沙柳河-鱼卡河高压―超高压变质带中的变质表壳岩由于含有特征的高压―超高压榴辉岩，不同于欧龙布鲁克微陆块上的达肯大坂岩群，在近几年的研究和地质填图中被厘定为新的岩层单位，以大柴旦绿梁山地区和都兰沙柳河地区保存较好，绿梁山地区称之为鱼卡河岩群，都兰地区称之为沙柳河岩群。保存程度虽因地而异，但岩石组合基本相似。虽然有证据显示部分榴辉岩的原岩是鱼卡河（沙柳河）岩群的组成部分，但作为一种标志性的岩石类型，将在后面单独讨论。
1.岩石组合
（1）绿梁山地区
鱼卡河岩群变质表壳岩呈带状产出，部分呈不同规模的残块赋存白云母花岗片麻岩之中，这些残块大者出露面积达数千平方米，与花岗片麻岩多为平行片麻理接触，内部并见有花岗片麻岩脉状体顺片麻理穿插其中。小者不足1m2，呈包体状被花岗片麻岩所包裹。野外地质关系表现为鱼卡河岩群形成较早，花岗片麻岩形成相对较晚，两者同时卷入了后来的变形变质作用，形成了一致的片理-片麻理构造，总体呈北西向展布。
鱼卡河岩群的岩性组合以石榴白云石英片岩、白云石英片岩、石英岩、石榴（蓝晶）白云片岩、二云片岩为主，部分大理岩、黑云变粒岩、石榴斜长角闪岩、黑云角闪斜长片麻岩，夹较多榴辉岩透镜体，是一套以变质泥砂质岩为主的岩石建造。
（2）沙柳河地区
沙柳河岩群主要分布在野马滩两侧，总体呈近北西西―南东东向展布，被沙柳河花岗片麻岩等变质深成岩侵入，其中沙柳河西侧阿尔茨多山一带出露较好，出露宽度达数千米。沙柳河岩群主体与绿梁山地区相似，为一套以变质碎屑岩为主的岩石建造，主要岩石类型有：黑云斜长片麻岩、二云斜长片麻岩（片岩）、二云石英片岩、白云母石英片岩、石英岩、长石石英岩、斜长角闪岩、斜长角闪片岩、大理岩等。岩石中出现石榴子石、蓝晶石、十字石等特征变质矿物。其原岩为泥砂质岩石夹中基性火山岩和碳酸盐岩。在野马滩北侧一带的变质表壳岩呈残块状产于花岗片麻岩之中，含较多榴辉岩透镜体，岩石普遍遭受了较强的韧性剪切变形。而在阿尔茨多山一带广泛出露的变质表壳岩中榴辉岩少见，多见为榴闪岩或退变榴辉岩。
沙柳河地区的变质表壳岩除上述以变质碎屑岩为主的岩石建造外，还存在一套独立产出（不与其他变质表壳岩共生）的斜长角闪岩，局部含石榴子石，其中未发现高压―超高压变质痕迹，但也被沙柳河片麻岩等变质深成岩体侵入，是否属沙柳河岩群尚有争议。
2.岩石地球化学特点及原岩恢复
鱼卡河（沙柳河）岩群表壳岩，不同岩石类型化学成分变化较大，基本上可划分为石英岩、云母片岩（云母石英片岩）、片麻岩及变粒岩、大理岩和斜长角闪岩等几类。
石英岩类岩石SiO2含量较高，一般在75%以上，最高达91.47%（表5-3），野外多呈薄层条带状，与云母片岩呈互层状产出，毋庸置疑，其原岩属成熟度较高的陆缘碎屑岩。
大理岩类岩石成分变化较大，有较纯的方解石大理岩，也有含云母、石英、透闪石较多的不纯大理岩，SiO2含量在2.55%～43.63%，MgO含量一般小于3%（表5-3），表明碳酸盐矿物以方解石为主。岩石多呈薄层条带状产出，与斜长角闪岩、云母片岩等共生，褶皱构造发育。其原岩应为沉积碳酸盐岩。
表5-3 鱼卡河（沙柳河）岩群变质表壳岩部分样品岩石化学分析结果（wB/%）
云母片岩、云母石英片岩、片麻岩及变粒岩的SiO2含量一般在63%～70%之间（表5-3），以富铝、富铁为特征，变质矿物常出现石榴子石，偶见蓝晶石和十字石。在尼格里值［（al+fm）-（c+alk）］-Si图解上，大部分落在泥砂质沉积岩区（图5-8），少数落在中酸性火山岩区。故其原岩也主要是陆源碎屑岩。
图5-8 变质表壳岩的尼格里值［（al+fm）-（c+alk）］-Si图解
斜长角闪岩类岩石SiO2含量变化在45%～58%之间（表5-3），尼格里值［（al+fm）-（c+alk）］-Si图上几乎均落在火山岩区，显示了其原岩的火山岩属性。但在AFM图上演化趋势不明显（图略）。
从稀土元素特点看，变质碎屑岩类稀土元素总量较高，w（ΣREE）为（156.06～220.68）×10-6，w（LREE）/w（HREE）为7.06～13.62，分馏强；δEu为0.29～0.79，呈明显的铕负异常（图5-9）。斜长角闪岩的稀土元素总量明显较低，w（ΣREE）为（57.14～98.69）×10-6；w（LREE）/w（HREE）为3.05～6.48，无铕异常或略显正异常（图5-10）。斜长角闪岩的微量元素MORB标准化图谱显示，大离子亲石元素K、Rb、Ba等元素富集，Nb相对Th和Ce出现负异常，Zr、Sm、Ti、Y、Yb等出现亏损（图5-11），反映出岛弧火山岩的特点。
图5-9 变质泥砂质岩的稀土元素图谱
图5-10 斜长角闪岩的稀土元素图谱
图5-11 斜长角闪岩的微量元素图谱
3.变质作用特点
鱼卡河（沙柳河）岩群岩石多期变质作用明显，石榴白云母（石英）片岩中经常可见石榴子石多期生长的层圈，层圈之间部分被其他矿物分隔。从变质矿物组合角度可以将鱼卡河（沙柳河）岩群表壳岩大致归纳为变质泥砂质岩、大理岩和斜长角闪岩三种主要岩石类型，代表性的变质矿物组合分别是：
变质泥砂质岩：
石榴子石±蓝晶石±十字石+多硅白云母+石英±金红石±斜长石±黑云母
白云母（多硅白云母）+黑云母+石英+斜长石±石榴子石±钾长石
大理岩：
方解石+石英±多硅白云母（白云母）±透闪石±黑云母
斜长角闪岩：
角闪石+斜长石±石英±绿帘石±石榴子石±透辉石±黑云母
其中特征变质矿物十字石仅见于沙柳河一带的富铝质片岩（片麻岩）中，石榴子石普遍可见，蓝晶石则零星可见，局部富集。变质表壳岩的变质矿物组合整体反映出中压-中高压角闪岩相变质特点。
沙柳河地区据蓝晶十字云母片岩中石榴子石与白云母矿物对计算的温度为567℃，压力条件据变质反应大致限定在（55～45）×107Pa之间。
绿梁山地区的变质泥质岩，普遍可见石榴子石与多硅白云母共生。据电子探针测定结果，应用Green和Hellman（1982）的石榴子石-多硅白云母温度计估算的变质温度为560～640℃。参照Massonne和Szpurka（1997）对K2O-MgO-Al2O3-SiO2-H2O系统和K2O-FeO-Al2O3-SiO2-H2O的高压实验结果，根据石榴蓝晶白云石英片岩样品中多硅白云母的Si含量可大致确定压力条件为（15～20）×108Pa。张建新（2003b）等根据绿梁山地区的泥质片岩矿物组合也得出了类似的结论。
对鱼卡河一带石榴蓝晶白云母石英片岩样品（99P1b4）的详细分析，揭示出鱼卡河岩群遭受了两期变质作用的信息。
样品中的石榴子石粒度在1cm以上，其内部展示了良好的生长环带（图5-12），从核部到边部可以划分为4个带，分别为核（core）、内幔（mantle-1）、外幔（mantle-2）和壳（crust）。核部石榴子石成分均匀，但从内幔到外壳，锰铝榴石含量具有递减趋势，显示了一个升温过程，而铁铝榴石和钙铝榴石成分变化较大，并在核部与内幔（mantle-1）之间出现突变跳跃，这种现象不大可能是连续变质作用的产物，而是温压条件发生了显著变化。初步推断核部是先期变质作用的产物，核部本身直径达0.5cm，从中心到边缘石榴子石成分变化不大，可以认为是扩散均一化的结果，推测其温度峰值在650℃以上。
图5-12 石榴蓝晶白云母片岩中石榴子石的成分剖面（样品99P1b4）
内幔是高压变质作用的开始，由于岩石中的矿物组合只有石英+蓝晶石+石榴子石+多硅白云母+金红石，其他富钙矿物相罕见，推测钙铝榴石含量的显著增高可能是斜长石等含钙矿物分解出的Ca进入了钙铝榴石，可能的变质反应是：钙长石→钙铝榴石+蓝晶石+石英，其压力条件应在12×108Pa以上。在形成内幔石榴子石之前，由于变质温度未达到改造先存石榴子石的条件，使之得以保存下来，当达到新的石榴子石生长的温度条件时，压力已增至高压，故形成含较高钙铝榴石分子的石榴子石。
内幔、外幔和壳是一个连续的变质过程，钙铝榴石和锰铝榴石含量减少，镁铝榴石和铁铝榴石升高，石榴子石的n（Fe）/n（Mg）（阳离子数之比）比值逐渐降低，温度不断升高，最边部受到了后期退化变质作用或扩散作用的影响。石榴子石内部的外幔带中含大量石英包裹体，且包裹体定向性较强，石榴子石中的蓝晶石包裹体也出现在该带，它应是高压的峰期阶段产物。
4.变质表壳岩的时代归属
鱼卡河（沙柳河）岩群遭受了多期变质作用的改造，特别是早古生代变质改造强烈，同时缺少可靠的测年对象，确定其原岩形成时代较为困难。根据其直接围岩（花岗片麻岩）的年龄数据来制约其形成时代不失为一条可行的途径。
从绿梁山地区侵入到鱼卡河岩群表壳岩中的花岗闪长质片麻岩和眼球状二长花岗片麻岩取样，获得的单颗粒锆石U-Pb法不一致线上交点年龄分别是（987±93）Ma和（928±18）Ma。沙柳河地区侵入到沙柳河岩群变质表壳岩的花岗片麻岩中获得的单颗粒锆石U-Pb法不一致线上交点年龄为（1020±20）Ma，SHRIMP年龄为（917±21）Ma。这些年龄数据限定了鱼卡河（沙柳河）岩群形成时代的上限。
此外，作者等还在含有榴辉岩透镜体的石榴白云石英片岩中采集了一件同位素年龄样品（编号20P11B1-1），试图了解鱼卡河岩群的物源特点和变质作用的时代。该样品采自鱼卡石棉矿西，岩石呈中细粒粒状鳞片变晶结构，片状构造，主要变质矿物为：石榴子石（16%）+多硅白云母（18%）+石英（65%），偶见黑云母，副矿物有磷灰石、榍石、磁铁矿、锆石、金红石等。从中选出的锆石为浅黄色或紫色柱状或浑圆状晶体（表5-4）。测试结果显示，7个测点有6个位于谐和线840～940Ma附近，有4个点落在谐和曲线上；1～5号点给出的下交点年龄为（830±72）Ma（2σ），上交点年龄为（1420±389）Ma（2σ）（图5-13）。上交点年龄虽误差较大，但也反映出物源区岩石的时代信息。下交点年龄及分布于840～940Ma附近的数据点，总体反映了鱼卡河岩群在新元古代早期褶皱回返的造山事件，但不排除一些锆石颗粒上存在多期生长的可能性；一部分锆石可能存在小的碎屑锆石核，一部分可能在加里东期有新生薄边（如3、4号点），其中3、4和7号点也可给出411Ma±的下交点年龄信息。
表5-4 样品20P11B1-1单颗粒锆石U-Pb同位素测定结果
从鱼卡河（沙柳河）岩群岩石中获得了新元古代早期的变质年龄和中元古代物源区的时代信息，而从侵入其中的花岗片麻岩中又获得了中元古代末-新元古代早期的年龄数据；野外地质关系表明鱼卡河岩群与花岗片麻岩之间是变质表壳岩与变质深成岩的关系，即鱼卡河岩群原岩形成应早于花岗片麻岩的形成时代。因而推断鱼卡河岩群形成于中元古代，新元古代早期褶皱回返。
图5-13 样品20P11B1-1的锆石U-Pb年龄谐和图