構(gòu)造巖碳物質(zhì)拉曼光譜溫度計(jì)與石英組構(gòu)對(duì)造山帶熱演化的約束：北喜馬拉雅然巴片麻巖穹隆研究實(shí)例*

2022-05-13 12:59:08陳思雨張波張進(jìn)江王洋張磊李曉蓉黃保有閆巖

巖石學(xué)報(bào) 2022年4期

陳思雨張波張進(jìn)江王洋張磊李曉蓉黃保有閆巖

1. 造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871 2. 中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，廣東省地球動(dòng)力作用與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510275 3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

喜馬拉雅造山帶各巖石-構(gòu)造單元的構(gòu)造和熱結(jié)構(gòu)記錄了中、下地殼物質(zhì)垂向和側(cè)向運(yùn)動(dòng)的重要信息(Selverstone，1988；Allemand and Lardeaux，1997；Jolivetetal.，1999； Ring，1999；Brownetal.，2002；Bergeretal.，2011；Cottleetal.，2011)，是研究造山帶物質(zhì)組成、變質(zhì)-變形疊加改造、熱演化過(guò)程以及動(dòng)力學(xué)機(jī)制的重要內(nèi)容(魏春景等，2001；Wuetal.，2002；Beyssacetal.，2004；Kellett and Grujic，2012；Brovarone and Agard，2013；Mollietal.，2018)。因此開展造山帶內(nèi)部構(gòu)造和熱結(jié)構(gòu)的定量標(biāo)定是揭示地球動(dòng)力學(xué)與圈層熱力學(xué)過(guò)程的前提和研究熱點(diǎn)(魏春景等，2001；Wuetal.，2002；Rosenbergetal.，2005；Beyssacetal.，2007；Simoesetal.，2007；吳春明等，2007；Weietal.，2009；Wiederkehretal.，2011；Scharfetal.，2013)。

印度板塊與歐亞板塊碰撞形成了全球規(guī)模最大的高原――青藏高原(Burgetal.，1984；Yin and Harrison，2000)，喜馬拉雅造山帶位于青藏高原南部，是新生代以來(lái)最年輕、構(gòu)造活動(dòng)與氣候作用最強(qiáng)烈的造山帶(Yin，2006)。該造山帶從南向北依次劃分為5個(gè)構(gòu)造單元，分別為次喜馬拉雅巖系、小喜馬拉雅巖系、高喜馬拉雅巖系、特提斯喜馬拉雅巖系以及岡底斯島弧帶，它們的邊界分別為主前鋒逆沖斷層、主邊界逆沖斷層、主中央逆沖斷層、藏南拆離系以及雅魯藏布縫合帶(圖1a-c)(Becketal.，1995；Searleetal.，1999；Zhangetal.，2002；Barleyetal.，2003；Dingetal.，2005)。針對(duì)喜馬拉雅造山帶各巖石-構(gòu)造單元的巖石、構(gòu)造、年代學(xué)以及動(dòng)力學(xué)分析揭示它們調(diào)節(jié)并控制了新生代碰撞造山導(dǎo)致的地殼縮短增厚、伸展減薄與變形，記錄了造山帶熱體制和應(yīng)力體系分布(Tapponnier and Molnar，1977; Armijoetal.，1989；Tapponnieretal.，1990；Ratschbacheretal.，1994，2011；Tayloretal.，2003；Yin，2006；Zhangetal.，2012a，b)。特提斯喜馬拉雅帶內(nèi)近東-西向斷續(xù)分布一系列穹隆構(gòu)造，被稱為北喜馬拉雅片麻巖穹隆帶或拉軌岡日穹隆帶(圖1a-c)，穹隆核部由片麻巖、混合巖或淡色花崗巖組成，幔部為淺變質(zhì)巖石(Burg，1987；Leeetal.，2000；Teyssier and Whitney，2002；Kappetal.，2003；Yin，2004；Zhangetal.，2012b；Chenetal.，2022)。

圖1 喜馬拉雅造山帶區(qū)域地質(zhì)圖及地質(zhì)剖面圖(據(jù)Lee et al.，2000；Yin, 2004；Zhang and Guo，2007；張進(jìn)江等，2007；Zhang et al., 2012b修改)(a、b)北喜馬拉雅片麻巖穹隆帶區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖，圖示藏南地區(qū)主要片麻巖穹隆、南北向裂谷及淡色花崗巖的空間展布及構(gòu)造關(guān)系；(c)喜馬拉雅造山帶南北向地質(zhì)剖面簡(jiǎn)圖，圖示主要構(gòu)造單元及邊界構(gòu)造時(shí)空分布特征(剖面位置見圖1b). GCT-大反沖斷層；GKT-吉隆-康馬逆沖斷層；YGR-亞?wèn)|-谷露裂谷；STDS-藏南拆離系；MCT-主中央逆沖斷裂；MBT-主邊界逆沖斷裂；MFT-主前鋒逆沖斷裂Fig.1 Geological sketch maps and N-S cross-section of Himalayan orogen (modified after Lee et al.，2000；Yin, 2004；Zhang and Guo，2007；Zhang et al.，2007, 2012b)(a, b)geological sketch maps of the North Himalayan Gneiss Domes, showing the structural relationship and locations of the main gneiss domes, N-S rifts and plutons;(c)simplified N-S cross-section of Himalayan orogen showing the spatial and temporal characteristics of main tectonic unit and boundary structures (location shown in Fig1.b). GCT-Great counter thrust; GKT-Gyirong-Kangmar thrust; YGR-Yadong-Gulu rift; STDS- Southern Tibet Detachment System; MCT- Main central thrust; MBT- Main boundary thrust; MFT-Main frontal thrust

北喜馬拉雅穹隆帶被解釋為增厚的中、下地殼剝露至地表的產(chǎn)物(Eskola，1948；Brun，1980；Burg，1987；Kappetal.，2000，2003；Teyssier and Whitney，2002；Whitneyetal.，2004)。該帶是喜馬拉雅造山過(guò)程變質(zhì)-變形改造疊加以及深熔作用的重要載體，是研究大陸碰撞、造山旋回、造山帶深部殼幔流變及熱動(dòng)力過(guò)程的重要窗口(Jolivetetal.，1999；Leeetal.，2000；Teyssier and Whitney，2002；張宏飛等，2005；吳福元等，2015)。目前關(guān)于北喜馬拉雅片麻巖穹隆的研究主要集中在巖石學(xué)、地球化學(xué)、高級(jí)變質(zhì)巖的變質(zhì)條件及其演化、巖漿過(guò)程及熱年代學(xué)等(Leeetal.，2000；Guoetal.，2008；Quigleyetal.，2008；Zengetal.，2009；Gaoetal.，2012；Zhangetal.，2012b；Wangetal.，2018)，而有關(guān)北喜馬拉雅片麻巖穹隆區(qū)域熱結(jié)構(gòu)及變質(zhì)與變形作用疊加改造序列研究較少，導(dǎo)致對(duì)于穹隆帶的變質(zhì)與變形、穹隆啟動(dòng)時(shí)間和熱演化條件與過(guò)程認(rèn)識(shí)仍存在較大爭(zhēng)議(Leeetal.，2000；Quigleyetal.，2008；Wangetal.，2018；Linetal.，2020)。一部分學(xué)者認(rèn)為北喜馬拉雅片麻巖穹隆核部經(jīng)歷了巴羅氏中壓區(qū)域變質(zhì)作用(Leeetal.，2000，2004；Quigleyetal.，2008；Dingetal.，2016a，b；Wangetal.，2018)；而Aoyaetal.(2006)和Kawakamietal.(2007)則提出穹隆核部的變質(zhì)巖經(jīng)歷了接觸變質(zhì)作用；亦有學(xué)者認(rèn)為穹隆核部經(jīng)歷了麻粒巖相變質(zhì)且伴隨部分熔融作用(Zengetal.，2009；Gaoetal.，2012)。關(guān)于北喜馬拉雅片麻巖穹隆構(gòu)造演化和剝露機(jī)制也存在爭(zhēng)議，一部分學(xué)者認(rèn)為北喜馬拉雅片麻巖穹隆為南-北向伸展變形的產(chǎn)物(Chenetal.，1990；Leeetal.，2000，2004；張進(jìn)江等，2007，2011；Quigleyetal.，2008；Chenetal.，2022)；另一部分學(xué)者則強(qiáng)調(diào)北喜馬拉雅片麻巖穹隆的主期伸展變形為東-西向(Murphyetal.，2002；Dewaneetal.，2006；Thiedeetal.，2006；Murphy，2007；Guoetal.，2008；Leeetal.，2011；Mitsuishietal.，2012；Ledereretal.，2013；McCallisteretal.，2014)；也有學(xué)者提出北喜馬拉雅片麻巖穹隆疊瓦狀逆沖雙重構(gòu)造(構(gòu)造楔)成因模型(Ramsay，1967；Burgetal.，1984；Burgetal.，2004；Yin，2004；Leeetal.，2006；Yin，2006；Webbetal.，2007)、巖石粘性和密度差異導(dǎo)致的花崗巖體大規(guī)模底辟上涌成因模型(Grout，1945；Berneretal.，1972；Brunetal.，1981；Teyssier and Whitney，2002；Whitneyetal.，2004；Xuetal.，2015；Chenetal.，2022)、變質(zhì)核雜巖成因模型(Davis and Coney，1979；Wernicke，1981；Davisetal.，1983；Leeetal.，2004)、及多期變形疊加的混合成因模型(Ramberg，1980；Leeetal.，2000；Brownetal.，2002；Whitneyetal.，2004；Charlesetal.，2009)。

厘定北喜馬拉雅片麻巖穹隆的構(gòu)造與熱結(jié)構(gòu)，重建穹隆變質(zhì)與變形作用序列是解決上述爭(zhēng)議的關(guān)鍵。本次研究選取了北喜馬拉雅片麻巖穹隆帶內(nèi)的然巴穹隆開展宏-微觀構(gòu)造解析、組構(gòu)學(xué)分析、以及各類變質(zhì)巖碳物質(zhì)拉曼光譜(RSCM)變質(zhì)溫度計(jì)算，獲得了然巴片麻巖穹隆各構(gòu)造單元的變質(zhì)與變形溫度，以期約束喜馬拉雅造山帶熱演化過(guò)程及其折返機(jī)制。

圖2 然巴片麻巖穹隆構(gòu)造地質(zhì)簡(jiǎn)圖及構(gòu)造剖面(構(gòu)造位置見圖1b)(a)然巴片麻巖穹隆構(gòu)造、幾何學(xué)特征及本次研究野外構(gòu)造觀測(cè)及采樣點(diǎn)位置；(b)然巴片麻巖穹隆核部南北向區(qū)域地質(zhì)剖面(剖面位置見圖2a)；(c)穹隆核部及東側(cè)亞?wèn)|-谷露裂谷東西向區(qū)域地質(zhì)剖面(剖面位置見圖2a)以及本次研究的野外構(gòu)造觀測(cè)及采樣點(diǎn)位置(據(jù)Guo et al., 2008). 羅馬數(shù)字及線段代表構(gòu)造剖面位置及方向Fig.2 Geological map of Ramba gneiss dome and associated cross-sections(location shown in Fig.1b)(a)structure and geometry of the Ramba gneiss dome, showing investigation and sampling sites of this study；(b)N-S cross-section across the Ramba gneiss dome core(location see Fig.2a);(c)E-W cross-section across the Ramba gneiss dome core and Yadong-Gulu Rift, together with investigation and sampling sites of this study(location see Fig.2a，after Guo et al.，2008). Roman numerals indicate the locations and directions of cross-sections

圖3 然巴片麻巖穹隆上構(gòu)造層構(gòu)造巖宏-微觀構(gòu)造特征(a、b)板巖、千枚巖S0層理、S1、S2面理及大規(guī)模F1褶皺；(c)石英粒序?qū)又甘镜腟0層理以及擠壓褶皺過(guò)程中石英、云母定向排列構(gòu)成的S1面理；(d)片巖微觀構(gòu)造特征，石英顆粒普遍發(fā)育膨凸重結(jié)晶與波狀消光，石英、云母定向排列構(gòu)成的S1面理與S2面理相互平行. 樣品位置見圖2a-cFig.3 Macroscopic structures and microstructure features of the upper unit of the Ramba gneiss dome(a，b)S0 foliation of slate and phyllite, S1,S2 foliation and large-scale F1 fold；(c)S0 bedding indicated by the quartz grain size variation and S1 foliation, defined by the alignment of quartz and mica, that formed during contraction and folding；(d)microstructure features of schist. Bulging recrystallization and undulating extinction in quartz, S1 foliation defined by oriented quartz and mica is parallel to the S2 foliation. Sampling sites are shown in Fig.2a-c

1 地質(zhì)背景

北喜馬拉雅片麻巖穹隆帶位于特提斯喜馬拉雅帶內(nèi)，向西延伸至帕米爾高原(圖1a；Yin，2004)，其北部與南部邊界分別為雅魯-藏布江縫合帶與藏南拆離系(圖1b，c)。穹隆帶內(nèi)由一系列近東-西向展布的片麻巖穹隆組成(圖1a-c)(Burg and Chen，1984；Burgetal.，1984；Burchfieletal.，1992；Hodgesetal.，1992；Hodges，2000)，片麻巖穹隆核部被認(rèn)為是高喜馬拉雅結(jié)晶巖系在特提斯喜馬拉雅的出露(Nelsonetal.，1996；Yin，2006；Kawakamietal.，2007；Lee and Whitehouse, 2007；張進(jìn)江等，2011；Chenetal.，2022)，穹隆邊部主體為寒武紀(jì)-始新世的海相沉積物，即特提斯喜馬拉雅沉積巖系(Gansser，1964；Le Fort，1975)，屬構(gòu)造混雜帶(Burg and Chen，1984; Yinetal.，1999)。特提斯喜馬拉雅經(jīng)歷了自白堊紀(jì)至第四紀(jì)以來(lái)褶皺和逆沖斷裂的強(qiáng)烈改造(Le Fort，1975；Searle，1983；Burg and Chen，1984；Ratschbacheretal.，1994；Quidelleuretal.，1997；Yinetal.，1999)，以及不同規(guī)模和極性的伸展構(gòu)造疊加(Molnar and Tapponnier，1975；Armijoetal.，1986；Mercieretal.，1987；Ratschbacheretal.，1994)，其間發(fā)育有大量淡色花崗巖脈體(圖1b、c，圖2a-c)。

北喜馬拉雅片麻巖穹隆帶自西向東依次出露馬拉山、拉軌崗日、麻布加、哈金桑惹、康馬、然巴、雅拉香波以及錯(cuò)那洞等片麻巖穹隆(Maluskietal.，1988；Chenetal.，1990；Stecketal.，1998；Leeetal.，2000，2004；Murphyetal.，2002；Yin，2006；Guoetal.，2008；Zhangetal.，2012b；Chenetal.，2022)。前人對(duì)這些穹隆年代學(xué)研究結(jié)果表明：淡色花崗巖鋯石、獨(dú)居石U-Pb反映的結(jié)晶年齡為47～7Ma(Leeetal.，2004；Gaoetal.，2012；Liuetal.，2014；Jietal.，2016；Burg and Bouilhol，2019；Chenetal.，2022)，云母Ar-Ar或鋯石、磷灰石裂變徑跡獲得的冷卻年齡為22～6Ma(Leeetal.，2000，2004；Guoetal.，2008)，這種年齡分布表明結(jié)晶基底巖石經(jīng)歷了始新世-中新世的變質(zhì)和變形作用改造(Leeetal.，2000；Yin，2006；Quigleyetal.，2008；Burg and Bouilhol，2019)。

然巴片麻巖穹隆位于北喜馬拉雅片麻巖穹隆帶東段(圖1b)，穹隆東側(cè)由一條高角度正斷層(具有一定的走滑組分)所圍限，該正斷層可能是亞?wèn)|-谷露裂谷在然巴地區(qū)的分支斷裂(圖1b、圖2a)(Guoetal.，2008；Chenetal.，2022)。Guoetal.(2008)通過(guò)構(gòu)造解析厘定然巴穹隆經(jīng)歷三期構(gòu)造變形，D1與藏南拆離系活動(dòng)相關(guān)，主期D2是與南北向裂谷啟動(dòng)相關(guān)的東西向伸展變形，D3變形表現(xiàn)為穹隆向四周垮塌(圖2c)。李志泰等(2020)對(duì)然巴片麻巖穹隆巖體進(jìn)行變質(zhì)相平衡模擬實(shí)驗(yàn)，揭示然巴穹隆具有增溫增壓的進(jìn)變質(zhì)作用過(guò)程，且峰期變質(zhì)的溫壓條件達(dá)600～650℃和8×108～9×108Pa，且峰期變質(zhì)年齡約為53Ma(獨(dú)居石U-Pb年齡)。Liuetal.(2014)通過(guò)對(duì)然巴地區(qū)淡色花崗巖鋯石U-Pb年代學(xué)分析，解釋認(rèn)為然巴穹隆新生代以來(lái)經(jīng)歷了三期大規(guī)模巖漿事件，分別為44Ma、28Ma以及8Ma。獨(dú)居石U-Pb結(jié)果也顯示然巴穹隆經(jīng)歷了7.2±0.2Ma的巖漿事件(Ratschbacheretal.，2011)，地球化學(xué)分析結(jié)果揭示44Ma和28Ma的巖漿事件起源于增厚的鎂鐵質(zhì)地殼部分熔融(Liuetal.，2014)，核部8Ma的二云母淡色花崗巖為典型的S型淡色花崗巖，源于變泥質(zhì)巖的白云母和/或黑云母脫水熔融(Liuetal.，2014)。穹隆核部和幔部的石榴石二云母淡色花崗巖中黑云母40Ar/39Ar熱年代學(xué)結(jié)果顯示最年輕的冷卻事件發(fā)生在6.19±0.11Ma～6.04±0.13Ma(Guoetal.，2008)。

圖4 然巴片麻巖穹隆中構(gòu)造層構(gòu)造巖宏-微觀構(gòu)造

圖5 然巴片麻巖穹隆下構(gòu)造層構(gòu)造巖宏-微觀構(gòu)造特征(a)核部淡色花崗巖及糜棱巖化片麻巖宏觀構(gòu)造特征: 淡色花崗巖底辟體發(fā)生大規(guī)模侵位，呈巖墻、巖脈狀侵入圍巖糜棱巖化片麻巖，巖體邊部遭受糜棱巖化，片麻巖面理(S2)向穹隆外側(cè)傾伏, 圖中出露的淡色花崗巖體高約150m，寬約100m；(b)核部淡色花崗巖及糜棱巖化片麻巖微觀構(gòu)造特征: 淡色花崗巖無(wú)明顯變形構(gòu)造，片麻巖中定向排列的云母及拉長(zhǎng)的長(zhǎng)英質(zhì)礦物共同構(gòu)成透入性S2面理及礦物拉伸線理；(c)糜棱巖化片麻巖宏觀構(gòu)造特征: 拉長(zhǎng)錯(cuò)斷的石英脈揉皺以及不對(duì)稱石英透鏡體指示的上盤向北東方向(向穹隆外側(cè)傾伏)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征及S2面理；(d)糜棱巖化片麻巖微觀構(gòu)造特征: 微觀尺度下石英顆粒變形強(qiáng)烈，邊界呈港灣狀，定向拉長(zhǎng)，長(zhǎng)軸方向平行于糜棱面理. 樣品位置見圖2a-cFig.5 Macroscopic structures and microstructure features of the lower unit of the Ramba gneiss dome(a)macroscopic structural feature of core leucogranite and mylonitic gneiss: Leucogranitic dyke and veins are formed by diapirism, strongly mylonitized in the rim of the diapir, gneissic foliations S2 are outward dipping；(b)microstructure feature of core undeformed leucogranite and mylonitic gneiss: Penetrative S2 foliation and mineral stretching lineation are defined by oriented mica and felsic minerals；(c)macroscopic structural feature of mylonitic schist. Top-to-the-northeast sense of shear is indicated by minor folds of elongated quartz and grain rotation of asymmetric quartz lens, and the S2 foliation；(d)microstructure feature of mylonitic schist. Strongly deformed quartz grain with lobated boundary is orientated parallel to the mylonite foliation. Sampling sites are shown in Fig.2a-c

圖6 然巴穹隆各構(gòu)造層含石墨構(gòu)造巖暗色礦物單偏光鏡下照片及掃描電鏡(SEM)背散射圖像(a、b)上構(gòu)造層底部云母片巖中石墨或石墨集合體具明顯定向性，呈條帶狀或被拉長(zhǎng)平行于面理方向；(c-f)中構(gòu)造層片巖中暗色礦物黑云母、鈦鐵礦、電氣石、石墨微觀構(gòu)造特征: 石墨顆?；蝾w粒集合體普遍遭受壓扁拉長(zhǎng)，與長(zhǎng)英質(zhì)礦物顆粒長(zhǎng)軸方向共同平行于糜棱面理；(g、h)下構(gòu)造層片麻巖中暗色礦物微觀構(gòu)造特征: 石墨具有弱定向性，呈細(xì)顆粒集合體，均勻彌散于基質(zhì)中，表現(xiàn)為平行于面理的連續(xù)或不連續(xù)的條帶，繞石英或長(zhǎng)石斑晶生長(zhǎng). 樣品位置見圖2a-cFig.6 Microscope images (under single polarized light) and backscatter images from Scanning Electron Microscope (SEM) of melanocratic minerals in graphite-bearing tectonite from three tectonic units of the Ramba gneiss dome(a，b)mica schist from bottom of the upper unit, graphite band is elongated, oriented and parallel to the foliation；(c-f)microstructure feature of Biotite, ilmenite, schorl and graphite in schist from the middle unit: Graphite grains and aggregates are flattened and elongated, together with the long-axis of felsic minerals define the mylonitic foliation；(g，h)microstructure feature of melanocratic minerals from the lower unit: Weakly oriented graphite fine grains disperse in the matrix. Sampling sites are shown in Fig.2a-c

圖7 然巴片麻巖穹隆各構(gòu)造層內(nèi)構(gòu)造巖微觀結(jié)構(gòu)特征及其礦相組合(TIMA礦物相面圖)(a)上構(gòu)造層綠泥石-黑云母帶片巖，礦物組合為白云母+黑云母+石英+長(zhǎng)石+綠泥石.(b-f)從中構(gòu)造層頂部到底部呈現(xiàn)巴羅氏進(jìn)變質(zhì)分帶特征:(b)綠泥石-黑云母帶二云母片巖，特征變質(zhì)礦物組合為綠泥石-黑云母-白云母；(c)石榴子石帶石榴石二云母片巖，特征變質(zhì)礦物組合為黑云母-白云母-石榴子石；(d、e)石榴子石-十字石帶十字石榴云母片麻巖，特征變質(zhì)礦物組合為黑云母-石榴子石-十字石；(f)十字石帶片麻巖，礦物組合為黑云母-石榴子石-十字石-紅柱石.樣品位置見圖2a-cFig.7 Microstructure and mineral mapping of tectonites from three tectonic units of the Ramba gneiss dome, obtained using a Tescan Intergrated Mineral Analyzer(TIMA)(a)Chl-Bi zone slate in the upper unit, main mineral composition is Ms+Bi+Q+F+Chl；(b-f)Barrovian metamorphism from the top to the bottom of the middle unit:(b)Chl-Bi zone two-mica schist with characteristic metamorphic minerals Bi+Ms+Gt；(d，e)Gt-St zone St-Gt two mica gneiss with characteristic metamorphic minerals Bi+Gt+St；(f)St zone gneiss with characteristic metamorphic minerals Bi+Gt+St+And. Mineral abbreviation: Chl-chlorite; Bi-biotite; Ms-muscovite; Q-quartz; F-feldspar; Gt-garnet; St-staurolite; And-andalusite. Sampling sites are shown in Fig.2a-c

2 然巴片麻巖穹隆宏-微觀構(gòu)造特征

然巴片麻巖穹隆核部為淡色花崗巖體和強(qiáng)烈變形片麻巖，穹隆發(fā)育兩條環(huán)形拆離斷層，外側(cè)為上拆離斷層，內(nèi)側(cè)為下拆離斷層(圖2a-c)(Guoetal.，2008；Zhangetal.，2012b；Chenetal.，2022)。這兩條環(huán)形的拆離斷層將穹隆分為三個(gè)巖石-構(gòu)造單元：從幔部到核部分別為由板巖或低級(jí)變質(zhì)的特提斯喜馬拉雅沉積巖系組成的上構(gòu)造層(圖3a-d)；韌性變形的石榴子石、十字石、紅柱石云母片巖為主的中構(gòu)造層(圖4a-h)，以及以淡色花崗巖體與糜棱巖化片麻巖組成的下構(gòu)造層(圖5a-d)(Guoetal.，2008；Zhangetal.，2012b；Chenetal.，2022)。

圖8 然巴片麻巖穹隆中構(gòu)造層十字石榴云母片巖(樣品XRB-017)中石榴子石顯微結(jié)構(gòu)、元素豐度面圖以及元素含量剖面(a)正交偏光下石榴子石顯微結(jié)構(gòu)特征；(b)石榴子石顯微結(jié)構(gòu)特征(背散射圖像)及元素豐都剖面線位置；(c-f)石榴子石元素豐度面圖(暗色到亮色代表元素相對(duì)含量由低到高)及元素豐都剖面(剖面位置見圖8b):(c、d)錳、鈣元素富集于核部，含量向邊部遞減；(e)鎂元素從核部到邊部含量逐漸升高；(f)鐵元素相對(duì)均一，在礦物邊部輕微富集.圖c-f中元素含量剖面橫坐標(biāo)代表距離(mm)，縱坐標(biāo)代表能譜光子計(jì)數(shù)(該參數(shù)用以表征元素含量)，色卡代表相對(duì)元素含量的高低. 樣品位置見圖2a-c、圖7dFig.8 Microstructure characteristics, representative X-ray maps (Mn, Ca, Mg and Fe) and compositional zoning profiles of garnet porphyroblasts from studied staurolite-garnet mica schist (Sample XRB-017) in the middle unit(a)microstructure characteristics of garnet under cross-polarized light；(b)microstructure characteristics of garnet(Backscatter images) and location of compositional zoning profiles；(c，d)compositional profiles of Mn and Ca, showing Mn and Ca element concentrate on the core of the garnet and decrease outward；(e)compositional profile of Mg, showing the content of Mg element increase from core to the rim；(f)relatively homogeneously distribution of Fe element, the rim of the garnet show slight enrichment. The abscissa stands for distance(mm) correspond to the profile and the ordinate represents EDS counts(characterization parameter for element content), bar indicates the relative elements content. Sampling sites are shown in Fig.2a-c，F(xiàn)ig.7d

2.1 上構(gòu)造層

然巴穹隆上構(gòu)造層主要由特提斯海相沉積巖組成，為砂巖、泥巖和石英砂巖等，經(jīng)過(guò)低級(jí)變質(zhì)作用形成的板巖、千枚巖，上構(gòu)造層底部發(fā)育薄層片巖(圖2a-c、圖3a-d)，暗色礦物條帶主要由黑云母、碳物質(zhì)(主要為石墨)和一些不透明礦物組成(圖3c, d、圖6a, b)。且石墨或石墨集合體呈條帶狀或被拉長(zhǎng)平行于面理方向，定向性明顯，長(zhǎng)軸長(zhǎng)約5～15μm(圖6a，b)。礦物組合主要為白云母+黑云母+石英+長(zhǎng)石+綠泥石(圖3c, d、圖7a)，構(gòu)造層內(nèi)保存大規(guī)模不對(duì)稱褶皺F1(圖3a，b)。石英粒序?qū)又甘玖薙0層理(圖3c)，云母和長(zhǎng)英質(zhì)礦物定向排列構(gòu)成S1面理(圖3c，d)，面理產(chǎn)狀向穹隆外側(cè)傾伏(圖2b-c、圖3a-b)，構(gòu)造層底部片巖層中發(fā)育中等角度S2面理，平行于S1面(圖2b、圖3a)。石英顆粒普遍發(fā)育膨凸重結(jié)晶與波狀消光(圖3d)，重結(jié)晶石英顆粒粒徑約20～80μm，長(zhǎng)軸方向平行于S1面理面(圖3c，d、圖7a)。

2.2 上拆離斷層

上拆離斷層呈橢圓形環(huán)繞穹隆上構(gòu)造層外側(cè)發(fā)育(圖2a)，上盤為淺變質(zhì)板巖、千枚巖與薄層片巖，下盤為石榴石片巖(圖2a-c)。在穹隆東側(cè)，上拆離斷層被一條南北向正斷層所錯(cuò)斷，斷層上盤發(fā)育大規(guī)模第四紀(jì)沉積盆地(圖2a-c)。穹隆南側(cè)與北側(cè)上拆離斷層呈弧形，南側(cè)斷層傾向南南東-南南西，北側(cè)斷層傾向北北西-北北東(圖2a)

2.3 中構(gòu)造層

中構(gòu)造層為上拆離斷層與下拆離斷層所圍限的巖石-構(gòu)造單元(圖2a-c)。主要由強(qiáng)烈韌性變形的低-中級(jí)變質(zhì)片巖和少量片麻巖構(gòu)成，從上構(gòu)造層底部往中構(gòu)造層，S1面理逐漸被S2面理所置換，中構(gòu)造層內(nèi)部大面積保存透入性北傾S2面理(圖4a-d)，主要由壓扁礦物或片狀礦物，如云母和長(zhǎng)英質(zhì)條帶(Guoetal.，2008)，定向排列構(gòu)成。暗色礦物以黑云母、鈦鐵礦、電氣石、石墨為主(圖6c-f)，石墨顆粒粒度較細(xì)(5～10μm)，這些石墨顆?；蝾w粒集合體普遍遭受壓扁拉長(zhǎng)，與長(zhǎng)英質(zhì)礦物顆粒長(zhǎng)軸方向平行，共同構(gòu)成糜棱面理(圖6c-f)。被拉長(zhǎng)錯(cuò)斷的石英布丁、不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)碎斑、壓力影及礦物拉伸線理都指示了上盤向北的剪切(圖4a-d)。從構(gòu)造層頂部到底部，變質(zhì)和變形程度遞增，構(gòu)造層頂部為綠泥石-黑云母片巖帶，礦物組合為石英+白云母+黑云母+長(zhǎng)石+綠泥石(圖7b)；穹隆東側(cè)中構(gòu)造層頂部(樣品RB-042)(圖2a-c)，石英顆粒粒徑約為60～90μm，這些石英顆粒邊界平直、并發(fā)育三聯(lián)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，表明石英顆粒經(jīng)歷靜態(tài)恢復(fù)作用(Hirth and Tullis，1992；Stippetal.，2002)(圖4e)，穹隆北側(cè)中構(gòu)造層頂部發(fā)育云母片巖(RB-011)(圖2a-c)，石英顆粒表現(xiàn)出波狀消光，重結(jié)晶顆粒粒徑20～50μm，顆粒邊界以膨凸重結(jié)晶作用為主(圖4f)。構(gòu)造層中部樣品XRB-009中開始出現(xiàn)石榴子石，礦物組合為石英+長(zhǎng)石+黑云母+白云母+石榴子石，石榴子石粒徑約1000～1500μm(圖7c-e)，中構(gòu)造層中部-底部二云母片巖中塑性變形石英顆粒被細(xì)?；覐?qiáng)烈壓扁拉長(zhǎng)，拉長(zhǎng)方向與面理方向平行(圖4g，h)，這些石英顆粒以亞顆粒旋轉(zhuǎn)重結(jié)晶為主(圖4g)，并疊加邊界遷移重結(jié)晶(圖4g，h)。十字石榴二云母片巖(XRB-017)中可觀察到石榴子石-十字石共生(圖7d)，礦物組合為石英+長(zhǎng)石+黑云母+白云母+石榴子石+十字石(圖7d)，十字石圍繞石榴子石邊部生長(zhǎng)，且強(qiáng)烈碎裂化(圖7d)，在手標(biāo)本尺度也可觀察到石榴子石顆粒，粒度粗大(圖4a-b)，能譜元素成分分析顯示石榴子石發(fā)育成分環(huán)帶(圖7d、圖8a-f)，包裹體礦物為磁鐵礦、石英和長(zhǎng)石(圖7d、圖8a，b)。錳和鈣元素明顯集中于石榴子石核部，含量向邊部遞減(圖8c，d)；鎂元素多集中在礦物邊緣，核部向邊部含量升高(圖8e)；鐵元素分布相對(duì)均一，從核部向邊部鐵元素微弱富集(圖8f)。這種元素分配模式暗示進(jìn)變質(zhì)石榴子石生長(zhǎng)，即石榴子石生長(zhǎng)于升溫升壓的進(jìn)變質(zhì)過(guò)程(Spear，1991；Spear and Daniel，2001)?？拷瞬浚瑤r中的十字石含量顯著增多，自形程度增高(圖7d，e)。中構(gòu)造層底部為紅柱石-石榴子石-十字石二云母片巖(圖7e)，石榴子石、十字石顆粒粗大、且自形，但紅柱石含量很低，破碎程度較高(圖7e)。石英、長(zhǎng)石和云母顆粒普遍拉長(zhǎng)或壓扁，并平行于S2面理，不對(duì)稱礦物斑晶、斑晶集合體以及礦物旋轉(zhuǎn)指示右行剪切(圖4c，d)，指示了北向伸展的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征。

2.4 下拆離斷層

下拆離斷層在平面上主要表現(xiàn)為寬數(shù)百米的拆離剪切帶，呈橢圓形，長(zhǎng)軸方向近南北向，主要發(fā)育于核部片麻巖中，局部發(fā)育于核部淡色花崗巖體邊部(圖2a-c)。下拆離剪切帶分隔了中構(gòu)造層片巖與下構(gòu)造層糜棱巖化片麻巖、淡色花崗巖(圖2a-c)。穹隆北側(cè)，下拆離剪切帶總體呈弧形，走向總體為東西向。穹隆東側(cè)剪切帶走向?yàn)楸睎|-南西而穹隆西側(cè)剪切帶走向主體為南北向，往北側(cè)過(guò)渡為東西向(圖2a-c)。下拆離剪切帶內(nèi)糜棱面理方向較為復(fù)雜，高應(yīng)變帶內(nèi)發(fā)育近東西向和近南北向兩組由拉長(zhǎng)的石英和定向排列的長(zhǎng)石碎斑構(gòu)成的礦物拉伸線理(圖2a、5b，d)。

2.5 下構(gòu)造層

下構(gòu)造層位于然巴片麻巖穹隆核部，由淡色花崗巖體以及下拆離斷層下盤的糜棱巖化片麻巖組成(圖2a-c、圖5a，d)。淡色花崗巖體核部無(wú)明顯變形構(gòu)造，主要為細(xì)粒的二云母花崗巖(Guoetal.，2008；Liuetal.，2014；Jietal., 2020)，礦物組合為石英+鉀長(zhǎng)石+斜長(zhǎng)石+白云母+黑云母(圖5a，b)，邊部遭受糜棱巖化。片麻巖中定向排列的白云母以及拉長(zhǎng)的石英和長(zhǎng)石構(gòu)成透入性S2糜棱面理和礦物拉伸線理(圖5a-d)，糜棱面理產(chǎn)狀平行于下拆離斷層(圖2a-c)，受核部淡色花崗巖體就位影響，糜棱巖面理向穹隆四周傾伏(圖2a-c、圖5a，c)。石英顆粒變形強(qiáng)烈，邊界呈港灣狀，定向拉長(zhǎng)，長(zhǎng)軸方向平行于糜棱面理，粒度80～120μm(圖5b，d)，暗色礦物以石墨、黑云母、鈦鐵礦為主，石墨呈細(xì)顆粒集合體，均勻彌散于基質(zhì)中，發(fā)生強(qiáng)烈定向且平行于面理或繞石英和長(zhǎng)石斑晶生長(zhǎng)(圖6g，h)。片麻巖和花崗巖體接觸邊界上可見大量變形的二云母花崗巖脈切穿糜棱巖化片麻巖面理(圖5a)，熱接觸面附近紅柱石大量生長(zhǎng)(Guoetal.，2008；Zhangetal., 2012b)(圖5a，b)，這些紅柱石晶體顯示微弱的定向，部分紅柱石顆粒切穿圍巖糜棱面理(圖5a，b)，這些特征均表明核部淡色花崗巖體的侵位發(fā)生于然巴穹隆晚期變形階段(Guoetal.，2008)。核部片麻巖以副片麻巖為主，發(fā)育強(qiáng)烈的韌性變形組構(gòu)，片麻理平行于下拆離斷層面(圖2a-c)，礦物組合為黑云母+白云母+石英+斜長(zhǎng)石+石榴子石+十字石+紅柱石(圖5b, d、圖7f)。然巴穹隆下構(gòu)造層局部片麻巖發(fā)生混合巖化，暗示下構(gòu)造層經(jīng)歷了部分熔融作用，溫度可能高于600℃(Guoetal.，2008)。

為查明然巴穹隆各巖石-構(gòu)造單元所經(jīng)歷的變質(zhì)和變形溫度，恢復(fù)其內(nèi)部熱結(jié)構(gòu)，對(duì)然巴穹隆三個(gè)構(gòu)造層內(nèi)15個(gè)構(gòu)造巖樣品進(jìn)行碳物質(zhì)拉曼光譜分析(RSCM)，對(duì)7個(gè)樣品進(jìn)行基于EBSD技術(shù)的石英組構(gòu)(CPOs)和微區(qū)取向定量分析，采樣位置見圖2a-c，樣品特征及估算的變質(zhì)溫度見表1，顯微構(gòu)造特征及變形溫度數(shù)據(jù)總結(jié)于表2。

表1 然巴片麻巖穹隆含石墨構(gòu)造巖特征變質(zhì)礦物組合、拉曼光譜參數(shù)及變質(zhì)溫度估算結(jié)果

表2 然巴片麻巖穹隆各構(gòu)造層構(gòu)造巖運(yùn)動(dòng)學(xué)、組構(gòu)特征及變形溫度估算

3 分析方法

3.1 碳物質(zhì)拉曼光譜分析(RSCM)

碳物質(zhì)拉曼光譜分析技術(shù)RSCM(Raman Spectroscopy on Carbonaceous Material)被應(yīng)用于變質(zhì)巖的峰期變質(zhì)溫度計(jì)算(Beyssacetal.，2002a，b；吳春明等，2007；Cao and Neubauer，2019；Lyuetal.，2020)，并被廣泛應(yīng)用于造山帶熱變質(zhì)過(guò)程、斷裂熱演化和盆地深部熱過(guò)程等領(lǐng)域(Spear，1995；魏春景等，2001；Wuetal.，2002；Liuetal.，2004；劉福來(lái)等，2006；Weietal.，2009；黃保有等，2020；呂美霞等，2020)。石墨和碳物質(zhì)廣泛存在于各類變質(zhì)巖或斷層泥中(Beyssacetal.，2002a，b；Selverstone，2005；Aoyaetal.，2010)。在變質(zhì)或變形過(guò)程中，巖石中的非晶質(zhì)碳質(zhì)物會(huì)通過(guò)機(jī)械以及化學(xué)作用發(fā)生結(jié)晶度的改變，晶形結(jié)構(gòu)從無(wú)序逐漸轉(zhuǎn)化為有序(Landis，1971；Pasteris and Wopenka，1991)，該過(guò)程稱為石墨化過(guò)程，這一過(guò)程與溫度呈正相關(guān)關(guān)系(Beyssacetal.，2002a)。由于石墨化過(guò)程的不可逆性，其結(jié)構(gòu)不受后期退變質(zhì)作用的影響(Landis, 1971; Beyssacetal., 2002a)，同時(shí)碳質(zhì)物結(jié)晶度能夠通過(guò)高空間分辨率拉曼光譜定量分析技術(shù)進(jìn)行測(cè)定(Beyssacetal.，2002a)，因此碳物質(zhì)拉曼光譜分析及其溫度計(jì)被認(rèn)為是一種定量化測(cè)量巖石變質(zhì)程度以及變質(zhì)峰期溫度的有效且可靠手段(Wopenka and Pasteris，1993；Wadaetal.，1994；Beyssacetal.，2002a，b，2004，2007；Rantitschetal.，2004；Rahletal.，2005；Negroetal.，2006；Angiboustetal.，2009；Gabaldaetal.，2009；Lahfidetal.，2010)。

本次碳物質(zhì)拉曼光譜測(cè)試分析在北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室激光拉曼光譜分析實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，儀器為HORIBA JY公司LabRAM HR Evolution光譜儀，焦長(zhǎng)800mm，入射激光激發(fā)波長(zhǎng)532nm，曝光時(shí)間30s，物鏡倍數(shù)100X，能量10mw。我們對(duì)15片構(gòu)造巖探針薄片進(jìn)行碳物質(zhì)的拉曼光譜測(cè)試，定向薄片切割方向平行于線理且垂直于面理，不同薄片測(cè)試之前利用單晶硅片進(jìn)行校正。為降低樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和變質(zhì)非均一性導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度，我們對(duì)每件薄片采集20～40個(gè)拉曼光譜，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。由于碳物質(zhì)拉曼光譜準(zhǔn)確性受多因素控制，故測(cè)試的碳物質(zhì)的選取以及測(cè)試過(guò)程嚴(yán)格遵循Beyssacetal.(2002a，b，2003)建議的流程。為避免表面拋光產(chǎn)生的微弱變形以及摩擦生熱對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響(黃保有等，2020)，實(shí)驗(yàn)測(cè)試的碳物質(zhì)主要選取位于透明礦物(主要為石英)之下的石墨或碳物質(zhì)顆粒。

數(shù)據(jù)處理采用PeakFit軟件，對(duì)每一個(gè)測(cè)試光譜進(jìn)行熒光背景去除和分峰擬合(黃保有等，2020)，獲取1200～1800cm-1波段D1-、D2-、G-三個(gè)石墨特征譜峰位置、譜峰面積、譜峰高度以及半寬高等參數(shù)，再將這些參數(shù)代入經(jīng)驗(yàn)公式(Beyssacetal., 2002a)，能夠計(jì)算樣品峰期變質(zhì)溫度(Beyssacetal.，2002a)。初步分析顯示然巴穹隆變質(zhì)巖樣品的峰期變質(zhì)溫度均超過(guò)500℃，故選用Beyssacetal.(2002a)推薦的經(jīng)驗(yàn)公式，相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式(1)和(2)如下所示：

R2=D1/(G+D1+D2)

(1)

T(℃)=-445R2+641

(2)

其中G、D1、D2分別為對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)石墨特征譜峰的譜峰面積，R2為三個(gè)特征譜峰的相對(duì)面積，黃保有等(2020)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)該經(jīng)驗(yàn)公式可以很好的匹配330～640℃的變質(zhì)溫度范圍，具有準(zhǔn)確度高、相對(duì)誤差小等優(yōu)勢(shì)。我們選取數(shù)據(jù)量最大且相對(duì)誤差不超過(guò)5%的溫度區(qū)間數(shù)據(jù)，對(duì)譜峰結(jié)果取平均，計(jì)算樣品記錄的峰期變質(zhì)溫度(Beyssacetal.，2004)。

3.2 石英及微區(qū)電子背散射衍射(EBSD)

電子背散射衍射(即Electron Backscattered Diffraction，EBSD)是進(jìn)行晶體取向分析的有利工具。石英作為地殼主要造巖礦物，廣泛存在于中、上地殼，是承載地殼流變過(guò)程的主要形變礦物，由于其對(duì)變形溫度敏感，故韌性變形過(guò)程中的石英組構(gòu)(結(jié)晶學(xué)優(yōu)選方位/CPOs)被廣泛用以分析地殼流變過(guò)程、流變機(jī)制和估算韌性過(guò)程的變形條件(如速率和溫度)(Passchieretal.，1990；Miller and Paterson，1994；Zhangetal.，2017)。

本次研究中，定向薄片切割方向平行于礦物拉伸線理，垂直于面理，薄片用0.05μA BUEHLER氧化鋁拋光液進(jìn)行2h震動(dòng)拋光，再用純凈水拋光0.5h，最后使用氬離子剪薄。在EBSD測(cè)試前，鍍5nm碳層。測(cè)試在北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室SEM-EBSD實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，掃描電鏡型號(hào)為FEI-FEG 650，實(shí)驗(yàn)條件為低真空，導(dǎo)電介質(zhì)為蒸餾水，工作電壓20kV，束流124μA，工作束斑6.0，樣品傾斜70°。組構(gòu)分析軟件為HKL-technology Channel 5。實(shí)驗(yàn)選取糜棱巖中石英集合體條帶內(nèi)的石英顆粒(粒徑20～100μm)進(jìn)行自動(dòng)面掃描，掃描步長(zhǎng)為2μm，數(shù)據(jù)分析過(guò)程中采用一個(gè)顆粒一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行石英晶向CPOs投圖(Gibert and Mainprice, 2009；Zhangetal.，2017)。

3.3 礦物相與微結(jié)構(gòu)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)(TIMA)

泰斯肯綜合礦物分析系統(tǒng)TIMA(Tescan Integrated Mineral Analyzer)用于礦相定量分析和識(shí)別。該系統(tǒng)由掃描電鏡和四臺(tái)能譜(EDS)探測(cè)器構(gòu)成，通過(guò)結(jié)合背散射(BSE)信號(hào)，能夠獲取樣品原位全譜元素成分，以實(shí)現(xiàn)定量化測(cè)量元素種類及含量，依此精確識(shí)別礦物相及礦物形態(tài)以及礦物相邊界等信息(陳倩等，2021)。

TIMA分析在北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室TIMA實(shí)驗(yàn)室完成，通過(guò)Tescan Mira Schottky場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡及其搭載的四個(gè)EDAX能譜探測(cè)器采集譜峰信號(hào)，采集模式為高分辨率liberation分析模式，實(shí)驗(yàn)環(huán)境為高真空，工作電壓25kV，束斑大小110nm，工作距離15mm。

4 分析結(jié)果

4.1 然巴穹隆各構(gòu)造層變質(zhì)巖碳物質(zhì)拉曼變質(zhì)溫度

我們對(duì)然巴片麻巖穹隆上、中和下構(gòu)造層15件變質(zhì)巖樣品進(jìn)行石墨拉曼光譜測(cè)溫分析，樣品位置見圖2a-c。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果總結(jié)于表1和圖9a-c。

圖9 然巴片麻巖穹隆各構(gòu)造層含石墨構(gòu)造巖的代表性石墨拉曼光譜與溫度分布直方圖(a)上構(gòu)造層；(b)中構(gòu)造層；(c)下構(gòu)造層. 灰色立柱分別代表D1、G、D2石墨特征譜峰位置. 直方圖顯示各樣品獲取的變質(zhì)溫度范圍與頻數(shù)，紅色直方柱溫度區(qū)間相對(duì)誤差不超過(guò)5%. 樣品位置見圖2a-cFig.9 Representative graphite-bearing tectonites from three tectonic units of Ramba gneiss dome samples, illustrating the evolution of observed Raman spectrum and corresponding calculated metamorphic temperature histogram(a)the upper unit；(b)the middle unit；(c)the lower unit. D1, G and D2 peak positions are labeled with grey column. Histogram shows the range and frequency of calculated metamorphic temperature, red columns stand for relatively metamorphic temperature error are less than 5%. Sampling sites are shown in Fig.2a-c

樣品石墨拉曼光譜形態(tài)以及峰期變質(zhì)溫度統(tǒng)計(jì)直方圖見圖9a-c。自上構(gòu)造層到下構(gòu)造層，所分析樣品的所有拉曼光譜都顯示出石墨特征譜峰G-峰，譜峰位置位于1580cm-1，低溫樣品中D1-和D2-峰較發(fā)育，譜峰分別位于1350cm-1和1620cm-1，而高溫樣品中D1-和D2-峰峰高逐漸降低(圖9a-c)。

上構(gòu)造層3件樣品(RB-014、XRB-024和XRB-008)石墨拉曼光譜譜峰形態(tài)總體表現(xiàn)為高-寬峰形，D1-和D2-峰明顯(圖9a)，樣品RB-014采自穹隆北側(cè)上構(gòu)造層，距離核部約2515m(圖2a-c)，該樣品的21個(gè)拉曼譜峰數(shù)據(jù)獲得的R2[D1/(D1+D2+G)]范圍為0.50～0.57，平均值為0.54，估算的峰期變質(zhì)溫度范圍為 385～420 ℃，平均溫度為401±19℃，是然巴穹隆獲取的最低變質(zhì)溫度；樣品XRB-024的20個(gè)拉曼譜峰數(shù)據(jù)顯示R2值為0.20～0.29，平均0.25，估算的溫度范圍為513～554℃，平均溫度531±23℃；樣品XRB-008測(cè)試的38個(gè)拉曼譜峰數(shù)據(jù)顯示R2范圍為0.15～0.26，平均值為0.20，估算的變質(zhì)溫度范圍527～576℃，平均溫度552±25℃(圖9a、表1)。

中構(gòu)造層樣品共計(jì)10件(表1)，采樣點(diǎn)距離核部淡色花崗巖體4521～359m(圖2a-c、表1)。石墨拉曼光譜數(shù)據(jù)顯示R2變化范圍為0.06～0.23，譜峰總體呈現(xiàn)窄、尖、高形態(tài)，D1-和D2-峰不明顯(圖 9b)。估算的峰期變質(zhì)溫度變化范圍為614±28℃～537±27℃ (圖9b、表1)，構(gòu)造層平均變質(zhì)溫度為576℃(表1)。

下構(gòu)造層樣品(RB-021-02和RB-021-03)采集于含紅柱石片麻巖(采樣位置見圖2a-c)。距離核部淡色花崗巖體約200m(圖2a-c)。石墨拉曼光譜D1-和D2-峰較弱或不出現(xiàn)(圖9c)，暗示其為高溫變質(zhì)作用的產(chǎn)物(Pasteris and Wopenka，1991；黃保有等，2020；和田云濤，2020)。兩個(gè)樣品中56個(gè)拉曼譜峰數(shù)據(jù)顯示R2平均值為0.15，估算的變質(zhì)峰期溫度分別為581±26℃(RB-021-02)和566±28℃(RB-021-03)，指示下構(gòu)造層平均峰期變質(zhì)溫度為574℃。

4.2 定量化石英晶體學(xué)取向分析與微觀構(gòu)造解析

針對(duì)然巴穹隆不同構(gòu)造層構(gòu)造巖內(nèi)石英開展晶體取向面掃描(EBSD Mapping)，并利用晶格優(yōu)選方位(CPOs)以及各種定量化結(jié)晶學(xué)參數(shù)標(biāo)定石英微觀結(jié)構(gòu)、變形機(jī)制和變形條件(圖10a-h、圖11a-f)。

圖10 然巴片麻巖穹隆上構(gòu)造層片巖(樣品RB-014)定量化顯微構(gòu)造和組構(gòu)特征分析結(jié)果(a)石英電子背散射衍射晶體空間取向面掃描分布圖，圖示高角度石英邊界及低角度石英亞顆粒邊界與石英礦物顆粒形態(tài)；(b)膨凸重結(jié)晶石英顆粒粒度統(tǒng)計(jì)分析柱狀圖；(c)石英取向差分布圖；(d、e)局部重結(jié)晶石英顆粒取向面掃描分布圖，重結(jié)晶石英新顆粒顯示膨凸重結(jié)晶晶體學(xué)特征(掃描區(qū)域見圖10a)；(f、g)膨凸重結(jié)晶石英顆粒取向差剖面圖，圖示石英內(nèi)部亞顆粒邊界、高角度石英顆粒邊界及位置(剖面位置見圖10d、e)；(h)膨凸重結(jié)晶石英顆粒及石英母晶顆粒CPOs樣式，不對(duì)稱逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的CPOs樣式指示了上盤向北的剪切變形運(yùn)動(dòng)學(xué)特征. 樣品位置見圖2a-cFig.10 Microstructural and fabric features of the schist(Sample RB-014)in the upper unit of Ramba gneiss dome(a)orientation map for quartz showing high angle grain boundaries and low angle subgrain boundaries；(b)histogram of recrystallized grainsize distributions. Frequency calculated as number fractions of bulges/grainsizes；(c)misorientation angle distribution diagrams for quartz in the studied schist sample；(d，e)local orientation map for quartz, showing bulging recrystallization(locations see Fig.10a)；(f，g)misorientation profile along Lines A-A′ and B-B′ crossing a bulge(locations see Fig.10d，e)；(h)asymmetric crystal graphic orientation patterns of recrystallized quartz and relict, indicating top-to-the-north sense of shear. Foliation and lineation are shown in the frame. Sampling sites are shown in Fig.2a-c

圖11 然巴片麻巖穹隆中-下構(gòu)造層片巖(樣品RB-020)定量化顯微構(gòu)造和組構(gòu)特征分析結(jié)果(a)石英電子背散射衍射晶體空間取向面掃描分布圖，圖示高角度石英顆粒邊界及石英顆粒形態(tài)；(b)微米尺度掃描電鏡(SEM)背散射圖像，圖中箭頭所指石英顆粒邊界呈葉片狀、港灣狀等不規(guī)則狀，指示了邊界遷移重結(jié)晶(Stipp et al.，2010)；(c)局部重結(jié)晶石英顆粒取向面掃描分布圖，重結(jié)晶石英顆粒顯示邊界遷移重結(jié)晶特征；(d)邊界遷移重結(jié)晶石英顆粒取向差剖面圖，圖示石英顆粒邊界及內(nèi)部的取向差角度(剖面位置見圖11c)；(e)石英取向差分布圖；(f)不對(duì)稱逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的重結(jié)晶石英顆粒CPOs樣式，指示了上盤向北的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征. 樣品位置見圖2a-cFig.11 Microstructural and fabric features of the schist(Sample RB-020)in the middle-lower unit of Ramba gneiss dome(a)orientation map for quartz showing high angle grain boundaries and grain shapes；(b)micrometer-scale backscatter image, white arrows point to the lobated grain boundaries that indicate grain boundary migration recrystallization(Stipp et al.，2010)；(c)local orientation map for recrystallized quartz grain, showing grain boundary migration(location see Fig.11a)；(d)misorientation profile along Line A-A′ crossing grain boundary migration recrystallized quartz grains(locations see Fig11c)；(e)misorientation angle distribution diagrams for quartz in the studied schist sample；(f)aymmetric crystallographic-preferred orientations (CPOs) patterns of recrystallized quartz, indicating top-to-the-north sense of shear. Foliation and lineation are shown in the frame. Sampling sites are shown in Fig.2a-c

4.2.1 上構(gòu)造層

上構(gòu)造層片巖(樣品RB-014)采集于上構(gòu)造層底部(圖2a-c)，石英顆粒由高角度邊界所圍限，顆粒內(nèi)部發(fā)育2°～10°低角度亞顆粒邊界(圖10a，d，e)，表明其動(dòng)態(tài)重結(jié)晶作用以亞顆粒旋轉(zhuǎn)及膨凸重結(jié)晶為主(Hirth and Tullis，1992；紀(jì)沫等，2008；Stippetal.，2010)，重結(jié)晶石英顆粒顯示定向，圍繞母晶邊部生長(zhǎng)，長(zhǎng)軸方向與母晶顆粒長(zhǎng)軸方向一致，平行于S2方向(圖10a)。重結(jié)晶顆粒粒度小于32μm，大部分顆粒粒度為2～10μm(圖10b)。取向差角分布圖解顯示石英取向差角呈雙峰式分布(圖10c)，校正前低角度取向差角度頻率分布較理論隨機(jī)取向差角度明顯偏高，且低角度取向差角約為2°～10°，高角度重結(jié)晶石英顆粒取向差角為40°～60°(圖10c)。取向差剖面圖顯示膨凸重結(jié)晶新顆粒由亞顆粒邊界及高角度邊界所圍限，邊界較規(guī)則，顆粒后部形成位錯(cuò)壁(Stipp and Kunze, 2008)(圖10d-g)。重結(jié)晶石英顆粒軸優(yōu)選取向呈現(xiàn)不對(duì)稱，垂直于面理平行于Z軸分布，且發(fā)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，指示了上盤向北的剪切運(yùn)動(dòng)學(xué)(Passchier and Trouw，2005)(圖10h)。母晶石英顆粒軸沿Y軸方向發(fā)生強(qiáng)烈集中，軸定向性較弱，垂直面理面形成環(huán)帶，與重結(jié)晶新顆粒形成顯著差異(圖10h)。

4.2.2 中-下構(gòu)造層

中-下構(gòu)造層糜棱巖(樣品RB-020)內(nèi)重結(jié)晶石英顆粒粒度大小不等，定向性明顯，變形強(qiáng)烈，呈壓扁拉長(zhǎng)狀，長(zhǎng)軸方向與長(zhǎng)石、云母定向方向一致，平行于面理面(圖11a，b)。較粗大的顆粒邊界呈葉片狀(150～200μm)，港灣狀等不規(guī)則形態(tài)，指示石英發(fā)生了顆粒邊界遷移(圖11a-c)(Stippetal.，2010)。取向差剖面圖顯示石英顆粒內(nèi)部與相鄰顆粒之間不存在低角度亞顆粒邊界，由高角度顆粒邊界所圍限，且取向差角度大于80°(圖11d)，表明石英重結(jié)晶程度較高。校正后取向差角分布圖解呈現(xiàn)明顯的雙峰式分布，其中低角度(0°～10°)以及中等角度(50°～60°)取向差存在兩個(gè)明顯的高頻峰(圖11e)。相反，校正前取向差角度與隨機(jī)取向差理論曲線高度吻合，取向差角集中于60°～90°(圖11e)。重結(jié)晶石英顆粒軸沿平行于線理、面理方向(X軸)強(qiáng)烈集中并發(fā)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，指示了上盤向北的剪切(Passchier and Trouw，2005)，而軸定向性相對(duì)較弱，沿Y軸及近平行于Z軸方向形成極密(圖11f)。

定量化石英晶體學(xué)取向分析與微觀構(gòu)造解析表明，從然巴穹隆上構(gòu)造層到下構(gòu)造層，石英重結(jié)晶機(jī)制逐漸由膨凸重結(jié)晶向亞顆粒旋轉(zhuǎn)重結(jié)晶以及邊界遷移重結(jié)晶機(jī)制轉(zhuǎn)換，取向差角逐漸升高，非對(duì)稱性的CPOs模式記錄了一致北向剪切運(yùn)動(dòng)學(xué)，暗示然巴穹隆不同構(gòu)造層同時(shí)經(jīng)歷了北向拆離運(yùn)動(dòng)，且變形溫度也從上構(gòu)造層向下構(gòu)造層遞增(Hirth and Tullis，1992; Guoetal., 2008；Zhangetal.，2012b)。