甘肃北山红石山地区扫子山组构造变形特征及其动力学背景

甘肃北山地区扫子山组形成于早石炭世,是红石山蛇绿构造混杂岩的重要组成部分,记录并保存了红石山古洋盆形成及演化的地质信息,是讨论红石山地区晚古生代古地理环境及洋盆构造属性的重要窗口。详细的野外地质调查发现,该套地层构造变形强烈,原始层理难以辨识,为研究该套地层的沉积环境增添了难度。基于此,在查明扫子山组物质组成的基础上,通过详细的构造解析,厘定其构造序列,并通过剥离后期构造改造,恢复原始沉积层理。结果表明,扫子山组经历了3期构造变形,第1期为北北西—南南东向逆冲兼左行走滑,可能为洋壳向北俯冲的产物;第2期为北北东—南南西向挤压兼右行走滑脆-韧性变形,可能为碰撞阶段的产物;第3期构造变形以北东—南西向左行走滑为主,为次一级的晚期构造变形。变形样式及变质程度表明,扫子山组以中浅层次构造变形为主,地层未发生明显的倒转和缺失,该套地层物质成分及空间分布具有明显的规律性,显示裂谷型盆地向南趋于成熟的火山-沉积特征。结合红石山-蓬勃山断裂以北发育石炭纪—二叠纪弧岩浆岩,揭示了红石山古洋盆向北俯冲的动力学过程,为进一步研究中亚造山带南缘构造演化过程提供地质依据。

甘肃北山红石山蛇绿岩锆石U-Pb年代学研究及构造意义

红石山蛇绿岩位于中蒙边境附近,出露于红石山-百合山-蓬勃山蛇绿混杂岩带最西段。岩石地球化学分析表明,红石山蛇绿岩中的玄武岩主量、微量及稀土元素皆显示类似MORB型玄武岩的地球化学特征,表现为低Na2O+K2O(2.99%)和P2O5(0.08%),中等含量TiO2(1.46%);LREE球粒陨石标准化分配型式具平坦型和轻稀土略微富集的特征。微量元素原始地幔标准化分配型式显示出富集大离子亲石元素(Rb、K)的特征,HFSE变化相对较为稳定。红石山蛇绿岩中的辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示,其形成时代为346.6±2.8Ma,代表该蛇绿岩形成时代,即为早石炭世。结合前人研究成果,笔者认为红石山蛇绿岩可能为石炭纪大陆裂谷向大洋转化的构造环境下形成的初始小洋盆,其向西可与新疆境内的巴音沟蛇绿岩对比,二者同属"红海型"洋盆初始洋壳的地质记录。

内蒙古北山造山带百合山地区350Ma石英闪长岩的成因及对红石山-百合山洋俯冲时限的制约

对内蒙古白山岩浆弧内百合山石英闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、Hf同位素及岩石地球化学分析。结果显示,该岩体的形成年龄为350.8±1.5 Ma,岩浆锆石的εHf(t)值在5.28~9.88之间,模式年龄为724~1018 Ma。地球化学数据显示,百合山石英闪长岩为一套I型钙碱性系列岩石,富碱(Na 2 O+K 2 O=6.03%~6.96%),富钠(Na 2 O/K 2 O>2),较低的Mg#(35.48~39.78)、Ni(2.06×10-6~5.54×10-6)和Cr(2.11×10-6~7.93×10-6)含量。相对富集轻稀土元素,重稀土分馏不明显,较低的(La/Yb)N值(4.28~5.60),无明显Eu异常,相对富集Rb、K、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素等,地球化学成分表明,石英闪长岩具有俯冲带成因的特征。石英闪长岩的锆石U-Pb年龄和岩石成因证明了350 Ma石英闪长岩是晚古生代白山岩浆弧内首次发现的可以明确与红石山-百合山洋俯冲消减作用有关的最早的弧岩浆记录。表明红石山-百合山洋于约350 Ma之前就已经开始发生俯冲消减,比前人一般认为的俯冲开始的时间提前了22 Ma。