Caledonian Low-Temperature Granulite-Facies Metamorphism in the West Kunlun Orogenic Belt—SHRIMP Chronological Evidence from Zircon

The West Kunlun orogenic belt is located at the conjunction of the paleo-Asian tectonic system and the Tethys tectonic system. Petrological and mineralogical studies of the Early Cambrian metamorphic surface crust in this region have shown that in case the metamorphism reached low-temperature granulate facies, the typical mineral assemblage is biotite-garnet-silimanite-K feldspar-plagioclase-quartz. The peak metamorphic temperatures are within the range of 720–740°C and the pressure is 0.6 GPa ±. Three types of metamorphic zircon have been detected in the metamorphic rocks: the complex inclusion-bearing type ; the early relic zircon inclusion-bearing type; and the inclusion-free type. SHRIMP age determination of these three types of metamorphic zircon have revealed that these zircons were formed principally during 400–460 Ma, indicating that pre-Cambrian metamorphic surface crust rocks underwent low-temperature granulite facies metamorphism during the Caledonian. In combination with the geological characteristics of this region, it is considered that when the oceanic basin was closed, there occurred intense intracontinental subduction (type A), bringing part of the Early Cambrian metamorphic basement in this region downwards to the lower crust. Meanwhile, there were accompanied with tectonic deformation at deep levels and medium- to high-grade metamorphism. This study provided important chronological and mineralogical evidence for the exploration of the evolutionary mechanism and process of the West Kunlun Early Paleozoic. Part of the results from the research project “ Research on the West Kunlun pre-Cambrian tectonic events” under the program “ Research on the important geological problems of China’ s pre-Cambrian” (No. 200113900070) sponsored by the China National Geological Surveying Bureau.     

西昆仑康西瓦北部冬巴克片麻状英云闪长岩锆石SHRIMP U—Pb测年

西昆仑冬巴克寒武纪片麻状英云闪长岩是1:25万康西瓦幅、岔路口幅等4幅区域地质调查项目,首次从原划古元古界埃连卡特岩群中解体出来的一套侵入岩。重点对该套侵入岩的岩石学和同位素年代学进行了研究,获得了高精度锆石SHRIMP U- Pb同位素年龄502Ma±9Ma,其形成时代为中寒武世。该同位素资料的获得,为进一步深入详细地研究塔里木陆块与西昆仑造山带的地质构造演化提供了新的实际资料。     

西昆仑康西瓦西北部库尔良早古生代角闪闪长岩花岗闪长岩锆石SHRIMP U—Pb测年

依据1:25万康西瓦幅区域地质调查成果,重点对库尔良早古生代深成岩的同位素年代学进行了详细的研究,获得了裂解期细粒黑云母角闪闪长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄均值506.8Ma±9.8Ma,中粒似斑状花岗闪长岩单颗粒锆石U-Pb法年龄500.2Ma±1.2Ma,表明其形成时代均为中寒武世。该同位素年龄的获得,为进一步详细地研究库地-其曼于特早古生代构造-岩浆岩带的裂解时限提供了直接的时代证据。     

西昆仑康西瓦加里东期孔兹岩系及地质意义

在青藏高原西昆仑地体南部的元古宙片麻岩穹窿南侧 ,发育一条近 EW向规模巨大的康西瓦韧性走滑剪切带 ,韧性剪切带岩石由 7km宽的糜棱岩化的孔兹岩系组成 ,孔兹岩原岩为富铝质泥质沉积岩夹火山岩及大理岩。孔兹岩系的 MORB标准化微量元素蛛网图显示了其为富铝泥质沉积岩 ,具有明显的 Th正异常及 Ce、Zr等大离子的正异常 ,而变质火山岩中出现 Nb、Zr正异常 ;稀土元素含量展示上述两类岩石均具轻稀土相对富集、重稀土相对亏损及 Eu中度亏损的特性。康西瓦孔兹岩形成的温度为 70 0℃ ,压力 6 .8GPa。锆石 SHRIMP同位素年代测试表明 ,孔兹岩的碎屑锆石来源于 6 4 4～ 873Ma或更老的周缘古老变质基底剥蚀区 ,孔兹岩形成于加里东期(42 8～ 4 4 5 Ma) ,并遭受印支期 (2 5 0～ 2 10 Ma)强烈的剪切应变。康西瓦孔兹岩的原岩、微量元素与稀土元素特征、形成的温 -压条件以及生成时代等与南阿尔金孔兹岩系可以类比 ,表明西昆仑地体与阿尔金地体可能原为同一地体。中国已发现的孔兹岩系绝大部分为太古宙及元古宙的产物 ,西昆仑与阿尔金加里东期孔兹岩的发现不仅显示了加里东造山带山根的存在 ,而且提出沿阿尔金断裂系左行平移 6 0 0 km的新证据。     

西昆仑北缘新元古代片麻状花岗岩锆石SHRIMP年龄及其意义

在西昆仑北缘早前寒武纪变质地层中,笔者等识别出大量不同时代的片麻状花岗岩,其中包括新元古代片麻状花岗岩。获得最新的新元古代片麻状花岗岩的单颗粒锆石SHRIMP年龄为815±57Ma,片麻状花岗岩的岩石学特征反映它们形成于裂解构造背景,结合对区域上新元古代地层及中元古代末期构造事件的研究,笔者认为新元古代片麻状花岗岩反映了古塔里木板块作为Rodinia超大陆一员发生裂解的时间,这对研究古塔里木板块在Rodinia超大陆中的位置及中国Rodinia超大陆裂解的研究提供了重要的地质依据。     

西昆仑麻扎构造混杂岩的组成及其地质意义

西昆仑麻扎构造混杂岩带是1∶25万《麻扎幅》区域地质调查过程中发现并厘定的。岩块主要由火山弧杂岩、与弧相关的沉积建造和外来岩块3部分15个块体组成。各块体之间均为断层接触。基质分布在岩块的边部,主要由构造片岩和糜棱岩等组成。它包含着古洋壳消减过程中的一些重要信息。对构造混杂岩内角闪石英闪长岩进行SHRIMP测年,结果为(338±10）Ma,为早石炭世。麻扎构造混杂带的发现和研究,不仅丰富了麻扎-康西瓦缝合带的内容,而且将该带的演化时限提前到早石炭世,为西昆仑造山带研究提供了基础资料。     

西昆仑上其汗地区火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及构造意义

西昆仑上其汗地区火山岩的时代及归属一直存在争议。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法对该区火山岩中霏细岩进行了测年。阴极发光图像显示,锆石发育对称的生长震荡环带结构,Th/U大部分大于0.4,显示岩浆锆石的特征。测得火山岩的206 Pb/238 U加权平均年龄为(335±4.2)Ma,形成时代为石炭纪,可将其划为阿羌岩组。结合区域地质背景资料,该火山岩可能形成于裂谷环境。     

西昆仑康西瓦北侧蒙古包—普守—带早古生代花岗岩锆石SHRIMP U—Pb测年

依据1:25万康西瓦幅区域地质调查成果,重点对西昆仑康西瓦北侧蒙古包—普守一带早古生代花岗岩的岩石学、岩石地球化学及同位素年代学进行了综合研究。岩石学和地球化学特征表明,该花岗岩为高钾钙碱性花岗岩类,锆石SHRIMP U-Pb年龄为443.1 Ma±2.3Ma和430.7Ma±2,6Ma,形成时代为晚奥陶世—早志留世。该成果的获得,为进一步系统地研究蒙古包—普守早古生代蛇绿混杂岩带及与其配套的早古生代花岗岩提供了直接的时代证据,为进一步深入地研究西昆仑造山带的地质构造演化提供了新的实际资料。     

Geochemical Characteristics and Tectonic Significance of Triassic Granite from Taer Region, the Northern Margin of West Kunlun

Late Hercynian-early Indosinian (Triassic) granite is widely distributed around the Taer region of the northern margin of West Kunlun. The rock mass is mainly composed of calc-alkaline porphyroid biotite adamellite and characterized by SiO2-rich, high-Ca, moderate-alkaline, and strongly peraluminous attributes, and relatively low ΣREE with LREE enrichment and a moderate Eu anomaly. As shown in the trace element spider web diagram, distinct peaks appear for Th, La, Nd, and Zr and clearly low values appear for Ba, Nb, Sr, P, and Ti. Further, compared with the primitive mantle, Rb/Sr and Rb/Ba are considerably higher and Nd/Th and Nb/Ta are relative low, all falling into the scope of the crust-origin rocks, indicating the characteristics of the crust-origin S-type granite. The rock mass’s zircon U-Pb isotopic age is determined to be 235.7 ± 3.9 Ma. On the basis of the age data, spatio-temporal location, lithology, and geochemistry of the rock mass, we conclude that the formation of the rock mass is closely related to the strong compressional orogenic movement (240 Ma) of the Tianshuihai terrane and the South Kunlun terrane. The rock mass is the product of the collision orogenic movement. However, distinct differences are observed between the studied rock mass and the synorogenic Bulunkou rock mass, which may be caused by the different collision strength and different positions with respect to the collision zone.     

西昆仑康西瓦一带早古生代石英闪长岩的地质特征及其锆石SHRIMP U-Pb测年

西昆仑康西瓦一带的三十里营房早古生代俯冲型石英闪长岩是开展1∶25万康西瓦幅等4幅区域地质调查项目时发现的,对其岩石学、岩石地球化学特征及锆石同位素年代学进行了综合研究,获得了锆石SHRIMPU-Pb同位素年龄447Ma±7Ma,其形成时代为晚奥陶世。该同位素年龄值的获得表明,康西瓦-苏巴什蛇绿构造混杂岩带不是前人认为的单一的晚古生代蛇绿构造混杂岩带,可能从早古生代就已开始形成。这为进一步深入研究西昆仑造山带的地质构造演化提供了新的实际资料。     

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。     

西昆仑大红柳滩地区花岗岩类侵位时代与成因

西昆仑大红柳滩地区花岗岩类分布广泛,与伟晶岩型锂（铍）矿化时空关系密切。为了约束其地质特征、岩石成因以及对伟晶岩型锂（铍）成矿的作用,文章对白龙山闪长岩、俘虏沟闪长岩和大红柳滩二云母花岗岩进行了岩石学、矿物学、地球化学和年代学研究工作。地球化学数据揭示白龙山闪长岩和俘虏沟闪长岩明显富MgO、CaO和TiO₂,属于准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性岩浆系列,结合已有全岩Sr-Nd、锆石Lu-Hf等同位素数据,白龙山闪长岩和俘虏沟闪长岩涉及新生地壳的贡献,其源区贫黏土,可能以砂屑岩为主。全岩锆饱和温度计约束岩浆温度分别为762~795℃（平均781℃）和769~773℃（平均771℃）。角闪石温压计约束白龙山闪长岩中角闪石结晶温度为718~760℃（平均734℃）,压力介于125~208 MPa之间（平均151 MPa）;俘虏沟闪长岩中的角闪石结晶温度为729~776℃（平均741℃）,压力介于133~231 MPa之间（平均176 MPa）。白龙山闪长岩和俘虏沟闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为（213.67±0.61） Ma （MSWD=1.4,n=39）和（211.73±1.02） Ma （MSWD=1.9,n=14）。大红柳滩二云母花岗岩中发育电气石、白云母和石榴子石等富铝矿物,明显富SiO₂和K₂O,贫MgO、CaO和TiO₂,属于过铝质、高钾钙碱性岩浆系列,由壳源物质重熔而成,源区可能是泥质岩。全岩锆饱和温度计约束其温度为755~773℃（平均764℃）。所含锆石往往发育继承核,其年龄介于207~2490 Ma之间。最年轻的岩浆锆石约束岩浆侵位可能发生在（211.20±1.1） Ma （MSWD=0.34,n=10）,这些岩浆锆石随后被热液增生边包裹,U-Pb年龄约束岩浆-热液事件发生在（185.10±0.89） Ma （MSWD=4,n=5）,可能记录了后期伟晶岩侵位所诱发的热液活动。大红柳滩地区同时发育I型和S型花岗岩,形成于中温（734~781℃）、中压（151~176 MPa）的条件,岩浆-热液活动持续时间长达~33 Ma,为形成超大型规模矿床提供有利条件。     

青海夏日哈木矿区中泥盆世闪长玢岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

夏日哈木矿区的闪长玢岩主要出露于矿区北部。闪长玢岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（381.7±1.9） Ma,MSWD=0.20,属中泥盆世;结合闪长玢岩侵入成矿杂岩体的野外产状,研究表明夏日哈木镍矿的形成早于381.7±1.9 Ma。岩石学及化学成分显示其属于钙碱性、偏铝质系列闪长玢岩。岩体富Na（K2O/Na2O值为0.45~0.60）,稀土元素总量较低（ΣREE为128.28×10-6 ~ 141.65×10-6）,轻重稀土分馏明显,（La/Yb）N值为6.86 ~ 7.96;根据其较高的La/Nb值（3.32~3.76,平均3.57）、Th/Nb值（0.95～1.02,平均为0.99）以及Th/La值（0.266～0.291,平均0.278）,结合源区判别图解,研究表明该岩石为下地壳部分熔融的产物。综合区域地质演化背景,表明夏日哈木矿区闪长玢岩形成于造山后伸展向板内过渡的环境。     

西昆仑康西瓦北侧早古生代角闪闪长岩、英云闪长岩的地质特征及其锆石SHRIMP U-pb测试

西昆仑康西瓦北侧蒙古包-普守一带的早古生代俯冲-碰撞型角闪闪长岩、英云闪长岩和黑云二长花岗岩,是开展125万康西瓦幅等4幅区域地质调查项目时发现的.重点对蒙古包早古生代俯冲型角闪闪长岩、英云闪长岩的岩石学、岩石地球化学特征及锆石同位素年代学进行了综合研究,获得了锆石SHRIMP U-Pb年龄440.5Ma±4.6Ma,其形成时代为晚奥陶世.该成果为进一步深入研究西昆仑造山带的地质构造演化提供了新的实际资料.     

西昆仑中新世晚期-上新世早期隆升活动的沉积记录：来自塔西南棋北3井沉积物重矿物的证据

中新世晚期—上新世早期是塔里木盆地西南缘盆山作用机制发生重大转折的时期,奠定了现今的盆山构造格局.本文通过对棋北3井中新统—上新统沉积物岩性和重矿物组合的分析,建立了重矿物特征在地层剖面垂直方向上的变化规律.根据棋北3井重矿物含量及其组合随剖面向上变化的特征,自下而上可划分为稳定重矿物段、较不稳定重矿物段和不稳定重矿物...     

东昆仑前寒武纪基底变质岩系的锆石SHRIMP年龄及其构造意义

东昆仑地区有一系列前寒武纪变质基底岩系出露 ,这些基底岩块可以划分为两类 :北部基底以太古宙—古元古代的白沙河岩群和中元古代的小庙岩群为代表 ,南部基底以古、中元古代苦海杂岩为代表。对北部基底岩系小庙岩群变质碎屑岩系的锆石U PbSHRIMP年龄分析结果显示小庙岩群(Pt2 x)碎屑物源区是年龄大于 2 4亿年的岩石 ,2 4～ 2 5亿年的碎屑锆石的群组年龄很可能反映了小庙岩群源区的一期变质作用时间。个别 32亿年的碎屑锆石年龄指示源区存在古太古代的陆核。变质锆石及深熔成因的锆石给出的 10 35～ 10 74Ma群组年龄是小庙岩群的主期构造热事件时间 ,反映以清水泉蛇绿岩为代表的中元古代洋盆的闭合和南北不同基底块体的愈合 ,是Rodinia大陆聚合事件在东昆仑地区的表现。     

东昆仑夏日哈木矿区闪长岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

夏日哈木矿区的闪长质岩体呈岩株状出露于矿区南东,岩性主要为石英闪长岩和闪长岩。年代学研究表明,石英闪长岩中岩浆锆石LA-ICP-MS U[CD*2]Pb谐和年龄为(243±1 ) Ma,MSWD＝0.013,属早三叠世晚期。岩石学及化学成分显示其属于准铝质、高钾钙碱性系列闪长岩。稀土配分曲线呈现轻稀土元素相对富集的右倾分布特征((La/Yb)_N=8.7~12.7),无明显的Eu负异常(δEu=0.84~1.01)。岩石富集Rb、Ba、K等元素,而相对亏损Nb、Ta、P和Ti。岩石具有不均一的ε_Hf(T)值(-9.0~-1.0)和古老的二阶段Hf模式年龄(1.34~1.84  Ga)。结合试验岩石学资料判别,闪长岩主要起源于中元古代玄武质下地壳脱水部分熔融,富集地幔组分的加入可能是导致ε_Hf(T)值和Hf模式年龄不均一的主要原因。微量元素及特征比值显示岩体形成于安第斯型活动大陆边缘的构造环境。综合分析认为,早三叠世晚期东昆中隆起带整体处于俯冲晚期的安第斯型活动大陆边缘背景。     

东昆仑金水口花岗岩体锆石U-Pb年代学及其地质意义

金水口岩体出露于东昆仑北坡,岩性主要为含石榴子石的过铝花岗岩和不含石榴子石的二长花岗岩及花岗闪长岩。自该岩体从金水口群解体以来,其形成时代一直制约着该地区构造演化的恢复。对锆石内部结构、阴极发光图像特征和Th/U比值的研究表明,金水口岩体中锆石主要为岩浆锆石,个别含有残留锆石核。锆石U-Pb同位素LA-ICPMS和SHRIMP原位分析结果显示,金水口电站周围的石榴堇青花岗岩及黑云母花岗闪长岩形成年龄分别为(411±17)Ma和(396±18)Ma,说明金水口岩体为早泥盆世的花岗质侵入体,是在早古生代末由柴达木地块基底富Si和Al的地壳物质重熔的产物。该套S型花岗岩记录了古元古代的两期源区物质信息(约1.63Ga和约1.78Ga),代表了东昆仑造山带早古生代末期的一期重要岩浆热事件。     

西昆仑山奇台达坂花岗岩锆石TIMS U-Pb测年及热演化历史分析

应用锆石TIMSU-Pb测年获得西昆仑山奇台达坂花岗岩年龄为(202.2士3.4)Ma(MSWD=8.65);利用不同海拔高度获得磷灰石裂变径迹测定年龄为24.8～14.0Ma。通过裂变径迹热史模拟,并结合前人40Ar-39Ar测年数据,得出西昆仑山奇台达坂花岗岩就位以来,至少经历了三快二慢的冷却降温(隆升剥蚀)过程:即202.2～195.6Ma、26～15Ma和5Ma以来3个阶段的快速降温(隆升剥蚀),195.6～26Ma和15～5Ma2个阶段的缓慢冷却降温(隆升剥蚀)。西昆仑山地壳最上部约3km的快速去顶作用主要发生于26～15Ma和5Ma以来,它是印度板块向欧亚板块碰撞的结果。     

西昆仑西段三叠纪两类花岗岩年龄测定及其构造意义

西昆仑造山带海西晚期-印支早期(三叠纪)花岗岩发育,但已有的测年资料、岩石地球化学研究及少量的构造学观察还没有对本区这一时期造山事件的时间尺度做到准确把握。对西昆仑西段海西晚期两类构造特征完全不同的花岗岩露头尺度的观察、锆石U-Pb定年结果表明,一类含石榴子石片麻状花岗岩形成时代为240.5 ±1.8 Ma,表现出同造山过程中的花岗岩变形特征;另一类块状含角闪石花岗岩的年龄为228.2±1.5 Ma。根据两个岩体的构造特征,结合前人的研究及地球化学特征,表明含石榴子石片麻状花岗岩形成于同碰撞造山时期,是甜水海地体与西昆仑南带晚古生代岛弧沿麻扎-康西瓦缝合带碰撞峰期的产物,代表了沿麻扎-康西瓦分布的古特提斯洋一个分支的闭合,而228 Ma块状含角闪石花岗岩形成于碰撞造山后的伸展背景。220-190 Ma持续发育的花岗岩是南昆仑地体拼合到北昆仑地体之后在其南部形成的新的深成岩浆弧带。这一研究为西昆仑海西晚期-印支早期构造演化提供了更精细的时间制约。