与勉略洋俯冲相关的高压–低温变质作用：华南扬子地块西北部碧口微地块的新元古代变质火山岩

《Journal of Asian Earth Sciences》：High-pressure–low-temperature metamorphism linked to Mianlue oceanic subduction: Neoproterozoic meta-volcanic rocks in the Bikou microblock, NW Yangtze Block, South China

　　

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  顺时针 P–T 轨迹伴随近等温减压，记录了碧口微地块的折返过程。
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  ⁴⁰Ar/³⁹Ar 定年结果表明，蓝闪石（winchite）记录了碧口微地块约 264 Ma 的早期折返事件。• 早期折返将高压–低温变质作用与勉略洋向北俯冲作用联系起来。

引言

扬子地块西北缘及其相邻的秦岭造山带记录了扬子地块与秦岭微地块的拼合过程以及古特提斯洋东段的闭合历史（Dong et al., 2012, Zhang et al., 2013）。这一碰撞事件以勉略缝合带为标志，勉略洋的最终闭合发生于三叠纪（例如，Zhang et al., 2001, Dong et al., 2011, Dong et al., 2022）。该缝合带以南分布着碧口微地块，以广泛发育蓝片岩–绿片岩相变质带为特征（Tao et al., 1986, Wei, 1993, Wei, 1994）。蓝片岩相变质作用代表典型的高压–低温（HP-LT）环境，被广泛视为古俯冲带的关键标志（Ernst, 1972, Ernst, 1988, Liou et al., 1989, Liou et al., 1990, Maruyama et al., 1996, Palin and White, 2016, Tsujimori and Ernst, 2014）。这些单元与勉略缝合带东北侧发育的秦岭–大别高压至超高压变质带共同构成了一个完整的古俯冲带变质剖面，系统记录了从大洋俯冲、板块碰撞到后期快速折返的完整过程。

然而，碧口微地块的构造属性、变质时代及区域构造意义长期以来一直存在争议。碧口微地块传统上被解释为扬子地块西北缘的新元古代弧–弧前盆地系统，暗示其在约 850 至 700 Ma 期间处于汇聚边缘环境（Druschke et al., 2006, Yan et al., 2004）。在此框架下，相关的蓝片岩相变质作用传统上被归因于新元古代俯冲事件（Tao et al., 1986）。与此相反，基于地质数据分析，Shen 和 Geng（2012）初步将该地区的蓝片岩归属于中生代。然而，这两种解释均缺乏可靠的年龄约束。近期对蓝片岩中变形锆石进行的锆石 U-Pb 定年获得了约 230 Ma 的年龄，表明蓝片岩相变质作用发生在晚三叠世或之后（Xu et al., 2018, Xu et al., 2020a）。他们进一步提出，该蓝片岩带代表了碧口微地块与扬子地块之间的晚三叠世增生边界，最终向东北增生至秦岭–大别造山带。

尽管取得了这些进展，关键问题仍未解决。首先，碧口微地块的 P–T 演化约束不足，导致蓝片岩相与绿片岩相组合之间的成因关系不明确。其次，变质作用的时代存在激烈争议，主要是因为以往的地质年代学研究依赖于锆石 U-Pb 年龄，这些年龄可能记录了碎屑或继承信号，而非变质重结晶的实际时代。第三，在勉略构造框架内驱动碧口微地块俯冲及后续折返的精确构造机制仍知之甚少。

为解决上述不确定性，本研究引入了来自碧口微地块变火山岩的新岩石学和地质年代学证据。我们通过详细的岩相学和矿物学研究，阐明了蓝片岩相与绿片岩相组合之间的关系，并重建了区域变质的压力–温度（P–T）轨迹。关键的是，我们直接对早期折返期间结晶的变质角闪石变斑晶（蓝闪石）进行了⁴⁰Ar/³⁹Ar 地质年代学测定。与以往锆石 U-Pb 研究不同，该方法直接测定了与高压–低温条件相关的变质矿物生长时代。这些新的 P–T 和年龄约束共同表明，碧口微地块经历了由勉略洋向北俯冲驱动的顺时针 P–T 轨迹，随后在约 264 Ma 开始初始折返。我们的研究结果为勉略洋的俯冲和闭合历史提供了关键见解，并加深了对扬子地块北缘构造演化的认识。

章节片段

碧口微地块

碧口微地块位于扬子地块西北部，呈三角形楔状，因构造剥蚀作用向东变窄。其北界以文县–安门口–略阳断裂为界与勉略构造带相邻，西界通过虎牙断裂与松潘–甘孜造山带相接，南界则跨青川–阳平关断裂与龙门山构造带相连（图 1a；Dong and Santosh, 2016, Zhang et al., 2013）。碧口微地块由

采样

样品 ML1077-2 和 ML1077-3 采集自陈家坝地区（N33°13′02″，E106°21′51″；图 1b，绿色星标），位于碧口群变质火山岩序列中（图 2）。样品呈灰绿色，弱片理化，含细针状角闪石晶体（1–3 mm）且具有定向排列（图 2）。这些样品选自碧口微地块北缘，紧邻勉略缝合带，该关键位置记录了勉略洋向北俯冲的

岩相学与样品描述

基于对碧口微地块两个变质火山岩样品（ML1077-2 和 ML1077-3）的详细显微镜观察，我们表征了其组构、结构、矿物组成、变形和蚀变特征（图 3）。这些样品主要呈花岗纤状变晶结构，局部为变余斑状结构，并显示出明显的定向构造（图 3）。它们主要由角闪石（阳起石和蓝闪石；约 20%）、绿帘石（约 15%）、绿泥石（约 15%）、

原岩与变质演化

含蓝闪石绿片岩样品（ML1077-2 和 ML1077-3）局部表现出变余斑状结构。原岩中的斑晶主要为斜长石（图 3g, j），呈半自形至自形板状晶体（1–3 mm），具有聚片双晶，常蚀变为绢云母和/或绿帘石。相比之下，原岩中的镁铁质矿物已完全被绿泥石和绿帘石替代，仅保留了原始轮廓（图 3i）；这些

结论

基于对碧口微地块高压变质岩的岩相学、矿物学和地质年代学研究，得出以下结论：

（1）陈家坝地区含蓝闪石绿片岩的原岩为碧口群新元古代火山岩，其成分主要为高镁安山岩。

（2）碧口群的蓝片岩相变质作用发生在 0.54–0.65 GPa 的压力和 340–400 °C 的温度条件下，而

CRediT 作者贡献声明

Yan Tang： 写作 – 初稿，可视化，正式分析。Xianzhi Pei： 监督，项目管理，基金获取，概念化。Li Qin： 写作 – 审阅与编辑，可视化。Lei Pei： 写作 – 审阅与编辑。Ruibao Li： 写作 – 审阅与编辑。Zuochen Li： 写作 – 审阅与编辑。Chengjun Liu： 写作 – 审阅与编辑。Shaowei Zhao： 写作 – 审阅与编辑。Yunpeng Zhang： 写作 – 审阅与编辑，可视化。

未引用参考文献

Bourdelle and Cathelineau, 2015, Cathelineau, 1988, Maruyama et al., 1986, Qin et al., 2009。

利益冲突声明

作者声明，他们不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究得到国家自然科学基金（批准号：42472272、41872233、42172236、42472274、42672299和42272052）、陕西省自然科学基金（批准号：2025JC-QYXQ-012、2025JC-YBQN-359、2018JM4003）以及陕西省高校青年创新团队的资助。我们感谢长安大学刘彦荣在电子探针分析中的热情帮助。我们感谢聂继平女士、王茂博士、王潇博士、胡楠博士在

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