《Tectonophysics》：Deformation microstructures and seismic anisotropy of retrograded eclogites from the Shuanghe, Eastern China
编辑推荐：
双河超高压变质带逆grade eclogites中矿物优选取向（LPO）与地震各向异性的关系研究。通过EBSD分析发现， Clinopyroxene发育L-, S-, LS型LPO，与amphibole的topotactic replacement导致其LPO镜像对应。Plagioclase呈现稳定的（100） poles亚垂直 foliation面，（001） poles亚平行线理。地震各向异性主要受amphibole控制，逆grade程度增加使P-和S波各向异性增强，平均P波速度下降。
Sejin Jung|Haemyeong Jung
韩国首尔国立大学地球与环境科学学院构造物理学实验室，Gwanak-ro 1号，Gwanak-gu，首尔 08826
摘要
本研究针对中国东部双河超高压（UHP）变质带中的退变质榴辉岩进行了分析，旨在了解俯冲带中退变质过程期间矿物的岩石结构演变和地震性质。榴辉岩中的透闪石根据退变质程度的不同，被由角闪石+斜长石±单斜辉石±黑云母组成的共生体所取代。电子背散射衍射（EBSD）分析表明，单斜辉石表现出L型、S型和LS型的晶格优选取向（LPOs），而角闪石通过拓扑替代作用使单斜辉石的LPOs发生镜像变化。相比之下，斜长石与其他矿物之间没有拓扑关系，但形成了稳定的LPO。斜长石的LPO主要特征为（100）极轴垂直于片理面，（001）极轴平行于线理方向。基于LPO数据的地震性质表明，角闪石对整个岩石的地震各向异性起主导作用。此外，退变质程度的增加增强了P波和S波的地震各向异性，同时降低了平均P波速度，这突显了退变质对榴辉岩地震性质的重要影响。
引言
榴辉岩通常由透闪石和石榴石组成，形成于俯冲带和大陆剪切带中，其前身岩石包括玄武岩、花岗岩和辉长岩（Boundy等人，1992年；Maruyama等人，1996年）。研究表明，榴辉岩在俯冲、剥离和地震等地质动力学过程中起着重要作用（例如，Anderson，2006年；Austrheim和Boundy，1994年；Kay和Kay，1993年；Sacks和Secor，1990年；Zhang等人，2004年）。高度变形的榴辉岩具有明显的片理和线理，其矿物常常表现出晶格优选取向（LPO）（例如，Bascou等人，2001年；Keppler，2018年）。由于榴辉岩中的矿物具有弹性各向异性，这些LPO对于理解俯冲带的地震性质至关重要（例如，Bascou等人，2001年；Cao等人，2021年；Puelles等人，2017年；Shi等人，2010年）。
尽管许多研究集中在俯冲过程中的榴辉岩化作用（例如，Austrheim，1991年；Engi等人，2018年；Raimbourg等人，2007年），但榴辉岩的抬升往往会导致其完全或部分退变质，从而失去对峰值变质条件的约束（例如，McNamara等人，2012年；Moller，1998年；Yang，2004年；Zertani等人，2023年）。退变质过程中透闪石的减压作用会使其转变为由单斜辉石+斜长石±角闪石组成的共生体（例如，Anderson和Moecher，2007年；Griffin和Raheim，1973年；Martin和Duchêne，2015年；Moller，1998年；Zhao等人，2001年）。共生体的岩石学和微观结构分析提供了有价值的信息，如峰值变质条件、退变质P-T路径和抬升速率（Anderson和Moecher，2007年；Joanny等人，1991年；Martin和Duchêne，2015年；Xie等人，2020年）。在共生体形成过程中，前体相到产物相之间的拓扑关系和LPO的继承已在多种地质环境中得到记录（Heidelbach和Terry，2013年；Spruzeniece等人，2017a；Xie等人，2020年；Zertani等人，2024年）。然而，控制共生体中矿物形成和岩石结构演变的过程仍不明确，其对地震各向异性的影响也尚未系统研究。
中国中东部的大别-苏鲁三叠纪造山带是由扬子板块向北俯冲到中朝板块下方形成的。大别带东侧与苏鲁带相邻，两者之间由谭城-庐江走滑断层分隔（图1a）。碰撞带中的榴辉岩、石榴石橄榄岩和片麻岩经历了原位超高压（UHP）变质作用，这一过程通过在大别山和苏鲁地区发现柯石英和微钻石包裹体得到证实（Okay，1993年；Okay等人，1989年；Wang等人，1992年；Xu等人，1992年），以及各种UHP岩石几乎相同的变质年龄得到证明（Liu和Liou，2011年；Yang等人，2003年；Zhang等人，2005年；Zheng等人，2006年；Zong等人，2010年）。大别-苏鲁造山带已成为研究地球超高压地块的关键区域，有助于了解大陆俯冲-抬升过程和碰撞造山带的地质动力学演化（例如，Cong等人，1995年；Zhang等人，2009年；Zhang等人，2011年；Zheng等人，2019年）。
本研究分析了来自大别带的7个退变质榴辉岩样品（601、602、605、607、608、611和612）的微观结构，以了解双河榴辉岩在二叠纪-三叠纪大陆碰撞及随后的退变质过程中的岩石结构演变。特别是，本研究重点关注共生体的存在，并研究了其组成矿物的微观结构特征，以更好地理解退变质过程。退变质榴辉岩的微观结构是通过配备电子背散射衍射（EBSD）探测器的扫描电子显微镜（SEM）观察到的。此外，我们还计算了双河退变质榴辉岩的地震速度和各向异性，以评估退变质对榴辉岩地震各向异性的影响。
地质背景
退变质榴辉岩样品采自双河UHP变质带，该带位于大别UHP带的东端（图1a）。在双河地区，UHP变质岩呈NNW-SSE走向的条带状分布，周围被正片麻岩所包围（图1b）。这些UHP变质岩具有明显的成分层理，包括榴辉岩、片岩、片麻岩、大理石、玉髓石英岩和角闪岩，分布面积约为
实验方法
用于EBSD分析的薄片是在x-z平面制备的（x：线理方向；z：垂直于片理方向）。双河榴辉岩样品的片理方向是根据石榴石和石英的成分层理确定的。样品的线理方向是通过投影函数法（Panozzo，1984）根据石榴石、透闪石和石英在片理中的形状优选取向来确定的。EBSD分析使用场发射扫描电子显微镜进行
双河榴辉岩的微观结构
双河退变质榴辉岩由石榴石、透闪石和石英组成，共生体包含角闪石、斜长石和单斜辉石（图2，图3）。副矿物包括钛铁矿、金红石、黑云母和白云石。根据退变质程度的不同，透闪石部分被共生体取代或几乎完全转变为共生体（图2，图3）。退变质榴辉岩样品表现出不同程度的退变质。
矿物LPO形成的机制
双河退变质榴辉岩中的单斜辉石表现出多种类型的透闪石LPO：L型、S型和LS型（图4；表1）。先前的研究表明，透闪石的LPO主要受应变几何形态的影响；S型LPO通常由压扁应变引起，L型由收缩应变引起，LS型由平面应变引起（Bascou等人，2002年；Keppler等人，2016年；Kurz等人，2004年；Llana-Fúnez等人，2005年；Mauler等人，2001年；Zhang等人，
结论
本研究分析了中国东部双河UHP变质带中退变质榴辉岩的微观结构，以了解三叠纪大陆碰撞及随后抬升过程中的岩石结构演变。研究重点关注退变质榴辉岩的微观结构和地震性质，以阐明退变质对结构演变和地震各向异性的影响。双河退变质榴辉岩中的透闪石被共生体所取代
手稿准备过程中生成式AI和AI辅助技术的声明
在撰写本论文期间，作者使用了OpenAI的ChatGPT进行英文编辑。使用该工具后，作者对内容进行了必要的审阅和修改，并对发表文章的内容负全责。
CRediT作者贡献声明
Sejin Jung：写作——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、数据采集、数据分析、概念化。Haemyeong Jung：写作——审阅与编辑、验证、监督、资源协调、项目管理、方法论、数据采集、概念化。
资助
本研究得到了韩国国家研究基金会（NRF）通过基础科学研究计划（Basic Science Research Program）的支持，该计划由教育部（Ministry of Education）资助（RS-2024-00462466），同时得到了韩国国家研究基金会（NRF）的资助（NRF: 2022R1A5A1085103），资助对象为S.J.；此外还获得了H.J.的资助。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢两位审稿人Florian Heidelbach博士和一位匿名审稿人，以及编辑Samuel Angiboust博士提出的建设性和富有洞察力的评论，这些评论极大地改善了手稿的质量。
