华北克拉通中部造山带早前寒武纪变质演化历史评述*

肖玲玲 刘福来

XIAO LingLing 1 and LIU FuLai 2

1. 北京科技大学土木与环境工程学院，北京 100083 2. 中国地质科学院地质研究所，北京 100037

1. School of Civil and Environmental Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2. Institute of Geology，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

2015-07-01 收稿，2015-08-20 改回.

1 引言

全球80% ～90%的陆壳是在早前寒武纪形成的，且绝大多数形成于中-新太古代(Condie et al.，2001)。早期陆壳物质在长期演化历史中形成面积较小的稳定陆壳区块，被称为陆核(continental nucleus)，随后经过巨量陆壳增生，围绕着古老陆核形成了微陆块(micro-continental block)。微陆块间彼此发生拼合、逐渐增生形成大陆。地质学家将长期稳定、未经构造活动或变形的、具有一定规模的地壳部分，称为克拉通(craton)。大多数克拉通都是在太古宙2.65 ～2.5Ga 期间形成的，少数完成于古元古代末2.0 ～1.9Ga(赵宗溥，1993)。克拉通化的结果是在地球上形成与现今规模相似的稳定大陆。

华北克拉通(North China Craton)是由中亚造山带(或兴蒙造山带)和祁连-秦岭-大别造山带围限起来的一个早前寒武纪稳定地块(图1)，是一个有约38 亿年漫长历史的古老克拉通。与世界上其它克拉通相比，华北克拉通出露面积不大，但经历了复杂的多阶段的构造演化，记录了几乎所有的地球早期发展的重大构造事件(Kusky et al.，2007;翟明国，2008)。长期以来，华北克拉通早前寒武纪基底的形成及其大地构造演化备受国内外学者的关注，近二十年来更是将研究的重点聚焦于新太古代-古元古代基底构造格局的划分上。目前，对华北克拉通前寒武纪基底构造格架的研究，虽然在某些划分细节上有所差别，但已经形成一个基本共识，即华北克拉通前寒武纪基底是由先存的数个微陆块后期拼贴而成的。

图1 中国主要构造单元划分简图(据Zhao et al.，2001b)Fig.1 Geological sketch map of the North China Craton(after Zhao et al.，2001b)

图2 华北克拉通前寒武纪基底构造划分图(据Zhao et al.，1998，2001b，2005)XH-宣化杂岩;HA-怀安杂岩;HS-恒山杂岩;FP-阜平杂岩;WT-五台杂岩;LL-吕梁杂岩;ZH-赞皇杂岩;ZQ-左权杂岩;ZT-中条杂岩;TH-太华杂岩;DF-登封杂岩Fig.2 Tectonic subdivision of the North China Craton proposed by Zhao et al.(1998，2001b，2005)XH-Xuanhua complex;HA-Huai'an complex;HS-Hengshan complex;FP-Fuping complex;WT-Wutai complex;LL-Lüliang complex;ZH-Zanhuang complex;ZQ-Zuoquan complex;ZT-Zhongtiao complex;TH-Taihua complex;DF-Dengfeng complex

赵国春定义的“华北中部造山带”为东部陆块和西部陆块的构造拼合带，该造山带以中国东部两条主要的深大断裂为界，总体呈南北向展布，带内早前寒武纪基底岩石大体出露于登封、太华、中条、赞皇、吕梁、阜平、五台、恒山、怀安、宣化和冀北等地区(图2)，主要由新太古代-古元古代TTG 片麻岩、表壳岩、铁镁质岩墙和同构造或碰撞后花岗岩组成。与东、西部陆块新太古代基底相比，中部带基底中含有较多的表壳岩，且其中大多数经历绿片岩相-麻粒岩相变质作用，根据变质作用程度不同，中部带基底可以进一步分为高级区和花岗-绿岩带(Zhao et al.，2003)。前者变质程度可达高角闪岩相-麻粒岩相，包括太华、阜平、恒山、怀安、宣化等杂岩，在华北中部带北段基底出露大量高压麻粒岩和退变榴辉岩，它们沿中部带北部恒山-怀安-宣化-承德一线分布，在空间上构成一条长约500km、NE 向延伸的高压麻粒岩相带，即桑干构造带(Zhai et al.，1993;郭敬辉等，1996b;翟明国等，1996;Zhao et al.，2001a);花岗-绿岩带的变质程度相对较低，多为绿片岩相-角闪岩相，包括登封、吕梁、赞皇、五台等杂岩(Zhao et al.，2003;鉴于吕梁杂岩已有麻粒岩报道，本文将其归为高级区杂岩体)。除太华杂岩外，高级区其它所有变质杂岩均分布在中部带的中北段，而花岗-绿岩带则出露于中部带中南段。变质演化研究表明，两类变质杂岩区的多数变质岩石可保留3 ～4 个阶段的变质矿物组合，均记录了类似的顺时针近等温降压型的变质作用P-T 轨迹，但不同杂岩区所记录的变质信息不尽相同。是什么原因造成了不同杂岩间变质程度的差异?该差异与其在中部带构造位置的关系有何联系?这些问题限制了人们对华北中部造山带构造演化过程的完整认识。另外，华北克拉通早前寒武纪基底的最终拼合时代也是困扰地质学家们的一个重大难题。大量的年代学数据表明，华北中部造山带各变质杂岩区普遍存在1900 ～1800Ma 的变质事件，近年来，部分学者在中部带的恒山、五台、阜平、吕梁、赞皇和太华变质杂岩区又陆续报道出了～1.95Ga 和～2.5Ga 的变质年龄记录。然而，到目前为止，该三组变质年龄与不同变质阶段的对应关系仍无法确定。本文以此为出发点，尝试通过综合对比华北中部造山带不同变质杂岩的地质特征和变质作用P-T 轨迹，提出几点关于华北克拉通早前寒武纪基底演化的初步认识，仅供参考。

2 华北中部带变质杂岩的地质概况

2.1 高级区地质概况

2.1.1 怀安-宣化杂岩

怀安-宣化杂岩由6 个主要岩性单元组成，包括怀安TTG片麻岩、蔓菁沟-西望山高压基性麻粒岩、孔兹岩系、董家沟花岗质片麻岩、怀安紫苏花岗闪长岩-紫苏花岗岩和大平沟花岗岩(Guo et al.，2002;Zhao et al.，2010a)。怀安TTG 片麻岩形成于约2.44 ～2.55Ga(Zhao et al.，2008a;Liu et al.，2012b;Su et al.，2014)，占杂岩体的60%，主要由闪长质、英云闪长质、奥长花岗质和花岗闪长质片麻岩组成，经历角闪岩相-麻粒岩相变质作用和多期变形作用(Zhang et al.，1994;Guo et al.，2002;Zhao et al.，2008a)，来源于石榴石基性麻粒岩或榴辉岩的部分熔融(郭敬辉等，1996a)。蔓菁沟-西望山高压基性麻粒岩以布丁状或似层状产出于怀安TTG片麻岩中，二者截然接触，但未发现明显的侵入接触关系。Zhao et al.(2008a)根据野外产状和变形关系推测基性麻粒岩来自于变质的辉长岩墙，后期的剪切变形使其长轴与片麻岩平行，并发生布丁化。其原岩大致形成于2032 ～2201Ma，就位时间可能为1964 ±60Ma(Zhao et al.，2008a)，包体局部页理被晚期伟晶岩脉切穿，后者结晶年龄为1806 ±15Ma(Wang et al.，2010a)。怀安孔兹岩系主要由石墨-石榴石-夕线石片麻岩、石榴石石英岩、长英质副片麻岩、钙硅酸盐岩和大理岩等组成(Zhao et al.，2010a)，与怀安TTG 片麻岩、基性麻粒岩和紫苏花岗岩呈构造接触(Guo et al.，2002)。Zhao et al.(2008a)推测怀安孔兹岩系是集宁杂岩的一部分，在东西部陆块碰撞过程中逆冲至此地。董家沟花岗质片麻岩出露于蔓菁沟地区的东南部，与怀安TTG 片麻岩和大平沟花岗岩呈构造接触(Zhao et al.，2010a)，形成时间为2036 ±16Ma(Zhao et al.，2008a)。怀安紫苏花岗闪长岩和紫苏花岗岩形成于1849 ±10Ma(Zhao et al.，2008a)，以块状或布丁状产出于怀安TTG 片麻岩的闪长质-英云闪长质片麻岩中，由闪长质-英云闪长质片麻岩的重熔作用而成(刘福来，1995)。大平沟含石榴石的钾长花岗岩出露于蔓菁沟的西南部，为同构造或构造后S 型花岗岩，可能来源于孔兹岩系泥质片麻岩的部分熔融，就位于1850 ±17Ma(Zhao et al.，2010a)。

2.1.2 恒山杂岩

杂岩主要由恒山TTG 片麻岩、恒山基性麻粒岩和角闪岩、朱家坊表壳岩和义兴寨花岗岩体4 个基本岩性单元组成(田永清，1991;Zhao et al.，2001a，2007)。恒山TTG 片麻岩、朱家坊表壳岩和义兴寨花岗岩体彼此间均以韧性剪切带为界(Zhao et al.，2001a)。恒山TTG 片麻岩占杂岩体的80%，包括闪长质、英云闪长质、奥长花岗质、花岗闪长质和花岗质片麻岩，经历麻粒岩相变质作用和多期变形作用，岩石强烈混合岩化，局部显示原位熔融和高级深熔作用特征(Zhao et al.，2001a，2007)，来源于地幔基性岩石的部分熔融，就位于岩浆弧环境(Kröner et al.，2005a，b)。斜长角闪岩和基性麻粒岩多以包体、布丁状或似层状产出于恒山片麻岩中，包体或布丁的长轴与TTG 片麻岩的区域面理方向平行。局部保留残余辉长/辉绿结构，原岩为～1915Ma 的基性岩墙残片(Zhao et al.，2001a，2007;Kröner et al.，2006)。麻粒岩有中压麻粒岩和高压麻粒岩两种类型(Zhao et al.，2001a;O’Brien et al.，2005;Kröner et al.，2006)，二者的野外特征存在明显区别，后者多为粗粒结构，缺少棕色斜方辉石(Zhao et al.，2007)。部分地区(如恒山白马石等地)麻粒岩保留绿辉石假象，为退变榴辉岩(翟明国等，1995;Zhao et al.，2001a)。朱家坊表壳岩主要由角闪岩、长英质片麻岩、云母片岩、BIF 和石英岩组成。沿近东西向的两个带分布，切穿恒山花岗质片麻岩和义兴寨片麻岩的区域片麻理。岩石表现强烈的韧性变形特征，发生糜棱岩化，经历低角闪岩相变质作用(Zhao et al.，2001a)，部分学者认为其与五台绿片岩可对比(田永清，1991)。义兴寨花岗岩体经历绿片岩相-低角闪岩相变质作用，变形微弱，局部保留初始岩浆结构。年代学和地球化学资料显示，义兴寨TTG 片麻岩代表了与恒山TTG 片麻岩类似的上地壳成分，二者均属于高铝的钙碱系列，约2520 ～2480Ma 时就位于岩浆弧环境(Kröner et al.，2005a，b)。

2.1.3 阜平杂岩

阜平杂岩主要由阜平TTG 片麻岩、龙泉关眼球状片麻岩、阜平表壳岩、湾子表壳岩系和南营花岗质片麻岩等部分构成(Zhao et al.，2002b)。阜平TTG 片麻岩约占阜平杂岩的60%，形成于2475 ～2523Ma(Guan et al.，2002;Zhao et al.，2002a)，主要由英云闪长质、奥长花岗质和花岗闪长质片麻岩，及其基性麻粒岩、斜长角闪岩和角闪片麻岩包体组成，经历高角闪岩相-麻粒岩相变质作用及强烈的多期变形作用。岩相学和地球化学数据表明阜平片麻岩来自于幔源玄武质岩石的部分熔融(Zhao et al.，2002b)。龙泉关眼球状片麻岩，也称龙泉关群，主体沿两条大型剪切带分布，由粗粒花岗闪长质和二长花岗质片麻岩和包含钾长石斑晶的糜棱岩化花岗质伟晶岩组成，局部发育斜长角闪岩和角闪片麻岩包体。龙泉关眼球状片麻岩与湾子表壳岩间为构造接触，但与阜平片麻岩呈过渡接触关系，是阜平片麻岩糜棱岩化的产物(Zhao et al.，2002b)，Wilde et al. (1997)获得其原岩年龄约为2540Ma。湾子表壳岩系，经历角闪岩相变质作用，主要由长英质和泥质片麻岩、泥质片岩、钙硅酸盐岩、大理岩以及斜长角闪岩组成(刘树文和梁海华，1997)，大致形成于2097 ～2112Ma(Guan et al.，2002;Zhao et al.，2002a;Xia et al.，2006c)，与阜平TTG 片麻岩间为构造接触。南营花岗质片麻岩仅出露于阜平片麻岩中，主体由中细粒、弱面理化的、含磁铁矿二长花岗质片麻岩及少量花岗闪长质片麻岩组成，形成于2024 ～2077Ma(Guan et al. 2002;Zhao et al.，2002a)，局部与阜平片麻岩间侵入关系明显，且其较弱的面理方向与阜平片麻岩片麻理平行，表明二者经历了同期变形事件(Zhao et al.，2002b)。

Liu et al. (2002)提出阜平杂岩先后经历了五次构造热事件和两期变质作用事件，分别为:(1)～2.70Ga 基性岩浆作用和早期地壳生长，可能存在～3.0Ga 的古老地壳;(2)～2.50Ga 与碰撞相关的地壳加厚、玄武质岩浆底垫、高级变质作用、地壳重熔和TTG 岩浆作用;(3)约2.50 ～2.00Ga 期间伸展变形和基性岩墙群、南营花岗质岩体沿城南庄剪切带的就位;(4)约2.0 ～1.80Ga 期间S 花岗质岩浆作用和与之相关的角闪岩相变质作用;(5)～1.80Ga 花岗质伟晶岩墙就位。

2.1.4 吕梁杂岩

杂岩区出露的早前寒武纪岩石主体为变质表壳岩和花岗岩类侵入体(耿元生等，2000;万渝生等，2000;Wan et al.，2006a;Zhao et al.，2008b，2010b;刘树文等，2009;Liu et al.，2011，2012c，2014)，变质表壳岩可进一步划分为界河口群、吕梁群、野鸡山群和岚河群/黑茶山群。界河口群大致形成于2.0 ～2.2Ga(耿元生等，2000;万渝生等，2000;Liu et al.，2006，2012c;Wan et al.，2006a;Xia et al.，2006a，b，2009;刘超辉等，2013)，主要岩石类型包括(含石墨)大理岩、变泥砂质岩石和少量的斜长角闪岩，多经历角闪岩相变质作用，界河口和东社等地可见少量基性麻粒岩出露(Liu et al.，2003)。万渝生等(2000)认为界河口群变质表壳岩具明显孔兹岩特征。吕梁群包括袁家村组、裴家村组、近周峪组和杜家沟组，与界河口群、岚河群均呈角度不整合接触。界河口群和吕梁群至少经历了两期变质-变形作用，早期以变形作用为主，变质级别为绿片岩相;第二期以角闪岩相变质作用为主(于津海等，1999)。野鸡山群和岚河群/黑茶山群为低绿片岩相-绿片岩相变质，曾被认为是上下构造叠置关系，1∶5 万马坊幅区域地质调查报告(山西省地质矿产局区域地质调查队，1992①山西省地质矿产局区域地质调查队.1992. 1∶5 万马坊幅区域地质调查报告)确认二者为大体同时的异相产物。年代学资料显示，吕梁群和野鸡山群属同一时代产物，分别形成于2213 ±47Ma 和2210 ±13Ma(Liu et al.，2012c)，耿元生等(2000)获得白龙山组中酸性凝灰岩的锆石U-Pb 年龄为2124 ±38Ma，表明野鸡山群的火山岩形成于古元古代。该地区出露规模较大的古元古代花岗岩体包括关帝山花岗岩、赤坚岭花岗片麻岩、盖家庄片麻状花岗岩、芦芽山辉石石英二长岩和云中山花岗岩等，分别形成于古元古代构造运动的不同阶段(万渝生等，2000;Wan et al.，2006a;Zhao et al.，2008b;刘树文等，2009)。

2.1.5 太华杂岩

太华杂岩总体呈NWW-SEE 方向展布，自西向东绵延数百公里，分别出露于华山、灵宝、三门峡、洛宁、熊耳山、鲁山以及舞钢等地区。“太华群”变质岩石以TTG 质片麻岩、斜长角闪片麻岩、泥质片麻岩和大理岩为主，普遍经历角闪相变质作用，鲁山局部地区出露(高压)基性麻粒岩(孙勇，1983;沈其韩等，1992)。近来年从“太华群”变质岩石中获得的年龄数据跨度较大，从新太古代到古元古代均有分布，Diwu et al.(2010)提出鲁山地区的太华杂岩由两个不同阶段形成的地质体组成:TTG 质片麻岩系主要形成于新太古代(2794 ～2752Ma)，表壳岩系的沉积时代约为2.0 ～2.2Ga，属于古元古代。熊耳群火山岩不整合覆盖于太华变质杂岩之上，其主要的岩性为灰绿色安山玢岩、紫灰色含长石斑晶的安山玢岩、暗紫灰色英安岩、安山岩和流纹岩，形成年龄约为1.78 ～1.75Ga(He et al.，2009)。

2.2 花岗-绿岩带及其它杂岩地质概况

2.2.1 五台杂岩

五台杂岩由新太古代-古元古代的五台群变质的火山-沉积岩、花岗质深成岩体和滹沱群三部分组成(Zhao et al.，2007;Wei et al.，2014)。基于岩石组合和变质程度，五台群可分为石嘴、台怀和高凡三个亚群，台怀亚群变质火山岩的SHRIMP 锆石U-Pb 年龄集中在2530 ～2515Ma(Wilde et al.，2004a，b)，石嘴亚群并没有准确的年龄限定，故三者并非正常沉积的地层层序，而是沿NE-SW 向剪切带发生构造扰动和并置形成的(Zhao et al.，2007;Wei et al.，2014)。Wan et al.(2010)在高凡亚群变沉积岩中获得最年轻的碎屑锆石年龄为～2.47Ga，表明其可能是古元古代沉积。五台群金刚库组变质橄榄岩-辉绿岩墙-玄武质枕状熔岩组合被认为是古大洋壳残片(李继亮等，1990;白瑾等，1992;王凯怡等，1997)。花岗深成岩体包括五台、大洼梁和凤凰山花岗岩，其中五台花岗岩出露最多，变形作用较强，显示构造前花岗岩特征(田永清，1991);大洼梁花岗岩变形较弱;未变形的凤凰山花岗岩为造山后或非造山花岗岩(田永清，1991)。滹沱群不整合覆盖于五台和阜平杂岩之上，是恒山-五台-阜平早前寒武纪杂岩中最年轻的单元。滹沱群多数经历绿片岩相变质，向西变质程度略有增加，可能达到角闪岩相(Zhao et al.，2007;Wei et al.，2014)

2.2.2 赞皇-左权杂岩

赞皇杂岩包括原“赞皇群”和“甘陶河群”，主要由TTG片麻岩类、深熔花岗岩类和变质地层组成。“赞皇群”相当于“阜平群”。岩石普遍经历了浅-中级变质作用或不同程度的混合岩化作用，两杂岩区出露的“赞皇群”变质岩石类型主要有:长英质片麻岩、泥质-半泥质片麻岩、斜长角闪岩、石榴角闪岩、云母片岩、大理岩和条带状磁铁矿等。其中，片麻岩、云母片岩均以似层状方式分布，局部地区泥质成分富集，大理岩为厚夹层状，与长英质片麻岩间呈过渡接触关系。(斜长)角闪岩多以似层状和“透镜状”方式产出于片麻岩中，二者具有一致的片麻理构造，部分露头可见明显侵入接触关系。左权地区变质程度相对较低，无典型变泥质岩出露，多经历绿片岩相-角闪岩相变质作用，赞皇地区变质岩石变质程度可达高角闪岩相-麻粒岩相过渡带(Xiao et al.，2011，2014;肖玲玲等，2011)。浅变质的“甘陶河群”不整合覆盖于“赞皇群”之上(Liu et al.，2012a)。

Trap et al.(2009a)将赞皇变质杂岩区划分为西部区块、中部区块和东部区块，在中部区块西缘存在一条构造缝合带，推测赞皇变质杂岩区的形成是1880 ～1850Ma 期间华北克拉通东部陆块与阜平陆块沿构造缝合带碰撞拼合作用的结果。王军鹏(2015)在赞皇厘定出一套构造混杂岩石序列，认为赞皇混杂岩是阜平岛弧地体向东南逆冲与东部陆块碰撞形成的，代表了两者之间的俯冲碰撞缝合带;同时获得王家庄花岗岩和未变形伟晶岩锆石LA-ICP-MS U-Pb 年龄为2500 ～2540Ma，表明赞皇杂岩的形成时代应不晚于新太古代。

2.2.3 中条杂岩

中条杂岩主要由涑水杂岩、同善杂岩(天窗)、绛县群、中条群、担山石群、西洋河群等组成(刘树文等，2007;张晗和孙丰月，2012)。其中涑水杂岩的主要组成单元为寨子TTG 片麻岩和西姚TTG 片麻岩、西姚表壳岩、横岭关变质钙碱性二长花岗岩和奥长花岗岩、冷口变质火山岩和永济二长花岗岩体。锆石年代学数据显示，涑水杂岩主要的花岗岩侵入事件发生在2.45 ～2.55Ga(田伟等，2005;郭丽爽等，2008;赵凤清，2006)。“同善天窗”主要由虎坪杂岩及宋家山群组成，张晗和孙丰月(2012)获得前者中的黑云斜长片麻岩和英云闪长岩的形成年龄大致为2530 ～2550Ma。绛县群与涑水杂岩之间为不整合接触关系，主要由变质泥质岩、变质半泥质岩、变质火山岩和变质凝灰质沉积岩等组成，赵凤清(2006)对铜矿峪火山岩进行了锆石SHRIMP 年代学测试，获得了其成岩时代为2273.4 ±17.9Ma。中条群与涑水杂岩及绛县群间均为角度不整合接触关系，主要是一套变质陆源碎屑-碳酸盐沉积岩系，形成时代约为2059Ma(赵凤清，2006);担山石群形成于早元古代晚期(＞1900Ma;赵凤清，2006)，与绛县群、中条群均呈角度不整合接触，局部可见断层接触关系，主要由粗碎屑沉积岩、石英岩和变质粉砂岩组成;西洋河群与上覆汝阳群红色粉砂岩呈低角度不整合接触，是以未变质的双峰式火山岩为主体的一套沉积-火山岩系(刘树文等，2007)，形成时代约为1820 ～1840Ma(赵凤清，2006)。孙大中和胡维兴(1993)认为涑水杂岩不具备地层意义，主体为一套花岗质侵入岩体，虽有部分太古宙岩石存在，但其主体形成于古元古代。白瑾等(1997)则认为涑水杂岩应为太古宙大陆岩浆弧的产物，为本区的太古宙结晶基底。

2.2.4 登封杂岩

前人将河南地区出露的前寒武纪的地质体分为两个群，下部称之为登封群，上部称之为嵩山群，在二者之间为安沟群。登封群主要由斜长角闪岩、角闪变粒岩、黑云变粒岩、云母石英片岩和少量磁铁石英岩组成，经历角闪岩相变质。嵩山群自下而上分为罗汉洞组、五指岭组、花峪组和庙坡山组，主要由石英岩或片岩组成，与太古宙登封群呈不整合或断层接触(万渝生等，2009)。登封杂岩中的TTG 片麻岩和表壳岩系的形成年龄接近，介于2540 ～2500Ma 之间(Diwu et al.，2010)。杨崇辉等(2009)获得安沟群变玄武岩和变酸性火山岩形成年龄为2507 ～2521Ma，表明安沟群形成于新太古代，是与登封杂岩为同期构造岩浆活动的产物。

2.3 中部带重要岩石类型的地质意义

上述可知，中部带基底主要由新太古代至古元古代TTG片麻岩、表壳岩、铁镁质岩墙和同构造或构造后花岗岩等岩石类型组成(Zhao et al.，2003)，其中，高压麻粒岩-退变榴辉岩和孔兹岩系的确认对探讨华北克拉通早前寒武纪基底的构造演化有着非常重要的意义。

2.3.1 高压麻粒岩-退变榴辉岩

以往研究认为前寒武纪麻粒岩的变质温度大多在800℃左右，压力小于10.0kbar，属中压变质，少见高压麻粒岩(沈其韩等，1992;赵宗溥，1993)。自20 世纪90 年代以来，我国学者陆续在华北克拉通中部的恒山、怀安、宣化、承德等地区发现高压麻粒岩-退变榴辉岩地体(王仁民等，1991;郭敬辉等，1993，1998;Zhai et al.，1993;翟明国等，1995;李江海等，1998;钟长汀，1999;Zhao et al.，2001a)，被认为是近年来前寒武研究最重要的进展之一，是研究前寒武构造演化的关键，引起国内外地学者广泛关注和高度重视。由于高压麻粒岩-退变榴辉岩多呈透镜体状产出，王仁民等(1991)将其与大面积的灰色麻粒岩联系起来，认为是洋壳的俯冲与重熔作用使深源残渣包体形成了高压麻粒岩。Zhao et al. (1999b，2003)认为高压麻粒岩大致呈线性分布、形成于成倍加厚的地壳环境中，在华北克拉通中部划出一条大致SN-EN 向展布的高压麻粒岩带，将其定义为与显生宙规模类似的、东西两个古老陆块在古元古代末期的碰撞造山带，即“华北中部造山带”。鉴于内蒙集宁-丰镇亦有高温变质的孔兹岩与高压麻粒岩分布，Kusky and Li(2003)推测在华北北缘亦有一条造山带——内蒙-冀北造山带存在，现今由于中亚造山带的影响而使之出露不全。翟明国(2009)认为这些高压麻粒岩在华北克拉通呈面状分布，为侵位到片麻岩中的变质基性岩墙，代表了华北克拉通的最下部地壳，其形成与基底的总体抬升有关，是否经历从地表到地壳深部过程尚不明确。虽用造山带的演化机制易于解释其出露至地表的演化过程，但与显生宙的碰撞造山机制存在明显差异。

这里需要指出的是，Zhao et al. (1999b，2003)和翟明国(2009)对“高压麻粒岩”含义的理解并不相同，二人对此进行过专门讨论(翟明国，2009;赵国春，2009)。赵国春(2009)认同O’Brien and Rötzler(2003)对高压基性麻粒岩的定义:对基性岩而言，以缺失斜方辉石为特征，其典型矿物组合为石榴石、单斜辉石、斜长石和石英;变泥质岩和长英质岩石以含有蓝晶石和钾长石(高温三元长石-中条纹长石)为典型特征。该定义亦得到了沈其韩等(2014)的认同。翟明国(2009)则认为高压麻粒岩稳定的温度范围是介于石榴石出现在石英拉斑玄武岩成分的矿物反应线之上、斜长石消失在石英拉斑玄武岩成分的矿物反应线之下的，似乎将“高压麻粒岩”这一概念基本等同于“石榴石基性麻粒岩”(赵国春，2009;沈其韩等，2014)。

2.3.2 孔兹岩系

孔兹岩系是一套高角闪岩相-麻粒岩相变质的富铝变质表壳岩，其原岩属于稳定构造环境下浅海相碎屑-碳酸盐沉积，其成因对华北克拉通基底构造演化具有重要指示意义。华北克拉通西部陆块的孔兹岩带中可见大面积孔兹岩系出露，并以晋冀内蒙交界地区集宁-大同一带最为典型(沈其韩等，1990;卢良兆等，1996)。中部带内对孔兹岩的出露情况仍存在不同认识。Li et al. (2000)在吕梁杂岩的吕梁山、云中山和太岳山等地发现大面积的孔兹岩系，并认为其形成于太古宙远离陆地的克拉通大陆架浅海环境，其所代表的变质沉积盖层是华北大陆新太古代克拉通化的重要标志。万渝生等(2000)研究发现吕梁杂岩区界河口群的岩石组合与国内外许多典型地区的孔兹岩系十分相似，都以存在大量富铝变泥砂质岩石为特征，且具有类似的地球化学特征。界河口群孔兹岩系形成于古元古代华北克拉通被动大陆边缘环境，其源区物质主体来源于新太古代富铝富钾的花岗质岩石和/或碎屑沉积岩。这一认识得到了部分学者的认可(Zhao et al.，2005;Xia et al.，2009;刘超辉等，2013)，不过也有学者认为孔兹岩系中变沉积岩的原岩应形成于主动大陆边缘(Dan et al.，2011)。吴昌华(2007)认为孔兹岩在华北克拉通中部的出露非常广泛，在其所定义的晋蒙拼合带中识别出两条孔兹岩带，为以此为界划分出一条构造带和两个陆块:西带自大同往南，经界河口、关帝山东麓、太岳山、中条山至河南灵宝小秦岭北坡，为鄂尔多斯地块东缘沉积;东带自赤城向南，经怀安、恒山东麓(西泥沟组)、阜平、赞皇直到嵩山，相当于冀鲁豫地块的西缘沉积，两带之间为洋弧盆棚系的拼贴和复杂的构造叠置。

3 华北中部带变质杂岩的P-T-t 轨迹

3.1 高级区变质演化

3.1.1 宣化杂岩

郭敬辉等(1998)在宣化西望山的麻粒岩构造透镜体中采集2 件高压基性麻粒岩样品xw22、xw25，该样品保留了2个阶段变质矿物组合(图3)，(1)早期高压矿物组合为石榴石核部及其包裹体Cpx +Pl，使用Grt-Cpx-Pl 压力计和Grt-Cpx 温度计获得其形成的温压条件为670 ～1050℃、12.0 ～14.5kbar。由于斜长石包裹体成分无法测定，故采用后成合晶中的斜长石来代替。(2)晚期中压组合表现为新生的斜长石和紫苏辉石小晶体形成的筛状结构及环绕石榴石发育后成合晶反应边(Pl+Opx+Amp+Mt)。搭配石榴石最边部成分数据，利用传统矿物温压计Grt-Cpx-Pl 和Grt-Opx-Pl，获得其形成的温压条件为750 ～800℃、9.0 ～10.0kbar。

图3 华北中部造山带宣化变质杂岩区不同变质阶段的最大温度和最大压力参考文献和估算数据见表1，图4-图11 同Fig. 3 The maxmum P and T histogram of each metamorphic stage of the rocks from the Xuanhua metamorphic complex in the Trans-North China OrogenSee Table 1 for details and data sources in this figure，also in Fig.4-Fig.11

郭敬辉和翟明国(2000)对该地区高压基性麻粒岩和高压角闪岩进行全岩-单矿物Sm-Nd 等时线年代学测定，获得变质事件年龄分别为1842 ±38Ma 和1856 ±26Ma;郭敬辉等(2001)通过全岩或单矿物40Ar/39Ar 方法获得高压基性麻粒岩的变质年龄为1852 ± 8Ma;Guo et al. (2005)采用锆石SHRIMP U-Pb 方法获得西望山高压基性麻粒岩的变质年龄为1872 ± 16Ma、1803 ± 9Ma 和1819 ± 16Ma;Peng et al.(2005)对西望山高压麻粒岩/变质辉长岩的锆石SHRIMP UPb 年代学测试，得到原岩结晶年龄为1973 ±4Ma，变质年龄为1834 ±5Ma;张华锋等(2006)对该地区基性麻粒岩进行了锆石SHRIMP U-Pb 年代学测试，得到变质年龄为1792±12Ma。

3.1.2 怀安杂岩

Zhai et al.(1993)对怀安镇附近的高压基性麻粒岩研究发现，该岩石中保留了3 个阶段的变质矿物组合(图4)。(1)早期矿物组合为石榴石及其内部的包裹体矿物单斜辉石+石英，变质温度＞800℃，变质压力＞14.0 ～15.0kbar;(2)第二阶段矿物组合为石榴石边部的后成合晶紫苏辉石+单斜辉石+ 斜长石+ 角闪石+ 细粒磁铁矿，形成温度约为820℃，压力为7.0 ～9.0kbar;(3)第三阶段矿物组合为交代斜方辉石、单斜辉石和斜长石而形成的褐色-黄绿色普通角闪石，温压条件分别为～700℃、5.0 ～6.0kbar。

郭敬辉等(1993，1998)和Guo et al.(2002)在怀安蔓菁沟和宣化西望山高压基性麻粒岩中识别出进变质、峰期、峰后减压和后期冷却4 个阶段的变质矿物组合(图4)。(1)进变质阶段:低钙的石榴石核部及其包裹体单斜辉石、斜长石和石英，温压条件为～700℃和～10kbar;(2)峰期阶段:石榴石内部高钙的部分和包裹的单斜辉石、斜长石和石英，温压条件为750 ～870℃和11.0 ～14.5kbar;(3)峰后降压阶段:围绕石榴石变斑晶边部发育的斜方辉石+斜长石+磁铁矿为代表，温压条件为750 ～830℃和8.5 ～10.5kbar;(4)晚期冷却阶段:石榴石边部的角闪石+斜长石后成合晶，形成于500～650℃和5.5 ～8.0kbar。

图4 华北中部造山带怀安变质杂岩区不同变质阶段的最大温度和最大压力Fig. 4 The maxmum P and T histogram of each metamorphic stage of the rocks from the Huai’an metamorphic complex in the Trans-North China Orogen

Zhang et al.(1994)提出大同-怀安地区存在由长英质和基性麻粒岩地体构成的古老基底，其上被变泥质岩和变质砂屑岩地层所覆盖。麻粒岩地体共经历两次大规模的构造-热过程，对应两期(M1:～2500Ma 和M2:＜1800Ma)麻粒岩相变质事件，其中M1为影响该地区的主要变质事件，其峰期变质条件为800 ～900℃、12.0 ～14.0kbar;与隆升相关的M2阶段的峰期变质条件为650 ～700℃、4.0 ～6.0kbar。翟明国等(1996a，b)亦认同怀安杂岩区存在2400 ～2600Ma 强烈的麻粒岩相变质事件。

刘福来(1995)在怀安富铝片麻岩中识别出4 个阶段的变质矿物组合(图4)。(1)峰期阶段:石榴石核部及其包裹体矿物蓝晶石+ 黑云母+ 斜长石+ 石英，Grt-Bt 温度计和Grt-Ky-Pl-Qtz 压力计获得该阶段变质温度为600 ～700℃，压力为7.5 ～8.5kbar;(2)峰期阶段:石榴石(边部)、夕线石、黑云母、斜长石和石英，Grt-Bt 温度计和Grt-Sil-Pl-Qtz 压力计获得该阶段变质温度为800 ～850℃，压力为9.5 ～11.0kbar;(3)近等温减压阶段表现为石榴石变斑晶边部发育的Crd 冠状体、Crd+Spl 冠状体、Crd +Opx 后成合晶和黑云母边部发育的Spl+Kfs+Qtz 后成合晶矿物组合，利用Grt-Crd 温度计和Grt-Crd-Sil-Qtz 压力计获得该阶段变质温度为650 ～750℃，压力为5.0 ～6.5kbar;(4)晚期冷却阶段的矿物为围绕石榴石边部发育的黑云母+钾长石+磁铁矿组合和夕线石、堇青石边部发育的细粒白云母+石英组合。该阶段压力无法估算，利用Grt-Bt 温度计获得变质温度为550 ～620℃。

刘福来等(1998)对蔓菁沟高压基性麻粒岩进行了变质演化研究，并在其中识别出峰期、近等温减压和晚期退变质3个阶段矿物组合(图4)。(1)峰期阶段以基质矿物组合Pl+Opx+Cpx±Hbl±Qtz 及封闭-半封闭的环状石榴石包裹的Pl+Opx+Cpx±Hbl±Qtz(即“红眼圈”反应结构)为代表，温压条件为770 ～860℃、9.0 ～10.4kbar;(2)近等温减压阶段:石榴石边部及围绕石榴石边部发育的蠕虫状后成合晶Opx+ P1 + Hbl ± Mt，温压条件集中于740 ～820℃、5.0 ～7.0kbar;(3)晚期退变质阶段:退变成因的细粒黄绿色角闪石和中酸性斜长石，温压条件为500 ～550℃、3.1 ～4.1kbar，属角闪岩相变质。

Zhao et al.(2008a)对怀安TTG 片麻岩、蔓菁沟高压基性麻粒岩、董家沟花岗质片麻岩、怀安紫苏花岗闪长岩和紫苏花岗岩和大平沟花岗岩分别进行了SHRIMP 锆石U-Pb 年代学测试。岩浆锆石年龄数据表明怀安TTG 片麻岩的原岩多样，分别就位于2515 ±20Ma、2499 ±19Ma 和2440 ±26Ma，且均早于大平沟花岗岩的就位时间，但二者都含有变质锆石，且获得一致～1850Ma 的谐和年龄。不同学者采用不同的年代学测试方法，在该地区不同岩石类型中同样获得了类似的变质时代学记录(郭敬辉等，1993;Guo et al.，2005;Xia et al.，2006a;张华峰等，2006;Wang et al.，2010b;Zhao et al.，2008a，2010a;Liu et al.，2012b;Santosh et al.，2013)，指示该地区在古元古代末期所遭受的一次大规模的变质事件，可能与东、西部陆块间的俯冲碰撞过程有关。Zhao et al.(2008a)在怀安TTG 片麻岩的两颗锆石中获得1954 ±32Ma 的年龄记录，推测其可能代表更早一期变质事件，或为无意义的混合年龄;随后他们又在大平沟地区的石墨石榴夕线片麻岩中得到1947 ±22Ma 和1946 ±26Ma 的变质年龄，将其解释为阴山陆块与鄂尔多斯陆块沿孔兹岩带碰撞拼合的年龄纪录(Zhao et al.，2010a)。

图5 华北中部造山带恒山变质杂岩区不同变质阶段的最大温度和最大压力Fig. 5 The maxmum P and T histogram of each metamorphic stage of the rocks from the Hengshan metamorphic complex in the Trans-North China Orogen

3.1.3 恒山杂岩

王仁民等(1991)对恒山土岭-林场灰色片麻岩中的基性麻粒岩包体进行了变质演化研究，识别出3 个阶段的变质矿物组合(图5)。(1)峰期阶段以石榴石和单斜辉石为代表，利用石榴石-单斜辉石温度计结合石榴石-单斜辉石压力计获得变质温压为763 ～901℃、12.7 ～16.8kbar;(2)峰后减压阶段矿物组合环绕或者完全取代石榴石生长的紫苏辉石和斜长石构成后成合晶，温压条件为840 ～920℃、10.0 ～11.0kbar;(3)晚期退变质阶段表现为斜长石+角闪石矿物组合，斜长石通常环绕并交代石榴石，角闪石环绕并交代单斜辉石或紫苏辉石，变质温度和压力分别为550 ～650℃，4.0～6.0kbar。灰色片麻岩的围岩董庄表壳岩的峰期温压条件为～784℃和～9.7kbar。

郭敬辉等(1999)分别对恒山西段石榴石基性麻粒岩、石榴石角闪岩和变质辉绿岩进行了变质演化研究。2 件石榴石麻粒岩样品中可识别出3 个阶段的变质矿物组合(图5)，(1)早期进变质阶段矿物组合为Grt(c)+Pl+Rut+Ilm+Qtz±Amp，变质作用条件:P =11.5kbar，T =650℃;(2)峰期阶段变质矿物组合为Grt(m)+Cpx +Pl +Qtz +Amp ±Opx，变质作用条件:P =10.0 ～12.5kbar，T =800 ～810℃;(3)晚期变质矿物组合为Grt(r)+Cpx+Opx+Amp+Pl+Qtz，变质作用条件:P =9.0 ～10.5kbar，T =770 ～880℃。变质辉绿岩XS3 中岩浆阶段的斜长石间架结构还完好地保存，岩浆矿物单斜辉石和斜长石均可识别，在它们之间生成了细粒的角闪岩相典型变质矿物组合Grt +Pl +Amp +Qtz，变质作用条件为P=9.8kbar，T=670℃。石榴石角闪岩样品XS1 保留了2个阶段矿物组合，(1)早期变质矿物组合:Grt(c)+Pl +Rut+Ilm+Qtz ±Amp，变质作用条件:P =11.0kbar，T =600℃;(3)峰期变质矿物组合:Grt +Amp +Pl +Qtz +Ilm，变质作用条件:P=10.0kbar，T=710℃。

Zhao et al.(2000a，2001a)对恒山两类基性麻粒岩研究发现，高压基性麻粒岩和中压基性麻粒岩中分别保留3 ～4个阶段的变质矿物组合，并利用THERMOCALC 软件估算获得不同阶段形成的温度和压力条件(图5)。高压基性麻粒岩中，(1)进变质阶段(M1)由石榴石内部石英+金红石包裹体和交生状单斜辉石+钠长石构成的绿辉石假象组成;(2)峰期(M2)由单斜辉石+石榴石+钠长石+石英±角闪石组成，变质条件为770 ～840℃和13.4 ～15.5kbar;(3)近等温减压阶段(M3)表现为围绕港湾状石榴石边部发育的斜方辉石+单斜辉石+斜长石后成合晶和冠状体;(4)减压冷却阶段(M4)表现为角闪石+斜长石后成合晶矿物组合。中压麻粒岩中，(1)峰期阶段(M2)由斜方辉石+单斜辉石+石榴石+斜长石+ 石英构成，变质温压分别为820 ～870℃和9.0 ～11.0kbar;(2)近等温减压阶段(M3)表现为围绕港湾状石榴石边部发育的斜方辉石+单斜辉石+斜长石后成合晶和冠状体;(3)减压冷却阶段(M4)矿物组合为角闪石+斜长石后成合晶。两类麻粒岩M3和M4阶段温压条件分别为:750 ～830℃/6.5 ～8.0kbar(M3)和680 ～790℃/4.5 ～6.0kbar(M4)，M1温压条件无法估算。

Zhang et al.(2013)在基性麻粒岩中识别出4 个阶段变质变质矿物组合，使用视剖面图方法分别获得其P-T 条件(图5)。(1)由石榴石核部-幔部成分确定峰前进变质阶段P-T 条件为630 ～710℃、11 ～13kbar;(2)峰期矿物组合石榴石+富硬玉组分的单斜辉石+石英+金红石±斜长石确定的P-T 条件为780 ～850℃、＞14.0 ～15.0kbar;(3)峰后减压阶段为石榴石边部发育的后成合晶和斜长石冠状体或二辉石麻粒岩组合，P-T 条件为820 ～860℃、6.0 ～7.5kbar;(4)温度峰期后冷却阶段为角闪岩相组合为代表。

通过岩相学观察和矿物成分分析，Qian et al.(2015)将恒山石榴石斜方角闪岩(Garnet-orthoamphibole rock)大致划分为进变质、峰期和峰期减压3 个变质阶段(图5)。其中，(1)进变质阶段以石榴石的生长环带和内部包裹体的为代表;(2)峰期阶段的矿物组合为石榴石+铝直闪石+绿泥石+蓝晶石+金红石，采用视剖面图方法获得该阶段的变质温压分别为650 ～670℃、9.0 ～12.0kbar;(3)近等温降压阶段以堇青石和石英后成合晶矿物组合为代表。

田永清等(1992)报道恒山TTG 片麻岩中斜长角闪岩和中压麻粒岩包体的全岩Sm-Nd 等时线年龄为2818 ±86Ma，认为是麻粒岩相变质年龄。义兴寨灰色片麻岩的锆石U-Pb年龄为2520 ±26Ma，解释为角闪岩相变质年龄(田永清，1991;田永清等，1992)。近年来，人们通过使用单颗粒锆石蒸发法及高精度的锆石SHRIMP U-Pb 和独居石电子探针UTh-Pb 方法获得的恒山杂岩的变质年龄主要集中于1830 ～1886Ma(Kröner et al.，2006;Faure et al.，2007b;Trap et al.，2007)，部分学者解释为麻粒岩相变质作用时代(Kröner et al.，2005b;2006)，部分学者解释为角闪岩相变质作用时代(Faure et al.，2007b;Trap et al.，2007)。随后，Zhang et al.(2013)在恒山TTG 片麻岩中获得1916.7 ±9.9Ma 的变质年龄;Qian et al.(2015)对恒山南部的石榴石斜方角闪岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb 年代学测试，获得1964 ±25Ma 变质年龄，认为其代表了变质高峰期前或峰期变质时代。

3.1.4 阜平杂岩

部分学者认为阜平地区至少经历两期变质事件，即早期高角闪岩-麻粒岩相变质事件和后期区域变质事件(刘树文，1996;刘树文和梁海华，1997;Liu et al.，2002)。早期高级变质作用主要保存在以包体形式产出于TTG 片麻岩中的基性麻粒岩。阜平大柳树和坊里一带的基性麻粒岩的变质作用演化分可为4 个阶段(刘树文，1996;图6):(1)进变质阶段:石榴石变斑晶内部的角闪石、斜长石和单斜辉石等包裹体矿物，变质温度约为636℃、压力约为8.2kbar;(2)峰期变质阶段:粗粒角闪石+单斜辉石+石榴石+斜长石±紫苏辉石±石英等，变质条件为751 ～833℃和8.5 ～10.9kbar;(3)峰期减压阶段:石榴石边部的细粒斜方辉石、斜长石和石英组成的后成合晶，变质条件为670 ～740℃和5.5 ～7.0kbar;(4)退变质阶段:后生合晶反应边中内侧角闪石、斜长石等，变质温度约为665℃、压力约为7.3kbar。后期区域变质作用保存在TTG 片麻岩、花岗质片麻岩、基性岩墙和副片麻岩中。

刘树文和梁海华(1997)研究发现阜平富铝片麻岩的变质作用演化可划分为如下3 个阶段(图6):(1)早期变质阶段的矿物集合体为石榴石+十字石+斜长石+白云母+黑云母+金红石+石英±钾长石，变质温度和压力为680℃和8.0kbar;(1)中期矿物组合为石榴石+铝直闪石+黑云母+斜长石+钛铁矿+刚玉+毛发状夕线石+石英+钾长石±白云母，P-T 条件为690 ～800℃、6.5 ～8.0kbar;(1)晚期矿物组合为铁尖晶石+钾长石+针柱状夕线石，P-T 范围在650～750℃以上和6.5kbar 以下。

图6 华北中部造山带阜平变质杂岩区不同变质阶段的最大温度和最大压力Fig. 6 The maxmum P and T histogram of each metamorphic stage of the rocks from the Fuping metamorphic complex in the Trans-North China Orogen

Zhao et al.(2000b)认为基性麻粒岩记录3 个变质阶段:(1)进变质阶段(M1)为石榴石斑晶+基质斜长石、石英、斜方辉石、单斜辉石和角闪石;(2)峰后降压阶段(M2):斜方辉石+斜长石后成合晶和单斜辉石+斜长石±斜方辉石冠状体;(3)进一步的等压降温和退变质阶段(M3):角闪石+斜长石后成合晶。采用TWQ 进行温压估算不同阶段变质条件分别为:900 ～950℃/8.0 ～8.5kbar(M1)，700 ～800℃/6.0 ～7.0kbar(M2)和550 ～650℃/5.3 ～6.3kbar(M3)。这表明阜平基性麻粒岩经历了类似与恒山麻粒岩的变质演化过程，即在近等温降压之后经历了等压冷却。但是阜平降压过程比恒山发生在更高温的条件下(Wei et al.，2014)。从石榴石的结构来看，石榴石幔部存在斜长石+斜方辉石后成合晶，Wei et al.(2014)认为在M1(峰期)之前存在一个以降压为特征的早期变质阶段，但由于受到M1阶段的高温重置，所以该阶段的变质条件不易获得。另外，通过对比前人研究，Wei et al.(2014)发现阜平麻粒岩和湾子岩石之间存在一个较大的温度差值，该特点与两个岩石单元如此近的空间分布并不一致，故推测在峰期变质作用之后很可能有有一个构造移置作用。

Liu et al.(1985)从“上阜平”副片麻岩和“下阜平”副片麻岩中分别获得了2025 ±46/36Ma 和2474 ±20Ma 的多颗粒锆石U-Pb 年龄，并认为经历麻粒岩相变质作用的锆石其UPb 体系已被完全重置，故将这些年龄为变质年龄。Liu et al.(2002)虽不赞同锆石体系被完全重置的观点，但根据麻粒岩的矿物组合和结构特征判断(白瑾等，1992;刘树文，1996)，确实存在较早期的一次高级变质作用事件，该事件发在大约2.5 ～2.70Ga 期间，很可能与大陆碰撞有关。近年来，众多变质年代学数据显示，阜平杂岩普遍记录了～1850Ma 的变质-变形年龄(Liu et al.，1985;Guan et al.，2000，2002;吴昌华等，2000;Zhao，2000;孙敏和关鸿，2001;Zhao et al.，2002b;杨崇辉等，2004;赵兰等，2006;Trap et al.，2008;Zhang et al.，2009;Li et al.，2014)，该年龄可能与麻粒岩相变质事件相对应。程裕淇等(2004)对阜平大柳树地区的长英质副麻粒岩进行锆石SHRIMP U-Pb 年代学测试，获得2538 ±14Ma 和1819 ～1829Ma 两组变质年龄，分别解释为麻粒岩相变质时代和角闪岩相变质时代。

3.1.5 吕梁杂岩

前人在界河口群变质岩石中识别出3 ～4 个阶段变质矿物组合，获得至少两组变质年龄(～2.5Ga 和～1.85Ga)信息。

Liu et al.(2003)报道界河口群岩石普遍经历了角闪岩相变质作用改造，局部达到麻粒岩相，岚县及文水县附近有角闪二辉麻粒岩(基性麻粒岩)出露，该群两个斜长角闪岩样品的Sm-Nd 等时线年龄分别为2445 ± 237Ma 和2335 ±195Ma，代表区域变质时代。

图7 华北中部造山带吕梁变质杂岩区不同变质阶段的最大温度和最大压力Fig. 7 The maxmum P and T histogram of each metamorphic stage of the rocks from the Lüliang metamorphic complex in the Trans-North China Orogen

Zhao et al.(2000a，2008b，2010b)认为界河口群岩石在古元古代晚期经历了角闪岩相(Zhao et al.，2000a)至麻粒岩相(Zhao et al.，2008b，2010b)变质作用，在该区含榴斜长角闪岩中识别出3 ～4 个阶段的变质矿物组合(图7):进变质阶段矿物组合(M1)以石榴石内部的早期包裹体斜长石+角闪石+石英为代表，峰期矿物组合(M2)由石榴石变斑晶和基质矿物斜长石+角闪石+石英±单斜辉石组成，石榴石无明显成分环带，峰后降压阶段矿物组合(M3)表现为围绕石榴石边部发育的斜长石+ 镁铁闪石后成合晶。利用THERMOCALC 热力学软件，计算获得峰期变质条件分别为:500 ～550℃/7.0 ～7.5kbar(M1)、600 ～650℃/9.0 ～10.0kbar(M2)、600 ～650℃/6.0 ～6.5kbar(M3)(Zhao et al.，2000a)和655 ～668℃/6.1 ～7.1kbar(M1)、748 ～753℃/8.3 ～9.2kbar(M2)、697 ～737℃/4.1 ～5.1kbar(M3)(Zhao et al.，2010b)。以上斜长角闪岩样品均拥有特征的顺时针、近等温降压型的变质作用P-T 轨迹，指示碰撞造山环境。Zhao et al.(2008b)对赤坚岭片麻岩进行SHRIMP 锆石U-Pb 年代学测试，得到其变质年龄为1872 ±7Ma。

Liu et al.(2003)对吕梁斜长角闪岩样品进行Sm-Nd 年代学测试，得到结果为2445 ±237Ma 和2335 ±195Ma 的等时线年龄，解释为变质时代。Liu et al. (2006)和刘树文等(2007)采自关帝山东侧界河口群的石榴石二云母片岩进行了电子探针独居石定年分析，获得四组年龄数据1938 ～1940Ma、1847 ～1880Ma、1755 ～1795Ma 和1703 ～1720Ma，其中，1938 ～1940Ma 的年龄记录与杂岩区广泛发生的基性岩墙侵位事件有关，1847 ～1880Ma 记录了东、西部陆块碰撞引起的区域变质作用时代，界河口群岩石普遍经历角闪岩相变质作用;1755 ～1795Ma 与后造山伸展作用有关，而1703 ～1720Ma 的年龄记录反映了晚期的热事件。Trap et al.(2009b)对吕梁四个变泥质岩样品进行了电子探针独居石定年，得到～2400Ma、1910 ～1950Ma 和1870 ～1890Ma 三组年龄信息，将～2400Ma 解释为中部带早期岩浆弧的形成时代，1870 ～1890Ma 代表区域变质事件年龄。

3.1.6 太华杂岩

孙勇(1983)认为鲁山地区遭受过麻粒岩相变质作用，变质条件约为680 ～720℃/8.0 ～10.0kbar;Lu et al. (2013)和卢俊生等(2014)对鲁山地区基性变质岩保留3 个阶段的变质矿物组合(图8):(1)进变质阶段:以保存于石榴石变斑晶中的包裹体矿物为代表，包括石英+斜长石+角闪石±单斜辉石±钛铁矿，变质温压条件为650 ～730℃/4.9 ～8.1kbar;(2)峰期阶段为石榴石变斑晶+基质矿物组合(角闪石+斜长石+石英+单斜辉石±斜方辉石)，变质温压条件为740～810℃/9.0 ～10.8kbar;(3)峰后降压阶段表现为环绕石榴石斑晶发育的后成合晶矿物组合(石英+斜长石+角闪石±单斜辉石± 斜方辉石± 钛铁矿)，变质温压条件为750 ～760℃/5.0 ～7.7kbar。年代学测试表明，鲁山地区的斜长角闪岩、TTG 片麻岩、花岗片麻岩和变质正长岩均记录了1.95～1.86Ga 的变质作用(Lu et al.，2013，2015)。Wan et al.(2006b)对鲁山上太华的石墨石榴夕线片麻岩和石榴花岗片麻岩分别进行了SHRIMP 锆石U-Pb 定年，获得变质年龄为1840 ～1870Ma;杨长秀(2008)利用同样测试方法，获得鲁山石榴钾长花岗片麻岩和石墨夕线片麻岩的变质年龄分别为1871 ±14Ma 和1844 ±66Ma;Liu et al.(2009)提出鲁山英云闪长岩和斜长角闪岩中均记录了2.77 ～2.79Ga 和2.64 ～2.67Ga 两期变质事件。

图8 华北中部造山带太华变质杂岩区不同变质阶段的最大温度和最大压力Fig. 8 The maxmum P and T histogram of each metamorphic stage of the rocks from the Taihua metamorphic complex in the Trans-North China Orogen

舞钢地区斜长角闪片麻岩记录类似的三阶段变质作用(Lu et al.，2014;图8)，不同阶段变质温压条件为720 ～750℃/4.8 ～6.7kbar(进变质)、710 ～780℃/9.0 ～10.6kbar(峰期)和700 ～780℃/7.1 ～8.5kbar(退变质)。黑云斜长片麻岩中，(1)进变质阶段为石榴石内部的包裹体矿物组合石英+斜长石+黑云母;(2)峰期阶段为石榴石变斑晶和基质矿物组合(黑云母+斜长石+石英+夕线石+钾长石)，峰期变质温度压力条件为810℃/9.0 ～9.2kbar;(3)峰后降压阶段为石榴石变斑晶边部发育的后成合晶石英+斜长石+黑云母+钛铁矿。舞钢地区的斜长角闪岩类和黑云斜长片麻岩给出1.92 ～1.96Ga 的变质年龄记录(Lu et al.，2014)。

蒋宗胜等(2011)对洛宁地区的斜长角闪岩和黑云斜长片麻岩进行了变质演化研究，不同阶段变质矿物组合和变质条件分别为:斜长角闪岩中，(1)进变质阶段:石榴子石变斑晶内部的包裹体矿物组合Amp +Pl +Qtz，变质温压条件为600 ～680℃/7.0 ～7.6kbar;(2)峰期阶段为Grt +Amp +Pl +Qtz，变质温压条件为680 ～790℃/9.5 ～10.7kbar;(3)峰后降压阶段为“白眼圈”后成合晶组合Amp+Pl，变质温压条件为580 ～720℃/6.5 ～7.6kbar;黑云斜长片麻岩中，(1)进变质阶段表现为石榴石内部包裹体矿物Bt+Pl+Qtz，变质温压条件为620 ～710℃/4.9 ～5.6kbar;(2)峰期阶段主要组成矿物为Grt+ Bt + Pl + Qtz，变质温压条件为710 ～760℃/7.3 ～8.3kbar。Chen et al.(2015)在洛宁地区斜长角闪片麻岩和泥质变质岩亦识别出类似的三个阶段变质矿物组合，不同阶段变质温压估算结果分别为:630 ～790℃/5.3 ～8.9kbar(进变质阶段)、720 ～820℃/8.9 ～10.7kbar(变质峰期)、690 ～740℃/7.1 ～7.7kbar(退变质阶段)。锆石SIMS U-Pb 和LAICP-MS 锆石U-Pb 定年结果显示洛宁地区两类岩石记录的变质年龄为1.94 ～1.97Ga(蒋宗胜等，2011;Chen et al.，2015)。张宗清和黎世美(1998)对熊耳山的变质岩进行定年，获得了2351 ±103Ma 的全岩Sm-Nd 等时线年龄，该年龄与倪志耀等(2003)在洛宁斜长角闪岩中所获得的2349.10 ±46.98Ma 的角闪石40Ar/39Ar 等时线年龄大体一致，均被解释为变质年龄。

Wang et al.(2014)和王国栋(2015)在华山地区斜长角闪片麻岩中识别出三个变质阶段矿物组合(图8):(1)进变质阶段矿物组合由石榴子石变斑晶内部的包裹体矿物斜长石+角闪石+石英±黑云母±钛铁矿等组成，利用传统温度计和压力计获得其温压条件分别为660 ～760℃和5.7 ～6.0kbar;(2)变质峰期矿物组合为石榴子石变斑晶和基质中矿物斜长石+角闪石+石英+钛铁矿±黑云母，变质温压分别为700 ～820℃和6.6 ～7.7kbar;(3)退变质阶段矿物组合，表现为围绕石榴子石变斑晶边部发育的“白眼圈”状后成合晶(细粒角闪石+斜长石+石英±黑云母±紫苏辉石±钛铁矿)，温压估算结果为720 ～760℃、4.5 ～6.7kbar。泥质变质岩中同样可识别出三个变质阶段矿物组合:(1)进变质阶段矿物组合由石榴子石核部及其包裹体矿物斜长石+黑云母+石英±钛铁矿±十字石±夕线石等组成;(2)变质峰期矿物组合为石榴子石变斑晶和基质中矿物斜长石+黑云母+石英+钛铁矿+磁铁矿±斜方辉石±夕线石±钾长石，利用传统温度计和压力计与相平衡视剖面图计算获得变质条件为730 ～810℃、6.8 ～8.6kbar;(3)退变质阶段矿物组合由石榴子石变斑晶边部发育的后成合晶组成，温压条件为570 ～740℃、4.1 ～6.4kbar。各类变质岩中变质锆石和变质增生边记录的区域变质时代为1818 ～1958Ma，变质角闪石40Ar/39Ar给出了角闪石时的冷却年龄约为1800Ma(王国栋等，2012，2013;Wang et al.，2014)。另外，Huang et al. (2012)通过对该区的花岗质片麻岩的锆石年代学研究，获得了～1.91Ga的变质年龄。

图9 华北中部造山带五台变质杂岩区不同变质阶段的最大温度和最大压力Fig. 9 The maxmum P and T histogram of each metamorphic stage of the rocks from the Wutai metamorphic complex in the Trans-North China Orogen

3.2 花岗-绿岩带及其它杂岩变质演化

3.2.1 五台杂岩

王凯怡等(1996)对五台原金刚库组含蓝晶石片岩进行了细致地岩相学研究，并利用矿物组合及相关反应线限定岩石中不同变质阶段的形成条件(图9)。(1)峰期高压变质阶段由蓝晶石±铝直闪石±多硅白云母±石榴石±石英，变质温度和压力范围为570 ～650℃/9.0 ～14.0kbar;(2)退变质阶段表现为环绕蓝晶石边部生长的十字石、刚玉、绿泥石、钙柱石、黝帘石和绿纤石所组成的后成合晶矿物组合及堇青石冠状体，形成条件为540 ～600℃/5.0 ～6.0kbar。

Qian et al.(2013)结合岩相学观察和视剖面图计算在该地区的石榴云母片岩中识别出4 个变质阶段。第一阶段以石榴石的生长环带为代表;以变质压力最高为代表的第二阶段的变质条件为615 ～645℃/ ＞9.0kbar;以温度最高为代表的第三阶段温压条件为～660℃/7.5kbar;第四阶段为峰后减压过程。

杂岩区不同岩石类型大多记录1820 ～1890Ma 的变质年龄(刘树文等，2004;Liu et al.，2006;Trap et al.，2007);Qian et al.(2013)利用锆石SIMS/LA-ICP-MS U-Pb 方法，在石榴云母片岩中获得了～1930Ma 的变质年龄。

3.2.2 赞皇-左权杂岩

赞皇变质杂岩含有石榴石变斑晶的黑云斜长片麻岩、长英质片麻岩、斜长角闪岩中，广泛发育十分醒目的“白眼圈”反应结构，普遍保存了三个阶段的变质矿物组合(肖玲玲等，2011，2014;Xiao et al.，2011，2014;图10)。黑云斜长片麻岩中，第一阶段的变质矿物组合(M1)为进变质组合，以石榴石变斑晶内的包裹体矿物组合(斜长石+黑云母+石英+钛铁矿±白云母±磁铁矿±独居石)为代表，其包裹体径迹与主期片麻理(D2)近于垂直;第二阶段的变质矿物组合(M2)形成于变质高峰期，以石榴石变斑晶边部+基质矿物(斜长石+黑云母+石英±蓝晶石±钛铁矿±磁铁矿±钾长石±白云母)+基质副矿物(锆石+独居石+磷灰石)为代表;第三阶段的矿物组合(M3)形成于退变质期间，以环绕石榴石变斑晶的“白眼圈”状后成合晶矿物组合(斜长石+石英+黑云母±磁铁矿)、石榴石变斑晶内部出现的退变质矿物组合(石英+斜长石+黑云母±磁铁矿)、峰期黑云母分解而成的矿物组合(夕线石±钛铁矿±磁铁矿)为代表。矿物温度计与压力计计算表明，黑云斜长片麻岩类记录了进变质阶段660 ～690℃/9.0 ～9.2kbar(M1)→变质高峰期 ＞780℃/＞12.5kbar(M2)的顺时针型P-T 轨迹(退变质阶段矿物组合缺少合适的温度计与压力计可用)。斜长角闪岩中，第一阶段的变质矿物组合(M1)为进变质组合，以石榴石变斑晶内的包裹体矿物组合(斜长石+角闪石+石英±黑云母±金红石)为代表;第二阶段的变质矿物组合(M2)形成于变质高峰期，以石榴石变斑晶边部+基质矿物(斜长石+角闪石+黑云母+石英±单斜辉石±磁铁矿±钛铁矿)+基质副矿物(锆石+榍石+绿帘石)组合为代表;第三阶段的变质矿物组合(M3)形成于退变质阶段，以石榴石变斑晶边部广泛发育的极为明显的“白眼圈”状后成合晶矿物组合(斜长石+角闪石+石英±黑云母±磁铁矿±黄铁矿)为代表。矿物温度计与压力计计算表明，斜长角闪岩类记录了进变质阶段551～710℃/4.5 ～8.6kbar(M1)→变质高峰期619 ～810℃/6.7～12.1kbar(M2)→退变质阶段590 ～680℃/3.2 ～5.6kbar(M3)的顺时针型P-T 轨迹。锆石U-Pb 年代学测试表明，黑云斜长片麻岩中变质锆石及锆石变质增生边记录了1825 ～1821Ma 的谐和年龄，斜长角闪岩中的变质锆石及锆石变质增生边的不一致年龄介于1868 ～1828Ma 之间(肖玲玲，2011;肖玲玲等，2011;肖玲玲和王国栋，2011;Xiao et al.，2011，2013)，个别花岗质片麻岩的变质年龄为2507 ±15Ma，记录东部陆块25 亿年左右区域变质作用的年代学信息(Xiao et al.，2014)。

图10 华北中部造山带赞皇-左权变质杂岩区不同变质阶段的最大温度和最大压力Fig. 10 The maxmum P and T histogram of each metamorphic stage of the rocks from the Zanhuang-Zuoquan metamorphic complexes in the Trans-North China Orogen

左权变质杂岩区的斜长角闪岩中均保存较为完整的反应结构，可识别出三个阶段变质矿物组合(肖玲玲等，2014;图10)。第一阶段矿物组合(M1)为进变质矿物组合，主要由石榴石变斑晶的核部及其包裹体矿物组成，包括Grt +Pl +Amp+Qtz±Bt±Chl ±Ilm ±Ap。石榴石变斑晶的边部表现为明显的“净边”结构，包裹体矿物大多集中在变斑晶的核部，无明显定向。第二阶段矿物组合(M2)为变质峰期矿物组合，主要由石榴石XMn最低的“边部”和基质矿物(Grt +Amp+Pl+Qtz±Cpx±Bt±Ep±Ilm±Ap)组成。基质角闪石和斜长石等定向排列。第三阶段矿物组合(M3)为退变质减压矿物组合，其典型代表是石榴石边部发育的由Pl +Amp +Qtz±Bt 组合构成的细粒交生结构，即“白眼圈”状后成合晶。含榴黑云斜长片麻岩中仅记录变质条件为730℃/8.5kbar 的峰期矿物组合;左权地区含榴斜长角闪岩进变质阶段(M1)的温度和压力范围分别为:608 ～643℃/5.2 ～5.5kbar;退变质作用阶段(M3)的温压范围为:611 ～627℃/5.1 ～5.9kbar;变质峰期(M2)的最高压力为9.4kbar，最高变质温度为670℃。锆石LA-ICP-MS U-Pb 年代学研究表明，左权地区变质岩石记录了2464 ～2530Ma 和～1903Ma 两组变质年龄，分别代表东部陆块新太古代末麻粒岩相变质作用的时代和中部带古元古代变质高峰期的年龄。

Wang et al.(2003)应用单矿物40Ar/39Ar 定年方法得到赞皇地区四期变形作用年龄分别为1870Ma(D1)、1870 ～1826Ma(D2)、1826 ～1793Ma(D3)和1689 ～1633Ma(D4)，认为影响赞皇变质杂岩区的主要构造事件发生在1870 ～1793Ma。Trap et al. (2009a)对赞皇变质杂岩分别进行了EMPA 独居石Th-U-Pb 和角闪石40Ar/39Ar 定年，结果显示黑云斜长片麻岩基质中的独居石形成于1824Ma，角闪岩和正片麻岩得到的角闪石40Ar/39Ar 年龄约为1800Ma。

3.2.3 中条杂岩

孙大中和胡维兴(1993)利用石榴石-黑云母温度计和Grt-Pl-Ky-Qtz 压力计获得中条群十字石榴二云母片岩的变质温度为561℃、变质压力为3.8kbar。刘树文等(2007)对杂岩区的花岗质片麻岩进行了独居石U-Th-Pb 电子探针年代学分析，获得了1884.7 ±1Ma 和1849.9 ±0.63 的变质年龄。

图11 华北中部造山带登封变质杂岩区不同变质阶段的最大温度和最大压力Fig. 11 The maxmum P and T histogram of each metamorphic stage of the rocks from the Dengfeng metamorphic complex in the Trans-North China Orogen

3.2.4 登封杂岩

陈泓旭(2011)研究表明登封嵩山地区经历了高绿片岩相-低角闪岩相的变质作用，各岩石类型多数记录了峰期一个阶段的变质矿物组合(图11)。斜长角闪片麻岩的主要组成矿物为角闪石、斜长石、石英和少量绿帘石，采用角闪石-斜长石温度计和角闪石-斜长石-石英压力计，估算样品C1 的P-T 条件为590 ～605℃/3.5 ～4.3kbar，样品C6 的P-T 条件为604 ～631℃/8.5 ～9.2kbar。石榴绢云石英片岩的主要矿物包括白云母、钾长石、石英和金红石，采用石榴石-白云母温度计，估算变质温度为488 ～500℃(假设压力= 5kbar时)。

3.3 各杂岩区变质演化特征对比

综上所述，在中部带各变质杂岩出露的所有岩石类型中，退变榴辉岩、基性麻粒岩、斜长角闪岩和泥质片麻岩对环境变化最为敏感，能够以变质矿物组合、成分环带和反应结构等方式记录其所经历的变质演化过程，对其进行变质作用P-T 轨迹和变质年代学研究有助于我们了解相应变质杂岩的不同构造演化历史。目前，恒山杂岩区有退变榴辉岩报道，高压基性麻粒岩出露于承德、宣化、怀安和恒山等杂岩区，中压基性麻粒岩在怀安、恒山、阜平、太华及吕梁地区均有报道，斜长角闪岩和泥质片麻岩广泛分布于中部带各个变质杂岩区。

3.3.1 变质阶段

用表1 可知，不同变质杂岩中出露的退变榴辉岩、基性麻粒岩、斜长角闪岩和泥质片麻岩中均可保留3 ～4 个阶段的变质矿物组合，包括:进变质阶段(M1)、峰期(M2)、峰期后减压阶段(M3)和晚期冷却阶段(M4)，拥有顺时针ITD 型的变质作用P-T 轨迹。通常情况下，由于退变榴辉岩和基性麻粒岩的变质温度较高，无论存在与否，进变质阶段的信息均不宜保存下来，故多数岩石只记录了M2～M4阶段的变质矿物组合，仅郭敬辉等(1999)报道的恒山西段麻粒岩同时保留了早期低温的进变质阶段信息。不同岩石类型的变质矿物组合概况如下:

表1 华北克拉通中部造山带各变质杂岩区不同变质阶段的变质温度和压力Table 1 P and T conditions of different metamorphic stages of the rocks from the metamorphic complexes in the Trans-North China Orogen

续表1Continued Table 1

(1)在退变榴辉岩中，峰期矿物组合由石榴石及其内部的石英+金红石包裹体组成，另外还包括由富钠斜长石和单斜辉石组成的绿辉石假像;峰期后减压矿物组合表现为绿辉石的分解产物单斜辉石+富钠斜长石文像状后成合晶。

(2)在高压麻粒岩中，峰期矿物组合为石榴石+单斜辉石+斜长石±石英，峰期后减压矿物组合表现为斜方辉石+斜长石后成合晶或斜方辉石+富钙斜长石±单斜辉石冠状体，晚期冷却矿物组合由围绕石榴石周边生长的的角闪石和斜长石后成合晶矿物组成。

(3)在中压麻粒岩中，进变质矿物组合由石榴石核部及其内部包裹体斜长石+石英+金红石+钛铁矿±角闪石组成;峰期矿物组合为石榴石+单斜辉石+斜长石+斜方辉石±石英±金红石，峰期后减压矿物组合以斜方辉石+斜长石后成合晶或斜方辉石+富钙斜长石±单斜辉石冠状体为代表，晚期冷却矿物组合为围绕石榴石周边生长的的角闪石+斜长石后成合晶。

(4)在斜长角闪岩中，进变质矿物组合为石榴石核部及其包裹体矿物斜长石+角闪石+石英±金红石±钛铁矿;峰期矿物组合为石榴石+角闪石+斜长石+石英±单斜辉石±黑云母±金红石，峰期后减压矿物组合为角闪石+斜长石后成合晶，晚期冷却矿物组合为围绕石榴石周边生长的绿泥石+黑云母退变边。

(5)变泥质岩中，进变质矿物组合由石榴石核部及斜长石+石英+黑云母±角闪石包裹体组成;峰期矿物组合为石榴石+斜长石+石英±钾长石+蓝晶石/夕线石±金红石，峰期后减压矿物组合为堇青石冠状体或堇青石+斜方辉石/尖晶石后成合晶或黑云母+斜长石±角闪石后成合晶，晚期冷却阶段矿物组合为围绕石榴石、堇青石、夕线石周边生长的黑云母+钾长石±白云母±磁铁矿。

3.3.2 特征反应结构

由上述变质演化阶段分析可知，不同变质杂岩中的中高级变质岩石普遍记录了峰期后的近等温降压变质阶段，体现为围绕石榴石变斑晶边部发育的冠状体或后成合晶矿物组合，即“白眼圈”反应结构(王仁民等，1991)，这种矿物呈现细粒交生状的“白眼圈”反应结构是石榴石在相对较低的压力条件下发生分解形成的，代表一种典型的减压过程(Harley，1989)，同时反映了降压过程持续的时间不长，是一个相对快速的过程，造成石榴石的分解反应并没有进行彻底，故与后成合晶接触的石榴石边部多呈现“港湾状”(郭敬辉等，1998)。

中部带变质杂岩中还发育另外一种特征的变质反应结构即“红眼圈”反应结构。例如，刘福来(1998)对蔓菁沟高压基性麻粒岩研究发现，部分石榴石呈封闭-半封闭的环状包裹角闪石、斜方辉石、单斜辉石和斜长石等矿物，并将其称之为“红眼圈”反应结构。O’Brien et al.(2005)发现在恒山朱家坊韧性剪切带以南出露的中压麻粒岩中，石榴石常作为冠状体，围绕在单斜辉石和斜长石的周围，构成“红眼圈”反应结构，拥有IBC 型P-T 轨迹，认为该类麻粒岩与发育特征“白眼圈”反应结构的恒山北部高压麻粒岩形成于下地壳的不同层次，后者代表了新太古代到古元古代的岩浆弧杂岩的下部的、深成的部分，与五台杂岩的火山-沉积岩系同时代。两者之间的朱家坊韧性剪切带是大规模的深地壳间断，发生于峰期高压麻粒岩相变质作用之后的造山垮塌和古元古代末期恒山杂岩的隆升期间(＞1.8Ga)，造成了不同深度的地壳的并置。

翟明国(2009)指出，拥有“白眼圈”和“红眼圈”反应结构的麻粒岩的出露和产状并没有明显的区域边界，两种反应结构可以共存于同一变质岩区、同一变质地体、同一岩石露头，乃至同一手标本上(如承德、密云、豫南、大同、固阳、张家口西望山和恒山的义兴寨、大石沟等地)，并认为流体在反应结构的形成过程中起到了不可忽视的作用。

图12 华北中部造山带中不同变质杂岩变质年龄频度分布图测试方法和数据来源见表2Fig. 12 Metamorphic age histogram of rocks from the metamorphic complexes in the Trans-North China OrogenSee Table 2 for dating methods and data sources

3.3.3 变质时代

由表2 和图12 可知，大量的年代学数据表明，华北中部造山带各变质杂岩区普遍存在1900 ～1800Ma 的变质事件。近年来，部分学者陆续在中部带的恒山、五台、阜平、吕梁和太华变质杂岩发现存在～1.95Ga 的变质年龄记录，相比中-北段其他杂岩区普遍记录的～1.85Ga 的变质事件早了约0.1Ga。例如，(1)在怀安变质杂岩区，Zhao et al.(2008a)和Zhao et al.(2010a)分别在二辉石奥长花岗质片麻岩和含石墨的石榴夕线片麻岩中获得1954 ±32Ma 和1946 ～1947Ma的变质年龄;Santosh et al.(2013)利用锆石SHRIMP U-Pb 定年方法，获得紫苏花岗岩的变质时代为1958 ±25Ma。(2)在恒山杂岩区，Zhang et al.(2013)对恒山TTG 片麻岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb 年代学测试，获得1916.7 ±9.9Ma 的变质年龄;Qian et al.(2015)采用同样方法在恒山南部的石榴石斜方角闪岩中获得1964 ±25Ma 的变质年龄。(3)在吕梁杂岩区，Liu et al.(2006)和刘树文等(2007)通过独居石的电子探针U-Th-Pb 定年方法，发现石榴石二云母片岩和含榴长英质片麻岩存在1938 ～1943Ma 的年龄记录;Trap et al. (2009b)对夕线石片麻岩进行同位素定年，获得了1.91Ga 的变质年龄。(4)在五台杂岩区，独居石电子探针测年结果显示，该地区含榴斜长角闪岩和蓝晶石片岩存在1922 ～1930Ma 的年龄记录(刘树文等，2004;Liu et al.，2006);Qian et al.(2013)采用SHRIMP 和LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年方法测得石榴云母片岩的变质时代为1933 ～1965Ma。(5)在太华变质杂岩区，蒋宗胜等(2011)和Chen et al. (2015)对洛宁地区斜长角闪岩进行LA-ICP-MS/SIMS 锆石U-Pb 测年，得到其变质年龄为1938 ～1971Ma;王国栋等(2012，2013)和Wang et al.(2014)获得华山地区的斜长角闪片麻岩和黑云斜长(/二长)片麻岩中的变质锆石及锆石变质增生边年龄为1.82 ～1.96Ga;Lu et al.(2013，2014，2015)和卢俊生等(2014)对鲁山地区斜长角闪岩的SIMS 锆石U-Pb 年代学测试发现，岩石中变质锆石年龄为1.75 ～1.95Ga。(6)在中条变质杂岩区，独居石电子探针测年结果显示，二云母细粒二长花岗质片麻岩存在1969.4±0.2Ma 的年龄记录(刘树文等，2007)。

表2 华北中部造山带各变质杂岩的变质年龄Table 2 The metamorphic ages from the matamorphic complexes in the Trans-North China Orogen

续表2Continued Table 2

续表2Continued Table 2

续表2Continued Table 2

赞皇地区的斜长角闪岩和泥质片麻岩获得的峰期变质时代多数集中在1821 ～1868Ma 之间(肖玲玲等，2011;Xiao et al.，2013，2014)，个别长英质片麻岩样品中锆石记录了2507 ±15Ma 的变质年龄信息(Xiao et al.，2014)，该变质年龄代表的变质事件明显早于赞皇地区基底岩石～18.5 亿年的大规模变质作用，而与东部陆块～25 亿年绿片岩相-麻粒岩相区域变质事件时代相近。紧邻赞皇变质杂岩西缘的左权变质杂岩区，同样获得两组(～1900Ma 和2464 ～2530Ma)变质年龄(肖玲玲，2014)。～2.5Ga 的变质年龄在中部带内其它地区亦有报道，例如在阜平大柳树地区，程裕淇等(2004)通过锆石SHRIMP U-Pb 年代学测试，获得长英质副麻粒岩的一组变质年龄为2538 ±14Ma，将其解释为麻粒岩相变质时代。

以上可见，华北中部造山带各变质杂岩所经历的变质事件并不仅有～1.85Ga 这一期，同时还存在～1.95Ga 和～2.5Ga 的变质事件，说明华北中部造山带前寒武纪期间的构造-变质事件是一个比较漫长的复杂演化过程。

4 讨论

4.1 华北克拉通早前寒武纪基底现有演化模式

迄今为止，在华北克拉通早前寒武纪基底的形成机制和拼合时代等方面，存在不同的见解和设想，先后提出了多个基底构造单元划分方案。不同方案之间的分歧主要集中在以下方面:

(1)构造单元数目不同，包括三分(Zhao et al.，1998，2001b，2005;Kusky and Li，2003;Faure et al.，2007a)、五分(Wang and Mo，1996;伍家善等，1998)、六分(白瑾等，1993;Zhai et al.，2000)、八分(李江海等，2000)、十分(邓晋福等，1999)和十五分(张福勤等，1998)等划分方案;(2)形成机制不同，包括涡旋构造模式(白瑾等，1993)、陆壳水平生长模式(邓晋福等，1999)和碰撞模式(吴昌华和钟长汀，1998;伍家善等，1998;Zhao et al.，1998，2001b，2005;李江海等，2000;Kusky and Li，2003;Faure et al.，2007a)等;(3)基底主要拼合时代不同，包括新太古代(～2.5Ga)为主碰撞期(白瑾等，1993;沈其韩和钱祥麟，1995;Zhai et al.，2000;李江海等，2000;Kusky and Li，2003)、古元古代晚期(～1.85Ga)为主碰撞期(吴昌华和钟长汀，1998;伍家善等，1998;Zhao et al.，1998，2001b，2005)和两阶段碰撞/增生模式(Faure et al.，2007a;Wang，2009;Wang et al.，2010b;Zhai，2011;Zhai and Santosh，2011);(4)构造边界不同，三分的方案给出了明确的边界，各方案划分的边界位置略有差异(Zhao et al.，1998，2001b;Kusky and Li，2003);(5)碰撞方式不同，包括陆-(弧)-陆碰撞(吴昌华和钟长汀，1998;伍家善等，1998;Zhao et al.，1998，2001b，2005;Faure et al.，2007a)、弧-陆(Kusky and Li，2003;Wang et al.，2010b)碰撞两种;(6)俯冲极性不同，在陆块碰撞模式下到底是东向俯冲(吴昌华和钟长汀，1998;Zhao et al.，2001b，2005)，还是西向俯冲(Kusky and Li，2003;Faure et al.，2007a)认识不同。

其中代表性的划分方案具体表述如下。

白瑾等(1993)根据华北太古宙岩石中高级区与绿岩带的分布关系及相关地球物理资料，提出涡旋构造(whirl tectonics)理论，认为早-中太古代华北并不存在统一的结晶基底，而是由6 个相互分离的微陆核(辽吉、赤峰、东胜、渤海、临汾、济宁、阿拉善)组成，在距今25 亿年前，随着地球自转速度加快，微陆核之间发生旋转并彼此接近，最后在横向挤压-剪切的涡旋构造机制中焊接形成统一的早前寒武纪结晶基底。至古元古代以来，华北克拉通作为一个整体参与全球板块相对运动。

伍家善等(1998)在详细的地质学、岩石学和年代学研究基础上，把华北克拉通前寒武纪基底划分为胶辽、迁怀、晋冀、蒙陕和豫皖5 个陆块，认为各陆块共同经历了2.5Ga 的区域变质事件，且胶辽陆块西缘的火山-岩浆弧与洋壳俯冲作用有关，推测是古洋壳向陆块的俯冲作用导致了最终弧-陆碰撞及陆块间的旋转拼合，形成了华北克拉通前寒武纪基底。

张福勤等(1998)认为早前寒武纪时期不存在现代意义的岩石圈(地壳和壳下岩石圈地幔)，其构造活动层圈仅由地壳组成。作者结合区域构造、岩石、地球化学和地球物理场方面的研究成果，按照大陆块壳和活动带两种构造单元，将华北克拉通基底早前寒武纪基底划分为15 个部分，其中包括9 个大陆块壳:阴山-冀北联合块壳、鲁冀辽联合块壳、辽东联合块壳、胶北块壳、皖北块壳、太华块壳、阜平块壳、临汾块壳和东胜-桑干联合块壳，6 个基底活动带:大青山活动带、燕辽活动带、五台山活动带、中条山活动带、雁翎关活动带和夹皮沟活动带。认为绿岩建造(不同程度变质的火山-沉积建造)是基底大地构造分区的重要物质标志，分布于东胜-桑干联合块壳、临汾块壳和阜平块壳之间的2.5Ga 的绿岩可能与大陆碰撞造山有关，其它地区2.6 ～2.7Ga 的绿岩带也普遍经历了约2.5Ga 的构造事件。

吴昌华和钟长汀(1998)认为华北克拉通在太古宙时并非是一个统一的大陆，而是由西部的鄂尔多斯古陆和东部的冀东古陆发生SW-NE 向的陆-洋-陆碰撞拼合而成，两个古陆间的碰撞作用从太古宙末期就已经启动，至吕梁期(～1.8Ga)达到碰撞高峰，最终发生陆-陆碰撞形成统一的华北克拉通前寒武纪基底。由于缝合线通常垂直于碰撞方向，故推测原碰撞缝合线应为NW 向，但因造山带根部剪切作用不均匀而变位成后期“之”字形的南北向。吴昌华(2007)提出以孔兹岩和同时代的变质沉积岩为代表的陆源沉积岩为划分古陆的重要标志，将华北克拉通划分为鄂尔多斯地块、晋蒙弧形拼合带、冀鲁豫地块、(郯庐断裂)和胶辽地块群等构造单元，前三者占据了华北克拉通80%以上的面积，吕梁期时鄂尔多斯地块和冀鲁豫地块沿二者之间的晋蒙拼合带发生陆-陆碰撞形成统一的华北克拉通基底。

赵国春(2009)指出微陆块的划分取决于彼此间是否存在碰撞型造山带。结合岩石学、变质作用P-T-t 轨迹、地球化学以及同位素年代学资料，Zhao et al.(1998，2001b，2005)根据在华北克拉通中部识别出一条近南北向、长达1500km 的造山带，即华北中部造山带(the Trans-North China Orogen)，并以此为界将华北克拉通前寒武纪基底划分为东部陆块和西部陆块两个陆块。该造山带和东西部陆块间的变质作用P-T 轨迹样式存在明显差别，华北中部带作为一条典型的陆-陆碰撞带，拥有近等温降压型(ITD)的顺时针变质作用P-T轨迹，约1.85Ga 时，西部陆块东向俯冲与东部陆块发生陆-(弧-)陆碰撞拼合，形成统一的华北克拉通早寒武纪基底。东部陆块和西部陆块大部分地区拥有近等压降温型(IBC)的逆时针P-T 轨迹，其形成与大规模地幔岩浆底侵作用有关。西部陆块可进一步划分为南部的鄂尔多斯陆块、北部的阴山陆块和两者之间的孔兹岩带，约1.9 ～2.0Ga，鄂尔多斯陆块和阴山陆块沿孔兹岩带发生碰撞拼合，形成完整的西部陆块(Wan et al.，2000，2006a;Santosh et al.，2006，2007;Xia et al.，2006a，b;Yin et al.，2009;周喜文和耿元生，2009)。东部陆块中又可识别出一条胶-吉-辽碰撞造山带，其形成时代为2.0 ～2.2Ga，所经历的主期变质事件时代约为1.9Ga(蔡剑辉等，2002;Luo et al.，2004，2008;Lu et al.，2004;Zhou et al.，2008)。

邓晋福等(1999)通过华北前寒武纪花岗岩类的研究发现，中太古代岩石分布区往往作为核心，被外围新太古代岩石和更外围的古元古代岩系所环绕，根据这一分布特征，将华北克拉通基底划分出吉辽、燕辽、怀宣、胶辽、鲁西、沁水、太华、五淮(?)、鄂尔多斯和阿拉善10 个太古宙陆核，并推测华北克拉通前寒武纪基底的形成可能是陆壳水平生长的结果。

翟明国等(Zhai et al.，2000，2005，2007;Zhai and Liu，2003;Zhai，2011;Zhai and Santosh，2011)通过识别重要的古老构造边界，将华北克拉通划分为七个主要的微陆块(胶辽、迁怀、鄂尔多斯、集宁、许昌、徐淮、阿拉善)。认为华北克拉通的形成经历了两期克拉通化事件，第一期克拉通化发生在新太古代末期(2.53 ～2.60Ga)，微陆块被火山-沉积岩系焊接，随后发生变质作用和花岗岩化，完成初步克拉通化过程，华北已经形成现今规模的古陆。其构造机制可能是适度规模且多发的地幔柱构造控制下小尺度的横向构造运动。第二期克拉通化发生在古元古代末1.82 ～1.95Ga，华北克拉通出现了以三条古元古代活动带为代表的裂谷-俯冲-增生-碰撞的陆内造山事件。至中元古代，华北进入地台的演化阶段，并保持了长达10 多亿年的稳定。

Kusky and Li(2003)提出西向俯冲的构造三分方案，陆块间的构造边界与赵国春等划分的“华北中部造山带”(the Trans-North China Orogen)略有不同，并将东、西部陆块之间的碰撞带定义为“中央造山带”(the Central Orogenic Belt)。大约2.5Ga 时，东部地块与西部地块以弧-陆形式发生汇聚，沿中央造山带西向拼合形成统一的华北克拉通早前寒武纪基底。～1.8Ga 以后华北克拉通以伸展构造体制为主，期间形成一系列拗拉槽和裂谷，并伴有大量基性岩浆的侵入。王军鹏(2015)进一步推测，两陆块间的俯冲碰撞过程存在俯冲极性倒转。在大约2.5Ga 时，东部陆块北西向俯冲与阜平岛弧发生碰撞，随后，在弧陆碰撞西缘的撕裂地带的俯冲极性发生倒转，新俯冲的洋壳诱使富集地幔开始熔融，导致华北克拉通中部造山带和东部陆块内大面积基性岩墙群的产生和侵入。后续的南东向逆冲-碰撞作用造成了华北克拉通基底的最终拼合。

Faure et al.(2007a)认为整个华北克拉通前寒武纪基底的聚合，是由两个阶段沿中部带发生的东西向碰撞事件完成的(Faure et al.，2007a，b;Trap et al.，2007，2008，2009a，b)。华北克拉通太古宙基底总体可分为鄂尔多斯陆块、阜平陆块和东部陆块三个部分。其中，鄂尔多斯陆块与阜平陆块之间存在一个“吕梁洋”，阜平陆块与东部陆块之间存在一个“太行洋”。～2.1Ga 东部陆块发生西向俯冲，首先与阜平陆块发生碰撞，导致“太行洋”的关闭和一系列岛弧岩浆作用的发生，随后继续向西俯冲，造成1.8 ～1.9Ga“吕梁洋”的闭合，最终阜平陆块与西部陆块的碰撞拼合形成统一的华北克拉通基底。

Wang(2009)、Wang et al.(2010b)提出两阶段岛弧增生模式，认为～2565Ma 前，华北克拉通东、西部陆块之间存在一个“古华北洋”(the Proto-North China Ocean)，约2540 ～2565Ma 发生北西向的洋内俯冲，形成了五台原始岛弧(proto-arc)，而后2525 ～2475Ma 左右的多阶段俯冲-增生作用，导致了五台弧后盆地的关闭和大量不同类型的岛弧岩浆的形成。在大约1.8 ～1.9Ga 时，华北克拉通东、西部陆块于发生了大规模的碰撞造山作用，导致了华北中部造山带和华北克拉通前寒武纪基底的最终形成。

Santosh(2010)提出了双向俯冲模式。在古元古代，燕辽陆块和阴山陆块同时向鄂尔多斯陆块之下俯冲，阴山陆块部分向东俯冲于燕辽陆块之下，形成了统一的华北克拉通早寒武纪基底。

4.2 变质作用P-T 轨迹与大地构造环境的对应关系

前寒武纪时期是否存在类似今天的板块构造，一直是国际地球科学界长期争论的重大科学问题，部分原因是一直没能发现前寒武纪榴辉岩，也难以论证其间双变质带的存在。但这一学术问题的解决对探讨华北克拉通早前寒武纪基底的构造演化起到至关重要的作用。值得注意到是，在位于华北克拉通中部的山西恒山白马石地区，TTG 片麻岩中发现的基性高压麻粒岩透镜体被认为是退变榴辉岩(翟明国等，1995;Zhao et al.，2001a)。河北赤城“红旗营子群”黑云斜长片麻岩中基性高压麻粒岩透镜体，也被认为是退变榴辉岩(倪志耀等，2004a，b;周兵等，2008)。另外，作为板块运动的最终结果，大陆碰撞造山带可能也是识别地球历史演化中板块构造机制起主导作用的重要标志(Zhao，2007)。同时，变质作用P-T 轨迹能够为了解造山带的大地构造演化历史提供了重要的科学信息，完整的变质作用P-T 轨迹的确定具有重要的意义，可以据此探讨变质作用发生时的大地构造环境。

Bohlen(1987)和Harley(1989)通过对比世界上多个麻粒岩地体，发现与俯冲-碰撞-快速隆升有关的挤压应力背景下形成的麻粒岩均记录顺时针P-T 轨迹，而岩浆板底垫托作用有关的拉张应力背景下形成的麻粒岩均记录逆时针P-T轨迹。之后经过世界地质学家几十年的研究证实，特定的变质作用P-T 轨迹与特定大地构造环境之间存在着近似的对应关系。例如，顺时针近等温降压(ITD)型的P-T 轨迹通常形成于俯冲带或陆-陆碰撞构造环境中，而逆时针近等压降温(IBC)型的P-T 轨迹一般反映与大量地幔岩浆上侵及底板垫托作用有关的岛弧根部、大陆裂谷或地幔柱构造环境(详见赵国春，2009)。所以，通过结合岩石学、地球物理、地球化学、构造地质学和同位素年代学等信息，人们可以有效利用变质作用P-T 轨迹来识别碰撞造山带等构造环境，也可以用来划分拥有不同变质演化历史的地质体并探讨其形成时所处的大地构背景。

通常情况下，在造山带构造环境中，顺时针ITD 型的P-T轨迹所对应的构造演化过程表现为(Ernst，1988;Harley，1989;Brown，1993):前期的俯冲-碰撞作用导致地壳加厚，造成了变质温度缓慢升高的同时变质压力迅速升高;当碰撞停止时，变质压力达到最高值，但热松弛作用使变质温度仍继续升高一段时间;随后由于快速的构造剥蚀作用，地体开始快速折返上升，发生伸展、陆壳减薄和造山后期垮塌作用，从而使变质温度来不及大幅度变动的同时压力迅速下降。沈其韩等(2014)对中国显生宙主要造山带的麻粒岩相变质岩石的地质特征、岩石类型、变质历史及其形成的大地构造背景进行了综合分析，结果表明除西天山木扎尔特河低压麻粒岩记录逆时针P-T 轨迹、反映大陆弧构造环境外，其它造山带的麻粒岩均具有近等温降压特点的顺时针P-T 轨迹特征，大部分形成于洋陆俯冲碰撞环境，少部分为陆-陆碰撞环境。

4.3 华北克拉通中部造山带变质作用P-T 轨迹及其构造指示

华北中部造山带作为华北克拉通内一条重要的碰撞造山带，形成于新太古代-古元古代，其内部杂岩的变质作用PT 轨迹，较为完整地记录了其所经历的变质演化历史。本文通过综合对比中部带内不同变质杂岩的地质特征和变质作用P-T 轨迹发现(图13)，虽变质程度及记录片段有所差异，但总的来说，各变质杂岩区均拥有类似的顺时针变质作用PT 轨迹，且多数退变质片段表现为近等压降温型，属于西阿尔卑斯型(West-Alpine type)P-T 轨迹，与大陆碰撞环境有关。作为华北中部造山带的一部分，各变质杂岩所反映的碰撞造山环境与华北克拉通东部陆块和西部陆块间的俯冲-碰撞-造山过程密切相关，无论是中北段的高级区变质杂岩，还是以花岗-绿岩带为主体的南段中低级变质杂岩，同样卷入了华北克拉通东部陆块和西部陆块之间的大规模的碰撞造山运动，且该过程为一个漫长的、复杂的构造演化过程。

5 初步认识

(1)不同杂岩区变质程度差异明显

图13 华北中部造山带中不同变质杂岩区变质作用P-T 轨迹Fig.13 The P-T paths of metamorphic rocks from the metamorphic complexes in the Trans-North China Orogen

如图14 所示，中部带各变质杂岩的已有变质演化数据表明，高级区各变质杂岩中，恒山、怀安和宣化杂岩的峰期变质压力相对较高，均大于14.0kbar，为高压基性麻粒岩-退变榴辉岩的估算结果。花岗-绿岩带中，赞皇杂岩中部分泥质片麻岩和斜长角闪岩的峰期变质压力＞12.0kbar，五台杂岩中个别斜长角闪岩的峰期估算压力也超过了12.0kbar，石榴云母片岩峰期压力高达14.0kbar。中部带峰期变质温度最高(＞900℃)的三个杂岩区为高级区的阜平杂岩、恒山杂岩和宣化杂岩，均为中-高压基性麻粒岩的计算结果。显然，该统计结果与相应变质岩石的矿物组合非常一致，也就是说，在华北中部造山带中不同变质杂岩区的变质程度存在明显差别，并且这种差别与相应杂岩区在中部带所处的构造位置有一定的规律可循，即变质程度高的岩石多数出露于中部带的中北段，尤其是北段位置，而中部带南段仅在太华杂岩中有麻粒岩报道。许多学者尝试以典型由高级区和花岗-绿岩带构成的恒山-五台-阜平杂岩带为例寻找该现象的答案。一些学者认为同为高级区的恒山杂岩和阜平杂岩原为一个整体陆块，新太古代时在五台绿岩带的形成的同时，这一整体陆块发生裂解，而后在古元古代时期闭合，形成现今的构造格局(田永清，1991);还有一些学者认为恒山-五台-阜平杂岩带属于新太古代的陆-弧-陆碰撞造山系统，其中恒山-阜平杂岩代表两个外来的太古宙微陆块，而五台花岗-绿岩带代表介于期间的一个岛弧(李继亮等，1990;白瑾等，1992;Wang et al.，1996;Polat et al.，2005);Zhao et al.(2007)认为前两种观点与现有年代学资料不符，恒山-五台-阜平杂岩在年代上并没有明显的不同，均形成于新太古代-古元古代，这三个杂岩似乎经历新太古代-古元古代一个共同的演化过程，其中低-中级的五台杂岩代表了上地壳钙碱性火山-深成岩组合，可能形成于岩浆弧背景中的俯冲带之上，而恒山-阜平杂岩形成于弧根部的下地壳。也就是说，恒山、五台和阜平杂岩代表了新太古代-古元古代时期同一个、长寿的岩浆弧的不同部位，后续共同卷入了约1.85Ga 的东西部陆块的碰撞造山作用(Zhao et al.，2000b;2001b，2002a;Wilde et al.，2002)。而中部带其它杂岩中，怀安、宣化、承德和太华杂岩区可与恒山或阜平杂岩区对比，登封、赞皇和冀北杂岩区可与五台杂岩区相对比。本文认同后者关于高级区和花岗-绿岩带形成于不同构造层次的观点，但除此之外，我们认为还存在以下两种可能性:①二者形成于不同的俯冲阶段，造成其变质程度存在差异;②二者变质程度可能相同，但花岗-绿岩带中高级变质岩并未出露于地表。

图14 华北中部造山带中不同变质杂岩区变质高峰期的最大温度和最大压力Fig.14 The maxmum P and T histogram of metamorphic peaks of the rocks from the metamorphic complexes in the Trans-North China Orogen

(2)不同杂岩区变质P-T 轨迹的样式不尽相同

由前文和图13 可知，华北中部造山带各变质杂岩区均拥有类似的顺时针变质作用P-T 轨迹，揭示变质岩石经历的从地壳深部的中-高级变质，到快速抬升至地壳浅层次发生的近等温降压及晚期降温退变的复杂演化历史。然而，不同杂岩区变质岩石所记录的变质信息存在细微差别。首先，高级区的变质程度达到了高角闪岩相-麻粒岩相过渡相或麻粒岩相，变质岩石难以记录早期进变质阶段的信息，如麻粒岩中石榴石的生长环带不易保留，进变质阶段矿物包裹体保存较少，故其P-T 轨迹多缺乏进变质片段。郭敬辉等(1999)通过对比恒山地区和怀安-宣化地区高压麻粒岩的变质演化特征发现，怀安-宣化的高压麻粒岩仅记录了高压之后的减压过程，而恒山西段石榴石角闪岩和麻粒岩还同时记录了早期低温的进变质阶段，因此，后者很可能是某种形式的陆壳俯冲碰撞的产物，推测从恒山西段向东北延伸的桑干构造带在古元古代很可能经历了一系列俯冲、逆冲、变形、剪切等深地壳过程，在此过程中，怀安-宣化地区的高压麻粒岩代表了卷入这一过程的下地壳岩石组合，而恒山的石榴石角闪岩和麻粒岩才真正代表了在这一过程中由表壳岩石变质形成的高压变质岩。其次，多数杂岩中变质岩石的退变质阶段表现为近等压降温片段，属于西阿尔卑斯型P-T 轨迹。但部分杂岩中获得的顺时针P-T 轨迹，其退变质路径与进变质路径十分相似，呈“发卡”状，通常认为，这种“发卡”状的顺时针P-T轨迹(也称为Franciscan 型;Ernst，1988)，反映了岩石折返速度较慢，与俯冲速度相当的构造过程(刘景波和郭敬辉，2013)。显然，这与前者所反映的造山带碰撞后的快速垮塌过程并不相符，也与变质岩石中广泛发育的“白眼圈”反应结构不能对应，究其原因，我们认为可能由于下述原因的存在，导致无法获得真正意义上的P-T 轨迹:①中、高级变质岩中早期变质矿物保存很少，且即使被保存，早期包裹体矿物颗粒通常较小，导致无法获得进变质阶段矿物组合的化学成分或测试误差较大;②变质作用后期的元素在固态下的扩散交换，使得石榴石等矿物初始化学成分环带因均一化而不再存在，从而抹去了变质作用早期阶段的信息，若用现存的石榴石核部成分来计算早期进变质阶段的温压条件显然不妥;③元素的固态扩散作用可能重置变斑晶内部细小包裹体的化学成分，重置后的矿物包裹体已与现存的石榴石达到化学平衡，故无法保存早期变质阶段信息;④元素的固态扩散作用可能使分别作为反应物的石榴石等矿物边缘和作为生成物的后成合晶矿物达到热力学平衡，无法准确获得峰期减压阶段或退变质阶段的形成条件;⑤由于后成合晶反应结构的存在，现存的石榴石边部已不代表真实峰期时石榴石的化学成分，使得真正变质作用高峰期的变质条件不能恢复，而仅能获得较为接近峰期的变质温度和压力。基于此，我们建议尽可能采用热力学模拟(如视剖面图法)和传统矿物温压计相结合的方法来恢复岩石的变质作用P-T 轨迹，同时，对所获得的变质作用P-T 轨迹与构造环境的对应关系不可盲信，一定要结合矿物组合和反应结构特征等因素综合考虑，来推断岩石所经历的构造演化过程。

郭敬辉等(1998)在宣化西望山采集的2 件高压基性麻粒岩样品xw22 和xw25 中获得了两种类型的变质作用P-T轨迹，样品xw22 经历了减压升温过程，拥有典型顺时针P-T轨迹，推测形成于大陆碰撞过程;样品xw25 经历了减压将温过程，且其温度的下降尤为显著，认为P-T 轨迹是一种逆时针样式，推测该麻粒岩形成于稍早一些的岛弧底部的高热流环境，岛弧主体的代表就是怀安TTG 片麻岩地体。在碰撞阶段的后期，该类下地壳岩石卷入了与碰撞有关的剪切推覆构造体系中，与前一类高压麻粒岩(如样品xw22)共同经历了构造上升过程。

(3)变质年龄与P-T 轨迹的对应关系尚不明确

以上所有变质年代学分析显示，中部带各变质杂岩中至少记录了三组变质年龄:～1.85Ga、～1.95Ga 和～2.5Ga，在目前的已有变质年代学数据中，～1.85Ga 占据了主导地位，大致与区域片麻理形成的时间一致。但另外两组变质年龄与变质阶段的对应关系并不明确。～2.5Ga 的变质年龄与东、西部陆块广泛存在同期的变质事件有何关系?～1.95Ga的变质年龄是代表中部造山带更早一期的变质事件，还是与～1.85Ga 同期变质事件的不同阶段?这些疑问是我们洞悉中部带构造演化过程的关键科学问题。

就整个华北克拉通而言，～2.5Ga 的变质事件通常与幔源岩浆的底侵作用有关，岩石多经历逆时针近等压冷却型的变质作用P-T 轨迹(Zhao et al.，2001b，2005)，而中部带各变质杂岩普遍拥有顺时针近等温降压型变质作用P-T 轨迹，由此我们推测～2.5Ga 的变质年龄并不代表与片麻理同期的变质高峰期时代，而指示了更早一期的变质事件，推测可能与东部陆块～25 亿年所遭受的地幔柱活动有关。1800 ～1900Ma 时，华北中部造山带内部各变质杂岩发生区域性变质作用，形成稳定的片麻理构造，代表变质高峰期时代。而～1.95Ga 的变质年龄则更可能代表了峰期前的某个变质阶段。

致谢 感谢两位匿名审稿专家和吴春明教授给予本文的中肯建议;感谢俞良军博士的精心编辑。

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