董漢文

中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京，100037

內(nèi)容提要: 大陸碰撞造山帶的造山過程是通過“變形—變質(zhì)—深熔”自組織系統(tǒng)的高度耦合和時空上演化來實現(xiàn)的。因此，對經(jīng)過強(qiáng)烈抬升的造山帶核部的變形—變質(zhì)—深熔作用的“三位一體”研究，為認(rèn)識碰撞造山帶的動力學(xué)背景具有重要的科學(xué)意義。筆者系統(tǒng)總結(jié)了大陸碰撞造山帶內(nèi)的變形和變質(zhì)作用與深熔作用的研究進(jìn)展，梳理了喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)在變形—變質(zhì)作用和深熔作用方面的研究現(xiàn)狀和存在問題，討論并展望了未來的研究方向。

大陸碰撞造山帶是一個非平衡的開放系統(tǒng)，造山過程是一個能量消耗過程，造山帶通過變形—變質(zhì)—深熔作用的自組織系統(tǒng)來建立耗散結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為大量深部流體或熔體的萃取、聚集、運移、侵位和部分丟失(Brown，2007)。地殼深熔作用是造山帶中普遍的地質(zhì)過程，主要表現(xiàn)為形成混合巖和淡色花崗巖體，是構(gòu)造變形、高級變質(zhì)作用與巖漿作用之間高度耦合的重要體現(xiàn)，是聯(lián)接深部過程和淺表作用的重要紐帶(曾令森等，2008；于勝堯等，2014)。在眾多大陸碰撞造山帶構(gòu)造演化過程中，混合巖從下地殼快速逆沖到中上地殼是最重要的構(gòu)造相之一(Hollister，1993)，呈構(gòu)造脈沖(tectonic surge)的形式普遍存在。這種快速地質(zhì)作用直接決定了大型造山帶深部物質(zhì)的遷移、淺表物質(zhì)的響應(yīng)，以及造山帶地貌和水系的形成和演化。

近年來，由于地球系統(tǒng)科學(xué)研究理念的不斷深入，人們開始重視深部作用過程與淺表構(gòu)造相互耦合作用。在眾多的大型造山帶中，如喜馬拉雅造山帶、大別—蘇魯造山帶、柴北緣HP/UHP變質(zhì)帶和格陵蘭加里東造山帶，變形作用與地殼深熔通過熔體弱化和剪切生熱相互作用(Brown and Rushmer，1997；Brown and Solar，1998；Ding Huixia et al., 2021)，變形作用通過流體遷移和應(yīng)變能促進(jìn)變質(zhì)作用；變質(zhì)作用導(dǎo)致成分與變形機(jī)制的改變，與地殼深熔通過礦物組合轉(zhuǎn)變和熔體—礦物反應(yīng)相互影響(Wallis et al., 2005；Brown，2007，2010；曾令森等，2008；Labrousse et al., 2011)。前人的這些研究，大力加強(qiáng)了地球科學(xué)界對造山帶內(nèi)構(gòu)造變形和變質(zhì)作用與地殼深熔作用之間相互作用關(guān)系的關(guān)注。

基于大陸碰撞造山帶內(nèi)變形和變質(zhì)作用與深熔作用的重要性，筆者總結(jié)了前人在該領(lǐng)域的研究進(jìn)展，重點總結(jié)了大陸碰撞造山帶內(nèi)的深熔作用及其與變形、變質(zhì)等的關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，以喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)為例，討論了當(dāng)前存在的問題，并展望了未來的研究方向，為該地區(qū)的下一步研究提供了參考。

1 大陸碰撞造山帶內(nèi)的深熔作用

圖1 構(gòu)造、溫度梯度、部分熔融程度及應(yīng)變承載方式剖面圖(據(jù)曾令森等，2008)Fig. 1 Cross-section showing covariation among the structure, thermal gradient, degrees of partial melting, and loading framework (from Zeng Lingsen et al., 2008&)

地殼深熔作用是大型造山帶構(gòu)造演化中的重要地質(zhì)作用(Hollister and Crawford, 1986； Hollister，1993; Brown, 2007)，是連接地殼深部高級變質(zhì)作用、構(gòu)造變形及淺表地質(zhì)作用的重要紐帶。地殼深熔作用導(dǎo)致原來是單相的固體巖石轉(zhuǎn)化為固液兩相體系，改變地殼深部物質(zhì)的流變學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而影響巖石的變形機(jī)制和變形樣式。例如，大陸下地殼的深熔作用強(qiáng)烈地降低地殼的強(qiáng)度及其承受上覆地殼荷載的能力，并可能最終導(dǎo)致增厚地殼的垮塌(Hollister and Crawford, 1986； Hollister，1993)。實驗研究已表明固體與熔體之間的強(qiáng)度差別達(dá)幾個數(shù)量級(Rosenberg and Handy, 2005)。含少于10%熔體的巖石的峰值差異強(qiáng)度約在100 MPa 的量級上，明顯高于完全熔融巖石，其差異強(qiáng)度在幾個至幾十兆帕之間(Renner et al., 2000)。因此，隨著遞進(jìn)加熱和部分熔融程度的增加，巖石的力學(xué)性質(zhì)將從線彈性，轉(zhuǎn)變?yōu)閺椝苄?，最后到粘性。許多高級變質(zhì)巖區(qū)中的混合巖的形成是地殼物質(zhì)發(fā)生不同程度部分熔融的結(jié)果，如在喜馬拉雅造山帶和蘇魯超高壓變質(zhì)帶中。這些混合巖提供了研究低度部分熔融如何影響新生熔體與固體基質(zhì)之間應(yīng)變分解、及其發(fā)生部分熔融巖石的總體力學(xué)性質(zhì)的重要機(jī)會。野外觀測揭示了：在許多混合巖中，以淺色體為代表的部分熔融體或經(jīng)常平行于原始層面，或形成相互連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，或集中在剪接帶、布丁的頸部、張性裂紋或小褶皺的軸面部位(Brown and Rushmer, 1997；Brown and Solar, 1998)。熔體的出現(xiàn)強(qiáng)烈地制約著應(yīng)變分解作用并且影響同變質(zhì)巖石的機(jī)械強(qiáng)度，即使部分熔融體的尺度在毫米—厘米的尺度上。其分解樣式在兩相或多相巖石的變形中，弱相和強(qiáng)相的相對含量及相對強(qiáng)度的差異控制著應(yīng)變的分解(圖1，曾令森等，2008)。

1.1 大陸碰撞造山帶內(nèi)的變形作用與深熔作用

影響地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融的因素很多，其中變形作用是不容忽視的重要因素之一。深部地殼巖石在高溫條件下發(fā)生位錯蠕變、顆粒邊界滑移、動態(tài)恢復(fù)與重結(jié)晶的塑性變形(王勤等，2007)，并發(fā)生部分熔融，導(dǎo)致下地殼固態(tài)物質(zhì)韌性流動而形成隧道流擠出；相應(yīng)地，熔體的產(chǎn)生也會弱化巖石的流變學(xué)性質(zhì)，從而促進(jìn)深俯沖大陸地殼的解耦和快速折返 (Labrousse et al., 2011)，并加快大陸地殼的變形(Brown，2006；Brown and Solar，1998；Clark and Royden，2000；Beaumont et al., 2001；Rosenberg and Handy，2005；王勤，2007；曾令森等，2008)?？傊?，有關(guān)深熔作用巖石流變學(xué)和構(gòu)造變形機(jī)制的研究對認(rèn)識地殼變形、地殼的成份分異、高級變質(zhì)巖的折返及地殼隧道流等地質(zhì)過程有著至關(guān)重要的作用。例如，實驗巖石學(xué)家提出，當(dāng)?shù)貧ど钊圩饔卯a(chǎn)生的熔體達(dá)到或超過20%～25%(Vigneresse and Tikoff，1999)，進(jìn)一步聚集和分離，在浮力、差應(yīng)力及構(gòu)造變形等共同作用下，上升遷移至上地殼韌—脆性轉(zhuǎn)換帶，就位形成花崗巖體，最終導(dǎo)致地殼的成份分異(Brown，2006)。

Levine 等(2013)在科羅拉多普韋布洛山(Wet Mountains )系統(tǒng)研究了構(gòu)造變形與部分熔融和巖漿作用之間的關(guān)系，指出應(yīng)變的差異會導(dǎo)致不同程度的深熔作用，例如在上地殼發(fā)育少量且垂直或斜交面理面的花崗巖(脈)，而在中地殼則發(fā)育大量平行面理面的花崗巖(脈)。在拉達(dá)克和巴基斯坦北部的喀喇昆侖右行走滑斷裂也有類似的現(xiàn)象，沿著斷裂兩側(cè)出露大量花崗巖、角閃巖相變質(zhì)巖、混合巖、平行面理的淡色花崗巖(脈)以及巖墻群(Phillips and Searle，2007；Searle and Phillips，2007；Phillips et al., 2013)。Levine等(2013)發(fā)現(xiàn)在熔體產(chǎn)生的區(qū)域構(gòu)造變形特別強(qiáng)烈，相應(yīng)地，熔體主要發(fā)育在剪切帶內(nèi)。由此可見，變形作用與深熔作用無疑具有密不可分的關(guān)系。目前，關(guān)于二者之間的因果關(guān)系仍然不清楚。是剪切帶內(nèi)構(gòu)造變形導(dǎo)致了熔體的產(chǎn)生和運移(Brown and Solar，1998；Brown，2006)，還是熔體的產(chǎn)生促進(jìn)了剪切帶構(gòu)造變形的發(fā)生？是剪切熱導(dǎo)致混合巖和花崗巖的形成，并通過剪切帶活動運移至地表(Lacassin et al., 2004；Weinberg and Mark，2008)，還是這些混合巖和花崗巖的形成與剪切帶無關(guān)，而是由區(qū)域變質(zhì)作用所形成(Phillips and Searle，2007；Phillips et al., 2013)？要解決這些關(guān)鍵地科學(xué)問題，首先要對這些混合巖和花崗巖的巖漿組構(gòu)、礦物組成特征、變形溫度等進(jìn)行精細(xì)的研究。

1.2 大陸碰撞造山帶內(nèi)變質(zhì)作用與深熔作用

在大陸碰撞造山過程中，高級變質(zhì)巖石在俯沖和折返過程中經(jīng)歷了進(jìn)變質(zhì)、峰期變質(zhì)和(多期)退變質(zhì)等復(fù)雜的變質(zhì)演化階段(王勤等，2005)，深熔作用在高級變質(zhì)巖中普遍發(fā)生(曾令森等，2008)，有效識別深熔作用發(fā)生的時間和溫壓條件對于揭示高級變質(zhì)巖石的深熔作用與變質(zhì)作用之間的聯(lián)系具有重要意義(Hollister and Crawford，1986)。喜馬拉雅造山帶是典型的大型、熱碰撞造山帶(Large hot orogen)(許志琴等，2013；Cottle et al., 2015)，中下地殼發(fā)生了廣泛地深熔作用(圖2)，其中高喜馬拉雅(GHS)是中下地殼物質(zhì)折返至地表的產(chǎn)物，發(fā)生過強(qiáng)烈部分熔融，近年來的相平衡模擬及熔體含量與成分計算表明，高喜馬拉雅中的變泥質(zhì)和長英質(zhì)巖石在高溫和高壓條件下可發(fā)生高程度(20%～30%)部分熔融，生成淡色花崗巖質(zhì)成分的熔體(Kohn，2014；張澤明等，2017)。

目前，關(guān)于GHS的部分熔融機(jī)制有3種不同觀點：①通過大量野外觀察、年代學(xué)、地球化學(xué)以及實驗和模擬研究，有相當(dāng)多的研究者認(rèn)為，部分熔融主要是由于GHS的快速折返降壓所引起，而且多認(rèn)為熔融發(fā)生在從藍(lán)晶石穩(wěn)定域到夕線石穩(wěn)定域的近等溫降壓過程中(Harris and Massey，1994；Harris et al., 1995，2004；Harrison et al., 1998；Knesel and Davidson，2002；Zhang Hongfei et al., 2004；Aoya et al., 2005；King et al., 2011)。②一些學(xué)者認(rèn)為深熔作用可能發(fā)生在低壓下近等壓加熱階段 (Visonà and Lombardo，2002；Streule et al., 2010)。Visonà等(2012) 認(rèn)為淡色花崗巖中的紅柱石是一個早期的巖漿轉(zhuǎn)熔相，表明巖石的部分熔融發(fā)生在低壓(<4 kbar)條件下。Groppo等(2013)研究表明，含堇青石的混合巖位于GHS上部構(gòu)造層位，而且就在廣泛分布的、以小巖體或網(wǎng)狀巖墻產(chǎn)出的始新世淡色花崗巖體之下。這些混合巖經(jīng)歷了在低壓下的近等壓加熱進(jìn)變質(zhì)熔融，是含紅柱石淡色花崗巖的源區(qū)。③一些學(xué)者在巖相學(xué)觀察、年代學(xué)分析和實驗?zāi)M的基礎(chǔ)上認(rèn)為GHS的部分熔融很可能主要發(fā)生在增壓增溫或降壓增溫進(jìn)變質(zhì)過程中(Godin et al., 2001；Zhang Hongfei et al., 2004；Lee and Whitehouse，2007；Rubatto et al., 2013)。

值得注意的是，近年來的研究顯示喜馬拉雅造山帶記錄了多重深熔事件(吳福元等，2015)，從碰撞造山早期的增厚階段至后期的伸展垮塌階段(侯增謙等，2020)，地殼物質(zhì)發(fā)生不同類型的部分熔融，如白云母和黑云母脫水熔融(Harris et al., 1995；Streule et al., 2010； Visonà et al., 2012；Rubatto et al., 2013；Gaidies et al., 2015)，或者注水熔融(King et al., 2011；Gao Li’e and Zeng Lingsen，2014；Zeng Lingsen et al., 2014)，亦或者二者共同作用(Pognante and Lombardo，1989；Knesel and Davidson，2002)。在早期增厚階段，深部地殼巖石可能由于增厚地殼的熱松弛作用或由于來自深部地幔的外來熱作用，基性物質(zhì)發(fā)生部分熔融，形成富鈉過鋁質(zhì)花崗質(zhì)熔體(Zeng Lingsen et al., 2012)；在后期伸展垮塌階段，快速減壓作用導(dǎo)致含水礦物(如黑云母和白云母)的脫水部分熔融作用，形成富鉀過鋁質(zhì)花崗巖熔體(Harris and Massey, 1994; Harris et al., 1995；Harrison et al., 1997；Searle et al., 1997；Zhang Hongfei et al., 2004；張宏飛等，2005；Zeng Lingsen et al., 2011)。

圖2 喜馬拉雅造山帶高級變質(zhì)巖的變質(zhì)作用P—T軌跡(據(jù)Kohn，2014)Fig. 2 P—T paths calculated for main belt of the high-grade metamorphic rocks in the Himalayan orogenic belt (after Kohn, 2014) KFMASH—利用程序THERMOCALC計算時選擇的K2O—FeO—MgO—Al2O3—SiO2—H2O)體系；NaKFMASH—利用程序THERMOCALC計算時選擇的Na2O—K2O—FeO—MgO—Al2O3—SiO2—H2O體系KFMASH—selected K2O—FeO—MgO—Al2O3—SiO2—H2O) system when calculating using THERMOCALC; NaKFMASH—selected Na2O—K2O—FeO—MgO—Al2O3—SiO2—H2O system when calculating using THERMOCALC

2 喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)

喜馬拉雅造山帶是世界上最年輕且仍在活動的陸陸碰撞型造山帶，較完整地記錄了與大陸深俯沖—快速折返伸展作用等相關(guān)的變形、變質(zhì)和巖漿作用的重要信息(Hodges，2000；Yin An，2006；丁林等，2017；李海兵等，2021；許志琴等，2022)，是研究碰撞造山帶深部物理和化學(xué)過程、檢驗造山作用理論和模型的天然野外實驗室(曾令森等，2017)。喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)(南迦巴瓦)處于印度大陸東犄角與拉薩地體交匯點(Holt et al., 1991)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，是一個經(jīng)歷過多期復(fù)雜地質(zhì)演化歷史，由不同層次、不同時期和形成于不同構(gòu)造環(huán)境地質(zhì)體所組成的高級變質(zhì)雜巖體(丁林等，1995；鐘大賚和丁林，1995；丁林和鐘大賚，2013)，是研究大型碰撞造山帶中深熔和變質(zhì)作用與構(gòu)造變形互饋關(guān)系的絕妙窗口。

由南迦巴瓦群組成的南迦巴瓦變質(zhì)體自北而南的總體形態(tài)呈現(xiàn)由SN轉(zhuǎn)為NEN—SWS方向的幾何學(xué)特征，北窄(10 km)南寬(60 km)，外側(cè)為倒“U”形的印度斯—雅魯藏布江大拐彎縫合帶所圍限(圖3)。在區(qū)域上，南迦巴瓦變質(zhì)體是高喜馬拉雅巖片東段的組成部分，高喜馬拉雅—南迦巴瓦巖片的南緣通過主中沖斷層(MCT)逆沖在由早古生代淺變質(zhì)巖系組成的低喜馬拉雅巖片之上，在南迦巴瓦巖片內(nèi)部出現(xiàn)被MCT圈閉的低喜馬拉雅構(gòu)造窗。根據(jù)巖性、變質(zhì)程度、變形特征及構(gòu)造邊界的性質(zhì)，前人將南迦巴瓦變質(zhì)體進(jìn)一步分為4個巖石構(gòu)造單元(自NW至SE)：比魯構(gòu)造巖片、直白構(gòu)造巖片、南派鄉(xiāng)構(gòu)造巖片和多雄拉變質(zhì)穹窿(圖3，許志琴等，2008)。其中多雄拉變質(zhì)穹窿位于南迦巴瓦變質(zhì)體東南部，由多雄拉組混合巖化的黑云斜長角閃巖及富鋁質(zhì)片麻巖組成，大量長英質(zhì)透鏡、眼球體(圖4a)和條帶(圖4b)貫入巖石之中可作為強(qiáng)烈混合巖化和熔融的標(biāo)志。多雄拉組構(gòu)成一個變質(zhì)—熔融的背形構(gòu)造，其西部面理向西、東部面理向東傾斜(圖4c)，傾伏角20°～30°，受南迦巴瓦變質(zhì)體的東、西邊界斷裂的影響，使背形構(gòu)造的兩側(cè)產(chǎn)狀變陡(圖4d)。

前人對該地區(qū)的高壓麻粒巖進(jìn)行了多年研究(鐘大賚和丁林， 1995；丁林等，1995； Burg et al., 1997；丁林和鐘大賚，1999；張進(jìn)江等，2003；Booth et al., 2004，2009；Guilmette et al., 2011；Xu Zhiqin et al., 2012；Zhang Zeming et al., 2010，2015；Zeng Lingsen et al., 2012；Dong Hanwen et al., 2016)，在變質(zhì)作用和深熔作用方面取得了大量成果。

圖3 喜馬拉雅造山帶東構(gòu)造結(jié)地質(zhì)簡圖(據(jù)Xu Zhiqin et al., 2012修改)Fig. 3 Geological sketch map of the Eastern Himalayan syntaxis (from Xu Zhiqin et al., 2012)

圖4 喜馬拉雅造山帶東構(gòu)造結(jié)多雄拉穹隆野外照片:(a)、(b) 多雄拉混合巖中發(fā)育不同形態(tài)的淡色體；(c)多雄拉穹窿核部產(chǎn)狀平緩；(d) 多雄拉穹窿西界產(chǎn)狀向西陡傾Fig. 4 Outcrop observations of the Duoxiongla dome in the Eastern Himalayan syntaxis：(a)，(b) different patterns of the leucosomes in the Duoxiongla migmatite; (c) the core of the Duoxiongla dome with gently occurrence; (d) the western boundary of the Duoxiongla dome dips steeply to the west

2.1 變質(zhì)作用研究現(xiàn)狀

南迦巴瓦變質(zhì)體內(nèi)發(fā)育的高壓麻粒巖受到了廣泛的關(guān)注，但這些變質(zhì)巖的變質(zhì)時代和演化過程(即P—T條件)仍然存在較大的分歧。①變質(zhì)時代：有關(guān)南迦巴瓦變質(zhì)體的變質(zhì)時代可從40 Ma變化到7 Ma(Ding Lin et al., 2001； Xu Wangchun et al., 2010；Zhang Zeming et al., 2010，2015)。對這些定年結(jié)果有不同的解釋，高壓峰期的變質(zhì)時代也有較大爭議，如40～30 Ma(Ding Lin et al., 2001；Zhang Zeming et al., 2010，2015)、29.2～10.2 Ma(田作林等，2017)、以及25～20 Ma(Xu Wangchun et al., 2010；Zhang Zeming et al., 2012；劉鳳麟和張立飛，2014)。Ding Lin等(2001) 認(rèn)為約40 Ma 的變質(zhì)和巖漿作用是有流體參與的高級變質(zhì)作用，而小于25 Ma 的地殼深熔作用與快速折返相關(guān)的減壓部分熔融相關(guān)(Ding Lin et al., 2001；Booth et al., 2004)，田作林等(2017)認(rèn)為從29.2～10.2 Ma的連續(xù)變質(zhì)年齡代表了退變質(zhì)年齡，與此同時，其他學(xué)者也獲得了類似的結(jié)果，認(rèn)為約18 Ma經(jīng)歷了角閃巖相變質(zhì)作用(Xu Zhiqin et al., 2012；Su Wen et al., 2012)。②P—T條件：鐘大賚和丁林(1995)認(rèn)為南迦巴瓦變質(zhì)體中基性高壓麻粒巖的峰期溫壓條件為14～15 kbar和800℃；劉鳳麟和張立飛(2014)認(rèn)為高壓麻粒巖峰期溫壓條件為13.7 kbar和904℃；最近，田作林等(2017)也獲得了類似的結(jié)果，認(rèn)為石榴角閃巖的峰期溫壓條件為約11.5 kbar和790℃。

2.2 深熔作用研究現(xiàn)狀

在南迦巴瓦地區(qū)，中下地殼變基性巖在10 Ma以來發(fā)生廣泛的不同程度的深熔作用，主要表現(xiàn)為大面積出露的淡色花崗巖(脈)和不同性質(zhì)的混合巖。淡色花崗巖(脈)侵入到印度板塊的基底巖石中，變泥質(zhì)巖和變基性巖廣泛發(fā)育混合巖化。混合巖化角閃巖包裹的淡色體具有相似的主量元素特征，即富Na和Ca過鋁花崗質(zhì)。實驗巖石學(xué)和野外研究表明，富Na過鋁花崗質(zhì)熔體形成機(jī)制有兩種：變泥質(zhì)巖在高壓條件下(>10 kbar)的水致部分熔融(Patio Douce and Harris, 1998; Zeng Lingsen et al., 2012)或基性巖(如角閃巖)部分熔融(Zeng Lingsen et al., 2011)。年代學(xué)研究結(jié)果顯示，這些混合巖和淡色花崗巖記錄了多期深熔作用事件，高利娥等(2009)和Zeng Lingsen等(2011)分別在雅拉香波地區(qū)發(fā)現(xiàn)約35 Ma淡色花崗巖和約43 Ma二云母花崗巖具有高SiO2、Na2O、Sr/Y值特征，并認(rèn)為該富Na過鋁質(zhì)花崗巖是角閃巖脫水部分熔融形成； Zeng Lingsen等(2012)報道了南迦巴瓦地區(qū)21～25 Ma變泥質(zhì)巖水致部分熔融形成的富Na和Ca淡色花崗巖；同時基性麻粒巖及其中的二云母花崗質(zhì)淺色體記錄了約11 Ma 的地殼深熔作用(Ding Lin et al., 2001)；而混合巖(原巖年齡為484±3 Ma)中淺色體形成于2.9～3.9 Ma (Burg et al., 1997)。

3 存在的主要問題與建議

喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)(南迦巴瓦)是喜馬拉雅碰撞造山帶中構(gòu)造應(yīng)力最強(qiáng)、新生代深熔作用和變質(zhì)作用最劇烈的地區(qū)，也是印度板塊高角度俯沖致使東構(gòu)造結(jié)隆升和剝蝕最快的地區(qū)，其中保存了印度與歐亞板塊碰撞造山過程中變形作用、變質(zhì)作用和地殼深熔作用的重要信息(Ding Lin et al., 2001；Booth et al., 2004，2009；Xu Zhiqin et al., 2012)，特別是具有強(qiáng)烈混合巖化的多雄拉變質(zhì)穹窿體是研究變形—變質(zhì)—深熔“三位一體”的天然野外實驗室。盡管前人已經(jīng)分別對變質(zhì)作用、深熔作用等方面做了大量的工作，但是就變形—變質(zhì)作用與深熔作用之間的互饋關(guān)系仍不清楚，具體問題如下：

3.1 不同尺度變形作用如何制約深熔作用

毫無疑問，深熔作用與構(gòu)造變形作用密切相關(guān)，但是在南迦巴瓦多雄拉穹窿，不同尺度的變形作用如何制約深熔作用仍然不清楚。例如，在宏觀上，深熔作用與區(qū)域規(guī)模的變形構(gòu)造(如區(qū)域褶皺或韌性剪切帶等)和露頭尺度的變形構(gòu)造(如小褶皺、面理和線理等)的關(guān)系如何？在顯微及超微尺度上，深熔作用與顯微變形作用如何相互制約?

3.2 深熔作用與變質(zhì)作用的關(guān)系

大量的研究顯示，高級變質(zhì)作用與深熔作用具有相似的時空分布，實驗巖石學(xué)結(jié)果同樣證實二者具有一定的成因聯(lián)系，如深熔作用過程中熔體成分隨原巖成分和溫壓條件的變化而發(fā)生明顯改變(Patio Douce，2005；Moyen，2009；于勝堯等，2013)。但在南迦巴瓦地區(qū)多雄拉穹窿，二者之間的時空分布及成因關(guān)系還缺乏詳細(xì)的解剖。在空間上(不同尺度：區(qū)域、露頭及顯微)，不同類型和不同變質(zhì)階段的變質(zhì)作用(UHP變質(zhì)作用或麻粒巖相變質(zhì)作用，進(jìn)變質(zhì)、峰期或退變質(zhì)作用)與深熔作用的關(guān)系如何？在成因上，不同的變質(zhì)作用(包括不同類型變質(zhì)反應(yīng)或變質(zhì)脫水熔融反應(yīng)等)怎樣制約深熔作用？

3.3 變形/變質(zhì)作用與深熔作用之間存在怎樣的互饋關(guān)系

在諸多不同類型造山帶構(gòu)造演化中，地殼深熔作用普遍存在，是構(gòu)造變形與高級變質(zhì)作用之間的有機(jī)連接。以淡色花崗巖和混合巖為代表的部分熔融作用具有階段性，在每一個階段都伴隨著不同程度的構(gòu)造變形和變質(zhì)作用。但到目前為止，有關(guān)深熔作用與變形/變質(zhì)作用之間存在怎樣的互饋關(guān)系仍尚未解決。對這些問題的探討不僅在深化理解多雄拉穹窿本身和喜馬拉雅造山帶的構(gòu)造演化，而且對確定影響地殼巖石部分熔融的構(gòu)造環(huán)境、溫壓條件、巖石物理化學(xué)特征等因素都具有重要意義。

4 結(jié)論

喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)(南迦巴瓦)是喜馬拉雅碰撞造山帶中構(gòu)造應(yīng)力最強(qiáng)、新生代巖漿—深熔作用和變質(zhì)作用最劇烈的地區(qū)，也是印度板塊高角度俯沖致使東構(gòu)造結(jié)隆升和剝蝕最快的地區(qū)，其中保存了印度與歐亞板塊碰撞造山過程中變形作用、變質(zhì)作用和地殼深熔作用的重要信息，特別是具有強(qiáng)烈混合巖化的多雄拉變質(zhì)穹窿體是研究變形—變質(zhì)—深熔“三位一體”的天然野外實驗室。雖然前人已在構(gòu)造變形、變質(zhì)和深熔作用各個方面做了大量的研究，但這些高級變質(zhì)—深熔巖石與構(gòu)造變形機(jī)制以及巖石流變的關(guān)系方面的研究還非常缺乏。正如Brown和Rushmer(1997)指出的：部分熔融如何影響巖石的流變學(xué)性質(zhì)及其如何影響變形機(jī)制的轉(zhuǎn)變一直是構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和變質(zhì)地質(zhì)學(xué)研究的突出問題。

因此，在未來的研究當(dāng)中，需要重點考慮這些問題：①多雄拉穹窿變質(zhì)—深熔巖石的變形特征; ②變質(zhì)和深熔作用的期次及時限；③變質(zhì)—深熔巖石的流變行為和構(gòu)造變形機(jī)制；④不同期次、不同熔融程度巖石的流變特征及其與喜馬拉雅東構(gòu)造結(jié)造山過程的耦合關(guān)系。

致謝：1922年2月3日中國地質(zhì)學(xué)會正式成立，至今已有100年的歷史。百年華誕，一個值得紀(jì)念的日子，特以此文紀(jì)念中國地質(zhì)學(xué)會成立100周年，致敬一代又一代的地質(zhì)工作者。兩位審稿專家提出寶貴的修改意見對提高本文質(zhì)量起到重要作用，在此一并表示衷心的感謝！