东昆仑造山带东段哈图沟–清水泉–沟里韧性剪切带塑性变形及动力学条件研究

东昆仑造山带东段哈图沟–清水泉–沟里韧性剪切带记录了多个旋回的造山作用,本文通过对韧性剪切带中石英c轴组构和显微构造特征测试分析,探讨东昆仑造山带东段陆块间俯冲拼合及地壳伸展减薄的形成机制。结果显示,韧性剪切带变形温度介于380~650℃之间,形成环境为中–高绿片岩相到低角闪岩相,剪切带内差异应力值介于173~509 MPa之间,应变速率介于6.93×10–14~1.43×10–8 s–1之间,主体为10–11~10–10 s–1,显示韧性剪切带变形是快速俯冲作用下的产物,越靠近东昆仑造山带东段东昆中断裂带其变形温度、差异应力值及相应的应变速率值越大,表明东昆仑造山带东段韧性剪切变形中心为东昆中断裂带。利用不同方法所计算出的韧性剪切带运动学涡度值,显示韧性剪切带早期瞬时运动学涡度(0.56~1)对应于东昆仑造山带东段东昆南与东昆仑造山带东段东昆北陆块间俯冲的初始阶段,中后期运动学涡度(0.25~0.91)应当对应于东昆南与东昆北陆块间的俯冲碰撞阶段,最晚期的C′瞬时运动学涡度(0.19~0.51)则对应于后造山的伸展阶段。通过石英c轴组构结合其宏微观构造特征,认为东昆中构造带至少经历了3个期次的构造运动,分别为加里东晚期的逆冲兼左行走滑剪切作用、晚海西–印支期的逆冲兼右行走滑剪切作用和燕山早期及之后的脆韧性–脆性的左行走滑剪切作用。     

东昆仑东段哈拉尕吐花岗岩基岩浆混合作用:来自岩石学和矿物学约束

哈拉尕吐花岗岩基位于东昆仑东段,其中花岗闪长岩岩浆混合作用明显,是研究岩浆混合作用的良好对象.从岩石学、岩相学和矿物化学等方面对哈拉尕吐花岗岩基进行了详细研究.电子探针结果显示:寄主岩斜长石的An值同相对应包体中斜长石捕掳晶近似;包体中基质斜长石大部分具核边结构,核部和边部An值存在间断;部分包体中浅色基质斜长石的An值与具核边结构斜长石的边部近似;辉长闪长岩中斜长石具较高的An值.寄主岩角闪石同相对应包体中角闪石捕掳晶的结晶温度、压力和氧逸度较为接近;包体中基质角闪石的结晶温度和压力低于寄主岩角闪石,氧逸度稍高于寄主岩角闪石;辉长闪长岩角闪石具有最高的结晶温度和压力及最低的氧逸度.哈图沟剖面和德福胜剖面寄主岩中的斜长石和角闪石的成分具有一定差别.岩浆不同期次侵入结晶和岩浆自身演化,使不同地点斜长石和角闪石的成分和物理化学特征具有一定变化.镁铁质岩浆位于地壳深部,氧逸度较低,使结晶的角闪石具有较高的形成压力和较低的氧逸度,斜长石具较高An值;随着镁铁质岩浆注入寄主岩,由于环境突变,使斜长石受到熔蚀;由于岩浆上侵以及两种岩浆物理化学性质差别较大,导致温度、压力和水饱和度降低,氧逸度升高,使包体中残留岩浆快速结晶,形成具核边结构、浅色均一的斜长石,以及结晶程度较差、较高氧逸度的角闪石.      

东昆仑东段东昆中构造带韧性剪切作用及其地质意义

东昆仑东段东昆中构造带经历了多期(次)构造事件,现今保留了复杂多样的构造样式。哈图沟、清水泉—塔妥和沟里等地区构造变形十分强烈,且发育有呈NWW-SEE展布的韧性剪切带。通过野外调研及显微构造研究,对东昆中构造带几何学、运动学及动力学等进行了分析,并通过费氏台和EBSD技术对其进行石英C轴组构分析后认为该剪切带为一压-扭性构造界面,且早期为左旋逆冲,晚期为右旋走滑,变形温度为400~550℃。对剪切带内的石英亚颗粒及动态重结晶粒度测量计算出研究区内韧性剪切带古应力值约为153.791 MPa。哈图沟牦牛山组变形砾岩(4个测点)有限应变测量结果显示,越靠近东昆中断裂带砾石Flinn指数、应变程度、罗德系数(绝对值)越大,且Flinn指数均大于1,属拉伸变形。结合区域地质资料,认为东昆仑东段东昆中韧性剪切带形成于晚海西—印支期。     

东昆仑东段巴隆地区朝火鹿陶勒盖花岗闪长岩体锆石U-Pb年龄、地球化学及其地质意义

东昆仑造山带晚古生代—早中生代由于布青山-阿尼玛卿洋的俯冲发育有大量岛弧型花岗岩类。选取东昆北巴隆地区朝火鹿陶勒盖花岗闪长岩体寄主岩和闪长质暗色微粒包体进行了岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地球化学研究。结果表明,岩体寄主岩的结晶年龄为242.3±1.3Ma,暗色微粒包体结晶年龄为241.2±0.8Ma,显示其形成于中三叠世;寄主岩和暗色微粒包体A/CNK值介于0.86~1.06之间,为准铝质-弱过铝质;稀土元素总量分别为119×10~(-6)~170×10~(-6)、189×10~(-6),稀土元素配分模式显示右倾型,具有负Eu异常;岩石富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具有弧岩浆岩特征。野外及岩相学特征均显示包体为基性岩浆进入酸性岩浆快速冷凝形成的,为俯冲板片断离导致幔源岩浆上侵形成的岩浆混合作用的产物,是布青山-阿尼玛卿洋俯冲晚期的岩浆记录。     

西秦岭北缘天水地区新元古代花岗质片麻岩地球化学特征及其形成环境

西秦岭北缘新元古代花岗质片麻岩位于天水地区分隔北秦岭造山带和北祁连构造带的新阳-元龙韧性剪切带中。花岗质片麻岩具高Si、高Al的特征,属高钾钙碱性系列,A/CNK在1.104～1.389之间,为硅、铝过饱和类型,属典型的强过铝质S型花岗质岩石。轻、重稀土元素分馏较强,具中等负Eu异常。岩石富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba、Th、U、K、La等）,强烈亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti、Hf等）,明显的Ba、P、Sr负异常,相对富集Zr。该花岗质岩石是一种典型的壳源成因类型,主要为上地壳中以成熟度较低、含泥质成分较高的杂砂岩、岩屑杂砂岩为原岩的古元古界秦岭岩群中含水矿物相脱水部分熔融形成的,可能存在少量的分离结晶作用。该花岗质片麻岩具有同碰撞型花岗岩的特征,可能是北秦岭微地块与相邻地块在新元古代早期发生汇聚的产物,是Rodinia超大陆在西秦岭地区汇聚的响应。     

青海南山地区角孔变质岩地质特征、年代学及其地质意义

青海南山达不祖乎山北部一带的角孔变质岩系原划为早中三叠世隆务河组。通过野外实测地质剖面和路线地质调查,查明该套地层单元野外产出状态及岩石组合特征,并对其物质来源和形成时代进行分析,对进一步研究该区晚古生代-早中生代的构造演化具有重要意义。该套变质岩系为一套长石石英岩、石英岩、大理岩和黑云石英片岩组合,由下向上划分为3个岩段,叠置厚度大于3186.3m。根据碎屑锆石年龄分布特征,可大致划分为5个年龄组段,分别为250～304Ma、405～546Ma、649～1077Ma、1402～1620Ma和1861～2990Ma,其中250～304Ma可进一步划分为250～269Ma和289～304Ma两个亚组。综合前人研究资料与区域构造岩浆活动,将青海南山地区角孔变质岩的沉积时代限定为二叠纪,物源主要来自祁连造山带加里东期和晋宁期岩浆弧,柴北缘构造带海西期岩浆弧也提供了部分物质,晚古生代—早中生代经历了陆内裂陷、洋盆拉张及俯冲碰撞的构造演化过程。     

青海南山地区加里东期强过铝质花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

青海南山地区位于南祁连构造带和西秦岭造山带的交接部位,在该地区元古宇变质地层中新厘定出一套含石榴子石白云母二长花岗岩,并对其进行了详细的岩石学、岩石地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb定年研究。结果表明,浪日娘含石榴子石白云母二长花岗岩结晶年龄为438.7±4.2Ma,形成于早志留世早期。岩石含石榴子石、白云母、电气石等高铝矿物,同时具高SiO_2、富Al_2O_3特征,高铝饱和指数A/CNK=1.09～1.28,属高钾钙碱性强过铝质S型花岗岩;微量元素富集大离子亲石元素Cs、Rb、U、K和Pb,亏损高场强元素Nb、Ti、Zr、P和Ba、Sr;稀土元素总量低,配分曲线为轻稀土元素富集的右倾模式,具有弱-中等负Eu异常。高Rb/Sr值(1.83～3.95)、低CaO/Na_2O值(0.11～0.19),伴随有Pb正异常和Ba负异常,暗示源区物质成分为泥质岩并经历了缺水熔融条件下的白云母脱水熔融。结合岩体年龄及区域地质资料,推断其可能形成于原特提斯洋闭合碰撞造山过程。     

东昆仑都兰县可可沙地区加里东期石英闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其意义

野外调研和室内综合分析表明,出露于东昆仑造山带东段都兰可可沙地区的加里东期石英闪长岩体包括4种岩石类型:①灰—深灰色中粒石英闪长岩;②灰色中粒片麻状石英闪长岩;③灰色中粗粒角闪石英闪长岩;④浅肉红色中细粒似斑状二长花岗岩。用LA-ICP-MS法进行了锆石U-Pb同位素年龄测定,样品11013的锆石206Pb/238U加权平均年龄为515.2Ma±4.4Ma(MSWD=2.5),限定该石英闪长岩体的形成时代为中寒武世,表明东昆仑造山带加里东早期存在一期岩浆活动事件。     

东昆仑南缘布青山构造混杂带得力斯坦南MOR型玄武岩地质、地球化学特征及岩石成因

东昆仑南缘布青山构造混杂带发育有较多OIB型玄武岩, 这类玄武岩成因与地幔柱密切相关.与灰岩密切伴生的具有MOR型特征的基性火山岩亦是东昆仑南缘古特提斯洋盆一类重要的海山玄武岩.为了查明布青山构造混杂带中不同类型洋岛或海山玄武岩的岩石成因, 对得力斯坦南玄武岩进行了详细的地质、地球化学和岩石成因研究.布青山地区得力斯坦南出露的玄武岩岩石类型复杂多样, 主要由枕状玄武岩、气孔-杏仁状玄武岩、角砾状玄武岩和块状玄武岩组成.主量元素地球化学特征表明, 该套玄武岩属于深海拉斑玄武岩和洋脊拉斑玄武岩系列.得力斯坦南玄武岩∑REE介于34.51×10-6~61.60×10-6, LREE/HREE介于0.89~1.37, (La/Yb)_N介于0.30~0.56, δEu介于0.90~1.18.球粒陨石标准化稀土元素配分图呈现轻稀土元素亏损的左倾型, 与NMORB型玄武岩稀土元素配分曲线基本相同.得力斯坦南玄武岩Zr、Hf、Nb和Ta含量均相当于NMORB的相应元素的丰度值.Zr/Nb值介于24.59~57.69, Nb/La值介于0.45~0.94, Hf/Ta值介于18.29~31.94.在原始地幔标准化微量元素蛛网图上, 曲线右侧高场强元素基本未分异(Nb、Ta、Zr、Hf等), 并贴近于NMORB标准线, 具有与NMORB玄武岩相似而明显不同于EMORB和OIB型玄武岩的特征.微量元素判别表明其形成于洋中脊或由于洋脊扩张向两侧后移的洋中脊构造环境, 结合其上覆盖有深水硅泥岩及浅水厚层状碳酸盐岩的地质事实, 认为其在地形地貌上属于古海山.岩石成因研究表明该套玄武岩起源于亏损地幔(DM), 并估算其为地幔二辉橄榄岩发生约10%部分熔融的产物.      

西秦岭天水地区太白花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

秦岭造山带南缘勉略构造带北侧发育有近东西向展布的印支期花岗岩带,位于甘肃徽县地区的太白岩体是该花岗岩类的一部分。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄表明,太白岩体的形成时代为221.8Ma±1.5Ma,属于印支期晚期。主要岩石类型为灰白色—肉红色中细粒二长花岗岩和花岗闪长岩。地球化学特征表明,太白岩体属于准铝质—弱过铝质的高钾钙碱性系列;稀土元素总量ΣREE为79.0×10-6~194×10-6,稀土元素配分模式呈轻稀土元素强烈富集、重稀土元素相对亏损的右倾型,Eu负异常明显;高场强元素（HFSE）Nb、P、Ti、Y、Yb和大离子亲石元素Ba、Sr强烈亏损。太白岩体是以中基性岩石为主的壳源物质部分熔融形成的岩浆上升侵位形成的,且处于同碰撞（挤压环境）向后碰撞（伸展环境）转化阶段,为后造山期花岗岩,是扬子板块和华北板块全面碰撞导致增厚下地壳物质部分熔融的产物。