在复杂的物理（如温度、压力、应力）和化学（如流体、原岩成分、逸度）条件下形成的变质岩是解译长期造山历史的重要工具。特别是在地球上产出的超高温麻粒岩，因其反映了极端温度形成条件（最高温度达1120°C）和指明下地壳性质和结构以及异常高的地热梯度而成为当今地球科学领域研究中的关键科学问题之一。

地球科学系厉子龙课题组近年来对位于我国西北边陲的中亚阿尔泰造山带新发现的超高温麻粒岩地区及邻区进行了详实的野外地质调查和室内精细的岩相学观察、电子探针分析、热力学平衡视剖面模拟、流体包裹体激光拉曼探针成分分析、冷热台显微测温和高精度锆石U-Pb定年等研究。研究表明，阿尔泰超高温麻粒岩具有超高温特征矿物组合高铝斜方辉石（Al₂O₃高达9.2 wt.%以上）+矽线石+石英以及以包体存在于石榴子石中的低ZnO尖晶石+石英组合，其退变质作用主要以典型的降压反应矿物堇青石的形成为标志。显微测温和激光拉曼探针分析结果显示基质中的石英以及被石榴子石包裹的石英中孤立分布的原生流体包裹体成分为近纯CO₂（部分含少量的N₂），均一化温度在10.1-29.0℃之间，其对应的密度在0.63-0.86g/cm³；石榴子石中的原生和假次生CO₂包裹体费米峰差在104.1cm^-1左右，从而阐明了超高温泥质麻粒岩的流体性质。

对阿尔泰超高温麻粒岩中锆石成因及精确的同位素年代学研究，首次发现具有重要变质年龄指示意义的锆石变质边，并确定了其变质年龄主要集中在286-269Ma之间，年龄加权平均值为277±2Ma。结合锆石的产出状态和P（压力）–T（温度）视剖面图，我们认为变质年龄可能代表了形成于石榴子石分解的降压退变质阶段，大的年龄跨度代表了退变质过程中锆石从熔体中持续的结晶过程。

利用P–T视剖面模拟斜方辉石+矽线石的稳定范围和铝等值线将峰期温度限定在940℃以上，对应的压力在7.8-10kbar之间，随后近等温降压进入低铝斜方辉石+堇青石的稳定域，对应的温度和压力条件在890-940℃和5-6kbar。最后冷却至液相线以下，形成了后期的低铝斜方辉石+黑云母共生组合。三个变质阶段条件表明阿尔泰超高温麻粒岩经历了顺时针的退变质P–T轨迹。

通过以上研究，厉子龙课题组认为阿尔泰超高温麻粒岩的形成与古亚洲洋板片北向俯冲之后的拆沉有关，板片拆沉之后造成了软流圈地幔的上涌和岩石圈地壳的减薄，使得区域热流值上升，形成了超高温麻粒岩、矽线石片岩和低压泥质麻粒岩，之后的额尔齐斯构造带活动使得局部应力增大造成压力上升，最后由于后造山抬升作用快速降压和随后的冷却而露出地表。低密度的CO₂流体指示了阿尔泰超高温麻粒岩沿顺时针退变质P–T轨迹在超高温峰期变质之后快速抬升降压，使得捕获的同变质流体包裹体因腔体体积增大而密度降低的退变质过程。

此项研究较好地阐述了阿尔泰造山带超高温变质作用过程，并对进一步探讨整个中亚造山带的形成演化和欧亚联合大陆的形成具有重要的科学意义。同时，阿尔泰超高温麻粒岩作为为数不多的显生宙超高温变质岩，是对极端条件下的变质作用研究以及地幔的热演化史认识的重要补充。

上述相关成果近期已发表在《Lithos》，并得到了国家自然科学基金等项目资助。