东天山三条高压变质带地质特征和流体作用

微板块活动边缘常常产生高压变质作用,我们在东天山地区发现了三条高压变质带,分别出露在南天山北缘、中天山北缘和北天山南缘的早古生代至晚古生代地层中,它们是天山微板块多期次俯冲-碰撞-拼贴作用的产物。(南天山北缘铜花山高压变质带中有不同变异的蓝闪石类高压矿物,蓝闪石Ar~(40)/Ar~(39)同位素测定为360Ma年龄,而在同一带的西部的榆树沟有C型和B型的榴辉岩分布。中天山北缘乌斯特沟-米什沟高压变质带中发现了青铝闪石,同一阶段生成的多硅白云母为345Ma的年龄;北天山南缘后峡高压变质带中以出露在石炭世地层中钠闪石和多硅白云母为特征,三条高压变质带均经历过三个变质-变形作用阶段:①高压变质;②退变质;③韧性-脆性变质变形作用。) 流体活动与微板块构造作用密切相关,不同构造阶段有不同的变质-变形作用和矿物-流体反应:①高压变质作用阶段:微板块碰撞阶段产生不同的进变质作用,主要发生脱挥发组分的矿物反应,含水矿物转化成无水或少水矿物。南天山北缘有两次微板块与洋壳碰撞-俯冲作用,第一次碰撞-俯冲的热力学条件是:中-高温、高压和埋藏深度较大(540～720℃,0.92～1.29GPa,35～>50km),导致榴辉岩的生成,除了大量挥发组分逸出以外,另有不少熔体产生,变质矿物以捕获大量熔体和少量气-液流体包裹     

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...     

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     

新疆西南天山木扎尔特一带低压麻粒岩相变质作用P-T轨迹及其地质意义

本文首次报道在新疆西南天山木扎尔特一带发现了二辉石麻粒岩和麻粒岩相变质的堇青石榴矽线石片麻岩。二辉石麻粒岩的矿物组合为单斜辉石-斜方辉石-黑云母-角闪石-斜长石-石英。堇青石榴矽线石片麻岩矿物组合为堇青石-矽线石-石榴石-黑云母-斜长石-石英。岩石学和矿物学特征表明它们是典型的低压麻粒岩相变质岩石，其变质作用经历了两期演化：a．峰期麻粒岩相变质，T=681～705℃，P=5．4～5．8kbar；b．峰后角闪岩相退变阶段，T：571～637℃．P=4．7～5．3kbar。其变质作用P-T轨迹具有逆时针近等压降温(IBC)的特点，代表该地区可能为塔里木板块向伊犁．中天山板块俯冲过程中，在陆壳一侧所产生的陆源岩浆弧区域，由于受到下部岩浆热源的影响，在拉伸环境下出现低压麻粒岩相变质。通过分析低压麻粒岩相岩石与其南部高压一超高压变质带的大地构造位置和年代关系，我们认为该地区的低压麻粒岩相变质岩石可能与其南部的西天山高压一超高压变质带组成了双变质带。     

大别山碰撞造山带的构造模型及其地质演化

在大别山碰撞造山带东段可以划分出北淮阳地块、岳西地块、四望地块３个构造单元。岳西地块中前寒武纪地质体普遍遭受过高压变质作用，构成一个高压—超高压变质地块的“核”，其上、下盘则是低压变质或未变质地块的“壳”，在空间上呈现出一种“夹心饼”式构造格局。高压变质地块上部边界的正断层和下部边界的逆断层是其“挤出”抬升机制的直接标志。大别山造山带“夹心饼”式构造模型的形成与古生代时期扬子板块向中朝板块的俯冲作用及中生代时期两大板块碰撞并快速抬升作用密切相关     

中国中东部的双高压变质带

在我国中东部,华北板块和扬子板块之间,存在着两条紧密共生而变质作用类型不同的高压变质带。一条是以蓝片岩为代表的低温高压变质带、分布于东南一侧,主要由中一晚元古代双模式火山沉积变质岩系组成;另一条是以榴辉岩为代表的高温高压变质带,分布于西北一侧,主要由晚太古-早元古代结晶基底构成。两条高压带的变质年代基本一致,彼此以深断裂相接触。二者之间存在较明显的变质间断.其形成条件分别为0.7—1.4GPa,350—560℃和≥2.8GPa,680—840℃。双高压变质带的形成与晚元古代华北-扬子板块之间发生的陆内俯冲作用有关,俯冲的方向由扬子板块向华北板块进行。高温高压带俯冲的深度超过90km,并在连续俯冲-仰冲作用过程中快速向上抬升;低温高压带的俯冲深度约为25—50km,在俯冲速度降低或停止后,由于均衡作用使其逐渐抬升至地表。双高压变质带的确立对解决华北-扬子板块边界地球动力学演化问题具有重要意义。     

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。     

板块碰撞远程效应的传播与地球层圈间的运动

我国西部大地构造活动的一大特点是新生代造山作用的复活 ,特提斯洋的最终关闭———印度板块和欧亚板块碰撞的远程效应常被解释为这种构造复活的原因。比较典型的造山带复活是天山造山带 ,天山造山带原生造山发生于古生代末期 ,古天山洋闭合塔里木板块和哈萨克斯坦板块碰撞拼贴形成碰撞造山带。原生造山的主要特点是海西期沿天山造山带发生大规模的中酸性岩浆活动和古生代沉积岩系的广泛变形变质 ,沿碰撞造山带发育有晚古生代蛇绿混杂岩带。古地磁及沉积相证据分析表明原生造山作用以后 ,塔里木板块、哈萨克斯坦板块、西伯利亚和中朝板块一…     

西天山特克斯一带双变质带特征

特克斯一带双变质带是西天山双变质带重要组成部分。对特克斯一带双变质带特征的详细观察和讨论,可能对整个西天山双变质带深入研究起到解剖麻雀的作用。低压相系变质岩是以堇青石片岩类为代表;高压相系变质岩是以蓝闪石片岩类为代表。在后继的收缩体制下,由于陆-陆碰撞作用,使能干性不同的层状变质岩叠置到一起,经过强烈纵向构造置换作用,使能干性较强的蓝闪石片岩类(包括大理岩)变成透镜状、似层状岩石,嵌在数量较多、能干性较弱的堇青片岩类里,构成双变质带混杂体。变质作用的时间约为晚志留世末。堇青石片岩类为低压相系角闪岩相岛弧型变质作用;蓝闪石片岩类属于高压相系低绿片岩相俯冲带型变质作用。     

柴达木北缘超高压变质带形成与折返的时限及机制

位于青藏高原北缘的祁连山加里东造山带的形成是阿拉善板块、祁连微板块及柴达木一东昆仑板块在加里东期间汇聚和碰撞的结果。祁连微板块和柴达木一东昆仑板块之间的柴(达木)北缘超高压变质带形成于495～440Ma,是继南祁连洋壳向北俯冲于祁连微板块下形成增生的柴北缘火山岛弧带之后,陆壳深俯冲的产物。柴北缘超高压变质带是在祁连微板块及柴达木一东昆仑板块之间的“正向陆内俯冲”向“斜向陆内俯冲”转化过程中“斜向挤出”机制下折返的,开始折返年龄为470～460Ma,最后的折返时间为400～406Ma。折返构造很好地保存在超高压变质岩石中,并且记录了广泛的退变质作用。     

造山带隆起剥蚀过程与沉积记录

大别山造山带是中生代碰撞造山作用的产物,其隆起过程中形成了合肥盆地。本文对合肥盆地侏罗系碎屑岩进行了成分分析,发现砾岩中有两类榴辉岩,一类为高压变质榴辉岩,另一类为超高压变质榴辉岩。对砂岩中碎屑白云母的成分分析表明,指示高压变质作用的多硅白云母在较低层位已大量出现。重建的碎屑物注入顺序为:非超高压变质岩—高压变质岩—超高压变质岩。结合变质岩石学研究和地球物理观测资料重建的大别山造山带内部结构,可进一步重建大别山的剥蚀历史:大别山造山带最先(三尖铺组沉积初期)受到剥蚀的是非超高压变质的片岩、片麻岩及大理岩,高压变质岩折返到地表受到剥蚀不晚于中侏罗世初期(三尖铺组沉积早期),而超高压变质岩折返到地表经受剥蚀的时间稍早于中侏罗世中期(凤凰台组沉积初期)。天山是典型的陆内造山带,其隆起是新生代以来印度板块与欧亚板块碰撞的一种远程效应。本文对天山发育的花岗岩磷灰石裂变径迹分析,并对南侧的塔里木盆地北部古近系及新近系沉积岩进行了碎屑岩物源分析,在新的磁性地层学格架中讨论了天山的隆起剥蚀历史。砾石组分的突然变化发生在75~35 Ma,26~17 Ma和12~8 Ma间,从中天山物源区逐渐变为南天山物源区,12 Ma后变为以南天山为主要物源区。砂岩及重矿物组分变化表明,物源在124 Ma、26(~24)Ma及15(~12)Ma时发生过变化。磷灰石裂变径迹则进一步揭示了天山的3阶段差异性隆起历史:天山的早期隆起发生在124~80 Ma间,从中天山和南天山的交界处开始并向南扩展;第二次隆起发生在大约100~60 Ma间,从中天山开始向南扩展;第三次隆起从大约50 Ma开始,并向北南两侧扩展,至大约30 Ma时扩展到北天山,约20 Ma时扩展至南天山;其后,南天山在15(~12)Ma时发生了独立的隆起事件。本文的两个研究实例表明,盆地的充填符合计算机数据结构的堆栈过程,但造山带的隆起剥蚀却会出现明显的差异性。不能简单地说造山带的剥蚀和盆地的充填具镜像对称关系,这有可能导致错误的认识,一定要具体事例具体分析。     

青藏高原羌塘中部榴辉岩Ar-Ar定年

羌塘榴辉岩产于红脊山-双湖高压变质带中段的片石山地区,是目前青藏高原内部唯一的榴辉岩产地。榴辉岩多硅白云母~(40)Ar-~(39)Ar年龄 t_p=219.3±1.5Ma;榴辉岩围岩的多硅白云母~(40)Ar-~(39)Ar 年龄 t_p=217.2±1.8Ma,定年结果表明,榴辉岩与围岩经历了相同的高压变质作用,与红脊山-双湖地区蓝闪片岩的高压变质时间是一致的。根据已有高压变质年代学资料,从羌塘的红脊山到双湖、那曲地区的巴青以北、昌都的酉西,直到滇西地区,断续分布长达2000余公里的高压变质带为同一期构造事件的产物,是龙木错-双湖板块缝合带向南延伸到滇西的重要依据。榴辉岩的定年数据进一步揭示,冈瓦纳板块与欧亚(扬子)板块的主体碰撞时间在220Ma 左右,同时也是古特提斯洋消亡的时间记录。     

胶南—威海造山带研究进展及重要地质问题讨论

胶南－威海造山带基底主要由新元古代变质花岗岩组成，另有少量变质表壳岩，浅变质碎屑岩，基性－超基性岩及榴辉岩，变质花岗岩可分为同造山花岗岩及后造山花岗岩，造山带之上曾经有过古生代盖层，造山带中侵入有三叠纪闪长岩及花岗岩体，在榴辉岩及其围 中发现了许多高压，超高压变质矿物；确认高压，超高压变质作用分早期的超高压榴辉岩相变质作用和晚期的高压绿片岩相变质作用；变质地层，超镁铁质岩及部分片麻岩等围岩与榴辉岩经历了相同的超高压变质作用，大部分花岗质片麻岩是在超高压变质作用发生后或发生过程中侵入榴辉岩中的，苏鲁造山带是一条以韧性剪切带为格架，穹窿构造，褶皱构造相伴随的“无山”的造山带；造山带可分为南，北二部分，北带主体属于华北板块南缘带，而南带主体则属于扬子板块北缘带。南，北带的界线大臻与连云港－嘉山断裂及近岸断裂一致，造山带南界与响水－淮阴断裂一臻，北界位于五莲－王台－朱吴－牟平一线，西侧被郯庐断裂带切割。     

羌塘中部高压变质带的形成过程

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴石白云母片岩和蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带,是伴随古特提斯洋闭合的深俯冲作用及后期构造作用的产物。通过对其野外地质特征、不同岩石类型岩石学、矿物学以及同位素年代学等的研究,确认榴辉岩和石榴石白云母片岩在早期分别经历了各自的形成过程,在榴辉岩形成之后的折返过程中二者共同构成了高压变质带,并且在折返过程中榴辉岩发生蓝片岩相退变质作用,同时导致了带内蓝片岩的形成。同位素年代学研究结果表明,龙木错-双湖板块缝合带闭合过程中的榴辉岩相变质作用发生于240Ma左右,折返过程中的蓝片岩相退变质作用及蓝片岩的形成应在220～200Ma,高压变质带最终在214Ma之前抬升出露地表。     

吉林-黑龙江高压变质带的初步厘定:证据和意义

本文定义的吉林-黑龙江高压变质带是指我国东北地区佳木斯-兴凯地块西缘和南缘共同发育的呈弧形展布的高压变质带,具体包括佳木斯-兴凯地块西缘增生杂岩带(黑龙江蓝片岩带和张广才-小兴安岭增生杂岩带)和佳木斯-兴凯地块南缘的长春-延吉增生杂岩带.其中佳木斯-兴凯地块西缘增生杂岩带形成于晚三叠-早侏罗世(180 ～ 210Ma),为佳木斯-兴凯地块向西冲增生而形成的高压变质带;而长春-延吉增生杂岩带由一系列特征性俯冲-增生杂岩组成,包括石头口门-烟筒山红帘石片岩带、呼兰群变质杂岩、色洛河群变质杂岩、青龙村群变质杂岩和开山屯变质杂岩等,形成时代为187～230Ma,峰期为220～230Ma.长春-延吉增生杂岩带曾被认为是西拉木伦河断裂带的东延部分,但是区域构造分析表明,它们形成的动力学背景与佳木斯-兴凯地块西缘增生杂岩带相同,均为太平洋板块三叠纪-早侏罗世的西向俯冲导致佳木斯-兴凯地块自东向西的“剪刀式”闭合过程.我们将佳木斯-兴凯地块西缘和南缘发育的三叠纪-早侏罗世增生杂岩带作为统一的构造单元来考虑,结合该区发育有典型的高压变质带,因此命名为“吉林-黑龙江高压变质带,简称吉黑高压带”.吉黑高压带形成于太平洋板块三叠纪-早侏罗世的西向俯冲导致佳木斯-兴凯地块自东向西的“剪刀式”闭合的过程,同时该带记录了古亚洲构造域的结束和太平洋俯冲开始的关键时期,为两大构造域叠加与转换的关键性地质证据.     

西天山高压脉及主岩的氧同位素研究——古俯冲带深部流体及俯冲特征的启示

位于中国南天山的西天山高压变质带代表了伊犁-中天山与塔里木两个板块间古生代南天山洋的古俯冲混杂岩带.高压变质带内广泛发育高压脉.为探讨古俯冲深部流体来源及运移特点及板块俯冲特征,对高压脉和主岩的全岩及主要的高压变质矿物的氧同位素进行了分析.高压脉的δ18O值变化于+8.28‰与+10.70‰之间,多数在+9.50‰±1范围内.基性变质岩的主岩与高压脉具相似的氧同位素组成,变化于+9.25‰～+10.10‰之间.高压脉和主岩的全岩δ18O值变化不大.高压脉与相邻主岩间、同一高压脉中间与边部间氧同位素组成的变化没有明显的规律,一般变化不大,对于大多数脉-主岩对,变化小于1‰.与全岩完全不同的是,单矿物氧同位素组成显示出很大的变化范围,石英、石榴石、绿辉石的δ18O值分别为+11.40‰～+15.20‰,+3.59‰～+11.60‰和+8.30‰～+13.05‰,多硅白云母和蓝闪石δ18O的变化较小,分别为+10.00‰～+11.10‰和+9.26‰～+9.94‰.榴辉质岩石中高压变质矿物间氧同位素分馏广泛不平衡.全岩氧同位素组成特征表明,俯冲带深部流体主体来自邻近主岩,外来流体对氧同位素贡献有限.单矿物氧同位素广泛不平衡特征可能指示古俯冲带俯冲板片的快速俯冲和折返以及部分外来流体的参与.     

对天山地质构造的几点质疑

天山地质构造给人的印象是:北天山优地槽、南天山冒地槽,中间夹着一个长近1500公里,南北宽10—80公里(最狭处仅5公旦)的一个“中天山结晶轴”。对“中天山结晶轴”的看法,归纳起来在以下三方面分歧较大:(1)变质岩带的地层时代问题;(2)变质岩带两侧深大断裂存在与否;(3)变质者带的构造性质。     

大别山榴辉岩一片麻岩杂岩的成因

大别山榴辉岩由辉长岩、大陆拉斑玄武岩和少量泥灰质经高压变质作用形成。大别地块可划分出四个形成条件不同的榴辉岩区,它们代表一种构造－岩石组合体。片麻岩杂岩中各种高压变质岩类的发现证明它们与榴辉岩一起经历了原地高压变质过程。二者变质作用Ｐ－Ｔ参数的差异归因于抬升过程中退变质反应速度的不同。不同地区榴辉岩退变质组合及Ｐ－Ｔ条件与围岩的一致性表明,大别杂岩现今所展示的“递增”变质带是由榴辉岩相退变质作用形成的。高压榴辉岩－片麻岩杂岩的产生是印支期扬子与华北两个大陆板块碰撞的结果。     

中天山北缘华力西期造山作用——变质岩锆石U-Pb年代学限定

笔者对中天山微陆块北缘托克逊干沟地区角闪岩相变质岩中的锆石进行了U-Pb年代学研究,结果证明变质沉积岩中的碎屑锆石记录了从太古宙至元古宙(3320～530 Ma)的源区岩浆热事件,变质火成岩中的岩浆锆石记录了新元古代晚期(550 Ma)的岩浆作用,而变质锆石记录了晚泥盆纪(385～360 Ma)的变质作用。这一定年结果表明,中天山微陆块北缘的造山作用很可能发生在华力西期,中天山微陆块形成于新元古代以前,但并没有经历前寒武纪变质作用,具有与塔里木克拉通明显不同的前寒武纪构造演化历史。因此,中天山微陆块很可能是一个独立的块体,并不支持其是从塔里木板块分离出来的观点。     

青藏高原北部可可西里狮头山含硬玉岩类的基本特征及地质意义

描述了可可西里山南狮头山含硬玉岩类的岩石学、矿物学特征。含硬玉岩类的原岩为辉长岩，围岩为石炭—二叠系。由于变质作用不彻底，保留有原岩的矿物组合。典型的高压变质矿物组合为：钠长石 硬玉 霓石 蓝闪石 绿帘石 绿泥石。硬玉SiO2、FeO偏低，Al2O3、Na2O明显偏高，变质矿物组合中以富钠矿物为主，缺少石英，与国内外含硬玉岩类的原岩成分、变质矿物组合均不相同，是一种新的高压低温硬玉岩类。狮头山高压变质带向西延至若拉岗日、大横山一带，与北侧的西金乌兰—金沙江板块缝合带(西段)平行产出，以此推测缝合带南侧的羌北—昌都板块向北消减于巴颜喀拉板块之下。