伊犁地块北缘温泉地区托克赛岩组的构造变形与年代学研究及其地质意义

伊犁地块是中亚造山带西南缘的主要大陆块体之一,记录了新元古代‒古生代多期岩浆活动、复杂构造变形和高级变质作用,是研究天山乃至中亚造山带构造演化的理想场所。本文对位于伊犁地块北缘的温泉地区托克赛岩组中石榴角闪岩、花岗片麻岩、云母片岩、石英片岩和侵入其中的未变形花岗岩脉进行了详细的野外构造分析和岩相学观察,发现石榴角闪岩主要分布在一条近EW走向的韧性剪切带中,与其共生的花岗片麻岩、云母片岩和石英片岩均发生了强烈韧性变形,发育一致的陡立面理和近水平线理,运动学指示右旋走滑剪切变形。锆石U-Pb年代学研究显示,韧性变形的角闪岩中变质重结晶锆石具有453±4 Ma和414±4 Ma两个主要年龄值,其中前者与云母片岩中热液改造成因的锆石年龄(465±7 Ma)基本一致,代表这些岩石经历了高角闪岩相变质作用,该变质事件与温泉地区中奥陶世陆缘弧岩浆作用同期。角闪岩中较年轻的年龄峰值与石英片岩(408±3 Ma)和花岗片麻岩(399±7 Ma)中热液成因的锆石生长边,以及花岗岩脉(394±5 Ma)的年龄在误差范围内基本一致,代表了岩浆热液作用的时代,该事件与伊犁北缘泥盆纪岩浆弧花岗岩的侵入时代相当。同时,在角闪岩和花岗片麻岩中均获得了~900 Ma和~780 Ma两个年龄峰值,分别代表花岗片麻岩和角闪岩的原岩结晶时代。此外,石英片岩和云母片岩中锆石的核部还给出了~1135 Ma、~1286 Ma、~1517 Ma和~1725 Ma共4个中元古代的年龄峰值,代表其原岩物源区的岩浆事件。结合前人研究结果,笔者认为伊犁北缘温泉地区在463~443 Ma和423~395 Ma期间分别经历了两期俯冲相关的岩浆‒变质和岩浆‒热液事件,是认识准噶尔洋早古生代向伊犁地块俯冲作用的重要依据。

天山古生代增生造山作用及其构造转换事件

天山造山带自新元古代以来,经历了漫长而复杂的俯冲增生造山作用和陆内构造活化过程,属于典型的复合型造山带。基于近年研究进展,本文对伊犁、境内外中天山和南天山构造带前寒武纪基底、古生代沉积序列、多期陆缘弧岩浆岩和构造缝合带的变形变质特征、形成环境和年代学等进行了总结分析,梳理了天山古生代增生造山作用中的三次重要构造转换事件及其地质记录。(1)伊犁南北两缘、中天山、南天山和塔里木北缘,均发育中奥陶世—志留纪的大陆弧岩浆作用,伊犁北缘、南天山-塔里木北部早古生代沉积环境发生显著变化,表明天山-塔里木北缘在中—晚奥陶世发生了从被动陆缘向活动陆缘的转换。(2)伊犁南、北两缘和中天山的早古生代岩层在晚志留世—早泥盆世普遍发生了强烈的韧性变形和角闪岩相变质作用,其上不整合覆盖有弱变形未变质的晚泥盆世—石炭纪火山-沉积地层;该区域不整合是哈萨克斯坦微大陆拼合事件在研究区的构造响应,也标志着准噶尔洋和南天山洋的俯冲方式在泥盆纪发生了由前进式(东太平洋型)向后撤式(西太平洋型)的构造转换,导致伊犁和中天山在晚泥盆世—石炭纪经历了伸展背景下的大陆弧岩浆作用,在南天山-塔里木北缘则形成了一系列弧后有限洋盆。(3)天山各构造单元及其边界缝合带中普遍发育晚石炭世逆冲推覆构造和二叠纪走滑韧性剪切带、晚石炭世—早二叠世滑塌堆积和二叠纪后造山岩浆岩,指示晚石炭世—早二叠世发生了由汇聚造山向陆内构造的转换。这些构造转换事件是认识古亚洲洋各分支洋盆从初始俯冲、俯冲方式转换到俯冲终结过程的基础,也是探讨增生造山动力学的关键。

龟山杂岩的形成时代、构造属性及变质条件:对秦岭-桐柏造山带构造演化的指示

秦岭-桐柏-大别造山带是华北板块和扬子板块碰撞拼合的产物。桐柏造山带作为古生代秦岭增生造山带与中生代大别碰撞造山带之间的纽带,记录了两大板块之间从洋壳俯冲、地体增生到最终的碰撞造山过程。本文选取桐柏造山带龟山杂岩为研究对象,对其中变沉积岩、斜长角闪岩和花岗质脉体进行了岩相学、矿物学和锆石U-Pb年代学研究。结果指示变沉积岩碎屑锆石年龄峰值主要为~411 Ma,次要年龄峰值为~490 Ma,最年轻四颗碎屑锆石的加权平均年龄为352±11 Ma。斜长角闪岩原岩结晶时代为498±18 Ma,花岗质脉形成时代为412.8±4.4 Ma,两者中变质锆石加权平均年龄为320±10 Ma,指示它们共同经历了早石炭世变质作用。变质峰期温压条件为T=571~632℃,P=0.59~0.76 GPa,属于中压相系角闪岩相变质。区域年代对比分析显示,龟山杂岩变沉积岩物源来自于北侧的北秦岭地体,属于弧前沉积,沉积时代下限为早石炭世早期。结合前人研究,本文认为在古秦岭洋向北的俯冲过程中,上述沉积岩与斜长角闪岩因构造作用拼贴在一起,于~320 Ma发生中压角闪岩相变质作用。该研究结果也指示了古秦岭洋最终闭合时间可能晚于早石炭世早期。