【摘 要】
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造山带是汇聚板块边缘的重要特征,造山带的形成与演化过程研究一直是地学领域的研究热点。阿尔金造山带位于青藏高原北部边缘,是中央造山带的重要组成部分。南阿尔金造山带作为阿尔金造山带的一个主要次级构造单元,目前已经成为阿尔金研究的热点地区。花岗岩是陆壳的重要组成部分,在造山带花岗岩的分布尤为广泛。随着现代分析测试技术的发展,花岗岩的形成时代、成因类型、岩浆物质来源以及形成的构造环境研究已经成为当前造山带
【基金项目】
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中国地质调查局地质调查项目“阿尔金–祁连山花岗质岩浆作用对造山带构造演化的响应”(项目编号:1212011020001500005,工作年限:2016~2018); 国家自然科学基金项目“南阿尔金地区古生代花岗岩成因及其大陆动力学意义”(项目编号:41872071,工作年限:2019~2022);
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造山带是汇聚板块边缘的重要特征,造山带的形成与演化过程研究一直是地学领域的研究热点。阿尔金造山带位于青藏高原北部边缘,是中央造山带的重要组成部分。南阿尔金造山带作为阿尔金造山带的一个主要次级构造单元,目前已经成为阿尔金研究的热点地区。花岗岩是陆壳的重要组成部分,在造山带花岗岩的分布尤为广泛。随着现代分析测试技术的发展,花岗岩的形成时代、成因类型、岩浆物质来源以及形成的构造环境研究已经成为当前造山带研究的重要内容。此外,与造山带花岗岩密切共生的镁铁质岩石研究可以为我们进一步探讨深部岩浆作用过程和区域构造–岩浆演化提供重要线索。目前关于南阿尔金造山带早古生代构造演化过程认识仍存争议,区域内广泛分布的早古生代花岗岩时空分布特征以及花岗岩浆作用与区域构造演化之间的响应关系尚不明确。此外,研究区部分早古生代花岗岩的形成时代、成因类型、岩浆物质来源、构造环境等尚不明确,与早古生代花岗岩密切共生的镁铁质岩脉、包体等的研究程度也相对较低。上述情况制约了我们认识南阿尔金造山带早古生代构造–岩浆演化过程以及进一步探讨中央造山带早古生代造山作用。本文在广泛收集前人研究成果的基础上以南阿尔金造山带内广泛分布的早古生代花岗岩作为主要研究对象,对其中研究程度较低但具有重要构造意义的6个早古生代花岗岩体以及与其密切共生的镁铁质岩石开展了系统的岩石学、岩石地球化学、锆石U–Pb年代学及Hf同位素组成等方面的研究,获得的主要认识如下:(1)南阿尔金造山带早古生代花岗岩主要分为5期:第一期花岗岩形成时代为517~494 Ma,以鱼目泉北岩体花岗闪长岩(505~504 Ma)为代表。第二期花岗岩(483~462 Ma)以鱼目泉北岩体石英闪长岩(480~478 Ma)、玉苏普阿勒克塔格岩体似斑状二长花岗岩(476 Ma)、蒙古艾格勒岩体石英二长岩(483 Ma)和蒙古艾格勒岩体二长花岗岩(478 Ma)为代表。第三期花岗岩(456~442 Ma)以玉苏普阿勒克塔格岩体花岗闪长岩(453 Ma)和其木布拉克岩体中细粒花岗岩(456~455 Ma)为代表。第四期花岗岩形成时代为436~419 Ma,以尖石山岩体石英闪长岩(434 Ma)和黄土泉岩体二长花岗岩(419 Ma)为代表。第五期花岗岩形成时代为411~403 Ma,以茫崖碱长花岗岩为代表。(2)南阿尔金造山带早古生代花岗岩以I型花岗岩为主,主要来源于中元古代新生地壳物质的部分熔融,形成于活动大陆边缘环境。此外,第一期花岗岩中鱼目泉北岩体花岗闪长岩具有埃达克岩地球化学特征,由加厚镁铁质下地壳经部分熔融作用形成。第二期花岗岩中鱼目泉北岩体石英闪长岩以及第三期花岗岩中其木布拉克岩体中细粒花岗岩主要来源于古元古代晚期至中元古代早期古老地壳物质的部分熔融,并且源区存在角闪石的残留。本次研究的三组镁铁质岩石主要由俯冲板片脱水交代上覆地幔楔发生部分熔融形成,同样形成于活动大陆边缘环境。(3)本文在厘清南阿尔金早古生代花岗岩时空分布特征的基础上,提出了南阿尔金早古生代构造–岩浆演化的新模式:第一阶段,中阿尔金洋向北俯冲于中阿尔金地块之下,形成大洋型埃达克质花岗岩(517 Ma);500 Ma左右,中阿尔金洋盆闭合,在俯冲洋壳的拖曳作用下南阿尔金陆块发生陆壳深俯冲,形成高压–超高压变质岩以及加厚下地壳部分熔融成因埃达克质花岗岩(鱼目泉北岩体花岗闪长岩)。与此同时,南阿尔金洋向北俯冲于南阿尔金陆块之下,形成年龄为511 Ma的大洋型埃达克质花岗岩及501~494 Ma的I型花岗岩。第二阶段(483~462 Ma),深俯冲板片断离。与此同时,南阿尔金洋继续向北俯冲,形成包括玉苏普阿勒克塔格岩体二长花岗岩在内的一系列I型花岗岩。造山带根部基性岩浆房中镁铁质岩浆沿着早期侵位的花岗岩体边部侵位,形成与玉苏普阿勒克塔格花岗闪长岩共生的镁铁质岩块。第三阶段(456~442 Ma),深俯冲板片折返,高压–超高压变质岩发生退变质作用。与此同时,南阿尔金洋盆闭合,构造体制由挤压、碰撞向碰撞后伸展转换。大量幔源镁铁质岩浆上升侵位并与上部长英质岩浆发生岩浆混合作用,形成玉苏普阿勒克塔格岩体花岗闪长岩以及广泛出露的镁铁质包体、岩脉。第四阶段(436~419 Ma),南阿尔金造山带构造体制进一步向碰撞后伸展转换,形成尖石山石英闪长岩及黄土泉二长花岗岩在内的I型花岗岩及个别A型花岗岩。第五阶段(411~403 Ma),南阿尔金造山带进入造山后伸展环境,形成大量A型花岗岩及少量I型花岗岩。(4)通过对比南阿尔金造山带、北阿尔金造山带、西昆仑造山带、东昆仑造山带、北祁连造山带及北秦岭造山带早古生代构造–岩浆演化过程,本次研究认为中央造山带早古生代构造演化过程如下:520~460 Ma主要为洋壳的俯冲碰撞以及陆壳深俯冲阶段;460~440 Ma主要为构造体制由挤压碰撞向碰撞后伸展转换阶段;在~420 Ma中央造山带整体进入碰撞后伸展阶段。
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