扬子地块西北缘后龙门山南华纪—早古生代沉积地层特征及其形成环境

通过对扬子地块西北缘后龙门山构造带南华纪—早古生代沉积地层的分析研究,综合运用岩石学、沉积特征分析的手段,结合与前龙门山构造带、碧口地块、米仓山构造带和汉南地块的沉积特征对比,探讨后龙门山构造带南华纪—早古生代的沉积环境,查明其形成环境。结果表明:在南华纪—早古生代后龙门山构造带沉积环境可分为南华纪—震旦纪裂解-稳定沉积和早古生代伸展裂陷沉积两个阶段,其中在早古生代伸展裂陷阶段后龙门山构造带经历了裂解→抬升→局部裂解→抬升→裂解的反复过程,最终形成了志留系茂县群裂陷槽沉积,主要沉积了一套代表伸展裂陷环境的沉积岩系,并有少量的陆内火山岩系。研究结果进一步证实,龙门山构造带在南华纪—早古生代总体是一个陆内裂谷带,不发育与古缝合线相关的构造混杂岩和蛇绿混杂岩带,是在陆内裂谷的基础上于印支期—燕山期形成的陆内造山带。     

祁连—秦岭造山带交接部位25亿年 碎屑锆石的发现及其地质意义

对来自祁连与秦岭造山带交接部位秦安地区葫芦河流域的“葫芦河群”浅变质砂岩中大量碎屑锆石的 LA-ICP-MSU-Pb测年结果发现,其中含有年龄为2302～2578Ma的锆石颗粒。这些锆石年龄均十分谐和,且 阴极发光图象上显示具有典型岩浆型振荡环带结构和岩浆成因锆石的w(Th)/w(U)为0.11～1.42,表明这些 锆石为新太古代末期构造岩浆作用的产物。这些锆石是该区域迄今发现的最古老的锆石,表明祁连与秦岭造山 带交接部位可能存在比陇山岩群和秦岭岩群更古老的陆壳。     

陕南镇巴地区大巴山与米仓山构造交接关系

米仓山与大巴山构造交接的陕南镇巴地区具有典型的叠加褶皱构造。米仓山地区近东西-北东东向褶皱构造与大巴山近南北-北北东向紧闭褶皱构造呈横跨叠加构造样式。司上地区发育的叠加褶皱表明,近南北向褶皱叠加改造早期近东西向褶皱,致使区域地层呈近南北向产出;两期褶皱发育的时代应为J₃-K₁,米仓山褶皱变形的时间要略早于南大巴山西段镇巴地区变形时间,分别为晚侏罗世(J₃)和晚侏罗世-早白垩世之间(J₃/K₁)。大巴山与米仓山构造交接变形是在印支期碰撞造山作用基础上,燕山期陆内造山作用期间不同体系构造复合叠加的产物。     

西秦岭西段塔洞花岗闪长岩体年代学、地球化学特征及其地质意义

塔洞花岗闪长岩体位于西秦岭造山带西段,主体岩性为灰白色中细粒块状花岗闪长岩,岩体中未见暗色闪长质包体。对该岩体进行LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测试,所选锆石均为具岩浆韵律环带结构的岩浆锆石,锆石w(Th)/w(U)值主体大于0.4,锆石U-Pb加权平均年龄为(219.0±5.3)Ma,代表塔洞花岗闪长岩体的结晶年龄。地球化学特征显示,该岩体具有高SiO₂质量分数（66.88%~67.46%）、高Al₂O₃质量分数（15.39%~16.54%）、富K（质量分数为2.83%~4.12%）、准铝质（A/CNK值介于0.97~1.0之间）的高钾钙碱性花岗岩特征。该岩体轻、重稀土元素分异强烈,Eu异常不明显,球粒陨石标准化稀土元素配分模式为右倾型,原始地幔标准化微量元素蛛网图具明显的富集大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba等）,亏损重稀土元素与高场强元素（如Nb、Ta等）的特征。该岩体具有与埃达克质花岗岩相似的特征,如高Sr质量分数（主体大于400×10^-6）、低Y质量分数（（5.49~12.8）×10^-6）、低Yb质量分数（（0.34~0.91）×10^-6）、高w(Sr)/w(Y)值（大于40,多介于50~90之间）。岩石成因研究表明,该岩体为加厚下地壳石榴子石角闪岩（石榴子石体积分数为10%~20%）部分熔融并经历分离结晶作用形成的。综合区域资料认为,西秦岭造山带西段古特提斯洋于印支晚期已经关闭,南北陆块完成同碰撞造山作用,并进入后碰撞构造演化阶段。     

扬子地块北缘镇巴穿心店地区南华系碎屑锆石U-Pb年龄及其物源示踪

扬子地块北缘镇巴穿心店地区发育有完整的南华系—震旦系沉积地层,记录了研究区及邻区南华纪沉积特征,对于研究扬子地块北缘新元古代晚期构造演化历史和Rodinia超大陆演化过程具有重要的地质意义。研究区南华系由下至上可划分为4套岩石地层单位,分别为长安组、古城组、大塘坡组和南沱组。南华系砂岩地球化学特征表明,研究区南华系化学风化作用较弱,经历了较低程度的沉积物再旋回作用。砂岩的CIA、CIW、PIA、Rb/Sr等古气候指标显示,研究区南华系具有由寒冷干燥—有波动的寒冷干燥—趋于稳定的温暖湿润—寒冷干燥的古气候演化趋势。在Dickinson三角图解中清晰地反映了南华系各组砂岩具有再旋回造山带和切割岩浆弧物源的特征,同时砂岩岩石地球化学特征也指示南华系的物源区主体应由中酸性岩浆岩组成。南华系长安组、古城组和南沱组3件碎屑锆石U-Pb年龄样品的年龄分布特征类似,主要年龄区间为新元古代晚期（约780~约641 Ma）,并显示出约 750~约 740 Ma的显著峰值。结合区域地质资料,研究区南华系沉积时代应为约 720~约 635 Ma,物源应主要来自位于现今研究区西侧的扬子地块北缘汉南—米仓山微地块的新元古代岩浆岩,其沉积事件对应于新元古代中晚期扬子地块北缘伸展-裂解阶段,为Rodinia超大陆裂解过程的沉积响应。     

扬子板块西北缘碧口微地块新元古代大陆弧岩浆作用:来自锆石U-Pb年代学、Hf同位素和地球化学证据

扬子板块西北缘碧口微地块内部发育有较多的新元古代基性—中酸性侵入岩体。对碧口微地块勉略宁地区出露的新元古代二里坝花岗闪长岩进行了岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学、Hf同位素研究。结果表明:二里坝花岗闪长岩2件样品的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为(821.3±5.5)Ma和(822.6±5.8)Ma; 二里坝花岗闪长岩主体为准铝质—弱过铝质、钙碱性系列岩石,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素Ti、Nb、Ta等,为I型花岗岩; 稀土元素总含量(质量分数)为(81.5～147.3)×10^-6,球粒陨石标准化稀土元素配分模式呈右倾型,具弱的正Eu异常(0.92～1.26); 锆石ε_Hf(t)为-14.06～-7.38,二阶段Hf模式年龄为2.25～1.90 Ga。结合区域地质资料认为,二里坝花岗闪长岩主要是由下地壳变基性岩部分熔融形成,是与俯冲相关的新元古代大陆弧环境下的产物。     

东昆仑造山带东段大格勒花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

大格勒花岗岩是东昆仑弧岩浆岩的重要组成部分,对解译古特提斯演化具有重要意义。通过对东昆仑造山带东段大格勒地区出露的花岗岩进行详细的岩石学、锆石U-Pb年代学与岩石地球化学研究,探讨其岩石成因和构造背景。结果表明:大格勒岩体岩石类型主体为灰白色中细粒块状花岗岩,岩体内发育大量的暗色闪长质包体; LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年结果显示花岗岩和暗色闪长质包体的结晶年龄分别为(261.0±2.8)Ma和(261.6±1.6)Ma; 大格勒花岗岩主体呈准铝质—弱过铝质、中—高钾钙碱性系列,具有富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素特征,含有较低的Mg^#值和Nb/Ta值,为Ⅰ型花岗岩; 闪长质包体为中钾钙碱性系列,富Fe、Mg、Ca、Ti等,具有较高的Mg^#值。岩石成因研究表明花岗岩为大陆下地壳基性岩部分熔融的产物,闪长质包体为镁铁质岩浆注入花岗岩快速冷凝的结果。结合区域资料认为,大格勒花岗岩形成于与布青山—阿尼玛卿洋向北俯冲相关的陆缘弧构造环境,进一步表明古特提斯洋于晚二叠世已向北俯冲于东昆北地块之下。     

南大巴山西北段镇巴—下高川地区地质构造解析

在南大巴山西北段镇巴—下高川地区进行1:50000地质填图基础上,通过对地质构造现象野外的详细观测,运用持平投影的构造几何学和运动学等方法对主要断层面擦痕和断层两侧不对称褶皱枢纽以及褶皱两翼产状进行统计分析和构造解析,结合区域沉积资料和地质年代学资料,对该区构造进行构造序列分析,并探讨南大巴山构造带的变形时限、动力学机制及其演化。研究表明:南大巴山西北段镇巴—下高川地区断裂构造特征表现为高角度逆冲推覆兼有右行走滑性质的叠瓦式逆冲推覆构造;与逆冲推覆构造相关褶皱多为轴面东倾西倒的同斜褶皱和斜歪褶皱,而且由东向西褶皱紧闭程度逐渐减弱,表明逆冲推覆方向由东向西,扩展方式为前展式。该区是在印支期扬子地块与秦岭造山带全面碰撞造山作用基础上,在燕山期中—晚期整个大巴山构造系由北东向南西方向大规模的陆内造山,形成了现今的构造几何形态,其中右行走滑构造是燕山期中—晚期(J₃-K₂)逆冲推覆构造持续向西南推移过程中形成的。     

扬子北缘镇巴—高川地区两类不同二叠系对比及区域构造意义

通过1:50000陕西镇巴—高川地区区域地质调查,发现镇巴地区和高川地区二叠系具有完全不同的岩石组合特征及生物化石,前者主要为一套稳定的碳酸盐岩相沉积,后者主要为一套较深水相黑色岩系沉积。经对典型地区实测剖面、古生物及岩石组合特征详细对比研究,发现二者虽然时代相同,但是不能横向对比,应为同期异相的产物。在综合区域地质资料基础上,探讨上述二叠系所表征的区域构造意义。两套二叠系岩相的差异性说明镇巴地区和高川地区当时曾分处在不同的沉积-构造环境:镇巴周缘以米仓山和星子山地层小区为代表的物质建造与扬子地块整体升降和海水的频繁进退密切相关,而高川周缘以褚河地层小区为代表的物质建造则更可能与早期地壳隆升、晚期地壳张裂成盆和海水贯入有关。综合区域地质资料研究认为,高川地区地层系统与勉略带地层系统相似,表明其早期与勉略带有着大致相同的构造演化史,也表明高川盆地曾经是晚古生代勉略裂谷—有限洋的一部分,只是被后期构造改造而残存于现今高川一隅。     

南祁连敖果吞乌兰侵入岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

通过对南祁连敖果吞乌兰侵入岩的岩石学、岩石地球化学和锆石U-Pb年龄的研究,确定该侵入岩的形成时代,并探讨其岩石成因及构造意义。结果表明:敖果吞乌兰侵入岩中的似斑状黑云母花岗闪长岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(443.9±2.1)Ma,表明其形成于早志留世初期;敖果吞乌兰侵入岩的SiO₂含量（质量分数,下同）为65.72%～69.87%,全碱含量为5.13%～6.70%,Al₂O₃含量为12.69%～13.82%,Fe₂O₃含量为0.75%～1.24%,MgO含量为1.67%～2.38%,显示富硅、富碱、富铝和贫铁、贫镁的特征,铝饱和指数主体介于0.96～1.20之间,属于弱过铝质—强过铝质、高钾钙碱性系列岩石;轻稀土元素相对富集(w(La)_N/w(Yb)_N=6.84～11.36),Eu具明显负异常(0.47～0.62);岩石富集大离子亲石元素K、Rb、B、Th和Sr,亏损高场强元素Nb、Ta、P和Ti。以上特征表明,南祁连敖果吞乌兰侵入岩为Ⅰ型花岗岩。结合区域资料认为,敖果吞乌兰侵入岩形成于同碰撞构造环境,是早志留世初期南祁连洋闭合,两侧陆块发生碰撞,进入碰撞造山阶段的产物。