近年来,伴随超高压变质作用的不断深入研究,我国西部南阿尔金地区陆续确定了一系列多种类型的高压-超高压岩石,并确定其形成主体是早古生代陆壳深俯冲作用的产物,已成为继苏鲁-大别之后国际超高压变质作用研究的又一热点地区。本文通过详细的野外地质调查,查明了南阿尔金和柴北缘两个变质带中各个地区高压-超高压岩石组合。早期的研究认为南阿尔金地区超高压岩石主要出露在江尕勒萨依和英格利萨依地区,而高压麻粒岩仅在淡水泉地区被发现。随着研究程度的不断深入,本文在淡水泉地区又陆续发现长英质高压麻粒岩和石榴石辉石岩；在木纳布拉克地区也发现泥质高压麻粒岩。由此可见,区内高压-超高压岩石由北向南断续出露在南阿尔金俯冲碰撞杂岩带,共同构成一条高压一超高压变质带。结合室内详细的岩相学观察及相关实验研究,确定了不同类型岩石的峰期变质时代及变质演化历史,从而为确定阿尔金南缘陆壳深俯冲折返途径及演化过程和探讨阿尔金造山带大陆深俯冲发生的动力学机制提供关键的约束条件；通过对南阿尔金和柴北缘胜利口地区浅色脉体的研究,查明了脉体的形成时代、熔流体的性质及源区,为研究陆壳俯冲折返过程中的熔流体活动提供关键证据。本文取得的主要成果如下：1、通过详细的岩相学研究,在江尕勒萨依UHP榴辉岩中发现了指示UHP变质的碳酸盐岩矿物组合和斯石英假象的长柱状石英棒状集合体,在英格丽萨依含石榴石花岗质片麻岩中发现石榴石中残留K-cymrite-钾长石超高压相,从而为证明南阿尔金高压-超高压变质岩带经历超高压变质作用提供了直接证据。(1)在江尕勒萨依地区新鲜榴辉岩中发现石榴石和绿辉石具白云石反应边的残存浑圆状菱镁矿包体及及方解石集合体等包体,并发育非常类似于超高压岩石中柯石英假象所常具有的放射状裂纹；另外,还发现绿辉石和石榴石中发育长柱状石英棒状集合体,根据实验岩石学资料的分析对比推断呈长柱状的多晶石英集合体应解释为斯石英假象,即其经历了由斯石英→柯石英→石英的转变过程。这些显微结构表明榴辉岩的峰期矿物组合为Grt+Omp+Mgs+Arg±Sht,从而估算南阿尔金新鲜榴辉岩的峰期压力至少为8-10GPa：(2)英格利萨依地区含石榴石花岗质片麻岩中的石榴石含有钾长石、钾长石+石英、石英和条纹长石四类包裹体。拉曼光谱特征显示除了特征的钾长石镨峰,钾长石多晶包体还具有与K-cymrite和cymrite典型拉曼谱峰一致的谱峰390-393cm-1和668-669cm-1,结合岩相学特征推断钾长石包体是由先存高压相K-cymrite退变而来,确定其峰期压力为>2.8-3.6GPa,为该岩石经历超高压变质作用提供直接证据；推断钾长石+石英多晶包体应是先存K-cymrite+coesite退变的产物;石英包裹体与UHP岩石中柯石英向石英转变的结构一致,应为柯石英假象。2、通过详细岩相学研究、矿物成分分析和温压估算,确定了南阿尔金四个地区高压-超高压岩石和柴北缘胜利口地区退变榴辉岩的变质演化期次。锆石年代学特征及其矿物包裹体特征,分别获得南阿尔金高压-超高压岩石的原岩形成时代主体为新元古代、峰期变质年龄为-500Ma和麻粒岩相退变质时代为-450Ma；获得柴北缘胜利口退变榴辉岩的峰期榴辉岩相变质时代为440Ma,麻粒岩相变质时代为420Ma。综合岩相学、年代学结果从而建立了完整的P-T-t演化轨迹。(1)详细的岩相学观察和温压计算表明江尕勒萨依地区榴辉岩和含斯石英显微结构的泥质片麻岩在经历了UHP榴辉岩相变质后又分别经历了高压麻粒岩相和高角闪岩相两期退变质作用;锆石阴极发光图像显示这两种岩石中锆石均具有残留核-变质核-变质边的多层结构。LA-ICP MS原位微区锆石U-Pb定年获得区内这两种UHP岩石的原岩年龄分别为752±7Ma和<645Ma；同时还获得变质核年龄为500±2Ma和489±4Ma,变质边平均年龄为455±2Ma和448±3Ma.根据锆石矿物包裹体特征及微量元素特征,推断这两组年龄分别代表超高压峰期变质年龄和麻粒岩相的退变质年龄。从而表明区内新元古代陆壳岩石在～500Ma经历了陆壳深俯冲发生UHP变质作用后,又分别在450Ma和<450Ma经历了高压麻粒岩相及高角闪岩相两期退变质作用,构成一条顺时针P-T-t演化轨迹;(2)锆石U-Pb定年获得英格丽萨依地区含石榴石花岗质片麻岩的原岩年龄为857±7Ma,属新元古代,而峰期变质年龄为500±4Ma,与江尕勒萨依地区UHP榴辉岩的峰期变质年龄一致。岩相学、矿物包体研究和温压计算结果表明,该岩石的新元古代原岩(857±7Ma)在～500Ma经历了陆壳深俯冲并发生超高压变质(>2.8-3.6GPa)后,在抬升时由于降压升温叠加了超高温麻粒岩相变质作用,最后又经历降温降压的一条顺时针P-T (-t)轨迹；(3)淡水泉地区出露高压泥质麻粒岩和高压长英质麻粒岩,石榴石辉石岩呈透镜体包裹在这些麻粒岩相的片麻岩中。岩相学研究表明高压泥质麻粒岩经历了多期次的变质作用,各期次矿物组合在P-T视剖面图上限定了一条顺时针的P-T演化轨迹,即该岩石达到高压麻粒岩相变质后又经历了早期呈近等温降压以及后期趋于近等压降温的P-T演化轨迹。锆石U-Pb微区原位定年获得了高压泥质麻粒岩的变质时代为486+5Ma,原岩的形成时代上限值约为719Ma。长英质麻粒岩经历了三个阶段的变质期次,达到高压麻粒岩相变质后在退变质作用早期呈降温降压趋势,晚期则趋于近等压降温,总体具有顺时针P-T演化轨迹。其峰期变质年龄为505+5Ma,原岩形成时代为866+5Ma。石榴石辉石岩经历了升压升温的进变质作用,达到峰期(榴辉岩相)变质后又分别经历高压麻粒岩相和角闪岩相退变质作用,在P-T视剖面图上获得了一条顺时针的P-T演化轨迹,即该岩石早期经历了升温升压,之后升温降压,最后降温降压的变质演化过程。结合锆石U-Pb定年,确定区内三种岩石的形成是与陆壳俯冲作用有关的高压-超高压变质事件的产物。(4)详细的岩相学特征表明南阿尔金木纳布拉克地区出露的高压泥质麻粒岩峰期变质时代为485+5Ma,其在经历了高压麻粒岩相变质之后,又经历了两期退变质作用,并给出了一条早期降温降压后期近等压降温的顺时针P-T演化轨迹,其形成是与南阿尔金俯冲作用引发的高压-超高压变质作用的产物。锆石年代学研究获得区内高压泥质麻粒岩的原岩的形成年龄应小于580Ma,石英片岩原岩形成年龄的上限为840+5Ma,二云母石英片岩的原岩形成时代应小于647Ma,表明这三种岩石原岩的形成时代均为新元古代,与南阿尔金阿尔金岩群中的高压-超高压岩石的原岩时代一致。因此木纳布拉克地区的这三种岩石不应再划归为“长城系”,将其归属为阿尔金岩群更为合适。(5)岩相学和矿物化学特征表明柴北缘胜利口地区退变榴辉岩经历了多期次的变质作用,石榴石中残留的绿辉石包体表明退变榴辉岩曾经历了榴辉岩相变质,其矿物组合为Grt+Omp+Rt+Qz,Cpx+Pl1后成合晶或筛状交生体、Cpx+P11交生体外围的Amp+P12后成合晶表明该岩石在峰期榴辉岩相变质之后又分别经历了高压麻粒岩相和角闪岩相两期的退变质作用,其矿物组合分别为Grt+Cpx+Pl1+Qz+Ilm和Grt+Amp+P12+Qz±Ilm。锆石内部结构特征、矿物包裹体和年代学数据显示该岩石的峰期变质作用和麻粒岩相退变质作用分别发生在440Ma和420Ma,这与柴北缘其他高压-超高压岩石所获得的峰期变质年龄(420-461Ma)与退变质年龄(400-425Ma)相一致,从而构成一条顺时针P-T-t演化轨迹。3、通过对南阿尔金江尕勒萨依地区含石榴石黑云母片麻岩中浅色脉体和柴北缘胜利口地区退变榴辉岩中浅色脉体的研究,确定了脉体的形成时代,并对形成这些脉体的熔流体性质及源区得到很好的限定。(1)对江尕勒萨依地区含石榴石黑云斜长片麻岩锆石U-Pb定年分析获得四组年龄：>586Ma、503±5Ma、459±4Ma和415±3Ma。其中586Ma为该岩石的原岩形成上限,503±5Ma和459±4Ma分别与本文获得的区内榴辉岩和UHP含石榴石泥质片麻岩的峰期变质时代和麻粒岩相退变质时代相一致,而415±3Ma可能代表后期深熔或热液事件的时间。锆石U-Pb定年获得长英质脉体中的核部锆石的年龄为604-1702Ma,与寄主片麻岩的核部锆石年龄范围一致,边部锆石年龄为417±2Ma,与寄主片麻岩的边III锆石年龄一致。岩相学特征显示长英质脉体可能是寄主岩石发生熔融而形成的,CL图像和微量元素特征显示长英质脉体中的边部锆石可能为深熔成因,结合岩相学特征,进一步说明脉体为片麻岩深熔形成的,发生的时间为～415Ma。(2)在胜利口地区发现退变榴辉岩中发育浅色脉体,在与脉体接触的部位,退变榴辉岩发生强烈的角闪岩化,退变为石榴石角闪岩。锆石U-Pb定年研究获得浅色脉体的形成时代为422+2Ma,与该岩石麻粒岩相退变质时代(420Ma)一致。地球化学特征显示浅色脉体中含有较高的SiO2, Al2O3, Na2O, CaO和Sr的含量,结合锆石U-Pb定年结果和Hf同位素特征,推断浅色脉体是由退变榴辉岩中先存绿辉石部分熔融产生的富含Na, Si, Ca, Al和Sr元素的内部流体形成的。另外,靠近脉体的石榴石角闪岩具有强烈地角闪岩化,且相对退变榴辉岩具有较高的K, LREE, LILE含量,表明存在少量的含有较高K, LREE, LILE含量的外来流体加入,并与围岩退变榴辉岩发生相互作用。这些外来流体的迁入可能发生在角闪岩相变质阶段之前或一直持续到该阶段之后。因此,多期次的流体流动在退变榴辉岩抬升过程中被识别,其中主期形成长英质脉体的流体是在峰期榴辉岩相向麻粒岩相转变过程中由绿辉石部分熔融产生的内部流体,随后外来流体迁入则发生在角闪岩相变质前后,对应于最后一期的流体流动。根据上述研究及前人对区内高压-超高压岩石的研究结果,本文取得以下新的认识：(1)南阿尔金(-500Ma)和柴北缘地区(420-457Ma)的超高压岩石与高压麻粒岩相岩石各自具有一致的峰期变质时代,但它们在岩石组合,高压-超高压岩石的保存状态、峰期变质条件不同,而一些UHP岩石在峰期阶段之后折返阶段的变质历史具有明显差异。因此同时代的具有不同变质演化历史的超高压岩石与高压麻粒岩共存于同一个造山带中。本文利用俯冲隧道模型来解释这种现象,即高压麻粒岩和UHP岩石在同一时间俯冲到不同深度部位,在不同的热状态下发生相应峰期变质后折返到地表产生的,而不同超高压岩石具有不同的退变质轨迹则是由于其折返路径的差异引起的。(2)结合前人精细的锆石U-Pb年代学研究表明,南阿尔金出露的高压-超高压变质岩石的原岩形成时代均属于新元古代,暗示这些高压-超高压岩石的原岩应来自新元古代的地层或地质体。进一步对阿尔金地区各前寒武纪地层的碎屑锆石进行统计分析发现,其中元古代物源可能来源于南侧。结合区域地质资料,本文初步提出,南阿尔金高压—超高压变质岩带的形成可能是南阿尔金洋向北俯冲拖曳其南侧的亲扬子地块属性的部分新元古代陆壳物质(如藏北或东、西昆仑新元古代基性-超基性岩石等)在～500Ma发生陆壳俯冲—深俯冲作用的产物,之后在～450Ma与<450Ma经历了两期抬升。(3)尽管南阿尔金和柴北缘高压-超高压岩石的变质时代均为早古生代,但二者的峰期变质及退变质时代具有明显的不一致性,柴北缘较南阿尔金滞后约20～80Ma。因此,南阿尔金和柴北缘不应属于同一条高压-超高压变质带。