大别山超高压变质岩的显微构造与有效黏度

摘要

超高压变质岩提供了研究大陆俯冲隧道中岩石的变形机制和流变差异性的窗口.文章使用电子背散射衍射技术分析了大别山超高压变质带的榴辉岩和长英质片麻岩的显微构造.榴辉岩中的石榴子石基本呈无序分布,绿辉石发育较强烈的晶格优选定向,[001]轴的极密平行或近平行于拉伸线理,(100)面的法线近垂直于面理,退变榴辉岩中角闪石的(100)[001]组构可能继承了绿辉石的晶格优选定向.退变榴辉岩和长英质片麻岩中的石英记录了(0001)低温底面滑移和{1010}中温柱面滑移,反映了超高压变质岩折返到中地壳的韧性变形;而斜长石的(001)和(010)[100]组构形成于折返到下地壳的角闪岩相变质条件(>600℃).根据主要矿物的流变律计算了俯冲与折返过程中无水矿物的有效黏度变化.俯冲过程中,钠长石=硬玉+石英的分解反应以及石英-柯石英相变导致长英质片麻岩的有效黏度和密度都显著增高,有利于陆壳深俯冲.但是折返过程中由于温度较高,这两个反应带来的有效黏度变化较小.>80 km深度,石榴子石的流变强度>硬玉>绿辉石>柯石英,俯冲上地壳的流变由柯石英和硬玉控制,下地壳的流变由绿辉石和石榴子石控制.超高压变质岩流变强度的差异有助于上—下地壳力学解耦,使相对低密度、低黏度的上地壳物质在俯冲隧道内快速折返.