張忠煒，張聰，秦雪晴，趙曉軒，申婷婷，邱添，杜瑾雪

1) 中國地質科學院地質研究所，北京，100037； 2) 中國地質大學(北京)，北京，100083；3) 防災科技學院地球科學學院，河北燕郊，065201

內容提要: 拉薩地塊中東部松多高壓變質帶是揭示拉薩地體形成與演化過程的重要研究對象。松多變質帶記錄了古特提斯洋的俯沖和閉合過程。前人對松多地區(qū)出露的榴輝巖及圍巖開展了大量的巖石學工作，但變質峰期溫壓條件沒有得到很好的限定，溫壓分布范圍較廣，且變質演化過程仍存爭議。筆者等總結了松多變質帶不同地區(qū)榴輝巖的巖石學和礦物學特征，匯總了不同計算方法得到的溫壓條件。通過對比發(fā)現，松多高壓變質帶內榴輝巖的峰期溫壓條件處于465～880℃，2.5～3.9 GPa的范圍，其寬泛的峰期溫壓條件是由于不同計算方法和折返機制造成的。與傳統(tǒng)礦物對溫壓計相比，變質相平衡模擬方法更適合低溫榴輝巖的峰期溫壓條件及變質過程的限定。

高壓—超高壓(HP—UHP)變質帶是古板塊匯聚邊界的重要標志，它記錄了一系列匯聚板塊邊緣的俯沖—碰撞—折返等地球動力學信息。根據原巖形成環(huán)境以及圍巖的巖石組合，匯聚板塊邊緣類型可劃分為太平洋型(或安第斯型)和阿爾卑斯型(或喜馬拉雅型)，也被稱為大陸型和大洋型(Ernst, 1988; Liou et al., 2009)。阿爾卑斯型碰撞帶是從洋盆的消亡開始的，洋殼巖石圈不斷向陸殼匯聚，隨后導致了大陸之間的俯沖和碰撞，這種碰撞造山帶主要由花崗質/英云閃長質片麻巖組成，含有高壓—超高壓變質巖石。太平洋型俯沖帶主要是由洋殼俯沖形成增生復合體、弧前盆地、火山弧和TTG(英云閃長巖—奧長花崗巖—花崗閃長巖)帶組成。出露巖石通常記錄相對較低和中高壓力的變質作用，原巖組合往往是結構破碎的蛇綠巖(Ernst and Liou, 1995, 2008; Maruyama et al., 1996; Liou et al., 2004)。相比于大陸型俯沖帶，大洋型俯沖帶中出現高壓-超高壓變質巖石的現象并不常見，可能是由于大洋型俯沖帶中形成的高壓—超高壓榴輝巖的密度遠大于地幔巖的密度，而且缺少低密度巖石協助折返，重力因素導致俯沖帶深部的(超)高壓變質巖石難以折返到地表(Coleman and Wang Xiaomin, 1995; Zheng Yongfei et al., 2003)。

青藏高原是岡瓦納大陸和歐亞大陸碰撞過程中形成的世界上最年輕、隆升最快的造山帶。當前對青藏高原的結構和組成比較一致的認識是其由周圍大陸裂解出來的許多具有不同構造屬性的原始塊體拼接而成的。這些塊體經歷了復雜的構造演化過程，隨著板塊擠壓碰撞以及板塊下巖漿活動，最終匯聚形成了一系列造山帶和縫合帶邊界(何世平等，2013；許志琴等，2016)。復雜的構造環(huán)境對我們認識青藏高原的巖石組成、地層特征以及形成過程產生了很大困難。

圖1 青藏高原及其周邊地區(qū)地塊分布簡圖(a)和松多地區(qū)高壓—超高壓變質帶地質簡圖(b)(據Zhang Cong et al., 2019a修改)Fig. 1 The sketch map showing the distribution of blocks on Qinghai—Xizang(Tibet) Plateau and adjacent areas(a) and the sketch geological map of the Sumdo HP—UHP metamorphic belt (b) (modified from Zhang Cong et al., 2019a)JSSZ—金沙江縫合帶；LSSZ—龍木措—雙湖縫合帶；BNSZ—班公湖—怒江縫合帶；LMF—羅白堆—米拉山斷裂；YZSZ—雅魯藏布江縫合帶；SNSZ—獅泉河—納木錯縫合帶JSSZ—Jinsha River suture zone; LSSZ—Longmu Lake—Shuanghu suture zone; BNSZ—Bangong Lake—Nujiang River suture zone; LMF—Luobaidui—Milashan fault; YZSZ—Yarlung River suture zone; SNSZ—Shiquanhe—Nam Lake suture zone

碰撞造山帶中保存的榴輝巖和其他高壓—超高壓變質巖可能會保存峰期變質階段和退變質過程中出現的礦物組合，通過它們可以推測、模擬P—T演化軌跡，從而了解整個變質作用的演化過程。自拉薩地塊南部松多地區(qū)首次發(fā)現榴輝巖以來(楊經綏等，2006)，前人對該地區(qū)榴輝巖及其圍巖白云母片麻巖、石英巖已經開展了大量的巖石學、地球化學分析以及地質年代學研究，尤其是松多鄉(xiāng)、新達多、吉朗村、西朗村等地榴輝巖的峰期P—T條件、變質過程以及年代學工作，為進一步揭示拉薩地體的構造變質演化以及限定喜馬拉雅造山運動和特提斯洋演化的地球動力學過程提供了重要證據。在拉薩地塊東南部，沿尼洋河河谷，自松多鄉(xiāng)到加興村一帶，榴輝巖主要以較大塊體或透鏡體的形式出露于云母片巖、碳酸鹽巖或強片理化的石英巖中(Zhang Cong et al., 2019a)。榴輝巖的原巖具有典型的MORB型地球化學特征，區(qū)內還發(fā)現蛇綠巖和藍片巖，表明松多榴輝巖帶可能是一條大洋型俯沖變質帶(陳松永等，2008；Yang Jingsui et al., 2009; Cheng Hao et al., 2012；Zhang Cong et al., 2019a)。近年來不同學者通過傳統(tǒng)溫壓計或熱力學相平衡計算等方法，將松多、吉朗、西朗和新達多地區(qū)榴輝巖所確定的峰期溫壓條件控制在450～800℃，2.5～3.9 GPa的范圍(Yang Jingsui et al., 2009；Cheng Hao et al., 2012，2015; 申婷婷等，2018；Li Yang et al., 2019; Zhang Cong et al., 2019a, 2022)。如此寬泛的峰期溫壓范圍如何解釋，是代表了不同基性巖塊體的俯沖深度不同，經歷的構造過程不一致？還是誤讀了巖石中保存的溫壓信息？這一問題也對我們認識拉薩地塊的變質演化過程造成影響。

筆者等系統(tǒng)總結了前人在松多高壓—超高壓變質帶中榴輝巖及其圍巖的巖石學和礦物學工作，探討了松多變質帶中榴輝巖峰期溫壓條件分布范圍較寬的原因，試圖進一步揭示拉薩地塊的形成過程及洋殼俯沖過程中的地球動力學背景。

1 地質背景

喜馬拉雅造山帶由4個北西—南東向的塊體組成(圖1)，自北向南分別是松潘—甘孜地塊、羌塘地塊、拉薩地塊和喜馬拉雅造山帶，其間分別被金沙江縫合帶(JSSZ)、班公湖—怒江縫合帶(BNSZ)和雅魯藏布江縫合帶(YZSZ)分開，這些縫合帶分別代表不同時期洋盆消亡的位置(Yin An and Harrison, 2000；Shi Rendeng et al., 2008)。拉薩地塊是喜馬拉雅造山帶的主要核心部分之一，通過拉薩地塊的構造變質演化能有效的限定喜馬拉雅造山運動和特提斯洋的演化過程。

拉薩地塊位于青藏高原中南部，地理位置西起獅泉河、岡仁波齊，東到念青唐古拉山和伯舒拉嶺，長約2000 km，寬約100～300 km，面積達4.5×105km2，近東西方向延伸。由于印度板塊向北東方向碰撞擠壓，使拉薩地塊東部的增生體轉為南北向。其北部是班公湖—怒江縫合帶，毗鄰羌塘地塊，南部是印度—喜馬拉雅造山帶，以雅魯藏浦江縫合帶為界。拉薩地塊內部發(fā)育的獅泉河—納木錯斷裂帶和羅白堆斷裂帶將其分為北部、中部和南部3條斷裂帶。區(qū)域內發(fā)育古、中生代海相地層及中、新生代弧形火山巖和侵入巖，如岡底斯花崗巖和林子宗火山巖。另外，地體內出露有不同類型的變質巖，如松多雜巖和前震旦紀變質基底的念青唐古拉巖群，念青唐古拉巖群零星分布在拉薩地塊，巖石類型主要是黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、黑云角閃片巖、花崗片麻巖、大理巖以及石英巖等(Yin An and Harrison, 2000；陳松永等，2008；曾令森等，2009; Zhang Cong et al., 2019a, b)。

松多雜巖近東西向延伸達100 km以上，寬約10 km，位于拉薩地塊的中東部。松多雜巖主要發(fā)育下奧陶統(tǒng)的松多巖群，包含岔薩岡組、馬步庫組和雷龍庫組3個組，巖石類型主要為大理巖、綠簾角閃巖、含石榴子石云母石英片巖、石英巖等變質碎屑巖，變質程度從低綠片巖相到角閃巖相，榴輝巖以厚層狀或透鏡狀出露于松多巖群中，例如松多、新達多、吉朗和西朗地區(qū)。

2 榴輝巖的巖石學特征和變質溫壓條件的限定

2.1 松多地區(qū)

在松多村附近首次發(fā)現榴輝巖時，楊經綏等(2006)就對該地區(qū)出露的幾種榴輝巖進行了巖石學和地球化學的特征描述，將榴輝巖分為金紅石榴輝巖和石英榴輝巖。進一步研究表明松多地區(qū)榴輝巖可分為多硅白云母榴輝巖、藍閃石榴輝巖和雙礦物榴輝巖(Zhang Cong et al., 2019a)。石英榴輝巖和金紅石榴輝巖具有相似的礦物組合，如都含有石榴子石、綠輝石、角閃石、金紅石和石英，將其統(tǒng)稱為雙礦物榴輝巖。松多地區(qū)出露的榴輝巖圍巖主要為云母石英片巖、蛇紋巖以及綠簾角閃巖等。榴輝巖以透鏡狀或厚層狀產出，透鏡體邊部大都已經退變成石榴角閃巖或斜長角閃巖，透鏡體核部保存的榴輝巖較新鮮。

2.1.1多硅白云母榴輝巖

多硅白云母榴輝巖往往呈厚層狀產出，塊狀構造(圖2d)，代表性的礦物組合為石榴子石(50%)、多硅白云母(10%～15%)、單斜輝石(10%～20%)、角閃石(10%)、黝簾石(5%)和少量石英、金紅石等。石榴子石大都為破裂的自形—他形變斑晶，按照粒度可以分為兩類：粗粒石榴子石和細粒石榴子石。粗粒石榴子石核部富含鈣質角閃石、磷灰石、綠泥石、石英、金紅石和榍石等包裹體，邊部只包含了較少的多硅白云母、石英和金紅石。短柱狀和粒狀的綠輝石具有微弱的片理化，還包含一些角閃石、金紅石和石榴子石的包裹體。

通過電子探針(EMP)礦物成分分析，結果顯示石榴子石的成分分子式為：Alm45～49Grs23～29Py17～30Spss1～2。石榴子石成分環(huán)帶不明顯，受后期退變影響比較大(圖3a)。單斜輝石以綠輝石為主，斑狀變晶結構，部分綠輝石具有弱成分環(huán)帶，硬玉從核部的25%升高到邊部的50%。受退變質作用影響，部分綠輝石邊部反應形成角閃石和斜長石組成的后成合晶。角閃石主要為鈉—鈣質閃石，與綠輝石和石榴子石接觸的角閃石周圍形成暗綠色的韭閃石邊，被解釋為石榴子石和綠輝石退變質的產物。多硅白云母出現在基質、石榴子石裂隙或者包裹于石榴子石和綠輝石中，其Si值為3.2～3.6 p.f.u( p.f.u.. 即per formula unit，單位分子中的離子數)。Si值最高的多硅白云母代表了峰期條件，在退變質過程中，多硅白云母發(fā)生不同程度的改造，并重新達到平衡，甚至形成鈉云母與角閃石共生。因此可以利用石榴子石包裹體中Si含量最高的多硅白云母來計算峰期變質壓力(黃杰等，2015)。

圖2 西藏拉薩地塊榴輝巖野外照片Fig. 2 Field occurrence of eclogites in the Lhasa block, Xizang(Tibet)(a)西朗榴輝巖野外出露，圍巖主要是石英巖(Zhang Cong et al., 2022)；(b)吉朗地區(qū)榴輝巖以透鏡體形式出露在巨大的石英巖體中(Li Yang et al., 2019)；(c)新達多地區(qū)出露的新鮮榴輝巖；(d)松多地區(qū)出露的多硅白云母榴輝巖(a) eclogites from the Xilang and its country rock quartzite (Zhang Cong et al., 2021); (b) lenticular eclogites occur in giant quartz rock from the Jilang area (Li Yang et al., 2019); (c) fresh eclogite from the Xindaduo area; (d) phengite-bearing eclogite from the Sumdo area

根據詳細的巖相學和礦物學分析，多硅白云母榴輝巖主要經歷了3個階段的變質演化過程：①進變質階段，以石榴子石、單斜輝石、綠簾石、黝簾石和角閃石為主，出現在變斑晶石榴子石核部，其中石榴子石中鎂鋁榴石成分從核部往邊部升高；②峰期變質階段，礦物組合為石榴子石、綠輝石、多硅白云母、金紅石；③退變質階段，礦物組合是石榴子石、單斜輝石、綠簾石、角閃石、鈉云母、鈉長石和石英，在綠輝石和石榴子石周圍形成角閃石+斜長石和斜長石+單斜輝石的后成合晶(張丁丁等，2011；黃杰等，2015)。

利用Krogh Ravna(2000)的石榴子石—單斜輝石Fe2+—Mg交換溫度計和石榴子石—綠輝石—多硅白云母壓力計(Krogn Ravna and Terry, 2004)，選擇石榴子石邊部成分，綠輝石的核部成分，以及最高Si含量的多硅白云母成分，計算出峰期溫壓條件為：760～800℃，3.3～3.9 GPa(張丁丁等，2011)，相當于中溫超高壓榴輝巖。利用THERMOCALC熱力學軟件在NCKMnFMASHTO體系下模擬松多榴輝巖的變質作用過程，根據最大鎂鋁榴石含量等值線和最大Si含量多硅白云母等值線在P—T視剖面圖模擬獲得的峰期溫壓條件為：620～670℃和2.7～3.2 GPa(黃杰等，2015；Weller et al., 2016)。

2.1.2藍閃石榴輝巖

圖3 西藏松多變質帶各榴輝巖石榴子石成分剖面圖Fig.3 The composition zonation of garnet in eclogites from different parts of Sumdo metamorphic belt, Xizang(Tibet)(a) 松多多硅白云母榴輝巖(黃杰等，2015)；(b)松多藍閃石榴輝巖(楊現力等，2014)；(c)新達多雙礦物榴輝巖(李鵬等，2017)；(d)吉朗多硅白云母榴輝巖(Li Yang et al., 2019)；(e)西朗榴輝巖(Zhang Cong et al., 2022)(a) phengite-bearing eclogite of the Sumdo area (Huang Jie et al., 2015&); (b) ecologites of the Sumdo area (Yang Xianli et al., 2014&); (c) glaucophane-bearing eclogite of the Xindaduo area (Li Peng et al., 2017&); (d) phengite-bearing eclogite of the Jilang area (Li Yang et al., 2019); (e) eclogites of the Xilang area (Zhang Cong et al., 2022)

藍閃石榴輝巖主要由石榴子石(25%～30%)、綠輝石(30%～35%)、藍閃石(10%～15%)、簾石(10%～15%)以及少量的金紅石、多硅白云母、角閃石和石英組成。石榴子石具有成分環(huán)帶，從核部到邊部鎂鋁榴石含量增加，鈣鋁榴石減少，邊部鎂鋁榴石含量最高(圖3b)，可能更能代表峰期條件。與石榴子石接觸的綠輝石的硬玉含量從核部到邊部略有升高，而與次生藍閃石伴生的綠輝石有一個相反的化學成分變化趨勢。受退變質作用的影響，有些藍閃石邊部形成與綠簾石共生的后成合晶，還有些藍閃石核部保留了綠輝石的成分殘留。綠輝石邊緣出現的透輝石—鈉長石后成合晶，以及角閃石—鈉長石的后成合晶；石榴子石邊部發(fā)育韭閃石冠狀體；綠輝石邊部和角閃石的不規(guī)則接觸，都說明礦物受到退變質作用改造(楊現力等，2014)。相比于少量出現在基質中的多硅白云母，包裹體多硅白云母中具有更高含量的硅(3.61 p.f.u.)，能更好的指示巖石形成的峰期壓力。

利用熱力學軟件THERMOCALC 3.33(Powell et al., 1998)在NCKMnFMASHTO體系下模擬變質作用過程，P—T視剖面圖中多硅白云母的最大Si含量和石榴子石中最高鎂鋁榴石含量等值線的交點確定峰期溫壓條件為610℃，3.0 GPa(楊現力等，2014)。巖石中石榴子石有明顯進變環(huán)帶，其核幔成分指示變質溫壓路徑為中等斜率(7～8 ℃/km)，代表相對緩慢俯沖的過程；而幔部—邊部成分指示變質溫壓路徑有更陡的斜率，地溫梯度為5～6℃/km，反映了快速俯沖過程。

2.2 新達多地區(qū)

新達多溝位于松多鄉(xiāng)西南，出露的榴輝巖主要有兩種類型：含藍閃石榴輝巖和雙礦物榴輝巖，圍巖為含石榴子石云母石英片巖、綠簾角閃巖和石英巖。榴輝巖以透鏡體狀出露在大面積的圍巖中。新鮮的榴輝巖保留在透鏡體的核部，邊部通常已經退變成了石榴子石角閃巖(圖2c)。

2.2.1藍閃石榴輝巖

含藍閃石榴輝巖的礦物組合主要是石榴子石(35%～40%)、綠輝石(30%～35%)、藍閃石(5%～10%)、綠簾石(5%～10%)和多硅白云母(5%～10%)，以及少量石英、金紅石、鈦鐵礦和鈉鈣質閃石。石榴子石顆粒較小(0.5 mm左右)，無明顯成分環(huán)帶。綠輝石為自形—半自形的粗粒變斑晶，或者細粒綠輝石的集合體，變斑晶含有藍閃石、金紅石、石英和綠簾石等包裹體，部分綠輝石具有明顯的成分環(huán)帶?；|中的藍閃石多成細粒自形—半自形晶充填在石榴子石和綠輝石之間(圖4e)，邊部形成凍藍閃石+石英的后成合晶。多硅白云母具有定向性，以針狀和鱗片狀出現在基質中，其Si含量在3.36～3.45 p.f.u.，有些多硅白云母邊部已經退變成了鈉云母。

根據典型的峰期礦物組合，如石榴子石、綠輝石和多硅白云母，利用石榴子石—綠輝石—多硅白云母溫壓計計算其峰期P—T條件為682～701℃，3.1 GPa。利用熱力學軟件Theriak-Domino(de Capitani, 1994)在NCKFMASHO體系下對藍閃石榴輝巖進行相平衡模擬，通過礦物成分等值線投圖得到峰期P—T條件為615℃、3.3 GPa，屬于低溫超高壓變質作用范圍(李鵬等，2017)。

2.2.2雙礦物榴輝巖

雙礦物榴輝巖呈粒狀變晶結構，由石榴子石(30%～35%)、綠輝石(40%～45%)、鈣質角閃石(5%～10%)和石英(10%～15%)組成，含有少量金紅石、榍石、簾石、鈉長石、鈦鐵礦和磷灰石。雙礦物榴輝巖不含藍閃石和多硅白云母，其特點是由大量的石榴子石和綠輝石變斑晶組成，粒度在2 mm左右，石榴子石更為自形，綠輝石充填在石榴子石之間(圖4f)。石榴子石含有大量的綠輝石、角閃石、鈉長石、綠簾石、金紅石等包裹體，有明顯的成分環(huán)帶特征(圖4c)，從核部到邊部鈣鋁榴石和鎂鋁榴石含量先升高后降低，鐵鋁榴石含量先降低后升高(圖3c)。綠輝石硬玉含量差別很大，石榴子石包裹體中綠輝石的硬玉含量最大為0.44。

雙礦物榴輝巖的峰期礦物組合為石榴子石+綠輝石，利用石榴子石—單斜輝石溫度計計算峰期變質溫度在650～663℃。利用Theriak-Domino軟件繪制P—T視剖面圖，在峰期礦物組合(Grt+Omp)穩(wěn)定域中，鎂鋁榴石等值線與溫度呈正相關，可以用來限定峰期變質溫度，鈣鋁榴石等值線與壓力有相關性可以用來指示壓力的變化，但是由于礦物組合過于單一，且等值線稀疏，在區(qū)域內沒有等值線相交點，只能限定峰期變質溫度在630±10℃，不能限定峰期壓力值。結合巖相學觀察認為雙礦物榴輝巖的峰期壓力應該低于石英和柯石英轉變壓力，屬于低溫高壓榴輝巖范疇(李鵬等，2017)。

2.3 吉朗地區(qū)

吉朗多硅白云母榴輝巖以透鏡狀產出在巨大的變質石英巖內部(圖2b)，透鏡體核部保存了新鮮榴輝巖，邊部發(fā)生了不同程度的退變質作用，新鮮榴輝巖為粒狀變晶結構，變斑晶為石榴子石(45%)和綠輝石(10%)，還有多硅白云母(5%)、角閃石(20%)、石英(10%)和少量副礦物金紅石、綠簾石、黑云母，以及后成合晶。石榴子石斑晶有明顯的“臟”核和“凈”邊(圖4a)，核部通常含有多硅白云母、金紅石、石英和綠輝石包裹體，邊部基本不含有包裹體。簾石、斜長石和閃石是主要的退變質礦物(圖4b)，或出現在綠輝石周圍，形成后成合晶，或以石榴子石的冠狀體形式出現，少量藍閃石出現在基質中(申婷婷等，2018；Li Yang et al., 2019)。

圖4 西藏吉朗、新達多和西朗地區(qū)榴輝巖的礦物學顯微照片Fig. 4 Microphotographs of eclogite from the Jiliang, Xindaduo and Xilang, Xizang(Tibet)(a)吉朗榴輝巖中變斑晶石榴子石具有“臟”核和“凈”邊，并與綠輝石和退變質角閃石接觸(Li Yang et al., 2019)；(b)BSE圖像顯示吉朗榴輝巖的綠輝石邊部在退變質過程中分解為透輝石，角閃石和斜長石組成的后成合晶，以及石榴子石的角閃石+斜長石冠狀體(Li Yang et al., 2019)；(c)新達多雙礦物榴輝巖具有典型的環(huán)帶結構(李鵬等，2017)；(d)西朗榴輝巖的石榴子石周圍被退變質作用形成的黑云母+綠泥石合晶所環(huán)繞；(e)新達多藍閃石榴輝巖的藍閃石礦物，邊部受退變質作用形成凍藍閃石；(f)新達多雙礦物榴輝巖的石榴子石和綠輝石變斑晶 (a) Garnet porphyroblast with “dirty” core and “clean” rim and contacts with omphacite and retrograde amphibole from the Jilang area (Li Yang et al., 2019); (b) BSE images show that omphacite was decomposed into diopside, symplektite of amphibole and plagioclase during retrograde metamorphism from the Jilang area; amphibole + plagioclase coronal of garnet (Li Yang et al., 2019); (c) the garnet porphyroblast in bimineralic eclogite shows typical composition zonation (Li Peng et al., 2017&); (d) the garnet of the Xilang eclogite is surrounded by biotite + chlorite symplektite during retrograde; (e) the barroisite is formed by retrograde metamorphism in the rim of the glaucophane from the Xindaduo glaucophane-bearing eclogite; (f) the eclogite and omphacite porphyroblast in bimineralic from Xindaduo area

石榴子石顯示出明顯的成分環(huán)帶，從核到邊部，錳鋁榴石含量逐漸降低，表現為進變質生長環(huán)帶，鎂鋁榴石含量向邊部增多，鈣鋁榴石含量在窄邊部有降低(圖3d)，恰好對應石榴子石“臟”核和“凈”邊。綠輝石通常以無定向性的斑晶出現在基質中，或出現在石榴子石包裹體中，其硬玉含量可達28%～41%，從核部向邊部增多。斑晶綠輝石核部與石榴子石幔邊的綠輝石包裹體具有相似的硬玉組分，而邊部由于受到退變作用的影響具有低的硬玉含量。多硅白云母也普遍具有核邊結構，核部(Si=3.5 p.f.u.)到邊部(Si=3.41 p.f.u)Si含量降低(申婷婷等，2018；Zhang Cong et al., 2019a；Li Yang et al., 2019)。

吉朗榴輝巖保存比較完整的峰期礦物組合，在綠輝石中發(fā)現了柯石英包裹體，利用石榴子石—單斜輝石Fe2+—Mg地質溫度計和石榴子石—單斜輝石—多硅白云母壓力計計算出吉朗榴輝巖的峰期溫壓條件為753～790℃，3.4～3.8 GPa，代表了中溫超高壓的變質作用條件(Cheng Hao et al., 2012)。利用熱力學軟件Theriak-Domino在NCKFMASH系統(tǒng)下對吉朗榴輝巖進行相平衡模擬，石榴子石幔部最高Xprp含量和多硅白云母中最高Si含量的等值線相交，獲得610℃，2.9 GPa的低溫超高壓峰期變質條件(Li Yang et al., 2019)，明顯低于傳統(tǒng)溫壓計計算的溫度條件，前者屬于中溫超高壓變質條件，而后者屬于低溫超高壓變質條件。

2.4 西朗地區(qū)

西藏西朗地區(qū)是近年在松多榴輝巖帶中又一處新發(fā)現的露頭，出露于尼洋河北岸支流附近。西朗多硅白云母榴輝巖多以互層狀產出于變質石英巖和石英云母片巖中，有些以透鏡狀形式出現(圖2a)，發(fā)生了不同程度的退變質作用。榴輝巖礦物組合(按體積計算)為石榴子石(30%～40%)、角閃石(30%～40%)、綠簾石(5%)、多硅白云母(2%)、斜長石(20%～30%)、石英(5%)和少量的黑云母、綠泥石和榍石，綠輝石均退變?yōu)榻情W石+斜長石的后成合晶。石榴子石粒度為0.5～2.0 mm，主要呈半自形晶，核幔部分包裹著角閃石、石英、多硅白云母、斜長石和綠簾石包裹體，邊部往往被綠泥石和黑云母交代(圖4d)。多硅白云母以基質和包裹體兩種存在形式，基質中片狀的多硅白云母邊緣被黑云母和綠泥石所取代。

西藏西朗多硅白云母榴輝巖的石榴子石成分以鐵鋁榴石為主，石榴子石成分分子式為：Alm45～62Grs33～40Py2～7Spss1～19。少量自形—半自形的石榴子石存在明顯的成分環(huán)帶特征，例如錳鋁榴石組分保留代表進變質階段的“鐘型”環(huán)帶，從核部到邊部，鎂鋁榴石含量逐漸增加，鐵鋁榴石含量在幔部增加的更明顯，鈣鋁榴石含量基本保持不變(圖3e)。多硅白云母的硅含量約在3.2～3.4 p.f.u.，角閃石主要是鈣質角閃石，大多數為普通角閃石，少量是陽起石和鈣鎂閃石。斜長石大多數是鈉長石(李楊，2020；Zhang Cong et al., 2022)。相比于其他地區(qū)，西朗榴輝巖具有明顯的退變質榴輝巖特征。

通過對西藏西朗榴輝巖礦物組合和結構分析，劃分出3個變質階段的礦物組合：①進變質階段礦物組合：石榴子石核部+包裹的角閃石、綠簾石、鈉長石和石英；②(近)峰期變質階段礦物組合：石榴子石邊部以及其中少量的多硅白云母、角閃石、綠簾石和石英包裹體，強烈的角閃石化作用往往侵蝕掉大量峰期礦物；③退變質階段礦物組合：基質中的普通角閃石+綠簾石+鈉長石+石英和石榴子石邊部的黑云母+綠泥石。

使用Domino/Theriak軟件對西朗榴輝巖進行相平衡模擬，P—T視剖面圖中利用具有成分環(huán)帶的石榴子石中鎂鋁榴石和鈣鋁榴石成分等值線，以及多硅白云母中Si含量等值線限定峰期P—T條件為530～580℃，1.5～2.1 GPa。通過斜長石中鈉長石含量等值線限定了退變質階段的溫壓條件在450～600℃和0.8～0.9 GPa。西朗榴輝巖受后期角閃巖化作用影響強烈，大量礦物被退變質作用改造，峰期礦物組合受到影響較大，難以獲得準確的峰期變質條件。拉曼光譜學的方法測定石榴子石中石英包裹體的剩余壓力在0.53 GPa，因此判斷西朗榴輝巖峰期溫壓條件應高于539℃，1.84 GPa(李楊，2020；Zhang Cong et al., 2022)。

3 討論

3.1 拉薩地塊松多高壓變質帶的變質演化過程探討

前人對松多變質帶榴輝巖的巖石學研究及溫壓計算所獲得的峰期溫壓條件分布較為寬泛，壓力差大于1 GPa，溫度差達到200℃以上(圖5)，屬于低溫超高壓到中溫高壓的變質條件范圍。低溫榴輝巖和中溫榴輝巖分別代表了板塊邊緣不同的俯沖/碰撞環(huán)境，而松多變質帶如此寬泛的峰期溫壓條件使其所代表的變質演化歷史及構造意義難以確定。

圖5 西藏松多變質帶中榴輝巖變質過程P—T條件示意圖比較(修改自Zhang Cong et al., 2019a)Fig. 5 Comparison of metamorphic P—T conditions in the Sumdo eclogites, Xizang(Tibet) (Modified from Zhang Cong et al., 2019a)變質相邊界為：AM—角閃巖相；EA—綠簾角閃巖相；GS—綠片巖相；BS—藍片巖相；以及各類榴輝巖相(EC)、角閃石榴輝巖相(Amp—EC)、綠簾石榴輝巖相(Ep—EC)、硬柱石榴輝巖相(Lws—EC)和干榴輝巖相(Dry—EC)。低溫超高壓榴輝巖相(LT—UHP—EC)和中溫超高壓榴輝巖相(MT—UHP—EC)的劃分來自(魏春景等，2013)。圖中的字母代表樣品位置，S—松多；J—吉朗；X—新達多；xi—西朗。參考文獻：[1]Yang Jingsui et al., 2009；[2]曾令森等，2009；[3]申婷婷等，2018；[4]張丁丁等，2011；[5]Cheng Hao et al., 2012；[6]楊現力等，2014；[7]Li Yang et al., 2019；[8]黃杰等，2015；[9]李鵬等，2017；[10]Weller et al., 2016；[11]Zhang Cong et al., 2022The P—T boundaries of various metamorphic facies are indicated: AM—amphibolite; EA—epidote amphibolite; GS—epidote amphibolite; BS—blueschist schist; The subdivisions of eclogite (EC) of amphibole eclogite (Amp—EC), epidote eclogite (Ep—EC), lawsonite eclogite (Lws—EC) and dry eclogite are also indicated. The division between low—temperature ultrahigh-pressure eclogite (LT—UHP—EC) and medium-temperature ultrahigh-pressure eclogite (MT—UHP—EC) is taken from (Wei Chunjing et al., 2013#). The letter inside the P—T symbols gives the sample location, S—Sumdo area; J—Jilang area; X—Xindaduo area; xi—Xilang area. References: [1]Yang Jingsui et al., 2009；[2]Zeng Lingsen et al., 2009&；[3]Shen Tingting et al., 2018&；[4]Zhang Dingding et al., 2011&；[5]Cheng Hao et al., 2012；[6]Yang Xianli et al., 2014&；[7]Li Yang et al., 2019；[8]Huang Jie et al., 2015&；[9]Li Peng et al., 2017&；[10]Weller et al., 2016；[11]Zhang Cong et al., 2022

通過對榴輝巖變質階段的劃分和P—T視剖面圖正演模擬(圖5)，發(fā)現松多變質帶不同榴輝巖出露區(qū)具有快速俯沖和折返這一共同演化特征。變質相平衡模擬得到其俯沖進變質過程沿相對較低的地熱梯度達到榴輝巖相，折返過程經歷了等溫降壓和降溫降壓兩階段退變質過程，達到角閃巖相變質條件。松多多硅白云母榴輝巖和藍閃石榴輝巖都具有陡峭的升壓升溫進變質P—T軌跡，溫度達到570℃時，P—T軌跡斜率增大達到壓力峰期(黃杰等，2015)。吉朗和西朗榴輝巖保存了近峰期的變質溫壓條件，其真實峰期壓力值應更高(申婷婷等，2018；Li Yang et al., 2019; Zhang Cong et al., 2022)。新達多雙礦物榴輝巖由于礦物組合相對簡單，難以得到俯沖階段的變質P—T軌跡，但相平衡計算的峰期溫壓條件與區(qū)內其他榴輝巖保持一致(李鵬等，2017)。松多和吉朗、西朗地區(qū)榴輝巖進變質P—T軌跡存在一定差異，表明其可能位于俯沖帶中的不同板片，俯沖過程有所差異。松多的俯沖速率較快，而吉朗和西朗地區(qū)則相對較慢。變質相平衡模擬的榴輝巖退變質過程表明松多、新達多和吉朗榴輝巖有相似的折返過程，均為近乎等溫降壓的P—T軌跡(圖5)。西朗榴輝巖的折返過程與前者存在較大差異，榴輝巖相峰期變質后并沒有明顯的等溫降壓，而表現為快速的降溫降壓過程。因此，西朗榴輝巖很可能俯沖深度相對較淺，而與其他地區(qū)榴輝巖的折返過程有所差異。

3.2 不同峰期溫壓條件計算方法對變質過程的影響

在計算松多榴輝巖峰期變質溫壓條件的過程中，前人采用了兩種不同的計算方法，一種是石榴子石—單斜輝石—多硅白云母壓力計(Krogh Ravna and Terry, 2004)和石榴子石—單斜輝石Fe2+—Mg置換溫度計(Krogh Ravna, 2000)；第二種方法是通過熱力學計算軟件Thermocalc和Theriak-Domino等進行變質相平衡模擬。圖5繪制出了松多不同地區(qū)的榴輝巖利用上述兩種方法所得的峰期溫壓條件結果。礦物對溫壓計grt—omp—phn得到松多榴輝巖峰期P—T條件為650℃/2.6 GPa(曾令森等，2009)、730℃/2.7 GPa(Yang Jingsui et al., 2009)和760～800℃/3.3～3.9 GPa(張丁丁等，2011)。變質相平衡方法計算松多多硅白云母榴輝巖和藍閃石榴輝巖得到峰期P—T條件為620℃/3.2 GPa(黃杰等，2015)和610℃/3 GPa(楊現力等，2014)。新達多地區(qū)的雙礦物榴輝巖由于缺少特征峰期礦物，兩種方法難以限定該榴輝巖峰期變質壓力值，石榴子石—單斜輝石溫度計限定峰期溫度為650～663℃，而相平衡模擬得到峰期溫度為630±10℃。兩種方法計算新達多地區(qū)的藍閃石榴輝巖分別得到682～701℃/3.1 GPa和615℃/3.3 GPa。礦物對溫壓計計算的吉朗榴輝巖的峰期P—T條件為753～790℃/3.4～3.8 GPa(Cheng Hao et al., 2012), 利用熱力學軟件Theriak-Domino(de Capitani and Petrakakis, 2010)計算，獲得吉朗榴輝巖近峰期P—T條件為563℃/2.4 GPa(申婷婷等，2018)和575℃/2.85 GPa(Li Yang et al., 2019)。同樣利用相平衡方法計算西朗多硅白云母榴輝巖，得到近峰期變質溫壓條件為539℃/1.84 GPa(李楊，2020；Zhang Cong et al., 2022)。

傳統(tǒng)溫壓計計算的P—T條件與相平衡方法模擬出來的相比，兩者溫度差異在100℃以上。傳統(tǒng)溫壓計計算的榴輝巖峰期P—T條件位于中溫高壓—超高壓變質作用區(qū)域，而相平衡模擬得到結果屬于低溫高壓—超高壓變質作用。在利用石榴子石—單斜輝石(GC)溫度計計算榴輝巖峰期溫度條件時，GC溫度計的大部分誤差來自于難以確定綠輝石中的Fe3+所導致的。電子探針分析無法測得綠輝石中Fe2+和Fe3+含量。通常利用兩種計算方法來確定Fe2+/Fe3+的值，一是電價平衡法，二是鈉鋁鉻法，兩種方法在確定Fe3+時都會出現相當一部分難以控制的誤差(陳意等，2005；魏春景等，2009)。我們利用已發(fā)表的松多及吉朗榴輝巖中石榴子石和綠輝石數據(Yang Jingsui et al., 2009; Cheng Hao et al., 2012)，使用石榴子石—綠輝石Fe2+—Mg交換溫度計(Krogh Ravna, 2000)重新計算了兩個地區(qū)的石榴子石—綠輝石Fe2+—Mg分配系數KD值(KD=(Fe/Mg)Grt/(Fe/Mg)Cpx)，以及對應的變質峰期溫度條件。計算得到的峰期溫度條件與LnKD值呈負相關關系(圖6)。在利用鈉鋁鉻法減小綠輝石中Fe3+對溫度影響后，得到松多和吉朗榴輝巖在2.5 GPa的給定壓力下的變質溫度范圍為591～1076℃和699～1254℃，平均溫度及誤差分別為814±105℃和975±139℃，二者的誤差均在100℃以上。

石榴子石—單斜輝石溫度計的實驗巖石學適用條件為600～1500℃，適用于中高溫變質條件，而對于低溫榴輝巖往往會造成較大的誤差(Powell and Holland, 2008; 魏春景等，2009)。對于榴輝巖壓力的計算往往是利用石榴子石—單斜輝石—多硅白云母(GCP)壓力計，反應斜率較小，隨著壓力的升高石榴子石成分中鈣鋁榴石、鎂鋁榴石含量增加，綠輝石端元則更加富集硬玉組分，多硅白云母更加富集Si，在計算中選擇鈣鎂含量最高的石榴子石、硬玉含量最高的綠輝石和Si含量最高的多硅白云母。魏春景等(2009)提到，通過P—T視剖面圖中成分等值線分布特征，GCP壓力計的轉換反應只有在中溫含有藍晶石的榴輝巖組合中，尤其是在超高壓的柯石英穩(wěn)定域中，才具有良好的限定壓力的能力。而在低溫高壓—超高壓的榴輝巖中，硬柱石和藍閃石的脫水反應會影響石榴子石和綠輝石的生長，硬柱石的出現會影響石榴子石中鈣的含量，而此時GCP壓力計的轉換反應對石榴子石成分影響不大，但普通角閃石的出現會對GCP壓力計的轉換反應造成一定困擾。另外，當選擇的礦物溫壓計超過自身應用的溫壓條件時，或者一些特征礦物的成分出現過度的含量時，其中所標定的礦物活度會發(fā)生變化，與研究對象不一致從而產生較大的誤差(吳春明等，1999，2021；陳意等，2005)。因此，礦物溫壓計的使用不僅受到溫度壓力條件的強烈影響，而且對巖石成分和礦物組合也非常敏感，使得利用傳統(tǒng)溫壓計限定松多地區(qū)的低溫榴輝巖的方法的可靠性非常脆弱。

圖6 前人數據計算的松多和吉朗榴輝巖變質峰期溫度與lnKD的關系散點圖(原文中計算的峰期溫度范圍已在圖中標注; Yang Jingsui et al., 2009; Cheng Hao et al., 2012)Fig. 6 Scatter plot of the relationship between peak metamorphic temperature and lnKD from the Sumdo area and Jilang area eclogites, calculated by the published garnet and omphacite data (the peak temperature ranges in the original paper is marked; Yang Jingsui et al., 2009; Cheng Hao et al., 2012)

通過相平衡模擬確定的高壓—超高壓變質條件往往取決于榴輝巖中多硅白云母的Si含量，魏春景等(2013)選取MORB進行相平衡模擬，在P—T視剖面圖中，在不同全巖成分和礦物組合下，石榴子石端元的鈣鋁榴石和鎂鋁榴石以及多硅白云母的Si值等值線都具有不同的斜率。在全巖成分為基性巖成分條件下，多硅白云母的Si含量幾乎不受全巖成分的影響，而是隨壓力的升高而升高，可以用來指示壓力的變化。選擇最高Si含量的多硅白云母與石榴子石的鈣鋁榴石和鎂鋁榴石成分等值線，限定榴輝巖的峰期溫壓條件。一般來說，相平衡模擬的方法中，綠輝石的硬玉含量和Fe2+的成分，以及含水礦物的脫水反應對石榴子石和多硅白云母的成分影響不大。當然，如果選擇的巖石組分不正確，礦物成分和熱力學數據的影響也可能造成不可忽視的誤差。

雖然傳統(tǒng)溫壓計的方法和相平衡的方法在計算松多低溫高壓—超高壓榴輝巖的峰期P—T條件時會造成一定的誤差，但是，在東西距離跨度不大于40 km的范圍內，松多、新達多、吉朗、西朗地區(qū)的榴輝巖峰期壓力條件依然寬泛。榴輝巖的圍巖含石榴子石云母片巖的P—T條件研究表明，含石榴子石云母片巖也具有低溫高壓—超高壓的峰期P—T條件，580℃/2.6～2.7 GPa，與變質相平衡模擬的榴輝巖溫壓條件基本一致，說明榴輝巖并非外來捕獲的，而更趨向于原位形成(Zhang Cong et al., 2019b)。松多地區(qū)榴輝巖中保存有大跨度的變質峰期溫壓條件除了計算方法上產生的差異外，不同的折返機制可能也對溫壓條件的保存產生較大的影響(Zhang Cong et al., 2019a, 2022)。

4 結論

筆者等系統(tǒng)總結了拉薩地塊松多高壓變質帶不同地區(qū)榴輝巖的巖石學特征以及變質演化過程，認為松多高壓—超高壓變質帶出露的榴輝巖屬于低溫—高壓變質榴輝巖。對比傳統(tǒng)礦物對溫壓計和變質相平衡方法計算得到的松多溫壓結果，發(fā)現在計算低溫榴輝巖變質過程中礦物對溫壓計往往會產生變質溫度偏高的問題，變質相平衡模擬方法對低溫榴輝巖峰期變質溫壓條件適用性更強。