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秦岭—祁连—昆仑地区变质相带划分研究

袁峰  
【摘要】:秦岭、祁连、昆仑山脉是我国西部十分重要的三条造山带,它们是特提斯大洋形成、演化的结果,是地质学领域揭示青藏高原及其邻区大地构造演化十分重要的窗口。本文选择秦岭、祁连、昆仑山脉作为研究区,以构造-成岩-成矿作用为主线,系统开展其构造变形、变质作用、变质相、变质带研究。以现代活动论板块构造理论为指导,依据特定构造部位变质作用类型总体特征的一致性,以及特提斯大洋在地质历史时期主要沉积作用、岩浆(火山)活动、变质事件的性质、特点、序列、时空分布特征,通过秦岭、祁连山、昆仑山复杂造山带的变质岩石类型、变质矿物组合等变质地质特征的系统分析,拟定秦岭、祁连、昆仑地区变质相带的分级划分方案、变质强度(变质相)及变质带展布特征。 造山带大地构造演化过程、构造单元的差异,决定了不同构造样式、深部岩浆活动的特点以及不同变质作用类型。泛华夏大陆西(南)缘的青藏高原北部的早古生代秦岭、祁连、昆仑造山系,变质作用强烈、变质岩石复杂且出露较多,相当于大地构造单元的康西瓦-南昆仑-玛多-玛沁-勉县-略阳对接带以北的秦祁昆造山系范围,受控于北侧古亚洲洋和南侧原特提斯洋的双向俯冲制约,为多岛弧盆系转化为造山系所构成的巨型构造域,可划分出10个二级构造单元(Ⅰ.北祁连弧盆系;Ⅱ.玉石沟-野牛沟-清水沟(北祁连)结合带;Ⅲ.中祁连-湟源地块;Ⅳ.南祁连弧盆系;Ⅴ.赛什腾山-锡铁山(柴北缘)结合带;Ⅵ.阿尔金弧盆系;Ⅶ.柴达木地块;Ⅷ.西秦岭弧盆系;Ⅸ.东昆仑弧盆系;Ⅹ.西昆仑弧盆系),构成本区大地构造的基本格架,依次再划分出24个三级构造单元。 本文采取大陆边缘多岛弧盆系演化→陆内汇聚走滑-转换造山过程时空结构的系统性、层次性、相关性的变质地质构造单元划分思路,进行秦祁昆地区复杂造山带的变质相带划分。其基本思路就是在板块构造理论指导下,以不同变质地质单元中的岩石建造、变形变质特征、岩浆活动等地质记录为基础,以不同规模相对稳定的地块及盆地区和不同时期岛弧或陆缘弧火山-岩浆岩带、蛇绿混杂岩带的变质构造环境时空结构分析为主线,以特定区域主构造事件形成的变质岩石类型的时空结构组成和存在状态为变质相、变质带划分的基本原则。运用变质地质学和构造地质学手段及方法,来筛分、剥离秦祁昆地区复杂造山带中变质地质体的合理位置与性质,恢复大陆边缘造山带多岛弧盆系演化与空间配置和陆内汇聚走滑-转换造山过程中变质作用发生、发展、迁移的过程,以及与成矿地质构造环境演化之间的耦合关系。变质带划分是在对秦祁昆变质区的大地构造和基本地质特征研究的基础上,结合特定构造部位和构造时期所发生的主要构造-变质地质事件,并将在这一事件中所形成特定的变质岩石构造组合厘定为优势(或主要)变质相,分析其与相邻构造部位优势(或主要)变质相之间的时空联系和动力学背景,并综合地球物理及地球化学等信息而厘定各级变质单元。 而不同变质矿物组合则反映了变质作用温度、压力条件的差异,决定了不同变质相类型,体现了变质程度的不同,也形成不同的变质矿产。通过对研究区不同变质带内变质岩石类型、变质矿物组合特点,将研究区的主要变质相类型划定为:甚低绿片岩相、低绿片岩相、高绿片岩相、低角闪岩相、高角闪岩相、蓝片岩相、麻粒岩相、榴辉岩相。 不同构造变质单元决定了不同变质相的形成和变质带分布。依据整个青藏高原变质地质作用特点,将秦岭-祁连-昆仑地区作为一级变质地质单元,即秦岭-祁连-昆仑变质区,再依据变质区内结合带、弧盆系发育和夹持于其间的地块作为次级变质地质单元,划分出9个二级变质单元,分别是:北祁连变质带(Ⅰ)、中祁连变质带(Ⅱ)、南祁连变质带(Ⅲ)、柴北缘变质带(Ⅳ)、祁漫塔格变质带(Ⅴ)、阿尔金变质带(Ⅵ)、西昆仑变质带(Ⅶ)、北昆仑变质带(Ⅷ)、西秦岭变质带(Ⅸ),构成了研究区区域变质单元划分的基本框架;再考虑到结合带或弧盆系中地质时期关键变质事件的性质、特点、序列、时空分布特点,可进一步划分出16个三级变质单元。秦岭、祁连山、昆仑山区域低温动力变质作用及区域动力热流变质作用为研究区最主要的动力变质作用类型;而蓝片岩、榴辉岩的出现,反映秦祁昆地区高压-超高压变质带的存在,共计有6条,分别为:肃南-天祝变质亚带(Ⅰ-2)、玉石沟-清水沟变质亚带(Ⅰ-4)、柴北缘变质带(Ⅳ)、红柳沟-拉配泉变质亚带(Ⅵ-1)、阿尔金变质亚带(Ⅵ-2)、阿帕-芒崖变质亚带(Ⅵ-3)。除阿尔金变质亚带(Ⅵ-2)位于地块中(属于典型高温、高压变质环境),其余5条高压-超高压蓝片岩-榴辉岩变质带位于结合带或俯冲消减带中(属于典型低温-高压变质环境)。 前寒武纪罗迪尼亚超大陆裂解,原特提斯洋不断扩张。新元古代末-早古生代时期,受原特提斯大洋向北俯冲消减作用的制约,在主体为华北-塔里木陆块的泛华夏大陆群的南缘发育近东西向的昆仑前锋弧及其后一系列的岛弧、陆缘弧、地块和弧间盆地、弧后盆地、边缘海盆地,它们一同构成了秦-祁-昆多岛弧盆系构造。通过一系列的弧-弧、弧-陆碰撞,发生多岛弧造山作用,实现大陆边缘增生。中生代以来,新特提斯-喜马拉雅构造叠加、改造,造就现今秦岭、祁连、昆仑大陆构造地势。客观认识秦岭-祁连-昆仑造山过程的变质作用、变质相、变质带分布,通过变质作用研究揭示秦岭、祁连、昆仑的盆-山转换关系,为深入研究特提斯大洋演化乃至青藏高原隆升机制提供新证据。


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