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中国大陆科学钻探工程（CCSD—Chinese Continental Scientific Drilling Project）是利用现代深部钻探高新技术，在具有全球地学意义、世界上规模最大的超高压变质带—大别—苏鲁超高压变质带实施的中国第一口5158米深的科学深钻，具有深远的科学意义。建立“超高压变质岩石形成与折返机制”的模式及研究“超高压变质作用过程中流体和岩石相互作用”，是CCSD的主要目标。
本文通过对中国大陆科学钻探工程（CCSD）高压超高压变质岩中的石英脉、金红石、磷灰石、绿帘石等矿物的矿物学、流体地球化学及矿物定年等方面的研究，对CCSD流体地球化学及矿化等问题进行了探讨，得出如下结论：
1. CCSD石英脉、地表石英脉及水晶中主要副矿物有石墨、磷灰石、金红石、绿辉石、白云母、方解石、钾长石和黄铁矿等。CCSD榴辉岩石英脉磷灰石中存在四类出溶物：不规则状的磁铁矿和赤铁矿的连生体、针状赤铁矿、板状到菱型的独居石、针状锶重晶石。除独居石外，其余均未见报道；四类出溶物的长轴和生长方向均基本平行于磷灰石之C轴，显示它们可能是基本同时出溶的；磷灰石中铁氧化物等出溶物的出溶是在氧逸度变化的环境下进行的；副矿物磷灰石是CCSD UHP岩石中LREE的重要储库之一，其LREE特征显示在板块俯冲折返的过程可能发生过短时增温作用，并极有可能发生过部分熔融；
2.较系统的镜下观察并结合流体包裹体显微测温及激光拉曼分析结果，发现上述石英脉中存在6类流体包裹体：（Ⅰ）盐水溶液包裹体，并进一步分为中高盐度盐水溶液包裹体（Ⅰa）、中等盐度盐水溶液包裹体（Ⅰb）和低盐度盐水溶液包裹体（Ⅰc）；（Ⅱ）NaCl—CaCl2—H2O体系包裹体；（Ⅲ）N2—CH4体系包裹体；（Ⅳ）含方解石子晶的包裹体；（Ⅴ）CO2—NaCl—H2O包裹体（Ⅴa型）及纯CO2包裹体（Ⅴb型）；（Ⅵ）含烃类的有机包裹体。其中川、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类包裹体是CCSD钻孔石英脉中首次发现；Ⅰa、Ⅰb、Ⅲ和Ⅴb类包裹体以原生或假次生方式分布于一些石英脉中，指示部分石英脉及其围岩可能历过超高压变质作用甚至麻粒岩相阶段；在CCSD石英脉及地表水晶中发现含烃类有机包裹体，而且成熟度较低，表明有机质沉积物理藏沉积成岩过程中，随着板块发生俯冲，带入地下深部，又折返带回地表，板块发生了快速的俯冲和折返，有机质还未来得及成熟演化；初步的岩相学和显微测温研究显示，CCSD HP—UHP岩石在板块折返过程释放出的变质流体没有经过大规模的迁移；CCSD榴辉岩中石英脉的主体形成于板块折返有关的减压重结晶和退变质，而片麻岩中石英脉则主要来源于角闪岩相及后期退变质作用；
3.石英脉和水晶中微量元素总体含量很低，Rb/Sr、 Nb/Ta、 Zr/Hf变化很大，说明Rb和Sr、Nb和Ta、Zr和Hf之间发生了不同程度的分异，但未曾发生过广泛强烈的水岩反应，同时显示板块俯冲和折返所释放出的变质流体活动范围较小，没有发生大规模的迁移。CCSD石英脉、地表石英脉和水晶均具有LREE富集而HREE明显亏损的特征，显示其来源主要围壳源。CCSD石英脉中正负Ce异常同时出现，反映了板块俯冲前，超高压变质原岩曾在地表较氧化的环境下经历过强烈的风化作用；
4.流体包裹体6D—δ18O同位素测定显示CCSD石英脉具有较稳定的氢同位素（δD=—97‰～—69‰）和相对较低且变化较大的氧同位素组成，其矿物δ18O为—1.9‰～9.6‰，相应流体的δ18O为—11.66%0～0.93‰，说明其变质岩围岩在板块俯冲前曾在地表与大气降水发生过程度不同的水/岩反应，而石英脉继承了其各自寄主变质岩的δ18O组成；在CCSD纵向上，石英脉的δ18O同位素组成出现“∑”型变化，分别在900m～1500m和2700m出现极低值，而在1770m和4000m出现高正值，说明CCSD变质岩原岩在俯冲前与大气降水间的水/岩反应受到局部侵入的岩浆岩带来的高温和构造空间的控制；CCSD中石英脉δ18O在纵向上的变化基本同步于其寄主围岩变质矿物的δ18O组成变化，说明石英脉与其他变质矿物一样，也经历了HP，甚至UHP变质，但其主体应形成于板块折返过程中HP—UHP岩石的减压重结晶及退变质；CCSD石英脉、东海地表石英脉或水晶矿的δD—δ18O同位素值分布的不均一性，说明HP—UHP岩石在板块折返及其后退变质中释放出的流体活动范围有限，没有经历大规模的流动或迁移。东海水晶的流体包裹体δD—δ18O组成与CCSD石英脉相似，显示它们的成因基本一致，主要形成于晚三叠世板块折返过程；
5.利用高真空气相质谱系统分析了CCSD石英脉和东海水晶及CCSD超高压变质矿物流体包裹体中惰性气体同位素组成，其He—Ar、Xe和Ne同位素体系均清楚显示它们主要由地壳变质流体和大气饱和水组成，而基本不含深源地幔流体；在CCSD900～1500m深度的石英脉流体包裹体出现40Ar/36Ar和δ18O同步下降，且与前人对CCSD中HP—UHP岩石的矿物原位δ18O测定结果变化趋势相似，说明该段原岩在板块俯冲前曾与大气降水发生较为充分的水/岩反应，石英脉继承了围岩的同位素组成特征。流体包裹体惰性气体同位素组成显示CCSD中石英脉和东海水晶可能具有相似的成因，它们均主要形成于HP—UHP岩石在板块折返到地壳中的压力降低和流体释放过程。CCSD HP—UHP岩石及其石英脉中基本不含地幔流体的原因在于本区印支期快速的俯冲和折返过程，被俯冲地壳物质无法与地幔进行充分的同位素交换。此外，退变质作用及其伴生的地壳流体也进一步减弱了HP—UHP岩石中的地幔流体信息；
6.对与石英脉共生的微斜长石样品进行Ar—Ar定年，得到微斜长石样品的坪年龄为179.27±5.78Ma，等时线年龄为182.21±15.63Ma。运用CHIME化学定年方法对CCSD中与石英脉共生的磷灰石团块中的独居石出溶物进行了年代学研究，获得其Th—Pb等时线年龄为202±28.3Ma，表明磷灰石团块形成于榴辉岩在折返过程中的重结晶和退变质，时代为晚三叠世，因此，CCSD石英脉的主要形成时代应大致为180～202Ma。对CCSD主孔及地表超高压变质榴辉岩中的金红石进行了U—Pb定年，初步获得了211±22 Ma的等时线年龄，这是苏北地区榴辉岩型金红石矿床的第一个直接的年龄结果，结合前人在大别山地区获得的首个准确的金红石U—Pb年龄：218Ma及金红石U—Pb体系大约500℃的封闭温度分析，该年龄代表UHP变质峰值期后板块折返过程的冷却年龄，峰值期形成的金红石在此时发生了变质重结晶作用。此年龄对整个苏鲁UHP变质地体的俯冲—折返历史及本地区榴辉岩型金红石矿床的形成过程都有重要的约束意义。
7.岩相学和主、微量元素研究表明：绿帘石有多种成因，在俯冲进变质和折返退变质过程中都有绿帘石形成，每个阶段又可以划分出多个形成世代。XFe在绿帘石斑晶的核部到边部由大到小是进变质作用的标志，退变质过程形成的绿帘石则相反。绿帘石中微量元素的组成特征显示绿帘石是REE、Sr等大离子元素循环至地壳深部和地幔的合适的载体矿物，并且显示CCSD和青龙山UHP变质地体在板块俯冲过程中生了部分熔融；绿帘石中流体包裹体的研究，说明超高压变质作用及后期的折返过程中并不存在大规模的流体作用，流体的活动限于矿物晶体颗粒范围。
8.金红石是UHP变质榴辉岩中的一种重要副矿物，其矿物学、微量元素地球化学特征和地质年代学研究可以为俯冲带的演化、UHP变质作用提供许多重要信息。超高压变质金红石以富含Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素为特征。这是其在俯冲变质过程中不断与流体、熔体平衡的结果，是俯冲带演化的地球化学记录；红外光谱原位测试发现，金红石中含有一定数量（300—500ppm）的结构水，证实了超高压变质作用并非在“干体系”下进行的观点，同时表明金红石是将地表水循环至地幔深度的载体矿物之一。金红石含水量与石榴石、绿辉石在同一数量级。金红石结构水分布的不均一性表明氢没有扩散均一，意味着板块俯冲—折返的过程是快速的。
9.高Ti的基性岩原岩是东海地区大规模金红石矿床形成的背景条件，CCSD榴辉岩型金红石矿主要形成于UHP变质的峰值期（或稍前），是进变质作用在角闪榴辉岩相至石英—柯石英相变线之间的产物，陆壳俯冲是其成矿的动力学条件，而在后期（210Ma左右）折返阶段，金红石又经历了退变质重结晶；
10.水晶矿与石英脉成因类似，形成于板块折返有关的减压重结晶和退变质。在板块折返过程中，随着压力的降低，榴辉岩中石榴石、绿辉石、金红石等名义上无水矿物中的羟基溶解度会快速降低，从而释放出大量H2O，这些流体与寄主矿物间的水岩反应会形成盐度不等的变质流体，同时，榴辉岩中的硬柱石由于压力的降低会分解成蓝晶石+黝帘石/斜黝帘石+石英，柯石英，或者硬柱石+钠长石/硬玉分解为钠云母+黝帘石/斜黝帘石+石英/柯石英，此过程一方面可释放出大量H2O，同时可释放出大量SiO2，在高温高压下，退变质反应释放出的SiO2主要以胶体状态溶解于H2O中，这些流体继承了围岩的特征，主要由地壳变质流体和少量大气饱和水组成，而地幔流体比例很低，LREE富集，同时继承了UHP变质原岩的低的氢氧同位素特征，且δD—δ18O同位素不均一。这些溶解了大量SiO2胶体的变质流体向构造薄弱部位流动，在裂隙等部位因流体温压降低等原因而导致SiO2胶体的沉淀，且SiO2胶体会在很短时间内重结晶而形成石英/水晶脉或集合体。