閆方超 劉慶 馬雪盈 何苗

中國(guó)科學(xué)院地球動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)地球與行星科學(xué)學(xué)院，北京 100049

高壓-超高壓變質(zhì)巖石的出露遍布全球，它們通常記錄了地質(zhì)歷史上地殼物質(zhì)俯沖到地幔深度遭受高壓-超高壓變質(zhì)作用，而后又折返到地表的過程(李繼磊等, 2017)。研究這些巖石可以直接或間接了解俯沖帶、大陸碰撞造山帶內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間跨度的地球動(dòng)力學(xué)過程和物理化學(xué)狀態(tài)(Chopin, 1984; Liouetal., 2009; Zhengetal., 2012)。目前的研究已經(jīng)對(duì)高壓-超高壓變質(zhì)作用過程中俯沖地殼物質(zhì)的礦物相變和變質(zhì)演化有了較深入的認(rèn)識(shí)，但是在高壓-超高壓變質(zhì)巖石的形成機(jī)制和折返就位過程方面的研究相對(duì)薄弱(李繼磊等, 2017)。變質(zhì)作用P-T-t軌跡記錄了變質(zhì)巖石曾經(jīng)所處變質(zhì)環(huán)境的壓力(P)和溫度(T)隨著時(shí)間(t)連續(xù)變化的歷史，建立變質(zhì)巖石的變質(zhì)作用P-T-t軌跡可以有效反映大地構(gòu)造環(huán)境及地球動(dòng)力學(xué)演化信息，目前已得到廣泛應(yīng)用(Xiaoetal., 2001; Zhangetal., 2020; Liuetal., 2020; Lietal., 2021)。

大別山是三疊紀(jì)揚(yáng)子板塊向華北板塊之下俯沖-碰撞形成的造山帶，包含南大別低溫榴輝巖帶、中大別超高壓變質(zhì)帶和北大別雜巖帶等3個(gè)含榴輝巖的巖石單位，簡(jiǎn)稱南大別、中大別和北大別(古曉鋒等, 2013)，其中北大別以榴輝巖相變質(zhì)后又經(jīng)歷了麻粒巖相變質(zhì)有別于其它兩個(gè)單元(Xuetal., 2000; 劉貽燦等, 2011)。目前普遍認(rèn)為北大別呈現(xiàn)出順時(shí)針的P-T軌跡(即超高壓變質(zhì)階段、榴輝巖變質(zhì)階段、麻粒巖相變質(zhì)階段和角閃巖相變質(zhì)階段)。但是有學(xué)者將超高壓變質(zhì)作用與碰撞階段聯(lián)系起來(Amesetal., 1993)，這可能有待商榷，例如，在北美弗朗西斯科雜巖帶中發(fā)現(xiàn)有大量藍(lán)片巖和榴輝巖出露(Wakabayashi, 2015)，而太平洋并未閉合，這意味著高壓-超高壓變質(zhì)作用與碰撞事件可能并不耦合，峰期變質(zhì)發(fā)生的時(shí)間可能仍處在俯沖階段。

北大別饒拔寨變質(zhì)時(shí)代的厘定缺乏高精度手段的約束，從而極大限制了對(duì)北大別饒拔寨鎂鐵-超鎂鐵巖變質(zhì)演化歷史的認(rèn)識(shí)。目前已有的研究大多是根據(jù)榴輝巖中礦物(石榴子石-綠輝石)的Sm-Nd年齡(Liuetal., 2005; 李曙光等, 1989; Lietal., 1994)和榴輝巖中鋯石單顆粒U-Pb定年(劉貽燦等, 2000)。然而，Sm-Nd年齡代表的是礦物達(dá)到該同位素體系封閉溫度時(shí)的年齡，而Sm-Nd同位素體系封閉溫度(600～700℃)低于麻粒巖相的溫度(～800℃)，極有可能被后期麻粒巖相改造而使體系重置；單顆粒鋯石U-Pb年齡可能給出混合年齡從而不利于不同變質(zhì)相階段的約束。顯然，這兩種方法都不太適用于北大別經(jīng)歷過多期變質(zhì)的超高壓巖石變質(zhì)年齡的精準(zhǔn)測(cè)定。此外，對(duì)于該區(qū)變質(zhì)階段的時(shí)代劃分尚存在爭(zhēng)議，如對(duì)于角閃巖相退變質(zhì)作用的時(shí)間，一部分學(xué)者認(rèn)為是白堊紀(jì)(138～125Ma, Xiaoetal., 2001; 孫賀等，2018)，另一部分學(xué)者則認(rèn)為是侏羅紀(jì)(188±2Ma～176±2Ma, 劉貽燦等, 2009; 198±6Ma和174±1Ma, 古曉鋒等, 2013)。因此，本文選取北大別饒拔寨石榴輝石巖為研究對(duì)象，通過詳細(xì)的巖相學(xué)研究，根據(jù)礦物共生組合和化學(xué)成分的變化，運(yùn)用礦物溫壓計(jì)估算變質(zhì)作用的溫壓條件，并對(duì)變質(zhì)鋯石進(jìn)行高精度SIMS U-Pb定年，以期建立完整的變質(zhì)作用P-T-t軌跡，從而進(jìn)一步探討其形成和折返就位的動(dòng)力學(xué)過程。

1 地質(zhì)背景

饒拔寨(超)鎂鐵巖體位于安徽省霍山縣城西南方向25km左右，處在華北板塊與揚(yáng)子板塊碰撞帶上，是大別山北部出露面積最大的鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)雜巖體(圖1a)(楊錫庸, 1983; 徐樹桐等, 2002; Zhengetal., 2008a)。巖體以方輝橄欖巖為主，次之為純橄欖巖、二輝橄欖巖等，巖石發(fā)生不同程度的蛇紋石化。巖體內(nèi)有大小不等的輝石巖、角閃巖、輝長(zhǎng)巖、石榴輝石巖和榴輝巖等團(tuán)塊，呈現(xiàn)不規(guī)則狀產(chǎn)出。圍巖主要是角閃巖相或麻粒巖相的正片麻巖，兩者呈構(gòu)造接觸(Jinetal., 2004)。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造簡(jiǎn)圖(a)和饒拔寨地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)(據(jù)Zheng et al., 2009; Tsai et al., 2000)Fig.1 The tectonic framework of the studied area (a) and simplified geological map of Raobazhai (after Zheng et al., 2009; Tsai et al., 2000)

前人在饒拔寨巖體的工作主要集中于橄欖巖巖體的成因(楊錫庸, 1983; 張旗等, 1995;王希斌等, 2005)和榴輝巖的變質(zhì)演化(孫先如等, 2000; Tsaietal., 2000; Xiaoetal., 2001; Liuetal., 2005; 孫賀等, 2018)方面。其中，針對(duì)饒拔寨巖體是否經(jīng)歷過超高壓變質(zhì)作用，前人存在兩種不同看法：一部分學(xué)者認(rèn)為，饒拔寨地區(qū)的橄欖巖多為尖晶石橄欖巖，缺乏石榴子石橄欖巖，同時(shí)，對(duì)石榴輝石巖進(jìn)行傳統(tǒng)溫壓計(jì)計(jì)算的結(jié)果顯示壓力大多小于2.0GPa，因此認(rèn)為該巖體未經(jīng)歷超高壓變質(zhì)作用(Xiaoetal., 2001; Zhengetal., 2008a)；一部分學(xué)者根據(jù)巖石中不同變質(zhì)礦物的出溶現(xiàn)象，認(rèn)為該巖體經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用，如發(fā)現(xiàn)饒拔寨退變質(zhì)榴輝巖基質(zhì)中Ca-Na單斜輝石出溶的定向針狀石英，認(rèn)為它是超高壓(≥2.5GPa)條件下的“超硅”單斜輝石降壓形成的(Tsaietal., 2000)；Tsai and Liou (2000)根據(jù)饒拔寨橄欖巖中的尖晶石+斜方輝石+單斜輝石具有石榴子石的假象，認(rèn)為該橄欖巖峰期應(yīng)為石榴橄欖巖，估算出的峰期變質(zhì)壓力應(yīng)高于2.0GPa。針對(duì)饒拔寨地區(qū)變質(zhì)巖演化過程的研究，大多數(shù)研究者認(rèn)為其經(jīng)歷了榴輝巖相變質(zhì)階段、高壓麻粒巖相階段和角閃巖相階段(孫先如等, 2000; Xiaoetal., 2001; 孫賀等, 2018)，但缺乏相應(yīng)的年代學(xué)制約，僅有榴輝巖中的Sm-Nd等時(shí)線年齡(243Ma±5.6Ma, 李曙光等, 1989)和榴輝巖單顆粒鋯石年齡(230±6Ma, 劉貽燦等, 2000)。前者被認(rèn)為是饒拔寨巖體的就位時(shí)代，即代表了華北-揚(yáng)子碰撞時(shí)代的下限；后者則被看作是榴輝巖高壓/超高壓的變質(zhì)年齡。

2 分析方法

礦物化學(xué)成分分析在合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院JOEL JXA 8230型電子探針儀上完成，工作條件：加速電壓15kV，電流20nA，電子束斑直徑為3～5μm，數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)間10～20s。使用天然礦物作標(biāo)樣，使用程序ZAF對(duì)實(shí)驗(yàn)本底進(jìn)行校正。每個(gè)階段變質(zhì)礦物組合中每種礦物至少測(cè)試3個(gè)顆粒，以檢測(cè)不同礦物顆粒間化學(xué)成分差異。

鋯石U-Pb年代學(xué)以及氧同位素均在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所離子探針實(shí)驗(yàn)室CAMECA IMS-1280二次離子質(zhì)譜儀上完成。鋯石樣品與Ple?ovice、Qinghu、Penglai鋯石標(biāo)樣制作離子探針標(biāo)準(zhǔn)靶。U-Pb定年過程中一次離子采用O2-，束流強(qiáng)度在10～15nA，束斑大小為10μm×15μm橢圓，采用質(zhì)量分辨率7000(50%峰高定義)以排除U-Pb干擾離子。鋯石詳細(xì)分析方法見Lietal.(2009)，標(biāo)樣與樣品以1:3比例交替測(cè)定。鋯石Pb/U分餾采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石Ple?ovice(337.13±0.37Ma, Slmaetal., 2008)校正獲得，以長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差(1SD=1.5%, Lietal., 2010a)和單點(diǎn)測(cè)試內(nèi)部精度共同傳遞得到樣品單點(diǎn)誤差，以標(biāo)準(zhǔn)樣品Qinghu(159.5±0.2Ma, Lietal., 2009; 李獻(xiàn)華等, 2013)作為未知樣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確度。普通Pb用實(shí)測(cè)的207Pb進(jìn)行校正。單點(diǎn)分析的同位素比值及年齡誤差均為1σ，U-Pb平均年齡誤差為95%置信度。數(shù)據(jù)結(jié)果采用ISOPLOT軟件(Ludwig, 2001)來進(jìn)行處理。

鋯石氧同位素分析流程參見Lietal.(2010b)，這里僅做簡(jiǎn)要描述。一次離子采用133Cs+,束流大小為1～2nA，采用高斯能量分布的10μm束斑在10μm范圍內(nèi)掃描方式進(jìn)行樣品表面剝蝕，分析區(qū)域約為20μm×20μm。采用電子槍在樣品表面形成電子云的方式進(jìn)行樣品表面電荷積累的自動(dòng)補(bǔ)償，以消除荷電效應(yīng)。二次離子以-10kV高壓激發(fā)，采用多接收方式以兩個(gè)法拉第杯分別接收16O和18O，信號(hào)收集20個(gè)循環(huán)，每個(gè)循環(huán)4s積分時(shí)間，單點(diǎn)內(nèi)部精度優(yōu)于0.3‰(2SE)。儀器質(zhì)量分餾以Penglai O同位素標(biāo)準(zhǔn)鋯石(δ18O=5.31±0.10‰)進(jìn)行校正，以Qinghu鋯石(δ18O=5.4±0.2‰)作為未知樣進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，獲得Qinghu鋯石氧同位素標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.28‰(2SD，n=9)，以該不確定度作為本次鋯石未知樣單點(diǎn)的分析精度。

3 巖相學(xué)和礦物化學(xué)

本文所采饒拔寨石榴輝石巖樣品(DB-8a和DB-8c)位于饒拔寨巖體南部(圖1b)，與橄欖巖呈構(gòu)造接觸。整體表現(xiàn)為高壓麻粒巖相的礦物組合特征(石榴子石+單斜輝石+斜長(zhǎng)石±石英)，石榴子石邊部發(fā)育后成合晶(斜方輝石+斜長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石+角閃石)，代表樣品經(jīng)歷了后期的退變質(zhì)作用，因此極有可能保存了完整的變質(zhì)過程的信息，這對(duì)解析造山過程中巖石經(jīng)歷的俯沖、折返過程具有重要意義。

3.1 巖相學(xué)特征

饒拔寨石榴輝石巖(DB-8a和DB-8c)主要礦物組合為石榴子石+單斜輝石+角閃石+斜長(zhǎng)石，副礦物為金紅石+石英+磷灰石+鋯石，整體表現(xiàn)為麻粒巖相的峰期礦物組合特征(石榴子石+單斜輝石)。石榴輝石巖呈現(xiàn)出不同程度的退變質(zhì)，其中DB-8c樣品相對(duì)DB-8a樣品退變質(zhì)程度更高，這表現(xiàn)在前者存在圍繞石榴子石的兩期“白眼圈”(圖2a, b)以及基質(zhì)中更為廣泛的角閃石分布(圖2f)。

圖2 饒拔寨石榴輝石巖顯微照片(a)石榴子石邊部?jī)扇Α鞍籽廴Α?，?nèi)圈“斜方輝石+斜長(zhǎng)石”，外圈“角閃石+斜長(zhǎng)石”(DB-8c)；(b)石榴子石邊部一圈“白眼圈”，礦物組合為“角閃石+斜長(zhǎng)石”(DB-8a)；(c)石榴子石出溶針狀金紅石(DB-8a)；(d)石榴子石出溶針狀金紅石(DB-8c)；(e)基質(zhì)單斜輝石出溶石英(DB-8a)；(f)角閃石成片分布(DB-8c)；(g)石榴子石包裹磷灰石(DB-8a)；(h)磷灰石包裹鈦鐵礦，磷灰石出溶針狀不透明礦物(DB-8a)；Grt-石榴子石；Cpx-單斜輝石；Opx-斜方輝石；Amp-角閃石；Pl-斜長(zhǎng)石；Rut-金紅石；Ap-磷灰石；Qtz-石英；Ilm-鈦鐵礦；ex-出溶晶Fig.2 Photomicrographs of garnet pyroxenite from Raobazhai(a) two “white-eye socket” surrounding garnet, the inner is composed of “orthopyroxene + plagioclase” and the outer is made up of “amphibole + plagioclase” (DB-8c); (b) one “white-eye socket” surrounding garnet is composed of “amphibole + plagioclase” (DB-8a); (c) garnet dissolves rutile (DB-8a); (d) garnet dissolves rutile (DB-8c); (e) clinopyroxene dissolved quartz in matrix (DB-8a); (f) amphibole is distributed in the matrix (DB-8c); (g) garnet encloses apatite (DB-8a); (h) apatite encloses ilmenite and apatite dissolves acicular opaque minerals (DB-8a). Grt-garnet; Cpx-clinopyroxene; Opx-orthopyroxene; Amp-amphibole; Pl-plagioclase; Rut-rutile; Ap-apatite; Qtz-quartz; Ilm-ilmenite; ex-exsolution lamellae

石榴輝石巖中主要礦物內(nèi)部存在清晰可見的針狀出溶結(jié)構(gòu)(圖2c, d)，前人在該區(qū)榴輝巖的石榴子石中也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象(石榴子石中金紅石±磷灰石出溶)，認(rèn)為這是巖石先經(jīng)歷過超高壓變質(zhì)作用，后退變質(zhì)降壓出溶形成(孫賀等, 2018)。在石榴子石的外圍，不同退變質(zhì)程度的樣品表現(xiàn)出不同的退變質(zhì)組合，如退變質(zhì)程度較高的巖石(DB-8c)內(nèi)可以觀察到兩期“白眼圈”結(jié)構(gòu)(圖2a)，內(nèi)圈礦物顆粒較細(xì)小，礦物組合為“斜方輝石+斜長(zhǎng)石”，外圈顆粒較為粗大，礦物組合為“斜長(zhǎng)石+角閃石”；退變質(zhì)程度較低的巖石(DB-8a)僅見一期“白眼圈”(礦物組合為“角閃石+斜長(zhǎng)石”)(圖2b)。

單斜輝石位于基質(zhì)中，其內(nèi)部出溶的石英清晰可見(圖2e)。部分顆粒邊部可見角閃石，但未見清晰的礦物邊界，這可能是單斜輝石向角閃石退變或者是變質(zhì)流體圍繞基質(zhì)單斜輝石發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的。

角閃石呈棕色-深棕色，主要以兩種形式產(chǎn)出，一種呈蠕蟲狀，以“白眼圈”的礦物組合形式分布在石榴子石周圍(圖2a, b)。另一種則產(chǎn)于基質(zhì)中，多圍繞基質(zhì)單斜輝石生長(zhǎng)，局部可見“成片”分布的角閃石(圖2f)。

斜長(zhǎng)石的產(chǎn)狀與角閃石類似，產(chǎn)于“白眼圈”(圖2a, b)和基質(zhì)中(圖2e)。

饒拔寨石榴輝石巖中有少量鈦鐵礦、金紅石、磷灰石等副礦物。鈦鐵礦常與角閃石共生，金紅石在基質(zhì)礦物和石榴子石中均有出現(xiàn)。磷灰石僅在石榴子石內(nèi)部產(chǎn)出，其內(nèi)部可見不透明針狀礦物的出溶(圖2g, h)。有關(guān)磷灰石中不透明礦物的出溶現(xiàn)象已有較多報(bào)道(朱永峰和Massonne, 2005; 梁鳳華等, 2006; 陳晶等, 2006)，這些現(xiàn)象大多發(fā)生在高壓-超高壓巖石中，可能暗示饒拔寨石榴輝石巖經(jīng)歷過超高壓變質(zhì)階段。

3.2 礦物化學(xué)成分及變質(zhì)作用溫壓條件估算

石榴子石 饒拔寨石榴輝石巖樣品中石榴子石的化學(xué)成分隨退變質(zhì)程度的不同而存在差別(表1，測(cè)試剖面如圖3所示)，退變質(zhì)程度較低的樣品(DB-8a)中石榴子石由鎂鋁榴石(摩爾分?jǐn)?shù)為34.8%～37.1%)、鐵鋁榴石(摩爾分?jǐn)?shù)為44.0%～46.4%)、鈣鋁榴石(摩爾分?jǐn)?shù)為17.2%～18.5%)和錳鋁榴石(摩爾分?jǐn)?shù)為1.0%～1.7%)組成，石榴子石環(huán)帶不明顯。而退變質(zhì)程度較高的石榴輝石巖(DB-8c)中的石榴子石保存了較為明顯的擴(kuò)散環(huán)帶，其端元組成為鎂鋁榴石(摩爾分?jǐn)?shù)為44.4%～52.0%)、鐵鋁榴石(摩爾分?jǐn)?shù)為32.1%～37.0%)、鈣鋁榴石(摩爾分?jǐn)?shù)為16.0%～19.1%)和錳鋁榴石(摩爾分?jǐn)?shù)為0.7%～1.1%)，在礦物邊緣，可見輕微的XMg和XCa降低，XFe升高，這是退變質(zhì)階段擴(kuò)散作用的反映，因此可以用來估算石榴子石與周緣鐵鎂礦物發(fā)生Fe-Mg再交換反應(yīng)的溫度條件。

圖3 石榴輝石巖石榴子石成分環(huán)帶圖解(a)樣品DB-8a；(b)樣品DB-8cFig.3 Zoning profiles diagram of garnet in garnet pyroxenite

表1 石榴輝石巖中石榴子石的礦物化學(xué)成分(wt%)Table 1 Mineral chemical composition of garnet from garnet pyroxenite (wt%)

續(xù)表1Continued Table 1

輝石 單斜輝石大多為透輝石，常作為峰期礦物出現(xiàn)在基質(zhì)中，整體Mg#較高(0.77～0.98)(表2；圖4)。斜方輝石僅在退變質(zhì)程度較高的樣品(DB-8c)中出現(xiàn)，均為頑火輝石(體Mg#=0.75～0.80；表3；圖4)。

圖4 石榴輝石巖輝石Wo-En-Fs分類圖解(據(jù)Deer et al., 1997)Fig.4 Diagram of pyroxene in garnet pyroxenite (from Deer et al., 1997)

表3 石榴輝石巖中斜方輝石的礦物化學(xué)成分(wt%)Table 3 Mineral chemical composition of orthopyroxene from garnet pyroxenite (wt%)

角閃石 絕大多數(shù)為韭閃石(僅一例Ti含量較高的鈦閃石)，常產(chǎn)出于基質(zhì)和“白眼圈”中，退變質(zhì)程度較高的石榴輝石巖(DB-8c)中角閃石Mg含量也較高(表4;圖5)。

圖5 石榴輝石巖角閃石分類圖解(據(jù)Leake et al., 1997)Fig.5 Diagram of amphibolite in garnet pyroxenite (after Leake et al., 1997)

表4 石榴輝石巖中角閃石的礦物化學(xué)成分(wt%)Table 4 Mineral chemical composition of amphibole from garnet pyroxenite (wt%)

斜長(zhǎng)石 斜長(zhǎng)石礦物同角閃石產(chǎn)狀類似，產(chǎn)出在基質(zhì)和“白眼圈”中?！鞍籽廴Α敝械男遍L(zhǎng)石具有CaO含量較高、An值較大的特征(表5;圖6)。退變質(zhì)程度較高的樣品(DB-8c)中內(nèi)圈斜長(zhǎng)石的An值較高，外圈斜長(zhǎng)石的An值較小，指示兩期“白眼圈”為不同世代的變質(zhì)礦物組合。

圖6 石榴輝石巖斜長(zhǎng)石分類圖解(據(jù)Deer et al., 1997)Fig.6 Diagram of plagioclase in garnet pyroxenite (after Deer et al., 1997)

表5 石榴輝石巖中斜長(zhǎng)石的礦物化學(xué)成分(wt%)Table 5 Mineral chemical composition of plagioclase from garnet pyroxenite (wt%)

根據(jù)礦物間的反應(yīng)關(guān)系及共生組合，結(jié)合礦物化學(xué)分析結(jié)果，本文根據(jù)特征出溶結(jié)構(gòu)以及合適的地質(zhì)溫壓計(jì)，對(duì)樣品分別進(jìn)行了溫壓估算，可分為四個(gè)變質(zhì)階段(表6；圖7)。

圖7 饒拔寨石榴輝石巖P-T軌跡Al2SiO5礦物相變線據(jù)Holdaway and Mukhopadhyay, 1993; 變質(zhì)相據(jù)O’Brien and R?tzler, 2003; 變質(zhì)相系據(jù)Spear, 1993Fig.7 P-T paths of the Raobazhai garnet pyroxenitesAl2SiO5 mineral phase transformation curve according to Holdaway and Mukhopadhyay, 1993; metamorphic phase according to O’Brien and R?tzler, 2003; metamorphic phase series according to Spear, 1993

表6 饒拔寨石榴輝石巖P-T計(jì)算Table 6 P-T estimate of Raobazhai garnet pyroxenite

超高壓變質(zhì)階段(M1)，根據(jù)石榴子石、單斜輝石以及磷灰石的出溶結(jié)構(gòu)，推測(cè)饒拔寨石榴輝石巖經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)階段，推測(cè)P≥2.5GPa；高壓麻粒巖相變質(zhì)階段(M2)，石榴輝石巖記錄了高壓麻粒巖相變質(zhì)，礦物組合主要為石榴子石(變斑晶)、單斜輝石(基質(zhì))和斜長(zhǎng)石(基質(zhì))，選用不同的石榴子石和單斜輝石溫度計(jì)和壓力計(jì)對(duì)樣品進(jìn)行溫壓計(jì)算的結(jié)果為：T=648～700℃，P=1.47～1.94GPa；中壓麻粒巖相變質(zhì)階段(M3)，僅退變質(zhì)程度較高的石榴輝石巖(DB-8c)記錄了中壓麻粒巖相退變質(zhì)礦物組合，主要礦物發(fā)育在石榴子石邊部“白眼圈”的內(nèi)圈，以交生的斜方輝石+斜長(zhǎng)石為特征，采用石榴子石-斜方輝石溫度計(jì)和石榴子石-斜方輝石-斜長(zhǎng)石-石英壓力計(jì)進(jìn)行溫壓計(jì)算，結(jié)果為：T=781～796℃，P=0.92～0.98GPa；角閃巖相變質(zhì)階段(M4)，石榴輝石巖記錄了角閃巖相的退變質(zhì)礦物組合，以石榴子石邊部外圈“白眼圈”中的“角閃石+斜長(zhǎng)石”為特征，采用角閃石單礦物溫壓計(jì)(Geryaetal., 1997)得到此階段的溫壓分別為：T=663～685℃，P=0.50～0.58GPa。

4 鋯石U-Pb年代學(xué)

饒拔寨石榴輝石巖樣品中的鋯石具有相似的特征，多為渾圓狀或柱狀，直徑為40～200μm(圖8)，陰極發(fā)光圖像顯示主體為分帶狀、云霧狀，極少數(shù)顆粒核部可見巖漿鋯石環(huán)帶。樣品U、Th含量和Th/U比值變化范圍較大(表7)，其中， 退變質(zhì)程度較低的樣品 (DB-8a) 中鋯石U含量為32×10-6～282×10-6，Th含量為1×10-6～188×10-6，Th/U比值為0.01～0.93，棄用明顯存在Pb過高的三個(gè)點(diǎn)(DB-8a@18、DB-8a@22、DB-8a@26)，其余測(cè)試點(diǎn)的U-Pb反諧和圖得到兩組下交點(diǎn)年齡(圖9a)，分別為202.1±2.7Ma(n=11，MSWD=1.4)和227.6±8.3Ma(n=6，MSWD=2.6)。退變質(zhì)程度較高的樣品(DB-8c)中鋯石U含量為24×10-6～1258×10-6，Th含量為0×10-6～925×10-6，Th/U比值為0.01～0.74，得到兩組交點(diǎn)年齡(圖9b)，其中上交點(diǎn)年齡為817.7±11.9Ma，可能代表了原巖年齡，下交點(diǎn)年齡為208.1±4.7Ma(n=15，MSWD=0.63)。

表7 饒拔寨石榴輝石巖SIMS鋯石U-Pb年齡分析Table 7 SIMS zircon U-Pb analyses of the Raobazhai garnet pyroxenite

圖8 石榴輝石巖鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像Fig.8 Cathodoluminescence (CL) images of zircon from garnet pyroxenite

退變質(zhì)程度較高的樣品(DB-8c)中變質(zhì)鋯石均落在諧和線上(圖9b)，得到一組精確的交點(diǎn)年齡，下交點(diǎn)代表退變質(zhì)過程中，鋯石年齡被完全重置或?yàn)樾律冑|(zhì)鋯石，此時(shí)鋯石氧同位素已不能代表其初始氧同位素特征。饒拔寨石榴輝石巖的鋯石氧同位素整體呈現(xiàn)高于地幔的δ18O值的特征(表8；圖10)。通過與年齡數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，退變質(zhì)程度較低樣品(DB-8a)中，記錄227.6±8.3Ma的鋯石氧同位素普遍較高(δ18O=8.3‰～9.4‰)，而記錄202.1±2.7Ma的鋯石氧同位素較低(δ18O=6.6‰～7.4‰)，但與退變質(zhì)程度較高的樣品(DB-8c)中多數(shù)鋯石δ18O范圍一致(6.2‰～7.0‰)。因此，饒拔寨石榴輝石巖中鋯石記錄的U-Pb年齡(202.1±2.7Ma和208.1±4.7Ma)代表的是同一期變質(zhì)事件， 此時(shí)石榴輝石巖已達(dá)地殼深度。

圖9 饒拔寨石榴輝石巖中的鋯石U-Pb諧和圖和加權(quán)平均年齡圖(a、c、d: DB-8a; b: DB-8c)Fig.9 The U-Pb concordia and the weighted mean diagrams of zircons from the Raobazhai garnet pyroxenite

圖10 饒拔寨石榴輝石巖鋯石氧同位素(δ18O)直方圖Fig.10 Oxygen isotope (δ18O) histogram of zircons from the Raobazhai garnet pyroxenite

表8 饒拔寨石榴輝石巖SIMS鋯石O同位素分析Table 8 SIMS zircon O isotopic analyses of the Raobazhai garnet pyroxenite

饒拔寨石榴輝石巖里鋯石中的包裹體多呈渾圓狀，電子探針測(cè)試結(jié)果顯示，退變質(zhì)程度較高的樣品(DB-8c)中鋯石里的包裹體為“角閃石+斜長(zhǎng)石”(圖11)，為角閃巖相特征的變質(zhì)礦物，表明其記錄的是角閃巖相的退變質(zhì)年齡(208.1±4.7Ma)。產(chǎn)于退變質(zhì)程度較低的樣品(DB-8a)中、具有類似氧同位素特征的鋯石也在誤差范圍內(nèi)記錄了角閃巖相的退變質(zhì)年齡(202.1±2.7Ma)，而227.6±8.3Ma則可能代表了高壓麻粒巖相的變質(zhì)年齡。通過不同饒拔寨石榴輝石巖樣品中的鋯石與年齡比對(duì)，發(fā)現(xiàn)鋯石的氧同位素在變質(zhì)過程中發(fā)生了變化。前人研究普遍認(rèn)為蘇魯-大別造山帶變質(zhì)巖低的δ18O值代表了新元古代原巖形成時(shí)的氧同位素組成(Yuietal., 1995; Rumble and Yui, 1998; Tangetal., 2008; Zhengetal., 2008b)，但從本文研究結(jié)果來看，超高壓變質(zhì)巖的氧同位素組成可能已經(jīng)受到后期變質(zhì)作用的影響，從而并不能代表其原始氧同位素組成。

圖11 饒拔寨石榴輝石巖(DB-8c)鋯石包裹體BSE圖像Fig.11 BSE images of zircon inclusions in garnet pyroxenite (DB-8c) from Raobazhai

5 討論

5.1 峰期變質(zhì)壓力

石榴子石的出溶在蘇魯-大別地區(qū)廣泛發(fā)育，如青島仰口地區(qū)榴輝巖中出溶單斜輝石±金紅石±磷灰石±鈦鐵礦的石榴子石，被認(rèn)為其峰期變質(zhì)壓力>7GPa(Yeetal., 2000)。出溶石英的單斜輝石被認(rèn)為是早期的富Si單斜輝石在P≥2.5GPa和T=927℃條件下形成的，折返過程中壓力降低才導(dǎo)致二氧化硅的針狀出溶(Mao, 1971)；陳晶等(2006)在對(duì)江蘇青龍山磷灰石中的出溶結(jié)構(gòu)研究時(shí)，對(duì)比人工合成CuS2，認(rèn)為其可能經(jīng)歷了4.5～5.0GPa的超高壓變質(zhì)作用。饒拔寨地區(qū)的各類礦物出溶現(xiàn)象十分發(fā)育，前人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的主要包括以石榴子石和單斜輝石為寄主礦物的出溶現(xiàn)象，如孫賀(2018)對(duì)榴輝巖的研究發(fā)現(xiàn)石榴子石中出溶針狀金紅石±磷灰石，而石榴子石包裹的綠輝石也有粗大的長(zhǎng)柱狀金紅石+石英+磷灰石，基質(zhì)單斜輝石核部出溶短柱狀的石英，認(rèn)為巖石峰期溫壓條件為T≈750℃，P≈3.5GPa。Tsaietal.(2000)在單斜輝石中發(fā)現(xiàn)石英出溶體，認(rèn)為其峰期壓力應(yīng)該>2.5GPa；劉祥文(2006)發(fā)現(xiàn)饒拔寨榴輝巖基質(zhì)綠輝石核部常發(fā)育鎂鐵閃石和富Ca單斜鈉長(zhǎng)石出溶體，而石榴子石的綠輝石包體中常發(fā)育金紅石和富Ca單斜鈉長(zhǎng)石出溶體，認(rèn)為綠輝石中的富Ca單斜鈉長(zhǎng)石出溶體不僅是高溫變質(zhì)條件的標(biāo)志，而且可能和鈉鈣質(zhì)單斜輝石中的石英出溶體一樣也是超高壓變質(zhì)的標(biāo)志之一。綠輝石中大量細(xì)小的鎂鐵閃石出溶片晶,表明在出溶發(fā)生之前綠輝石曾經(jīng)含有大量的水(～3000×10-6)，從而認(rèn)為榴輝巖可能經(jīng)歷了>8.0GPa的變質(zhì)作用(劉祥文, 2006)。最近，王曉霞(2020)在饒拔寨橄欖巖中發(fā)現(xiàn)了微粒金剛石的存在，證明饒拔寨巖體經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)過程。本文針對(duì)饒拔寨石榴輝石巖進(jìn)行的詳細(xì)觀察，同樣發(fā)現(xiàn)極其發(fā)育的出溶現(xiàn)象，如石榴子石中出溶金紅石(圖2c, d)，單斜輝石出溶石英(圖2e)以及磷灰石中出溶的不透明礦物(圖2g, h)(可能為Fe、Cu的硫化物)。綜合前人的研究結(jié)果，饒拔寨石榴輝石巖的一系列出溶現(xiàn)象也暗示其可能經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)階段(≥2.5GPa)。

5.2 變質(zhì)P-T-t軌跡

詳細(xì)的巖相學(xué)觀察和礦物化學(xué)研究表明，饒拔寨石榴輝石巖記錄了四個(gè)變質(zhì)階段：1)超高壓變質(zhì)階段(≥2.5GPa)，2)高壓麻粒巖相變質(zhì)階段(T=648～700℃，P=1.47～1.94GPa)，3)中壓麻粒巖相變質(zhì)階段(T=781～796℃，P=0.92～0.98GPa)，4)角閃巖相變質(zhì)階段(T=663～685℃，P=0.50～0.58GPa)。

對(duì)饒拔寨P-T-t軌跡中年代學(xué)(t)的約束，多來自區(qū)域內(nèi)針對(duì)不同樣品而采用的不同定年手段(孟憲剛等, 2001; 孫賀等, 2018; Tsaietal., 2000; Xiaoetal., 2001)。如李曙光等(1989)針對(duì)饒拔寨榴輝巖進(jìn)行研究，獲得非常精確的Sm-Nd礦物內(nèi)部等時(shí)年齡為243.9±5.6Ma，并解釋為該巖體的就位年齡；Xiaoetal.(2001)將244Ma左右的Sm-Nd等時(shí)線年齡解釋為榴輝巖峰期變質(zhì)年齡。近年來對(duì)不同巖性中的鋯石年代學(xué)工作，也取得到了一系列進(jìn)展，如劉貽燦等(2009)通過對(duì)羅田榴輝巖進(jìn)行鋯石定年，認(rèn)為超高壓變質(zhì)的年齡為226±1Ma，這與古曉鋒等(2013)獲得的羅田榴輝巖超高壓變質(zhì)年齡一致；Liu and Liou (2011)對(duì)北大別榴輝巖、大理巖和片麻巖等巖石中的鋯石定年研究，認(rèn)為235～225Ma代表了峰期變質(zhì)年齡，246～244Ma的年齡代表了進(jìn)變質(zhì)過程；Dengetal.(2021)通過對(duì)羅田混合巖中鋯石研究認(rèn)為，峰期變質(zhì)年齡應(yīng)該在226～219Ma之間，而247～230Ma則代表了進(jìn)變質(zhì)的時(shí)間。綜上所述，北大別超高壓變質(zhì)巖的進(jìn)變質(zhì)時(shí)間為240～230Ma，而超高壓峰期年齡為230Ma左右。

北大別榴輝巖相的變質(zhì)時(shí)間大多認(rèn)為是213Ma左右(劉貽燦等, 2009; 古曉鋒等, 2013)。但也有學(xué)者(劉貽燦等, 2000)通過對(duì)饒拔寨榴輝巖的鋯石進(jìn)行定年，認(rèn)為榴輝巖高壓/超高壓變質(zhì)的年齡為230M±6Ma。這與我們得到的227.6±8.3Ma的年齡十分相近，可能暗示了本研究中227.6±8.3Ma的年齡代表了超高壓/高壓榴輝巖相轉(zhuǎn)變到高壓麻粒巖相的年齡，即高壓麻粒巖相變質(zhì)時(shí)代的下限。

對(duì)于北大別麻粒巖相變質(zhì)的年齡，不同學(xué)者提出了不同的觀點(diǎn)。劉貽燦(2009)和古曉鋒等(2013)分別對(duì)羅田榴輝巖的鋯石進(jìn)行定年，認(rèn)為麻粒巖相的變質(zhì)年齡為207～199Ma；劉貽燦等(2006)對(duì)塔兒河和羅田附近的條帶狀英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖的鋯石定年結(jié)果也認(rèn)為麻粒巖相變質(zhì)年齡為199±10Ma。而Dengetal.(2021)對(duì)羅田混合巖的鋯石研究認(rèn)為，麻粒巖相的變質(zhì)年齡為217～212Ma，綜上所述，該區(qū)麻粒巖相的變質(zhì)時(shí)間可能為217～199Ma。

角閃巖相的變質(zhì)年齡也不盡相同，跨度也最大。其中，謝智等(2004)對(duì)舒城紅廟鄉(xiāng)百丈巖的片麻巖鋯石研究，認(rèn)為角閃巖相的變質(zhì)年齡為212±11Ma，這與羅田混合巖鋯石結(jié)果(214～198Ma)，以及北大別大理巖、片麻巖等鋯石定年結(jié)果(215～208Ma)相近(Dengetal., 2021)。而劉貽燦等(2000)通過對(duì)鹿吐石鋪石榴子石斜長(zhǎng)角閃巖的角閃石+全巖Rb-Sr定年，認(rèn)為角閃巖相的結(jié)束時(shí)間是172±3Ma。古曉鋒等(2013)通過對(duì)羅田榴輝巖的鋯石定年，認(rèn)為北大別地區(qū)存在兩期角閃巖相變質(zhì)作用(198±6Ma和174±1Ma)。本文通過對(duì)饒拔寨石榴輝石巖中鋯石的年代學(xué)和包裹體的研究，結(jié)果表明角閃巖相變質(zhì)時(shí)代的下限為208.1～202.1Ma，而角閃巖相變質(zhì)作用的上限為～170Ma。

綜合前文研究結(jié)果，北大別饒拔寨鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖石記錄了一條順時(shí)針型變質(zhì)P-T-t軌跡(圖12)，其在～230Ma經(jīng)歷超高壓峰期變質(zhì)作用，其后經(jīng)歷降壓升溫過程發(fā)生高壓麻粒巖相變質(zhì)作用(～227Ma)和中壓麻粒巖相退變質(zhì)作用，隨后降溫降壓并經(jīng)歷角閃巖相退變質(zhì)作用(208～202Ma)，直至折返至淺地表。

圖12 饒拔寨鎂鐵-超鎂鐵巖P-T-t軌跡Al2SiO5礦物相變線據(jù) Holdaway and Mukhopadhyay, 1993; 變質(zhì)相據(jù)O’Brien and R?tzler, 2003; 變質(zhì)相系據(jù)Spear, 1993Fig.12 P-T-t path of Raobazhai mafic-ultramafic rock Al2SiO5 mineral phase transformation curve according to Holdaway and Mukhopadhyay, 1993; metamorphic phase according to O’Brien and R?tzler, 2003; metamorphic phase series according to Spear, 1993

5.3 構(gòu)造意義

造山帶高壓-超高壓變質(zhì)巖記錄的P-T-t軌跡與巖石所經(jīng)歷的構(gòu)造過程密切相關(guān)，在大別山超高壓變質(zhì)帶的研究中，有學(xué)者將變質(zhì)壓力峰期(即超高壓變質(zhì))與碰撞時(shí)限聯(lián)系起來(Amesetal., 1993)，這可能需要慎重。從大洋板片俯沖到大陸板片發(fā)生碰撞是一個(gè)連續(xù)的過程，碰撞事件本身不會(huì)留下任何直接的年齡記錄，也就是說任何同位素年齡都不能代表碰撞事件發(fā)生的時(shí)間(李繼亮等, 1999; 侯泉林, 2018)。不同巖石可能在造山過程的不同時(shí)間點(diǎn)以多種方式發(fā)生折返(Warrenetal., 2008; Li, 2014)，因此不能用某一巖石的峰期壓力條件(P)對(duì)應(yīng)的時(shí)代(t)來代表造山帶的碰撞時(shí)限，而僅代表了這一巖石“獨(dú)立”的演化歷史。Miyashiro (1994)提出三類變質(zhì)相系，即高P/T(高壓)型、中P/T(中壓)型和低P/T(低壓)型。不同的變質(zhì)相系分別代表了不同的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，如高P/T(高壓)型一般位于俯沖帶的構(gòu)造環(huán)境中，典型地區(qū)如美國(guó)加利福尼亞州的海岸山脈；中P/T(中壓)型常產(chǎn)于碰撞造山帶，典型如蘇格蘭高地巴洛型變質(zhì)帶；而低P/T(低壓)型以日本阿武隈型為代表。超高壓巖石由于其極高的P/T比值，當(dāng)屬高壓型，只能在冷的洋殼俯沖過程中形成。而碰撞過程中，已沒有冷的板片俯沖，不會(huì)形成高P/T比值。因此，超高壓變質(zhì)只能發(fā)生于冷的板片俯沖階段，而不可能發(fā)生于碰撞階段(圖13)。

圖13 碰撞造山帶巖石形成的典型壓力-溫度路徑(據(jù)Frisch et al., 2011改)洋殼和一些大陸碎片物質(zhì)可發(fā)生深俯沖，經(jīng)歷俯沖變質(zhì)作用(高壓變質(zhì)作用)；在折返過程中，將會(huì)疊加角閃巖相或綠片巖相變質(zhì)(實(shí)線軌跡). 大陸地殼在碰撞過程中經(jīng)歷區(qū)域變質(zhì)作用(巴洛式變質(zhì))，折返過程中會(huì)進(jìn)入阿武隈式變質(zhì)作用范圍(虛線軌跡). 注意：折返過程中巖石的溫度比下降期間同一深度下巖石的溫度要高，因?yàn)榧訜岷屠鋮s都是緩慢的過程(相對(duì)壓力來說)Fig.13 Typical pressure-temperature loops from rocks in a collisional orogeny (modified after Frisch et al., 2011)Oceanic crust or continent splinters can be deeply subducted and experience subduction metamorphism; during their ascent they will be overprinted in amphibolite or greenschist facies (solid line paths). Other parts of continental crust experience pressure-emphasized regional metamorphism (Barrow-type) or even anatexis (partial melting) during burial and reach fields of the Abukuma-type regional metamorphism during ascent (dotted line paths). During their ascent the rocks are much hotter than during descent at the same depth, because both heating and cooling are slow processes

對(duì)于超高壓巖石的折返過程，不同學(xué)者提出了不同看法，至今已有多種折返模式(Warrenetal., 2008; Guoetal., 2017; Li, 2014)。大別山超高壓變質(zhì)巖大多記錄了順時(shí)針的P-T軌跡，但不同點(diǎn)在于，有的樣品在退變質(zhì)過程中記錄了升溫過程，有的則并未記錄此過程。這一方面歸因于變質(zhì)巖本身物理化學(xué)性質(zhì)的不同(王玲, 2020)，另一方面可能反映了同一俯沖帶中不同巖石所經(jīng)歷的折返路徑不同(Li, 2014)。前文研究也已表明饒拔寨石榴輝石巖經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)階段，隨后又經(jīng)歷了降壓升溫到高壓麻粒巖相、中壓麻粒巖相，最后降溫降壓到角閃巖相。同時(shí)，已有研究顯示北大別并不存在三疊紀(jì)的幔源巖漿事件，因此可以排除來自幔源巖漿的加熱作用。研究表明，俯沖帶內(nèi)部和外部溫度隨深度的變化存在明顯的差異，表現(xiàn)在俯沖帶內(nèi)部溫度較低，外部溫度較高且等溫線沿著俯沖帶向下劇烈下降(Frischetal., 2011)，而巖石作為一種熱的不良導(dǎo)體，往往需要很長(zhǎng)時(shí)間(數(shù)百萬(wàn)年)才能調(diào)整到相應(yīng)深度的正常溫度。饒拔寨石榴輝石巖從高壓麻粒巖相(227.6±8.3Ma)折返過程中逐漸遠(yuǎn)離冷的俯沖板片，在壓力隨之降低的同時(shí)溫度會(huì)有所回升，表現(xiàn)為降壓升溫。

冷的俯沖帶可以將增生楔中的來自于上下盤的任何物質(zhì)帶入地殼甚至地幔深處從而發(fā)生高壓-超高壓變質(zhì)，然后以不同方式折返就位，巖石的折返可以發(fā)生在碰撞之前，也可以發(fā)生在碰撞作用過程中，甚至碰撞作用之后。目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為，華北板塊和揚(yáng)子板塊的碰撞時(shí)間大約為240～225Ma(Wu and Zheng, 2013; 程昊和曹達(dá)迪, 2013)。結(jié)合本文及前人研究，推測(cè)饒拔寨鎂鐵-超鎂鐵巖在俯沖帶經(jīng)歷超高壓變質(zhì)(≥2.5GPa)作用(～230Ma)，隨后在大別山碰撞造山作用過程中開始折返，大約227Ma進(jìn)入高壓麻粒巖相(中壓相系)，經(jīng)歷了折返初期的緩慢抬升階段(降壓升溫過程)，到達(dá)中壓麻粒巖相之后，由于浮力為主要抬升作用力而發(fā)生快速抬升折返(降溫降壓過程，208～202Ma)，且經(jīng)歷角閃巖相變質(zhì)作用，最后隨白堊紀(jì)區(qū)域伸展拆離作用最終就位。

6 結(jié)論

本文通過對(duì)北大別饒拔寨石榴輝石巖進(jìn)行巖相學(xué)觀察、礦物化學(xué)研究和溫壓計(jì)算，結(jié)合鋯石SIMS U-Pb定年結(jié)果，獲得該區(qū)中生代變質(zhì)演化的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

(1)饒拔寨石榴輝石巖保存了四個(gè)階段的變質(zhì)礦物組合，發(fā)育有特征的“白眼圈”反應(yīng)結(jié)構(gòu)，比較完整地記錄了退變質(zhì)階段的過程。計(jì)算獲得石榴輝石巖中四個(gè)變質(zhì)階段的P-T條件分別為：1)超高壓變質(zhì)階段(M1)：P≥2.5GPa；2)高壓麻粒巖相階段(M2)：P=1.47～1.94GPa，T=648～700℃；3)中壓麻粒巖相階段(M3)：P=0.92～0.98GPa，T=781～796℃；4)角閃巖相階段(M4)：P=0.50～0.58GPa，T=663～685℃。

(2)鋯石SIMS U-Pb定年及包裹體研究結(jié)果指示，饒拔寨石榴輝石巖的新元古代年齡(817.7±11.9Ma)可能代表原巖年齡，227.6±8.3Ma代表了高壓麻粒巖相變質(zhì)時(shí)代的下限，208.1～202.1Ma為角閃巖相變質(zhì)時(shí)代的下限。鋯石的氧同位素在退變質(zhì)過程中會(huì)受到影響而不能代表其初始氧同位素組成。

(3)饒拔寨石榴輝石巖記錄了順時(shí)針P-T-t軌跡，揭示了板片俯沖(超高壓變質(zhì))-碰撞-折返(降壓升溫過程，～227Ma)-抬升(降壓降溫過程，208～202Ma)的完整過程。

致謝感謝合肥工業(yè)大學(xué)石永紅教授、中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所電子探針實(shí)驗(yàn)室毛騫博士以及離子探針實(shí)驗(yàn)室劉宇博士、凌瀟瀟博士等在實(shí)驗(yàn)與測(cè)試過程中給予的指導(dǎo)和幫助。衷心感謝侯泉林教授在成文過程中的精心指導(dǎo)和無(wú)私幫助；感謝中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所王浩博士，以及中國(guó)科學(xué)院大學(xué)張謙、劉嘉慧、李真對(duì)本文提出的建設(shè)性建議。兩位審稿人詳細(xì)審閱了本文并提出寶貴的修改意見，在此謹(jǐn)致謝意。

在李繼亮先生逝世一周年之際，謹(jǐn)以此文緬懷和紀(jì)念先生！