秦祁結(jié)合部位物質(zhì)組成、構(gòu)造演化過程及交接關(guān)系研究.pdf

1、秦嶺—祁連造山帶結(jié)合部位處于中央造山系中段北祁連造山帶和北秦嶺構(gòu)造帶構(gòu)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(guān)的洋-弧-盆系統(tǒng),具有完整的洋陸構(gòu)造演化過程。目前對商丹—天水—武山原特提斯洋的構(gòu)造演化過程及秦祁構(gòu)造交接關(guān)系仍存在爭議。本論文選擇秦祁結(jié)合部位新陽—元龍韌性剪切帶內(nèi)及兩側(cè)主要地質(zhì)體為研究對象,在對各地質(zhì)體的構(gòu)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(chǔ)上,恢復重建了秦祁結(jié)合部位早古生代洋陸構(gòu)造格局及其構(gòu)造交接關(guān)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(gòu)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(jié)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(guān)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(jié)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(jié)合部位原特提斯旋回已基本結(jié)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(gòu)造演化的構(gòu)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(jié)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(gòu)造樣式。依據(jù)宏觀、微觀構(gòu)造及EBSD巖石組構(gòu)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(gòu)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(jié)合部位早古生代構(gòu)造演化過程,并確定了北秦嶺構(gòu)造帶與北祁連造山帶的構(gòu)造交接關(guān)系。北秦嶺構(gòu)造帶和北祁連造山帶原本分屬兩個不同的構(gòu)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(chǔ)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(gòu)造演化過程分為主洋