秦祁結合部位物質(zhì)組成、構造演化過程及交接關系研究.pdf

1、秦嶺—祁連造山帶結合部位處于中央造山系中段北祁連造山帶和北秦嶺構造帶構造交接轉(zhuǎn)換地帶,共同經(jīng)歷了新元古代早期Rodinia超大陸的聚合與裂解事件,早古生代發(fā)育有與原特提斯洋相關的洋-弧-盆系統(tǒng),具有完整的洋陸構造演化過程。目前對商丹—天水—武山原特提斯洋的構造演化過程及秦祁構造交接關系仍存在爭議。本論文選擇秦祁結合部位新陽—元龍韌性剪切帶內(nèi)及兩側主要地質(zhì)體為研究對象,在對各地質(zhì)體的構造屬性和形成時代及新陽—元龍韌性剪切帶的變形特征綜合研

2、究的基礎上,恢復重建了秦祁結合部位早古生代洋陸構造格局及其構造交接關系,取得了以下主要進展和認識:
　　1、確定了新陽—元龍花崗質(zhì)糜棱巖、新發(fā)現(xiàn)的新陽鎮(zhèn)細尾子溝鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖和磨石溝變基性火山巖以及鴛鴦鎮(zhèn)變輝長閃長巖的構造屬性和形成時代。新陽—元龍韌性剪切帶內(nèi)新元古代花崗質(zhì)糜棱巖屬于強過鋁質(zhì)S型花崗質(zhì)巖體,其源巖為秦嶺巖群中成熟度較低、含泥質(zhì)成分較高的雜砂巖和巖屑雜砂巖,主要由含水礦物相脫水部分熔融形成的;其形成時限為(914.

3、7±7.6)~(981±5)Ma,是北秦嶺微地塊與隴山地塊響應Rodinia聚合碰撞的產(chǎn)物。新發(fā)現(xiàn)的細尾子溝鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖主要由蛇紋石化橄輝巖、透輝石巖和變輝長巖以及直接侵位于其中的變輝長閃長巖組成,巖石成因研究表明變輝長閃長巖是由受地殼物質(zhì)交代改造過的富集巖石圈地幔發(fā)生較高程度部分熔融所形成的母巖漿經(jīng)歷短暫分異結晶作用的產(chǎn)物,形成于島弧環(huán)境,指示該套鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖包含有島弧SSZ型蛇綠巖和島弧型中基性侵入巖兩種類型;獲得變輝長閃長

4、巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(443.6±1.8)Ma,屬于晚奧陶世晚期,間接限定了其直接侵位的島弧SSZ型蛇綠巖的形成上限。磨石溝變基性火山巖與伴生的硅質(zhì)巖呈整合接觸關系,具有拉斑玄武巖系列和E-MORB的特征,巖漿源于弱富集-富集地幔,是弧后盆地發(fā)育成熟或晚期的產(chǎn)物,獲得其LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(432.6±3.8)Ma。細尾子溝鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)巖和磨石溝變基性火山巖均為天水—武山洋向北的俯沖消減在俯沖帶之上

5、的產(chǎn)物。鴛鴦鎮(zhèn)變輝長閃長巖直接侵位于鴛鴦鎮(zhèn)蛇綠混雜巖中,巖石成因研究表明其是受地殼物質(zhì)交代改造過的富集巖石圈地幔部分熔融形成的母巖漿經(jīng)歷了較強程度的結晶分異作用演化而來的,是后碰撞晚期巖石圈地幔減薄背景下的產(chǎn)物,標志著秦祁結合部位原特提斯旋回已基本結束;獲得其LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(408±2)Ma,屬于早泥盆世。
　　2、厘定了新陽—元龍韌性剪切帶的幾何學和運動學特征,并對其變形環(huán)境做了初步探討。通過對剪切帶的幾何

6、學、運動學和動力學探索研究,認為響應古生代構造演化的構造變形記錄主要為兩期:一是志留紀天水—武山洋閉合導致大規(guī)模的NNE-SSW向的陸―弧或陸―陸碰撞逆沖造成的左行剪切變形;二是晚泥盆世-早石炭世秦祁結合部位強烈的斜向逆沖兼右行走滑形成的右行剪切變形和反“S”型構造樣式。依據(jù)宏觀、微觀構造及EBSD巖石組構分析,認為新陽—元龍韌性剪切帶可能經(jīng)歷了中溫-中低溫-低溫、先期左行逆沖后期右行韌性剪切為主的復雜變形過程;計算獲得其主構造變形應力

7、值約為47.532Mpa;推斷其經(jīng)歷了低綠片巖相-高綠片巖相-低角閃巖相韌性變形環(huán)境。
　　3、恢復重建了秦祁結合部位早古生代構造演化過程,并確定了北秦嶺構造帶與北祁連造山帶的構造交接關系。北秦嶺構造帶和北祁連造山帶原本分屬兩個不同的構造單元,各自具有不同的古老基底,新元古代早期響應Rodinia的聚合才使二者碰撞拼合到一起,在此基礎上作為一個整體(活動大陸邊緣)延續(xù)和發(fā)展了后寒武紀的演化過程;研究區(qū)早古生代的構造演化過程分為主洋