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东昆仑造山带(东段)前寒武纪变质岩系物质组成及构造演化

陈有炘  
【摘要】:东昆仑造山带具有漫长的地质演化历史,是一条由不同期次、不同类型造山作用叠加形成的大陆复合造山带,发育大面积前寒武纪变质岩系,是东昆仑造山带前寒武纪演化的重要物质记录。综合运用构造地质学、岩石学、矿物学、岩石地球化学和同位素年代学等研究方法,对东昆仑造山带东段的前寒武纪变质岩系进行详细的野外观察和室内综合研究,在此基础上探讨东昆仑造山带前寒武纪构造格架和演化模式,取得以下主要进展和初步结论:1、东昆仑造山带(东段)南、北构造带出露的古元古界白沙河岩组具有可对比性,是东昆仑地区太古宙初始陆核形成后陆壳垂向增生的物质记录,在古元古代末期的构造事件中演化为结晶基底。东昆北构造带沟里地区出露的白沙河岩组岩石类型主要有片麻岩、变粒岩、斜长角闪岩、大理岩,夹有石英片岩、石英岩等,原岩为泥质砂岩、砂质泥岩、粘土岩、碳酸盐岩、基性火山岩,变沉积岩地球化学特征指示其形成于大陆岛弧或活动大陆边缘相关的构造环境,其经历了高角闪岩相变质作用,由斜长石-角闪石矿物温压计得出晋宁期变质温压条件为T=684.1℃~713.3℃,p=0.9GPa~1.0Gpa;东昆南构造带可可沙地区白沙河岩组主要岩石类型为变粒岩、斜长角闪片岩、大理岩,夹有片麻岩、石英片岩、石英岩等,经历了高角闪岩相变质作用,原岩为砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩、碳酸盐岩、基性火山岩及少量中酸性火山岩,变基性火山岩地球化学指示其形成于火山岛弧或活动大陆边缘构造环境。2、中元古界小庙岩组为一套经历低角闪岩相变质作用的长英质变质岩夹基性变质岩,可以划分为石英岩组合、富铝片麻岩组合、长英质片麻岩组合、石英岩-长石石英岩组合四个岩性段,主要经历了晋宁期低角闪岩相变质作用和加里东期低角闪岩相变质作用,后期叠加了加里东期动力变质作用、印支期热接触变质作用和晚期绿片岩相退变质作用。岩石地球化学研究结果显示,小庙岩组原岩为泥质岩、砂岩、杂砂岩或硅质岩,夹拉斑玄武岩,沉积岩物源区主要为长英质岩石并且母岩中碱性长石含量较少,或混合有基性火山岩,经历中-低风化程度,处于寒冷干旱的气候区;沉积岩形于陆壳拉张的裂陷槽或裂谷盆地,拉斑玄武岩形成于初始裂解或稍晚期的大陆裂谷环境,二者均指示小庙岩组形成于陆内裂谷环境。碎屑锆石U-Pb年龄测试结果表明,小庙岩组碎屑锆石年龄谱表现为2.4Ga、1.8Ga和1.6Ga三个峰值,指示物源主要为古元古代地质体,其次为太古宙物质,并存在约1.6Ga的变质事件,表明小庙岩组形成于中元古代。小庙岩组碎屑锆石年龄结构与华北克拉通裂谷盆地沉积岩碎屑锆石所记录的前寒武纪构造热事件有相似之处,时间上东昆仑地区的年龄峰值稍晚于华北板块,表明东昆仑地区对Columbia超大陆汇聚与裂解事件亦有响应。3、在东昆仑东段巴隆-哈图一带识别出一套新元古代花岗质片麻岩,主要岩石类型有花岗闪长质片麻岩和二长花岗质片麻岩。锆石U-Pb同位素年代学研究结果表明,花岗质片麻岩形成于新元古代早期(854~895Ma),同时还记录了早古生代变质年龄(433Ma)。岩石地球化学特征显示,岩石高Si O2、Al2O3,低Ti O2,具有S型过铝质花岗岩特征;稀土元素具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损、铕负异常明显的特征;微量元素具有富集Rb、Th,明显亏损Ta、Nb、Sr、P和Ti等元素。各项地球化学指标表明岩浆来源于陆壳部分熔融,可能为古元古界白沙河岩组长英质岩石发生脱水熔融的产物,形成于同碰撞构造环境,是东昆仑地区响应Rodinia超大陆汇聚事件的物质记录。4、东昆仑造山带自太古宙初始陆核形成以来,逐步形成前寒武纪变质基底,经历多次裂解和汇聚事件。依据前寒武纪变质岩系物质组成和构造属性,将东昆仑造山带前寒武纪构造演化过程初步划分为五个阶段:(1)新太古代初始陆核形成阶段;(2)古元古代结晶基底形成阶段;(3)中元古代陆内裂解沉降阶段,在古元古代结晶基底的基础上裂解沉降形成小庙岩组,裂解事件的时限与Columbia超大陆裂解时限比较吻合,可能是中国西部陆块对Columbia超大陆裂解事件的响应;(4)青白口纪汇聚阶段,东昆仑造山带响应Rodinia超大陆汇聚事件,发生陆块汇聚碰撞,形成新元古代碰撞型花岗岩;(5)南华纪-震旦纪,东昆仑地区也进入裂解阶段,与全球范围内Rodinia超大陆裂解时限比较吻合,是中国西部陆块对Rodinia超大陆裂解事件的响应。


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