东昆仑造山带东段早泥盆世侵入岩的成因及其对早古生代造山作用的指示

研究发现,早泥盆世东昆仑造山带东段和西段均发育较大规模的岩浆活动。然而对于其成因、深部动力学机制以及与始特提斯构造演化的关联等问题一直缺乏系统的研究。本文以东昆仑东段地区跃进山岩体为例,探讨早泥盆世岩浆活动机理及其构造意义。该岩体主体由二长花岗岩和花岗闪长岩组成,含少量的辉长岩和含堇青石花岗岩,前三种岩性是本文的重点。其中,二长花岗岩和花岗闪长岩无角闪石和堇青石,具有高硅和钾,低铁、镁和钙,铝饱和指数(A/CNK)多数在1.0～1.1之间,富集大离子亲石元素(LILE:Rb、Th和K)和轻稀土(LREE),明显亏损Ba、Sr、Nb、Ta、Ti、P和Eu等元素,属过铝质I-S过渡型花岗岩;辉长岩具有显著高的Fe和Ti(FeOT为8.17%～12.70%,TiO2为4.50%～6.54%)含量,高Cu(11.5×10-6～30.6×10-6)和Cu/Ni值(1.41～6.41),相对富集的LREE((La/Yb)N为1.94～3.15,LREE/HREE为2.65～3.48),相对低的Mg#(48～50)、Cr(3.8×10-6～60.4×10-6)、Ni(1.8×10-6～12.5×10-6)值,相对于原始地幔具有明显的Nb-Ta-Ti正异常。二长花岗岩和花岗闪长岩均具有相对高的ISr值(分别为0.710～0.740和0.710)、相对低的εNd(t)值(分别为-4.05～-5.80和-3.54～-3.71)和偏古老的t2DM(分别为1.47～1.62Ga和1.43～1.45Ga),但花岗闪长岩具有相对高的εHf(t),其变化在-3.00～0.86。跃进山辉长岩具有相对高的ISr(0.711～0.714)、相对低的εNd(t)值(-3.44～-6.82)和较为集中的εHf(t)值(-2.19～1.05),显示富集地幔的特征。本次利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得花岗闪长岩的形成年龄为407±3Ma,辉长岩的形成年龄为406±3Ma。综合岩石学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素等多方面的指标,可以判断该岩体的形成为:幔源岩浆上侵至地壳,供热诱发古老的地壳物质部分熔融产生S型岩浆最终形成含堇青石花岗岩,同时与壳源熔体发生混合产生I-S过渡型岩浆并经历较高程度的分异最终形成二长花岗岩和花岗闪长岩。跃进山与东昆仑造山带其他地区早泥盆世岩浆活动均具有与典型后碰撞岩浆作用类似的岩石组合,并且显示很强的幔源岩浆作用的印记。这表明,至少从早泥盆世开始,东昆仑地区已经进入后碰撞的伸展阶段。综合区域上的研究成果,本文认为早泥盆世应为中央造山带(特别是东昆仑、北秦岭和柴北缘)始特斯构造体制转换的关键时期,这一时期相关地体的碰撞拼合已基本完成,区域构造体制由挤压开始转向伸展。     

东昆仑西段其木来克一带晚二叠世侵入岩的成因及其构造意义

对东昆仑其木来克一带的花岗质岩体进行锆石U-Pb测年,获得花岗闪长岩年龄为274.6±1.2Ma,黑云母花岗岩闪长岩年龄271.2±0.6Ma,认为其形成于晚二叠世。该岩体的地球化学特征显示,其具有钙碱性、弱过铝质(A/CNK=0.99～1.1)特征;稀土元素球粒陨石标准化分布图表现为左陡右缓,具弱的负Eu异常;微量元素特征显示高场强元素Nb、Ta、Ti、P等亏损,结合构造环境认为其形成于岛弧环境,属于I型花岗岩。结合区域构造演化,认为古特提斯洋于晚二叠世开始向塔里木板块俯冲,与此同时洋中脊还在持续扩张,表明此时的特提斯洋已处于消亡期。     

东昆仑造山带西段早古生代花岗岩锆石LA-ICP-MS年龄、岩石地球化学特征及地质意义

笔者等对东昆仑造山带西段克其克孜苏花岗岩开展岩石学、岩石地球化学及LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,探讨岩体的形成时代、成因及地质意义.研究表明,克其克孜苏花岗岩中的锆石U-Pb加权平均年龄为442.3±4.4 Ma(MSWD=2.7),为晚奥陶世—早志留世,是区域上新解体出的早古生代花岗岩.花岗岩SiO2含量...     

西昆仑—喀喇昆仑造山带构造演化及其成矿效应

位于青藏高原北缘的西昆仑—喀喇昆仑造山带经历了原特提斯—中（新）特提斯阶段长期的构造演化,形成了复杂的岩石组合及结构—构造特征。在长期演化过程中,西昆仑—喀喇昆仑造山带形成了独特的成矿系列。本文对西昆仑—喀喇昆仑造山带基本结构、物质组成及构造演化进行总结,并讨论了不同构造演化阶段的成矿效应。 西昆仑—喀喇昆仑主体分为四个主要构造单元,分别是北昆仑地体、南昆仑地体（包括以布伦阔勒群为主体的塔什库尔干地体）、麻扎尔—甜水海地体及喀喇昆仑地体。北昆仑地体代表了塔里木基底的一部分,记录了从古元古代早期到新元古代的构造演化及其对Columbia、Rodinia超大陆汇聚和裂解的响应。麻扎尔—甜水海地体是由塔什库尔干县南部新太古代变质火山沉积岩系（基底）及甜水海地区南华纪具有被动大陆边缘沉积特征的盖层岩系组成的一个完整的前寒武纪微陆块,这一微陆块和扬子地区的前寒武系具有显著的亲缘性,它与柴达木地块、祁连地块、北阿尔金地块等均是在Rodinia超大陆裂解过程中从扬子地块裂解出来的微地块群;南昆仑地体和塔什库尔干地体内的角闪岩相到麻粒岩相变质火山—沉积岩系形成于早古生代,而不是前寒武纪基底建造,它们共同构成了西昆仑地区早古生代巨型增生杂岩,这一增生杂岩是原特提斯洋长期向麻扎尔—甜水海地体之下俯冲的结果,包含了弧前增生杂岩、洋岛、岛弧火山—沉积岩及蛇绿混杂岩等。原特提斯洋的俯冲结束于440 Ma左右,使南昆仑地体发生角闪岩相变质。原特提斯洋的关闭事件在西昆仑、柴北缘、北祁连、北秦岭以及华夏地区都有记录,这一过程导致了塔里木、柴达木、北祁连、北秦岭、扬子及印支地块汇聚到东冈瓦那北缘。古特提斯洋大约于晚泥盆世—早石炭世打开,与弧后扩张有关,形成了南昆仑及北昆仑地体之间的早石炭世具有裂谷盆地性质的火山岩系。沿甜水海地体南部古特提斯洋的俯冲开始于240 Ma,以西昆仑地区最早的具有I型地球化学特征的花岗岩及花岗闪长岩为代表。古特提斯洋的关闭发生早于200~180 Ma,形成了塔什库尔干地区高压麻粒岩,并在帕米尔—甜水海地区形成了统一的侏罗纪—白垩纪磨拉石建造,代表了塔里木最终汇聚到Pangea大陆。中新特提斯阶段,沿乔尔天山的俯冲,形成了喀喇昆仑造山带侏罗纪—早白垩世岛弧岩浆杂岩及甜水海地区裂陷盆地,与冈底斯岩浆岩带相接。西昆仑—喀喇昆仑发育四期主要的岩浆侵入事件,分别是早古生代、中生代早期（三叠纪）、中生代晚期（侏罗纪—白垩纪）及新生代。岩浆岩演化与构造演化具有显著的耦合关系。 西昆仑—喀喇昆仑的构造演化形成了该地区独特的成矿系列。其中原特提斯阶段的早古生代增生杂岩的发育,形成了塔什库尔干地区与火山岩有关的超大型层状磁铁矿矿床（类似BIF）,形成时代为530 Ma左右;古特提斯阶段,由于古特提斯洋沿乔尔天山缝合带向北持续俯冲于甜水海地体之下,使这一地区形成了大量的伟晶岩,形成了超大型稀有金属矿床（时代为220~200 Ma）;中新特提斯阶段的演化与该地区超大型铅锌铜成矿作用密切相关。基于区域地球化学测量及构造演化的认识,我们认为,在甜水海地体内,是寻找与岩浆岩有关的斑岩型及浅成低温热液有色金属矿床的最有利靶区。     

东昆仑造山带西段早古生代花岗岩锆石LA- ICP- MS年龄、岩石地球化学特征及地质意义

本文对东昆仑造山带西段克其克孜苏花岗岩开展岩石学、岩石地球化学及LA- ICP- MS锆石U- Pb年代学研究,探讨岩体的形成时代、成因及地质意义。研究表明,克其克孜苏花岗岩中的锆石U- Pb加权平均年龄为442. 3±4. 4 Ma（MSWD=2. 7）,为晚奥陶世—早志留世,是区域上新解体出的早古生代花岗岩。花岗岩SiO2含量为68. 96%~70. 40%,Na2O含量为3. 08%~3. 14%、K2O含量为3. 93%~4. 32%,铝饱和指数A/CNK介于1. 06~1. 13,属于高钾钙碱性过铝质岩石。岩石富集大离子亲石元素K、Rb和U、Th,而不同程度亏损Ba、Nb、Sr、Ti、Zr等高场强元素。结合区域资料及前人成果,本文认为克其克孜苏花岗岩与俯冲碰撞构造环境有关,可能代表了东昆仑造山带西段原特提斯洋在晚奥陶纪—早志留世的俯冲消减作用,为东昆仑造山带原特提斯洋的构造演化和南昆仑结合带早古生代的岩浆活动提供了证据。     

东昆仑—柴达木北缘地区早古生代火山活动与构造演化

在分析整个特提斯构造域的基础上,从火山岩的角度对东昆仑—柴达木北缘地区构造演化进行系统的研究,提出东昆仑—柴达木北缘地区早古生代火山活动反映了柴达木微板块从华北板块上裂解下来以后经历的大范围的拉伸作用,在昆中、祁漫塔格和柴达木北缘等地形成拉伸盆地或小洋盆,但并未形成典型的洋壳,并利用岩石微量元素对早古生代时期岩石圈厚度进行了初步的估算。     

东昆仑造山带诺木洪郭勒早古生代火山活动

诺木洪郭勒一带发育早古生代火山岩, 可明显分为2种类型: 一类为基性火山岩组合, 岩石主要为具枕状构造的玄武岩, SiO₂碱度均较低, 为拉斑系列玄武岩, 稀土、微量元素特征及构造环境判别显示其形成于洋中脊的构造环境; 另一类为中基性火山岩组合, 火山岩岩石类型复杂, 熔岩和火山碎屑岩均较发育, 熔岩成分从基性到中酸性均有, 火山岩SiO₂成分变化较大, 既有亚碱性, 又有碱性, 亚碱性系列岩石多属钙碱性系列.稀土、微量元素特征及构造环境判别其形成于火山弧的环境.      

东昆仑西段阿确墩地区晚古生代花岗岩成因、锆石U-Pb年龄及其地质意义

东昆仑西段阿确墩地区晚古生代花岗质岩体,主要分布在豹子沟一带,呈岩基状产出.岩石地球化学研究显示,其具有钙碱性、弱过铝质（A/CNK=0.99~1.04）特征;稀土元素球粒陨石标准化表现为轻稀土富集,重稀土亏损的特征,具弱负Eu异常,δEu为0.73~0.97;微量元素显示高场强元素Nb、Ta、Ti等亏损的特征,认为其形成于陆缘弧环境,属于I型花岗岩.运用LA-ICP-MS技术对该花岗质岩体进行锆石U-Pb测年,获得二长花岗岩年龄为281.5±4.0 Ma,表明其形成于早二叠世晚期.结合区域构造演化,表明特提斯洋于早二叠世晚期就已经开始向塔里木板块俯冲,该数据代表了目前已知最早的一期晚古生代-早中生代花岗岩浆活动时间,而此时的古特提斯洋处于伸展结束-俯冲开始转变时期.      

塔里木盆地东南缘早古生代弯山构造

位于塔里木盆地东南缘的阿尔金地区发育南、北两条早古生代缝合带,通过对带内出露的大量早古生代蛇绿岩、高压-超高压变质岩以及不同性质的花岗岩的同位素年代学资料的收集、整理和对比,发现南、北缝合带内岩体在岩石学、地球化学、形成的时代和构造环境等方面具有可对比性,推测在早古生代两者处于同一个俯冲带体系中,只是演化时限存在沿走向的穿时性。本文提出,阿尔金造山带为一弯山构造,我们称之为塔里木盆地东南缘早古生代弯山构造。通过古地磁资料与板块重建的研究与分析,揭示了塔里木-柴达木陆块在早古生代很可能作为一个整体漂移,发生了以逆时针方向为主的相对旋转,这与弯山构造的形成息息相关。在原特提斯洋向南斜向俯冲闭合过程中,分布在大洋中的塔里木-柴达木陆块、中阿尔金-中祁连微陆块以及其他亲冈瓦纳古陆的微陆块组成的链状陆块群,形成了近直线型的俯冲造山带。在斜向俯冲-碰撞机制下,塔里木-柴达木陆块的逆时针旋转,诱发了大型韧性剪切带和右行走滑断裂带,加之微陆块间的俯冲-碰撞相互作用的影响,最终导致初始造山带发生弯曲。塔里木盆地内发育的早古生代构造不整合以及呈"S"形展布的古构造、油气藏分布形态恰好为其提供了佐证。对塔里木盆地东南缘早古生代弯山构造的研究,不仅有助于增进对原特提斯洋俯冲、闭合的理解和认识,还可以为建立中央造山带的演化模式提供新的思路。     

东昆仑造山带海德乌拉一带早侏罗世火山岩特征及其构造意义

对东昆仑造山带哈拉郭勒地区海德乌拉山一带的火山岩进行了较系统的岩石学、地球化学研究．在实测剖面研究、同位素年代学及区域地层对比的基础上,把该套火山岩厘定为早侏罗世火山岩．火山岩岩石组合主要为基性和酸性熔岩,成分上具典型的裂谷“双峰式”特征,缺乏中性岩石,基性火山岩碱性程度较高,酸性火山岩主要为钙碱性岩石,其形成的构造环境为俯冲过程中在岛弧靠近大陆一侧弧后拉张形成的陆内裂谷的构造环境．     

大地构造相在东昆仑造山带地质填图中的应用

不同的造山带是由不同的大地构造相单元组合而成, 大地构造相的划分揭示了造山带的基本框架和形成演化的规律.在对东昆仑造山带1∶2 5万冬给措纳湖幅地质填图中, 以时间演化和大地构造背景为主线, 根据不同演化阶段、不同部位出现的构造古地理单元、盆地类型和物质建造类型, 对填图区大地构造相进行了较精细深入划分, 共划分出七大相类、2 1种相, 如扩张洋脊相、分支(扩张) 海槽相、碳酸盐岩海山相、碳酸盐岩台地相、深海平原相、大陆碎块相、前陆盆地相和磨拉石盆地相等, 编制了1∶2 5万冬给措纳湖幅大地构造相图和造山作用过程与大地构造相演变图.大地构造相在地质填图中的应用进一步深化了造山带填图中的地层单元空间配置关系和盆地沉积充填序列的研究, 较全面细致地揭示了东昆仑造山带东段造山带形成、物质组成及演化过程      

吉黑造山带古生代构造古地理演化

吉黑同山带夹持于华北板块和西伯利亚板块之间。对该构域古生代构造古地理演化规律的研究,是恢复板块间碰撞拼合及古亚洲洋发展演化历史的关键。在早古生代期间,华北板块与西伯业板块间通过古亚洲洋板块相接。     

西昆仑造山带花岗岩形成的构造环境

西昆仑造山带花岗岩存在６个大的侵入旋回和９个侵入期,分别形成于洋脊环境、火山弧环境、碰撞后隆起环境和造山晚期相对拉张环境。前３种环境形成的花岗岩记录了洋盆形成→洋壳俯冲→陆－陆碰撞过程,而后两者则历程地反映了碰撞期后岩石圈构造演化的深部机制。     

西天山造山带区域构造演化及其大陆动力学解析

西天山位于哈萨克斯坦-准噶尔板块与塔里木-华北板块两大板块之间,在漫长的构造演化过程中历经前震旦纪基底形成演化阶段（D1）、震旦纪至早奥陶世稳定陆壳发展阶段（D2）、中奥陶世至石炭纪末板块裂解与再拼合阶段（D3）、二叠纪陆陆叠覆造山阶段（D4）和中新生代盆山耦合阶段（D5）等5个大的发展阶段,其古生代时期中奥陶世至石炭纪末板块裂解与再拼合阶段（D3）又可细化为4个次级演化阶段：中奥陶世至晚志留世早古南天山洋盆形成阶段（D31）、晚志留世至晚泥盆世俯冲造山阶段（D32）、晚泥盆世至早石炭世初陆陆碰撞造山阶段（D33）和早石炭世至晚石炭世后碰撞阶段（D34）。西天山造山带自中新元古代以来历经俯冲造山、陆陆碰撞造山、陆陆叠覆造山和陆内再生造山等多机制多旋回的造山作用,终成为横亘于中亚地区的宏伟的复合型造山带。     

东昆仑东段纳赤台岩群变沉积岩地球化学特征及构造意义

东昆仑东段出露的下古生界纳赤台岩群为一套变沉积－火山岩系,是该地区早古生代构造演化的重要物质记录。岩石学及地球化学特征表明,纳赤台岩群变沉积岩主要岩石类型有绢云石英片岩、二云石英片岩、长石石英片岩和绿泥绢云片岩,局部夹有少量大理岩、片麻岩和石英岩,其原岩主要为砂岩、杂砂岩及少量泥质岩。岩石具较高的SiO₂(平均为69.82%)、Sr(平均为559.60×10^-6)、Ba(平均为194.68×10^-6)含量,微量元素含量与大陆上地壳丰度很相近,轻重稀土分异明显、轻稀土富集而重稀土亏损、有明显的负Eu异常,反映出源区的物质成分主要为长英质,来源于上地壳,很少有地幔物质的加入。化学蚀变指数为49.70~75.95、成分变异指数为1.32~2.01,表明物源区风化程度较低,处于寒冷、半干旱的气候区,是活动构造带的首次沉积。变沉积岩形成于活动大陆边缘－大陆岛弧环境,与共生的变火山岩地球化学特征所指示的构造环境一致,共同记录了早古生代原特提斯洋向北俯冲导致东昆仑地区拉张形成弧后小洋盆的地质过程,进一步证实东昆南构造带的早古生代板块体制应该属于活动大陆边缘。     

东昆仑造山带东段阿拉克湖地区侏罗系羊曲组地质特征及其构造意义

从沉积相角度入手,对1：50000地质填图过程中新识别出的东昆仑造山带东段阿拉克湖地区下侏罗统羊曲组进行了详细的野外观测和剖面描述,将其按岩性由老到新划分为3个岩性段,分别为下段砾岩段（J1y1）、中段砂泥岩段（J1y2）以及上段韵律层段（J1y3）等。岩石组合及沉积结构构造表明,其为一套由河流相-湖泊相-河流相组成的陆相沉积地层序列。通过区域对比及研究得出,该套地层可能是对中三叠世晚期-早侏罗世东昆仑造山带东段由挤压向伸展转换的构造事件的沉积响应。     

东秦岭-大别造山带北侧中新生代差异构造变形

受多期非均衡造山作用以及多构造体制的叠加,东秦岭-大别造山带北侧中新生代发生差异构造变形.基于区域构造动力学机制,将中新生代构造变形分为4个期次:印支期(T2-T3)、早燕山期(J1)、中燕山期(J2-K1)和晚燕山-早喜马拉雅期(K2-E).通过野外地质剖面和地震剖面的构造解析,认为印支期-中燕山期主体变形方式为逆冲...     

东昆仑造山带蛇绿岩矿物学特征及其岩石成因讨论

首次对东昆仑复合造山带不同时代蛇绿岩主要造岩矿物橄榄石、辉石、斜长石进行了系统的矿物化学研究 ,查明了不同蛇绿岩带在矿物成分上的差异 ,对清水泉蛇绿岩带和布青山蛇绿岩带单斜辉石、斜方辉石、斜长石进行了矿物稀土、微量元素的研究 ,阐明了矿物稀土、微量元素与全岩稀土、微量元素的关系 ,证明了在以辉石和橄榄石为主的橄辉岩中 ,单斜辉石的稀土元素基本上代表了全岩的稀土元素。根据地幔岩石中矿物成分特征 ,对不同蛇绿岩带地幔类型进行了讨论 ,并根据实测的辉石、斜长石分配系数 ,确定了清水泉蛇绿岩带玄武岩的部分熔融定量模拟     

东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世以来构造演化的石英ESR年代学研究

运用α石英热活化ESR定年法对东秦岭—大别造山带南、北缘58件样品进行了研究。结果显示,东秦岭—大别造山带南、北缘ESR年龄范围主要集中在晚白垩世以来(99.2～3.4 Ma)。结合区域地质事实分析,晚白垩世以来,东秦岭—大别造山带南缘的构造演化可划分为73.1～52.3 Ma伸展断陷期、39.1～27.2 Ma伸展-挤压的转换期和22.8～3.4 Ma挤压期;东秦岭—大别造山带北缘的构造演化可划分为89～70.1 Ma挤压隆升期、61.6～43.2 Ma伸展断陷期、37.2～22.6 Ma伸展-挤压的转换期和15.6～3.9 Ma挤压期。东秦岭—大别造山带南缘和北缘新生代构造演化特征基本相同,但是受多种因素控制,东秦岭—大别造山带南、北缘晚白垩世的构造演化存在较大差异。ESR测年结果与东秦岭—大别造山带南、北缘已有的地质事实相吻合,验证了ESR测年的可靠性。