喜马拉雅造山带东段错那洞片麻岩穹窿的变质作用及构造意义

错那洞穹窿是喜马拉雅造山带北部发育的一系列片麻岩穹窿之一,因其赋存有超大型稀有金属矿床而倍受关注。本文对错那洞穹窿核部产出的石榴石十字石蓝晶石白云母片岩进行了岩石学、相平衡模拟和锆石U-Pb年代学研究,为揭示穹窿的成因和成矿作用提供了重要限定。岩石学研究表明,石榴石蓝晶石十字石白云母片岩的共生矿物组合是石榴石+蓝晶石+十字石+白云母+斜长石+石英+钛铁矿+金红石,为典型的中压角闪岩相变质岩。相平衡模拟表明岩石的变质温压条件为670℃和9. 0kbar,并未经历部分熔融。锆石U-Pb定年结果表明,片岩的变质作用发生在47～29Ma,即经历了一个较长期(～20Myr)的变质演化过程。结合现有研究成果,我们认为错那洞片麻岩穹窿具有与喜马拉雅造山带北部发育的其它片麻岩穹窿相同的成因,穹窿核部的中级变质岩为高喜马拉雅结晶岩系的上部构造层位,其变质作用发生在印度大陆向拉萨地体之下低角度俯冲过程中;穹窿核部淡色花岗岩是高分异的异地花岗岩,是高喜马拉雅结晶岩系下部高温高压麻粒岩部分熔融所形成的熔体经历高程度分离结晶产物。此外,本文研究成果为印度与亚洲大陆的碰撞时间和性质提供了进一步约束。     

喜马拉雅造山带的变质作用与部分熔融

喜马拉雅造山带的核心由高级变质岩系和淡色花岗岩构成,是研究碰撞造山作用和板块构造的天然实验室。本文评述了喜马拉雅造山带变质作用和部分熔融研究取得的新进展和存在的争议,主要内容包括:(1)造山带核部具有"三明治"结构,高级变质和部分熔融的高喜马拉雅系列(GHS)夹持在较低级变质的特提斯喜马拉雅系列(THS)和低喜马拉雅系列(LHS)之中,GHS的变质作用程度具有向上和向下部构造层位降低的特征。高喜马拉雅系列主要由高压麻粒岩相到榴辉岩相的变质岩组成,具有1.2~1.6GPa和700~800℃峰期变质条件,顺时针型变质作用P-T轨迹,其进变质以增温增压为特征,退变质早期为近等温或增温降压过程,晚期为降温降压和近等压降温过程;(2)在造山带西段,紧邻缝合带产出的超高压变质岩具有4.4~4.8GPa和560~760℃的峰期变质条件和顺时针型P-T轨迹,并在退变质中期出现加热过程;(3)尽管造山带的高压和超高压变质岩形成在中、高温条件下,但岩石中的石榴石都保存有明显的主量和微量元素生长成分环带特征;(4)造山带变质核下部发育反转的中、高压型变质序列;(5)在造山带核部,变泥质和长英质麻粒岩的强烈部分熔融主要是增压、增温进变质过程中的白云母和黑云母脱水熔融,和近等温或增温降压过程中的黑云母脱水熔融,可以形成花岗质和英云闪长质熔体。加厚下地壳的高变质温度足以使各种成分岩石(包括基性岩)发生深熔,而不需要外来热源;(6)造山带变质核经历了长期的变质演化过程,其进变质始于~47Ma,峰期变质发生在~25Ma,退变质持续到~15Ma。这些岩石也记录了持续的(超过20Myr)高温变质和部分熔融过程。在造山带西段的超高压变质岩具有~46Ma的峰期变质年龄和~40Ma的退变质年龄,所以经历了一个快速俯冲与折返过程;(7)印度大陆西缘与岛弧的碰撞(造山带西段)和印度大陆东缘与大陆弧的碰撞时间一致,为~50Ma;(8)在造山带西段,印度大陆的深和陡俯冲形成了超高压变质岩;而在造山带中段,印度大陆的平缓俯冲形成了中高压变质岩;(9)构造变质不连续在变质核中广泛存在。多重有序逆冲和无序逆冲导致的岩片叠置控制着造山带的地壳结构;(10)现有的构造模型,包括楔形挤出、隧道流、临界楔和构造楔模型,都不能全面合理地解释造山带变质核部的折返机制。     

北喜马拉雅变质作用和花岗岩研究及春与高喜马拉雅结晶岩系的对比

沿北喜马拉雅（拉轨岗日山脉）分布一条变质－花岗岩带,其变质级别沿垂直于走向方向呈高低起伏变化,而不是单调递增或递减。花岗岩与围岩以和谐过渡为主,岩体不同部位的矿物、岩石成分均有相当程度的变化,熔融程度较低;而高喜马拉雅花岗岩是低共熔的结果。北喜马拉雅变质－花岗岩带与高喜马拉雅结晶岩相比,从变质作用到岩浆活动均有很大的相似性。本文认为,二者形成的构造环境相似,相时间上又有一定的差异。     

南秦岭造山带东段的变质作用研究

近年来,虽然秦岭造山带的研究取得了重要进展,但对于分布广泛的南秦岭地区变质作用的研究非常薄弱。仅在中国变质地质图和陕西省区域地质志中指出,该区的变质作用以佛坪地区为中心发育递增变质带,最高为十字石蓝晶石级,主变质期为海西期。本课题组最近对南秦岭造山带...     

北喜马拉雅变质作用和花岗岩研究及其与高喜马拉雅结晶岩系的对比

沿北喜马拉雅(拉轨岗日山脉)分布一条变质-花岗岩带,其变质级别沿垂直于走向方向呈高低起伏变化,而不是单调递增或递减。花岗岩与围岩以和谐过渡为主,岩体不同部位的矿物、岩石成分均有相当程度的变化,熔融程度较低;而高喜马拉雅花岗岩是低共熔的结果。北喜马拉雅变质-花岗岩带与高喜马拉雅结晶岩相比,从变质作用到岩浆活动均有很大的相似性。本文认为,二者形成的构造环境相似,但时间上又有一定的差异。     

高喜马拉雅中段基性捕虏体的变质作用及其构造意义

西藏南部聂拉木—樟木剖面出露的高喜马拉雅变质带主要由副变质片麻岩和花岗质片麻岩组成,其次为伟晶岩和淡色花岗侵入体,区域变质程度为角闪岩相。我们对其中的变质基性捕虏体进行详细的变质作用研究,内容包括变质矿物组合,矿物变质反应结构和变质作用的温度—压力条件分析。基性捕虏体中的石榴子石角闪片麻岩和斜长角闪片麻岩均保存了两期变质矿物组合。温度与压力计算结果表明,石榴子石角闪片麻岩早期变质阶段(M1)温度约为829 ℃,压力为7.3 kbar; 晚期(M2)变质温度为625 ℃,压力为4.3 kbar。斜长角闪片麻岩所经历的早期变质阶段(M1)温度约为776 ℃、压力约为10.6 kbar; 晚期(M2)变质温度超过692 ℃,压力为7.4 kbar。石榴子石角闪片麻岩和斜长角闪片麻岩捕虏体均记录了典型的顺时针P-T轨迹,表明高喜马拉雅变质带曾向北俯冲到下地壳深度,之后被抬升到地表剥蚀出露。变质基性捕虏体的研究说明高喜马拉雅结晶岩系经历过较高温度—压力的变质作用,支持了其沿着藏南拆离系和主中央逆冲断裂系向南挤出的大地构造模型。     

喜马拉雅造山带的高压超高压变质作用与印度-亚洲大陆碰撞

喜马拉雅造山带是印度与亚洲大陆碰撞作用的产物,正在进行造山作用,是研究板块构造的天然实验室.高压和超高压变质岩分布在喜马拉雅造山带的核部.这些变质岩具有不同的形成条件、形成时间和形成过程,为印度与亚洲碰撞带的几何学、运动学和动力学提供了重要的限定.含柯石英的超高压变质岩产出在喜马拉雅造山带的西段,它们形成在古新世与始新世之间(53～46Ma),为印度大陆西北边缘高角度超深俯冲作用的产物,并经历了快速俯冲与快速折返过程.在约5 Myr内,超高压变质岩从＞100km的地幔深度折返到了中地壳深度,且仅仅叠加角闪岩相退变质作用.高压榴辉岩产出在喜马拉雅造山带中段,形成时间约为45Ma,为印度大陆低角度深俯冲作用的产物,经历了至少20Myr的长期折返过程,叠加麻粒岩相退变质作用和部分熔融.高压麻粒岩产出在喜马拉雅造山带的东端,是印度大陆东北缘近平俯冲作用的产物,峰期变质作用时间约为35Ma,经历了约20Myr的长期折返过程,叠加了麻粒岩相和角闪岩相退变质作用,并伴随有多期部分熔融.因此,喜马拉雅造山带的变质作用具有明显的时间与空间变化,显示出大陆深俯冲与折返过程的差异性,以及大陆碰撞造山带形成机制的多样性.     

藏南吉隆地区大喜马拉雅结晶杂岩的新生代变质作用和构造意义

大喜马拉雅结晶杂岩位于喜马拉雅造山带的核部,其变质作用的研究是揭示碰撞造山作用和动力学的关键。本文对喜马拉雅造山带中部吉隆地区的大喜马拉雅结晶杂岩中的片麻岩和片岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学的研究,表明这些高级变质岩经历了高角闪岩相的变质作用和部分熔融,以及近等温降压的退变质过程。片麻岩和片岩的峰期变质矿物组合为斜长石+钾长石+黑云母+白云母+石英±石榴子石±钛铁矿和石榴子石+蓝晶石+斜长石+黑云母+白云母+钛铁矿+石英,晚期退变质矿物组合为斜长石+钾长石+黑云母+白云母+夕线石+石英±石榴子石和石榴子石+夕线石+斜长石+黑云母+白云母+钛铁矿+石英。相平衡模拟研究表明,岩石的峰期变质条件为685~755℃和9.5~12kbar,退变质作用条件为675~685℃和6~7.4kbar。锆石U-Pb年代学表明,高级变质岩的部分熔融时间为38~16Ma,熔体结晶时间为17~15Ma。本次研究表明,大喜马拉雅结晶杂岩中、上部并没有普遍经历高压麻粒岩相变质作用,部分地区包括吉隆地区经历的是高角闪岩相变质作用。此外,本文在吉隆地区高级变质的大喜马拉雅结晶杂岩中识别出较低级变质的特提斯喜马拉雅岩系单元。结合已发表的藏南拆离断裂的主要活动时间,本文认为构造楔模型更适用于研究区喜马拉雅造山过程的解释。     

喜马拉雅造山带核部的变质作用与部分熔融:亚东地区高压泥质麻粒岩的岩石学与年代学研究

喜马拉雅造山带核部的高喜马拉雅结晶岩系是印度大陆深俯冲到欧亚板块之下经历了高压变质作用的产物,记录了喜马拉雅造山带的形成与演化历史。本文对喜马拉雅造山带中段亚东地区高喜马拉雅结晶岩系中的泥质麻粒岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究,结果表明泥质麻粒岩经历了复杂的变质演化和部分熔融,可识别出三期变质矿物组合。早期进变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+黑云母+白云母+石英,峰期变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+黑云母+蓝晶石+石英,晚期退变质矿物组合为石榴石+斜长石+钾长石+夕线石+黑云母+白云母+石英。相平衡模拟表明,该泥质麻粒岩经历了高温、高压的峰期变质条件为800~835℃和12.8~14kbar,在进变质和峰期变质过程中经历了白云母和黑云母脱水熔融,所形成的熔体量至少为5%~8%。麻粒岩的晚期退变质条件为720~740℃和7.6~8.3kbar。这表明泥质麻粒岩经历了一条以高压麻粒岩相峰期变质和降温、降压退变质为特征的顺时针P-T轨迹。锆石U-Pb定年结果表明,麻粒岩相变质和深熔作用发生在28.5~17.0Ma。本研究表明高喜马拉雅结晶岩系的上部构造层位经历了高压麻粒岩相变质作用,而不是以前认为的以高温、低压变质作用为特征,并为喜马拉雅造山带构造演化的研究提供了新的见解。     

喜马拉雅造山带的部分熔融与淡色花岗岩成因机制

喜马拉雅造山带核部由高级变质岩和淡色花岗岩组成,是研究大陆碰撞造山带部分熔融与花岗岩成因的天然实验室.基于最新研究成果,探讨了喜马拉雅造山带核部变质作用的条件、类型以及P-T轨迹、部分熔融的方式与程度及熔体成分以及变质作用与部分熔融的时间和持续过程.相关证据表明,造山带核部经历了高压麻粒岩相至榴辉岩相变质作用,具有以增温增压进变质和近等温降压退变质为特征的顺时针型P-T轨迹.这些高压变质岩石发生了长期持续的高温变质与部分熔融.在泥质岩石的进变质过程中白云母和黑云母脱水熔融可以形成不同成分的熔体.同时,总结了淡色花岗岩的形成时间、地球化学特征和源区熔融方式,结果表明碰撞造山过程中加厚下地壳的脱水熔融形成了喜马拉雅造山带的淡色花岗岩.      

Tectonothermal evolution of the High Himalayan Crystalline Sequence, Langtang Valley, northern Nepal

The High Himalayan Crystalline Sequence in north-central Nepal is a 15-km-thick pile of metasediments that is bound by the Main Central Thrust to the south and a normal fault to the north. The Langtang section through the metasediments shows an apparent inversion of metamorphic isograds with high-P, kyanite-grade rocks exposed beneath low-P, sillimanite-grade rocks. Textural evidence confirms that the observed inversion is a result of a polyphase metamorphic history and phase equilibria studies indicate that thermal decoupling has occurred within a mechanically coherent section of crust. Rocks now exposed at the base of the High Himalayan thrust sheet underwent Barrovian regional metamorphism (M1) prior to 34 Ma in the early stages of the Himalayan orogeny, recording metamorphic conditions of T= 710 ± 30° C, P= 9 ± 1 kbar. After the activation of the Main Central Thrust, which emplaced these metapelites southwards onto the lower grade Lesser Himalayan formations, the upper part of the thrust sheet was overprinted by a second heating event (M2), resulting in sillimanite-grade metamorphism and anatexis of metapelites at T= 760 ± 30° C, P= 5.8 ± 0.4 kbar between 17 and 20 Ma. Crustally derived, leucogranite magmas have been emplaced into low-grade Tethyan sediments on the hangingwall of the normal fault that bounds the northern limit of the metapelitic sequence. The cause of the selective heating of the upper section of the metasediments during M2 cannot be reconciled with either post-thrusting thermal relaxation or advection models. The cause of M2 remains problematical but it is suggested that heat focusing has occurred at the top of the High Himalayan Crystalline Sequence as a result of movement on the normal fault blanketing metapelites of high heat productivity with low-grade sediments of low thermal conductivity. This model implies that the normal fault was active before M2, consistent with decompression textures that formed during, or shortly after, sillimanite-grade metamorphism.     

藏南吉隆地区早古生代大喜马拉雅片麻岩锆石SHRIMP U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义

藏南吉隆地区眼球状片麻岩是大喜马拉雅结晶岩系的一部分,其矿物组成为石英、斜长石、钾长石、黑云母和少量的白云母。片麻岩中的锆石具有核边结构,由继承碎屑锆石核和具有同心环带结构的岩浆锆石边组成,SHRIMP U Pb测年显示,边部岩浆锆石加权平均年龄为（4989±44） Ma,表明片麻岩的原岩为早古生代的花岗岩,εHf加权平均值为-83±095,暗示片麻岩原岩为壳源,可能是印度大陆北部地壳部分熔融的产物。文中和现有的地质年代学数据表明,喜马拉雅造山带是一个复合造山带,经历了早古生代的造山作用,早古生代的喜马拉雅造山带是原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲的结果,是冈瓦纳大陆拼合之后在其边缘形成的安第斯型造山带,而不属于冈瓦纳超大陆聚合过程中陆陆碰撞形成的泛非造山带的一部分。     

Domal structures and high-grade metamorphism in the Higher Himalayan Crystalline, Zanskar Region, north-west Himalaya, India

ABSTRACT In the main Himalayan range in the Ladakh-Zanskar area, domal structures have been observed at structurally deeper levels in the tectonic unit of the Higher Himalayan Crystalline. Their formation occurred during a second, temperature-dominated phase (M₂) of high-grade regional metamorphism, characterized by the semipelitic paragenesis of sillimanite-K-feldspar and incipient anatexis. The doming event reveals a local system of synmetamorphic uplift superimposed on a regional system of northeast-southwest trending compression. In the main Himalayan range the development of the dominant S₂ foliation is related to deformation during the doming phase, which started early in the M₂ event. The deformation propagated continuously north-east and south-west with time. In the north-east, on the northern slopes of the main Himalayan range, this deformation is expressed by extensional shear movements of the upper tectonic levels finally leading to the late- to postmetamorphic normal fault system of the Zanskar shear zone. Towards the south-west, deformation is expressed by compressional movements, e.g. at the Main Central Thrust (MCT) in the Kishtwar window area. The observed compression and extension is inferred to relate to an increased uplift of the domal bulges of the tectonic Kishtwar window and of the whole main Himalayan range.     

Geology and tectono‐metamorphic evolution of the Himalayan metamorphic core: insights from the Mugu Karnali transect,Western Nepal (Central Himalaya)

New structural and tectono‐metamorphic data are presented from a geological transect along the Mugu Karnali valley, in Western Nepal (Central Himalaya), where an almost continuous cross‐section from the Lesser Himalaya Sequence to the Everest Series through the medium‐high‐grade Greater Himalayan Sequence (GHS) is exposed. Detailed meso‐ and micro‐structural analyses were carried out along the transect. Pressure (P)–temperature (T) conditions and P–T–deformation paths for samples from different structural units were derived by calculating pseudosections in the MnNKCFMASHT system. Systematic increase of P–T conditions, from ~0.75 GPa to 560 °C up to ≥1.0 GPa–750 °C, has been detected starting from the garnet zone up to the K‐feldspar + aluminosilicate zone. Our investigation reveals how these units are characterized by different P–T evolutions and well‐developed tectonic boundaries. Integrating our meso‐ and micro‐structural data with those of metamorphism and geochronology, a diachronism in deformation and metamorphism can be highlighted along the transect, where different crustal slices were underthrust, metamorphosed and exhumed at different times. The GHS is not a single tectonic unit, but it is composed of (at least) three different crustal slices, in agreement with a model of in‐sequence shearing by accretion of material from the Indian plate, where coeval activity of basal thrusting at the bottom with normal shearing at the top of the GHS is not strictly required for its exhumation.     

高喜马拉雅普兰地区东西向韧性拆离作用及其构造意义

高喜马拉雅地体西部普兰地区东西向面状韧性拆离作用发育,韧性拆离带内的岩石都经历了不同程度的塑性变形,糜棱岩化作用普遍存在,面理向东缓倾,拉伸线理向东倾伏,倾伏角5～18°.不对称旋转应变构造指示韧性拆离带具有早期自西向东的运动性质,及后期又经历了自东向西脆韧性变形的特点.EBSD组构测定结果反映糜棱岩中变形石英的晶格优选方位具有自西向东的高温柱面{10 -10}《a》、中温菱面{10-1 -1}《a》和自东往西的中温菱面{10-1 -1}《a》、低温底面{0001}《a》两组滑移系,结合糜棱岩中普遍存在的不对称旋转构造特点分析说明构造带早期自西向东韧性拆离作用形成于中高温环境,后期自东向西的脆韧性变形形成于中低温环境.锆石SHRIMP U-Pb定年结果表明普兰地区高喜马拉雅变质基底原岩形成于1863Ma.普兰东西向韧性拆离作用形成于中新世,与高喜马拉雅地体南北两侧的MCT和STDS形成时代相吻合,是印度板块向北俯冲产生的挤压应力作用于弧形喜马拉雅造山带时,分解出平行于造山带方向的剪切应力促使造山带内中下地壳的物质沿平行于造山带方向发生塑性流动形成的,是与MCT和STDS在同一构造事件中同一构造应力场内形成的,是青藏高原大规模南北向缩短、隆升和一部分物质向东逃逸的产物.     

喜马拉雅造山带东构造结南迦巴瓦岩群地质年代学和前寒武纪构造演化

位于喜马拉雅造山带东构造结,印度-雅鲁藏布江缝合带以南的南迦巴瓦岩群经历了高压变质作用和强烈的部分熔融与混合岩化作用.本文选择广泛分布的长英质片麻岩进行了岩石学和年代学研究.除个别岩石保存了由石榴石 蓝晶石 三元长石 石英组成的高压泥质麻粒岩相变质矿物组合以外,大多数片麻岩具有角闪岩相变质矿物组合,它们的原岩包括闪长岩和花岗闪长岩,并具有岩浆弧花岗岩的化学成分特征.片麻岩中的锆石普遍具有核-边结构.SARIMP和LA-ICP-MS原位分析表明,锆石的边缘给出了古生代至新生代的多期变质和岩浆事件年龄(500～10Ma),而锆石的核部给出了前寒武纪年龄,但主要集中在～2500Ma,～1800Ma,～1600Ma和～1000Ma.所分析的锆石区域具有明显的岩浆结晶环带和高的Th/U比值,表明它们所指示的是多期岩浆活动事件年代.这些年代峰值与整个高喜马拉雅结晶杂岩及印度陆块所获得的前寒武纪构造热事件年龄及分布特征基本上可以对比.因此,我们认为南迦巴瓦岩群及高喜马拉雅结晶杂岩的原岩是由新太古代至新元古代形成的多期岩浆岩组成,并作为印度陆块的一部分经历了Columbia、Rodinia和Gondwana超大陆的形成与裂解过程,以及喜马拉雅期的区域变质与岩浆作用再造.