中、低压变质作用与大陆造山——兼论四川丹巴的变质带

巴罗型中压变质带与巴肯型低压高温变质带的成因与大陆板块边缘的碰撞造山及陆内造山作用之间有着紧密的联系。根据变质带的空间时间配置关系、压力类型、变质作用pTt轨迹、伴生的岩浆岩等等,可以区分出3种类型的大陆造山模式:弧-陆拼贴型、陆-陆碰撞型(可进一步分为中高压型碰撞造山带和双变质型山带型(paired metamorphic mountain belt)陆-陆碰撞带)、陆内造山地壳加厚-伸展型。巴罗型中压变质带普遍出现于地壳加厚-热弛豫的构造环境,但巴肯型低压变质带形成的构造背景及物理化学条件在不同的造山带有不同的表现形式,其热源至少有:壳内岩浆侵入或岩浆板底垫托、沉降盆地放射性同位素的衰变热、构造热穹隆、变质核杂岩、地下热流体传热等。大陆边缘造山带中巴罗型变质带的倒转以及板内造山带中变质带问断等现象与造山动力学过程密切相关,记录了造山过程中的重要的地质事件,也是探讨造山历史的理想场所。由于四川丹巴地区松潘—甘孜造山带形成于很独特的3个板块双极性构造环境,表现出与世界上典型造山带诸多相似的地方,如巴罗型中压变质带、巴肯型低压高温带同时在一系列变质穹隆中发育,但又有其特殊性和复杂性,如通常只发育在大陆边缘的倒转的巴罗带和陆内造山过程中的变质相间断同时出现,显然这与本?

四川丹巴穹状变质地体

四川西部丹巴地区最为引人注目的地质构造是穹状变质地体的发育。华北、扬子和羌塘三个板块之间的南北向和东西向双向收缩，引起区内发育了大小不等的十几个穹状变质地体，自北而南有马奈、春牛场、丹巴、公差、格宗等变质穹隆。多数穹隆的核部出露的是前寒武纪的片麻岩和混合岩，例如春牛场侵入体。其中的片麻岩原岩、黑云母和角闪石质片麻岩均属本区最老的岩石。它不整合于志留纪地层之下，年代学研究证明其年代属新元古代（大约865-785Ma）。混合岩从形态上说，多为条带状，偶见角砾状的角闪石质混合岩。但是也有不少穹隆，核部是花岗岩类。岩石化学研究证明，它们大多属于S型花岗岩，仅个别为Ⅰ型。穹状变质地体的外围变质带可分三类：（1）巴罗带型区域递增变质带，有的显示变质带的倒转；（2）巴肯型变质带；（3）低级区域变质带，多数是中压绿片岩相。巴罗带变质的泥质岩，多数变晶矿物如黑云母、十字石、石榴石均具早期低级变质矿物的定向包襄物，显示明显叠加变质的信息。变质泥质岩的∑REE=（195-274）×10^-6，（La／Yb）n=0．811～1．917。稀土配分曲线和微量元素蛛网图具Nb、P、Ti负异常，显示大陆地壳的特征，是陆缘碎屑物质区域变质产物。巴肯带出露于丹巴以北，主要变质泥质岩是夕线石片麻岩类，常见铁铝榴石而少见堇青石，说明原岩富铁贫镁，局部出现锌铁尖晶石。由北侧的巴肯带到巴罗型变质的公差穹隆到南部的格宗穹隆变质带是从高温到低温连续变化的。因之，我们倾向于认为松潘-甘孜造山带的东南缘是一个规模较大的、呈NE向分布的低一中压区域变质带，总体是一条热轴，垂直走向，向东南温度逐步降低。据前人同位素年龄资料：M1巴罗型区域变质发生于约210～205Ma，马奈花岗岩U-Pb锆石年龄为（197±6）Ma。M2巴肯型变质与岩体侵入有关，年龄约为164Ma。M3喜马拉雅期重结晶的黑云母年龄约为30Ma。总之，丹巴变质穹隆的形成是青藏高原东北部地质构造演化中重要的一幕，其主要活动期起于印支晚期最后结束于喜马拉雅期的隆升和挤出。依据低压高温变质带的空间分布，推测本区印支末期存在一NE向的热轴，同时也是S型花岗岩体的出露区。至于木里一带穹隆与丹巴穹隆在变质程度上的差异，应当归因于印支晚期的陆壳增厚过程中，北倾南倒逆冲剪切造成区域热流的不均一性。也说明了青藏高原东北缘在喜山期隆升之前具有复杂的构造变质历史。