柴北缘东段奥陶纪埃达克岩-富Nb玄武岩:对大陆深俯冲之前大洋俯冲及地壳增生的启示

在柴北缘东段识别出早古生代埃达克岩-富Nb玄武岩的火山岩组合。埃达克岩富Na₂O、贫K₂O，K₂O/Na₂O比值介于0.14~0.43之间；高Sr（614×10^-6~1043×10^-6），但亏损Y（3.26×10^-6~14.1×10^-6）和Yb（0.33×10^-6~1.46×10^-6），具有高的Sr/Y比值（44~282）；富集Sr、Ba等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素及Cr、Ni、Co、V等相容元素。富Nb玄武岩富Na₂O、贫K₂O、高TiO₂，其Nb含量较高，介于16.9×10^-6~17.9×10^-6之间，具有高的Nb/Ta、Nb/U、（Nb/La）_N比值，同时富集高场强元素。埃达克岩锆石U-Pb定年得到453±4Ma和457±4Ma的结晶年龄。锆石ε_Hf（t）范围较大，介于3.40~13.23之间，对应的二阶段模式年龄t_DM2介于1059~566Ma之间，显示以新生物质为主的特征。综合研究表明柴北缘东段埃达克岩可能为岛弧环境下俯冲的南祁连大洋板片部分熔融的产物。板片来源的埃达克质熔体交代或与上覆地幔楔橄榄岩反应，导致被交代的地幔橄榄岩部分熔融而形成富Nb玄武质岩浆。柴北缘东段埃达克岩-富Nb玄武岩火山岩组合的厘定表明南祁连洋可能直到~455Ma之前并未完全闭合，同时表明俯冲大洋板片的部分熔融可能是柴北缘早古生代地壳增生的一种重要方式。     

祁连地块北缘前寒武基底早古生代再活化:变基性岩相平衡模拟和锆石年代学证据

北祁连造山带是典型的早古生代增生型造山带，具有典型增生型造山带的"沟-弧-盆"体系。祁连地块位于北祁连造山带南部，由深变质的前寒武纪基底和新元古代到中生代的沉积盖层组成。在连祁地块北缘门源宝库河附近延伸数千米的变基性岩（主体为斜长角闪岩和角闪岩）中识别出了基性麻粒岩，峰期矿物组合为石榴子石+斜长石+钾长石+普通辉石+角闪石+钛铁矿+石英，相平衡模拟计算结果显示峰期温压条件为P=10.6kbar、T=800℃，峰期之后经历了近等温降压的P-T轨迹。锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学结果显示变基性岩的原岩结晶年龄分别为1110±18Ma和1140±30Ma，变质年龄分别为478.2±3.9Ma和469±4.6Ma，结合近等温降压的P-T轨迹，469~478Ma的变质年龄应近似代表了麻粒岩相变质作用时代。结合区域资料，我们认为早古生代北祁连洋存在南北双向俯冲极性，祁连洋南向俯冲使得祁连地块前寒武纪基底在早古生代再活化。变基性岩的原岩年龄与祁连地块南部欧龙布鲁克地块（全吉地块）中发现的变基性岩和花岗质片麻岩原岩年龄及副片麻岩的变质年龄一致，均为~1100Ma，表明祁连地块与欧龙布鲁克地块一起卷入了格林威尔造山事件。     

青藏高原东北缘早古生代造山系中前寒武纪微陆块的再认识——兼谈原特提斯洋的起源

在青藏高原东北缘的祁连-阿尔金-昆仑早古生代造山系中,夹杂有一些前寒武纪大陆块体,这些地块的组成、性质和演化既蕴含有超大陆聚散的重要信息,也对原特提斯体系的洋陆格局、造山类型和造山机制有重要启示意义。本文综合近年来这些前寒武纪微陆块的研究进展,结合我们所获得的新的研究资料,梳理了这些前寒武纪微陆块变质基底的岩石组成、构造热事件及年代格架,得出以下主要认识:(1)这些前寒武纪微陆块普遍遭受早古生代造山事件的改造并发生再活化。它们或者作为早古生代原特提斯洋的活动大陆边缘,被洋壳俯冲有关的弧岩浆和变质作用改造,以早古生代大陆弧的形式存在;或者被早古生代碰撞造山过程中的陆内变形、增厚地壳及相关的区域变质作用、深熔作用和碰撞型花岗岩所改造。(2)在这些前寒武纪微陆块中,仅仅欧龙布鲁克地块保存有早前寒武纪的变质基底,具有克拉通性质。中元古代以前,欧龙布鲁克地块的变质基底与华北克拉通(特别是阿拉善地块)和塔里木克拉通具有相似的岩石组成和年代格架;而晚中元古代到新元古代,所有的前寒武纪微陆块与华南陆块和塔里木陆块的亲缘性更强。(3)青藏高原北缘早古生代造山系中的大部分前寒武纪微陆块可能在罗迪尼亚超大陆解体时已从冈瓦纳大陆北部分离,而柴达木地块记录了泛非期造山作用的构造热事件,可能在泛非造山期(530Ma)以后才从冈瓦纳大陆分开;在青藏高原东北部,晚新元古代-早古生代并不存在统一的原特提斯洋,原特提斯洋的打开是穿时的。     

柴北缘HP-UHP变质带多期构造热事件的再厘定:鱼卡地区高压变泥质岩锆石和独居石U-Pb定年

柴北缘高压-超高压变质带西段鱼卡地区变泥质岩中夹有榴辉岩透镜体,已有的研究显示变泥质岩的变质程度也达到了榴辉岩相,并与榴辉岩一起经历了高压-超高压变质作用,是柴北缘曾经历早古生代大陆深俯冲作用的直接证据,也是研究柴北缘大陆深俯冲过程重要的岩石"探针"。本文选择柴北缘西段鱼卡超高压变质单元中的3件蓝晶石榴白云母石英片岩HP变泥质岩样品分别进行了SHRIMP、LA-ICP-MS锆石和原位独居石U-Pb定年。样品Q06-1-2的锆石给出了920±18Ma(MSWD=1.3)的加权平均年龄,其CL图像特征和极低的Th/U比显示其为变质年龄,代表了与罗迪尼亚超大陆碰撞拼合相关的变质事件。样品A03-11-2.2的锆石给出了450±7Ma(MSWD=0.2)的年龄,认为其代表变泥质岩的榴辉岩相变质年龄。样品A03-14-11的薄片原位独居石定年给出了439±8Ma(MSWD=0.072)的加权平均年龄,结合岩相学观察,认为其可能为榴辉岩相峰期之后的早期退变质年龄。这些资料显示柴北缘鱼卡地区早古生代大陆深俯冲的时限为440~450Ma。结合已有研究资料,鱼卡高压变泥质岩记录了新元古代早期和早古生代两期变质事件,进一步证明了柴北缘地区经历了格林威尔期和早古生代两期造山事件     

Cambrian metamorphism of the Qaidam block:Constraints from phase equilibrium modeling and monazite U-Pb datingSCIEI北大核心CSCD

柴达木地块位于青藏高原东北缘的祁连-阿尔金-昆仑早古生代造山系之中,它的西段出露一套(超)高温变质岩组合:变泥质岩、长英质片麻岩、基性麻粒岩、钙硅酸盐岩、含橄榄石大理岩及少量Mg-Al麻粒岩。本文以相平衡模拟和独居石U-Pb年代学为主要手段,限定柴西缘变泥质岩的变质作用P-T-t轨迹。变泥质岩记录了顺时针P-T轨迹,其中,压力峰期条件约为0.89GPa和800℃,温度峰期条件约为0.64GPa和825℃,退变质条件为0.58GPa和800℃至0.37±0.05GPa和702±50℃。变泥质岩的独居石U-Pb年龄集中在517~496Ma之间,三个样品的加权平均年龄分别为508±2Ma(MSWD=2.0)、506±1Ma(MSWD=1.7)、506±1Ma(MSWD=1.3)。本文将其解释为独居石的形成年龄,并认为独居石主要形成于退变质过程中的残留熔体结晶阶段(0.58GPa和800℃左右)。结合已有的工作可以得出,柴达木地块西段麻粒岩相变质作用具有顺时针P-T轨迹和1000~1300℃/GPa的峰期T/P值,并且在高温变质条件(>800℃)持续了超过30Myr。该类高T/P型变质作用最有可能发生在大型碰撞造山带内,可以与冈瓦纳大陆内部的晚泛非期的高T/P型变质作用对比,很可能是与冈瓦纳大陆最终拼合有关的晚泛非期造山事件的体现。     

柴北缘欧龙布鲁克地块东段古元古代基性麻粒岩:岩石学、锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

在欧龙布鲁克地块东部地区的正片麻岩中识别出呈透镜状产出的基性麻粒岩,部分已转变为斜长角闪岩。其主要矿物组合为单斜辉石、斜方辉石、斜长石、角闪石等,为典型中低压麻粒岩相组合。锆石SHRIMP U-Pb定年得到基性麻粒岩1928±9Ma的变质年龄,片麻岩围岩得到了1927±20Ma的变质年龄,以及2368±5Ma、2377±7Ma的岩浆结晶年龄。片麻岩锆石Hf同位素数据显示变质锆石及岩浆锆石均具有相似的Hf同位素成分,其二阶段模式年龄为2590~2830Ma,显示其可能源于太古代地壳物质的再造。欧龙布鲁克地块古元古代岩浆及变质演化历史与塔里木克拉通及华北克拉通很高的相似性,预示着在古元古代三者可能具有一定的亲缘性。     

西秦岭北缘秦岭杂岩变质作用:副片麻岩岩石学、相平衡模拟及其地质意义

造山带中的高级变质岩是研究造山带形成和演化历史的重要窗口.西秦岭北缘秦岭杂岩主要由正片麻岩、副片麻岩、少量变基性岩（基性麻粒岩）和大理岩组成.岩相学、矿物化学和相平衡模拟结果表明副片麻岩经历了3个变质演化阶段:（1）进变质阶段,以石榴子石核部包裹细粒片状黑云母和大小不等的石英为代表;（2）峰期变质阶段,矿物组合为石榴子石+斜长石+钾长石+夕线石+黑云母+金红石+石英.石榴子石变斑晶幔部成分在视剖面图上确定出峰期温压条件为T=793~803 ℃,P=8.8~9.5 kbar;（3）降温降压的退变质阶段,主要由石榴子石的最边部及后期斜长石记录.结合已有研究资料,表明西秦岭北缘秦岭杂岩可能经历了早古生代晚期与碰撞造山作用有关的变质作用与深熔作用.      

Constraints from phase equilibrium modeling and in -situ U-Pb dating of monazite.SCIEI北大核心CSCD

西秦岭天水北道地区位于西秦岭造山带北缘,地处秦岭造山带和祁连造山带的结合部位。近来,我们在该地区秦岭杂岩中识别出一套麻粒岩相岩石(石榴夕线黑云片麻岩),峰期矿物组合为石榴子石+钛铁矿+金红石+夕线石+钾长石+石英,相平衡模拟计算结果显示其峰期温压条件为P=1.02GPa,T=820℃,经历了进变质阶段以升温升压为特征,峰期之后以大致近等温降压为特征的顺时针P-T轨迹。独居石原位LA-ICP-MS U-Pb年代学结果显示石榴夕线黑云片麻岩经历了~421Ma、~388Ma和368~362Ma三期构造热事件。结合独居石的产出位置,我们推测421Ma代表了麻粒岩相变质作用的时代,这与天水花庙地区获得的麻粒岩峰期年龄一致;388Ma近似代表了峰期之后大致近等温降压至固相线附近的年龄;368~362Ma与区域韧性剪切作用的时代一致,可能记录了与新阳-元龙韧性剪切变形作用相关的热事件的时代。结合区域地质资料和本研究成果(矿物演化特征、顺时针的P-T演化轨迹和独居石原位定年结果),我们推测西秦岭造山带北缘天水北道地区的麻粒岩可能是早古生代陆-陆碰撞造山过程的产物。     

柴达木盆地北缘东段察汗河右行转换挤压剪切带的变形样式及构造意义

转换挤压剪切带普遍发育在汇聚板块边界及碰撞造山带中，对调节造山过程中的增生、碰撞及物质侧向挤出等起重要作用。位于青藏高原东北缘的柴达木盆地北缘构造带（柴北缘构造带）被认为是早古生代原特提斯洋闭合、大陆深俯冲、陆- 陆碰撞和造山后伸展垮塌作用的产物。最近，在柴北缘构造带东段乌兰北部察汗河地区，笔者新厘定出NWW—SEE向展布的右行转换挤压韧性剪切带。本文通过对该剪切带内宏微观构造特征、石英c轴组构、运动学涡度等研究，结合锆石U- Pb年代学数据，来探该讨剪切带的转换挤压样式及对柴达木盆地北缘早古生代造山作用的启示意义。察汗河韧性剪切带内XZ面上发育的宏微观构造以及石英c轴组构共同指示了右行走滑剪切指向，结合糜棱岩的轻微压扁—压扁的应变椭球体形态，共同指示了其具有转换挤压的构造性质；估算的平均运动学涡度限定了其转换挤压变形样式。根据石英颗粒的重结晶机制、c轴组构滑移系以及其开角温度计，确定其变形温度为500～553℃，指示了中地壳变形层次，并结合剪切带内石英动态重结晶颗粒大小，估算其差异应力为28. 5～30. 0 MPa，古应变速率为10-12/s。通过锆石U- Pb定年，获得卷入韧性剪切变形的闪长岩时代为432±3 Ma，结合柴达木盆地北缘已有区域地质资料，推断韧性剪切作用的活动时代为中志留世—早泥盆世（432～396 Ma）。以上资料显示，察汗河韧性剪切带表现出垂直于造山带的水平收缩和平行于造山带的侧向挤出的构造变形样式，伴随着部分由北向南的逆冲分量，形成于柴达木盆地北缘早古生代晚期的碰撞造山阶段，并指示了其造山作用具有斜向汇聚及碰撞特征。