榴輝巖相角礫巖是高壓變質(zhì)帶地震的產(chǎn)物。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所大陸深俯沖學(xué)科組楊建軍研究員等人在研究工作中發(fā)現(xiàn)的青島仰口含柯石英榴輝巖角礫巖是迄今發(fā)現(xiàn)的壓力最高的地震記錄。由于在極低含水量條件下,從超高壓(3.0–3.6 GPa, 650–750 °C)經(jīng)過緩慢的降溫降壓,柯石英在數(shù)年內(nèi)全部轉(zhuǎn)變?yōu)槭,前人認(rèn)為仰口的粒間柯石英是板塊俯沖至>90千米的深部之后,在絕對(duì)無水的條件下折返到地表的。那么,它可否被視為從俯沖帶折返上來的深度最大的震源巖石?
楊建軍研究員等人經(jīng)過分析研究,指出粒間柯石英產(chǎn)于仰口榴輝巖角礫巖(圖1),并且僅出現(xiàn)在角礫而非膠結(jié)物中,膠結(jié)物所含約20%的多硅白云母以及它在地震時(shí)局部脫水熔融后快速結(jié)晶的鉀長(zhǎng)石+石英+鈉長(zhǎng)石組合表明巖石并非絕對(duì)無水。另一方面,角礫中也含有少量多硅白云母,并且在超高壓變質(zhì)條件下膠結(jié)物內(nèi)的水流體在極短的時(shí)間內(nèi)就可以擴(kuò)散到角礫中,因此在漫長(zhǎng)的深俯沖和折返過程中很難保持絕對(duì)無水。計(jì)算表明,只有符合巖石在數(shù)千年甚至數(shù)月內(nèi)從超高壓條件降壓冷卻到柯石英停止向石英轉(zhuǎn)變的正常地殼條件(<400 °C),角礫中的粒間柯石英才能得以保存,鈉長(zhǎng)石也才能得以從地震熔體中結(jié)晶(圖2)。因此,仰口榴輝巖角礫巖及其中的粒間柯石英所記錄的是一次同地震(瞬時(shí))高壓變質(zhì)事件,不應(yīng)被視為深俯沖的產(chǎn)物。
該研究近期發(fā)表在礦物學(xué)巖石學(xué)領(lǐng)域期刊Contributions to Mineralogy and Petrology 上(Yang et al .Coesite-bearing eclogite breccia: implication for coseismic ultrahigh-pressure metamorphism and the rate of the process. Contributions to Mineralogy and Petrology, 2014, 167:1013-1030)。
