高压变质岩折返过程中的应变分布解码：以爱琴海伊奥斯岛蓝片岩单元方解石大理岩为例

本研究通过方解石显微结构、组构和粒度分析，揭示了爱琴海伊奥斯岛高压蓝片岩单元（CBU）折返过程中应变时空分布规律。研究发现早期静态重结晶与后期动态重结晶（亚颗粒旋转/膨凸重结晶）分别对应SSE向和NNW向剪切作用，首次明确了平行面理NNW向剪切在韧性折返中的关键作用，为高压变质岩变形机制研究提供了新范式。

　　

在地球深部俯冲带这个巨大的"岩石压力锅"中，高压变质岩如同被压缩的时间胶囊，记录着板块碰撞的惊天动地。爱琴海伊奥斯岛的蓝片岩单元（Cycladic Blueschist Unit, CBU）就是这样一个特殊的地质档案库，其广泛分布的方解石大理岩中藏着破解折返过程密码的关键线索。然而长期以来，研究者们对CBU折返过程中的应变分布争论不休——有的认为变形集中在剪切带，有的则提出存在向南（S）和向北（N）相反的剪切运动。更棘手的是，虽然石英是传统变形研究的"明星矿物"，但在大理岩富集区，方解石这个对微弱变形极其敏感的"地质温度计"却长期被忽视。

正是这些悬而未决的问题，促使由Konstantinos Apostolos Tsourtis领衔的研究团队在《Journal of Structural Geology》发表突破性成果。他们创新性地将方解石作为研究载体，通过系统的显微结构分析结合野外构造观测，首次完整重建了CBU折返过程中应变演化的四维图景。研究发现早期榴辉岩相到蓝片岩相折返伴随静态重结晶，形成与先存面理高角度相交的粗大柱状方解石；随后SSE向剪切引发亚颗粒旋转动态重结晶；而最关键的发现是NNW向剪切不仅造成强烈变形（26->64 MPa差异应力），更在单元顶部形成平行面理的细粒（~30 μm）均匀重结晶带。这项研究不仅平息了关于剪切方向的争议，更确立了方解石在高压变质岩研究中的不可替代地位。

研究团队采用多尺度技术方法：对伊奥斯岛北部28件方解石大理岩样品进行EBSD电子背散射衍射分析获取c轴组构；通过光学显微镜和SEM观察划分三类显微结构（Microstructure A/B/C）；使用ImageJ软件进行粒度统计分析；结合野外面理产状测量构建三维变形模型。

【Calcite microstructures】部分揭示：Microstructure A中柱状方解石与面理呈52°高角度相交，反映早期静态重结晶；Microstructure B显示亚颗粒旋转形成的500-20 μm连续粒度谱；Microstructure C则呈现膨凸重结晶产生的~30 μm均匀细粒结构，对应最强变形阶段。

【Shape preferred orientation (SPO)】分析证实：16个Microstructure B样品中SPO与面理呈斜交或平行排列，其中15IS32等6个样品显示斜交组构，22IS31等10个样品呈现平行组构，暗示NNW向剪切主导的变形分带。

【Grain size analysis】数据显示：Microstructure A粒度跨度达2800 μm（50-2840 μm），亚粒度呈150-1250 μm连续分布；Microstructure C则呈现典型的对数正态分布，平均粒度30 μm，反映强烈应变局部化。

【Discussion】部分阐明三个关键发现：1）柱状方解石是蓝片岩相静态生长的产物，后期剪切改造形成阶梯状粒度变化；2）NNW向剪切导致CBU整体均匀变形而非局部剪切，这与传统认知截然不同；3）平行面理变形带形成于绿片岩相条件，差异应力>64 MPa时亚颗粒旋转机制让位于膨凸重结晶。

【Conclusions】总结指出：这项研究不仅建立了方解石显微结构与折返阶段的对应关系（静态重结晶→亚颗粒旋转→膨凸重结晶），更重要的是揭示了NNW向剪切在CBU折返中的全局性作用。该成果为理解高压变质岩多阶段折返机制提供了新的结构标尺，其建立的方解石变形序列分析方法可推广至全球其他造山带研究。正如研究者强调的，这些发现"underscore the previously underestimated significance of foliation-parallel, NNW-directed shearing"，将深刻影响未来对俯冲带界面变形过程的认识。