柴达木盆地北缘早古生代碰撞造山系统

柴达木盆地北缘在早古生代形成了一条碰撞造山带，该造山带结构保存较完整，可分辨出深俯冲板片、火山岛弧带、蛇绿杂岩带、岛弧深成岩带等组成单元。其中，俯冲板块主要由中元古代鱼卡河岩群和中新元古代花岗片麻岩构成，在寒武纪末-奥陶纪可能全部或部分俯冲到岩石圈深部，发生了高压-超高压变质作用。火山岛弧主要由中基性火山岩、细碎屑岩等组成，成岩时代为晚寒武世-奥陶纪。蛇绿杂岩带由超镁铁质岩、辉长岩、玄武岩和少量硅质岩组成，形成于弧后扩张脊构造背景，成岩时代为寒武纪-奥陶纪。岛弧深成岩成分变化较大，由闪长岩变化到花岗岩，成岩时代为奥陶纪。而造山带北侧的欧龙布鲁克微陆块则具有双层结构，由德令哈杂岩和达肯大坂岩群构成基底，盖层为全吉群。     

阿尔金—祁连—昆仑造山带早古生代构造格架及结晶岩年代学研究进展

阿尔金—祁连—昆仑(阿祁昆)造山带早古生代加里东期的构造事件一直是国内外研究的热点,近年来发表了大量的研究成果。本文着重调研了各造山带内构造混杂带的重要组成部分——蛇绿岩、岩浆岩和高压—超高压变质岩的地球化学特征,尤其是同位素年代学资料。蛇绿岩的地球化学特征表明阿尔金—祁连—昆仑地区早古生代的蛇绿岩有MORB和OIB两种类型,其产出于成熟的洋盆、小洋盆或是与消减带有关的弧前或弧后盆地,还有很大的争议。根据大量的同位素年代学资料,阿尔金—祁连—昆仑地区洋盆在晚新元古代开启,寒武纪发育成熟,于中—晚奥陶世开始发生俯冲消减作用,晚志留世—早泥盆世进入碰撞后伸展阶段。再者,通过同位素年代学数据对比,证明北阿尔金与北祁连、南阿尔金与柴达木北缘、西昆仑与东昆仑在早古生代分别为同一条构造带,于新生代期间被活动的阿尔金左行走滑断裂错开了400多千米。     

早元古代造山带的矿产

该文有概述造山带研究的近期进展的基础上，重点介绍了早元古代造山带中的矿产。     

早元古代造山带的矿产

该文在概述造山带研究的近期进展的基础上，重点介绍了早元古代造山带中的矿产．     

北山造山带南部早古生代构造演化：来自花岗岩的约束

北山造山带是中亚造山带的重要组成部分,处于天山造山带和索仑缝合带之间的关键构造位置,对认识中亚造山带的构造演化和古亚洲洋的最终闭合具有重要意义。本文选择北山造山带南部早古生代桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素和地球化学研究。结果表明,桥湾糜棱岩化花岗岩和金塔钾长花岗岩均形成于~430Ma,岩浆结晶锆石的二阶段Hf模式年龄分别为2.14~2.37Ga和1.32~1.72Ga。样品中含有少量继承锆石,继承锆石的Hf同位素特征与北山南部新元古代花岗质片麻岩类似。在地球化学组成上,两者均具有高的SiO2含量(73.18%~75.00%),弱过铝质,富集Rb、U、K等元素,亏损Ba、Nb、Ta、和Sr、P、Ti等元素的特点,类似于北山南部其它早古生代钾长花岗岩。它们的岩浆均起源于北山南部古老地壳基底的部分熔融,金塔钾长花岗岩可能还有幔源岩浆或新生下地壳的贡献。这同时也暗示了北山南部石板山地块与敦煌地块具有显著不同的地壳基底组成。结合敦煌地块早古生代高压麻粒岩的研究结果,我们认为北山南部早古生代岩浆活动可能与敦煌地块向北山南部石板山地块的碰撞、俯冲作用有关,反映了中亚造山带南缘的北山造山带在早古生代经历了造山带中微陆块与周缘克拉通碰撞拼贴的造山事件。     

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。     

中亚古生代造山带成矿作用基本特征

中亚成矿域是与环太平洋成矿域、特提斯成矿域媲美的巨型成矿域。其成矿作用带有鲜明的古生代造出带成矿作用特点,在中亚各古生代造山带发展的拉张型过渡壳-洋壳-汇聚型过渡壳-古生代新陆壳的各阶段,形成特定的矿床成矿系列类型。矿床成矿系列类型本身也随着地壳发展、地壳成熟度的提高而有规律地演化。     

西天山造山带的古生代造山过程

古生代时期，西天山位于塔里木板块、伊犁－中天山板块和准噶尔板块之间，为古亚洲洋演化史上一个重要的构造域，曾经历了“古准噶尔洋（奥陶纪为主）”，“早古南天山洋（志留纪为主）”，“晚古南天山洋（中泥盆－早石炭世）”和“晚古北天山裂陷槽（晚泥盆世－早石炭世）”４个古洋盆演化时期，早石炭世末，天山及邻区的古洋壳已被完全消减掉，塔里木伊犁中天山和准噶尔板块与欧亚大陆拼合，中晚石炭世，天山地区接受陆表海（残余     

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.      

华南东段早古生代造山带研究

对华南东段早古生代沉积环境、火山岩、超镁铁岩—镁铁岩年代、韧性变形运动学、早古生代造山带特色等方面进行了研究。研究结果表明,震旦纪—奥陶纪期间(680～440Ma)的沉积岩以泥砂质碎屑岩为主体,岩层中浅海相沉积构造发育;缺乏鲍玛层序,不含火山熔岩和爆发火山碎屑岩;原定早古生代玄武岩实为杂砂岩。结合沉积岩地球化学成果,认为本区早古生代为被动大陆边缘浅海—半深海沉积环境。对区内部分镁铁岩和火山岩作SHRIMP岩浆锆石U-Pb定年,年龄集中在860～800Ma之间。韧性变形运动学研究表明,武夷山南东麓从北西向南东逆冲推覆,北麓从南向北逆冲推覆,剖面上呈花状构造样式。稍后发生了韧性走滑剪切作用。对糜棱岩的云母矿物作40Ar-39Ar定年,年龄集中在430～390Ma之间。与国内外典型加里东期造山带相比,华南早古生代造山带具有鲜明的地域特色,造山机制大致可与西欧比利牛斯造山带相比。     

西昆仑南屏雪山地区奥陶纪弧型辉长岩的发现及其地质意义

西昆仑造山带早古生代岩浆岩记录了区内原特提斯构造演化的关键信息。近来,笔者所在课题组在西昆仑造山带南部南屏雪山地区新发现一套奥陶纪辉长岩。LA-MC-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示辉长岩形成于476~471 Ma,为早奥陶世岩浆活动的产物。岩石化学特征显示,辉长岩具有高Al₂O₃（14.32%~16.91%）和TiO₂（1.20%~2.53%）,贫P₂O₅（0.22%~0.55%）和低碱（Na₂O+K₂O = 4.03%~5.84%）特征,SiO₂（52.27%~56.65%）与MgO（2.98%~7.59%）变化较大;其中部分样品表现出富Nb特征,相对高SiO₂（53.08%~56.86%）,低MgO（2.98%~6.05%）,高TiO₂（1.48%~2.54%）和Nb（7.64×10^-6~14.08×10^-6）。南屏雪山辉长岩富集大离子亲石元素（Rb、Th、U、K）和轻稀土元素,明显亏损Nb、Ta、Sr等元素,表现出典型岛弧型岩浆岩特征。Sr-Nd同位素方面,南屏雪山辉长岩显示出亏损的ε_Nd（t）值（2.84~4.04）。综合研究表明,南屏雪山奥陶纪弧型辉长岩形成于受俯冲板片熔体交代的亏损地幔发生不同程度的部分熔融过程。结合区域地质特征,我们认为麻扎尔—甜水海地体内大陆弧辉长岩（约530 Ma）、富Nb弧型辉长岩（476~471 Ma）和OIB型枕状玄武岩（约465 Ma）的特殊岩石组合记录了原特提斯洋南向俯冲过程中,俯冲板片后撤诱发的弧后伸展过程。

     

东昆仑大干沟火山岩SHRIMP 锆石U-Pb测年及其地质意义

东昆仑大干沟以北地区造山后形成的牦牛山组磨拉石建造不整合覆盖于前泥盆系之上,其形成时代对限定柴达木盆地加里东造山作用的结束时间及晚古生代裂解作用的开始时间具有重要意义。应用单颗粒锆石离子探针质谱仪（SHRIMP）方法,对牦牛山组上部火山岩段的样品进行精确的锆石U-Pb测年。结果表明,牦牛山组上段火山岩样品DG01和DG02中的岩浆锆石206Pb/238U平均年龄分别为403.6±5.1Ma和409±3.4Ma。综合前人研究认为,造山后牦牛山组伸展型磨拉石的形成时代为晚志留世—早泥盆世,限定了晚古生代裂解的开始时间,也意味着早古生代加里东造山运动在晚志留世—早泥盆世之前已经结束。     

东昆仑早古生代花岗岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

应用激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱(LA-MC-ICPMS)方法,对东昆仑五龙沟地区花岗岩样品进行了锆石 U-Pb 定年研究。结果表明,黄龙沟中部的糜棱岩化二长花岗岩(B20-14)中岩浆锆石206Pb/238U年龄平均值为(417.7±2.0) Ma,黄龙沟上部的糜棱岩化二长花岗岩(B21-2)中岩浆锆石206Pb/238U年龄平均值为(419.7±2.3) Ma,深水潭粗中粒二长花岗岩(B20-8)中岩浆锆石206Pb/238U 年龄平均值为(419.9±2.0) Ma,红旗沟中部的粗中粒二长花岗岩(B25-9)岩浆锆石206Pb/238U年龄平均值为(419.0±2.0) Ma。它们代表了五龙沟地区所研究花岗岩的形成年龄,其形成时代均为晚志留世,记录了东昆仑早古生代的岩浆活动。本文获得的东昆仑五龙沟地区的晚志留世花岗岩可能与东昆仑早古生代洋盆闭合后的碰撞造山作用有关。花岗岩中1861 Ma、1666 Ma古元古代继承锆石的发现,表明东昆仑造山带的基底物质为古元古代。     

塔里木盆地南部玛东早古生代褶皱-冲断带

玛东褶皱-冲断带位于塔里木盆地南部,走向NE-SW,由NW向SE方向冲断。褶皱冲断带发育于寒武-奥陶系,以中寒武统膏-盐层为主滑脱面。中志留统及其以上地层不整合于褶皱冲断带之上。它是世界上保存最好的早古生代褶皱冲断带之一。根据卷入变形最新地层、不整合于褶皱-冲断带之上的最老地层和上奥陶统上部的生长地层,玛东褶皱-冲断带的变形时间为晚奥陶世-早志留世。玛东褶皱-冲断带与其东南侧的塘南褶皱-冲断带同为塔里木盆地南缘早古生代前陆褶皱-冲断带的组成部分,塘南褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带主体的残余,其向NW的主冲断方向代表该前陆褶皱-冲断带的主冲断方向;玛东褶皱-冲断带是该早古生代前陆褶皱-冲断带的前锋,其向SE的冲断具有反冲性质。它们是昆仑早古生代造山作用的重要记录,也是昆仑早古生代碰撞造山带的组成部分,现今保存最好的部分。     

西昆仑康西瓦西部早古生代侵入岩的岩浆混合作用

三十里营房以北广泛发育早古生代侵入岩,据岩性可分为中基性、中酸性和酸性3类。中基性岩以辉石闪长岩为主,暗色矿物中常见辉石,斜长石多为中长石。中酸性岩以石英闪长岩为主,岩石组构不均一,广泛发育深源暗色包体。这些包体多数与寄主岩石界线清楚,少部分呈现过渡关系,镜下可见不平衡矿物共生和反相矿物包裹的现象,显示出岩浆混合作用的特征。酸性侵入岩以中粗粒二长花岗岩为主,岩石中含有少量包体,包体的特征与中酸性侵入岩中的相同。中基性岩和酸性岩分别代表了该区寒武纪第一次地幔分异、陆壳垂向增生和晚奥陶世一早志留世西昆仑地区造山后去根的过程中,第二次基性岩浆广泛贯入,其热源又引发了下地壳物质大规模部分熔融生成大量的花岗质岩浆,造成陆壳第二次垂向增生。     

西昆仑冰山地区白垩纪E-MORB型辉长岩：新特提斯弧后伸展的新证据

青藏高原西北缘的西昆仑—喀喇昆仑造山带是研究特提斯构造演化的重要地区之一。近期在西昆仑南部冰山地区新识别出白垩纪辉长岩脉。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,冰山辉长岩最年轻锆石集中在109~103 Ma,加权平均年龄为106.2±1.7 Ma,表明冰山辉长岩形成于早白垩世。岩石含有前寒武纪年龄锆石,指示区内地壳深部存在对应时代的基底物质。辉长岩低硅（48.52%~50.69%）、高铝（14.38%~16.34%）、高镁（MgO = 6.88%~8.02%,Mg^# = 52~58）特征,以及类似E-MORB的稀土配分模式（（La/Yb）_N = 1.36~1.81）,不相容元素原始地幔标准化的蛛网图和亏损的全岩Nd同位素组成（ε_Nd（t）= 2.54~4.04）,表明母岩浆形成于相对亏损的地幔源区,且在上升过程中受到地壳混染程度有限。综合考虑以上特征并结合西昆仑—帕米尔地区晚中生代研究进展,认为冰山辉长岩脉形成于受俯冲板片释放流体交代形成的软流圈地幔部分熔融,其成因与白垩纪中期新特提斯北向平板俯冲引起的弧后伸展作用有关。

     

东昆仑造山带拆沉作用的数值模拟

在构建东昆仑造山带晚古生代—早中生代地质-物理模型的基础上,利用FLAC软件模拟了幔源岩浆底侵后形成的榴辉岩岩石圈拆沉作用及动力学机制,结果表明,东昆仑造山带在幔源岩浆底侵后确实发生过岩石圈拆沉作用,昆北、昆中、昆南地区的拆沉量差异较大,并形成以橄榄岩、榴辉岩和中酸性麻粒岩为源区的岩浆活动;柴达木地区未发生拆沉作用,而是下沉,同时在高密度层(榴辉岩)的顶部存在较多的断裂。文章探讨了拆沉作用与大规模岩浆活动、盆地形成、C型埃达克岩的关系,认为镁铁质岩石的特殊性质是导致拆沉作用发生的直接动力,岩石圈拆沉之后的深部约束受拆沉的量及范围控制;论证了东昆仑造山带的岩石圈拆沉作用触发了柴达木盆地的形成,并形成一系列热液矿床。     

东昆仑大干沟火山岩SHRIMP锆石U-Pb测年及其地质意义

东昆仑大干沟以北地区造山后形成的牦牛山组磨拉石建造不整合覆盖于前泥盆系之上,其形成时代对限定柴达木盆地加里东造山作用的结束时间及晚古生代裂解作用的开始时间具有重要意义。应用单颗粒锆石离子探针质谱仪(SHRIMP)方法,对牦牛山组上部火山岩段的样品进行精确的锆石U-Pb测年。结果表明,牦牛山组上段火山岩样品DG01和DG02中的岩浆锆石206Pb/238U平均年龄分别为403.6±5.1Ma和409±3.4Ma。综合前人研究认为,造山后牦牛山组伸展型磨拉石的形成时代为晚志留世-早泥盆世,限定了晚古生代裂解的开始时间,也意味着早古生代加里东造山运动在晚志留世-早泥盆世之前已经结束。