原特提斯的消减极性：西昆仑128公里岩体的启示

128公里岩体是西昆仑造山带中一个早古生代的花岗闪长岩体,长期以来一直是研究西昆仑构造演化的重要参考依据。然而由于区域地质资料的不足和研究手段的不同,对该岩体的形成年代、源区性质以及构造背景等方面还存在着不同的认识。本文试图通过地质年代学和地球化学方面的研究,明确128公里岩体的成岩时代和构造背景,进而制约西昆仑的早古生代构造演化。单颗粒锆石的U-Pb定年结果表明128公里岩体形成于471±5 Ma并含有可能形成于早期岩浆房或继承自源区的490 Ma左右的锆石。128公里岩体富Al_2O_3(15.7％～18.4％),Sr(470～864μg/g)和大离子亲石元素但相对亏损 高场强元素,相对富集轻稀土且具有低到中等的负铕异常(δEu=～0.7),显示出典型的Ⅰ型弧花岗岩特征。尽管其富集Al_2O_3、Sr、相对低的MgO含量和Y/Yb比值使其非常类似于埃达克岩,但其相对高的Yb(1.92～2.88μg/g)、Y(19.4～34.0μg/g)含量,低的Sr/Y(24.2～37.0)和Zr/Sm(7.3～21)比值以及相对高的初始Sr同位素组成(0.7075～0.7091)排除了消减板块在石榴石稳定区发生部分熔融的可能性。低的氧同位素组成(+5.7‰～+7.4‰)以及Sr-O同位素关系表明该岩体并非形成于地幔来源的岩浆与变质围岩间的同化混染。高的稀土含量、明显的稀土分馏以及相对高的Sr同     

西昆仑东南构造样式及其对增生弧造山作用的意义

西昆仑东南甜水海地区表现为由东北往西南以麻扎-康西瓦冲断系、泉水沟冲断系、甜水海冲断系和南南西边缘盲冲断系而限定数个招皱-逆冲构造带或者褶皱构造带的构造格局构造变形样式总体上以向南逆冲的褶席和逆冲叠瓦扇为特征,以由东北往西南构造变形样式依次出现复式背形堆垛和叠瓦扇组合,到侏罗山式语皱构造带的变化其中用皱样式依次出现大型紧闭平卧卜倒转招皱、中尺度尖棱招皱和具圆筒状转折端的开阔格皱,而断层变化则由断层面产状几乎水平的多重复杂冲精席系到缓倾的顶板冲断层-底板冲断层组合样式到叠瓦扇冲断层．大地构造相分析表明研究区构造变形强度自北东向南西呈递减趋势,与库地一麻扎一带的增生楔杂岩可能组成了复杂的增生楔造山作用的增生楔和前陆招皱冲断带的复杂组合因此,研究区的构造格局并非简单的“塔什库尔干一甜水海地体”,而是复杂的增生弧造山带．     

增生型造山带结构解析与时空制约

增生型造山带记录复杂的板块汇聚过程,增生造山作用演化历史漫长,发育多期次造山作用.就增生型造山带的特征与复杂性进行简要总结与评述,并讨论增生造山作用时空分析思路.增生造山作用是多种性质(汇聚、转换和离散)的板块边缘,沿一个核心大陆边缘最终发生复杂相互作用动力学过程的总和.弧前发育增生杂岩和各种混杂岩或者构造岩片,上叠有以弧前盆地为代表的各类沉积盆地,共同制约增生过程的时空演化特征.增生型造山带多发育多岛海复杂古地理格局,增生造山作用具有多组分、多岛海、多盆地类型、多种性质的岩浆活动、宽阔的增生杂岩、多俯冲极性、多地体拼贴、长期演化与面状增生等特性.以古地磁、古地理、古生物与古气候等资料为基本依据,划分一级大地构造单元界线.以构造地质解析和关键地区详细的地质填图,结合物质成分和年代学分析,进行二级大地构造单元及其相互关系的详细解剖.卷入增生造山事件中最年轻的地质体或者组分,提供了该期增生事件时限的下限;卷入增生造山事件中最年轻的角度不整合,以及最年轻的高压-低温变质事件,可能提供了最晚增生事件时限的下限;而未卷入增生造山事件中最老的区域性角度不整合,则可能提供了最晚增生事件时限的上限.     

东天山晚古生代-中生代构造演化和内生金属矿床成矿系列

本文立足于东天山地区晚古生代-中生代内生金属矿床的野外地质研究,在充分整理和消化前人大量研究成果的基础之上,选取典型矿床进行重点解剖研究,尝试应用成矿系列的理论来认识东天山晚古生代-中生代内生金属矿床的时空分布和成矿动力学演化规律,以内生金属矿床时空分布样式作为大地构造环境的标志和限定;本文主要以东天山地区的内生金属矿床为研究对象,并按照成矿系列的学术思想,将其进一步划分为5个成矿亚系列。按照时代顺序,对于每一个成矿系列形成的成矿动力学背景、时空分布规律、典型矿床特征和成因机制进行了简要论述;基于对成矿系列的分析研究,进而探讨了东天山晚古生代-中生代内生金属矿床规律与构造演化之间的关系;总结了该地区古生代俯冲-增生和中生代后碰撞演化导致了该地区独居特色的内生金属矿床侧向分带现象;指出东天山作为中亚增生造山带的重要组成部分,古生代-中生代的构造经历了完整的俯冲-增生、碰撞造山和后碰撞的演化阶段,而每一个构造演化阶段都伴随有一套内生金属矿床成矿系列和金属元素的大量堆积。     

洋底凸起地质体及其对造山带中蛇绿岩组分的贡献

蛇绿岩作为造山带中保存的曾经存在过的大洋或与大洋有关地质体的残留,除了部分的露头出露有完整的岩石组分之外,研究发现许多露头只出露部分的岩石组分,如只出露第1层的深海/远洋沉积物和第2层的玄武岩或绿岩,且其基性岩以MORB和OIB的地球化学特征为主,而不是SSZ型岩浆的地球化学特征。审视以前的蛇绿岩就位模型,学者们认为俯冲洋壳的洋底是平坦的;该假设与现状大洋洋底地形探测资料不吻合。大洋洋底测绘资料显示洋底可以在洋中脊处和海山/洋底高原的位置发育凸起地貌。本文根据岩石破裂的力学性质,分析了它们的破裂过程;结合中国新疆西准噶尔玛依勒地区、日本造山带和美国加州海岸山脉增生楔和蛇绿岩中岩石组合和构造属性,以及它们的就位时代和形成时代年龄差可达几十个百万年到上百个百万年,认为洋底表面的凸起地质体上段部位的岩石容易被滑脱断层错断并卷入到造山带中,而且它们比构造叠置的围岩-海沟沉积物更老。     

北山中部增生造山过程:构造变形和~(40)Ar-~(39)Ar年代学制约

北山造山带是诠释中亚造山带南缘增生构造过程的关键区域之一。北山中部变质杂岩及相关侵入岩经历了复杂变质变形作用,是解剖北山增生构造演化过程的关键。本文在详细野外观察基础上,结合显微构造变形和黑云母~(40)Ar-~(39)Ar年代学研究,厘定北山中部相关岩石的变质变形时限。北山中部岩石普遍经历了韧性剪切变形。4个样品的黑云母~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄分别为323.1±3.6Ma、296.0±3.7Ma、261.2±3.1Ma和209.2±4.0Ma,具有自北向南逐渐变年轻的特征。结合区域上岩石大地构造单元的展布特征,这些年龄反映了北山中部地区古生代至早中生代古洋壳(牛圈子洋盆)向北俯冲、造山带往南增生的过程。北山最晚的增生造山事件可能延续到三叠纪。     

塔里木二叠纪石英正长斑岩岩墙的发现及其构造意义

新疆塔里木盆地内部发育了大量二叠纪(260～292 Ma)玄武岩类为主的岩浆岩,主要由玄武岩、辉绿岩、玄武安山岩、超镁铁质岩石和正长岩等组成。作者野外地质调查过程中在巴楚水工团附近发现石英正长斑岩岩墙的出现。这些石英正长斑岩属准铝质(A/CNK＜1),其中SiO_2含量为66～67%,并以富K_2O+Na_2O(10～11%)、K_2O/Na_2O(0．8～0．9)和较低的Mg/(Mg+Fe)比值为特征,且具有富集大离子亲石元素(Ba、Rb)和高场强元素含量(Zr、Nb、Y)、Ga/Al比值、高的稀土总量(631～734×10~(-6))、高度富集的LREE/HREE比值以及具Eu的负异常。这些特征并结合构造判别图解显示其具有典型的A型花岗岩的特征。低的Y/Nb(0．4)＜1．2以及微量元素蜘蛛网图中呈现大离子亲石元素富集以及Nb平坦或稍凸的图谱指示其源区来自于地幔,且在典型板内环境下形成。与小海子水库出露的正长岩的成分特征比较接近并很可能具有相同的源区成分。笔者对小海子正长岩体中粗粒正长岩采用精确的SHRIMP锆石U-Pb同位素定年,获得可靠的一致性年龄值为277±4 Ma,暗示小海子正长岩体侵位时代为277 Ma。根据野外观察、地球化学特征和构造环境的初步研究和对比,石英正长斑岩岩墙与小海子正长岩体一起很可能都是在早二叠世晚期形成,约在277Ma左右,它们代表了二叠纪陆内稳定环境下形成的产物,并可能作为塔里木地区最后一次大的岩浆热事件结束的标志。     

东准噶尔地区扎河坝——阿尔曼太蛇绿岩多期次岩浆演化特征：来自锆石U-Pb年代学的证据

新疆东准噶尔地区阿尔曼太蛇绿岩被认为是早古生代大洋岩石圈残片,其主要由地幔橄榄岩、辉长岩、玄武岩以及硅质岩组成。通过野外地质观测,发现在扎河坝-阿尔曼太蛇绿岩内侵入了大量的岩体,主要为闪长岩以及闪长玢岩。本文通过LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年,获得蛇绿岩中辉长岩年龄为497.3 ± 4.5 Ma,而后期侵入的闪长玢岩的年龄为424.5 ± 3.1 Ma。前人研究认为这些闪长玢岩具有岛弧岩浆岩特征。结合区域地质背景,本文认为这些后期侵入的闪长玢岩是岛弧岩浆作用的结果, 推测阿尔曼太蛇绿岩为一个岛弧多期次演化的产物。     

新疆北部石炭纪-二叠纪独特的构造-成矿作用：对古亚洲洋构造域南部大地构造演化的制约

新疆北部晚古生代独特的构造-成矿作用以发育大量石炭纪-二叠纪构造-成矿事件为特征，其中包括：（1）发育于晚石炭世-二叠世的阿尔泰岛弧及其变质事件、阿尔泰麻粒岩与基性杂岩、西南天山放射虫硅质岩和高压-超高压-低压麻粒岩相变质事件；（2）北疆发育的石炭纪（-二叠世）埃达克岩-高镁安山岩-富Nd玄武质岩组合、阿拉斯加型基性-超基性杂岩和大量的与俯冲相关的钙碱性岩浆活动与斑岩型铜矿床成矿作用；（3）天山晚石炭世晚期蛇绿岩与岛弧火山岩等。结合北疆地区相关的前陆盆地发育不明显、碰撞型花岗岩欠发育与大量发育平行造山带大型走滑构造等现象，可以认为新疆北部在石炭纪-二叠纪挤压-伸展-走滑并存，岩浆活动与成矿作用活跃。这些新进展表明新疆北部在晚石炭世-二叠纪可能仍存在活动陆缘，因此，古亚洲洋构造域南部复杂增生造山作用最后延至晚石炭世晚期-二叠纪。     

东准噶尔石炭系火山岩的形成机制及其对准噶尔洋盆闭合时限的制约

扎河坝石炭系火山岩出露于东准噶尔扎河坝蛇绿岩带北侧的上石炭统巴塔玛依内山组地层内,主要为玄武岩及玄武安山岩,Mg~#介于64～73,中等的TiO_2(＜0．85%)和Al_2O_3(13．75%～16．88%)含量,相对低的CaO(4．51%～7．28%)和FeO~T(5．82%～7．71%)含量,显示初始岩浆特征。样品富Na(Na_2O/K_2O＞1),具有较高的全碱含量(K_2O+Na_2O)=4．4%～7．1%)。样品富集大离子亲石元素(LILE),相对亏损高场强元素(HFSE),具有较低的Nb含量(0．8×10~(-6)～2．6×10~(-6))和明显的Nb-Ta负异常,显示典型的消减带岩浆特征。样品显示微弱的轻稀土富集(La/Yb)_N=1．0～2．1,无明显的重稀土分馏(Gd/Yb)_N=1．1～1．3,无明显的铕异常(δEu=0．94～1．08)及铈异常(δCe=1．00～1．06)。此外,样品具有较高的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i(0．705282～0．705420)和ε_(Nd)(t)值(+6．59～+7．58)。上述特征与样品低的Th及Pb含量(Th＜0．55×10~(-6),Pb＜3．52×10~(-6))和较高的Ce/Pb比值(4～79)可以排除陆壳混染,说明其形成于消减带环境。样品较高的Ce/Th(18～32),Ce/Pb,Ba/Rb(21～76)和Ba/Th(＞179)比值,ε_(Nd)(t)值接近亏损地幔,并缺乏明显的负铈异常,说明源区没有明显的消减沉积物加入。样品的微量元素特征及Sr-Nd同位素组成说明其形成于热液交代的洋壳俯冲脱水使上覆地幔楔部分熔融。而样品相对贫Pb的特征,可能与源于高温角闪岩相俯冲板片特殊的贫Pb流体有关。这套火山岩说明东准噶尔晚石炭世仍存在洋内的消减俯冲环境,准噶尔大洋的闭合应当发生在晚石炭世之后。