大别山六安-黄石剖面岩石地球化学剖面
图4-21大别-苏鲁公布了5条折射地震测深剖面，揭示了地壳的Vp波速(km/s)结构及其与中国东部和全球大陆地壳的对比。
其中带下划线的数字是平均地壳Vp。
图4-22大别哮天-宿松线的Vp和泊松比结构(括号内分别为第一和第二个数字)
(根据王春泳等人的说法，1997)
4.4.2.1地壳深部岩石类型的确定
高山等(2002)在岩石波速实验结果的基础上，研究了岩石地震波速度的一般特征，提出了以下估算深部岩石原位波速和确定岩石类型的方法。高山，2002，大别-苏鲁地区岩石物理性质与地壳结构-岩石模型(自然科学基金项目结题报告)。
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(1)在恒定温度下，岩石的Vp和Vs在P < 200 MPa(约8km)时均表现出随压力增加的非线性快速增加，然后表现出近乎线性的缓慢增加。这一特征对应的是体积变化的特征，证明了非线性段主要反映了岩石中微裂纹在低压下的闭合效应，而线性段则代表了岩石的本征特征。由于同一岩石浅部微裂纹的存在，表现出明显的波速各向异性，随深度增加而明显降低。因此，在浅层地壳地震测深解释中，必须考虑岩石微裂隙的影响。为了消除浅层低压下岩石微裂纹对波速的影响，得到了深部岩石原位波速的计算方法。高山等人发展并提出了以下计算公式:
V(z)= V(0)+[(dV/DP)Tp+(dV/dT)pT]dz(1)
图4-23是根据大别-苏鲁地区现今热流值和实测波速随温度、压力的变化系数，用公式(1)计算的不同深度的超高压岩石和相关岩石的Vp和泊松比。
(2)地壳深部岩石成分的制约。根据获得的不同岩石的平均地震波速度及其随温度和压力变化的系数，以及大别-苏鲁地区的平均地表热流，从(1)计算出大别-苏鲁中地壳和下地壳三种可能的主要岩石的VP等值线(图4-24)。该图可用于定量估算该地区中下地壳的岩石成分。
③榴辉岩的泊松比。前人得到的地幔橄榄岩的泊松比(0.26)与榴辉岩(0.27)难以区分。通过对大别-苏鲁地区地表榴辉岩的系统研究发现，榴辉岩在折返过程中常随温度和压力的降低而变质，岩石中常产生含水矿物(包括结晶水)，如角闪石和绿泥石，因此岩石的结晶水(H2O+)直接指示榴辉岩的退变质程度，即变质程度越高，H2O+越高。同时，通过岩石波速的对比，证明变质作用可以提高榴辉岩的泊松比，确定H2O+< 1%的新鲜榴辉岩的泊松比为0.24 ~ 0.25，明显低于橄榄岩。因此，泊松比提供了区分深部榴辉岩和橄榄岩的有效方法。详细讨论见高等(2001)。
4.4.2.2大别造山带六安-黄石剖面地壳结构-岩石及化学成分模型
基于上述地壳波速结构的研究成果和岩石波速的实验数据，沿着袁学成等人完成的六安-黄石地震测深剖面，建立了如图4-25所示的大别碰撞造山带岩石地球化学剖面。图为:①VP等值线分布；(2)地壳各构造层可能的岩石组成，特别是榴辉岩的含量范围；③由于SiO _ 2的含量决定了岩石中常量元素和微量元素的特征，所以本图给出了各层SiO _ 2的平均含量。其中，上地壳岩石成分预测主要依据图4-23，中下地壳岩石成分预测主要依据图4-23和图4-24。根据以上推断的各层岩石成分和相应的化学成分，得到各层SiO2 _ 2含量的计算。进一步解释如下:
(1)从图4-25可以看出，中地壳是一个低速带，Vp为5.6 ~ 5.9 km/s，甚至低于中地壳条件下长英质片麻岩的Vp(6.30km/s)，说明榴辉岩(Vp=7.7km/s)的量即使存在也是很少的。同时说明该层为构造薄弱带或含有流体，使得其波速甚至低于长英质片麻岩。大别地区北淮阳、北大别、南大别和宿松四个构造带燕山期花岗岩的铅、钕同位素(见图4-14和张鸿飞等。, 2001).虽然这四个单元的结构属性差异很大，但它们的燕山期花岗岩的Pb-Nd同位素组成却惊人地一致，即都与北大别的片麻岩非常一致。由于花岗岩来自中下地壳，充分证明南大别UHP单元是一个局限于浅部地壳的薄皮构造单元。因此，岩石物性对地震资料的制约和花岗岩源区的同位素示踪证明大别中地壳不再含有榴辉岩。
图4-23大别-苏鲁超高压岩石及相关岩石在不同深度计算的Vp和泊松比
(2)大别下地壳上部的Vp介于长英质麻粒岩和镁铁质麻粒岩之间，更接近于镁铁质麻粒岩，其Vp可用80%镁铁质麻粒岩+20%长英质麻粒岩拟合。
(3)大别下地壳的Vp和泊松比与镁铁质麻粒岩一致，因此基本上由镁铁质麻粒岩组成。全球下地壳包裹体研究和汉诺坝、女山等新生代火山岩中的下地壳包裹体研究表明，来自下地壳的镁铁质麻粒岩包裹体主要是幔源玄武质岩浆底侵作用的产物，其年龄明显晚于地表出露的麻粒岩。如汉诺坝地区地表出露的麻粒岩为2.5 ~ 2.7 Ga，而麻粒岩包裹体为120 ~ 140 Ma，为中生代底侵作用的产物(范其成等，1998；刘等，2001).对华北、扬子和华南地区下地壳包裹体和岩浆岩的研究表明，120 ~ 140 Ma的幔源岩浆底侵作用在中国东部广泛存在。大别造山带的时代为120 ~ 130ma (Hacker等，1998；Jahn et al .，1998)表明该时代的底侵作用也可能广泛存在于大别造山带。因此，地球物理、地质和年代学研究表明，大别流下地壳下部很可能由中生代幔源底侵作用形成的镁铁质麻粒岩组成。当然，目前还缺乏直接证据支持入侵发生的时代推断，还需要进一步研究。
图4-24 VP大别-苏鲁中地壳和下地壳三种可能主要岩石成分的端员混合等值线。
图4-25大别六安-黄石剖面地壳结构和岩石化学成分模型图(Vp结构基于袁学成等未发表的资料。)
(4)大别造山带下地壳和上地幔的泊松比为0.265 ~ 0.280，明显高于榴辉岩，甚至高于变质榴辉岩，所以即使榴辉岩存在于下地壳和上地幔，其含量也很少。