Characteristics and thematic geological mapping of mélanges
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摘要:
混杂岩是造山带内最常见的地质体和最基本的大地构造相单元，是由多种地质作用共同形成的可作为一定比例尺（1：25000或更大）的地质填图单元，并由块体和基质共同构成的内部无序的岩石混杂体。混杂岩的形成和就位构造环境不一致，并非所有混杂岩都具有古板块构造格局指示意义。蛇绿混杂岩和增生杂岩可作为古洋盆和汇聚板块边界的直接判别标志，其结构、组成与时空配置共同记录了古大洋板块地层系统发展及大陆地壳侧向与垂向增生历史。以大洋板块地层、海山理想层序和蛇绿岩"彭罗斯"层序模型为指导，专题地质填图是揭示造山带蛇绿混杂岩和增生杂岩结构、组成及其时空配置关系与形成机制的有效手段。这可为洋-陆转换研究及提高造山带结构深化认知程度提供直接证据，同时指导混杂岩相关矿床勘探与找矿预测。
Abstract:Mélange is the commonest geological body and the most fundamental tectonic facies of the orogenic belt around the world. It represents a mappable (1:25000 or more) geological unit formed by multiple geological processes and consists of blocks and matrix showing high stratigraphic disruption and a chaotic internal structure. The formation environment of mélanges is unequal to their emplacement environment, and hence not all of the mélanges were formed around the plate boundary reflecting plate tectonics. Ophiolitic mélanges and accretionary complexes can be used as the direct discriminating marks of ancient oceanic basin and convergent plate boundaries, and their texture and composition as well as spatial and temporal relationship have coevally recorded the development of oceanic plate stratigraphy and the lateral and vertical growth of the continental crust. On the basis of an ideal model of oceanic plate stratigraphy (including seamount) and Penronse ophiolite sequence, thematic geological mapping is the most effective way to clarify the texture and composition, spatial and temporal relationship, and formation mechanism of mélanges. The data obtained can provide direct evidence for reconstructing ocean-continental framework and improving our knowledge on the texture of orogenic belts, and can also guide mineral deposit exploration and ore prospecting plan.
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Keywords:
- orogenic belt /
- mélange /
- ophiolitic mélange /
- subductionary complex /
- thematic geological mapping
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地质填图是野外地质调查与科学分析研究融为一体的有机过程。地质图是地质调查工作成果最基本和最直接的表达，也是地球科学定量化的数据[1]。地质填图的最终目标是对各类地质体及其构造形迹的客观表达和标识，服务于不同用户和读者。地质图面表示内容除受野外地质条件、地质现象的多节性等客观因素影响外，地质填图者的知识理论水平和地质填图理念也是影响地质图质量的关键因素。因此，地质图质量和水平取决于地质填图者的科学理念，直接反映一个国家地质工作的能力和水平。
中国大陆由多陆块经长期复杂的构造演化最终拼合而成。散落于造山带不同部位的古洋壳残片与相关的火山-岩浆-变质-成矿作用共同记录了这些古陆块与其间古洋盆的相互作用过程[2-4]，其中由古洋壳物质组成的蛇绿混杂岩和增生杂岩是记录古洋盆形成与消亡过程的最直接载体。因此，蛇绿混杂岩和增生杂岩的物质组成与结构变形精细研究，可为揭示、恢复古板块构造体制与大洋板块地层系统提供最直接的证据。然而，全面的地质调查和大比例尺专题地质填图是实现这一终极目标的有效手段。
1. 混杂岩野外地质调查和地质填图必要性
混杂岩(mélange，法语)是一套可作为地质填图单元并由岩块(blocks)与基质(matrix)共同构成的内部无序的岩石混杂体[5-9]。它是造山带的重要组成部分，也是造山带大地构造相的基本单元之一[10-13]。混杂岩既可形成于汇聚板块边缘，也可形成于被动大陆边缘、大陆裂谷、陆内挤压变形带等不同构造环境[6-9]。按照组成和成因，混杂岩通常可以分为蛇绿混杂岩、增生杂岩、大洋板块地层混杂岩、构造混杂岩、沉积混杂岩、底辟混杂岩、复成因混杂岩等类型。空间上，造山带中的蛇绿混杂岩和增生杂岩通常互相交混在一起且多沿区域性断裂构造带断续出露；在平行于造山带走向上，它们总体呈带状展布，标志着古汇聚板块边界或板块缝合带[10-22]。在增生型造山带中，增生杂岩和蛇绿岩在垂直于造山带走向上往往共同构成宽阔的混杂岩[15, 19, 23]，如日本和中亚造山带。它们与相关的岩浆作用和变质作用，共同记录了古大洋盆地的演化历史和造山作用过程[19]。此外，蛇绿混杂岩和增生杂岩内常赋存有铜镍硫化物和造山型金矿床。因此，蛇绿混杂岩和增生杂岩的结构与组成特征、形成过程，其与相关岩石构造单元的时空配置关系研究，可为造山带构造演化重建、古板块构造格局恢复，以及洋-陆转换和大陆地壳侧向增长过程研究提供重要证据，也可为揭示古洋盆寿命、古大洋板块地层系统、俯冲极性和造山作用过程提供直接证据，并为矿床勘探和区域找矿提供重要依据。总之，蛇绿混杂岩和增生杂岩的组成和形成过程的精细研究，无疑对古板块构造格局与造山带演化、大陆地壳增长等重大基础地质问题和区域地质找矿具有重要的理论和指导意义。
相对于其他岩石-地层单元，混杂岩在造山带中所占比例较小，且内部结构和组成复杂，不适宜在中、小比例尺地质图件中精细刻画。例如，中国现今已有的中、小比例尺地质图中对蛇绿混杂岩普遍用超基性岩表示，缺乏蛇绿混杂岩洋壳其他单元的区分和表示，以及结构变形等基本地质信息的直接表达。近十余年来，在开展地质图(比例尺1: 250000)修编工作过程中，尽管人们把蛇绿岩、高压变质岩(榴辉岩和蓝片岩)组合，以及诸多具有时代(如"化石打架")和构造属性(如洋岛、海山与岛弧岩石相混杂)争议的"疑难地层"[24-25]视为由不同"岩片"共同构成的"非史密斯地层"，如秦岭造山带"丹凤群"、"武关岩群"和"三河口群"，祁连造山带"化隆岩群"和"阴沟群"，昆仑造山带"纳赤台群"，柴北缘构造带"滩间山群"等，但是在地质图实际绘制过程中的通行做法，是把无法在地质图上表示的小尺度"岩片"与其他"岩片"一起归并为"超岩片"[26]，并在文字报告和地质柱状图中依然采用既可作为"岩石谱系单位"[27]，也可作为正式岩石地层单位[28]的"杂岩"和"岩群"[29]对其进行描述，甚至直接定义为"混杂岩地层"[26]。虽然地质调查人员在混杂岩地质调查研究过程中，遵循构造环境和组成的原则开展岩片类型划分，将造山带混杂岩划分为滑动岩块、滑塌岩块、蛇绿岩片、玄武岩片、超镁铁岩片、硅质泥岩岩片、碳酸盐岩片、火山弧岩片、复理石岩片、磨拉石岩片、裂解块体岩片、(超)高压变质岩片12个类型，同时将火山弧岩片定义为火山、海山或火山弧残片，且由喷出的火山岩、火山弧的深成岩根部和来源于火山的沉积碎屑构成[26]。显然，这些不同类型岩片之间存在明显的岩石组合类型的重叠与交叉，同时也存在岩石成因的混淆归类。这些地质调查和填图理念导致地质图件仍未能从实质上对混杂岩内部块体和基质的结构、组成特征进行客观、真实、有效的表达，从而不能为"疑难地层"或混杂岩的研究和合理认识提供客观的事实依据，进一步影响对区域地层格架的建立，以及造山带构造格架、区域大地构造演化等重大基础地质问题的合理认识。此外，为了找矿与勘探，地质学者们尽管可能已开展并完成了矿床(区)范围内赋矿混杂岩大比例尺(1: 10000~1: 1000)地质填图，但是矿床(区)外围混杂岩的大比例尺地质填图依然缺乏，导致矿床(区)地质图反映的地质演化过程与区域地质演化历史存在明显脱节现象，不利于区域成矿规律总结和区域地质找矿。因此，在已有中小比例尺地质填图的基础上，以客观写实为前提，坚持岩块和基质作为混杂岩基本填图单位的原则，开展混杂岩物质组成和内部构造变形的野外地质调查与大比例尺地质填图工作，分析区域地层和造山带格架，认识混杂岩的形成与造山作用地球动力学的相互关系，探讨区域大地构造演化和区域成矿作用，为实现重点基础地质问题认识突破和提高造山带与造山作用理论水平，以及全面认识大陆增生过程提供基础性资料。
2. 混杂岩研究历史与争议
2.1 混杂岩研究历史
混杂岩概念最早由英国地质学家Edward Greely于1919年提出，用以描述北威尔士Anglesey地区Mona杂岩中遭受构造强烈破坏的Gwna群千枚岩-砂岩组合[30]。这一概念在此后30余年里完全被忽视或遗忘，直至被Bailey等[31-32]和Gansser[33]分别将其用于描述土耳其Ankara和意大利北亚平宁Ligurian构造混杂岩及伊朗蛇绿混杂岩才再次出现。
事实上，早期研究阿尔卑斯的学者将Habkern山谷地区一套复理石裹夹块体的混杂沉积物(chaotic deposits)称作"野复理石"(wildflysch)[34-35]。Flores[36-38]将该套组合称作"滑塌堆积(olistostrome or slide accumulation)"，认为其是由重力作用导致泥质碎屑与不同尺度岩块相互混合形成的。该认识标志着"沉积混杂岩(sedimentary mélange)"概念首次被应用于阿尔卑斯造山带[18]。从此，野复理石和滑塌堆积概念开始频繁出现于各类地质文献中，并被用以描述内部破碎且缺乏良好层序的岩石组合。
1968年，Hsü[5]在进行加利福尼亚弗朗西斯科杂岩研究过程中重新启用了混杂岩概念，很好地解释了"化石打架"及地层和构造之间的相互矛盾，指出混杂岩是一套可作为1: 24000或略小比例尺地质填图单元的岩石组合，是由构造作用形成的内部无序并遭受普遍剪切的细粒基质裹夹不同尺度(可达数英里)外来和原地块体的组合。混杂岩不是一种岩石地层单位，由沉积作用和重力作用形成的野复理石、破碎地层和滑塌堆积不属于混杂岩范畴。其中，滑塌堆积是由弱或未固结的沉积物在同构造作用(重力作用)下失稳诱发的滑动过程中形成的，以发育同构造软沉积变形并具有与相邻地层序列相同的岩性、岩相和时代为特征的沉积组合，破碎地层因缺乏外来块体并具有与相邻地层序列一致的岩性和时代，无论其破碎程度的强弱都属于岩石地层一部分而不属于混杂岩，并提出混杂岩地质填图准则和地质图解释原则。随后，Hsü[39]指出，发生透入性剪切破碎的滑塌堆积实际上无法从混杂岩中区分。由此可见，破碎地层和混杂岩实际上应该是正常地层遭受构造作用强度的两个极端作用的产物。从此，混杂岩和破碎地层开始在全球不同造山带和活动构造带中相继被确认，并广泛出现于各种地质文献中，也开始掀起了混杂岩定义、分类和成因的研究热潮。
为了促成对混杂岩定义和成因达成统一认识，地质学家们于1978年3月在美国加利福尼亚Santa Barbara彭罗斯会议上对其进行了专题讨论。与会者虽然未能对混杂岩定义和形成过程达成一致意见，但普遍认为，混杂岩是用来描述可填图(1: 25000或略小)的、内部破碎的岩石混杂体术语，其基本特征是块体裹夹于基质中，块体包括不同尺度的原地块体和异地块体2类，基质由透入性片理化细粒碎屑岩(通常为页岩)或蛇纹岩组成，可形成于俯冲带或走滑构造环境；部分学者指出，部分混杂岩主要由块体构成，缺乏基质，并认为混杂岩由块体和基质组成的提法过于局限[6]。
1981年，美国地质年会开展了以"混杂岩：特征、成因和意义"为主题的专题讨论会[40]，与会学者一致认为，混杂岩是一套可作为地质填图单元的岩石组合，由基质裹夹岩块构成，破碎和混合作用是混杂岩形成的基本过程。混杂岩可由构造、沉积、底辟作用形成，也可由这些作用共同形成。同时提出，混杂岩的类型可根据块体与基质接触关系(沉积还是构造)、混杂岩与相邻地质单元关系、基质组成与构造变形、块体组成与内部构造、块体软沉积变形、块体变质作用6个标准综合判别。事实上，该判别标准并未解决混杂岩的成因问题，这是因为学者们在进行混杂岩的实际研究过程中，已经无意识地把块体与基质的沉积接触关系归于构造或沉积接触。Raymond[7]在综合分析前人对混杂岩结构特征和成因认识的基础上，也认为，混杂岩基质成分和构造变形特征不应该作为混杂岩识别标准，尽管构造和沉积作用是混杂岩形成的主要作用过程，但不具有成因意义，同时指出，由构造、沉积、底辟作用和这些作用共同形成的混杂岩应该是完好地层序列在构造持续作用下开始发生破碎，到最终完全破碎并相互混合过程中某一阶段的产物。这一认识现已被诸多混杂岩实例证实。例如，北美科迪勒拉中—新生代混杂岩实际上是俯冲带不同演化阶段或不同构造背景下不同构造变形强度的产物，由：①细颈化、透镜化和布丁化互层状砂岩和泥岩组合；②透镜状、布丁状和不规则状灰绿色凝灰岩、放射虫硅质岩互层及少量砂岩夹黑色泥岩组合；③不同形状、不同尺度和岩性块体裹夹于局部剪切变形泥岩基质组合；④被"交织网格状"断层所围限的泥岩为主的构造透镜体组合共同组成[41]。日本Mino地体是早侏罗世—早白垩世洋壳地层在大洋板块俯冲过程中发生持续破碎和混合作用(包括底辟作用、沉积作用和构造作用)最终形成的增生杂岩[42]。这些事实表明，增生杂岩的组成和结构特征是俯冲带构造变形持续作用的体现，共同记录了大洋板块地层从开始发生破碎到最终完全破碎的过程。
1985年，美国地质年会以《美国阿巴拉契亚山的混杂岩和混杂堆积》为主题，对阿巴拉契亚山混杂岩的定义、类型、成因和地质意义进行了讨论。会议上，部分地质学家仍然趋向于把由沉积作用与构造作用过程形成的混杂岩分开。他们强调，将沉积作用(包括水下滑动、沉积物碎屑流、重力流等)形成的混杂岩定义为滑塌堆积[43-44]或沉积混杂岩[45]，并认为其形成于弧后扩张、裂谷、大陆边缘塌陷等构造环境。部分学者则坚持把由陆-陆碰撞、弧-陆碰撞及增生楔内和地体边界等环境构造作用形成的混杂岩称作构造混杂岩[46]。这些观点基本与Hsü[5]和Şengör[18]一致。Rast等[47]将混杂岩分为狭义和广义混杂岩，其中狭义混杂岩相当于构造成因混杂岩，广义混杂岩包含滑塌堆积。事实上，当明确混杂岩成因是重力作用或碎屑流成因时，如果再将其与构造成因混杂岩一起用"混杂岩"称之，显然不能反映其真实特征，同时易引起混乱。此外，尽管与会者在混杂岩中基质存在及其变形与否、岩块是异地还是原地、混杂岩是由构造作用还是沉积作用形成等方面存在分歧，但依然同意彭罗斯会议混杂岩的定义[6]，即认为混杂岩是一套能够作为填图单元且由基质和不同尺度块体共同组成的内部无序岩石混合体。
2007年，北美、欧洲和环太平洋地区各国地质学家参加了由美国国际与构造地质学和大地构造分会在美国地质年会上举办的"混杂岩：形成过程和社会意义"专题讨论会，讨论了混杂岩概念、类型和形成过程的新认识和进展[20]。与会者普遍认为，混杂岩是现代和古汇聚板块边界的基本特征，混杂岩、蛇绿岩和高压低温(HP-LT)变质岩共同作为汇聚板块边缘作用过程的记录者，不仅可作为弧前沉积作用和构造演化的重要证据，也可为汇聚板块边缘高压变质岩隆升研究提供最重要的证据。尽管对混杂岩的地质意义和含义存在不同理解，但多数学者认为建立统一的混杂岩分类方案是必要的。同时，部分学者仍然认为，以基质的有无作为混杂岩判别标准不一定完全合理，对混杂岩赋予成因意义时必须谨慎，因为遭受强烈构造变形的混杂岩在野外很难确定成因。例如，日本Mineoke蛇绿岩混杂岩带主要由岩块组成，相对缺乏细粒基质部分[48]，日本Nabae混杂岩[49]和弗兰西斯科杂岩[50-51]均遭受强烈构造变形。
2010年5月和10月先后召开的欧洲地球科学联合会、美国地质全球会议，以及2011年10月召开的美国地球物理年会上，混杂岩再次作为会议主题内容之一。绝大多数学者依然坚持运用1978年彭罗斯会议上提出的混杂岩描述性定义，尽管认为混杂岩的形成与构造作用和地壳演化密切相关，但关于混杂岩的具体形成过程最终仍未达成一致认识[21]。例如，Kitamura等[22]根据日本Shimanto增生杂岩的构造变形特征认为，被俯冲砂质层在俯冲带上部具有膨大收缩和网节状构造，而在俯冲带深部表现为一系列砂岩"布丁"或块体(图 1)，是俯冲带构造变形作用持续增强的体现；Wakita[2]认为，该增生杂岩是大洋板块地层在增生作用过程中沿古"沟-弧"体系经过拆离、海底滑动、底辟、刮削、底侵及无序逆冲作用不断发生破碎再经混合作用形成的；Malatesta等[52]根据意大利阿尔卑斯LigurianPiemontese混杂岩中强变形蛇纹岩和变质沉积岩基质与未变形的不同规模岩块(如变辉长岩、变橄榄岩)之间存在变形分解作用(strain partitioning)，提出混杂岩中的高压变质岩是蛇纹岩基质加速了其在俯冲隧道内的折返。然而，这些不同阶段发生的破碎作用、沉积作用和混合作用与俯冲带构造作用的具体对应关系，始终是混杂岩研究者争议的热点。
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图 1 俯冲带中岩石发生持续构造变形过程[22]Figure 1. Schematic diagram showing progressive deformation of the subduted rocks in the subduction zoneFesta等[8]在回顾了混杂岩研究历史后，认为混杂岩是一个描述岩石混杂体的术语，可形成于不同构造层次，混杂岩包括来自不同地层单元或序列、不同构造单元、不同地理分区和/或不同变质带的外来和原地岩块。在对比全球混杂岩形成、就位构造环境(图 2)与现代大地构造环境的基础上，结合其形成过程(图 3)，Festa等[9]将混杂岩划分为与伸展构造、被动大陆边缘、走滑构造和转换断层、汇聚大陆边缘和洋壳俯冲、陆-陆和弧-陆碰撞及陆内变形相关6类，并详细地分析了其就位动力学机制。从该分类方案可以看出，形成于不同构造环境中的碎屑流和块体流沉积也被归入混杂岩范围，这一认识使混杂岩的含义进一步扩大化。尽管该模型主要阐述了混杂岩形成构造环境和就位环境一致的情况，然而早期形成的混杂岩往往经历了后期构造改造和破坏并导致其发生位移，从而使就位环境可能与实际形成环境不一致。因此，专题地质填图是揭示并回答造山带内混杂岩成因和就位机制的有效手段。
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图 3 混杂岩形成过程中构造作用作为主要驱动力的间接和直接作用[9]Figure 3. The direct and indirect role of tectonics as major triggering mechanism in the formation of mélanges2.2 混杂岩存在争议
综前所述，"混杂岩"一词提出到今天已接近百年的历史，尽管不同学者从不同角度对其进行了研究并赋予其新的含义，但迄今依然没有形成一个可被普遍接受的定义。同时，在过去的近40年里，国际地质学界以混杂岩为主题先后召开了多次专题讨论会，虽然学者们都普遍接受，混杂岩是可作为地质填图单元并由块体和基质共同组成的内部无序的岩石混杂体，以及混杂岩的形成包括破碎作用和混合作用2个过程的认识，然而对于混杂岩究竟是什么，如何准确定义混杂岩，混杂岩是如何形成的，以及混杂岩记录的地质意义是什么这些基本地质问题，迄今仍然没有统一的答案。这些基本问题的答案分歧是混杂岩研究者最感兴趣的议题。
"岩石混杂体(chaotic rock bodies)"在造山带中普遍出现。然而，对于碎屑流沉积、块体流沉积、冰碛岩、滑塌堆积、断层角砾岩、火山角砾岩、泥火山等，以及它们经后期构造作用再次破坏形成的呈大小混杂特征的岩石混杂体，究竟是否属于混杂岩，不同学者持不同认识。虽然多数学者认为混杂岩仅指构造成因，但也有少数学者认为由沉积作用形成的滑塌堆积、块体流沉积、火山碎屑流等也属于混杂岩[9, 46]。由于混杂岩成因存在分歧，导致对混杂岩中块体来源的认识也存在争议。这主要表现为一部分坚持构造成因者主张，混杂岩中的块体是构造块体且为外来块体，同时认为基质也发生明显的构造变形；另一部分学者则认为，混杂岩中的构造块体并非全部都是外来块体，而且这些外来块体也并非都是构造成因。特别是，增生杂岩内的块体与基质虽然是由大洋板块上部沉积地层经过构造作用形成的，但其总体组成相对于大洋板块地层岩石组合序列而言并非外来块体，同时部分块体和基质并未发生强烈构造变形而且原始沉积序列保留良好。此外，增生杂岩的形成过程中通常伴随碎屑流沉积、滑塌堆积和泥底辟作用。这些事实表明，把沉积作用和构造作用割裂开来并单独讨论混杂岩的成因和分类显然不合适。虽然绝大多数混杂岩都由块体和细粒碎屑岩或蛇纹岩基质共同组成，但是并非所有的混杂岩都有细粒碎屑岩或蛇纹岩基质，部分混杂岩的基质由构造作用过程中形成的少量被强烈剪切破碎的岩块细粒组分构成。另外，部分滑塌堆积、火山碎屑流或重力流沉积等因遭受后期透入性剪切破碎导致其难以与构造混杂岩区分。因此，在讨论混杂岩的类型和成因时，需要在详细的野外地质调查基础上，根据其结构、组成特征及相邻地质体综合研究确定，将其与形成于不同构造环境且仅由沉积作用形成的碎屑流沉积区分开来，以免将其称作"混杂岩"，导致不能反映其真实特征和形成环境，并引起混乱。
根据已有文献资料，几乎所有的混杂岩都出现在显生宙造山带中，而且这些混杂岩多是平行于汇聚板块边缘呈带状出现。于是，早期研究者普遍认为混杂岩仅出现于汇聚板块边缘，混杂岩是显生宙汇聚板块边缘的标志[53-54]。这一认识无疑直接赋予混杂岩特定的地质含义和大地构造属性，使人们无意识地认为混杂岩是代表一套形成于特定构造环境并具有明确大地构造意义的岩石混杂体，并使混杂岩含义趋于狭义化。事实上，混杂岩还可形成于裂谷、被动大陆边缘、陆内变形带等构造环境，且在地壳浅部至深部不同层次均可形成，不仅与俯冲带构造相关，而且与走滑构造及大陆斜坡构造、块体流、流体作用、泥底辟等沉积作用密切相关。因此，混杂岩并非纯碎由构造作用形成，在构造作用发生的同时也伴随沉积作用，而且在其形成过程中诱发岩石/地层发生破碎和混合作用的相关地球动力学机制与区域构造演化密切相关。正因如此，同一构造体制中的混杂岩通常包含多种不同类型的混杂岩。例如，弗朗西斯科混杂岩由蛇绿混杂岩、滑塌堆积、破碎地层、构造混杂岩等类型共同构成[50-51]；Shimanto增生杂岩包括滑塌堆积、底辟混杂岩和构造混杂岩3种类型[2]；阿巴拉挈亚Taconic混杂岩包含破碎地层、滑塌堆积、沉积混杂岩和底辟混杂岩4种类型[55]。此外，混杂岩的形成与蛇绿岩就位、逆冲推覆体形成、前陆盆地演化、海底滑塌作用(滑塌堆积)、地震事件等具有密切的成因联系。由此可见，需要对混杂岩开展全面深入的地质调查和综合研究，在查明混杂岩的结构与组成的基础上，才能更加合理、准确地解释混杂岩的形成过程、类型和地质意义。
混杂岩具有多种成因，可以就位于不同大地构造环境和构造部位，因此，并非所有的混杂岩都具有古板块构造格局恢复意义。然而，实际上对于形成不同构造环境下的混杂岩，如果对其组成不开展系统的研究，就难以区分并确定其形成和就位的构造环境，例如大陆裂谷、被动大陆边缘的滑塌堆积、碎屑流沉积等。不同构造环境的混杂岩往往具有不同的岩石组成、构造变形特征及地球动力学机制。早期形成的混杂岩可能在遭受后期变质变形作用后，其原有组成和结构特征往往被破坏和改造[22]。不同学者由于研究视角不同，对同一混杂岩可能给出相互矛盾的认识。尽管前人已经从混杂岩的组成、成因或形成的大地构造环境等不同角度对混杂岩的类型进行了划分[7-9, 18]，但这些分类并不符合科学分类的"包容性原则"和"不可重叠性原则"，主要原因是缺乏对混杂岩组成、形成过程和形成大地构造背景的综合考虑。更重要的是，这些建立在混杂岩成因和形成大地构造环境基础上的分类方案，可能导致地质填图人员在对混杂岩地质调查过程中机械地套用这些分类，从而得出与地质事实不符的认识和结论。为便于野外地质调查和综合对比研究，笔者建议首先调查混杂岩成分和结构变形，其次是成因来源，然后选用一个适当的修饰词放在混杂岩前面以体现其类型，如蛇绿混杂岩、大洋板块地层(OPS)混杂岩、底辟混杂岩、构造混杂岩、沉积混杂岩等。总之，混杂岩类型的合理划分不仅是对混杂岩地质调查与综合研究结果的总结和提升，也是对造山作用过程认识的提高。因此，需要对混杂岩开展多学科综合调查和合作交流，以期正确认识混杂岩的形成过程和成因类型，为造山作用过程研究提供第一手证据。
关于混杂岩野外地质调查和地质填图，虽然地质学家普遍认为经典地层规律原则不适应于混杂岩，但是中国学者和西方学者的野外地质调查和研究思路和出发点并不同。早在19世纪，研究阿尔卑斯的地质学家就开始了混杂岩的地质填图，尽管他们采用经典地层规律原则，但仍然甄别出了被后人证实为混杂岩的"Schuppen带"和"野复理石推覆体"[18]。欧美地质学家采用经典地层规律原则在开展弗朗西斯科杂岩地质填图过程中，尽管已经认识到"弗朗西斯科群"是由不同规模、不同岩性块体与强烈变形细碎屑岩组成的，以及含化石和不含化石岩块可能不属于同一个地层单位(组或群)等地质事实，也认识到运用经典地层序列规则对"化石打架"、"地层和构造矛盾"等地质现象无法做出合理的解释，但他们仍然按照岩石地层单位把弗朗西斯科杂岩命名为"弗朗西斯科群"[56]。随后，Hsü[5]在弗朗西斯科杂岩野外地质调查过程中重启了"混杂岩"的概念，坚持在地质图上把各类块体和基质(包括无法在图面上表达的小尺度块体)全部真实表达的地质填图思路和方法，合理、有效地解决了混杂岩地质填图及地质图面表达的困惑。此后，Saleeby[57-58]和Wakita[2, 38, 59]也采用以岩块和基质作为混杂岩地质填图基本单位的思想，先后分别完成了加利福尼亚州内华达岩基西南侧kaweath和Kings River蛇绿混杂岩，以及日本侏罗纪混杂岩的野外地质调查和相关地质图，实现了如何在地质图上真实、客观地表达混杂岩结构、组成及其时空变化特征等基本地质事实。然而，中国地质学家对混杂岩开展专题地质调查研究始于20世纪90年代末期，主张采用非史密斯地层观点，并坚持以岩片和超岩片作为混杂岩地质填图基本单位的思想，同时坚持根据岩性、岩相、变形、变质程度和时代差异原则将混杂岩中的岩块(片)划分为若干个岩片和多个超岩片，并对基质依据变质程度采用群、组或岩群地层单位的填图单位划分[26]。事实上，该方案没有彻底摆脱利用经典地层规律原则对混杂岩中岩块和基质开展地质调查和研究的思想烙印；同时，从该方案对不同岩片的基本特征描述[26]可以看出，该方案中的许多岩片(如蛇绿岩片、火山弧岩片等)本身就是混杂岩，但被简单地作为岩片处理而忽视了该"岩片"内不同块体和基质的基本组成、结构差异，同时部分发生强烈构造变形的基质也被简单地划归于岩片范畴。此外，在地质图面表示和相关文字报告中也侧重于混杂岩中的岩片(块)表述，而基质组成与结构时空变化特征的描述极简单，未能体现出基质也是混杂岩的重要组成部分。这种简单的划分方案实际上并未将基质与岩块分开进行调查研究和地质图分类表达，从而未能实现物质与构造并重的图面表达，导致最终依然未能客观、真实地反映这些混杂岩的组成和构造变形时空特征。更重要的是，该理念未能合理地指导地质填图者在野外调查过程中深入思考增生杂岩、蛇绿混杂岩、蛇绿岩之间的有机联系与区别，进而导致地质图面上不能合理、客观地反映增生杂岩和蛇绿混杂岩结构、组成的原始时空配置关系。
3. 增生杂岩、蛇绿混杂岩与大洋板块地层关系
混杂岩不仅可以形成于汇聚板块边缘俯冲带环境，也可以形成于碰撞带、裂谷、被动大陆边缘、陆内变形带等多种构造环境。其中，形成于俯冲带并由洋壳物质构成的混杂岩通常被称作俯冲混杂岩(subduction mélange)[41]。根据岩石组合类型和现代大洋板块岩石圈结构，该混杂岩可分为增生杂岩和蛇绿混杂岩2类[60-61]。其中，增生杂岩以大洋岩石圈上部沉积地层序列为主要组成(图 4-a)，蛇绿混杂岩以大洋岩石圈下部岩浆岩地层序列为主要组成(图 4-b)。它们的形成实际上是大洋岩石圈"彭罗斯型"蛇绿岩地层序列[62]在俯冲带位置的破坏与重新排列过程，其结构和组成共同记录了大洋板块消亡过程及大陆地壳增长方式和壳-幔相互作用地球动力学过程。因此，详细研究增生杂岩和蛇绿混杂岩的结构与组成特征，可为古大洋板块演化历史和造山带构造格架恢复及大陆地壳生长方式提供直接证据。
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图 4 典型洋脊-俯冲系统、大洋板块地层(OPS)理想剖面与增生杂岩模型a—大洋板块地层序列的沉积、构造环境和发展历史及其与增生杂岩结构-组成时空关系示意图（据参考文献[2, 17, 23, 61-63]修改）；b—彭罗斯型蛇绿岩层序剖面、OPS层序及相关混杂岩（据参考文献[2, 62, 64]修改）；c—祁连县川刺沟OPS混杂岩露头照片（GPS点位置：北纬38°30'47.7"、东经99°22'32.9"）；d—增生杂岩中OPS块体示意图；e—OPS序列重建示意图。MORB—大洋中脊玄武岩；OIB—洋岛玄武岩；CCD—碳酸盐岩补偿限Figure 4. Framework of typical ridge-subduction system, idealized ocean plate stratigraphy (OPS) and model of accretionary complexes3.1 大洋板块地层(OPS)概念及其地质意义
大洋板块地层(Oceanic Plate Stratigraphy，简称OPS)概念是由日本地质学家Yuiko Isozaki等[23]在研究日本西南地区晚二叠世—晚白垩世增生杂岩结构与组成及放射虫化石时代的基础上，与现代大洋地壳结构对比后提出的关于大洋盆地地层的理想层序，指大洋地壳在洋中脊扩张中心形成直至在海沟位置发生消亡并最终全部进入俯冲带这段时间内形成的基本地层序列，自下而上依次为洋中脊型玄武岩(MORB)、远洋-半远洋沉积物和海沟陆源碎屑浊流沉积(图 4-a)。然而，Wakita等[62]对大洋板块地层学重新定义，并将原来的英文表述改为"Ocean Plate Stratigraphy"，泛指具有大洋板块基底包括边缘盆地在内的各种大地构造背景洋盆内的地层，并明确指出，大洋板块地层是洋底的理想地层序列，可以通过混杂岩或古增生杂岩的原岩来重建。由此可见，OPS是指大洋盆地地层的理想层序，由大洋地壳在洋中脊扩展中心开始形成到最终完全在海沟位置消亡这段时间内，洋壳基底之上形成的火山岩和沉积岩地层序列构成。而在陆壳基底上发育的活动大陆边缘弧后盆地[65-67]，以及大洋板块俯冲过程中从俯冲或仰冲板块边缘裂离出来的微陆块体[12, 68]并不属于OPS范畴；该理想层序中的远洋-半远洋沉积作用时限与俯冲大洋板块生长年龄，以及洋壳在洋中脊部位形成开始持续到其在海沟部位完全消亡的时间跨度一致[23]；OPS理想层序是混杂岩无序岩石单元层序重建的理论依据。
根据OPS理想模型(图 4-a)，OPS序列在海沟位置最完整，其中OPS远洋硅质岩是由放射虫死亡后的硅质骨架缓慢沉积于洋底时形成的。硅质岩中的灰岩夹层由放射虫硅质软泥顶部或海山周缘的钙质碎屑层构成；灰岩和硅质岩顶部的层状或条带状(ribbon-bedded)放射虫硅质岩是在沉降速率缓慢的远洋环境中形成的，且无陆源碎屑组分加入。这些硅质岩的形成年龄范围充分记录了洋壳发育年龄和洋壳在洋中脊形成到其在海沟部位消亡时所持续的时间范围。与正常碎屑沉积物相比，大洋放射虫硅质岩顶部的放射虫硅质页岩/泥岩中以含较高比例的放射虫和具有缓慢沉积速率为特征，是在大洋板块完全进入俯冲带之前，靠近大陆边缘但远离海沟一侧的半远洋环境中沉积形成的。硅质页岩顶部为页岩夹薄层砂岩组合，以及在靠近海沟或在海沟位置形成的浊积岩组合。这些岩石地层序列的发育过程记录了洋底在洋中脊开始形成到其最终在汇聚板块边缘俯冲带部位消亡期间的整个地质历史过程。
通常情况下，大洋岩石圈火山岩和沉积岩序列构成典型的彭罗斯型蛇绿岩层序(图 4-b)，由洋中脊扩张开始直至其在俯冲带处全部消亡期间形成的火山岩、沉积岩盖层序列及下伏基底火山序列共同组成。自下而上依次为方辉橄榄岩、超基性堆晶岩、辉长岩、席状岩墙、枕状玄武岩和远洋沉积[64]。其中，远洋沉积包括远洋灰岩(当洋中脊被抬升位置高于碳酸盐岩补偿面界面时)、深海硅质岩和远洋页岩，是OPS的主要组成部分。理论上，近海沟处洋壳地层剖面是最完整的OPS剖面(图 4-a)，自下而上依次为MORB玄武岩、远洋硅质岩、半远洋硅质页岩和泥岩、陆缘碎屑浊积岩(砂岩、泥岩)及浊流-浅水生物礁灰岩[17, 23, 62]。当大洋板块在从洋中脊向海沟方向迁移过程中恰逢地幔柱时，会在地幔柱上端洋底位置形成海山或火山岛(图 4-a、图 5)[17, 69]。同时，如果洋底硅质岩位于地幔柱前端时，会被地幔柱成因的碱性或拉斑玄武岩基(basalt sills)侵入[4]。
现代洋底结构和蛇绿岩研究结果表明，大洋岩石圈可形成于MORB、大陆边缘、地幔柱、超俯冲带(Super-Subduction Zone，简称SSZ)等多种环境[70]。这些基本事实表明，OPS下伏基底结构(substratum)变化多样。正是如此，OPS时空结构特征也严格受其基底制约。因此，OPS岩性组合无论在洋中脊到海沟方向上，还是在垂向上均表现为由远洋沉积向半远洋沉积过渡，并最终以在海沟位置出现陆缘碎屑沉积为典型标志(图 4-a、b)。然而，海山OPS(图 5)则由洋岛型玄武岩(OIB)、浅水碳酸盐岩(厚层/微晶/生物礁灰岩)、斜坡相沉积碳酸盐岩-火山碎屑流组合、斜坡前端深海硅质页岩和硅质岩共同组成[69]。这些碳酸盐岩、硅质岩和硅质页岩中往往伴随一定量的火山物质成分，区别于缺乏海山的OPS沉积序列。
总之，OPS概念模型为造山带俯冲杂岩原始层序重建提供了理论依据。OPS中古生物化石时代精细研究可直接用来限定大洋板块寿命和洋壳沉积作用持续时间。其中洋壳沉积作用可由远洋沉积到陆源碎屑沉积的时间跨度限定，大洋板块寿命可通过洋中脊玄武岩形成后不久开始形成远洋-半远洋沉积的持续时间估算(图 4-a)。半远洋沉积硅质泥岩与上覆陆源碎屑岩的界面不仅是确定洋壳从洋中脊抵达海沟时间的最好标志，也是确定增生杂岩形成时间的直接证据；远洋沉积起始时间与半远洋沉积结束时间的跨度是确定消亡大洋板块时代的关键。因此，通过对造山带中增生杂岩的专题地质调查，恢复OPS原始序列，可以揭示增生杂岩形成与古大洋板块发展历史。
3.2 增生杂岩基本特征
增生杂岩(accretionary complex)也称俯冲杂岩(subduction complex)或增生楔(accretionary prism/wedge)，形成于汇聚板块边缘并位于大陆边缘弧或岛弧与海沟之间(图 4-a)，是俯冲过程(包括洋-洋、洋-陆俯冲体系)中被刮削下来的远洋沉积物、大洋板块残片和海沟浊积岩在上驮板块前端共同堆积形成的、以逆冲断层为边界的楔形地质体(图 6)[73]。它是汇聚板块边界俯冲混杂岩的重要组成部分，主要由复理石和海山块体组成，也包含蛇绿岩和高压变质岩块体。
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国际大洋钻探计划和深海钻探计划研究结果表明，增生杂岩具有如下特征：①在地貌上呈现弧前隆起；②由大洋沉积物和少量海山玄武岩共同组成，表现为砂岩、砾岩、泥岩、硅质泥岩、硅质岩、灰岩和玄武岩组合(图 6)，并在部分组合中仍然保留OPS序列相对完整的原始"片段"信息(图 4-d)；③表现为系列逆冲席体/岩片(图 4-a、图 6)，并具有倒转地层序列的时空结构特征，即增生杂岩的内部"地层"时代总体呈现从海沟向靠近大陆一侧逐渐变老的趋势；④层序紊乱，通常包含底辟混杂岩、滑塌堆积、破碎地层和外来块体，并发生蓝片岩相变质作用(图 4-a)；⑤不同增生单元间为构造接触，以挤压作用相关构造为典型特征且总体倾向指向大陆(图 6)，通常表现为叠瓦状逆冲断层、双冲断层、反冲断层、走滑逆冲断层、紧闭横卧褶皱等大尺度构造变形样式，以及碎裂组构、鳞片状组构、脉状组构、小型褶皱、膝折等小尺度构造，且在增生杂岩前缘通常发育剪切带和扭折带、滑塌褶曲、各种破裂裂隙、网状、脉状构造等与流体活动密切相关的构造变形；⑥各个增生单元间表现为"幕式(episodic)"构造活动特征，每个增生单元内部垂向上地层时代逐渐年轻，侧向上增生单元间连同各单元间逆冲断层时代总体向海沟一侧逐渐年轻；⑦滑脱带之上为增生序列，之下为消减序列，分别由OPS和彭罗斯蛇绿岩的岩浆岩序列组成(图 6-a)。增生杂岩的形成与板块汇聚速度、汇聚作用力、汇聚角度、沉积物供给量等密切相关，并非所有汇聚板块边缘都发育增生杂岩。尽管增生杂岩的形成实际上是滑脱、海底滑动、底辟、刮削、底侵、无序逆冲和破碎作用的共同结果[2, 74]，但是，增生杂岩的规模也受俯冲大洋板块上的海山和洋隆起规模[23, 71]，以及构造隆升垮塌和前缘构造剥蚀作用[75-76]的影响。总之，增生杂岩的形成是大陆地壳通过洋壳发生侧向和垂向增生过程的直接体现。
在大洋板块俯冲过程中，尽管俯冲洋壳物质自海沟向岛弧一侧，先后经历了构造叠置和多期混合作用，但是大洋板块地层序列的中、上部分(相当于OPS层序)在增生杂岩前缘发生分离，并沿滑脱带或在滑脱带内部因双冲构造和无序逆冲作用发生剪切变形，并重新排列(图 6-b)，下部序列被俯冲至深部通过底侵作用在增生杂岩底部增生。Wakita[64]将洋壳中、上部分组成的混杂岩定义为OPS混杂岩(图 4-c、d)，并根据岩石组合将其划分为浊积岩型、砂岩-硅质岩型和玄武岩-灰岩型3类。其中，砂岩-硅质岩型混杂岩由陆缘泥岩基质中的放射虫硅质岩和浊积岩块体组成，代表OPS序列顶部最年轻的部分；玄武岩-灰岩型混杂岩由不同尺度块体(玄武岩、灰岩和硅质岩)和钙泥质基质构成，代表OPS序列下部较老的海山部分(图 5)。由此可见，这3类混杂岩实际上是由OPS不同位置的岩石组合构成的，且严格受滑脱面位置的控制(图 6-b)。尽管OPS混杂岩广泛分布于全球现代和古汇聚板块边缘，但主要发育于环太平洋地区和特提斯构造域增生杂岩中[61]。
尽管OPS在随大洋俯冲板块抵达海沟时常遭受逆冲断层、刮削作用、底侵作用和底辟构造共同作用而发生强烈破坏，然而，大洋俯冲板块不同部位地层序列"片段"可能以叠瓦状逆冲席体/岩片或连同MORB型玄武岩基底共同作为逆冲席体/岩片，从滑脱带位置与大洋板块下部岩浆岩分开，拼贴到增生杂岩中。这些逆冲席体/岩片在空间上，总体呈现接近岛弧一侧变形最强烈、地层时代最老和最先被增生的复理石组合特征[72]。同时，部分逆冲席体/片段可能相对完整地记录了OPS某一部位序列"片段"的时空结构。因此，增生杂岩中局部地段可能保留有自下而上依次为玄武岩、远洋沉积、半远洋沉积和海沟陆源碎屑浊积岩组合(图 6-a)，并在垂向上表现为岩石粒度总体向上变粗的反粒序结构和陆源碎屑物为主、放射虫等微体古生物化石时代变年轻的基本特征(图 4-a)，记录了一个完整的洋壳地层序列。最近，Kusky等[17]对全球中生代—古太古代增生杂岩的基本特征对比研究发现，不同时代的增生杂岩具有相似的岩石组合类型、构造样式、增生序列和微量元素地球化学特征，且增生物质的时代总体呈现向海沟方向逐渐年轻的特征(图 4-a)。根据OPS理想层序恢复了显生宙造山带中的增生杂岩OPS时空结构特征，并将这些不同时期的OPS总结为，代表大洋岩石圈岩浆序列，以及在洋中脊形成直至在海沟处全部消亡这一段时间内洋壳基底上形成的沉积岩和火山岩组合序列。同时，Kusky等[17]根据显生宙和前寒武纪增生杂岩组成特征，认为板块构造体制差异导致了太古宙与显生宙OPS形成环境的差异。Safonova等[4]根据地质与地震资料综合分析结果，将日本西南部Akiy⁃ oshi和Shimanto增生杂岩OPS分为5种类型(图 5)：①半远洋硅质页岩、硅质泥岩和海沟浊积岩组合；②半远洋和海沟沉积物及远洋硅质岩组合；③半远洋、远洋和海沟沉积物、MORB玄武岩和硅质岩或少量硅质页岩组合；④辉长岩、MORB、硅质岩、半远洋沉积和海沟沉积组合；⑤OIB型玄武岩和浅海相碳酸盐岩、斜坡相火山碎屑沉积及洋隆起顶部页岩和硅质岩组合(图 6)。同时，根据这些不同混杂岩类型的岩石组合，恢复了OPS部分原始层序序列(图 4-e)。特别是，Safonova等[63]和Safonova等[4]利用OPS理想层序模型并结合中亚、东亚和西太平洋地区增生杂岩的研究结果，详细研究并重建了这些增生杂岩中的古海山原始层序时空组成与结构(图 5)，同时提出古海山OPS重建方法和增生杂岩的地质调查与地质填图原则。这些实例表明，OPS层序理想模型是增生杂岩中无序组合的原始序列恢复及古洋盆重建的依据。
3.3 蛇绿混杂岩组成特征
蛇绿岩被普遍认为代表上地幔和大洋残片[77-79]。根据1972年蛇绿岩第一次彭罗斯会议，蛇绿岩的理想层序[64]自下而上依次为：①超镁铁质杂岩，由方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、纯橄岩组成，不同程度地蛇纹石化且常表现为构造岩片；②辉长质杂岩，通常由堆晶橄榄岩、辉石岩和橄长岩组成，变形程度较超镁铁质杂岩弱；③基性席状岩墙杂岩；④基性火山杂岩，常为枕状熔岩和相关远洋沉积(硅质岩、粉砂岩、页岩、灰岩，含放射虫)。铬铁矿可能出现在纯橄岩中，少量富钠的长英质侵入岩(如奥长花岗岩和英云闪长岩)与辉长岩伴生。这些大洋残片在陆-陆和弧-陆碰撞[80]、洋中脊-海沟相互作用[81-82]和(或)俯冲-增生构造事件[19]过程中先后被卷入大陆边缘，因此，造山带中的蛇绿岩常是不完整的、被构造肢解或发生变质作用的彭罗斯蛇绿岩层序中的部分单元。它们常沿碰撞型造山带和增生型造山带缝合带断续分布，呈现出保存相对完整的SSZ型蛇绿岩，构造叠置于由洋壳最上部(洋中脊型蛇绿岩)残片组成的增生杂岩之上[83-84]，成为板块或增生地体拼合的主要边界[85]。同时，这些被肢解后的蛇绿岩与区域岩浆作用、变质作用等共同记录了大陆裂解和海底扩展早期阶段到洋盆初始俯冲和最终闭合的威尔逊旋回过程。
由于蛇绿岩常在陆-陆、弧-陆碰撞等地质作用过程中被肢解而散落于造山带中，并与沉积岩和变质岩相互掺杂，沿缝合带断续分布。这些被肢解的蛇绿岩具有混杂岩的典型特征，表现为未剪切蛇纹化橄榄岩、火山岩、硅质岩和高级变质岩块体分布于剪切蛇纹岩或沉积岩(统称为复理石)基质中。Gansser[60]和Coleman等[86]将该组合定义为蛇绿岩混杂岩，认为其并非纯构造成因；Shervais等[87]将以蛇纹岩为基质的蛇绿混杂岩定义为蛇纹岩混杂岩，认为其形成于洋底转换断层和俯冲带，且俯冲带蛇纹岩混杂岩中混合有来自俯冲带上、下板块的岩石。这些事实表明，蛇绿混杂岩的基质可能为复理石或蛇纹岩。同时，也有少量蛇绿混杂岩相对缺乏复理石和蛇纹岩基质，主要是由彭罗斯蛇绿岩层序中不同块体构成，且块体之间通常为少量被剪切破碎的块体碎屑。
尽管地质学家利用"蛇绿岩-大洋地壳比照(ophiolite-oceanic crust analogy)"把陆地上出露的消亡大洋岩石圈演化重建为洋中脊的产物[88-91]，且普遍接受彭罗斯蛇绿岩层序模型，但是自20世纪70年代以来，关于蛇绿岩形成环境和分类的争议始终存在。对比研究彭罗斯蛇绿岩完整层序(图 4-b)和OPS理想层序剖面(图 4-a)可知，蛇绿岩与OPS组合共同构成了大洋岩石圈板块的完整剖面，其中蛇绿岩主要由大洋板块的下部岩浆岩序列组成，并包含其上的少量OPS。Dilek等[70]按照构造环境将蛇绿岩分为大陆边缘型、洋中脊型、SSZ型、地幔柱型和火山弧型5类，其中地幔柱型蛇绿岩被认为属于靠近大洋扩张脊部位大洋高原的一部分[92-94]，这与OPS海山/洋岛或大洋高原组成(图 5)一致。此外，大洋板块持续俯冲过程中，深部地幔物质沿上覆增生杂岩内断层破裂面发生底辟并形成蛇纹质混杂岩(图 4-a)，成为增生杂岩的重要组成部分[87, 95-96]，代表上地幔物质的出露。正是如此，增生杂岩中通常包含地幔柱型蛇绿岩。
3.4 增生杂岩和蛇绿混杂岩存在问题
增生杂岩、蛇绿混杂岩、增生岩浆弧和弧前盆地通常被视为判别并确定增生型造山作用和板块俯冲极性的基本依据[10-12, 15, 19]。然而，增生杂岩与俯冲带变质作用，以及蛇绿混杂岩与造山作用事件的关系也一直是造山带研究的难点。
大洋板块俯冲开始到造山作用结束，一直伴随有不同程度的变质作用。变质相系与板块构造的关系[97]和增生杂岩变质作用(图 4-a)空间变化特征研究表明，随着大洋板块俯冲深度的增加，增生杂岩经历的变质作用向深部增强。尽管这些高级变质岩块体(蓝片岩、榴辉岩、角闪岩和石榴子石角闪岩)被如何从深部抬升到地表并与蛇纹质混杂岩相伴[87, 98-99]一起成为增生杂岩的重要组成部分，目前并不完全清楚，但是增生杂岩中高压变质岩块和基质所经历变质作用的相互关系研究，可为造山带深部构造-热演化、俯冲带变质作用和变质岩的俯冲折返机制研究提供帮助。
蛇绿混杂岩是增生型造山带和碰撞型造山带的重要组成部分，且它们的形成和就位与造山作用事件密切相关。然而，2类造山带中的蛇绿混杂岩异同对比研究、2类造山作用与蛇绿混杂岩类型之间相互关系的对比研究相对缺乏。蛇绿岩就位时期是全球板块重组阶段，不同构造环境蛇绿岩的就位机制和就位过程也存在差异。尽管蛇绿混杂岩对大洋板块演化研究至关重要，但蛇绿岩形成时代往往被限定在很窄的时间段内，如阿尔卑斯造山带西部蛇绿岩主要为晚侏罗世或早白垩世，同时洋中脊型蛇绿岩更多地反映了其形成于小洋盆、转换断层或弧后盆地[100]，而大洋演化历史则是一个相对漫长的过程。由此可见，蛇绿混杂岩中蛇绿岩的形成时代并不能准确限定大洋寿命。因此，需要将蛇绿混杂岩和增生杂岩有机结合并进行系统研究，为古大洋规模和相对位置研究提供依据。
4. 混杂岩地质填图及研究方法
混杂岩可形成于多种构造环境和不同构造部位，并以"块体裹夹于基质中且内部无序"这一独特的组成与结构特征区别于其他地质体，客观地记录其形成时的地球动力学过程。然而，混杂岩形成构造环境研究表明，并非所有的混杂岩均具有古板块构造恢复意义。增生杂岩和蛇绿混杂岩常被认为是古大洋盆存在和古俯冲带位置的直接标志，并与高压变质岩及岛弧岩浆作用共同作为增生型造山带识别的基本标志。它们的形成不仅实现了大陆地壳的侧向和垂向生长，而且也是造山带型和斑岩型矿床及铬铁矿和铜-镍硫化物矿床的重要成矿环境。因此，增生杂岩和蛇绿混杂岩长期以来备受地质学家的关注。
增生杂岩和蛇绿混杂岩由被肢解的洋壳物质组成，往往经历了后期构造作用，被进一步肢解和移位，导致它们在野外露头上通常呈现数米至数十千米(甚至上百千米)的构造岩片或块体散落于造山带中，呈带状分布。相对而言，增生杂岩在露头上常表现为数厘米至数百米的块体，裹夹于页岩-砂岩基质中(图 4-c、d)，空间上与蛇绿混杂岩及高压变质岩紧密相伴，分布于造山带不同构造部位。然而，这些露头小尺度块体在实际地质调查和地质填图过程中，往往被填图人员忽略或将其与其他岩片(块)划归为一个"岩片"或"超岩片"或仍按照正常地层对待，并单独把蛇绿岩以超基性岩形式及高压-超高压(HP-UHP)岩石简单夸大表示(例如柴北缘滩间山群)，甚至被视为砾岩或滑塌堆积(如日本Mino增生杂岩[42])，从而掩盖或抹掉部分关键地质信息，未能客观、真实、有效地在地质图上对混杂岩的组成、结构、变形特征进行表达，导致难以从地质图上读知这些混杂岩全面、真实的地质面貌。例如，OPS沉积物中最常见的硅质岩，可形成于洋中脊到海沟之间OPS序列任何位置，并与其他类型岩石相伴(图 4-a)，而在增生杂岩野外露头上，这些可能来自OPS不同位置、不同时代的硅质岩常被肢解成不同尺度的块体，成为增生杂岩内块体的主要岩石类型(图 4-c、d)。如果在地质调查和地质图绘制过程中，不对这些硅质岩和其他块体关系及所含放射虫化石进行精细调查和研究，就难以实现利用OPS模型(图 4-a)和所获取部分放射虫时代，进行古大洋板块地层原始序列恢复及准确限定古洋盆的开启和闭合时限。此外，混杂岩中火山岩块体多遭受较强的热液蚀变和变质作用，致使地球化学构造环境判别图解存在多解性，如果不注重野外地质调查研究这些火山岩块体与其他块体的关系，可能会对其构造属性和来源得出不合理的解释，严重影响混杂岩所代表的区域地质意义的合理解释。因此，为了弄清混杂岩中不同块体的组成、性质和来源、块体之间和块体与基质的相互关系，以及构造变形组合样式与变形期次，系统的野外地质调查和研究是前提和基础，也是最有效的手段和途径。在此基础上，开展系统的岩石学、矿物学、地球化学、古生物学、同位素年代学等综合研究，是进一步确定混杂岩中岩石类型、性质及构造属性、块体原岩时代序次、构造变形时间及原始时空结构组成恢复的最佳方法组合。
4.1 填图理念决定地质调查研究与地质图质量
19世纪初期，阿尔卑斯研究者就开始了混杂岩野外地质调查和填图工作，尽管当时并没有混杂岩的基本理念，但他们运用经典岩石地层基本规律在阿尔卑斯山识别出了"野复理石推覆体"和"叠瓦带(Schuppen zones)"，这些"野复理石"和"推覆体"均已被证实为混杂岩[18]。Hsü[5]在对弗朗西斯科混杂岩研究的基础上，总结出混杂岩地质调查研究要坚持5条原则：①不能按照原始连续律；②不能按照层序叠覆律；③不能依据混杂岩中最年轻和最老化石时代来确定混杂岩内岩石的沉积时限；④混杂岩与下伏或上覆岩石地层单元之间可能为沉积接触或断层接触关系；⑤混杂岩上覆岩石地层单元可能为原地和/或异地地质体。同时，Hsü[5]指出，混杂岩地质填图的现行做法是在混杂岩中识别可作为地质图单元的岩石-地层单元，即把外来块体中保留原始地层连续性的沉积序列作为岩石-地层单元，大尺度块体，如蛇纹岩、绿岩(greenstones)、硅质岩和片岩作为地质图岩性单元，而把小尺度构造透镜体与基质一起作为无法区分部分并表示在地质图上(图 6)。然而，这种地质填图思路和做法必将导致地质填图者野外艰辛收集的资料和无法作为填图单元的块体不能被地质图全面表达和反映，最终导致大量真实信息丢失。随后，Saleeby[57-58]根据混杂岩概念、结构组成、形成过程的理解和认识，先后修编了早期按照经典岩石地层基本规律绘制的加利福尼亚州Kings-Kaweah蛇绿混杂岩带地质图，同时对关键地段开展了地质调查，并绘制了1: 10万、1: 5万、1: 2万和1: 500四种比例尺的系列地质图，将该混杂带中各种块体的类型和形态、块体与块体和基质之间的相互关系，以及各种变形要素全面地表示在地质图中，并在图例中对各类块体的属性和地质意义进行综合解释。Wakita[101]在对滑塌堆积理解的基础上，在Hachiman地区开展并完成了日本第一幅混杂岩地质图的野外地质调查和绘制，虽然认为该区内的硅质岩块体实际上来自于同一时代的同一地层，但依然错误地把填图区内的硅质岩块体与周围的泥岩基质割裂开来，并将其作为孤立块体表示在地质图上。然而，Wakita[42]随后认识到，这些混杂岩并非滑塌堆积，而是由OPS在大洋板块俯冲过程中发生持续破碎和分离而形成的增生杂岩，于是改变了地质填图思路和地质图绘制方法，并按照对增生杂岩形成过程的理解，先后开展并完成了日本西南地区增生杂岩地质填图工作，绘制了与早期完成的Hachiman地质图完全不一样的混杂岩地质图，其中Mino地质图[67]被日本地质学家认为是最能反映增生杂岩形成过程的代表性地质图。这些事实表明，地质填图工作者的认知水平决定了地质填图理念和地质图质量。同时，国外学者早期对混杂岩地质填图均是以岩块和基质作为填图的基本单位。
中国地质学家在20世纪90年代以前几乎未开展混杂岩专题地质填图工作，除对部分超镁铁岩进行成矿性评价性地质调查外，主要在中小比例尺(1: 5万和1: 20万)地质图中把蛇绿混杂岩简单地表示为超镁铁质岩，且通常以侵入岩的方法表示，实质上未对上部洋壳物质(相当于OPS部分)进行区分，而将其按照经典地层方法表示，因此并不能全面反映蛇绿岩和增生杂岩的实质，也未能很好地区分洋壳、陆壳成分、外来岩块等复杂物质组成及各类块体和基质空间接触关系及其变形特征。90年代初期，中国学者发现，经典岩石地层规律对混杂岩地质填图和研究并不适用，于是先后提出用杂岩[102]、非史密斯地层[26, 103]、构造地层[104-105]等概念描述混杂岩，区别于传统地层。他们在开展混杂岩地质调查与地质填图过程中，注重坚持以构造岩片作为混杂岩基本填图单位、非史密斯地层和地质图基本构件的思想[26, 103]，将混杂岩划分为多个岩片或超岩片，同时把混杂岩用岩片或超岩片组合体形式在地质图中简单表示。在此期间，全国地层委员会[106]主编的《中国地层指南及中国地层指南说明书》建议中国地质填图人员对混杂岩使用岩群、岩组等概念来描述，从此开始了岩群、岩组与超岩片、岩片等术语并存，且频繁出现于各类地质文献和报告中，导致这些概念在某种意义上形成交叉和歧义并存的现象，以及岩群、岩组概念内涵被无限扩大的现象。特别是，该阶段乃至随后很长一段时间完成的地质图和相关区域地质调查报告中，频繁出现"XX岩片"或"XX岩群"可分为"XX杂岩"、"XX岩片"等术语。其中，蛇绿混杂岩在这些区域地质调查报告和相关地质图中，通常被简单的划分为裂解块体岩片、蛇绿岩岩片、混杂岩岩片、中高压复理石岩片、复理石楔岩片、火山弧岩片、海山岩片等不同填图单位，但对各种岩片和超岩片依然按照经典岩石地层对待，并对其开展地层剖面测绘工作。黎敦朋等[107]在开展祁漫塔格构造-蛇绿混杂岩详细地质调查与研究的基础上，认为构造-蛇绿混杂岩研究应采用大比例尺(1: 5万—1: 10万)精细露头填图、详测剖面和综合研究方法，尽管强调应以物质来源、变形特征、岩石面貌为依据，把蛇绿混杂岩划分为刚性构造块体和剪切基质两部分开展野外调查和研究，但依然坚持构造-蛇绿混杂岩属于杂岩及单位级别相当于岩群的理念，建议对蛇绿岩刚性构造块体建立杂岩体组合、杂岩体等级体制划分方案，其他刚性构造块体应建立岩片、岩块级非正式地层单位，剪切基质建立相当于岩组、岩段级非正式地层单位，然后在地质图中将这些杂岩体分别表示。显然，上述地质调查和地质填图理念实际上并未能实质性地从"块体裹夹于基质中且内部无序"这一独特的结构特征出发，从而对混杂岩中块体和基质2个基本组成单元开展单独调查和研究，同时也未进一步考虑所划分岩片的初始时空位置和构造属性，以及哪些岩片真正属于蛇绿岩或OPS组成等基本地质问题。最近，李荣社等[25]系统总结了近10年来对混杂岩的认识和地质填图体会，提出以块体和基质作为混杂岩地质填图的基本单位，强调从混杂岩物质组成、结构构造组成调查方法与内容入手及构造与岩性双重填图思路，开展混杂岩地质调查与地质填图。
尽管中国和西方研究者都认同混杂岩是由块体和基质共同组成的"无序"岩石混合体，以及经典岩石地层基本规律根本不适用于混杂岩野外地质调查和地质填图，但是他们对蛇绿混杂岩概念和含义的理解明显不同，这也可能是导致地质填图理念不同的另一重要因素。部分中国地质学家认为，蛇绿混杂岩中包含蛇绿岩片、玄武岩片、裂解块体岩片、火山岛弧岩片、磨拉石岩片、复理石岩片、深海硅质岩岩片、基底变质岩片等[26]；西方学者则认为，蛇绿混杂岩由彭罗斯型蛇绿岩序列不同单元块体与蛇纹岩或复理石基质共同组成[57-58, 60, 84, 87, 96, 108]。同时，中国地质学家在进行蛇绿混杂岩地质调查过程中，注重对刚性构造块体识别与分类，且强调以岩片为基本单位，将这些刚性块体表示在中小比例尺(1: 25万—1: 5万)地质图上，忽略了小尺度刚性块体与基质信息的真实表示；西方学者以岩块和岩片为填图基本单位，注重不同尺度块体岩性与变形、相互关系及块体与基质关系、基质成分和变形野外系统地质调查，以及大比例尺(1: 25000或略大)地质图上的全面表示，几乎不对任何地质要素进行归并(图 7-c)，同时在主图外侧直接进行块体与基质原位恢复(图 4-e)。这些事实表明，中国学者对蛇绿混杂岩定义、结构与组成划分完全不同于西方学者，并不强调和注重基质存在与否，貌似简单错误地把那些遭受后期构造作用破坏而缺乏彭罗斯型蛇绿岩序列的蛇绿岩也纳入蛇绿混杂岩范畴，把那些原本不属于蛇绿岩组合的岩石(如磨拉石)也笼统地归于蛇绿混杂岩，使蛇绿混杂岩概念扩大化。
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图 7 混杂岩两种不同解释地质图（据参考文献[5]修改）a—露头地质图；b—基于地层连续假设理念解释（被断裂破坏的岩石组合：A、B、C、D、E、F、G、H为互层状砂岩和灰岩组合）；c—基于混杂岩理念解释（混杂岩中的砂岩和灰岩块体，见于露头和风化沉积物中。泥质风化沉积物和覆盖区底部为混杂岩机制）Figure 7. Two different interpretative geological maps此外，除露头地质条件影响因素外，地质填图者的理论水平不仅决定其野外地质调查和地质填图理念和思路，而且也是影响地质图质量的关键因素，这必将影响对地质体及构造形迹成因和地质意义的准确认识与解释。因此，从事混杂岩研究的地质调查人员，不仅必须了解并熟知混杂岩的研究现状和最新研究进展，而且要清楚各类混杂岩的形成过程及各种可能的构造环境，同时要熟知填图区区域地质和前人研究资料，才能将调查区内出露和未出露的岩石在地质图上进行客观、真实、有效地表达和合理推断、解释。
4.1.1 混杂岩填图区范围选择
尽管地质学家长期被混杂岩的独特内部结构特征所困惑，但是混杂岩地质填图也同样令地质学家深感烦恼[18]。蛇绿混杂岩和增生杂岩在中国造山带广泛分布，前人虽然不同程度地进行了研究，并在中小比例尺地质图中给予不同形式表达，但地质图件缺乏对混杂岩内部结构、组成等基本细节的表达，不便于被直接用于古大洋盆地地层系统、古板块俯冲极性、古俯冲带位置及古板块格局、造山带大地构造格架等重大的基础问题研究。为此，应选择合适地段开展混杂岩大比例尺地质调查和地质填图工作，以弥补中小比例尺地质图未能表示的各种地质信息。
蛇绿混杂岩和增生杂岩填图区部署应该满足：①研究程度较高但构造体制长期存在争议的造山带；②结构组成与成因存在重大争议并严重影响区域构造演化等重大基础地质问题的混杂岩；③块体类型和构造作用复杂区域；④露头地质条件相对较好的地区；⑤填图比例尺一般为1: 2.5万，对填图区内地质现象复杂区和小尺度块体集中区，可根据实际需要开展更大比例尺的地质填图，形成不同比例尺的系列地质图件。
4.1.2 混杂岩野外地质调查内容
混杂岩是由块体和基质共同组成的岩石混杂体，具有块体裹夹于基质中且内部无序的独特结构特征。因此，在混杂岩野外地质调查过程中，地质调查人员应该坚持以块体和基质作为混杂岩地质调查和地质填图的基本单位，以及物质组成与结构构造并重的基本填图理念，对混杂岩开展以下五方面的野外地质调查研究工作。
(1) 物质组成与接触关系调查：主要调查各类块体和基质的岩石组成、组合、产状、规模、空间分布及相互关系。
块体包括外来块体和原地块体2类。其中，外来块体可以是不同构造带、不同古地理分区、不同构造部位的一部分和/或某一岩性或多种岩性组合；原地块体发生构造破坏但未发生长距离移位，其成分与基质相同。基质是发生透入性剪切变形或片理化的细粒部分。其中，蛇绿混杂岩的基质通常由细碎屑岩或蛇纹岩构成，但部分蛇绿混杂岩缺乏基质，不同块体之间由来自块体经强烈变形形成的细粒物质构成；增生杂岩基质主要由OPS页岩、硅质泥岩等构成。因此，野外要对各类块体的形态、规模、产状、分布、岩性、含古生物化石情况及各类岩性的矿物组成进行详细调查和研究，同时需要对基质岩性、矿物组成和含化石情况，以及块体与基质接触关系进行调查和研究。
弧-陆、陆-陆碰撞和走滑作用均可将来自岛弧、大陆块体的部分与蛇绿混杂岩和增生杂岩相混，从而形成构造混杂岩[61]。火山弧岩片、裂解块体岩片和基底变质岩片可能是古洋盆俯冲过程中随着古洋壳一同发生增生并被拼贴于增生杂岩中的微陆块和洋内岛弧残片[12, 68, 93-94]。因此，在进行混杂岩地质调查过程中，要注意区分不同块体的属性、来源及基质组成，为混杂岩分类、形成过程及代表真正地质意义分析提供证据。
(2) 结构变形：主要调查块体与块体、块体与基质之间的关系，以及块体内部和基质构造形迹，包括调查各类构造形态、产状、规模和性质及空间相互关系；调查劈理、片理、面理、线理、擦痕等小尺度构造的各种要素及性质；调查并分析构造组合样式、构造期次，以及继承、叠加、改造、置换关系；调查沉积岩块体和基质中的原始沉积构造和沉积相，测量指示古流向的沉积构造产状；调查研究蛇绿混杂岩边界断裂的性质及相关斜长角闪岩中矿物拉伸线理的产状。此外，注意调查混杂岩边界断裂性质，尤其是块体边界断裂的变化特征。
(3) 变质作用：主要调查混杂岩(带)块体与基质和边界断裂带内变质矿物组合、变质相带分布和变质作用变化特征；调查斜长角闪岩、蓝片岩、榴辉岩块体的有无、空间分布，以及与基质接触部位变质矿物的变化特征；调查变质基质沉积岩与榴辉岩块体关系及变质矿物变化特征；注意调查蛇绿混杂岩与相邻地质体接触的边界断裂部位斜长角闪岩的有无、空间分布及内部矿物组合特征。
(4) 形成时代：调查块体与基质中的可能生物大化石，查明浊积岩和硅质岩块体中放射虫、牙形刺化石的有无；调查各类可利用同位素年龄限定时代块体的产态及空间关系。
(5) 成矿作用：调查混杂岩中与超基性岩内可能存在的铬铁矿和铜矿化及变沉积岩中的金矿化。增生杂岩带被认为是"俯冲工厂"，构造和流体作用活动极强，常形成造山带型金矿及斑岩-矽卡岩型矿床；洋中脊及弧后盆地是块状硫化物和铬铁矿形成的重要场所。因此，调查混杂岩中的矿床组合成因类型，可为混杂岩成因分类提供佐证。
4.1.3 混杂岩野外地质调查方法
混杂岩野外调查主要围绕块体和基质2个基本单元，以及"基质裹夹块体且内部无序"这一独特结构特征开展野外地质调查，进而将获取的各种地质要素信息客观、真实、有效地表示于适当的地形图上，经综合分析最终形成混杂岩地质图。为了在地质图上尽可能全面、客观地反映混杂岩露头特征并体现混杂岩成因，地质填图人员必须全面了解填图区的区域地质特征，并熟悉混杂岩的基本特征、成因现状及存在问题，同时必须通过多学科、多专业高水平人员进行分工协作共同完成。
(1) 收集素材，凝练填图目标，开阔思路
收集、综合分析区域地质资料和填图区各类有关混杂岩地质资料，判断填图区混杂岩可能块体的类型与基质组成特征；针对获取资料的分析结果，确定填图区内关键地段，并开展野外初步调查，结合混杂岩形成过程、蛇绿混杂岩和增生杂岩结构与组成特征，以及彭罗斯蛇绿岩层序模型和OPS理想层序模型，确定野外地质调查过程中需要注意的事项，进一步明确重点填图区和地质填图主导思想及拟解决的重要科学问题，以确保高效、高质量地完成填图区地质调查。
(2) 地形地貌景观与系统调查相结合，推断与野外全面检查相结合
混杂岩通常与区域性断裂密切相关，且断续出露于造山带地势地貌急剧变化部位。因此，对弱覆盖区尽可能优先利用地形地貌、卫星遥感影像等资料直接进行推断，并在地形图上标绘，然后通过野外高密度路线穿越和追踪，进一步检查并修订边界、补充岩性。这种方法可能难以将小尺度块体和基质识别出来，所以野外全面追踪始终是混杂岩地质调查最基本的方法。
(3) 以块体和基质作为调查对象及填图基本单位，全面调查与综合分析并存
块体和基质是构成混杂岩的2个基本组成单元，共同记录了混杂岩形成过程及相关地球动力学背景。因此，混杂岩野外地质调查务必要以二者作为最基本的填图单位开展工作。
块体可能为不同规模、岩性、来源和时代的单一岩性或多种岩性组合体。因此，野外调查过程中必须追踪调查、研究每个块体的形态、规模、岩性、岩性组合及矿物组成、变形特征和相互关系。实际调查过程中，小尺度岩块(数米—数十米)很容易通过追踪法实现，大尺度岩块(几百米—数千米)在通过追踪查明与其他岩块和/或基质接触关系时，需要通过多条地质路线详细观察以查明其内部岩性和/或岩性组合、结构、变形、变质和/或沉积相和沉积构造特征；注意观察块体中是否含古生物化石。此外，对于数千米至数十千米(甚至数百千米)的块体，可按照岩石地层方法进行内部组成空间变化研究和描述。
基质通常为细碎屑岩和蛇纹岩，但不排除部分构造混杂岩基质是块体构造碎裂化的结果。通过全面路线地质穿越和追踪调查，观察并查明岩性和构造变形空间变化特征；观察、测量块体和基质各种地质要素产状，对比分析块体与基质变形特征，并判断各类块体的相互关系及可能来源；利用沉积构造判别基质的形成环境；注意观察基质中是否存在古生物化石。
在进行蛇绿混杂岩野外调查过程中，要对各类块体的岩性、规模、空间展布、相互关系、变形特征和基质岩性、变形特征进行全面追踪观察，并测量各种地质要素的产状。观察并查明橄榄岩块体剪切变形特征并测量构造要素；详细观察、追踪、查明与蛇绿混杂岩相邻构造单元接触部位是否存在代表变质底板(metamorphic sole)的斜长角闪岩，如果存在，则要查明斜长角闪岩的规模、变质矿物组合、矿物拉伸线理、韧性剪切标志及运动学性质，同时注意通过追索查明运动学性质是否存在空间上的变化；对放射虫硅质岩及其他深海沉积物进行全面追踪来查明空间展布特征，并采集分析样品。对没有蛇纹岩或复理石的基质蛇绿混杂岩，需要通过精密路线追踪各个块体的相互关系，并确定块体形状和规模，测量各类块体之间的断层产状；尤其需要注意块体是否为"透镜体"或"布丁"被网节状片理化带分割；采集辉长岩、斜长花岗岩和斜长角闪岩锆石同位素测年样品，同时采集斜长角闪岩ArAr测年样品。
增生杂岩中玄武岩和浅水碳酸盐岩块体通常来自海山，硅质岩来自OPS，杂砂岩和砾岩则来自海沟浊积岩(图 4-a)。因此，野外需要特别注意追索枕状玄武岩块体的边界，并查明是否存在枕状玄武岩+灰岩、枕状玄武岩+硅质岩、硅质岩夹薄层灰岩、硅质岩+砂岩/页岩或砂岩/页岩块体组合(图 6)，与OPS(图 4-a)和海山结构模型(图 5)对比分析可知，其可能分别来自海山/洋岛/大洋高原和OPS对应的位置。对所有不同尺度硅质岩块体进行追索并查明是否与其他岩石共存(图 4-d)，注意观察颜色和是否含放射虫，以及空间分布特征，采集相关分析样品；追踪所有褶皱、断裂和相关线理、片理等小型构造，并测量其产状，判别其性质和构造运动方向；追踪并查明每个构造块体内部岩石组合类型及总体构造样式和总体构造运动方向。
在野外调查过程中，注意观察不同块体之间的区别，以及不同断裂的规模、性质和运动指向，采集合适的测年样品，追踪增生杂岩不同构造块体岩性组合空间变化特征，为综合判别古板块俯冲极性提供野外证据(图 4-a)。
此外，需要特别注意观察蛇绿混杂岩和增生杂岩中是否存在底辟混杂岩、沉积混杂岩。底辟混杂岩主要观察基质与块体之间的关系，最典型标志是蛇纹岩或细粒碎屑液化脉贯入块体裂隙中，并在块体边缘形成类似"火焰"特征的裙边；沉积混杂岩的典型特征是块体与基质成分相同，且块体中发育滑塌褶曲或块体周围碎屑沉积物基质内发育同沉积构造。
4.2 室内综合研究
(1) 岩相学、矿物学和地球化学分析
在野外露头地质研究的基础上，室内开展岩石薄片和矿物电子探针分析，进一步确定各类块体和基质的岩性、矿物组成和岩浆岩矿物生成顺序，尤其是玄武岩的矿物组成；选择蚀变较弱的火山岩块体，开展岩石地球化学和Sr-Nd、Li同位素地球化学分析，结合野外地质调查结果，推断各类块体的来源和构造属性。
(2) 年代学研究
对硅质岩和远洋灰岩进行放射虫和牙形刺化石分离与鉴定，确定其形成时代；对辉长岩、斜长花岗岩块体开展锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素测定；对砂岩开展碎屑锆石U-Pb年龄测定，分析其沉积年龄下限；对变质块体和变质基质通过锆石UPb和角闪石Ar-Ar测年方法测定原岩形成时代和变质时代；选择混杂带边界断裂内合适的矿物进行Ar-Ar测年，以确定断裂形成时代。
(3) 岩浆演化与沉积物源区分析
综合研究岩相学、矿物学、地球化学，以及Sr-Nd、Li和Hf-O同位素，分析岩浆源区及演化过程。对砂岩开展碎屑组成、碎屑标型矿物组合及化学成分、碎屑锆石U-Pb年龄谱综合测定，分析其物源区。
(4) 综合分析确定混杂岩(带)类型、形成过程和地质意义
综合野外地质调查和室内分析结果，结合增生杂岩(图 6)、蛇绿混杂岩(图 4-b)，以及海山(图 5)和OPS(图 4-a)理想模型，全面分析混杂岩(带)中各类块体可能的构造属性及来源，确定混杂岩类型，恢复混杂岩(带)内块体原始时空序列及时空配置，重塑古地理和古板块构造格局。
混杂带中的玄武岩多遭受较强的热液蚀变和变质作用，因此地球化学构造环境判别图解存在多解性。为了准确确定混杂带内玄武岩形成构造的环境，应根据野外基本地质特征和室内显微结构分析结果，结合矿物组合、矿物生成顺序(表 1)、辉石化学成分及岩石地球化学特征，综合判别玄武岩构造属性，以确保对其合理判别。硅质岩块体应结合野外产状和所含放射虫化石确定其在OPS中的可能对应位置(图 4-e)。增生杂岩的形成年龄及大洋板块寿命可通过硅质岩中最年轻的放射虫化石，以及蛇绿混杂岩中辉长岩和斜长花岗岩块体最老锆石的U-Pb年龄综合限定。
表 1 增生杂岩中不同构造背景玄武岩及岛弧玄武岩主要岩石组合、岩石学、地球化学特征Table 1. Major features of rock assemblage, petrology, and geochemistry of basalts hosted by accretionary complex and island arc火山系列 增生杂岩岩石组合 岩石学特征 主要矿物 斑晶结晶顺序 地球化学特征 构造背景 碱性 熔岩流和枕状玄武岩、岩席；碳酸盐岩盖层、碳酸盐岩角砾，火山成因碳酸盐岩，表生碎屑、硅质页岩、硅质岩 橄榄石、单斜辉石和斜长石斑晶 Ti-辉石，Ti-角闪石（钛闪石），Ti-黑云母，霓辉石，斜方辉石 橄榄石→单斜辉石(Ti-辉石)→斜长石 高Ti、Nb、P和LREE；Zr/Nb＜10；Al2O3/TiO2＜8；Nb/Lapm＞1 洋岛，海山，洋底高原 拉斑 枕状熔岩和岩墙、岩席；硅质岩及少量硅质页岩 隐晶质，橄榄石和斜长石斑晶 透辉石-普通辉石，易变辉石 橄榄石→斜长石→(单斜辉石) 中Ti和LREE；低Nb；Al2O3/TiO2=8-17；Nb/Lapm≤1 洋中脊，大洋高原，洋内岛弧，弧后盆地 钙碱性 熔岩流和火山碎屑岩；陆棚沉积；陆源碎屑岩，碳酸盐岩 橄榄石, 单斜辉石和斜长石斑晶 低Ti-Al单斜辉石，斜方辉石 橄榄石→单斜辉石→斜长石 TiO2＜1（Al2O3/TiO2＞17），Th/Nbpm＞2；Zr/ Nb＞25；Nb/Lapm＜0.5 大陆边缘弧；岛弧 4.3 地质图面表述
视岩块和基质为混杂岩地质填图的基本单位，坚持物质组成与结构变形的双重调查和表达作为混杂岩填图核心的基本理念，开展混杂岩地质调查与研究(图 8)。地质图上重点表达混杂岩物质组成和构造形迹，代号要简单，基本不表示构造属性。在地质图绘制过程中，采用时代、岩性叠加构造(面理和线理)符号表示不同块体，同一种岩性块体用同一种颜色表示；基质用颜色叠加构造要素(包括沉积构造)符号表示。块体与基质用韧性或脆性断层分隔；块体间强变形基质用短线稀疏和弯曲分别表示片理密集和形态，揭示混杂岩成因类型。构造表示以几何学、运动学为主；同一期构造样式、运动方向和空间组合用同一种颜色表示；线性粗细表示构造级别。
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图 8 南祁连拉脊山口混杂岩地质图（剖面AB比例尺夸大；地形资料据参考文献[108]）Figure 8. Geologic map of the Lajishankou mélange of the South Qilian belt图例包括各种构造要素类型和综合解释两部分。综合解释采用地质代号借鉴国标，类型相同(近)的岩石组合可归为一类，将侵入岩表示为"岩性+时代"，将沉积岩或变质岩石组合表达为"时代+岩石组合"，结合构造属性反映混杂岩块体初始时空结构，每类岩性符号旁侧对应岩性结构特征描述。
5. 小结
(1) 混杂岩是造山带内最常见的地质体，尽管具有多种成因且可形成并就位于多种构造环境和不同构造部位，但并非所有混杂岩的形成与就位环境一致，且均具有板块构造格局恢复的指示意义。
(2) 蛇绿混杂岩、增生杂岩结构和组成特征的精细研究，可为洋中脊-俯冲系统、大洋板块地层系统和古板块构造格局重建提供直接证据。
(3) 蛇绿混杂岩和增生杂岩的精细研究，可以揭示壳-幔物质循环和大陆生长过程。
(4) 基质和块体是混杂岩的基本组成单元，同时也是混杂岩地质调查的基本对象和地质填图的基本单位。因此，坚持以"岩块和基质作为混杂岩地质填图基本单位及物质组成与结构变形的双重调查和表达"作为混杂岩填图核心理念的原则，是开展混杂岩野外地质调查和地质填图的根本思想。
(5) 选择研究程度较高的造山带中混杂岩的关键有利地段，开展大比例尺(1: 25000或更大比例尺)地质填图是解剖混杂岩结构组成及形成过程研究的最有效手段。
(6) 地质填图工作者的理论水平不仅决定其野外地质调查和地质填图理念和思路，而且是影响地质图质量的关键因素。
致谢: 中国地质科学院地质与地球物理研究所李继亮研究员、中国地质调查局发展研究中心肖庆辉研究员、中国地质调查局成都地质调查中心潘桂棠研究员、中国地质调查局西安地质调查中心陈隽璐和校培喜研究员、中国地质科学院地质研究所王涛研究员和中国地质大学(北京)邓晋福教授多次给予室内外指导和帮助；澳大利亚昆士兰大学Jonathan C. Aitchison教授和卧龙岗大学Soloman Buckmon博士多次带领笔者对New England和Lachlan造山带混杂带进行了野外地质调查和研究，并与课题组成员先后多次开展了拉脊山增生杂岩地质填图工作，并指导项目组成员针对混杂岩开展大比例尺地质填图工作；美国加利福尼亚州立大学John Wakabayashi教授针对蛇绿岩、蛇绿混杂岩，以及增生杂岩之间的区别与有机成因关系和时空配置等问题提供了丰富的文献资料，并进行了耐心指导；中国地质科学院地质研究所张进研究员对本文进行了审阅，并提出建设性修改建议，在此一并表示衷心感谢。 -
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图 1 俯冲带中岩石发生持续构造变形过程[22]
Figure 1. Schematic diagram showing progressive deformation of the subduted rocks in the subduction zone
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图 3 混杂岩形成过程中构造作用作为主要驱动力的间接和直接作用[9]
Figure 3. The direct and indirect role of tectonics as major triggering mechanism in the formation of mélanges
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图 4 典型洋脊-俯冲系统、大洋板块地层(OPS)理想剖面与增生杂岩模型
a—大洋板块地层序列的沉积、构造环境和发展历史及其与增生杂岩结构-组成时空关系示意图（据参考文献[2, 17, 23, 61-63]修改）；b—彭罗斯型蛇绿岩层序剖面、OPS层序及相关混杂岩（据参考文献[2, 62, 64]修改）；c—祁连县川刺沟OPS混杂岩露头照片（GPS点位置：北纬38°30'47.7"、东经99°22'32.9"）；d—增生杂岩中OPS块体示意图；e—OPS序列重建示意图。MORB—大洋中脊玄武岩；OIB—洋岛玄武岩；CCD—碳酸盐岩补偿限
Figure 4. Framework of typical ridge-subduction system, idealized ocean plate stratigraphy (OPS) and model of accretionary complexes
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图 7 混杂岩两种不同解释地质图（据参考文献[5]修改）
a—露头地质图；b—基于地层连续假设理念解释（被断裂破坏的岩石组合：A、B、C、D、E、F、G、H为互层状砂岩和灰岩组合）；c—基于混杂岩理念解释（混杂岩中的砂岩和灰岩块体，见于露头和风化沉积物中。泥质风化沉积物和覆盖区底部为混杂岩机制）
Figure 7. Two different interpretative geological maps
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图 8 南祁连拉脊山口混杂岩地质图（剖面AB比例尺夸大；地形资料据参考文献[108]）
Figure 8. Geologic map of the Lajishankou mélange of the South Qilian belt
表 1 增生杂岩中不同构造背景玄武岩及岛弧玄武岩主要岩石组合、岩石学、地球化学特征
Table 1 Major features of rock assemblage, petrology, and geochemistry of basalts hosted by accretionary complex and island arc
火山系列 增生杂岩岩石组合 岩石学特征 主要矿物 斑晶结晶顺序 地球化学特征 构造背景 碱性 熔岩流和枕状玄武岩、岩席；碳酸盐岩盖层、碳酸盐岩角砾，火山成因碳酸盐岩，表生碎屑、硅质页岩、硅质岩 橄榄石、单斜辉石和斜长石斑晶 Ti-辉石，Ti-角闪石（钛闪石），Ti-黑云母，霓辉石，斜方辉石 橄榄石→单斜辉石(Ti-辉石)→斜长石 高Ti、Nb、P和LREE；Zr/Nb＜10；Al2O3/TiO2＜8；Nb/Lapm＞1 洋岛，海山，洋底高原 拉斑 枕状熔岩和岩墙、岩席；硅质岩及少量硅质页岩 隐晶质，橄榄石和斜长石斑晶 透辉石-普通辉石，易变辉石 橄榄石→斜长石→(单斜辉石) 中Ti和LREE；低Nb；Al2O3/TiO2=8-17；Nb/Lapm≤1 洋中脊，大洋高原，洋内岛弧，弧后盆地 钙碱性 熔岩流和火山碎屑岩；陆棚沉积；陆源碎屑岩，碳酸盐岩 橄榄石, 单斜辉石和斜长石斑晶 低Ti-Al单斜辉石，斜方辉石 橄榄石→单斜辉石→斜长石 TiO2＜1（Al2O3/TiO2＞17），Th/Nbpm＞2；Zr/ Nb＞25；Nb/Lapm＜0.5 大陆边缘弧；岛弧 
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