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东昆仑造山带前寒武变质岩系构造演化

何登峰  
【摘要】:东昆仑造山带位处青藏高原北部、中央造山系西段,大地构造位置独特,是研究造山带构造演化的天然实验室。东昆仑造山带广泛发育前寒武纪变质岩系,包括东昆仑中带的金水口群及冰沟群,东昆仑南带的苦海群及万宝沟群,这些前寒武纪变质岩系是深入研究东昆仑造山带构造演化的基础和关键所在。本论文选取东昆仑造山带前寒武纪变质岩系为研究对象,在大量的野外地质调研的基础上,对一系列副变质岩系及新厘定出的片麻状花岗岩类进行详细的岩石学、岩相学研究,选择代表性样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、MC-ICP-MS锆石Lu-Hf同位素及地球化学等方面的研究,明确了不同变质岩系的物质组成、形成及变质时代,确定了中-新元古代片麻状花岗岩类的形成时代、岩石成因、物质来源及其大地构造背景等。并结合前人研究成果,建立了东昆仑造山带前寒武纪变质岩系的年代学格架,进一步通过区域对比等,初步确定了该区前寒武纪变质岩系的构造演化历史,为深入研究东昆仑造山带的造山机制,提供了依据。本次研究取得了以下阶段性成果和认识:1.东昆仑造山带中带的基底岩系-金水口群总体为一套以片麻岩类、混合岩化片麻岩、片岩类、石英岩及大理岩为主的中-高级变质岩系,其原岩为一套以陆源碎屑为主夹有碳酸盐岩的沉积物,沉积于大陆边缘环境之下,时代为古元古代中晚期,源区存在着一个始太古代-古元古代早期的古陆核;年代学结果显示,金水口群副片麻岩类及片岩类普遍经历了ca.1.0~0.9 Ga的中-新元古代的构造-热事件改造,其后又遭受了古生代构造-热事件的强烈改造。2.东昆仑造山带中带的冰沟群为一套中-浅变质的碳酸盐岩类及碎屑岩类,岩石建造以结晶灰岩、白云质灰岩、大理岩、硅质岩、石英岩、变砂岩、片岩及板岩等为主;通过锆石U-Pb年代学的研究,确定了冰沟群磁铁石英岩及云母石英片岩的沉积时代为ca.1.3~1.0 Ga,且记录有ca.400 Ma的变质年龄,指示冰沟群亦经历了古生代构造-热事件的改造。3.东昆仑造山带南带为增生杂岩带,各变质岩系单元普遍具有增生杂岩的特征,苦海群岩石建造以片麻岩类、角闪岩类及片岩类为主;年代学研究表明苦海群云斜长片麻岩原岩的沉积时代为古元古代末期-中元古代,并经历了ca.770 Ma的变质深熔作用的改造。4.东昆仑造山带南带西段的原苦海群,其具有与东段苦海群迥异的岩石建造及地层时代等:岩石建造以片岩类为主;通过对云母石英片岩的锆石U-Pb年代学研究,揭示了其地层时代在555 Ma之后,锆石年龄谱系中存在显著的647 Ma的主峰。基于此,将该区域的苦海群从原苦海群中解体出来,暂定名为阿其克库勒群。5.东昆仑造山带南带的万宝沟群为一套浅变质的以基性火山岩类及碳酸盐岩类为主并夹有碎屑岩的火山-沉积岩系,岩石建造以变玄武岩、火山碎屑岩、灰岩、白云质灰岩、大理岩及石英岩为主;通过对万宝沟群石英岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,并结合前人研究成果,将万宝沟群石英岩的沉积时代限定在ca.1.4~1.0 Ga的中元古代中晚期。6.东昆仑造山带存在着一期广泛的中-新元古代岩浆事件,其中,东昆仑南带曲什昂的1172±20 Ma的片麻状二长花岗岩指示苦海群曾卷入了Rodinia超大陆的聚合中;东昆仑中带的1363±18 Ma的五龙沟花岗质片麻岩指示了该区在Rodinia超大陆的聚合事件中的早期岩浆响应;而出露最广泛的为ca.1.0~0.9Ga的S型过铝质花岗岩类,该期花岗岩以矿物组合中出现大量富铝矿物、铝饱和指数1.1为主要特征,通过地球化学及Lu-Hf同位素对比,确定该期S型花岗岩类来自于加厚地壳导致的基底岩系-金水口群副变质岩的部分熔融,且该期花岗岩类指示东昆仑中带在ca.1.0~0.9Ga时期处于与碰撞相关的构造环境,是Rodinia聚合事件在东昆仑造山带最广泛的岩浆响应。7.进一步对比东昆仑造山带中带与柴达木地块北缘的前寒武纪变质岩系及早古生代火山-碎屑岩系,明确了东昆仑造山带中带是柴达木地块的南缘,在早古生代早期从柴达木地块之上裂解,其后经历了深俯冲及折返,再次拼贴于柴达木地块之上;而东昆仑造山带南带则为增生杂岩带,包含了一系列不同时代、不同构造属性的变质岩系,包括苦海群、万宝沟群及阿其克库勒群,三者均不同于东昆仑中带的前寒武纪变质岩系,初步认为该带的变质岩系为多个具不同演化历史的外来构造岩块,后期增生于东昆仑中带之上。


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