基墨里造山与松潘-甘孜锂矿链成因的探讨

晚三叠世—早侏罗世,基墨里大陆和泛华夏陆块与欧亚大陆的碰撞,形成了4000 km长的基墨里造山带。位于三大陆之间、现今青藏高原北部的松潘-甘孜地体的造山属性的确定,对于探索松潘-甘孜锂矿链的成因有重要意义。松潘-甘孜地体西部和北部的早侏罗世陆相火山岩、底砾岩和煤系地层(~201 Ma)不整合在晚三叠世褶皱地层及花岗岩体之上,为晚三叠世—早侏罗世的基墨里造山时限提供了直接证据。松潘-甘孜地体中的甲基卡、可尔因、扎乌龙和白龙山-大红柳滩等稀有金属矿集区具有共同特征:赋存在由核部高分异S型花岗岩和幔部中晚三叠世浊积岩组成的片麻岩穹隆构造中、经历了巴罗-巴肯变质作用、含锂伟晶岩脉侵位在花岗岩体上部的伸展空间。通过对松潘-甘孜地体区域地质调查和对矿集区的变质、变形、岩浆和成矿作用及同位素年代学研究,提出该地体经历晚三叠世—早中侏罗世的基墨里造山过程:(1) 230~220 Ma:地壳缩短和加厚阶段,以盖层大规模强烈褶皱、逆冲带,盖层与基底之间向南的滑脱变形为特征,伴随深熔和巴罗式变质作用;(2) 220~190 Ma:地壳减压折返阶段,大量花岗岩侵位在中晚三叠世浊积岩中、形成片麻岩穹隆并伴随巴肯式变质作用。由于花岗质岩浆的高度分异及岩浆不混溶作用,导致侵位在片麻岩穹隆顶部伸展空间的伟晶岩稀有金属富集成矿。此外,伟晶岩型锂矿科学钻探(JSD)揭示了甲基卡矿集区多层次穹状花岗岩席控制含锂伟晶岩脉的成矿机制,推测大规模中下地壳基底深熔驱动岩浆上升,岩浆体沿上地壳中的构造面推叠形成岩席。

交代地幔源区与造山带铜镍成矿作用

造山带具有复杂的动力学环境、俯冲交代历史和热力学状态,其地幔源区物质组成、熔融机制和岩浆产物明显不同于地幔柱和大陆裂谷带,因此造山带环境中与镁铁-超镁铁质岩浆有关的铜镍成矿作用有别于板内环境。本文综述了交代地幔源区与造山带铜镍成矿关系的新进展,重点聚焦于:(1)岩石圈与软流圈的贡献。成矿岩浆来源于上涌的软流圈驱动交代岩石圈地幔不同程度的混合熔融,其中后俯冲阶段岩浆产物的成矿作用最为普遍、规模最大;岩石圈地幔经历不同比例俯冲板片沉积物熔体(富钙沉积物)和低温蚀变洋壳流体交代,具有显著的富挥发分和碳酸盐特征。(2)幔源岩浆氧化还原状态对成矿的约束。显生宙造山带成矿初始岩浆(硫化物未发生饱和)可能普遍为氧化性岩浆,岩浆体系硫化物饱和前后存在氧逸度骤降,导致岩浆体系硫化物饱和时硫的溶解度呈指数级下降,直接触发硫化物熔离,或者为达到熔离创造低的硫溶解度条件,其中岩浆还原作用由碳质物在岩浆期的有效混染造成。(3)挥发分对岩浆硫化物的运载汇聚。挥发分显著降低熔体粘度,从而减小粘滞阻力对岩浆超压的消耗;岩浆在上侵减压过程中挥发分能够发生出溶-成核作用,形成大量低密度气泡并与硫化物液滴形成复合液滴,促进硫化物液滴聚结,提高其成矿元素含量,并向上输运硫化物。总之,全球部分典型铜镍成矿省与交代地幔时空耦合关系表明,地幔具交代属性可能一定程度上促进了岩浆硫化物成矿。尽管交代地幔对造山带铜镍成矿的贡献方面取得了诸多重要进展,但前寒武造山带幔源岩浆氧化还原状态对成矿的影响、造山带镍铜钴成矿多样性、经历不同交代作用的地幔源区熔融过程中亲铜元素的行为机制、壳幔圈层内挥发分循环对亲铜元素迁移-富集的控制作用等领域仍需深入研究。

显生宙碰撞造山带超高温变质作用的加热机制:来自二维数值模拟的约束

大量的岩石学证据表明:碰撞造山带中常发育900~1100℃的超高温变质作用。然而,碰撞造山带中如何出现如此极端的超高温条件仍然存在争议。为了更好地理解超高温变质作用加热机制和碰撞造山带中主要热源的相对贡献,我们建立了一系列高分辨率二维热-动力学模型,借此探讨了俯冲大陆岩石圈密度亏损程度、大陆地壳放射性生热率和大陆汇聚速率等因素对碰撞造山过程中超高温变质主要热源的影响。当大陆岩石圈密度亏损(Δρ=ρ软流圈地幔-ρ岩石圈地幔)大于50kg/m^(3)时,有利于发生大陆平板俯冲,软流圈地幔无法上涌为地壳物质提供热源;此时,具有较高放射性生热率(>3μW/m^(3))的地壳可以发生“浅俯冲-折返”型超高温变质作用。而当大陆岩石圈密度亏损小于10kg/m^(3)时,大陆上地壳在深俯冲阶段首先发生超高压榴辉岩相变质作用,随后伴随着大陆岩石圈地幔后撤和软流圈上涌,进而出现以异常高的地幔热流加热为主的“深俯冲-折返”型超高温变质作用。此外,较低的大陆汇聚速率(<1cm/yr)更有利于“深俯冲-折返”型超高温变质作用的产生。将数值模拟结果与特提斯构造域的变质岩石数据和地球物理观测进行对比,我们认为在现今板块构造体制下,由具有密度亏损程度较高的大陆岩石圈平俯冲有利于“浅俯冲-折返”型超高温变质作用的发生,而由密度亏损程度较低的大陆岩石圈俯冲可能导致“深俯冲-折返”型超高温变质作用的产生。

八里棚早白垩世花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征:对桐柏—大别造山带碰撞后岩浆作用的指示

后碰撞岩浆作用对研究大陆造山带构造的演化具有重要的意义。桐柏—大别作为典型的造山带,经历了完整的造山作用,并于中生代产生大规模的岩浆作用,对揭示桐柏—大别造山带的构造演化提供了有利条件。本文对桐柏—大别造山带八里棚花岗岩进行了锆石U-Pb年代学、全岩地球化学分析。认为八里棚花岗岩为高钾钙碱性岩石,具有高SiO_(2)(76.85%~77.14%)、低MgO(0.08%~0.27%)、富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE)(如Th、K、Rb)、亏损高场强元素(HREE)(如Ti、Ta、Nb)的特征,同时具有明显的Eu负异常(δEu=0.43~0.67),低Sr(27.4×10^(-6)~61.1×10^(-6))低Sr/Y比值(2.93~7.29),指示八里棚花岗岩为非埃达克质花岗岩。八里棚花岗岩锆石U-Pb年龄为(128±2) Ma,对应桐柏—大别造山带垮塌晚期,指示其为造山带碰撞后减薄地壳部分熔融形成。综合前人研究资料,进一步揭示了桐柏—大别造山带由早期加厚的岩石圈地壳逐渐过渡晚期减薄的岩石圈地壳的构造体系转换过程。

造山带榴辉岩的变质作用P-T-t轨迹研究进展

板块俯冲和折返是板块构造理论的重要组成部分,也是固体地球科学研究的一个前沿方向。俯冲/碰撞造山带内的高压-超高压变质岩经历了俯冲至地球深部而后折返至地壳浅部的复杂地质过程,反演它们的P-T-t轨迹是高压-超高压变质作用研究的重要课题,也是揭示造山带构造演化的一个重要途径。造山带榴辉岩作为高压-超高压变质岩中的一类典型代表,常保留多个变质阶段的矿物组合,较完整地记录了造山带演化的关键信息,是反演P-T-t轨迹的理想样品。根据详细的岩相学观察和矿物成分分析,能识别出榴辉岩不同变质阶段的矿物组合。在此基础上,选取合适的地质温压计或采用相平衡模拟,可获得岩石相应变质阶段的温压条件(P-T)。如何获得多阶段变质年龄(t)和如何匹配变质作用的温压条件和年龄信息,是反演榴辉岩P-T-t轨迹的两个关键问题。本文针对榴辉岩中的锆石、金红石、榍石和褐帘石这四个适用于U-Pb定年的副矿物,从结晶条件和封闭温度等角度评估它们可能记录的年龄信息。结果表明,受限于结晶的温压条件或结晶后的改造作用,单种矿物定年难以获得多阶段年龄,一些实际研究中需要采用多种矿物或多个同位素体系实施定年分析。对于将副矿物从岩石中分选出来再实施原位微区定年的方法,测定微量元素和包裹体矿物组合并不总能准确限定这些定年副矿物结晶于哪个变质阶段,这将影响副矿物年龄意义的解析。观察分析定年副矿物在榴辉岩中的结构,能够厘清它们与岩石主要组成矿物之间的成因联系,进而可通过主要组成矿物限定副矿物的结晶温压条件和年龄意义。因此,具有岩相学结构制约的副矿物原位定年分析(“岩石年代学”方法)是耦合变质岩石学(P-T)和地质年代学(t)结果的重要手段,应在今后的变质作用研究中得到更多的重视和运用。与此同时,进一步研究变质分解/重结晶、熔/流体交代、脆/韧性变形等地质作用对副矿物定年同位素体系的影响。变质作用的时间信息不仅包括通过同位素定年获得的绝对年龄,也包括变质作用所持续的时间。受制于定年测试的精度,一些短时间尺度(≤1Myr)的变质作用难以通过同位素年代学方法进行限制。基于矿物的成分扩散、结构演变、力学性质转变等模拟方法,可用于揭示和限定这类变质事件的时间尺度,以此精细刻画岩石的变质P-T-t轨迹,有助于深入理解造山带榴辉岩的形成过程和机制。

安徽沿江地区中生代碰撞后到造山后岩浆活动和壳幔相互作用——来自火山-侵入杂岩和岩石包体的证据

安徽沿江地区地处长江深大断裂带的中部,构造上隶属由华北板块与扬子板块在 T_2—J_2发生陆-陆碰撞形成的大别造山带的前陆带。在 J_3—K_1时期,区内发生了岩石圈伸展减薄背景下的碰撞后到岩石圈拆沉背景下的造山后岩浆活动和相应的壳幔相互作用,形成了广泛分布的碰撞后到造山后火山-侵入杂岩组合。碰撞后岩浆活动大致发生在125～145Ma,铜陵地区辉长岩包体和大量堆积岩的形成标志着这一时期的开始,而富碱岩浆岩的形成标志着这一时期的结束。在这一时期形成的岩石中,繁昌盆地中的中分村组和赤砂组火山岩以及南部侵入岩属于碰撞后岩浆岩组合中的过铝质的长英质岩套;由中部铜陵地区的中酸性侵入岩和北外带侵入岩等构成的中钾-高钾钙碱性岩系和由铜陵地区的中基性侵入岩、庐枞盆地龙门院组和砖桥组火山岩、宁芜盆地龙王山组和大王山组火山岩以及沿长江两岸呈 NE 方向分布的富碱岩浆岩构成的橄榄安粗岩系属于碰撞后岩浆岩组合中的准铝质的镁铁质-长英质火成岩岩套。造山后岩浆作用大致发生在105～125Ma。宁芜地区辉长岩的侵入标志着这一时期的开始,而宁芜和庐枞地区过碱性岩的形成标志着这一时期的结束。在这一时期形成的岩石中,由繁昌盆地蝌蚪山组火山岩和庐枞盆地双庙组火山岩以及宁芜盆地辉长岩侵入体组成的碱性岩系和由庐枞盆地浮山组火山岩和宁芜盆地娘娘山组火山岩组成的过碱性岩系属于造山后碱性-过碱性火成岩岩套。与碰撞后到造山后岩浆活动相对应,在安徽沿江地区中生代发生了两期壳幔相互作用。其中早期壳幔相互作用表现为起源于岩石圈地幔上部圈层的底侵玄武岩浆与中下地壳间强烈的相互作用,而晚期壳幔相互作用表现为起源于岩石圈地幔下部圈层的玄武岩浆与中下地壳间微弱的相互作用。

南秦岭山阳-柞水矿集区构造-岩浆-成矿作用

山阳-柞水矿集区是南秦岭成矿带主要矿集区之一。从新元古代到晚侏罗世-早白垩世,山阳-柞水地区经历了洋壳俯冲和陆陆碰撞的构造演化,在演化的不同阶段形成了不同矿化类型、矿化组合的Cu、PbZn、Ag、Fe、Mo、Au矿床。新元古代时期,由于洋壳的俯冲作用,山阳-柞水地区形成了与基性岩有关的钛磁铁矿;泥盆纪-二叠纪时期,古秦岭洋消减形成山阳-柞水弧前盆地的同时,也形成一系列沉积型Fe、Ag、PbZn矿床;三叠纪时期,华北、扬子板块全面碰撞并形成了与碰撞作用密切相关的晚三叠世斑岩型Mo矿和造山型Au矿;晚侏罗世-早白垩世时期,则形成了碰撞后伸展环境下的矽卡岩-斑岩型CuMo-Au矿床。山阳-柞水矿集区内的各种时代和类型的矿床是秦岭造山带不同阶段的构造-岩浆活动的产物,对真实、客观的理解秦岭地区的构造演化具有重要意义。

兴蒙造山带南缘东段中二叠世末—早三叠世镁铁质岩浆作用及其构造意义——来自锆石U-Pb年龄与地球化学的证据

根据兴蒙造山带南缘东段的3个镁铁质侵入岩体的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年与岩石地球化学分析结果,揭示研究区晚古生代晚期—早三叠世的构造属性。3个岩体中锆石的CL图像显示,它们主要呈条痕状吸收,并具有较高的Th/U比值(0.22-1.99),暗示其为岩浆成因。岩浆锆石的定年结果表明,它们形成于中二叠世末—早三叠世(263-246Ma),而非前人认为的燕山早期。岩相学研究表明这些岩体主要由辉长岩、角闪辉长岩和辉长闪长岩构成,部分岩石显示堆晶结构。3个岩体的SiO2含量介于46.10%-54.29%之间,MgO的含量在6.49%-13.38%之间,Mg#值介于56-72之间,Al2O3含量为10.23%-22.37%,Na2O的含量为1.22%-3.36%,K2O为0.43%-1.35%,Na2O/K2O为1.22-2.89。稀土元素球粒陨石标准化曲线显示右倾型、平坦型或上凸型,δEu=0.78-2.69;在微量元素蛛网图上,大离子亲石元素相对富集,高场强元素相对亏损。锆石的εHf(t)值介于+9.5--3.8。上述结果表明,该区中二叠世末—早三叠世镁铁质岩浆主要来源于受俯冲物质改造的亏损岩石圈地幔的部分熔融,部分岩浆源区具有少量古老陆壳物质的涉入。结合研究区同时代花岗岩的存在,表明研究区晚古生代晚期—早三叠世岩浆作用显示双峰式火成岩组合,揭示该时期研究区处于一种伸展环境。

黑龙江三矿沟-多宝山成矿带构造-岩浆成矿作用

三矿沟-多宝山铜钼金是我国北方著名的矿产地,分布有多宝山和铜山大型斑岩型铜多金属矿床、争光大型岩浆热液金矿床、三矿沟小型矽卡岩型铜铁矿床以及众多的铜金钼矿(化)点。根据近年来地质工作取得的新进展、新成果,用板块构造和岛弧成矿理论对该带的地质构造演化、含矿地质建造、成矿时代、岩浆成矿作用等进行了分析总结,并划分出三个成矿系列。

造山崩塌过程的岩浆作用响应:以北京薛家石梁-黑山寨岩浆杂岩体为例

薛家石梁-黑山寨岩浆杂岩体出露于北京市昌平区东部,由上庄辉长岩、薛家石梁闪长岩、黑山寨石英二长岩、湖门二长岩和黑熊山花岗岩组成。结合薛家石梁-黑山寨杂岩体的地质产状、各类岩性的空间分布和接触关系以及侵位深度的估算结果,我们认为该杂岩体是一个被剥露出来的掀斜岩浆房。根据岩石学特征和地球化学分析结果,可将杂岩体的岩石归为5大类:(1)堆晶成因的含钒钛磁铁矿辉长岩;(2)低Ti辉长岩;(3)高Ti闪长岩;(4)高Sr低Y中酸性岩(低Ti闪长岩、二长岩、石英二长岩)和(5)黑熊山铁质花岗岩。其岩浆活动分为3批次:第1批次的原始幔源岩浆经AFC过程演化形成该杂岩体所包含的堆晶辉长岩、低Ti辉长岩、低Ti闪长岩、石英二长岩和二长岩;在岩浆房未固结时第2批次的高Ti闪长岩浆注入其中;然后是第3批次的壳源铁质花岗岩浆注入岩浆房上部。岩浆固结后该岩浆房经历了大角度掀斜,是云蒙山变质核杂岩下盘在拆离运动过程中发生背形穹弯变形的结果。该杂岩体所含的高Ti闪长岩的地球化学和Sr-Nd-Pb同位素特征指示当时存在亏损放射性Pb同位素的岩石圈地幔,不支持岩石圈拆沉的动力学模式。薛家石梁-黑山寨杂岩体是燕山造山带挤压变形导致的地壳增厚和增温所引起的重力崩塌过程的岩浆事件响应。

塔西南地区古隆起迁移及对造山作用和储集层发育的启示

在钻井层位标定的基础上,系统解释塔里木盆地西南部(简称塔西南)典型地震剖面,建立区域性的地质格架剖面,进而恢复各构造时期的剥蚀厚度,并编制寒武系盐下白云岩各时期古构造平面形态图,以分析早古生代晚期古隆起的空间展布、形成演化以及迁移规律。研究表明:早古生代晚期,塔里木盆地存在1个广布塔西南地区、统一的区域性古隆起,称之为塔里木西南部古隆起。前人所提出的“塔西南古隆起”和“和田古隆起”不是两个独立的古隆起,而是本次所识别出古隆起的时空迁移演化的结果。该古隆起始于中奥陶世末;晚奥陶世古隆起初具规模、幅度增大;志留纪时期古隆起稳定隆升,隆起范围快速向东部扩大,皮山—和田等区域成为古隆起的一部分,其构造高部位迁移到皮山—和田地区;泥盆纪古隆起开始逐渐缩小,范围仅限于塔里木盆地南部的皮山—和田一带;石炭纪古隆起成为水下隆起,古隆起逐渐消亡。塔里木盆地西南部古隆起属于早古生代晚期塔西南前陆盆地的前缘隆起,其形成演化与塔里木盆地南部西昆仑早古生代造山作用有关。塔里木盆地西南部古隆起从塔西南的西北部迁移到南部的皮山—和田一带,表明西昆仑早古生代造山作用从中奥陶世末开始于西段,呈“剪刀式”自西向东发展。古隆起的迁移演化控制了塔西南地区中奥陶世末、晚奥陶世末和中泥盆世末3期不整合的发育和不整合之下风化壳溶蚀缝洞储集层的空间分布,而古隆起构造高部位的迁移对风化壳溶蚀缝洞储集层的发育也具有重要的控制作用。

大别造山带燕山期造山作用的岩浆岩石学证据

在区域地质填图基础上研究了大别地区燕山期岩浆岩,重新划分了该区燕山期岩浆作用期次,发现大别地区在燕山期存在一个完整的造山岩浆旋回。首次提出本区燕山晚期岩浆岩为双峰式组合,与燕山早期岩浆岩属高钾钙(碱)性-钾玄岩组合一起构成一个从挤压到伸展的造山岩浆旋回,成为燕山期造山的重要佐证。岩浆岩成因特点揭示出本区的岩石圈结构在燕山期存在一个从双倍陆壳到正常陆壳的过程,深部地质过程则是底侵作用和拆沉作用的继续。

新疆博格达造山带晚古生代构造-岩浆演化过程:火山岩组合及地球化学证据

最近,笔者在博格达山东段北部的西地-伊齐-小红柳峡一带的地质调查中发现,该区发育有大量晚石炭世柳树沟组双峰式火山岩及早二叠世卡拉岗组酸性火山岩建造,但双峰式火山岩性质及成因有别于其南侧七角井早石炭世双峰式火山岩。玄武岩富钠贫钾(K_2O=0.18%～0.45%,Na_2O=2.24%～3.63%),属拉斑系列;TiO_2=1.6%～1.7%,略高于MORB,较高的Al(Al_2O_3=16.2%～16.7%)、高Mg(MgO=8.12%～9.54%,Mg~#=61～64),以及低K_2O/TiO_2和K_2O/P_2O_5比值(分别为0.1～0.27、0.63～1.68),反映了在岩浆演化过程中分离结晶作用不明显;Rb/Sr比值0.01～0.02,Zr/Nb=21.6～39.7,Zr/Y=5.38～7.47,以及不相容元素Ba、Zr、Hf相对略富集、Nb-Ta和Th相对亏损,显示岩石具有板内玄武岩的特点;稀土元素球粒陨石标准化配分图上整体接近于平坦型,(La/Yb)_N=1.8～1.9,Eu无异常至轻微正异常(δEu=1.07～1.12),正ε_(Nd)(t)值(+5.63～+5.89),(^(143)Nd/^(144)Nd)_I=0.512927～0.512944,Th/Yb<0.2,Ta/Yb=0.1,表明玄武岩浆源于亏损软流圈地幔,且在演化过程中不曾发生过斜长石的分离结晶作用,并暗示当时的大陆地壳可能由于拉张而变得较薄,玄武岩浆形成后快速上升至地表喷发。双峰式火山岩中的流纹岩Rb-Sr等时线年龄为296±2Ma(1σ),具高Si(SiO_2=76%～80%),富钾贫钠(K_2O=5.1%～5.7%,Na_2O=0.94%～2.03%);低Al(Al_2O_3=7.9%～10.4%);低Ti、Ca和P含量,属高钾钙碱性系列;微量元素Rb、Th、Zr、Hf、K相对富集,Ba、Sr、P、Ti、Nb、Ta为显著亏损;轻稀土元素适度富集且轻、重稀土分馏程度低,(La/Yb)_N=5.1～7.1,(La/Sm)_N=2、(Gd/Yb)_N=1.6～2.2,以及强烈的负Eu异常(δEu=0.17～0.2),(^(87)Sr/^(86)Sr)_I=0.7051～0.7052,δ^(18)O=11.6‰,指示岩石源于地壳物质的部分熔融,源区存在有斜长石残留,形成于大陆裂谷环境。早二叠世末流纹岩(Rb-sr等时线年龄为278±2Ma)具高Si(SiO_2=74%),富钾贫钠(K_2O/Na_2O>2),低Al(Al_2O_3=11.0%)以及较低的Ti和P含量的特征,岩石为高钾钙碱性系列;微量元素PM标准化图解上表现为Rb、Ba、Th、U、K、La、Ce不相容元素相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Ti以及Sr为明显的负异常;轻稀土轻度富集,(La/Yb)_N=5～6,(La/Sm)_N=3,(Gd/Yb)_N=1.3～1.4,以及强烈的负Eu异常(δEu=0.31～0.39),(^(87)Sr/^(86)Sr)_I为0.7069,δ^(18)O=11.97‰,指示源于地壳物质部分熔融的产物,形成于伸展垮塌的构造环境。综合研究结果表明,博格达山前身裂谷岩浆作用始于早石炭世,结束于晚石炭世末期,早二叠世末进入后造山伸展的演化阶段。

中亚-蒙古造山带东段的锡林郭勒杂岩:早华力西期造山作用的产物而非古老陆块?——锆石SHRIMP U-Pb年代学证据

锡林郭勒杂岩是华北板块北缘古生代褶皱带内出露面积最大的变质岩系,以前多被当着前寒武纪的古老地块。本文通过对该杂岩中副片麻岩和正片麻岩的锆石SHRIMP U-Pb年代学研究发现,副片麻岩中的锆石多为岩浆锆石,其^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为406±7Ma,指示它们的原岩主要是由近同期(略早些)的岩浆岩风化后就近沉积的产物,该年龄应代表源区(岛弧型?)花岗岩的形成时间,同时也是副片麻岩原岩沉积的下限年龄。正片麻岩中岩浆锆石的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为382±2Ma,代表花岗片麻岩原岩的侵位年龄。岩石中锆石的变质增生边的形成年龄为337±6Ma,代表锡林郭勒杂岩发生变质和变形的时间,该变质事件可能与贺根山缝合带内所发生的一次主要的碰撞造山作用有关。这些年龄资料充分说明,锡林郭勒杂岩并非古老地块,而是华力西早期岩浆作用、沉积作用和变质作用事件的产物.整个事件是在较短的时间范围内(～70Ma)完成的,推测该杂岩发育在碰撞造山带的弧前环境。中亚-蒙古造山带东南部(内蒙古的中、东部)碰撞前的构造格局可能不是典型的多岛洋体制,由于缺少古老的陆块,造山过程更多的表现为大洋的大陆化过程,即洋内俯冲形成岛弧,岛弧在被动大陆边缘拼贴聚合转化为新的大陆。

原特提斯洋的俯冲、增生及闭合:阿尔金-祁连-柴北缘造山系早古生代增生/碰撞造山作用

分布在青藏高原北缘的阿尔金-祁连-柴北缘早古生代造山系被认为是原特提斯构造域最北部的构造拼合体。与其北侧具有长期增生历史的中亚造山系相比,特提斯造山拼合体被认为是各种来自冈瓦纳大陆北部大陆块体相互碰撞的产物。然而,与典型的阿尔卑斯和喜马拉雅碰撞造山带相比,阿尔金-祁连-柴北缘早古生代造山系包括有大量蛇绿岩、弧岩浆杂岩、俯冲-增生杂岩等,因此一些学者认为青藏高原北部的早古生代造山系为沿塔里木和华北克拉通边界向南逐渐增生的增生型造山带。但是,增生造山模式又很难解释南阿尔金-柴北缘地区普遍存在的与大陆俯冲有关的UHP变质岩、广泛分布的巴罗式变质作用和相关的岩浆作用,以及与碰撞造山有关的变形构造等。在本文中,通过对已有研究资料的综合总结,结合一些新的研究资料,我们提出在青藏高原东北缘的阿尔金-祁连-柴北缘造山系中,早古生代时期存在两种不同类型的造山作用,即增生和碰撞造山作用,其主要标志是北祁连-北阿尔金的HP/LT变质带、蛇绿混杂岩及与洋壳俯冲有关的构造岩浆作用,以及分布在柴北缘-南阿尔金与大陆俯冲和陆陆碰撞有关的UHP变质带、区域巴罗式变质作用、深熔作用、相关的岩浆活动及伸展垮塌作用等,并建立了一个反映原特提斯洋俯冲、增生、闭合及碰撞造山作用的构造模式。

内蒙古阿拉善北部地区碰撞期和后造山期岩浆作用

本文重点研究内蒙古阿拉善北部地区塔里木板块与华北板块碰撞期及后造山期的岩浆作用。发生于251.3 Ma左右的热事件是碰撞期Cs型岩浆作用,仅分布于缝合线之北,其产物不是典型的S型花岗岩。岩体中片麻理构造及围岩中的透入性劈理是同碰撞期造山作用的构造形迹。发生于228 Ma左右的热事件是后造山期A型岩浆作用,源岩是下地壳物质,按源岩差异研究的A型花岗岩分为As型和Ai型。前者受陆壳中沉积物混染较强,而后者受地幔物质混合作用较强。

中甸弧碰撞造山作用和岩浆成矿系统

中甸弧位于西南三江构造火成岩带义敦岛弧的南端 ,它的演化经历了洋壳俯冲 ( 2 10～ 2 3 5Ma)、陆陆碰撞 ( 80～ 88Ma)和陆内汇聚 ( 2 8Ma)三大造山作用。在俯冲造山作用中产生了浅成 超浅成斑、玢岩 ,并发育了与之有关的斑岩型、夕卡岩型、浅成低温热液脉型铜多金属矿床。在碰撞造山作用中形成了与后造山黑云母花岗岩和与之有关的蚀变花岗岩型、石英脉型钨 钼矿床。在陆内汇聚造山作用中产生了深源正长岩类和与之有关的斑岩型金矿。火成岩类型和成矿作用的多样化表明 。

地壳根、造山热与岩浆作用

简要讨论了近年来造山带及其岩浆作用研究的主要进展。造山带流变学结构与造山热和岩浆作用有着密切的耦合关系。年轻的山带往往存在地壳根,但古老的山带地壳根是否存在,取决于造山带的热状态和榴辉岩化的强度,只有缺乏流体和冷的造山带才保留有地壳根,例如古生代的南乌拉尔山和北美前寒武纪的南Trans-Hudson造山带。造山带的伸展塌陷往往伴随着幔源岩浆底侵、地壳软化、隆升和强烈岩浆作用。由于地幔浮力和造山热的作用,一些山带具有高的海拔和薄而热的地壳,属于具有长期活动性的构造带。研究表明,这些具有长期活动性的构造带,是建立在以前形成的热的、软化了的弧后区内。中国昆仑—秦岭—大别造山系北缘,古生代时期发育了与俯冲有关的弧岩浆带,而南缘发育了相近时代的与弧后伸展有关的双峰式岩浆带,构成古生代双岩浆带。该造山系早中生代的造山作用,就是在南缘的古生代弧后岩浆带基础上发展起来的。因此,该双岩浆带提供了造山热控制复合造山作用的实例。

造山作用孕育“青海金腰带”

青海省境内环绕柴达木盆地周边的金矿床十分发育,是中国金矿的重要产地,素有“金腰带”之称。通过对“青海金腰带”的区域地质、地球物理和地球化学特征分析,认为青海“金腰带”的形成主要受两期造山作用控制。加里东期—华力西期,柴达木陆块向北与欧龙布鲁克陆块碰撞,导致原特提斯洋发生闭合,形成柴北缘滩间山金矿田和赛坝沟金矿床;印支期,巴颜喀拉陆块向北与东昆仑陆块碰撞,导致古特提斯洋发生闭合,形成五龙沟、大场、沟里金矿田和满丈岗金矿床。综合前人研究成果,笔者提出该地区金矿床的形成与壳幔相互作用密切相关,幔源物质对金矿床的成矿流体及成矿物质均具有重要贡献,主要金矿床的时空分布也与基性-超基性岩相关。因此,基性-超基性岩发育的位置是在该地区寻找造山型金矿的有利地段。

拉萨地体东南部变质岩的成因与中-新生代造山作用

本文对青藏高原拉萨地体东南部林芝地区分布的变质岩进行了岩石学和年代学研究,结果表明这套岩石在中-新生代经历三期变质作用,形成了三个变质带,它们是:(1)米林变质带,经历了高温中压麻粒岩相峰期变质作用和角闪岩相退变质作用,峰期麻粒岩相的变质作用温、压条件为830～900℃和0.9～1.3GPa,变质时代为90～80Ma的晚白垩世;(2)八一变质带,经历了低压角闪岩相变质作用,变质作用温、压条件为625～679℃,0.4～0.55GPa,变质作用时间为55～50Ma的始新世;(3)布久变质带,经历中压角闪岩相变质作用,变质作用温、压条件为615～663℃和0.5～0.8GPa,变质作用时间为32～26Ma的渐新世。研究表明,拉萨地体东南部的中高级变质岩系的原岩主要由形成在晚古生代的沉积岩和古生代-新生代的岩浆岩组成,变质沉积岩的物质源区具有格林威尔和泛非造山作用的构造热事件记录,表明拉萨地体具有冈瓦纳大陆的构造亲缘性。我们认为,拉萨地体东南部的晚白垩世高温中压变质作用发生在新特提斯大洋岩石圈向拉萨地体之下俯冲所导致的安第斯型造山作用过程中,始新世的低压角闪岩相变质作用发生在印度与欧亚碰撞和深俯冲的新特提斯洋壳断离过程中,而渐新世的中压角闪岩相变质作用发生在印度大陆向欧亚大陆之下的持续俯冲,地壳加厚过程中。因此,拉萨地体东南部的高级变质岩揭示了俯冲/碰撞复合造山带上盘中、下地壳的组成与构造演化历史。