Tectono-magmatic evolution from accretion to collision in the southern margin of the Central Asian Orogenic BeltSCIEI北大核心CSCD

造山带演化及增生到碰撞的转变是板块构造与大陆动力学研究中的前沿科学问题。中亚造山带被认为是古亚洲洋长期俯冲-增生演化形成的显生宙最大的增生造山带,以发育巨量的面状展布的俯冲-增生相关的弧岩浆岩为特征。并且,由于中亚增生型造山带在潘吉亚最后聚合过程中发生弧弧(陆)碰撞,因此缺乏大规模且跨构造单元的碰撞相关的构造和变质等物质标志。显然,能否识别出大洋闭合期间碰撞作用的岩浆标志成为确定增生造山带增生过程终止的关键之一。本文系统研究确定:中亚造山带东南缘二叠纪到三叠纪钙碱性-碱钙性岩浆在空间分布上显示出由北西向南东迁移演化的特征;在岩浆性质上具有从二叠纪新生地壳来源的弧岩浆向早-中三叠世碰撞挤压背景下古老陆壳组分逐渐增多的高Sr/Y岩浆以及晚三叠世后造山伸展相关的A型花岗岩演化的特征。这些特征提供了俯冲-增生向碰撞造山演变的关键岩浆岩证据。结合区域资料,厘定出增生造山带最后碰撞相关的标志性岩浆为沿缝合带呈零星线性展布的增厚下地壳源区的高Sr/Y花岗岩类,构建了中亚造山带南缘从双向俯冲-增生到增生楔-增生楔碰撞及后造山伸展的三阶段构造-岩浆演化模型。系统对比研究,揭示出增生-碰撞相关的岩浆记录沿横向展布在中亚造山带南缘甘肃北山到吉林中部一带,表明碰撞挤压相关的岩浆作用在中亚造山带南缘具有一定的普适性。中亚造山带南缘从增生到碰撞的岩浆演化记录的厘定,证实显生宙最大的巨型增生造山带演化末期经历了碰撞造山作用,对进一步深入探索增生造山演化末期碰撞相关的标志性岩浆具有重要意义。     

大陆边缘增生造山作用

文章评述了增生造山作用的研究历史和进展,认为增生造山作用贯穿地球历史,是大陆增生的重要方式。用大陆边缘多岛弧盆系构造理解造山带的形成演化,提出巨型造山系的形成与长期发育的大洋岩石圈俯冲制约的两侧或一侧的多岛弧盆系密切相关。在多岛弧盆系演化过程中的弧 弧和弧 陆碰撞,弧前和弧后洋盆的消减冲杂岩的增生,洋底高原、洋岛/海山、外来地块(体)拼贴等一系列碰撞和增生造山作用形成大陆边缘增生造山系。大洋岩石圈最终消亡形成对接消减带,大洋岩石圈两侧的多岛弧盆系转化的造山系对接形成造山系的联合体。拼接完成后往往要继续发生大陆之间的陆 陆碰撞造山作用、陆内汇聚(伸展)作用,后者叠加在增生造山系上,使造山过程更加复杂。对接消减带是认识造山系形成演化的关键。大洋两侧多岛弧盆系经历的各种造山过程可以从广义上理解为一个增生造山过程。多岛弧盆系研究对于划分造山带细结构非常重要,是理解造山系物质组成、结构和构造的基础,并制约了造山后陆内构造演化。大陆碰撞前大洋两侧多岛弧盆系及陆缘系统更完整地记录了威尔逊旋回,记录的信息更加丰富。根据多岛弧盆系的思路对特提斯大洋演化提出新的模式,认为西藏冈底斯带自石炭纪以来受到特提斯大洋俯冲制约,三叠纪发生向洋增生造山作用,特提斯大洋于早白垩世末最终消亡。     

中国花岗岩与大陆地壳生长方式初步研究

中国大陆造山带花岗岩可分为东西两个区，西区的中亚造山带、秦祁昆造山带和青藏高原冈底斯造山带为与大洋发育有关的造山带花岗岩，东区主体的东北、华北和华南是形成于中国大陆拼合之后的燕山期造山带花岗岩。根据不同造山带花岗岩的形成背景、地质地球化学特征差异，以阿尔泰、东昆仑、华北燕山、东北和南岭造山带花岗岩为例讨论花岗岩与大陆地壳生长的关系，区分出中国大陆的5种大陆地壳生长方式：阿尔泰式是古亚洲洋背景上形成的古生代对流地幔物质、热输入和上地壳混合为主的方式；东昆仑式是元古代造山带TTG陆壳背景基础上古生代一早中生代对流地幔物质和热输入，改造元古宙造山带基底的方式；东北式是燕山期中亚造山带背景上对流地幔物质和热输入改造显生宙陆壳的生长方式；燕山式是燕山期对流地幔物质和热输入改造太古宙基底的方式；南岭式燕山期对流地幔输入大陆的是以热为主、物质为辅，大陆地壳生长是以陆壳物质再循环为主（零增长）的生长方式。它们构成中国大陆显生宙地壳生长的基本方式。     

西天山的增生造山过程

西天山位于中亚造山带的西南缘,经历了复杂的增生造山过程。它也是标志塔里木地块北部被动陆缘与西伯利亚地块南侧宽阔活动陆缘最后拼合的构造带。根据近年来的研究进展,将西天山划分为北天山弧增生体、伊犁地块北缘活动陆缘、伊犁地块、伊犁地块南缘活动陆缘、中天山复合弧地体、西天山（高压）增生楔和塔里木北部被动大陆边缘。同时综述了西天山蛇绿岩、高压变质岩、花岗岩类的年代学新资料,讨论了其增生造山的过程。西天山增生造山与早古生代帖尔斯克依古洋、早古生代晚期—晚古生代南天山洋和晚古生代北天山洋3个代表洋盆的演化相关,增生造山结束的时间可能是早石炭世末。二叠纪时期,西天山至整个中亚地区进入后碰撞演化阶段。现有资料证实西天山为晚古生代增生造山带,并非三叠纪碰撞造山带。     

新疆东准噶尔扎河坝一带碱性花岗岩锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素特征及地质意义

正中亚造山带(CAOB)位于西伯利亚板块北部和华北—塔里木地块之间,是世界上最大的显生宙增生造山带。东准噶尔位于中亚造山带中西部边缘,北接阿尔泰造山带,南接天山造山带。该区域由几个北西—南东向古生代变质沉积单元和蛇绿岩带组成。东准噶尔花岗岩以A型和I型为主,     

增生造山过程中大陆地壳的净生长——来自中亚造山带中段南缘岩浆岩的约束

软流圈地幔上涌是大陆地壳净生长的重要方式,这种壳幔作用在增生造山作用过程的地质表现如何有待深入研究。内蒙古西部的居延海地区位于中亚造山带中段南缘,处于北山造山带与阿拉善地块北缘造山带的构造衔接部位。通过对居延海地区4口井所钻获的具壳幔作用特征的花岗质岩石的研究,本文深入剖析了增生造山过程中软流圈地幔物质贡献及其具体地质表现。首先,花岗质岩石中的闪长质暗色微粒包体(富含针状磷灰石微晶)指示了壳幔岩浆混合特征。再者,花岗质岩浆锆石结晶年龄为306～313Ma,具有正的εHf(t)值,平均值介于+13.0～+14.3之间,二阶段模式年龄tDM2平均值介于410～588Ma之间,揭示一次显著的大陆地壳净生长事件,锆石Hf同位素表明花岗质岩浆源区具有初生陆壳重熔和亏损幔源岩浆混合的特征。以上地质事实暗示居延海所在的中亚造山带中段南缘晚石炭世处于洋中脊俯冲或俯冲板片回卷的地球动力学过程中。     

天山造山带东段构造变形对增生造山末期的响应

天山造山带位于中亚造山带最南端,是研究和认识中亚造山带晚古生代增生造山过程的关键地区。本文聚焦于天山造山带东段发育的最晚一期脆韧性构造变形,通过对阿其克库都克断裂带、康古尔断裂带和哈尔里克构造带等变形带内的构造几何学和运动学特征解析,认为阿其克库都克断裂带表现为由南向北逆冲兼右行剪切变形特征,康古尔断裂带表现为南北向挤压兼右行剪切变形特征,哈尔里克构造带表现为由北向南的逆冲叠加稍晚期的左行走滑剪切变形特征。结合大量已有的构造热年代学数据分析,指出各构造单元内最晚一期脆韧性变形时间为二叠纪晚期-中三叠世,指示该时间段内近东西走向的天山造山带东段和北西-南东走向的东准噶尔造山带与西侧哈萨克斯坦弧形造山系呈现为三向汇聚的动力学特征,代表中亚造山带增生造山末期的演化特征。     

俄罗斯远东滨海区寒武纪兴凯蛇绿岩

在太平洋的增生造山带中,广泛分布着显生宙各个时代的蛇绿杂岩.一些环太平洋造山带包含大陆碎片或与古大陆地块毗连,如俄罗斯的滨海区、堪察加、克里亚克,日本,美国阿拉斯加、Klanath Mountains,新西兰和澳大利亚东部,这些造山带中含有古生代蛇绿岩.     

东天山东段同造山到后造山花岗岩幔源组分的递增及陆壳垂向生长意义——Sr、Nd同位素证据

显生宙陆壳垂向生长是一个新的值得进一步深入探索的课题。在已有的地质、地球化学研究基础上,本文报导了东天山东段矿物组成、成因类型相似的早古生代同造山花岗岩体和晚古生代-早中生代后造山花岗岩体新的Sr、Nd同位素测试结果,并进一步对比研究了它们的Sr、Nd同位素差异。前者I_(Sr)值较高(0.7087～0.7288),ε_(Nd)(t)值较低(-5.8～-15.8),模式年龄T_(DM)大(1.29～2.37Ga),显示以古老陆壳物质为主的物源特征;后者I_(Sr)低(0.7069～0.708),ε_(Nd)(t)值高(-3.8～ 0.3),T_(DM)较年轻(0.80～1.28Ga为主),显示混有较多的年轻幔源组分;同期的煌斑岩脉I_(Sr)为0.7080,ε_(Nd)(t)值为 4.3, T_(DM)为0.8 Ga。这些特征为探讨显生宙地壳垂向生长提供了良好实例。一般而言,显生宙高ε_(Nd)(t)值后造山花岗岩中的年轻幔源组分至少有3个可能的来源:(1)前造山(前寒武纪)底侵形成的年轻基性下地壳;(2)同造山水平增生的年轻地壳再循环;(3)后造山底侵的幔源岩浆。这3种来源分别揭示了3种陆壳生长方式和时限:前造山垂向生长;同造山水平生长;后造山垂向生长。通常,这3种情况仅仅依据地球化学特征不易鉴别;而通过花岗岩物源演变的对比研究有可能提供鉴别的线索。该区早古生代花岗岩以古老壳源为特点;而地点相同、矿物组成和地球化学相似、侵位深度相近的晚古生代-早中生代花岗岩幔源组分增多,并伴随有辉绿岩、煌斑岩侵入。这种新的年轻组分最可能与新底侵的幔源岩浆有关,它们随后造山花岗岩加入地壳,导致地壳垂向生长,这是造山后垂向生长的一种特征。该研究为中亚造山带后碰撞或后造山陆壳垂向生长的存在提供了一个证据。     

从华北陆块南缘大洋扩张到北秦岭造山带板块俯冲的转换时限

本文以北秦岭造山带华北陆块南缘被动陆缘火山裂谷(大洋?)盆地、早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-蛇绿杂岩等构造相带为研究重点,综合利用同位素年代学、古生物年代学、岩石学、岩石地球化学和同位素地球化学等实测数据,系统研究和探讨了北秦岭造山带被动陆缘大洋扩张向俯冲增生造山转换的时限.研究显示:华北陆块南缘由晚新元古代大洋扩张作用转化为板块俯冲作用的转换时限为早奥陶世,约472Ma左右.北秦岭造山带在古生代期间至少存在两期板块俯冲增生造山作用,时代上向南变新,空间上向南向洋内迁移.两次俯冲增生造山作用分别构筑了北秦岭造山带早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-俯冲杂岩两条构造相带.     

黑龙江完达山造山带填图方法实践及意义

完达山增生造山带(也被称之为那丹哈达地体)位于东北亚大陆边缘,与俄罗斯远东地区的锡霍特-阿林增生造山带相连,它们共同构成环太平洋造山带的重要组成部分,是中国北方唯一的中生代海相沉积建造出露区。这些增生造山带的形成与古太平洋的俯冲增生作用密切相关,其中包括外来地体、微小陆块、岛弧、洋壳、海山、大洋高原、蛇绿岩等复杂的地质块体。传统的岩石地层填图方法在研究区不合适,无法反映杂岩属性。因此,在传统野外地质调查方法的基础上,采用针对造山带非史密斯地层填图方法,这将对本地区的地质工作有重要的意义。     

内蒙古中北部二连浩特地区晚古生代花岗岩的岩石成因及其地质意义

<正>作为世界上大多数显生宙增生造山带的重要组成部分,不同类型的花岗岩岩浆组合的形成过程蕴含着陆壳生长与分异的关键地球动力学信息。高精度原位二次离子质谱(SIMS)锆石U-Pb定年揭示位于中亚造山带中段内蒙古中北部二连浩特地区的晚古生代花岗岩主要侵位于两个阶段。早期的本巴图岩体就位于早石炭世中期(335 Ma),晚期的干次呼都格、才里乌苏及昆都冷岩体形成于早二叠世中、晚期(279~274     

阿尔泰造山带花岗岩时空演变、构造环境及地壳生长意义——以中国阿尔泰为例

阿尔泰造山带横跨中、俄、哈、蒙四国边界,是中亚造山带主要组成部分,发育大量的花岗岩等侵入体。本文研究总结这些岩体的时空演变、成因类型和构造环境,并探讨其增生造山和地壳生长意义。依据锆石年龄,这些岩体可大致分为早中古生代的470～440Ma(中晚奥陶世)和425～360Ma(晚志留世—晚泥盆世)、晚古生代的355～318Ma(早石炭世)和290～270Ma(早二叠世)以及早中生代245～190Ma(中晚三叠世—早侏罗世)3个阶段5个期次,其中425～360Ma花岗岩可进一步细分为425～390Ma和380～360Ma两个峰期。早中古生代(470～360Ma)花岗岩体分布广泛,主要为钙碱性I型,多具不同程度变形,其中470～440Ma岩体变形极强(片麻岩体)。它们为同造山俯冲增生产物,形成于活动陆缘俯冲(470～440Ma)、继续俯冲弧后盆地伸展(420～390Ma)到聚合碰撞(380～360Ma)的过程中。早石炭世岩体发育于造山带南部,为不变形圆形状或不规则状,具典型碱性花岗岩特征,为晚(后)造山产物。早二叠世岩体主要发育于阿尔泰造山带南部,少量分布于造山带内部,多为圆形,不变形,少量变形岩体集中在额尔齐斯构造带内,成因类型以I、A型为特点,伴生有大量基性岩脉(体),显示为后造山底侵伸展环境。早中生代岩体为不变形圆形或不规则状,具有高分异I型和S型花岗岩特征,伴有稀有金属矿产,具有板内环境特点。花岗岩体同位素填图显示,阿尔泰中部块体岩体具有较低的εNd(t)值和老的Nd同位素模式年龄(1～1.3Ga),暗示存在古老地壳基底;由北向南εNd(t)值增高,模式年龄变年轻,显示陆壳向南生长,其中水平和垂向生长率分别为18%～28%和7%～8%。中生代时期阿尔泰造山带保留水平增生结构,没有发生大规模构造块体垂向叠覆。阿尔泰造山带经历了古陆缘构造演化,奥陶纪—志留纪陆缘俯冲,泥盆纪陆弧及陆缘边缘裂解、弧后盆地形成,晚泥盆世最终洋盆闭合及早石炭世各块体拼合的演化过程。该研究表明增生造山带中同样存在构造演化的阶段性;中亚增生造山作用不仅具有弧前增生,而且还存在陆缘裂解再拼合作用。     

大陆下地壳研究进展评述

近十年来许多国家开展了陆壳深部(地震反射、深部钻探、高压捕虏体、下地壳剖面等方面)的研究.其成果表明,不同构造区的地震反射特征存在差异;显生宙地区普遍存在层纹状强反射性下地壳,其成因与造山带演化晚期的伸展作用有关.以上发现导致对大陆莫霍面及中地壳界面的重新评价.显生宙地区的下地壳广泛发生板底垫托作用,它们代表麻粒岩相变质事件,对于造山带向克拉通方向的转化具有重要意义.     

序

正位于青藏高原南部的冈底斯一喜马拉推造山系自古生代以来经历了长期复杂的特提斯增生造山和亚洲一印度大陆碰撞造山过程,成矿地质条件优越,形了以富集铜、铅、锌、金和被、锡、钨稀有金属等矿种为特色的冈底斯、喜马拉稚等多条重要的巨型成矿区带,资源潜力十分     

西准噶尔成矿带晚古生代花岗岩类岩浆活动及其构造意义

中亚造山带是晚古生代地壳显著生长与大规模成矿的重要地区。本文采集了中亚造山带西部的西准噶尔成矿带哈图-别鲁阿嘎希及其附近地区11个岩体共33件花岗岩类样品,对其开展了岩石地球化学与同位素示踪等研究,厘定了该地区晚古生代岩浆活动的特点与大地构造环境,并与哈萨克斯坦境内的巴尔喀什成矿带晚古生代岩浆活动进行了对比。研究表明,哈图地区晚石炭世花岗岩类主要为后碰撞伸展构造环境的A型花岗岩类,别鲁阿嘎希等地区存在洋内俯冲与岛弧环境的埃达克岩,显示了西准噶尔晚古生代构造环境时空变化的复杂性。该地区花岗岩类εNd(t)值较高(+4.62~+7.53)、εSr(t)值为(-57.61~+18.21),具有中亚造山带花岗岩类的共同特征,为古生代增生的新生陆壳,其源区与亏损地幔组分具有亲缘关系,这与巴尔喀什成矿带东段的花岗岩类具有一致性。花岗岩的~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Pb/~(204)Pb比值范围分别为18.2776~19.1677、15.5260~15.5796和38.2080~39.0821,为造山带花岗岩类。     

东准噶尔老爷庙地区石英二长岩锆石U-Pb定年及地质意义

正中亚造山带晚古生代成岩成矿作用是增生造山过程演化的产物,准噶尔岩浆构造发育是研究中亚造山带的有利地段。老爷庙位于准噶尔造山带东部,自然环境恶劣,前人仅对该区部分古生代地层做了少量研究(张冀等,2013),而对侵入岩研究较少,且缺乏精确的年代数据。本次研究结合"新疆巴里坤县1∶5万六幅区域地质调查"项目成果,通过高精度的锆石U-Pb定年、岩石地球化学综合     

内蒙古苏尼特左旗地区二长花岗岩体的重新厘定及其意义

<正>中亚造山带处于西伯利亚板块与华北—塔里木板块之间,是全球显生宙陆壳增生与改造最显著的地区之一。中亚造山带经历了古亚洲洋的俯冲闭合、陆陆碰撞造山和后继的造山带构造塌陷过程。经过近些年来众多学者们对古岛弧岩浆岩的识别以及精确的年龄限制,基本可以确定古亚洲洋在早—中奥陶世时就已经开始俯冲。但是,对于最后闭合时间,仍存有争议。部分学者持有古亚洲洋在中—晚泥盆世闭合的观点,如包志伟、徐备等;然而,随着资料的累计和深入的研究,越来越多的学者认为古亚洲洋闭     

花岗岩类与大陆地壳生长初探——以中国典型造山带花岗岩类岩石的形成为例

本文主要基于东昆仑造山带、秦岭造山带、兴蒙造山带、阿尔泰造山带、燕山造山带以及华南过铝花岗岩带等花岗岩类形成的研究成果,讨论中国大陆内几个造山带的花岗岩类形成与大陆地壳生长方式和过程,我们的初步认识是:软流圈(对流地幔)的热和物质向大陆的输入(input)是大陆地壳生长和再改造的根本.大陆地壳的形成演化和再改造(reworking)主要通过岩浆作用完成,岩浆的形成、运移和定位是大陆地壳生长的基本过程.幔源玄武质岩浆底侵(underplating)于大陆地壳底部和内侵(intraplating)于地壳内部,是软流圈注入大陆的基本形式.造山带镁铁质下地壳的拆沉作用是致使陆壳总组成为中性火成岩(安山岩和闪长岩,或粗面安山岩和二长岩质的)的主要原因.收缩挤压构造作用使陆壳加厚达≥50 km,是诱发镁铁质下地壳拆沉作用的必需条件.火成岩构造组合及其时间序列是识别大陆地壳从软流圈地幔中分出,直至最终形成的过程的关键记录.     

中国阿尔泰造山带花岗岩Pb同位素组成特征:幔源成因佐证及陆壳生长意义

为进一步对阿尔泰造山带花岗岩进行物源示踪研究,本文选择几个较典型的同造山和后造山不同类型的花岗岩以及相伴生的基性岩进行长石Pb同位素的测定。结果显示花岗岩206Pb/204Pb范围为17.997~18.921,平均值为18.269;207Pb/204Pb范围为15.460~15.599,平均值为15.528;208Pb/204Pb范围为37.661~38.262,平均值为37.954;其μ值为9.19~9.71,集中于9.30~9.60,与典型的壳源花岗岩明显不同。在源岩判别图解上,主要落在洋岛玄武岩和岛弧玄武岩的范围内,所有点远离上地壳、下地壳和深海沉积物,其源区性质类似于洋岛玄武岩和岛弧玄武岩,与花岗岩同时代的伴生基性岩Pb同位素也具有相似的特征,说明两者可能具有相似的物源特征,即幔源组分。这与报道的Sr、Nd同位素的特征相一致,进一步证明阿尔泰花岗岩具有幔源组分。这种特点与其他造山带(如华南、喜马拉雅)明显不同,显示阿尔泰花岗岩的特殊性。该研究从另一个侧面证明中亚造山带存在一定规模的显生宙陆壳生长。