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阿尔金构造带西段加里东期山根的初步研究

张建新  
【摘要】: 在阿尔金构造带西段,在原认为主要由高绿片岩相—低角闪岩相(下元古界)的阿尔金群中,发现有榴辉岩及麻粒岩相的孔兹岩系,它们分别分布在阿尔金山的北坡和南坡。本论文通过对榴辉岩及孔兹岩系的岩石学、矿物学、地球化学、同位素年代学及变形作用的研究,提出它们为阿尔金构造带西段加里东期陆陆碰撞造山作用的产物,并探讨了加里东山根的形成和演化过程,榴辉岩及孔兹岩系的区域构造意义及阿尔金断裂可能的位移量。 阿尔金构造带西段的榴辉岩呈透镜状产于长英质片麻岩中,它主要经历了进变质的角闪岩相(P=6.04-8.70Kb,T=615-690℃)、峰期的榴辉岩相(P>15Kb,T=700-850℃)及减压过程中的麻粒岩相(P=11-14Kb,T=750℃)及角闪岩相(P=6.3-9.5,T=619-738℃)的变质作用,构成一个顺时针的PT轨迹。榴辉岩的稀土元素、微量元素及Sm-Nd同位素研究显示其原岩主要为过渡型的大洋拉斑玄武岩。选择保存较好的榴辉岩分别进行Sm-Nd和U-Pb的同位素年代学测定,其中测得全岩—石榴石—绿辉石的Sm-Nd等时线年龄为500±10Ma;四个颗粒的锆石U-Pb同位素测定获得的表面年龄很好地落在一致线上,并得出其权重平均值为503.9±5.3Ma。两种方法获得的基本一致的年龄数据代表了榴辉岩的峰期变质时代。榴辉岩及相关地质体的韧性形作用可分为三期,第一期变形以从N向S逆冲为特征,变形机制为简单剪切,代表造山带根部榴辉岩相—高压麻粒岩相条件下的变形作用;第二期变形作用为SN向挤压、近EW向拉伸的共轴变形,形成近EW向的拉伸线理,其变形条件为榴辉岩减压过程中的中高压角闪岩相,且在不同构造层次上产生不同的变形构造;第三期变形在含榴辉岩的深部单元表现为垂向挤出,变形条件为中低压角闪岩相,而在滑脱面之上的浅部单元为SN向的伸展作用。 阿尔金构造带西段的孔兹岩系的主要由夕线石榴黑云二长片麻岩、石榴黑云二长片麻岩、含石墨夕线石榴黑云片岩等富铝的片麻岩(片岩)类和夹于片麻岩(片岩)中的石榴角闪二辉麻粒岩,并伴随有夕线榴长石石英岩及含石墨大理岩。岩石学及地球化学的初步研究表明富铝的片麻岩(片岩)的原岩为富铝的泥质和泥砂质沉积岩,所夹基性麻粒岩的原岩可能为大陆拉斑玄武岩,这套孔兹岩系的原岩可能形成于大陆边缘环境。孔兹岩系经历了麻粒岩相的变质作用,矿物的温压估算得到其峰期变质温度为700-850℃,压力为8-12Kb。岩石中变质锆石的U-Pb及Pb-Pb同位素测定获得447-462Ma的年龄值,代表其麻粒岩相的变质作用时代,富铝片麻岩中含继承组分的锆石还获得较老的上交点年龄,它可能代表其沉积岩原岩源区的年龄。孔兹岩系的变形作用可分为三期:第一期变形以SN向挤压、近EW向拉伸的共轴变形为特征;第二期变形表现为为从NW向SE的逆冲剪切作用;第三期变形则可能与阿尔金主断层的左行走滑活动有关。 榴辉岩及孔兹岩系的447-503Ma的峰期变质年龄显示了阿尔金西段加里东期山根的存在,它的形成和演化经历了a:早期与榴辉岩形成有关的板块的俯冲和山根的形成,b:与榴辉岩的减压作用及孔兹岩系的形成有关的SN向挤压、EW向拉伸及c:晚期的折返作用——造山带根部的垂向挤出及较浅层次的伸展及扩展作用。 通过阿尔金构造带西段的榴辉岩及孔兹岩系与柴北缘构造带的榴辉岩及麻粒岩相岩石的初步对比,认为它们可能同为加里东期的陆陆碰撞带的一部分,后来被阿尔金断裂的左行平移作用所切割,结合阿尔金构造带其它地质体与祁连造山带的对比,粗略地估计其位移大约在400—500km之间。


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