柴达木盆地北缘滩间山群火山岩地球化学及年代学研究

【摘要】：柴北缘构造带是中国西部新近发现并确立的一条高压-超高压变质带,呈北西向带状展布于祁连板块和柴达木板块之间。本文采用岩石学、地球化学和同位素年代学研究的方法,对带内鱼卡河以东地区多个剖面分布的与高压-超高压岩石密切伴生的滩间山群火山岩,以及鱼卡河以西滩间山地区的辉长岩进行了系统研究,探讨了岩石成因、形成时代和形成的地球动力学背景,并为本区早古生代超高压变质岩带形成的构造背景和发生时代提供了重要约束条件。本文取得的进展包括以下几个方面： (1)系统的地球化学研究揭示,鱼卡河以东地区与高压-超高压岩石密切伴生的滩间山群火山岩是洋盆事件在不同构造背景下的产物。其中,旺尕秀地区辉长杂岩体形成于岛弧环境；托莫尔日特地区火山岩具有N-MORB特征,形成在洋中脊环境；锡铁山地区出露一套OIB性质的玄武岩；绿梁山大平沟地区火山岩存在两种岩石类型,其中基性火山岩兼具MORB和IAB的地球化学特征,中性岩则显示玻安岩的地球化学特征,表明该地火山岩形成在弧前盆地环境；同时还在该火山岩中识别出一套大洋斜长花岗岩,地球化学特征显示其为堆晶辉长岩经剪切深熔作用形成。鱼卡河以西滩间山地区的辉长岩具有E-MORB特征,同时显示明显的陆壳混染,指示该岩石形成于陆缘裂谷环境。 (2)系统的锆石LA-ICP-MS定年研究,精确获得柴北缘滩间山群火山岩的形成时代介于468-534Ma。其中,都兰县旺尕秀地区辉长岩和托莫尔日特火山岩的形成时代分别为468±2Ma和480±1.3Ma,锡铁山地区玄武岩的时代为517±5.7Ma,绿梁山大平沟地区火山岩和大洋斜长花岗岩的形成时代分别为534.5±2Ma和495±4.2Ma。滩间山地区辉长岩的形成时代为837±2.8Ma。 (3)综合野外地质、岩相学、地球化学和年代学研究结果,指出柴北缘在早古生代(534Ma)已发育成为一个成熟的大洋,在中奥陶世(468Ma)仍存在洋盆的俯冲消减事件,而滩间山群火山岩则是早古生代洋盆在不同构造背景下形成的岩石残片经后期构造拼合而成的蛇绿混杂岩带,且从侧面限定了柴北缘陆壳深俯冲的时代不应早于468Ma。 (4)滩间山地区837Ma陆缘裂谷火山岩的厘定,结合柴北缘超高压榴辉岩初始洋盆或大陆溢流玄武岩的原岩性质以及730-850Ma的原岩年龄,说明柴北缘部分榴辉岩为新元古代时期Rodinia超大陆裂解过程中所形成的裂谷或初始洋盆火山岩在古生代时期与表壳沉积岩一同发生陆壳深俯冲作用形成。