發(fā)布時(shí)間：2020-08-17 16:10

【摘要】：阿爾金造山帶位于青藏高原東北緣,柴達(dá)木盆地與塔里木盆地之間。近年來(lái)隨著南阿爾金高壓-超高壓變質(zhì)作用研究的不斷深入,在江尕勒薩依、英格利薩依、淡水泉和木納布拉克四個(gè)地區(qū)相繼識(shí)別出一系列高壓-超高壓變質(zhì)巖石,并確定江尕勒薩依和英格利薩依地區(qū)變質(zhì)巖石峰期經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用。但目前為止,在南阿爾金尚未發(fā)現(xiàn)典型的超高壓指示礦物-柯石英和金剛石的報(bào)道。同時(shí)對(duì)淡水泉地區(qū)高壓變質(zhì)巖石的研究目前仍較為薄弱,特別是在峰期變質(zhì)條件及退變質(zhì)時(shí)代的研究上還存在諸多不足,進(jìn)而導(dǎo)致區(qū)內(nèi)不同區(qū)段高壓-超高壓變質(zhì)巖石變質(zhì)演化關(guān)系也不明確。此外,前人研究發(fā)現(xiàn)淡水泉-英格利薩依地區(qū)高壓-超高壓變質(zhì)巖石變質(zhì)峰期溫度可達(dá)900~1000°C,如此高的變質(zhì)溫度下區(qū)內(nèi)高壓-超高壓巖石是否經(jīng)歷了明顯的部分熔融,目前尚未有清晰的認(rèn)識(shí)。針對(duì)上述問(wèn)題,本文在詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,結(jié)合變質(zhì)作用、礦物學(xué)、地球化學(xué)、年代學(xué)研究及Hf同位素等多種研究手段,對(duì)南阿爾金克其克江尕勒薩依和淡水泉地區(qū)高壓-超高壓巖石以及淡水泉-英格利薩依地區(qū)高壓-超高壓變質(zhì)巖石中的深熔脈體、花崗巖脈的成因進(jìn)行了研究工作,取得的主要認(rèn)識(shí)及成果如下:1.首次在南阿爾金克其克江尕勒薩依地區(qū)榴輝巖中發(fā)現(xiàn)超高壓指示礦物-柯石英,確定了該巖石的變質(zhì)演化期次及峰期、退變質(zhì)時(shí)代。(1)克其克江尕勒薩依地區(qū)榴輝巖中的柯石英均以包裹體形式保存在綠輝石中,拉曼分析顯示包裹體具有典型的512 cm-1柯石英特征譜峰,巖石峰期礦物組合為Grt+Omp+Coe+Ru�？率⒌陌l(fā)現(xiàn)為南阿爾金超高壓變質(zhì)作用提供了最直接的礦物學(xué)證據(jù)。(2)溫壓估算得到克其克江尕勒薩依含柯石英榴輝巖峰期變質(zhì)條件為P2.8GPa,T=728~880°C,之后分別經(jīng)歷了高壓麻粒巖相和角閃巖相兩期退變質(zhì);年代學(xué)研究得到兩期變質(zhì)時(shí)代分別為~500Ma和~450Ma,結(jié)合不同鋯石區(qū)域的包裹體特征,其分別代表了榴輝巖相峰期變質(zhì)時(shí)代及高壓麻粒巖相退變質(zhì)時(shí)代,構(gòu)成一條順時(shí)針演化的P-T-t軌跡。2.在淡水泉地區(qū)新發(fā)現(xiàn)退變榴輝巖,并確定該區(qū)先期報(bào)道的高壓麻粒巖的峰期變質(zhì)條件均達(dá)到了榴輝巖相。(1)在淡水泉花崗質(zhì)片麻巖(前人報(bào)道的花崗質(zhì)高壓麻粒巖)中發(fā)現(xiàn)呈透鏡體狀產(chǎn)出的退變榴輝巖,其變質(zhì)鋯石核部(~500Ma變質(zhì)域)的礦物包裹體組合為Grt+Omp+Q+Ru,并顯示重稀土平坦,無(wú)明顯Eu異常的榴輝巖相變質(zhì)鋯石的稀土配分模式。巖相學(xué)觀察顯示該巖石經(jīng)歷了高壓麻粒巖相(礦物組合為Grt+Cpx+Pl+Ru+Q)和角閃巖相(礦物組合為Grt+Amp+Pl+Q)兩期退變質(zhì)作用。礦物對(duì)溫壓計(jì)估算獲得兩期退變質(zhì)條件分別為P=1.22-1.31GPa,T=845-900°C和P=0.9~1.1Gpa,T=660~700°C,共同構(gòu)成一條順時(shí)針的P-T軌跡。(2)在淡水泉花崗質(zhì)片麻巖體(前人報(bào)道的花崗質(zhì)高壓麻粒巖)內(nèi)識(shí)別出一套高Ca組分花崗質(zhì)片麻巖,其中的石榴子石保留有完好的進(jìn)變質(zhì)環(huán)帶,變質(zhì)相平衡模擬及礦物對(duì)溫壓計(jì)估算,獲得一條完整的順時(shí)針的P-T軌跡,限定其峰期變質(zhì)條件為P=2.2~2.5GPa,T=950~1000°C,同樣達(dá)到榴輝巖相變質(zhì)條件。(3)在含藍(lán)晶石石榴子石黑云母片麻巖(前人報(bào)道的泥質(zhì)高壓麻粒巖)樣品中發(fā)現(xiàn)石榴子石保留有完好的進(jìn)變質(zhì)環(huán)帶及礦物包裹體,變質(zhì)相平衡模擬及礦物對(duì)溫壓計(jì)同樣得到一條完整的變質(zhì)演化P-T軌跡,并利用石榴子石成分環(huán)帶限定巖石峰期變質(zhì)條件為P=1.8~2.3GPa,T=860~930°C,表明其峰期變質(zhì)條件同樣達(dá)到榴輝巖相。3.首次在淡水泉地區(qū)高壓變質(zhì)巖石(包括前人報(bào)道的花崗質(zhì)高壓麻粒巖、泥質(zhì)高壓麻粒巖和石榴輝石巖)中獲得一期~483-488Ma的高壓麻粒巖相退變質(zhì)時(shí)代,較江尕勒薩依-克其克江尕勒薩依地區(qū)高壓-超高壓變質(zhì)巖石~450Ma的高壓麻粒巖相退變質(zhì)時(shí)代早~30Ma。結(jié)合區(qū)內(nèi)研究成果,淡水泉和英格利薩依地區(qū)普遍經(jīng)歷了一期溫度900~1200°C的高溫-超高溫事件,明顯高于同等壓力條件下江尕勒薩依-克其克江尕勒薩依各類超高壓變質(zhì)巖石溫度(800~900°C)。以上特征共同顯示南阿爾金不同地區(qū)高壓-超高壓變質(zhì)巖石具有差異折返的特點(diǎn)。4.確定了淡水泉-英格利薩依高壓-超高壓變質(zhì)巖石中深熔脈體及區(qū)內(nèi)花崗巖脈的形成時(shí)代介于484~488Ma,結(jié)合地球化學(xué)和Hf同位素分析,對(duì)其源區(qū)及形成機(jī)制進(jìn)行了限定。(1)淡水泉地區(qū)退變榴輝巖、花崗質(zhì)片麻巖及石榴子石輝石巖中深熔脈體的形成時(shí)代為484~488Ma,與淡水泉榴輝巖相巖石高壓麻粒巖相退變質(zhì)時(shí)代一致。另外,通過(guò)全巖地球化學(xué)、礦物地球化學(xué)及鋯石Hf同位素的分析對(duì)比,論證提出花崗質(zhì)片麻巖中的部分熔融熔體來(lái)自花崗質(zhì)片麻巖本身,退變榴輝巖中的部分熔融熔體除該榴輝巖之外還有花崗質(zhì)片麻巖熔體的貢獻(xiàn),而石榴子石輝石巖中部分熔融熔體除自身的部分熔融之外還有圍巖含藍(lán)晶石石榴子石黑云片麻巖的貢獻(xiàn)。(2)英格利薩依花崗質(zhì)片麻巖內(nèi)淺色脈體和花崗巖脈的形成時(shí)代分別分別為485Ma和486Ma,地球化學(xué)顯示其中淺色脈體高SiO_2、富K(K_2O=8.08%~9.95%)、Na,貧Ca、Fe_2O_3T、MgO以及明顯富集大離子親石元素Rb、Th、U的特點(diǎn)與淡水泉地區(qū)花崗質(zhì)片麻巖內(nèi)淺色脈體一致,表明其可能為花崗質(zhì)片麻巖部分熔融的產(chǎn)物,而明顯升高的鋯石Hf同位素(εHf(t)Mean=0.15±0.81)則反映熔體運(yùn)移過(guò)程中可能受到了來(lái)自區(qū)內(nèi)基性超高壓巖石部分熔融熔體的混染;花崗巖脈與淡水泉-英格利薩依花崗質(zhì)片麻巖具有相似的地球化學(xué)及鋯石Hf同位素特征(εHf(t)Mean=-3.75±0.48),暗示其主體同樣可能是花崗質(zhì)片麻巖部分熔融的產(chǎn)物。5.綜合南阿爾金不同地區(qū)高壓-超高壓研究成果,本文初步認(rèn)為南阿爾金不同區(qū)段高壓-超高壓變質(zhì)巖石差異折返與俯沖板片在俯沖隧道內(nèi)不同層次多次拆離折返有關(guān)。南阿爾金不同區(qū)段高壓-超高壓變質(zhì)巖石可能位于俯沖板片的不同部位,在俯沖過(guò)程中靠近上部地幔楔或地幔熱點(diǎn)附近的那些高壓-超高壓變質(zhì)巖石將優(yōu)先被加熱、誘發(fā)部分熔融并導(dǎo)致部分巖石快速折返,這可能是導(dǎo)致淡水泉-英格利薩依地區(qū)高壓-超高壓變質(zhì)巖石峰期與/或早期退變質(zhì)階段溫度較高并優(yōu)先折返的主要因素之一。
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P588.3
【圖文】：

第二章 區(qū)域地質(zhì)背景2.1 阿爾金區(qū)域地質(zhì)概述阿爾金造山帶地處我國(guó)西部，位于青藏高原北緣，新疆、青海、甘肅三省交界地帶，是一個(gè)早期經(jīng)歷古板塊俯沖-碰撞，后在中、新生代又經(jīng)歷后期走滑的由不同時(shí)期、不同構(gòu)造層次、形成于不同構(gòu)造環(huán)境下的地質(zhì)體組成的復(fù)合造山帶(車自成等, 1995, 1998;劉良等, 1996, 1999; 許志琴等, 1999; Zhang et al, 2001; 曹玉亭, 2013; 康磊, 2014)，阿爾金造山帶作為我國(guó)西部各主要大地構(gòu)造單元的銜接區(qū)域（柴達(dá)木盆地、塔里木盆地、東西昆侖、北祁連、柴北緣、天山以及北山構(gòu)造帶等），對(duì)其進(jìn)行深入透徹的研究對(duì)重建我國(guó)西部構(gòu)造格局具有十分重要的意義。結(jié)合區(qū)內(nèi)地層學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)以及同位素年代學(xué)的研究成果，前人將阿爾金造山帶細(xì)分為四個(gè)構(gòu)造單元(劉良等, 1999; Liu etal, 2000, 2009; Zhang et al, 2000; 許志琴等, 2001)(圖 2-1)：

圖 4-1 克其克江尕勒薩依野外地地質(zhì)簡(jiǎn)圖(a)及榴輝巖透鏡體野外產(chǎn)狀(b)4.3 巖相學(xué)及變質(zhì)作用研究4.3.1 巖相學(xué)特征鏡下觀察含柯石英榴輝巖具有斑狀變晶結(jié)構(gòu)，整體較為新鮮，主要斑晶礦物為石榴石 (40 45%)、單斜輝石 (35 40%)、石英(5 15%)，副礦物主要包括金紅石、磷灰石和鋯石等。榴輝巖中石榴子石粒度介于 0.5-1mm 之間，與綠輝石及石英平衡共生，內(nèi)部包裹體包括綠輝石、金紅石、石英/多晶石英、磷灰石，邊部與綠輝石接觸部位發(fā)育有Amp+Pl 后成合晶，為后期退變質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物(圖 4-2 a)；綠輝石內(nèi)部較均一，邊部多被Cpx+Pl1和 Amp+Pl2后成合晶包繞，分別代表了麻粒巖相及角閃巖相兩期退變質(zhì)改造(圖4-2 b)。在石榴子石和綠輝石內(nèi)部含有大量具有炸裂紋結(jié)構(gòu)的多晶石英集合體，這一結(jié)構(gòu)在

邊部多被Cpx+Pl1和 Amp+Pl2后成合晶包繞，分別代表了麻粒巖相及角閃巖相兩期退變質(zhì)改造(圖4-2 b)。在石榴子石和綠輝石內(nèi)部含有大量具有炸裂紋結(jié)構(gòu)的多晶石英集合體，這一結(jié)構(gòu)在前人研究中也有報(bào)道，應(yīng)為柯石英假象應(yīng)為先期柯石英假象(圖 4-2 c)。在該榴輝巖的綠輝石中殘留有柯石英包裹體，鏡下柯石英包裹體具有正高突起，邊部發(fā)育有退變形成的多晶石英集合體并具炸裂紋結(jié)構(gòu)(圖 4-2 d~f)。結(jié)合拉曼光譜分析結(jié)果，包裹體核部具有典型的 512 cm-1的柯石英特征峰，邊部多晶集合體拉曼譜峰為 464 cm-1，進(jìn)一步證明該礦物包裹體為柯石英(圖 4-3)。

【參考文獻(xiàn)】

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10 楊文強(qiáng);丁海波;劉良;校培喜;曹玉亭;康磊;梁莎;廖小瑩;王亞偉;;新疆阿爾金南部迪木那里克鐵礦賦礦地層的形成時(shí)代及其地質(zhì)意義[J];地質(zhì)通報(bào);2012年12期

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本文編號(hào)：2795539