.岩石学报,29(5): 1727-1739.
Ernst, W.G., 2001. Subduction, ultrahigh-pressure metamorphism, and regurgitation of buoyant crustal slices—implications for arcs and continental growth. Physics of the Earth and Planetary Interiors 127,253-275.
Ernst, W.G.,2006. Preservation/exhumation of ultrahigh-pressure subduction complexes. Lithos 92, 321-335.
Powell R, Holland T, Worley B. Calculating phase diagram involving solid solutions via nonlinear equations, with examples using THERMOCALC. J Metamorphic Geol, 1998, 16: 577-586.
刘良, 曹玉亭, 陈丹玲, 张成立, 杨文强, 康磊, 廖小莹. 南阿尔金与北秦岭高压-超高压变质作用研究新进展. 科学通报，2013,58（22）：2113-2123
郑永飞, 叶凯, 张立飞. 发展板块构造: 从洋壳俯冲到大陆碰撞. 科学通报, 2009, 54: 1799–1803
从柏林，王清晨.1994.中国超高压变质岩究综述.科学通报，39（24）：2214-2218
Zheng Y.F., 2012. Metamorphic chemical geodynamics in continental subduction zones. Chemical Geology 328, 5-48.
杨建军,朱红,邓晋福,周天祯,赖绍聪,1994.柴达木北缘石榴石撒榄岩的发现及其意义.岩石矿物学杂志13,97-105.
杨经绥,宋述光,许志琴,等.2001.柴北缘早古生代高压一超高压变质带发现典型超高压矿物一柯石英.地质学报,75(2): 175-179.
杨经绥,宋述光,许志琴,吴才来,史仁灯,张建新,李海兵,万渝生,刘焰,邱海峻,刘福来,Maruyama, S.,2001.柴北缘古生代高压一超高压变质带发现典型超高压矿物一柯石英.地质学报75,175-179.
杨经绥,许志琴,李海兵,吴才来,崔军文,张建新,陈文,1998.我国西部柴北缘地区发现榴辉岩.科学通报43,1544-1549.
杨经绥,许志琴,裴先治,史仁灯,吴才来,张建新,李海兵,孟繁聪,戎合.2002.秦岭发现金刚石:横贯中国中部巨型超高压变质带新证据及古生代和中生代两期深俯冲作用的识别.地质学报,76 (4): 484-495.
杨经绥,许志琴,宋述光,吴才来,史仁灯,张建新,万渝生,李海兵,金小赤,Jolivet, M.,2000.青海都兰榴辉岩的发现及对中国中央造山带内高压——超高压变质带研究的意义.地质学报74,156-168.
杨经绥,张建新,孟繁聪,史仁灯,吴才来,许志琴,李海兵,陈松永,2003.中国西部柴北缘一阿尔金的超高压变质榴辉岩及其原岩性质探讨.地学前缘10,291-314.
Yang, J.S., Xu, Z.Q., Li, H.B., Wu, C.L., Cui, J.W., Zhang, J.X., Chen, W.,1998. The discovery of eclogite in northern margin of Qaidam Basin, NW China. Chinese Science Bulletin 43,1755-1760. 陈丹玲,孙勇,刘良,2005.柴北缘鱼卡河榴辉岩的变质演化一石榴石成分环带及矿物反应结构的证据.岩石学报21, 1039-1048.
陈丹玲,孙勇,刘良,张安达,林慈銮,2007.柴北缘鱼卡河榴辉岩的超高压变质年龄:锆石LA-ICP-MS微区定年.中国科学D辑37, 279-287.
张建新,孟繁聪,杨经绥,2004.柴北缘西段榴辉岩相的变质泥质岩:榴辉岩与围岩原地关系证据. 中国科学D辑34,825-834.
张建新,杨经绥,许志琴,等.2002.阿尔金榴辉岩中超高压变质作用证据.科学通报,47: 23 1-234. 张建新,于胜尧,孟繁聪,等.2009.造山带中成对出现的高压麻粒岩与榴辉岩及其地球动力学意义.岩石学报,25(9): 2050-2066.
中 国 科 学(D 辑) 第29卷 第3期SCIE NCE I N CHI NA(Series D) 1999年6月 中国大别山双河超高压变质大理岩的 氧、碳同位素3 王清晨 (中国科学院地质研究所岩石圈构造演化研究实验室,北京100029) Douglas Rumble (G eophysical Laboratory,Carnegie Institution of W ashington,W A20015,US A) 摘要 中国大别山双河超高压变质岩板中发育了一系列大理岩层和透镜体,其 δ18O值介于+1111‰～+2015‰(S MOW)间,δ13C值介于+1.0‰～+5.7‰(PDB) 间.详细调查表明,大理岩的氧、碳同位素值在厘米尺度上表现出均一化,但在大于 1m的范围内则不均一.与已经同地幔中的碳发生均一化的挪威榴辉岩相大理岩不 同,双河超高压大理岩的碳同位素则保留了沉积碳酸盐岩的特征,而且表现出白云 石含量与δ13C间的负相关关系.与原岩相比,双河大理岩18O有所亏损.这种亏损 来自3种可能的地质过程:(1)在超高压变质作用前曾与亏损18O的水发生过氧同位 素交换;(2)在超高压变质过程中发生过脱碳酸盐作用;(3)在退变质过程中与围岩 片麻岩在接触部位发生过有限的氧同位素交换.氧、碳同位素研究表明,超高压变质 岩的俯冲和折返过程历时较短,且在该过程中,流体的活动性极为有限. 关键词 氧、碳同位素 超高压变质作用 双河大理岩 中国大别山 大别山2苏鲁超高压变质岩带已经被公认为世界上规模最大、出露最好的超高压变质岩带.构成超高压变质岩带的岩石不仅有含柯石英和微粒金刚石的榴辉岩,而且有硬玉石英岩、变泥质岩及大理岩[1～6].这些超高压变质沉积岩的产出表明,大陆浅层的物质在陆2陆碰撞造山过程中经历了超深俯冲和快速折返的地球动力学过程.在这一过程中,含水沉积岩的矿物组合发生的极大改变已经成为许多研究的目标,而关于这一造山过程中深部流体的研究则刚刚和正在成为新的热点. 在对流体的研究中,氧、碳同位素的研究已经成为重要的工具.例如,对中国苏鲁地区青龙山超高压榴辉岩与石英岩氧同位素(δ18O=-10.4‰～-7.3‰,S MOW)的研究表明,在经受超高压变质作用之前,其原岩曾与大气水发生过大规模水热交换[7,8].对挪威超高压大理岩碳同位素(δ13C≈-6‰)的研究表明,大理岩的深俯冲会使其碳同位素与地幔中的碳均一化[9].对大别山榴辉岩及其黑云母片麻岩围岩氧同位素相似性的研究表明,在其折返过程 1998205220收稿 3国家自然科学基金(批准号:49794042),中国科学院基金(K Z9512A12401)和美国科学基金会(E AR295226700)资助项目
论高压处理对食品及其包装材料的影响 机械工程学院包装工程 陈丽君0403080113 【关键词】：超高压处理超高压食品包装材料阻隔性能机械性能 【Keyword】:High pressure processing, Pressure food, Packaging materials, Barrier properties, Mechanical properties 【摘要】：超高压杀菌处理对食品品质的影响较小，能较好地保持食品原来的营养和风味。本文阐述了食品超高压技术的工艺，杀菌机理及影响因素，论述了超高压处理对食品质量的影响，以及对包装材料的机械性能、阻隔性能、物质迁移等的影响，展望了超高压处理对食品包装材料和食品本身的影响。 【Abstract】：Ultra-high pressure sterilization process has less impact on food quality, so it can better maintain the original nutrition and flavor. This paper describes the ultra-high pressure technology, sterilization mechanism and influencing factors, and it also discusses high pressure processing effects on food quality, as well as packaging materials, mechanical properties, barrier properties, the material impact of migration and the end of this paper looks forward to the high pressure treatment on the food packaging materials and food themselves. 【引言】： 食品贮存技术越来越受到人们的重视，一些行之有效的方法，如风干法、冷冻法、罐头封装法等，都会使食品的鲜味受到不同程度的损害。现在出现了一种具有划时代意义的食品保存技术，就是超高压加工法，加工的食品为超高压食品。食品超高压技术是指将软包装或散装的食品放入密封的、高强度的施加压力容器中，以水和矿物油作为传递压力的介质，施加高静压(100~1000 MPa)，在常温或较低温度(低于100℃)下维持一定时间后，达到杀菌、物料改性、产生新的组织结构、改变食品的品质和改变食品的某些物理化学反应速度的一种加工方法。 超高压处理跟传统的食品加热处理相比，在食品的性能和质量上有着独特的优势。这也是该技术近些年越来越被人们重视和广泛应用的原因之一。 但是，对于超高压杀菌处理对食品包装材料的影响研究却不多见。食品包装材料性能及结构的改变会影响食品的质量安全以及货架期。为改善包装材料的性能，生产商往往会添加一些添加剂，如塑料包装材料中可能添加了各种功能型助剂，他们经过一定的加工程序如辐射、高压处理等之后，必然会对食品包装的性能产生一定的影响，有些食品包装甚至会发生化学成分的迁移。因此，对经超高压处理的食品包装材料进行安全性能评价，即超高压处理对食品包装材料安全性能的影响研究，是超高压杀菌技术应用的前提保障。
项目名称：中国西部超高压变质作用与造山带演化 候选单位（含排序）：北京大学 候选人（含排序）：张立飞，宋述光，魏春景，张贵宾，吕增 项目简介（不超800字）： 超高压变质作用是固体地球科学研究的前沿领域之一，近些年在我国西部又发现了不同成因类型的超高压变质带，使得我国超高压变质作用研究成为我国基础地质特色研究之一。北大变质岩研究群体长期以来坚持在中国西部开展造山带变质作用方面的研究，自1999年以来在国家自然科学基金委3个杰出青年基金、1个创新群体项目和科技部2轮973 课题的资助下，发现和确定了我国西部的西南天山和柴北缘超高压变质带，为进一步探讨超高压变质作用引发机理、发展板块构造理论都具有重要意义。其成果集中在以下3 个方面： 1、发现并确立了西南天山长约八十多公里的超高压变质带，这是目前世界上规 模最大、时代最为古老的洋壳深俯冲超高压变质带。目前在西天山榴辉岩相变质岩石中发现的超高压变质矿物有柯石英包体、柯石英出溶条纹以及白云石分解结构等，计算了3 个变质阶段的演化；确定了其原岩为增生楔洋壳； 初步确定了西南天山榴辉岩晚古生代-中生代年代学演化框架，提出了西南天山双变质带的构造演化模式。 2、确立了柴北缘超高压变质带的空间分布和俯冲极限深度，证明了柴北缘大陆 深俯冲的极限深度大于200 km；证明在主体为大陆型深俯冲的柴北缘超高压变质带中经历了洋壳超高压变质作用；结合锆石SHRIMP 定年建立了柴北缘由洋壳俯冲到陆壳俯冲碰撞的构造演化模式。 3、深入的相平衡岩石学研究，以西南天山和柴北缘超高压变质带为例，建立了 高压超高压变质玄武岩体系（NCFMASH）中的蓝闪石榴辉岩、硬柱石榴辉岩和角闪石榴辉岩相平衡关系；计算了泥质岩石在高压-超高压相中的相图，探讨了白片岩、硬绿泥石-滑石蓝闪石片岩和硬绿泥石-蓝闪石片岩的相转换关系。从而为定量地刻画造山带形成与演化奠定了理论基础。 该项研究共发表SCI 论文65篇，20 篇核心论文被SCI 论文他引973次。这些论文在国际权威专著、国外经典教材和包括Nature、Geology、EPSL 等在内的著名杂志上都有相关引用和比较高的评价，其中6 篇文章在各自当年发表的国际刊物论文中的引用排名居前十位。
第五章变质作用与变质岩 §１.变质作用概述 前面我们讲了岩浆岩和沉积岩，这两类大岩石是人们最先认识的两类组成地壳的岩石，在地质学的萌芽时期（约三百年前，十九世纪）曾经发生过所谓“火成论”与“水成论”的论战。 以德国人魏尔纳为代表的一些地质学家，认为所有的岩石都是从海水中结晶沉淀而成的（沉积岩）——“水成论”。 以苏格兰学者郝屯为代表的认为并非所有岩石都是水成的，而多数是像花岗岩，玄武岩这样的岩石，由地下熔融物质冷凝形成的。——“火成论”。 这两大学派的争论持续了大约三十年，最后以“火成论”胜利告终。现在我们知道，组成地球的岩石，不仅有“水成”的沉积岩，“火成都市”的岩浆岩，还有经变质作用形成的变质岩。三大岩类在地壳中分布大致是： 岩浆岩占地壳总体积的64.7%； 沉积岩占地壳总体积的7.9%，占地表面积的75%； 变质岩占地壳总体积的27.4%。 一、概念 变质作用——岩石基本上在固态下，由于温度、压力及化学活动性流体的作用,发生成分、结构、构造等变化的地质作用。 变质岩——由变质作用形成的岩石。 原岩变质变质岩
二、引起变质作用的因素 (一) 温度： 影响变质作用的最基本因素 150°-180°～800°-900° 升温意味着获得了新的能量，矿物中质点活性增强，可使原来的非晶质 变为晶质，原来小晶粒长大。 （二） 压力： 1． 静压力——上覆岩石自重引起的，各向等同。 每公里厚的岩石压力为275巴； 地下10 公里 约2750巴； 地下 20公里 约5500巴。 静压力是各向同性的，作用结果使岩石中矿物变为密度大，体积小 的新矿物。 ２．定向压力 —— 作用于地壳岩石的侧向挤压力，具有方向性，主要是 构造力的作用造成。 定向压力的作用结果使岩石中片、柱状矿物定向排列。 （三）化学活动性流体 来源 地热 岩浆热
2008年 第53卷 第18期: 2129 ~ 2152 https://www.doczj.com/doc/862902815.html, https://www.doczj.com/doc/862902815.html, 2129 《中国科学》杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS 专 题 超高压变质与大陆碰撞研究进展: 以大别-苏鲁造山带为例 郑永飞 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室, 中国科学技术大学地球和空间科学学院, 合肥 230026 E-mail: yfzheng@https://www.doczj.com/doc/862902815.html, 2008-04-03收稿, 2008-07-01接受 中国科学院知识创新工程重要方向性项目(批准号: KZCX2-YW-131)和国家自然科学基金项目(批准号: 40573011)资助 摘要 大陆深俯冲研究已经成为21世纪发展板块构造理论的前沿和核心课题. 大别-苏鲁造山带出露有世界上最大的超高压变质构造单元, 地球科学家以此作为天然实验室, 在超高压变质和大陆碰撞的一些重要领域取得了国际上有影响力的系列成果. 本文概括了其中12个方面的突出进展, 主要包括超高压变质岩的空间分布范围、超高压变质作用的年龄、超高压变质作用的持续时间、深俯冲陆壳的原岩性质、大陆碰撞过程中的俯冲侵蚀和地壳拆离、大陆地壳俯冲的可能深度、大陆俯冲带深部流体活动、大陆碰撞过程中的部分熔融、大陆俯冲带深部元素活动性、俯冲大陆地壳物质再循环、碰撞后岩浆作用的地球动力学机制、碰撞造山带岩石圈结构等. 对今后研究的问题和方向也提出了建议. 关键词 大陆岩石圈 地壳深俯冲 超高压变质 板片折返 化学变异 流体活动 近十几年来大陆动力学研究最重要的进展之一, 是对超高压变质岩和大陆深俯冲作用的认识. 按照传统的板块构造学说, 大陆地壳由于其密度低, 不可能俯冲到高密度的地幔中. 然而, Chopin [1]和Smith [2]分别在西阿尔卑斯和挪威西部的变质表壳岩中, 发现了超高压变质矿物柯石英, 证明大陆地壳曾俯冲到至少80 km 深的地幔内部, 然后折返回地表. 这些发现在全球引发了超高压变质和大陆深俯冲研究的热潮[3~7]. 在随后的20余年中, 科学家相继在全球22条变质带中发现了柯石英、金刚石和其他超高压变质矿物和矿物组合(图1), 进一步证明低密度陆壳曾俯冲到地幔80~200 km 深. 特别是片麻岩锆石中柯石英和金刚石包体的不断发现, 证明大规模的低密度长英质岩石曾整体俯冲到深部地幔发生超高压变质, 然后又折返到浅部地壳. 现在超高压与非超高压变质岩沿着汇聚大陆边缘出露, 形成了大陆碰撞造山带的基本构造格局. 大陆碰撞造山作用包括大陆地壳俯冲和折返两 个过程[3~7], 在动力学机制上分别对应于被动和主动运动. 一方面, 大陆岩石圈由于高密度大洋岩石圈的牵引发生俯冲, 最终达到80~120 km 以上的地幔深度导致柯石英和金刚石相超高压变质作用. 另一方面, 超高压变质板片由于低密度大陆地壳的浮力而发生幕式上升和侵蚀(折返——将先前深埋的岩石带到近地表). 大陆深俯冲一般以低的地温梯度为特征, 只存在有限的脱水作用. 与此相反, 超高压板片的折返则常常是在高的地温梯度下进行, 伴有幕式脱水作用. 认识和理解大陆俯冲和折返过程中的变质作用, 能够确定大陆碰撞导致岩石圈加厚的时间、超高压变质矿物形成条件、大陆俯冲带地壳演化的热历史等. 超高压板片从地幔深度折返到地壳层位的过程可能是幕式进行的, 并且具有不同的速率. 这会影响超高压变质矿物脱水和水化的热力学和动力学, 进而涉及超高压板片内部的部分熔融和流体活动乃至超高压指示矿物的保存性. 自从在我国东部的大别造山带榴辉岩矿物中发
第五章变质作用 目的要求 变质作用的概念是根据对变质岩的观察、研究而建立起来的。变质岩是组成地壳的三大岩类之一，占地壳总面积的27.4%，由于地壳的不均匀抬升、剥蚀才露出地表。古老的变质岩常作为各大陆地壳的核心，广泛出露在前寒武纪的地盾中，或作为年青造山带的基底存在。其后各地质时期造山带中的变质岩，又围绕着前寒武纪地盾分布，这说明研究变质作用，对查明地壳的早期状态和它的发展演化历史，具有重要的理论意义。此外，世界上有70% 的铁矿，63%的锰矿以及大多数的铜、钴、镍矿都产生在前寒武纪的变质岩中，因而又具有实践意义。 课时：4学时 授课内容 一、变质作用的概念 二、变质作用的因素和方式 （一）变质作用的因素 （二）变质作用的方式 三、变质作用的基本类型 （一）接触变质作用 （二）碎裂变质作用 （三）区域变质作用 （四）混合岩化作用 重点 本章课讲授重点应放在：①变质作用的因素和变质作用方式中的重结晶、变晶作用及交代作用上；②变质类型的重点是接触变质、区域变质以及碎裂变质三个类型。其它像脱水反应、脱碳反应等则留给后续诸课去完成。混合岩化作用宜在小结中提示。 难点 在课堂上讲授变质岩时，强调变质岩的重要特征以及变质岩中的标志矿物和主要构造即可。其它内容较难理解，宜在实习中结合岩石标本去完成。 教学方法 本节课以讲解为主，配合多媒体图件进行说明。 讲授重点内容提要 一、变质作用的相关概念 （一）变质作用（metamorphism） 什么是变质作用？就是指先成岩在地下高温高压和化学活动性流体的参与下，在固态状态下改变其结构、构造或化学成分，从而形成新岩石的作用过程。
一般说来，岩石是否变质，是以有无重结晶现象或者出不出现变质矿物为标志（特别在温度升高的情况下）。根据观察判断，变质作用的温度大体在150°—900℃之间，低于150℃属于成岩作用的范畴；高于900℃则又属于岩浆作用的范畴。 （二）变质作用与岩浆作用的区别 变质作用与岩浆作用有何区别呢？岩石在变质过程中基本保持固体状态，一般不经过熔融。这里必须指出：如果地下温度近于岩石熔化的临界温度（如发生岩浆作用的影响）时，岩石部分产生熔融，而与固态岩石发生混合、交代等复杂过程，就叫超变质作用（或叫再熔作用，或叫花岗岩化作用），实际上是岩浆作用与变质作用的过渡形式。变质作用不仅形成各种变质岩，而且还形成多种类型的变质矿产。 二、变质作用的因素 引起变质作用的主要原因是温度、压力和化学活动性流体。在变质作用中以某一种因素单独起作用是少见的。它 们多以不同因素的组合出现，所以变质作用十分复杂。 （一）温度（temperature） 温度是引起变质的基本因素。温度的变化来源于地热、放射性元素的蜕变、岩浆活动及地壳运动诸方面。温度升高导致岩石重结晶作用，但不能超过900℃，否则就会重熔，那就不属于变质作用了。 出现高温的地区有：侵入岩体的周围；断裂带附近；地壳深处的放射热和地热区；现代的岛弧和大洋中脊等地区。 （二）压力（pressure） 压力也是重要变质作用因素之一。压力分为静压力、定向压力（应力）及流体压力三种。压力可使重结晶矿物产生定向排列，而形成变质岩特有的片理构造。 1、静压力(static pressure) 静压力是上覆地层引起的负荷压力。它具有均压性（围压性）。根据岩石的平均比重，深度增加1km，压力要增加275—300巴（1个大气压约等于1巴）。变质作用的最低负荷压力是1—2千巴。大约在4—7km深处。估计变质作用的最大深度为35km，最大负荷压力为1万巴。静压力有利于塑性变形和高压矿物的产生。 2、定向压力（directional pressure） 其特征是具有定向性，主要由地壳运动引起的，在地壳中分布不均，在地壳的上部发育，使岩层产生褶皱、断裂；使矿物的晶格变形；使其中的片状矿物和柱状矿物垂直于定向压力的方向排列，而成片理构造。此外，变晶矿物受里克定律的支配。晶体在最大压力方向上解体，在最小压力方向上增长。由于定向压力出现在地壳浅处，这些地方往往有水分存在，所以在定向压力条件下，产生的变质矿物多含OH-，如白云母、绿泥石、滑石等。 3、流体压力（fluid pressure） 流体压力是H2O、CO2、O2等挥发性流体占据岩石粒间空隙而产生的。在地下深处，全部负荷压力都传递给流体，这时负荷压力与流体压力相等。在地壳浅处，岩层裂隙发育，并与地表沟通，这时流体压力小于负荷压力。只有在岩浆侵入体周围，岩浆结晶时析出大量流体，才可能出现流体压力大于负荷压力的状况。 （三）化学活动性流体（fluid） 温度和压力，只能使岩石的结构、构造和矿物成分发生变化，要使岩石的