地球深部过程如何影响大陆碰撞带的热结构与演化？大陆碰撞带中，俯冲到地幔深度的榴辉岩通常记录“发夹型”降温折返轨迹，反映出相对冷的地温梯度。然而，一些榴辉岩在折返过程中可以叠加高温乃至超高温（>900°C）的麻粒岩相变质作用，指示了异常的地热扰动与强烈的壳幔相互作用。东昆仑造山带位于青藏高原东北缘，传统上被视为一个均一的古特提斯造山单元。但近年来，沿该造山带走向却揭示出令人困惑的差异：东、西两段的榴辉岩保存了典型的高压—超高压组合，记录了快速折返与微弱后期改造；而中段的榴辉岩却普遍发育强烈的麻粒岩相叠加。这种沿走向显著的变质差异，迫使我们必须回答两个根本性问题：东昆仑造山带的演化真的是同步且均一的吗？如果存在内在的非均一性，又是什么深部动力学过程控制了其分段性？ 这些问题的解答，将直接关系到对原特提斯洋闭合方式、大陆深俯冲与折返机制，以及造山带非均质演化的整体认识。

 针对上述问题，中国科学院广州地球化学研究所李旺超博士后、王强研究员、张龙副研究员与牛津大学Richard M. Palin副教授、青海地质调查院王秉璋正高级工程师、李五福正高级工程师等合作，通过对东昆仑造山带中部五龙沟地区（图1）发现的“麻粒岩化榴辉岩”开展系统的岩石学、地球化学与年代学研究，揭示了该地区在古生代大陆碰撞过程中发生的多阶段变质演化历史，并提出沿造山带走向存在显著的俯冲几何学差异与热结构不均一性，为探讨大陆碰撞带的热结构与演化过程提供了新的见解。

图1. （A）中国大陆主要克拉通和造山带的地质简图。（B）青藏高原北部构造单元的地质简图。（C）东昆仑造山带内古生代岩浆活动的年代及分布情况。

 通过岩相学观察、矿物化学分析、相平衡模拟和角闪石Ti温度计计算，表明东昆仑中段五龙沟地区的“麻粒岩化榴辉岩”，经历高压榴辉岩相变质后，又叠加了高温至超高温麻粒岩相变质作用，细分为四个变质演化阶段（图2）：高压榴辉岩相阶段（M1），变质条件约为19 kbar / 540 °C，对应于大陆地壳深俯冲；高压麻粒岩相阶段（M2），变质条件约为15 kbar / 750–800 °C，记录早期折返；中压麻粒岩相阶段（M3），变质条件约为8 kbar / 900 °C，达到温度峰值，指示超高温热扰动；角闪岩相退变质阶段（M4），变质条件约为<6 kbar / 740 °C，反映晚期冷却与流体渗入。锆石SIMS U-Pb定年结果显示，榴辉岩相变质作用发生在约430 Ma（图3），而(超)高温热事件及熔体结晶时间约为410 Ma（图3）。原岩锆石核部年龄集中在920–880 Ma（图3），结合全岩地球化学特征表明其原岩为新元古代大陆基性岩浆岩，形成于Rodinia超大陆的聚合-裂解背景下。

图2. 代表性麻粒岩化榴辉岩样品的相平衡模拟结果

图3. 代表性麻粒岩化榴辉岩样品的锆石形态、SIMS 定年结果与锆石稀土元素特征。

 更为重要的是，东昆仑造山带不同构造段的变质记录、花岗岩的分布特征呈现出显著的空间差异：东、西两段榴辉岩保存了“发夹状”P-T轨迹，缺乏高温叠加，反映快速折返；而中段岩石普遍经历高温—超高温麻粒岩相叠加，指示缓慢折返与地幔热输入（图4）。研究团队提出，这种差异可能源于俯冲角度的不同。东、西两段俯冲角度较陡，导致430 Ma形成的榴辉岩快速折返，在约 420–410 Ma 时已抵达中地壳深度，从而避免了后期高温热事件的叠加改造（图5）。后续板块断离引发的软流圈上涌使热源变浅，岩浆源区相应变浅，表现为花岗岩 Sr/Y 比值逐渐降低（图4）。中段俯冲角度较缓，地壳在深部滞留时间更长，榴辉岩折返至地壳底部后经历峰期后的减压加热，下地壳持续增厚并发生部分熔融，直至约 420 Ma（图5），表现为花岗岩 Sr/Y 比值持续升高（图4）。

图4.（A-C）东昆仑造山带中段代表性麻粒岩化榴辉岩与造山带东部和西部段的榴辉岩的的P-T-t轨迹 。(D-F)东昆仑造山带花岗岩的全岩 Sr/Y 比值图结果

图5. 展示了东昆仑东段、西段及中段差异性构造演化的示意图，其中包括大陆俯冲碰撞、俯冲大陆板块的抬升以及碰撞后的伸展等过程。

    综合变质与岩浆记录，研究团队构建了东昆仑从大陆深俯冲到造山带垮塌的演化模型（图5），强调沿走向的深部过程异质性对造山带结构与热演化的控制作用。该研究为理解全球古缝合带中的热异常机制与大陆碰撞动力学提供了新的视角。相关成果近期发表在国际地质学主流期刊GSA Bulletin上。本项研究得到了国家自然科学基金项目（42430311）、深地国家科技重大专项（2024ZD1001103）和国家自然科学基金青年基金C类（42402049）的联合资助。

论文信息：Wang-Chao Li（李旺超）, Long Zhang*（张龙）, Qiang Wang*（王强）, Richard M. Palin, Xiu-Zheng Zhang（张修政）, Jun Wang（王军）, Wu-Fu Li（李五福）, Bing-Zhang Wang（王秉璋）, Wei Dan（但卫）, Tong-Yu Huang（黄彤宇）, Er-Kun Xue（薛尔堃）, 2026, Metamorphic Evolution and Tectonic Implications of the Granulitized Eclogites from the Central East Kunlun Orogen, Northwest China: GSA Bulletin. https://doi.org/10.1130/B38618.1