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位于青藏高原北缘的柴北缘是一典型的大陆深俯冲超高压变质带,以发育典型的榴辉岩、石榴橄榄岩和相关片麻岩为主要特征。通过近几年的野外工作和局部区域的大比例尺野外填图,在柴北缘超高压变质带最东端都兰地区识别出一个高压麻粒岩次级单元,它与相邻的含榴辉岩的岩石单元为断层接触。高压麻粒岩单元主要的岩石类型包括高压麻粒岩、花岗质片麻岩、富铝质片麻岩(片岩)、石榴斜长角闪岩和英云闪长岩。高压麻粒岩呈透镜状或条带状分布在含石榴石的白云母片岩和片麻岩中,其成分可从超基性、基性变化到中性和酸性,其中基性高压麻粒岩是主体。野外关系显示中-酸性高压麻粒岩(统称长英质高压麻粒岩)可能为部分熔融作用的浅色体,而基性高压麻粒岩为残留体。根部岩石的显微结构特征、矿物之间的共生和替代关系,并结合系统的温压条件估算,确定都兰高压麻粒岩共经历五期变质作用：(1)早期进变质角闪岩相阶段(M1),以具有生长环带的石榴石变斑晶核部发育有绿帘石+角闪石+斜长石+石英等矿物包裹体为特征,相应的温压条件为T=550～595℃和P=0.9～1.15GPa；(2)峰期高压麻粒岩相阶段(M2)的矿物组合为：石榴石+单斜辉石+斜长石+石英±蓝晶石±金红石(基性),石榴石+蓝晶石+钾长石+斜长石+石英(长英质),石榴石+三元长石(已转变为条纹长石)+蓝晶石+石英(围岩副片麻岩),记录的温压条件为T=800-950℃和P=1.45-1.85 GPa；(3)高压麻粒岩相-高角闪岩相过渡阶段(M3),以早期粗粒单斜辉石周围出现蠕虫状的Cpx+P1后成合晶为主要特征,记录的温压条件为T=735～800℃和P=1.2～1.4GPa；(4)角闪岩相退变质阶段(M4),以含水矿物角闪石的发育为主要特征,局部见黑云母生长在石榴石周围,记录的温压条件为T=600～675℃和P=0.86～1.05Gpa；(5)晚期绿片岩相退变质阶段(M5),以发育阳起石、黑云母、绿帘石、绿泥石、白云母、珍珠云母和钠长石等含水矿物为特征。高压麻粒岩具有典型的顺时针P-T演化轨迹,经历的动力学过程主要包括：早期陆-陆碰撞引起地壳增厚(50-70km)和高压麻粒岩相变质作用,随后发生快速折返并经历近等温降压或略降温降压变质作用的改造,最后岩石抬升到中上地壳环境遭受角闪岩相和绿片岩相变质作用的叠加。全岩地球化学、Sm-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素研究结果表明,长英质高压麻粒岩(浅色体)和英云闪长岩具有类似于埃达克质岩石的地球化学特征,可能源自于增厚下地壳基性物质的部分熔融作用；或直接来自新底侵并增厚下地壳基性岩石中的角闪石(可能有少量黑云母参与)的脱水熔融,地壳厚度应大于50km(T>900℃)。花岗岩显示出类似于S型花岗岩的地球化学特征,可能来源于中元古代古老地壳的部分熔融,并与与副片麻岩是具有一定的亲缘性。锆石U-Pb年代学结果表明基性高压麻粒岩的峰期变质时代为434～446Ma,而长英质高压麻粒岩的部分熔融及相关变质作用时代428～442Ma,英云闪长岩的结晶时代为432～443Ma,均与相邻榴辉岩的超高压变质作用时代基本一致。因此,相同时代(420～450Ma)的超高压榴辉岩相变质作用、高压麻粒岩相变质作用和深熔作用等地质事件共同构成了都兰地区碰撞造山作用早期的构造热事件。同时,结合岩相学和地球化学资料,进一步表明基性高压麻粒岩和埃达克质岩石(长英质高压麻粒岩和英云闪长岩)可能同时形成于同一构造热背景,即在增厚的下地壳环境。退变基性高压麻粒岩中角闪石39Ar-40Ar坪年龄变化于423～432Ma之间,代表了高压麻粒岩的冷却时代或角闪岩相叠加的时代,也反映高压麻粒岩可能经历了快速冷却过程。S型花岗岩的形成时代为382-391Ma,指示了碰撞作用晚期从挤压转变为拉张体制的时代。