西南天山变质俯冲杂岩带的内部结构——来自木扎尔特剖面的启示

西南天山高压-超高压变质带是世界上少有的经历深俯冲的增生杂岩带,是古天山洋向北俯冲的结果。针对该俯冲杂岩带内部结构的研究目前仍存在争论。本文以木扎尔特地区一条长约4 km的南北向剖面为例,对西南天山高压-超高压变质带的野外特征、矿物学和变质演化研究进行了综述。目前的研究表明,木扎尔特地区存在超高压和高压两类硬柱石榴辉岩,但绝大部分都经历了强烈的退变质和变形改造,被蓝片岩相或绿片岩相矿物组合取代。这些变基性岩在空间上构成北部和南部两个榴辉岩带,二者为构造接触。木扎尔特超高压硬柱石榴辉岩与其围岩经历相似的峰期压力,构成西南天山超高压带的西端。与东侧阿克牙孜地区超高压榴辉岩相比,它们在变形特征、岩石组合和变质演化方面表现出一定的独特性,很可能说明深俯冲板片在折返过程中沿构造带走向存在差异变质-变形演化。这些基础研究对全面认识冷俯冲增生杂岩带的变质演化及其俯冲和折返的地球动力学机制具有重要意义。     

从西南天山超高压变质带多期构造变形看天山古生代构造演化

通过对西南天山阿克雅孜和木扎尔特地区高压-超高压变质带构造几何学和岩石变形相关运动学的详细剖析,厘定出高压-超高压变质岩石及其相关围岩的构造单元。详细研究表明,研究区可划分为三个构造单元:北部单元、中部单元和南部单元。确定了每个构造单元的构造几何学特征及各个构造单元之间的相互关系。通过分析岩石变形特征和叠加关系,确定了岩石所记录多期变形的运动学特征。根据研究区的多期构造变形特点,建立了阿克雅孜和木扎尔特河地区构造演化序列。共划分出四期构造可识别的事件(E1-E4),分别代表了E1:高压-超高压岩石折返过程;E2:高压-超高压岩石造山带的早期改造过程;E3:北部构造事件对高压-超高压造山带影响;E4:走滑构造对高压-超高压造山带的叠加。沿造山带系列构造分析表明,西南天山高压-超高压带中发育的四期构造事件沿中天山北缘具有很好的一致性,各期构造事件也有一定的横向可对比性。在此基础上通过对多期变形事件的构造背景的探讨,建立了整个天山在古生代的构造拼合过程,揭示我国西部洋壳相关的深俯冲造山带形成过程和参与深俯冲作用(超)高压变质岩的变形变质历史。     

西南天山超高压变质带中志留纪岛弧火山岩岩片及其构造意义

西南天山造山带位于伊犁-中天山板块和塔里木板块之间,普遍被认为是古南天山洋闭合,塔里木板块和伊犁-中天山板块碰撞造山的产物.在西南天山含榴辉岩高压-超高压变质带中,我们在哈布腾苏和科普尔特2个地区识别出这一套基性-酸性火山岩.在哈布腾苏剖面,该套火山岩以酸性岩为主,在野外作为构造岩片与高压-超高压榴辉岩与蓝片岩相间产出...     

台湾中央山脉东部变质作用及热演化：玉里缝合带的俯冲折返作用

中国台湾中央山脉东部出露的玉里变质带作为板块构造的缝合带,拼接了欧亚大陆板块、俯冲的南海板块、未俯冲的弧前基底和菲律宾海板块（吕宋岛弧）,是认识台湾造山运动地球动力学重建的关键。玉里变质带出露含蓝片岩相的铁镁质—超铁镁质变质火成岩块体,这些块体在构造上被以绿片岩相为主的多期变形的云母石英片岩所包围。而玉里带东南侧发育了以云母石英片岩、千枚岩为主的初来组地层,初来组地层是否属于玉里带近年来仍然存在争议。为了解决这一问题,本文对台湾玉里带及其周缘地区的构造演化重新研究,针对中央山脉东部玉里带和初来组地层分别采样,利用碳质物质拉曼光谱温度计（RSCM）计算出变质片岩峰值变质温度的均值。结果表明：玉里带的峰值变质温度范围在400℃～550℃之间,比台湾地区的其它次级构造单元温度高;玉里带内,峰值变质温度高于500℃的地区毗邻玉里带的3个最大的高压变质火成岩块体,说明高压变质块体可能存在与围岩之间的交代变质作用;初来组地层的峰值变质温度约为360℃,与玉里带的温差达100℃以上,说明初来组地层与玉里带是两个不同的次级单元,在中央山脉东南缘二者之间很可能是断层接触,在台湾造山带向东的反冲褶皱逆冲带...     

西天山那拉提-红柳河缝合带变质岩特征及演化

那拉提-红柳河缝合带是沿西天山构造带展布的哈萨克斯坦-准噶尔板块与塔里木板块间的缝合带,在西天山构造演化中具有举足轻重的地位.沿那拉提-红柳河缝合带分布的区域变质岩和动力变质岩（包括糜棱岩、固结型碎裂岩与未固结型碎裂岩）构成一个完整的演化序列,它们是不同演化阶段（时间）,不同演化层次（空间）的产物.根据变质岩的时空演化特点可以看出,自泥盆纪早古南天山洋闭合碰撞之后,西天山构造带仍处在南北挤压应力场中保持强劲上升态势.     

苏鲁超高压带内石桥浅变质岩的地质成因及其研究意义

苏鲁造山带超高压变质带内部出露仅经过绿片岩相变质作用的浅变质岩系,地质调查显示,石桥浅变质岩与周边超高压变质岩呈构造接触(构造片岩);地球化学研究证实,该浅变质岩形成于扬子板块北缘大陆边缘厚地壳上裂陷或沉积盆地的构造背景;单矿物电子探针分析结果显示,其部分浅变质岩发育多硅白云母,形成于中-高压相变质环境,说明这些浅变质岩曾经历大陆板块俯冲的动力变质作用过程。在此基础上,进一步讨论浅变质岩的成因机制及其与超高压变质岩和扬子板块俯冲之间的关系。     

伊犁板块南缘高T/P变质岩系:代表前寒武纪结晶基底还是活动大陆边缘?

新疆伊犁板块南缘的狭长地带内广泛出露了高T/P变质岩系,其成因和属性研究有利于我们深入了解天山造山带的造山演化过程.前人认为这些岩石属早前寒武纪结晶基底,近期研究则显示其主要形成于早古生代.系统总结了课题组近些年在该区开展的工作,结合前人研究,对伊犁板块南缘不同岩石构造单元内的岩石成因进行了分析和讨论,提出伊犁板块南缘的高T/P变质岩系的形成与南天山洋大洋板片在伊犁板块之下的俯冲、岩浆在陆缘弧位置就位并造成伊犁板块南缘地温梯度的明显升高有关.因此,认为伊犁板块南缘狭长地带内的高T/P变质岩系形成于南天山洋俯冲过程中形成的活动大陆边缘环境,而非前寒武纪结晶基底的组成部分.      

阿尔金碰撞造山带西段的构造特征

根据阿尔金山西段前早古生代变质岩的岩石组成、沉积建造、变形变质作用改造历史、岩石地球化学特征等研究,将阿尔金碰撞造山带西段划分为3个构造单元:北阿尔金地块、中阿尔金地块(包括英格里克构造-蛇绿混杂岩带、肖鲁克·布拉克高压变质岩带和塔什萨依玉石矿高绿片岩相-低角闪岩相变质岩带)和南阿尔金地块(包括南阿尔金中-新元古界隆起带和阿尔金南缘复合构造-蛇绿混杂岩带).提出该碰撞造山带经历了前长城纪古陆核形成阶段、长城纪-青白口纪不同基底联合阶段和早古生代洋陆转换阶段3个阶段的构造演化.     

新疆西天山高压变质带研究进展

沿中天山南缘缝合带东西向延伸约200km的西天山高压变质带是塔里木板块和伊犁中天山板块古生代碰撞造山作用的产物,多年来为许多学者所关注。笔者在执行国家自然科学基金(49632240)和国家“九五”重点科技攻关(969150301)联合资助的“西天山高压一超高压变质带变质作用与构造演化关系”项目过程中,取得如下初步进展。     

西天山高压变质岩的形成环境

西天山高压变质岩呈不连续岩块、凸镜体、条带、薄层或夹层岩片产于绿片岩相围岩中。蓝片岩和榴辉石的原岩有 N- MORB、E- MORB、OIB、辉长岩、基性火山碎屑岩、硬砂岩等类型。变质作用和常量、微量、稀土元素地球化学研究表明高压变质岩形成于塔里木板块和伊犁中天山板块间的早古生代南天山洋北缘的 B型俯冲带     

西南天山造山带超高压变质作用研究新进展

低温超高压变质岩具有极低的地热梯度,其变质演化对于认识板块间相互作用的动力学过程以及弧地壳的生长机制具有重要意义。西南天山造山带发育了世界上少有的经历过深俯冲作用且具有洋壳属性的典型低温超高压变质地质体。近几年来对该造山带中的超高压变质岩开展了大量深入细致的岩石学研究工作,取得了一系列新进展。变基性岩和变沉积岩系岩石中柯石英的普遍发现,直接证明西南天山变质蛇绿混杂岩曾经俯冲到上地幔深度,且具有极低的地热梯度,与热力学模拟结果一致。柯石英的稀少以及大量不同类型柯石英假像的存在,说明在折返过程中发生了强烈的退变质叠加,只有刚性较大且没有经历碎裂-愈合作用的矿物(如石榴石)才有可能保存柯石英。综合岩相学证据和相平衡计算结果,确定西南天山造山带北部的高压地质体(即哈布腾苏-科布尔特单元)整体经历过超高压变质作用,南部的高压地质体峰期压力未达到柯石英稳定域。超高压和高压变质地体的空间分布特点指示了古天山洋由南向北的俯冲极性。这些基础岩石学研究工作的开展对于揭示冷俯冲带的深部物理化学过程以及建立中亚南天山造山带演化的精细模型具有重要意义。     

新疆库车盆地晚三叠世-早侏罗世沉积碎屑矿物成分及其物源区示踪与构造意义

通过同构造沉积物质记录了解物源区剥蚀作用过程进而探索盆山构造相互关系,是大陆构造动力学研究的一个重要方面。砂岩骨架成分分析和重矿物及部分标型矿物分析方法,已被较多地用来探索新疆天山造山带与其南部库车盆地晚中生代以来的相互关系和构造演变过程,但是关于中生代较早时期库车盆地构造属性及北部造山带隆升剥蚀过程的认识仍存在较大分歧。本文运用电子探针微区成分分析方法,对库车盆地北缘中段晚三叠世和早侏罗世砂岩中具代表性的15个砂岩样品中的38颗碎屑长石和26颗碎屑白云母矿物进行了矿物化学成分分析。结果表明,长石主要来自变质岩物源区,25颗碎屑白云母均属多硅白云母,表明其源区岩石曾经历了高压变质作用。这些多硅白云母中Si原子含量显示它们比目前保留在天山造山带高压变质带蓝片岩和榴辉岩中的多硅白云母形成的压力要低,可能反映了源区高压变质岩的正常剥露顺序。这项研究结果表明,至少在晚三叠世-早侏罗世时期,库车盆地北部天山造山带中的高压变质岩已经剥露于地表并遭受剥蚀成为物源供给区。具体是中天山南缘早古生代高压变质带还是晚古生代南天山高压变质带作为重要物源区,尚需进一步的研究工作。     

北山北带新元古代岩浆记录:来自内蒙古哈珠地区片麻状花岗岩的证据

北山造山带位于中亚造山系中段,带内各古老陆块的前寒武纪演化历史是了解北山造山带形成和演化的关键问题.本文选取北山北带哈珠地区片麻状花岗岩进行了锆石U-Pb年代学和地球化学分析.结果显示哈珠地区片麻状花岗岩形成于885±4 Ma,首次揭示了北山北带存在新元古代岩浆活动.哈珠片麻状花岗岩主量元素具有高SiO₂、低CaO、高K₂O+Na₂O的特征,铝饱和指数A/CNK>1,属过铝质高钾钙碱性花岗岩.稀土元素球粒陨石标准化曲线呈现出轻稀土富集,重稀土亏损,铕强烈负异常的右倾海燕型;微量元素显示岩石富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Sr、P、Ti等高场强元素.岩石成因分析表明其为S型花岗岩,岩浆来源于变质杂砂岩部分熔融的源区,且初始熔融温度较高（777~798℃）.构造环境判别图解显示其形成于碰撞后由挤压转向伸展的背景,为大陆碰撞的产物.通过与北山南带和东天山地块前寒武纪资料的对比,结果表明北山南带、北山北带和天山造山带中各古老陆块在前寒武纪可能具有一致的演化历史,其共同参与了新元古代Rodinia超大陆的聚合,构成了Rodinia超大陆的一部分.哈珠地区新元古代岩浆事件即为Rodinia超大陆聚合在北山地区的响应.      

苏鲁造山带浅变质岩的成因及其大地构造意义

苏鲁造山带超高压变质带内部及其北缘,出露仅经过绿片岩相变质作用的浅变质岩系。通过对该浅变质岩的区域分布、地质特征及地球化学的综合研究,表明这些浅变质岩系与大别-苏鲁造山带大陆板块俯冲存在密切的成因关系,为扬子板块俯冲过程中被刮削下来的构造残片,构成大陆板块俯冲过程中形成的构造加积杂岩。在此基础上,厘定了苏鲁造山带的构造成因模型,并对苏鲁造山带的东延问题进行了讨论。     

西南天山柯坪地区萨尔干基性岩脉U-Pb年代学及地球化学特征

柯坪地区发育一套沿走滑断层侵位的萨尔干基性岩脉,其产出于西南天山造山带与塔里木克拉通的接触部位,具有重要的意义。文章通过对萨尔干基性岩脉样品进行锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石地球化学分析,探讨西南天山中新生代陆内造山作用过程。结果表明,萨尔干基性岩脉的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（49.14±0.8） Ma,表明该套岩石形成于始新世。地球化学表明该套岩石形成于与青藏高原碰撞远程效应相关的构造背景。     

察尔汗钻孔介形类记录及其对察尔汗古湖晚更新世高湖面的指示

东天山小黄山花岗岩位于阿齐克库都克断裂和康古尔塔格断裂之间的构造带,为一类具有白云母、石榴子石等矿物的S型花岗岩,属于强过铝质花岗岩类。其LA- ICP- MS 锆石U- Pb同位素测年结果为835. 4±9. 0 Ma,地球化学特征说明此花岗岩为后碰撞岩浆作用而成,属于新元古代Rodinia超大陆拼贴- 裂解事件的产物。此外,该前寒武纪岩体的发现结合康古尔塔格—镜儿泉沿线出露的蛇绿岩、含蓝晶石和石榴子石的变质岩系,以及康古尔塔格断裂带南北两侧区域地层的差异,可以将康古尔塔格断裂带作为分隔中天山和北天山构造带的重要依据。