柴北缘超高压变质带的研究进展

柴北缘超高压变质带的研究进展

1柴北缘超高压变质带的形成历史造山带中的高压和超高压变质岩石记录了大陆碰撞和碰撞的动力学过程。前人的研究总结出阿尔卑斯型(Alpine-type或者A-type)和环太平洋型(B-type)两种俯冲带的类型(Ernst,1988,2001;Maruyamaetal.,1996),用以描述大洋和大陆岩石圈俯冲折返的过程。大洋俯冲/折返带中的岩石类型主要有蛇绿混杂岩,岛弧杂岩以及低温/高压的变质岩组合,而大陆俯冲/折返带主要为经历过超高压变质作用的花岗质片麻岩、变沉积岩和少量的榴辉岩及超基性岩。柴北缘超高压变质带是一个典型的大陆型俯冲、折返带,主要包含大面积出露的花岗质片麻岩和锆石中含柯石英的副片麻岩(Yangetal.,2001;Songetal.,2003a),少量出露的含柯石英榴辉岩(ZhangGBetal.,2009a,b;ZhangJXetal.,2009a),以及锆石中含金刚石的石榴橄榄岩(Songetal.,2005)。到目前为止,世界上所报道的被确认的超高压变质地体已有20多个(CarswellandCompagnoni,2003;Liouetal.,2004)。但这些超高压变质带中,只有少数几个被认为是由洋壳物质发生深俯冲而形成的,如:西阿尔卑斯的Zermatt-Saas(Reinecke,1991;Bucheretal.,2005)和我国的西天山(ZhangLFetal.,2002a,b;2007;2008;张立飞等,2005)。而超高压变质带中的大多数榴辉岩和超基性岩石都形成于大陆型俯冲碰撞带中,如中国大别-苏鲁造山带(Jahn,1999)和挪威的西片麻岩地区(CarswellandCuthbert,2003)。在这些超高压变质带中岩石学和地球化学研究表明其岩石大多具有大陆地壳的性质。因此,“原地”成因的构造关系被用来解释大陆型俯冲带中的榴辉岩、超基性岩石和围岩片麻岩的关系,它们被认为作为一个整体被俯冲下去,并折返到地表(LiouandZhang,2002;Zhengetal.,2003)。自从柴北缘都兰地区泥质片麻岩锆石中发现柯石英(Yangetal.,2001;Songetal.,2003a)以后,众多学者针对柴北缘超高压变质带的演化历史做了大量研究。与我国东部著名的大别-苏鲁大陆性俯冲碰撞带和西部天山大洋型俯冲碰撞带造山带不同,柴北缘超高压变质带可能记录了从开始的大洋俯冲到之后的大陆俯冲再到最后碰撞的完整演化历史,因此其具有独特的构造演化特点。本文中,我们回顾十几年来有关柴北缘超高压变质带的研究进展,并对其演化模式进行探讨。2柴北缘超高压变质带柴北缘超高压变质带位于我国西部的青海省境内,青藏高原的东北缘,沿柴达木盆地的北缘呈NWW-SEE走向展布。北侧是祁连地体,南侧为柴达木地体,东接秦岭造山带(图1),其西端被阿尔金断裂所切。阿尔金断裂以西为阿尔金山的主体,北临塔里木盆地;其山体主要呈NEE-SWW走向。但研究表明,阿尔金区域内的地质体构造线为近EW走向。柴北缘超高压变质带北部相距300km处即为北祁连加里东期缝合带,发育典型的蛇绿岩和低温高压变质岩组合。这样,此区域内存在有两条平行的古俯冲缝合带。阿尔金区域的早古生代HP/UHP变质带和蛇绿岩带可以与柴北缘超高压带以及北祁连蛇绿岩带对应,因此有学者认为它们是柴北缘和北祁连的西延部分,属于早古生代的同一造山带,被后来的阿尔金左行走滑断裂所分开(许志琴等,1999)。但最近,Liu等(2009,2011)根据基底、岩石类型、变形变质、以及两带中超高压岩石峰期和退变质时代等多方面工作,提出了两者可能不构成同一超高压变质带的观点。如图1所示,柴北缘超高压变质带自西向东主要出露于鱼卡、绿梁山、锡铁山和都兰4个区域。根据现有的研究资料来看,在这几个区域中,绿梁山区域内的岩石组合与其它3个区域有所差别,它主要出露石榴橄榄岩和榴辉岩退变形成的高压麻粒岩;而其它3个区域则以片麻岩和其中的榴辉岩为主。本文将从岩石学、温压计算、地球化学和年代学四个方面对这四个区域的研究进展进行综述。2.1都兰北带的榴辉岩柯石英包裹体首先发现于都兰北带泥质片麻岩的锆石中(Yangetal.,2001;Songetal.,2003a),从而为柴北缘经历过超高压变质作用提供了确凿的矿物学证据。之后,绿梁山石榴橄榄岩的锆石中又发现了金刚石(Songetal.2005)。但此带中的重要岩石类型——榴辉岩此前只有柯石英假象和绿辉石中的石英出溶的报道(Songetal.,2003a)。直到最近,柯石英包体在都兰和鱼卡榴辉岩薄片以及都兰榴辉岩锆石中被发现(ZhangGBetal.,2009a,b;ZhangJXetal.,2009a,2010b)。在都兰北带的榴辉岩中曾经报道过似K-Cymrite假象的包体(Songetal.,2003a);最近ZhangRYetal.,(2009)进一步研究确认了此地区榴辉岩中K-Cymrite的存在。所有以上的这些证据表明柴北缘作为一个整体曾发生了深俯冲而经历过超高压变质作用。2.2鱼卡区域2.2.1岩石学和矿物学特征此区域位于大柴旦镇西北方向约40km处,它的北侧和西侧被第四系覆盖,东侧和南侧以断层与奥陶纪火山岩接触(图2)。区内榴辉岩主要以透镜体的形式产于花岗质片麻岩(Qtz+Pl+Kfs+Czo+Ms)和泥质片麻岩(Qtz+Phn+Grt+Ky+Pl+Rt)中(Zhangetal.,2004;Menoldetal.,2009)。沿鱼卡河,在长约4km的剖面中有近20个规模不等的榴辉岩透镜体,直径从1m到30m左右不等。透镜体中的榴辉岩大部分较为新鲜,但部分榴辉岩块体的边部已退变成石榴角闪岩或者斜长角闪岩。透镜体长轴方向同围岩片麻理方向一致。榴辉岩可分为两类,粗粒和细粒榴辉岩。其中粗粒榴辉岩的主要矿物组合为Grt+Omp+Phn+Qtz/Coe+Rt,细粒榴辉岩的矿物组合为Grt+Omp+Phn+Ep+Qtz+Rt(ZhangGBetal.,2009a)。根据该区榴辉岩几个类似的p-t轨迹报道(Zhangetal.,2005;陈丹玲等,2005;Menoldetal.,2007;ZhangGBetal.,2009a)。榴辉岩经历了3个阶段变质演化历史:(1)石榴石核部矿物包体组合(Amp+Pl+Qtz)所记录的峰期前变质阶段(粗粒榴辉岩:p=0.8~1.0GPa,t=450~560℃;细粒榴辉岩:p=1.0~1.2GPa,t=450~510℃);(2)由峰期矿物组合所记录的峰期变质阶段(粗粒榴辉岩:p=3.01GPa,t=652℃;细粒榴辉岩:p=2.9~3.2GPa,t=566~613℃);(3)石榴石冠状体以及绿辉石退变矿物组合(Grt+Amp+Pl+Qtz)所记录的退变质阶段(p=0.7~1.1GPa,t=550~590℃)。柯石英包裹体和计算的p-t轨迹表明鱼卡榴辉岩曾经历约100km的深俯冲和之后较低地温梯度(6~7℃/km)的快速折返(ZhangGBetal.,2009a)。对于花岗质片麻岩,残留高压矿物包体及石榴石的生长所模拟出的p-t轨迹类似于榴辉岩,峰期变质阶段的压力为~2.6GPa,非常接近石英-柯石英相变界限(Menoldetal.,2009)。而泥质片麻岩的峰期变质温压条件为p=2.3~3.1GPa,t=610~750℃,其p-t轨迹同样与榴辉岩类似并认为榴辉岩和变质泥质岩具有一致的进变质和退变质演化轨迹(Zhangetal.,2004)。2.2.2变质时代研究鱼卡地区的榴辉岩被分为低Ti,中Ti和高Ti三种类型。稀土和微量元素显示,高Ti和中Ti类型具有板内玄武岩和洋岛玄武岩的原岩特征,而低Ti榴辉岩具有洋脊玄武岩的原岩特征(杨经绥等,2003)。榴辉岩样品的全岩Sm-Nd同位素数据显示其ε在榴辉岩的变质时代研究方面,早期锆石U-PbTIMS方法所得到的榴辉岩变质年龄为488~495Ma(可能含有锆石核边的混合年龄);运用Ar-Ar法对角闪石和多硅白云母测定的年龄为466~477Ma,并解释成为HP/UHP岩石折返到相对浅的构造层次的时代(Zhangetal.,2005)。而最近运用LA-ICP-MSU-Pb方法对榴辉岩和围岩的研究给出了更年轻的时代,得出相同的约430Ma的结果,并认为是榴辉岩相的变质时代(陈丹玲等,2007,Chenetal.,2009)。以上几个研究中同时得到榴辉岩的原岩时代老于750Ma。最近Song等(2010)获得了~850Ma的榴辉岩的原岩年龄和~433Ma的榴辉岩相变质年龄,结合地球化学特征提出鱼卡榴辉岩有可能为与Rodinia超大陆裂解相关的地幔柱作用下的大陆溢流玄武岩。2.3凉山地区2.3.1不同构造的p-t轨迹绿梁山位于大柴旦镇以南约20km处,大部分地区被第四系覆盖,且其西侧侵入有志留纪花岗岩(Songetal.,2004)(图3)。岩石类型主要以花岗质片麻岩和含夕线石(蓝晶石)的副片麻岩为主,橄榄岩作为一个大块体(~500~800m)出露于其中(杨建军等,1994;YangandDeng,1994;Songetal.,2004,2005,2007)。橄榄岩呈层状,可以识别出4种岩石类型(Songetal.,2005,2007,2009a;YangandPowell,2008):(1)纯橄岩(Ol+Spl±Opx);(2)含石榴石纯橄岩和方辉橄榄岩(Grt+Ol+Opx±Cpx);(3)石榴石二辉橄榄岩(Ol+Grt+Opx+Cpx±Cmt±Phl)和(4)石榴辉石岩(Grt+Opx+Cpx+Phl)。杨建军等(1994)报道的石榴二辉橄榄岩温压条件为p=(2.5±0.3)GPa,t=(850±60)℃。而温压计算和一些出溶结构确定其温压条件为p=4.6~6.6GPa,t=800~1000℃,并认为其形成深度超过200km(Songetal.,2004;2005)。并且,在石榴橄榄岩的锆石中还发现有金刚石包体(Songetal.,2005)。而YangandPowell(2008)运用THERMOCALC视剖面图方法计算出了较低的温压结果(p=3.0~3.5GPa,t=700℃)。由此所计算出的p-t轨迹也明显不同,并给出了不同的构造解释(YangandPowell,2008;Songetal.,2009a)。此外,区内片麻岩中出露有基性麻粒岩,矿物组合为Grt+Cpx+Pl+Qtz±Rt,温压条件为:p=0.96~1.35GPa,t=730~870℃。在基性麻粒岩的石榴子石包体中发现有绿辉石包体,证明其早期经历了榴辉岩相变质作用(张建新等,2007)。2.3.2成因及演化时代绿梁山区的橄榄岩保存了主量元素亏损的特征,而富集不相容元素尤其是大离子亲石元素(LILE)。这些岩石的Nd同位素特征[ε关于橄榄岩的变质时代,石榴橄榄岩中的锆石SHRIMP定年结果表明,其原岩的形成年龄为(457±22)Ma,超高压变质作用的时代为(423±5)Ma,并经历过(397±6)Ma的后期热事件叠加(Songetal.,2005)。最近的研究获得了类似的橄榄岩变质年龄为(429±2)Ma,围岩片岩变质年龄(430±5)Ma;而Hf的亏损地幔模式年龄表明,橄榄岩的原岩可能经历了中-新元古代时期的地幔交代作用(Xiongetal.,2011)。基性麻粒岩的麻粒岩相锆石SHRIMP定年表明其变质时代为421~454Ma(张建新等,2007b)。2.4铁山地区2.4.1榴辉岩的形成过程与绿梁山东部相距不远即为柴北缘超高压变质带中段的锡铁山地区(图4)。此区域的北侧和东侧被第四系覆盖,中部被志留纪花岗岩侵入(孟繁聪等,2003);东南部阿莫尼克山一带被泥盆系沉积岩不整合覆盖,西侧逆冲到奥陶纪火山岩之上。区内的岩石类型主要有含夕线石、蓝晶石和石榴石的副片麻岩(Qtz+Mu+Bt±Grt±Kfs±Pl±Ky±Sill)、花岗质片麻岩(Qtz+Kfs+Pl+Bt±Mu±Tur)以及少量的大理岩和变基性、超基性岩。榴辉岩以几十厘米到数十米大小不等透镜体产于副片麻岩和正片麻岩中。相对于其它几个地区来说,本区的榴辉岩多已退变,仅在某些大块的退变石榴角闪岩透镜体核部有较新鲜残留。其峰期矿物组合为Grt+Omp±Phn+Qtz+Rt(张聪等,2009;Zhangetal.,2011)。之前,由于没有共生白云母的发现,所以其峰期压力只得到了下限值p>1.4GPa,t=770~830℃;其后经历过麻粒岩相的叠加,其温压条件为p=1.0~1.4GPa,t=750~865℃(Zhangetal.,2005)。最近在榴辉岩中发现了残存的多硅白云母,且绿辉石中保留有柯石英假象;计算出的峰期温压条件为p=2.71~3.17GPa,t=751~791℃,并经历了角闪岩相的退变(p=1.4~1.6GPa,t=610~660℃)(张聪等,2009;ZhangGBetal.,2010)。2.4.2含榴辉岩岩浆-结晶岩时代杨经绥等(2003)根据Ti含量的高低将此区的榴辉岩划分为中Ti和低Ti两类,稀土和微量元素数据表明其具有洋中脊玄武岩(N-MORB)的特征(杨经绥等,2003;孟繁聪等,2003)。榴辉岩的全岩Sm-Nd同位素数据与鱼卡榴辉岩类似,但变化范围较大;其ε榴辉岩的锆石U-PbTIMS和SHRIMP定年获得的榴辉岩峰期变质时代为480~486Ma;并有少数几个750~800Ma的年龄值,被解释为原岩年龄。退变质榴辉岩中的角闪石Ar-Ar年龄为(409±1)Ma,被解释为冷却年龄(Zhangetal.,2005)。围岩含夕线石的副片麻岩SHRIMP定年结果为(437~441)Ma,解释为麻粒岩相叠加的时代(孟繁聪等,2005)。最近,ZhangJX等(2009b)运用SHRIMP方法对含石榴石、蓝晶石的片麻岩和变基性岩的定年获得了三组年龄:高压麻粒岩相叠加年龄451~461Ma;低压麻粒岩相-角闪岩相叠加年龄423~430Ma;晚期叠加年龄409Ma。对相同区域的榴辉岩,最近的研究也得到了类似的结果,但只有两组年龄:(461±4)Ma和(439±8)Ma(Zhangetal.,2011)。宋述光等(2011)得到了相近的(433±3)Ma的年龄,并解释为此区内的高压/超高压变质作用的时代。花岗质片麻岩的锆石TIMS方法定年结果表明,其上交点年龄为(952±13)Ma,被解释为原岩岩浆结晶年龄;下交点年龄为(478±44)Ma,被解释为早古生代变质年龄(张建新等,2003)。2.5都兰区2.5.1超高压变质作用证据都兰地区位于柴北缘超高压变质带的最东端,青海省都兰县城北东40km的野马滩—沙柳河一带(图5)。区内榴辉岩地体呈东西向沿沙柳河流域的南北两侧出露,总面积大于400km榴辉岩地体的主要特征就是含有上述的两个变质特征不同的变质亚带,并经历了不同的折返过程(Songetal.,2003a;宋述光等,2007)。其中北带岩石的出露情况较好,岩石之间的相互关系比较清楚。岩石类型主要包括榴辉岩、石榴辉石岩、蛇纹石化橄榄岩、花岗质片麻岩和富铝泥质片麻岩。榴辉岩的典型矿物组合为:Grt+Omp+Phn+Rt和Grt+Omp+Ep+Ttn+Cal(Arg),石榴石和绿辉石中保存有超高压变质作用的痕迹,柯石英假象,石英出溶及透长石+石英的包裹体;榴辉岩的峰期变质条件为p=2.87~3.17GPa,t=631~687℃(Songetal.,2003a)。围岩中的石榴石蓝晶石云母片岩锆石中最早发现的柯石英包裹体提供了确凿的超高压变质作用证据(Yangetal.,2001;Songetal.,2003a)。此外,在北带的超基性岩中发现了残留的Grt+Ol+Opx+Cpx组合(Mattisonetal.,2007)。南带中的榴辉岩同北带相比,矿物组合上的差异主要是含蓝晶石,且退变严重。其峰期变质条件为:p=2.86~3.26GPa,t=729~768℃(Songetal.,2003a)。榴辉岩中在薄片尺度和单矿物锆石中均有柯石英报道(ZhangJXetal.,2009,2010)。两带中的榴辉岩经历了不同的折返轨迹,北带榴辉岩经历了早期快速折返的过程;而南带部分榴辉岩则经历过麻粒岩相的叠加,折返速率较慢,可能伴随有深熔作用(Songetal.,2003a;2009b)。该区近几年的另一个进展集中在沙柳河东侧区域的沙柳河蛇绿岩剖面。此剖面中可以识别出三类不同的榴辉岩:蓝晶石榴辉岩(Kyeclogite),绿帘石榴辉岩(Ep-eclogite)和多硅白云母榴辉岩(Phn-eclogite)。它们都以透镜体的形式产于花岗质和泥质片麻岩中,或者以夹层的形式与大理岩互层(ZhangGBetal.,2008,2009b)。此外,与榴辉岩共生有蛇纹石化橄榄岩和异剥钙榴岩(张贵宾等,2005;张贵宾和张立飞,2011)。三类榴辉岩和共生的橄榄岩构成了肢解的蛇绿岩组合。蓝晶石榴辉岩保存有柯石英包裹体,而在基质绿辉石中也有柯石英假象的保存。岩相学研究发现,蓝晶石榴辉岩经历了峰期前,峰期和退变质三个阶段:(1)保存于石榴石核部的包裹体限定出其峰期前阶段的温压条件为:p=0.49~0.67GPa,t=410~490℃;(2)峰期矿物组合Grt+Omp+Ky+Rt+Phn+Qtz确定出其峰期温压条件为p=2.7~3.4GPa,t=610~700℃;(3)石榴石和绿辉石及蓝晶石的退变反应结构结合退变生成的石榴角闪岩确定出其退变质阶段的温压条件为:p=0.7~1.0GPa,t=630~720℃;(4)Ab+Chl+Ep+Act矿物组合确定出其经历了绿片岩相的晚期退变。多硅白云母榴辉岩的峰期温压条件为:p=2.7~2.9GPa,t=645~725℃,退变质阶段所确定出的温压条件为:p=1.2~1.4GPa,t=610~670℃。p-t轨迹反映它们的温压演化历史类似,都经历了相对快速冷俯冲和折返的动力学过程。蛇纹石化橄榄岩的岩相学研究表明其为典型的尖晶石相方辉橄榄岩,主要矿物成分能够与现代大洋和蛇绿岩底部地幔橄榄岩对比,是经过高度部分熔融、形成深度较浅的地幔方辉橄榄岩(张贵宾等,2005)。与蛇纹石化方辉橄榄岩共生的异剥钙榴岩主要由钙铝榴石、透辉石、绿泥石、碳酸盐及少量葡萄石和黝帘石组成。异剥钙榴岩通常被认为是洋底变质作用的标志性产物。因此,它为此洋壳组合的确定提供了又一证据(张贵宾和张立飞,2011)。2.5.2tal.模式地球化学研究表明,北带榴辉岩的稀土和微量元素特征类似于正常的和富集的大洋中脊玄武岩(N-MORB和E-MORB),结合共生的超基性岩可能构成似蛇绿岩组合;而南带榴辉岩的稀土和微量元素表现出岛弧的特征(Songetal.,2003a)。榴辉岩的全岩Sm-Nd同位素数据如下,ε年代学研究方面,最初的Sm-Nd等时线年龄和锆石U-Pb年龄结果表明,两带榴辉岩的变质时代为(444~496)Ma(Songetal.,2003b)。Song等(2006)对北带榴辉岩和围岩的详细锆石年代学研究得出榴辉岩的变质年龄为(457±10)Ma,而围岩泥质片麻岩锆石中含柯石英局部微区的年龄为(423±6)Ma,两者之间有30Ma的时代差。Mattison等(2006)对同一个区域内的榴辉岩锆石进行的年代学研究认为榴辉岩相的变质时代持续了20~30Ma(422~450Ma)。陈丹玲等(2008,2009)对副片麻岩的年代学研究表明其变质时代介于421~458Ma之间,与榴辉岩的变质时代一致,从而认为它们经历了同一期变质事件,也即它们有可能都为陆壳深俯冲的产物。以上的年代数据主要针对北带榴辉岩,而南带榴辉岩早期的Sm-Nd等时线年龄为(497±87)Ma(Songetal.,2003b)。最近,含柯石英锆石的年龄分析表明其超高压变质的年龄为430~446Ma,原岩约为830Ma(ZhangJXetal.,2010),表明都兰地区存在有陆壳深俯冲成因的原岩年龄较老的榴辉岩。对于沙柳河蛇绿岩组合,锆石U-Pb定年结果表明,蓝晶石榴辉岩的原岩年龄为(516±8)Ma,变质年龄为440~445Ma。揭示在早奥陶纪前柴达木和祁连地块之间存在过洋壳。这一蛇绿岩组合可能是奥陶纪—志留纪间大陆深俯冲碰撞前的洋壳俯冲的残留,它的俯冲是导致柴北缘大陆深俯冲的根本原因(ZhangGBetal.,2008)。3柴北缘cdh-100km地表的地表柴北缘超高压变质带的鱼卡榴辉岩,都兰榴辉岩和副片麻岩中均已发现柯石英包裹体;锡铁山地区的榴辉岩中保留有柯石英假象;绿梁山石榴橄榄岩锆石中保存有金刚石(Yangetal.,2001;Songetal.,2003a,2005;ZhangGBetal.,2009a,b,ZhangJX,2009;2010)。这些确凿的超高压变质作用证据表明柴北缘作为整体曾经被俯冲到80~100km的地幔深度。以下结合上述各地体研究进展探讨本区的构造演化模式。3.1榴辉岩的原岩特征与其他典型的大陆型俯冲碰撞带中的榴辉岩野外产状一样,柴北缘的榴辉岩主要以透镜体的形式产出于片麻岩中。一些较大体积透镜体核部所保存的新鲜榴辉岩提供了其原岩信息。如上所述的本区中的大量诸如主、微量元素和Sr-Nd同位素地球化学数据表明,与大别-苏鲁超高压变质带中的榴辉岩不同,本区中的部分榴辉岩具有洋壳榴辉岩的特征(孟繁聪等,2003;杨经绥等,2003;Songetal.,2003b,2006;ZhangGBetal.,2008;Songetal.,2010)。结合年代学数据可以划分出两类不同的榴辉岩原岩,也即来自于两种构造背景下。3.1.1榴辉岩岩浆年龄时代此类榴辉岩在柴北缘超高压变质带中广泛分布,其特点是具有新元古代的原岩年龄。鱼卡、锡铁山和都兰部分榴辉岩的锆石继承有较老的岩浆核,其原岩年龄老于750Ma,而变质年龄为430~450Ma(陈丹玲等,2007;Chenetal.,2009;Songetal.,2010;宋述光等,2011;ZhangJXetal.,2005,2010)。榴辉岩的峰期变质年龄和其岩浆锆石年龄之间存在一个超过威尔逊旋回周期的时间差。因此,这些榴辉岩原岩被认为可能形成于新元古代的裂谷环境中,侵入就位到大陆地壳物质中(陈丹玲等,2007;Chenetal.,2009;ZhangJXetal.,2005,2010)。Song等(2010)通过对鱼卡榴辉岩进行的地球化学和年代学表明,它们的原岩有可能是来自于与Rodinia超大陆裂解有关地幔柱活动的产物,类似于大陆溢流玄武岩,时代集中于850Ma左右。如图6所示,鱼卡部分榴辉岩显示出强烈的富集地幔特征,与沙柳河蛇绿岩剖面中的榴辉岩的明显来源于亏损地幔的特征截然不同。3.1.2蛇绿混杂岩的形成时代这类榴辉岩以沙柳河蛇绿岩剖面为典型(ZhangGBetal.,2008,2009b)。如前所述,沙柳河剖面中的三类榴辉岩和共生的蛇纹石化方辉橄榄岩构成了地幔橄榄岩-堆晶岩-玄武岩的较完整蛇绿岩组合;且在橄榄岩中发现有洋壳岩石变质过程中所出现带有一定标志性岩石类型的异剥钙榴岩。其中的含柯石英变质堆晶辉长岩中的锆石年代学数据显示其原岩时代为514Ma,变质时代为450Ma。这一岩石组合的确定说明早奥陶纪前的洋壳经历了奥陶纪—志留纪的深俯冲。3.2柴北缘超高压变质带的形成时代和沉积模式已有一些研究对柴北缘的构造演化模式进行了详细探讨(详见综述文章:Mattinsonetal.,2007;Yinetal.,2007和张建新等,2007)。柴北缘超高压变质带的西端被阿尔金左行走滑断裂所切。断裂西侧的南阿尔金高压超高压变质带与柴北缘超高压变质带的岩石组合类似,因此通常认为它们原为一个整体,被后来的阿尔金断裂约400km走滑位移所错开(许志琴等,1999)。此外,探讨此带的构造演化模式