东昆仑东段晚古生代—中生代若干不整合面特征及其对重大构造事件的响应

地层不整合接触是研究地质发展历史和鉴定地壳运动特征的重要依据。通过大范围露头尺度和填图尺度不整合面的识别,结合不同时代地层沉积体系的特征及构造变形样式的对比研究,发现东昆仑造山带东段晚古生代—中生代地层由底到顶共发育有4个不同类型的不整合面,分别是上二叠统格曲组与上石炭统浩特洛哇组之间的角度不整合面、中三叠统希里可特组与闹仓坚沟组之间的微角度不整合面、上三叠统八宝山组与下伏不同时代地层之间的角度不整合面、下侏罗统羊曲组与上三叠统八宝山组之间的平行不整合面。这几个不同时代的不整合面分别代表了东昆仑东段晚古生代—中生代地质演化时期中特定的构造事件。其中,格曲组与浩特洛哇组角度不整合关系代表东昆仑造山带南缘阿尼玛卿—布青山古特提斯洋晚二叠世开始向北俯冲的构造事件;希里可特组与闹仓坚沟组微角度不整合关系与陆(弧)陆局部差异性初始碰撞的洋陆转换构造事件密切相关;八宝山组与下伏不同时代地层角度不整合关系是东昆仑地区分布较广、意义重大的一个不整合面,代表中三叠世晚期—晚三叠世早期东昆仑地区陆(弧)陆全面碰撞的主造山构造事件,同时该期碰撞造山事件铸就了东昆仑及其周缘地区的基本构造格架。羊曲组与八宝山组之间平行不整合面则与晚三叠世晚期—早侏罗世早期陆内演化过程中地壳垂向抬升事件相关。这些不整合面的厘定及其代表的相应构造事件对于合理建立东昆仑地区晚古生代—中生代构造演化过程具有重要意义。     

扬子北缘镇巴—高川地区两类不同二叠系对比及区域构造意义

通过1∶50 000陕西镇巴—高川地区区域地质调查,发现镇巴地区和高川地区二叠系具有完全不同的岩石组合特征及生物化石,前者主要为一套稳定的碳酸盐岩相沉积,后者主要为一套较深水相黑色岩系沉积。经对典型地区实测剖面、古生物及岩石组合特征详细对比研究,发现二者虽然时代相同,但是不能横向对比,应为同期异相的产物。在综合区域地质资料基础上,探讨上述二叠系所表征的区域构造意义。两套二叠系岩相的差异性说明镇巴地区和高川地区当时曾分处在不同的沉积-构造环境:镇巴周缘以米仓山和星子山地层小区为代表的物质建造与扬子地块整体升降和海水的频繁进退密切相关,而高川周缘以褚河地层小区为代表的物质建造则更可能与早期地壳隆升、晚期地壳张裂成盆和海水贯入有关。综合区域地质资料研究认为,高川地区地层系统与勉略带地层系统相似,表明其早期与勉略带有着大致相同的构造演化史,也表明高川盆地曾经是晚古生代勉略裂谷—有限洋的一部分,只是被后期构造改造而残存于现今高川一隅。     

东昆仑东段可日正长花岗岩年龄和岩石成因对东昆仑中三叠世构造演化的制约

可日岩体位于东昆仑造山带东段东昆北构造带,岩性为含暗色微粒包体正长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示寄主岩和暗色微粒包体的结晶年龄分别为231.58±0.49Ma和232.6±2.3Ma。可日正长花岗岩主体为弱过铝质中钾钙碱性I型花岗岩,具有较高的SiO_2含量(72.06%~74.49%)和Na_2O/K_2O(1.00~1.35)、Nb/Ta(15.4~27.9)比值,较低的值(14~31)和Rb/Ba(0.10~0.46)比值,富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)。岩体为巴颜喀拉地块同东昆仑地块碰撞后,板片断离持续作用产生的镁铁质熔体底侵中下地壳使其部分熔融的结果。暗色微粒包体同寄主岩具有相近的结晶年龄、较细粒度、含有寄主岩捕获晶、针状磷灰石,显示包体是镁铁质岩浆注入寄主岩快速冷却的产物。由于寄主岩分离结晶,残留熔体与包体的浓度梯度差导致元素扩散,使两者具有物质交换。东昆仑东段晚古生代-早中生代幔源岩浆对花岗质岩浆的影响是一个持续的过程,从俯冲阶段早期流体交代地幔熔融,到俯冲阶段后期板片断离,然后同碰撞阶段板片断离的持续影响,再到后碰撞阶段加厚地壳的拆沉作用,由于地球动力学体制不同,导致幔源岩浆影响的大小和特征不同。可日岩体年龄及岩石成因显示东昆仑地区在232Ma左右处于同碰撞阶段。     

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带及其构造演化

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带位于甘肃省东部天水地区,主要由寒武纪关子镇武山蛇绿岩带、晚寒武世—早奥陶世李子园群浅变质活动陆缘沉积火山岩系、奥陶纪草滩沟群岛弧型火山沉积岩系以及加里东期岛弧型深成侵入岩体、俯冲碰撞型花岗岩体等组成。关子镇蛇绿岩中变质基性火山岩属于NMORB型玄武岩,武山蛇绿岩中变质基性火山岩属于EMORB型玄武岩,是洋脊型蛇绿岩的重要组成部分,形成时代大致在534～489Ma之间的寒武纪。李子园群火山岩主要形成于岛弧或与岛弧相关的弧前盆地构造环境,草滩沟群火山岩形成于与俯冲作用相关的岛弧环境。关子镇流水沟和百花中基性岩浆杂岩总体形成于中晚奥陶世（471～440Ma）古岛弧构造环境,同时发育加里东期俯冲型（450～456Ma）花岗岩类和碰撞型（438～400Ma）花岗岩类岩浆活动。西秦岭北缘早古生代古洋陆构造格局经历了从洋盆形成洋壳俯冲消减直至陆陆碰撞造山的板块构造演化过程。总体构造演化可划分为四个阶段：①晚寒武世古洋盆初始形成阶段;②早奥陶世洋盆初始俯冲阶段;③中晚奥陶世洋壳大规模俯冲与古岛弧发育阶段;④志留纪陆陆或陆弧碰撞造山阶段。     

东昆仑东段香加南山花岗岩基斜长石成分组成与岩浆演化和混合作用

东昆仑东段香加南山花岗岩基岩浆混合作用明显,斜长石作为主要造岩矿物,是研究岩石成因、示踪岩浆演化和岩浆混合过程的有效工具。对香加南山花岗岩基中寄主岩及暗色微粒包体中的斜长石进行岩相学和矿物化学研究。电子探针结果显示:寄主岩中正常环带斜长石(39~48,21~36)、包体中斜长石捕掳晶(41~49,35~36,43~49,31~47,27~38)和寄主岩矿物中包裹斜长石(29~45,14~32)具有演化的An值;部分寄主岩斜长石核部由于受到后期蚀变具有较高的An值(59~72)。包体中基质斜长石大部分具核边结构,核部(52,31)和边部(33~37,25)An值存在间断;少量斜长石核部受到蚀变,An值较低(49),幔部(55~71)An值高于边部(46~49);部分包体中基质斜长石核部呈补丁状,暗色部分An值较高(66),浅色部分An值较低(33~39)。包体中斜长石捕掳晶主要分为干净斜长石捕掳晶和含有矿物的斜长石捕掳晶两大类,干净斜长石环带明显或聚片双晶发育,An值变化范围较小(41~49,35~36);含有暗色矿物的斜长石捕掳晶An值整体也呈震荡变化(43~49,31~47,27~38),但由于受到蚀变,部分测点An值较高(78),少量斜长石具有高An值增生边(73)。以上研究显示,结晶于寄主岩的斜长石正常演化序列反映寄主岩从演化早期到晚期,岩浆逐渐从偏基性向酸性转变;包体基质斜长石为包体进入寄主岩温度、压力和水饱和度降低导致斜长石受到熔蚀后继续结晶结果;包体中斜长石捕掳晶来自寄主岩,由于进入包体后温度和压力产生变化,以及后期生长,导致斜长石的成分和构造有所不同。香加南山花岗岩基及暗色微粒包体中斜长石的复杂环带为幔源镁铁质岩浆注入长英质岩浆混合作用的结果。     

东昆仑东段清水泉辉长岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

清水泉辉长岩体位于东昆仑中缝合带清水泉蛇绿岩北侧,主要岩性为角闪辉长岩。该岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为452.1±5Ma,形成时代为晚奥陶世。辉长岩体样品SiO_2含量为43.89%~45.99%,Na_2O含量为1.30%~2.32%,K_2O含量为0.68%~1.39%,P_2O_5含量为0.26%~0.40%,TiO_2含量较低,为0.74%~0.95%,MgO含量为5.72%~6.54%,Mg~#值较低,为53~54。岩石地球化学特征显示,该岩体属于拉斑玄武岩系列,稀土元素表现出轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特点,微量元素以富集大离子亲石元素(Cs、Rb、Ba等,尤其以Ba的正异常最为突出)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti、Zr、Hf)为特征。微量元素构造判别显示,其形成于活动陆缘岛弧构造环境。结合区域地质资料研究表明,清水泉辉长岩体可能形成于以清水泉蛇绿岩为代表的东昆仑中弧后有限洋盆向北俯冲的初始阶段。     

勉略构造带新元古代中期构造演化特征:来自略阳关天门变质沉积岩碎屑锆石U-Pb年代学和地球化学的证据

秦岭南缘勉略构造带略阳关天门地区发育有一套绿片岩相-低角闪岩相岩石组合,是勉略构造带内强烈韧性变形的变质沉积岩系,其形成时代和构造属性长期存在争议,制约区域大地构造演化的研究。为查明其形成时代与构造背景,对其中的变质细碎屑岩进行系统的岩石学、碎屑锆石U-Pb年代学和岩石地球化学研究。2件碎屑锆石U-Pb年龄样品的年龄分布特征相似,主要年龄区间为新元古代早中期(ca.880~800 Ma),并且显示出ca.830 Ma的显著峰值;最年轻的一组碎屑锆石年龄为747~736 Ma(平均年龄742±6 Ma)。地球化学研究结果表明,关天门变沉积岩原岩应为一套细碎屑岩偶夹碳酸盐岩的沉积组合,原岩经历了较低程度的化学风化和沉积物再旋回,其物源主要为大陆岛弧背景下的中-酸性岩浆岩。结合区域已有研究成果,认为关天门变沉积岩的物源主要为碧口微地块、汉南—米仓山微地块的新元古代早中期岩浆弧。通过野外地质调查,并与已有的区域碎屑锆石年龄谱系进行对比,认为关天门变沉积岩岩片的沉积时代应晚于碧口微地块横丹群形成的时间(720 Ma),即关天门变沉积岩岩片的沉积时限应晚于720 Ma,形成于新元古代中期伸展裂陷体制,是Rodinia超大陆裂解过程的响应。     

东昆中构造混杂岩带清泉沟弧前玄武岩地质、地球化学特征及构造环境

东昆中构造混杂岩带东段清泉沟玄武岩岩石源区及构造环境研究具有重要意义.通过对清泉沟玄武岩进行详细的地质、地球化学和构造环境研究,结果表明,该套玄武岩属于亚碱性拉斑玄武岩系列,球粒陨石标准化稀土元素配分图呈现轻稀土元素弱亏损-弱富集的特征,与正常大洋中脊玄武岩（NMORB）和西太平洋IBM弧前玄武岩（FAB）配分特征相似.岩石成因研究表明其源区具亏损地幔特征,且地幔熔融程度比NMORB源区熔融程度较高.构造环境研究表明该套玄武岩形成于大洋初始俯冲阶段的弧前环境.综合区域地质资料,认为东昆中古洋盆至少于中寒武世（510 Ma）之前开始向北俯冲,在俯冲初期形成了清泉沟弧前玄武岩,构成了俯冲带初始弧壳或不成熟洋内岛弧.      

西秦岭临潭地区下白垩统—上新统陆相地层碎屑锆石U Pb年代学及其物源分析

选取西秦岭造山带临潭地区下白垩统磨沟组和新近系上新统临夏组碎屑岩为研究对象,运用LA- ICP- MS锆石U- Pb同位素年代学方法,探讨磨沟组和临夏组的物质来源。结果显示,碎屑锆石年龄谱可分为6组：①新太古代—古元古代(2627~1676 Ma);②中元古代(1487~1035 Ma);③新元古代(996~812 Ma);④早古生代(534~425 Ma);⑤晚古生代(409~252 Ma);⑥早中生代(250~197 Ma)。其中,新太古代—古元古代(2627~1676 Ma)的年龄数据约占总体的5031%,所占比例最大,其余年龄段所占比例则较少。下白垩统磨沟组和上新统临夏组中蕴含的锆石年龄信息分布特征较为一致,均有新元古代、早古生代、早中生代年龄峰值,以及华北板块特有的18 Ga和25 Ga年龄峰值。下白垩统磨沟组和上新统临夏组具有近源堆积为主的特征,合作- 岷县断裂北侧的中秦岭构造带为其提供了物源,碎屑锆石年龄谱特征记录了物源区地质体中的再旋回年龄信息。本研究对西秦岭中新生代的构造演化研究具有重要意义。     

东昆仑东段香日德地区察汗陶勒盖正长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

东昆仑造山带东段察汗陶勒盖地区出露一套肉红色正长花岗岩,用LA-ICP-MS技术测得的锆石U-Pb年龄为239.9±0.7Ma,表明该岩体形成于中三叠世。地球化学特征表明,察汗陶勒盖正长花岗岩属于过铝质高钾钙碱性系列,岩石具有高SiO_2、Al_2O_3、K_2O和低TiO_2、MnO、CaO的特征,A/CNK为1.05~1.13(平均值为1.10),K_2O/Na_2O值介于0.95~1.16之间,里特曼指数σ为1.56~2.24,CIPW标准矿物计算的刚玉质量分数大于1%,矿物组合中出现白云母等富铝矿物,显示S型花岗岩特征。稀土元素总量为61.47×10~(-6)~145.23×10~(-6),球粒陨石标准化配分曲线显示,轻稀土元素富集((La/Yb)_N=15.83~27.11),且有明显的负Eu异常(δEu=0.26~0.49)。原始地幔标准化蛛网图显示,岩石富集Rb、La、Th,亏损Ba、Ta、Sr、P、Ti等元素。微量和稀土元素特征显示出明显的壳源特征,其源岩可能为以上地壳杂砂质岩为主的沉积岩。结合区域资料认为,察汗陶勒盖正长花岗岩体具有过渡型花岗岩的特征,形成于俯冲向同碰撞转化阶段,是东昆仑南缘青山-阿尼玛卿洋壳俯冲晚期的产物。