再论西昆仑库地蛇绿岩及其构造意义

近年从事西部造山带,特别是西昆仑造山带研究的国内外地质学家,对库地蛇绿岩的发生时限、环境及其构造演化讨论较热烈。原因是:它很可能是中国较早发生的古蛇绿岩之一,涉及青藏高原北缘是否存在“原(古)特提斯(ProterozoicTethys)”大洋以及地质历史早期板块构造演化特征、Rodinia古陆的裂解-聚合等问题,讨论焦点是对该蛇绿岩发生的时限和形成环境的判别、认识问题。本文结合历次对该蛇绿岩的观察,重点就最近该蛇绿岩中石英辉长岩的锆石SHRIMP-Ⅱ测年给出510Ma±4Ma及其构造意义作一简要报道。

西昆仑及邻区岩石圈结构构造演化——塔里木南—西昆仑多学科地学断面简要报道

通过深地震反射剖面,宽频天然深地震探测,广角折射、反射剖面,结合地表地质观察、岩石矿物和地球化学研究,以及弹性模拟计算等,对当前国际上流行的所谓高原北缘向南呈A型俯冲,南缘向北俯冲构成的青藏高原地壳加厚、隆升的“双俯冲”(two-sidedsubduction)模式提出质疑,认为高原北缘至少在西昆仑与塔里木(欧亚板块)之间不存在长距离的俯冲,在新生代以来的强劲挤压中,塔里木起到了一定的阻挡作用,在这里呈现南北向挤压应力场,因而青藏高原西北缘陆-陆碰撞造山、盆山的形成受到“南北双向挤压模式”所控制,也是造成青藏高原西北缘新生代期地壳加厚。

青藏高原的构造演化

青藏高原及相邻地区可分出五个主要板块,即:Ⅰ.中朝板块(地台),Ⅱ.塔里木-柴达木板块,Ⅲ.扬子-巴颜喀拉板块,Ⅳ.羌塘-冈底斯板块及Ⅴ.印度-喜马拉雅板块。它们之间相应地由四个巨缝合带所分隔,即:(1)祁连-秦岭缝合带,(2)东昆仑-南秦岭缝合带,(4)南喀喇昆仑-丁青-澜沧江缝合带及(5)雅鲁藏布江缝合带。前二个缝合带是北面“秦祁昆洋盆”消亡的结果,后二缝合带是南面的古生代末期—中生代的早(古)

中国南天山造山带蓝片岩及其构造意义

中国西北部地区发育多条蓝片岩带。其中南天山蓝片岩带东西延伸１０００余公里，西部可能与哈萨克斯坦的阿特巴什带（Ａｔａｂａｓｈｉ）和万利苏（Ｍａｙｌｉｓｕ）相连￣［１］，东部可能与我们发现的南天山中部库米什蓝片岩相连￣［２］。它是古亚洲域最长、最重要的一条高Ｐ／Ｔ变质带。本文在较系统地对南天山高Ｐ／Ｔ变质矿物组合、探针分析、同位素测年等数据资料分析研究基础上，认为该带主要为蓝闪石片岩－绿片岩的过渡相。该带与其北侧的高Ｐ／Ｔ变质岩－混合岩化花岗岩质岩石以及中酸性侵入岩等构成古双变质带，从ＰＴ＿ｔＤ轨迹中可以判别４３９Ｍａ为南天山洋盆俯冲初始变质相，４２０－４１５Ｍａ接近峰期，３５０－３４５Ｍａ主要为退变质绿片岩相，该岩相为南天山洋盆闭合后抬升阶段的产物。

青藏高原构造演化及隆升的简要评述

根据近年古生物区系、岩相古地理、地质构造以及古地磁等的研究,特别是晚古生代—白垩纪古生物区系、分异度指数特征以及古地磁数据等,笔者认为,从晚古生代—白垩纪印度板块和青藏高原(欧亚板块)之间不存在至今还流传引用的浩瀚深邃宽达6000～7000km、向东敞开的特提斯大洋,其时印度板块与欧亚大陆之间呈现小洋盆、海湾、裂陷槽与微古陆相间的构造格局;也未发生过印度大陆和青藏高原南部地体跨这一特提斯大洋自南向北作长距离漂移。笔者对近年在高原进行的大地水准测量、GPS、同位素年代学(^(39)Ar/^(40)Ar,裂变径迹等)结果进行了分析研究,扼要地阐述了青藏高原隆升过程和速率;提出高原隆升大体可分为三大阶段,即:白垩纪—始新世慢速隆升期,中新世—上新世中等速率隆升期及更新世—全新世快速隆升期;隆升速率随时间更新而增快,在空间上隆升速率有自北而南由慢到快的趋势;同时在中新世和更新世,出现两次突变增快转折点。根据近10年地质和地球物理资料,特别是深部地球物理资料,笔者再次提出,青藏高原的隆升机制是多因素、多阶段和多层次的不均匀隆升。高原地壳缩短、加厚和隆升受到三大力源控制:一是来自南面印度板块的挤压及其四周塔里木、扬子以及中朝地台的滞后阻力,产生向高原内不均匀的汇聚挤压和导?

西昆仑—喀喇昆仑及其邻区岩石圈结构、演化中几个问题的探讨

西昆仑—喀喇昆仑位于西藏高原西北,西构造结(Western Syntaxis)的东侧,是当前国际地学界关注的热点地区之一。本文不准备对该地区岩石圈结构、演化及其多重效应作全面论述,仅以近年青藏高原项目实施中涉及的几个较重要问题作探讨;经过对已获得的地震深探测和地质、地球化学资料的分析研究,提出青藏高原西北缘不存在塔里木向西昆仑山作长距离的“A 型俯冲”,晚新生代以来岩石圈“面对面水平挤压—拆沉作用”是形成西昆仑陆—陆碰撞造山带的主要原因。对众所关注的库地蛇绿岩形成时代,提出了新的 SHRIMP-Ⅱ,U-Ph 锆石测年年龄,上限为510±4Ma;对原特提斯大洋、康西瓦大型走滑断裂带的形成、演化作了探讨。

从扩张速率试论蛇绿岩的类型划分

本文试图从岩石圈引（扩）张速率的估算，对蛇绿岩的分类作一初步的探讨。岩石圈引张作用导致洋盆的产生，其扩张速率又反映在蛇绿岩的规模、厚度、组合、组份及岩石化学特征等方面，再结合与之共生的沉积、古生物地层特征以及构造演化等方面的证据，作者将蛇绿岩初步划分为三大类型：即典型、完整的蛇绿岩类型（包括快速和中速扩张速率条件下产生的Ⅰ、Ⅱ类蛇绿岩）、次蛇绿岩类型（慢速扩张条件下产生的Ⅲ类蛇绿岩）、和似蛇绿岩类型（极慢速扩张速率条件下产生的Ⅳ类基性、超基性岩组合）。

中国西部元古代蓝片岩带——世界上保存最好的前寒武纪蓝片岩

阿克苏附近所发现的元古界阿克苏群为一完整的蓝片岩-绿片岩系列,我们通过野外调查肯定了这一认识,并认为它是高压-温相的变质块体,长40km,宽约2.5km.该变质岩由强烈片理化的绿泥石-黑硬绿泥石石墨片岩、黑硬绿泥石-多硅白云母片岩、绿片岩、蓝片岩及少量石英岩、变铁质岩组成.原岩包活泥质岩、砂岩、基性玻屑凝灰岩、块状熔岩、枕状熔岩及少量深海沉积物.蓝片岩的矿物组合:青铝闪石-绿帘石-绿泥石-钠长石-石英-阳起石.阿克苏群为世界上真正的前震旦纪蓝片岩之一,其变质年龄至少有800Ma.

青藏高原西北西昆仑山早期蛇绿岩及其构造演化

早期蛇绿岩的研究近十多年吸引地质学家的关注（Colombo et al．，2001；Scarrow et al．，2001；Timothy et al．，2001），这是因为它涉及地球早期板块构造演化以及古海洋形成过程等问题，也涉及本区是否存在“原特提斯”大洋和罗丁利亚（Rodinia）大陆的裂解和敛合等重大问题。本文提出西昆仑山存在一套可靠完整的新元古代-早古生代的蛇绿岩——库地蛇绿岩，它的时限是利用先进的SHRIMP-Ⅱ锆石U-Pb法对蛇绿岩内堆晶岩中下部岩石的测年，分别给出510±4Ma和502±13Ma。

西昆仑—塔里木—天山岩石圈深地震探测综述

沿新疆地学断面走廊域实施了3种深地震探测方法:近垂直深地震反射剖面、宽角反射与折射深地震测深剖面和移动式宽频地震观测,揭露出西昆仑—塔里木—天山岩石圈的结构与横向变化,发现了塔里木大陆地块与青藏高原西北部西昆仑造山带碰撞的地震学证据,揭示出天山与塔里木、天山与准噶尔,以及昆仑山与塔里木之间的岩石圈尺度盆山耦合关系。阶段成果发表后引起国内外学者广泛注意,本文结合相关资料对这些新成果进行了系统综述,旨在对比研究青藏高原南北两缘不同的碰撞变形之深部过程。

新疆东准噶尔卡拉麦里地区晚古生代板块构造的基本特征

笔者等根据近年研究,认为新疆东准噶尔卡拉麦里地区晚古生代板块构造的演化,大致分为几个阶段:早泥盆世初,早古生代晚期形成的陆壳拉张,分裂成卡拉麦里有限洋盆;早泥盆世晚期,该洋盆开始聚敛收缩,早石炭世初洋盆闭合,两侧陆块连接;陆块连接带上发育由洋盆转化形成的陆间残余海盆;早石炭世末期,发生强烈褶皱造山运动,把已经连接的陆块最后焊接成一个板块。此后,该区进入板内演化时期。

新疆地学断面深地震反射剖面揭示的西昆仑-塔里木结合带岩石圈细结构

横过西昆仑 塔里木结合地带的深地震反射剖面 ,首次揭露出新疆地学断面南部山盆结合部位地壳与上地幔顶部的精细结构 ,发现了塔里木岩石圈下部南倾、西昆仑山岩石圈下部北倾的强反射特征 ,它们相向倾斜、相互交织 ,构成了塔里木岩石圈挤入到西昆仑北带之下 ,与青藏高原西北缘岩石圈相碰撞的地震证据。深地震反射剖面还揭示出西昆仑山与塔里木盆地在岩石圈尺度呈“V”型的盆山耦合关系 ,这种“V”型的耦合关系代表了陆内陆

西藏中北部双湖地区蓝片岩带及其构造涵义

西藏中北部的蓝片岩呈岩块断续出露长达300 km.东起西亚尔岗双湖及其以西的恰格勒拉,经纳若、角木日、冈塘错、果干加年山、玛依岗日,西至冈玛错一带。除恰格勒拉及果干加年山的蓝片岩早年有简要报导外,其余均为李才等近年的新发现。蓝片岩的原岩主要为冈瓦纳大陆北缘晚石炭世-早二叠世裂谷型(裂陷槽)沉积-火山岩系,包括基性火山岩(或火山碎屑岩)、泥质砂岩、泥质灰岩等,尚有少量基性煌斑岩。高压低温变质矿物主要为青铝闪石,次为镁钠闪石,少量蓝透闪石。缺失典型蓝片岩相的硬玉和硬柱石。根据钠质角闪石类矿物成分所估算的变质压力为0.67～0.75 GPa,变质温度为410～460 C,视为蓝片岩与绿片岩之间的过渡相更为确切。 蓝片岩典型的矿物组合为:(1)绿泥石+绿帘石+青铝闪石+钠长石;(2)绢云母+青铝闪石(±镁钠闪石)-蓝透闪石-斜长石+石英;(3)方解石+青铝闪石-绿帘石:(4)绿泥石-透闪石+蓝透闪石(±单斜辉石残晶)。 蓝闪石的^(46)Ar-^(48)Ar年龄值为222.5±3.7 Ma,故其变质年龄为晚古生代-早中生代。高压变质带及其伴随的“蛇绿混杂岩”很可能是冈瓦纳古陆北缘边缘海内裂陷槽或“初始有限洋盆”从离解到汇聚消亡的地质记录,龙木错-冈玛错-双湖-丁青-澜沧江一带作为冈瓦纳古陆与欧亚古陆分界地带.基本是可取的。

内蒙古阿拉善盟北部宗乃山中酸性侵入岩年代学、地球化学及构造意义

锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果表明,阿拉善盟北部宗乃山岩基包括中二叠世钾长花岗岩(272±1 Ma)和早三叠世闪长岩(249±1 Ma)、花岗闪长岩(247±1 Ma)。中二叠世钾长花岗属于准铝质和钾玄质系列,为高分异I型花岗岩。早三叠世闪长岩属钙碱性系列,而花岗闪长岩为弱过铝质,钙碱性系列,属于I型花岗岩。宗乃山地区这些中酸性侵入岩都显示出轻稀土元素相对富集和重稀土元素相对亏损的特征,并且具有微弱-中等的Eu负异常。在原始地幔标准化图解中,都相对富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba和Sr等),亏损高场强元素(Ta、Nb、P和Ti等)。宗乃山地区侵入岩的锆石绝大部分具有正的εHf(t)值(+0.3^+11.6)和相对年轻的地壳模式年龄(tCDM=1 275~533Ma),表明源区主要为新生地壳物质。这些特征与同一构造带上沙拉扎山地区的侵入岩十分类似,而明显不同于具有古老基底的阿拉善地块内发育的侵入岩,因此宗乃山-沙拉扎山构造带具有亲中亚造山带的特征,中亚造山带与阿拉善地块的界线应位于宗乃山-沙拉扎山构造带以南。

新疆西南天山蓝片岩的变质作用pTDt轨迹及构造演化

西南天山蓝片岩的变质作用pTDt轨迹显示进变质作用为快速升压过程、退变质作用为近等热降压过程。自俯冲杂岩进入俯冲带到形成蓝片岩后抬升并出露于造山带,变质作用经历了浊沸右相(415Ma?)→硬柱石-蓝闪片岩相(408Ma?)→蓝闪绿片岩相(345Ma)→绿片岩相(314Ma)连续渐变演化的过程。蓝片岩中现存主要蓝闪绿片岩相矿物组合并非峰期变质矿物组合。造山运动晚期的大规模韧性推覆作用促成蓝片岩快速抬升并出露于造山带。