伊犁地块北缘早古生代构造热事件: 来自托克赛石榴角闪岩及其围岩的约束

伊犁地块是中亚造山带西南缘的重要组成部分, 其南北缘出露前寒武纪变质基底, 其中伊犁地块北缘温泉岩群中识别出奥陶纪岛弧型岩浆岩, 被认为是准噶尔洋向南俯冲于伊犁地块之下的物质记录, 但相应的变质作用记录很少有报道。近期, 从温泉县托克赛地区温泉岩群中识别出的石榴角闪岩具有顺时针P-T-t轨迹, 可能记录了伊犁地块北缘早古生代俯冲、碰撞事件, 但其形成时代和构造属性尚不清楚。本研究在详细野外地质调查和岩相学研究的基础上, 对托克赛石榴角闪岩及其围岩开展详细的岩石地球化学和年代学研究。结果表明, 托克赛石榴角闪岩呈透镜状分布于温泉岩群中, 原岩为拉斑玄武岩, 岩石TiO₂(3.10%~3.89%)含量较高, K₂O+Na₂O(0.76%~2.01%)含量低, 富集大离子亲石元素, 亏损高场强元素, 具有陆内裂谷拉斑玄武岩的特征(Th/Ta=1.70~2.76、Ta/Hf=0.23~0.37), 来源于具有OIB特征的幔源岩浆。岩石较低的MgO(4.82%~6.40%)、Cr(70.8×10^-6~224×10^-6)、Ni(9.68×10^-6~65.7×10^-6)含量及Mg^#值(34.0~41.3)、Nb/U值(14.3~36.3)、Nb/Ta值(9.70~16.2)和La/Sm值(2.01~3.28), 表明岩浆经历了较强的分离结晶作用和少量的地壳混染。锆石U-Pb测年结果显示石榴角闪岩原岩形成于新元古代中晚期, 峰期变质时代为晚奥陶世末期(450~440Ma), 围岩中的锆石和独居石均记录了同时期的构造热事件。综合研究认为, 石榴角闪岩原岩形成于板内裂谷环境, 是伊犁地块响应罗迪尼亚超大陆裂解事件的物质记录, 暗示伊犁地块是原塔里木地块的一部分; 石榴角闪岩及其围岩中识别出的奥陶纪末期高角闪岩相变质作用事件, 记录了阿克套-温泉微陆块向南与伊犁地块或哈萨克斯坦微陆块的拼贴-碰撞过程。

     

伊犁地块北缘别珍套山中泥盆统汗吉尕组物源特征及其地质意义

天山造山带位于中亚造山带西南缘,是探索中亚造山带增生造山过程的重要窗口.西北天山是伊犁地块与准噶尔地块的结合部位,保存了两者之间构造演化的重要地质信息.出露于伊犁地块北缘别珍套山的泥盆系是记录西北天山晚古生代早期构造演化过程的重要载体.基于此,对中泥盆统汗吉尕组砂岩进行岩相学和LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb定年与微...     

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。     

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。     

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。     

东昆中构造带清水泉地区变沉积岩碎屑锆石UPb年龄及其地质意义

东昆中构造混杂岩带主要由构造混杂岩块、古老基底岩系及原地沉积岩系组成,前人对其做了大量的研究。都兰县清水泉地区的东昆中构造混杂岩带中出露了一套变质沉积地层,作为清水泉蛇绿构造混杂岩的基质岩系,研究其形成时代、构造归属以及沉积物源,对于了解东昆中构造混杂岩带的时代归属及构造演化具有重要的意义。通过对变质沉积岩的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学研究,获得碎屑锆石年龄范围为1 847~437Ma,可进一步划分为1 847~1 729Ma、1 558~1 400Ma、1 295~1 112Ma、965~749Ma、552~437Ma 5个年龄段。通过年代学、岩相学和区域对比研究,将浅变质沉积岩的形成时代限定为（490±2.6）~（427±4）Ma,为早古生代,归属于下古生界纳赤台群,同时进一步限定东昆中构造混杂岩带的基本构造格架形成于早古生代末期。     

西秦岭天水地区流水沟岩浆杂岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和岩石地球化学特征

流水沟岩浆杂岩分布于西秦岭北缘天水关子镇地区,主要由变辉长岩、变辉长闪长岩和变闪长岩组成。为确定其构造属性,探讨西秦岭北缘构造演化过程,对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和主量、微量、稀土元素分析。结果表明,岩浆杂岩体的锆石为岩浆成因,其形成时代为548.7Ma±1.8Ma(MSWD=0.56)。流水沟岩浆杂岩具有SiO2变化范围大(52.47%~66.95%),低TiO2,低碱,Mg#值变化范围较大的特征,主量元素在SiO2-氧化物变异图解上具有较好的线性相关性。稀土元素配分曲线总体呈近平坦型,LREE/HREE比值多数在1.14~2.60之间,轻重稀土元素分馏较弱,δEu介于0.65~1.90之间,大多数具有弱的负Eu异常;在微量元素蛛网图上,大离子亲石元素Cs、Sr、Th、U富集,Rb、K和高场强元素Nb、P、Ti、Y亏损,Ti/Y=113~253,Th/Yb=0.23~2.85,Th/Nb=0.09~1.00,Hf/Th=0.41~2.97,显示了流水沟岩浆杂岩形成于岛弧环境。流水沟岩浆杂岩可能反映在中央造山系中存在一期与“泛非造山运动”有关的构造热事件,为中央造山系在新元古代晚期—早古生代的构造演化提供了证据。     

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。     

西天山温泉地区下石炭统阿克沙克组碎屑锆石U-Pb年龄及其构造意义

天山造山带位于中亚造山带西南部,是了解中亚造山带增生造山过程的一个窗口.中国西天山温泉地区出露的下石炭统阿克沙克组碎屑岩是西天山造山带早石炭世盆地演化和造山过程的重要物质记录.运用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年方法,对阿克沙克组糜棱岩化砂岩中碎屑锆石进行测试分析.结果显示,碎屑锆石206Pb/238U表面年龄介于428±5 Ma~331±4 Ma,表现出较宽的年龄谱,按照年龄及频率分布特征可以划分为3组:428 Ma、381~364 Ma和343~331 Ma.综合分析锆石的形态特征、内部结构、元素含量和区域地质资料,取得以下认识:（1）西天山温泉地区出露的阿克沙克组形成于早石炭世晚期,与其中的古生物化石时代一致;（2）阿克沙克组的物源为中酸性火山岩和沉积岩,主要来源于下伏的大哈拉军山组,属于近源沉积,形成于活动大陆边缘.      

西秦岭造山带北缘大草滩群物源研究——LA-ICP-MS碎屑锆石U-Pb年龄证据

选取甘肃东部西秦岭造山带北缘晚泥盆世大草滩群碎屑岩为研究对象,运用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学方法,探讨大草滩群的物质来源。结果表明,大草滩群碎屑锆石年龄谱明显分为4组：422～518Ma、756～887Ma、1100～1231Ma和2417～2736Ma。其中,422～518Ma的年龄数据约占总体的67%,所占比例最大,年龄相对集中,且呈现出最强烈的峰值,其余年龄段所占比例则较少。422～518Ma年龄组分指示其物源可能以邻近地区的西秦岭北缘构造带和北祁连造山带为主,该组分年龄是加里东期中南祁连和西秦岭微地块分别向北俯冲、碰撞产生的一系列火成岩在造山剥蚀后的沉积响应。碎屑锆石同位素年龄中756～887Ma年龄组分反映其物源可能来自祁连造山带和西秦岭北缘构造带。1100～1231Ma年龄组分反映其物源可能主要来自祁连造山带。2417～2736Ma年龄组分反映了物源来自北祁连造山带和西秦岭北缘构造带的结晶基底,部分物源也有可能来自于华北板块基底。综合分析显示,大草滩群碎屑沉积物质来源较为复杂,具有明显的多元性,存在西秦岭北缘构造带、祁连造山带和华北板块基底3个物源区,祁连造山带和西秦岭北缘构造带对大草滩群的沉积有重大的物源贡献。两者相比较,祁连造山带应为大草滩群最主要的物源区。