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东昆仑东段中元古代-早古生代变质岩系地质特征及其构造属性研究

陈有炘  
【摘要】:东昆仑造山带是一条具有漫长演化历史,由不同期次、不同类型造山作用叠加的大陆复合造山带。本文选择东昆仑东段为研究区域,以板块构造理论和大陆动力学探索研究为指导思想,通过构造地质学、岩石学、岩石地球化学和锆石U-Pb同位素年代学相结合的研究方法,对出露于东昆仑造山带东段的中元古代-早古生代变质岩系进行了详细的野外调查和室内综合研究,在此基础上恢复重建研究区中元古代-早古生代洋陆构造演化并探讨造山作用过程。取得以下主要进展和认识: 1、小庙岩组主要为一套长英质变质岩石,叠置厚度达5310.3m,可分为四个岩石组合或岩段:石英岩-长石石英岩组合、富铝片麻岩组合、长英质片麻岩组合、石英岩-长石石英岩组合。其原岩建造以陆源碎屑沉积为主夹基性火山岩,并遭受后期岩浆侵入破坏。碎屑岩岩石地球化学特征显示,物源区以长英质岩石为主,具有多样性,为温暖、湿润、中等化学风化的环境;基性火山岩岩石地球化学特征指示为陆内裂谷玄武岩。结合野外地质特征、岩相学、岩石地球化学特征及其上覆地层狼牙山组的特征,表明小庙岩组应该形成于陆内拉张裂陷槽或陆内裂谷环境。小庙岩组至少经历了五期变形作用,峰期变形变质矿物组合为:铁铝榴石+蓝晶石+十字石+黑云母+斜长石+石英±白云母,变质程度达中压低角闪岩相。锆石U-Pb同位素年代学研究表明,小庙岩组物源区最晚其结晶年龄为1712Ma,变质年龄为1554Ma,主体形成于1712~1554Ma,即中元古代。 2、狼牙山组为逆冲于中元古界小庙岩组和下古生界纳赤台岩群之上的推覆体,主要岩石类型为白云质灰岩、(生物)灰岩及硅质岩,形成于稳定的浅海环境。 3、纳赤台岩群为一套石英片岩夹变质基性火山岩组合,叠置厚度3761m,可以划分为两个岩段:a岩段主要为黑云母石英片岩、石榴石二云母石英片岩;b岩段主要为石英片岩、绢云母石英片岩夹绿片岩(变质基性火山岩)。其原岩建造为火山-沉积岩系,岩石地球化学特征显示,变质沉积岩物源区以长英质岩石为主,基性火山岩为岛弧玄武岩。综合纳赤台岩群地质特征、岩相学、岩石地球化学特征,纳赤台岩群应形成于弧后盆地环境。纳赤台岩群至少经历了三期变形作用,由南向北呈递增变质,从绿片岩相渐变为低角闪岩相。锆石U-Pb同位素年代学研究表明,纳赤台岩群变质基性火山岩年龄为(474.0±7.9)Ma(MSWD=0.59,n=11),结合前人已取得的同位素年代学证据和古生物资料,纳赤台岩群形成时代为奥陶纪。 4、在Columbia超大陆裂解的构造背景下,东昆仑地区在古元古代末开始裂解形成陆内裂谷,形成小庙岩组和狼牙山组,并在中元古代末的汇聚事件中变质变形,形成东昆仑地区统一的前寒武纪变质基底。新元古代末,东昆仑地区构造环境由挤压机制演变为伸展机制,早寒武世形成以得力斯坦蛇绿岩为代表的原特提斯洋壳,中寒武世原特提斯洋开始向北俯冲,形成可可沙地区大面积弧岩浆岩,并在弧后拉张形成以清水泉-可可沙-科科可特蛇绿岩为代表的弧后盆地,并出现洋壳,该阶段形成以纳赤台岩群为代表的火山-沉积岩系。中-晚志留世由俯冲造山演变为碰撞造山,和勒冈那仁花岗岩体形成表明东昆仑地区向相对稳定的陆内构造演化阶段转变,区域上形成的牦牛山组标志着早古生代原特提斯构造演化彻底终结和新一轮古特提斯构造旋回开启。


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