造山带板内洋岛-海山残片的识别及地质意义

板内洋岛-海山残片是造山带"洋壳残片"的重要组成部分,对恢复造山带所代表的古洋盆的构造演化具有重要意义.然而,如何在造山带中识别板内洋岛-海山残片并通过其恢复古洋盆的构造演化等问题并不清楚.在综述现今板内洋岛-海山的岩石层序、岩浆岩类型、地球化学和同位素特征等的基础上,结合对青藏高原班公湖-怒江缝合带数个板内洋岛-海山残片研究的成果,初步总结了造山带板内洋岛-海山残片的识别标志及其地质意义、时代的确定方法等基础地质问题.板内洋岛-海山记录了丰富的洋盆演化信息,且是大洋俯冲消亡时最易保存的地质体.因此,在古洋盆构造演化的恢复中,对造山带板内洋岛-海山残片的研究至关重要.

洋岛-海山研究进展及其对于重建洋板块的意义

在中国区域大地构造研究中,对洋岛-海山/洋底高原的识别尚未引起足够重视.为深入研究中国大陆洋板块构造,系统回顾了洋岛-海山/洋底高原的基本概念、基本特征和增生造山过程.洋岛-海山/洋底高原是在海底扩张、大洋壳演化过程中由于地幔热点/柱作用形成的有异常厚度洋壳的区域,是大洋岩石圈的重要组成部分.洋岛-海山/洋底高原在垂向上具有典型的二元结构,下部以镁铁质、超镁铁质岩石为主,上部以碳酸盐岩建造为主.现今大洋盆地中大面积分布着正在演化中和正在俯冲的洋岛-海山,根据比较大地构造学原理,古洋岛-海山的存在指示古大洋盆地的存在,是研究造山带的重要载体.认为地史时期大洋盆地中有相当数量的洋岛、海山,在俯冲增生碰撞造山过程中保留下来的古洋岛-海山残块以构造岩片(块)形式夹持在俯冲增生杂岩中,随大洋盆地关闭;其作为缝合带的重要组成部分,是识别对接带的重要判别依据之一.

陈蔡早古生代俯冲增生杂岩对华夏与扬子地块拼合过程的指示意义

华夏地块与扬子地块的拼合时限与方式长期存在争议。本文对出露于浙江诸暨一带的原"陈蔡岩群"进行了详细的露头尺度解剖。野外地质调查表明,原"陈蔡岩群"主要由不同性质的外来岩块与基质组成。其中:代表外来岩块的大理岩及斜长角闪岩的变质年龄分别为(424.7±2.9)和(420.6±1.8)Ma,成岩年龄分别为(479.2±9.5)^(424.7±2.9)Ma和(507.7±7.8)^(420.6±1.8)Ma,斜长角闪岩原岩为具OIB(洋岛玄武岩)特征的碱性玄武岩,大理岩的原岩为海相碳酸盐岩,二者共同构成了洋岛海山组合。代表原地岩块的变长石石英砂岩主要物源区为3 620~1 530 Ma形成于活动大陆边缘和大陆岛弧环境下的古老地壳物质;与之构造混杂接触的斜长角闪岩变质年龄为(438.0±2.5)Ma,其原岩分别为形成于消减带岛弧环境的岛弧拉斑玄武岩、形成于俯冲环境下的富Nb玄武岩和洋岛海山环境下的具OIB特征的碱性玄武岩类。代表基质的含榴黑云斜长片麻岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试结果表明,其变质年龄为(441.0±3.0)Ma,碎屑206Pb/238 U年龄多数为840~780 Ma,反映其物源主要来自于新元古代,且最年轻的沉积年龄限定在598 Ma,说明片麻岩原岩可能为早古生代沉积地层。陈蔡地区该套岩石组合的发现表明,原"陈蔡岩群"的构造属性应为早古生代俯冲增生杂岩。结合测区及龙游地区新发现的加里东期麻粒岩和退变榴闪岩,提出扬子与华夏两大地块碰撞于445~420 Ma。

北大巴山与志留纪火山作用相关的碳酸盐岩沉积学特征及形成环境

生物碎屑灰岩、生物礁是造山带内最为常见的岩石类型之一,它们可以形成于多种构造环境。研究这些岩石组合的结构组成及生物赋存状态可为古地理恢复及造山带演化提供依据。分布于北大巴山地区与富TiO2碱性火山岩紧密相关的碳酸盐岩组合长期以来被认为是被动陆缘台地相组合。该套碳酸盐岩组合主要由生物礁、生物碎屑灰岩、砂屑灰岩、泥质灰岩、角砾灰岩共同构成。砂屑灰岩及生物灰岩中常伴随有薄层凝灰岩夹层;同时这些碳酸盐岩中富含不同比例的火山碎屑成分,发育粒序层理、平行层理、波纹斜层理和滑塌构造。生物碎屑灰岩通常与凝灰质砂岩、泥岩构成韵律层,火山质碎屑在类岩石中主要表现为粒径0.5～3 mm的棱角状—次棱角状玄武岩和凝灰岩碎屑,具有近源沉积特征;生物礁中通常出现1～2.5 cm棱角状—次棱角状玄武岩碎屑,且在生物礁之间的砂岩夹层中含有丰富的0.5～1 mm的次圆状玄武岩碎屑;砂屑灰岩中含有棱角状—次棱角状玄武岩和辉石两类碎屑,其中辉石碎屑粒径通常为1～2 mm,同时该类岩石中还含有丰富的黄铁矿,这些黄铁矿通常因其粒径变化而发育粒序结构特征。角砾状灰岩可分别由砂屑灰岩、生物礁及生物碎屑灰岩构成,也可由三者共同构成,玄武岩碎屑仅出现于角砾状生物礁灰岩中。这些碳酸盐岩中的生物化石具有曾经历过明显的搬运改造特征,其中生物碎屑灰岩和砂屑灰岩中的化石碎屑以次圆状为主,生物礁中的生物化石平行于砂岩夹层分布且发生不同程度的压扁和挤压变形,岩石中普遍发育滑塌沉积构造。这些特征共同表明,该套碳酸盐岩与下伏的碱性玄武岩形成密切相关,二者共同构成了与现代大洋中典型洋岛/海山相一致的结构特征,且这些碳酸盐岩多沿着下伏玄武岩的周边沉积,具有深水—斜坡环境的沉积组合,同时因其中所包含的生物化石经历了一定距离搬运作用而发生再沉积,进一步表明这些生物发育时代可能要略微早于该套火山—沉积组合的形成时代。

北祁连石灰沟奥陶纪碳酸盐岩—硅质岩形成的构造环境

北祁连造山带石灰沟奥陶纪硅质岩与碱性玄武岩、熔结凝灰岩、火山碎屑岩、泥岩、杂砂岩、砂屑灰岩、生物碎屑灰岩及生物礁共同构成了一个相对完整的海山组合序列。其中硅质岩中含有早-申奥陶世牙行刺化石，泥岩和砂岩中含有中-晚奥陶世三叶虫和笔石化石。硅质岩地球化学特征研究表明其源区为其形成提供了丰富的碎屑物质来源，从而表现为LREE富集，Eu^＊CN负异常特征；这些硅质岩形成于陆缘环境，并非深海或洋中脊环境。

西藏东巧地区东穷玄武岩岩石地球化学特征及地质意义

1∶25万班戈幅区域地质调查在东巧地区安多县强马镇南东穷一带圈定出侏罗纪机部乡蛇绿岩带。通过"西藏1∶5万班戈江错地区6幅区调"野外地质调查研究,机部乡蛇绿岩带是由玄武岩、辉长岩、灰岩、放射虫硅质岩等岩石形成的一套洋岛海山组合,其化学特征显示具有富钛、碱、铝,低硅、镁,明显富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th,亏损Sr、Y、Yb,在TiO_2-Mn-P_2O_5构造环境判别图中,显示洋岛碱性玄武岩;与蛇绿岩相伴生的沉积物中化石分析鉴定,确定蛇绿岩形成时代为晚三叠世,证实了班公湖—怒江结合带中段在晚三叠世已经打开。

滇西昌宁-孟连结合带石炭纪火山-沉积地层时代与构造环境

昌宁-孟连结合带内大面积出露石炭纪火山-沉积地层,对其时代的精确厘定及古构造环境的识别,有助于认识和恢复昌宁-孟连结合带乃至东古特提斯洋演化。通过详细的野外地质调查与剖面测制,查明玄武岩与碳酸盐岩之间为整合接触关系。对碳酸盐岩开展了详细的微相分析,识别出4种微相类型,分别为颗粒生屑灰岩(MF1)、似球粒泥粒生屑灰岩(MF2)、鲕粒灰岩(MF3)和含珊瑚碎屑礁灰岩(MF4),主体形成于热带-亚热带较温暖的古气候背景,代表了浅水高能环境。对碳酸盐岩与玄武岩之间的凝灰岩夹层开展锆石U-Pb定年研究,获得^(206)Pb/^(238)U年龄加权平均值为351.7±2.5 Ma,表明玄武岩的喷发时代为早石炭世。该套火山-沉积地层岩石组合包括具有OIB型地球化学特征的玄武岩、礁灰岩、塌积砾岩、凝灰岩等,将其构造环境厘定为洋岛-海山。该洋岛-海山是三江造山带洋壳残片的重要组成部分,记录了古特提斯洋盆构造演化及造山带形成过程的重要信息。