本文關(guān)鍵詞：哀牢山構(gòu)造帶白堊紀(jì)以來(lái)的巖漿與變質(zhì)作用及其大地構(gòu)造指示

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【摘要】：東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)向東南延伸的三江地區(qū),由西向東依次出露高黎貢山、崇山和哀牢山三個(gè)南北向或北西-南東向大型變質(zhì)帶,是對(duì)印度與歐亞板塊匯聚響應(yīng)的重要地區(qū)。該區(qū)白堊紀(jì)以來(lái)存在的地質(zhì)問(wèn)題主要包括:(1)白堊紀(jì)地幔性質(zhì)及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程主要受控于特提斯洋俯沖還是太平洋俯沖仍不確定;(2)新生代印度板塊和歐亞板塊陸陸碰撞在青藏高原東南緣效應(yīng)(比如,滇緬地區(qū)韌性剪切帶和印支陸塊的旋轉(zhuǎn))未有明確認(rèn)識(shí)。位于三江地區(qū)東緣的哀牢山變質(zhì)帶,白堊紀(jì)以來(lái)發(fā)育了廣泛的巖漿活動(dòng),研究這些巖漿巖的時(shí)空格架和成因特征能有效解決上述科學(xué)問(wèn)題,有利于厘清白堊紀(jì)以來(lái)受控于俯沖到碰撞的揚(yáng)子西南緣演化特征及其動(dòng)力學(xué)過(guò)程。本論文選擇哀牢山構(gòu)造帶白堊紀(jì)以來(lái)的變基性巖和閃長(zhǎng)質(zhì)-花崗質(zhì)巖石為研究對(duì)象,通過(guò)詳細(xì)的野外和室內(nèi)巖相學(xué)、礦物學(xué)、元素地球化學(xué)、LA-ICP-MS、SIMS鋯石U-Pb年代學(xué)、Sr-Nd-Hf同位素分析等綜合研究,整合區(qū)域地質(zhì)資料和前人成果,揭示了這些巖石的時(shí)空分布和成因特征,探討了三江地區(qū)中新生代以來(lái)印度與歐亞板塊匯聚的地質(zhì)響應(yīng)機(jī)制。通過(guò)研究,主要獲得如下成果及進(jìn)展:1.基于哀牢山構(gòu)造帶白堊紀(jì)基性-變基性巖的年代學(xué)和地球化學(xué)研究闡明了哀牢山地區(qū)白堊紀(jì)處于新特提斯洋板片幕式回撤的伸展構(gòu)造背景在滇西地區(qū)哀牢山構(gòu)造帶識(shí)別出早白堊世~139 Ma的富鈮輝綠巖、晚白堊世~68 Ma富鈮斜長(zhǎng)角閃巖和~73 Ma的OIB型斜長(zhǎng)角閃巖。~139 Ma輝綠巖和~68Ma斜長(zhǎng)角閃巖顯示相似的富鈮玄武巖地球化學(xué)特征,如高Na2O、Ti O2和Nb(7ppm),以及高的(Nb/Th)PM、(Nb/La)PM和Nb/U比值。不同于與埃達(dá)克巖伴生的富鈮玄武巖,上述富鈮基性巖與OIB型基性巖伴生,是源于OIB型地幔和弧型地幔在尖晶石穩(wěn)定相(70 km)的二端元混合,而富鈮輝綠巖則需要前述混合源大比例(~15%)部分熔融。相比于富鈮基性巖,~73 Ma OIB型斜長(zhǎng)角閃巖具有低Mg#值,高Ti O2、Nb(20-26 ppm)含量,及類似OIB的稀土和微量元素配分模式。該OIB型巖石源于石榴子石穩(wěn)定相(80 km)橄欖巖低度部分熔融。結(jié)合前人白堊紀(jì)至早始新世花崗質(zhì)巖石數(shù)據(jù),滇西地區(qū)白堊紀(jì)存在三個(gè)主要的巖漿爆發(fā)期,分別為140-115 Ma、75-64 Ma和55-50 Ma。考慮到研究區(qū)距離太平洋和新特提斯洋的距離分別為2400-5000 km和320 km,認(rèn)為這些白堊紀(jì)火成巖更可能形成于與新特提斯洋俯沖相關(guān)的背景。據(jù)此提出新特提斯洋幕式板片回撤的伸展模式來(lái)解釋滇西地區(qū)白堊紀(jì)基性巖構(gòu)造環(huán)境。2.獲取了晚始新世-早中新世變質(zhì)作用記錄,確立了哀牢山-紅河剪切帶的持續(xù)剪切過(guò)程LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)結(jié)果表明,哀牢山紅河剪切帶西北段嘎灑、莫灑地區(qū)至東南段金平地區(qū)的片麻巖、混合巖、斜長(zhǎng)角閃巖等的變質(zhì)作用主要發(fā)生在40~20 Ma。剪切帶內(nèi)晚始新世-早中新世變質(zhì)巖石依據(jù)其成因可以分為兩種類型,一類是由于深熔作用產(chǎn)生的混合巖長(zhǎng)英質(zhì)脈體,其成因是變沉積巖在剪切條件下深熔而成。另一類是在新生代遭受變質(zhì)作用、但其原巖系元古代片麻巖和斜長(zhǎng)角閃巖等。結(jié)合前人在哀牢山構(gòu)造帶關(guān)于新生代巖石U-Pb年代學(xué)和礦物Ar-Ar定年結(jié)果,認(rèn)為哀牢山紅河剪切帶變質(zhì)作用主體在40~20 Ma,冷卻歷史主體在~25-~5 Ma。3.厘定出晚始新世-早中新世巖漿作用時(shí)序結(jié)構(gòu),限定了哀牢山紅河剪切帶的深部控制效應(yīng)哀牢山紅河剪切帶新生代巖漿巖從基性巖到中酸性巖石都有產(chǎn)出,年齡主要集中于38-22 Ma。其中的基性巖已變質(zhì)為角閃巖,但鋯石仍為典型巖漿鋯石,結(jié)晶年齡為25.5 Ma。二長(zhǎng)質(zhì)-閃長(zhǎng)質(zhì)-花崗質(zhì)巖石可分為源于元古宙哀牢山群變沉積巖的低εNd(t)-εHf(t)巖石和源自新生下地殼部分熔融而來(lái)的高εNd(t)-εHf(t)巖石。紅河剪切帶剪切作用在晚漸新世由壓剪轉(zhuǎn)為扭剪作用導(dǎo)致局部伸展而有利于幔源巖漿上涌產(chǎn)生局部基性巖和I型、S型花崗巖。4.劃分了哀牢山紅河剪切帶左旋走滑剪切的階段性,闡述了三江走滑剪切系統(tǒng)形成的構(gòu)造背景通過(guò)對(duì)哀牢山深變質(zhì)帶內(nèi)閃長(zhǎng)質(zhì)-花崗質(zhì)巖石和變基性巖開(kāi)展的鋯石U-Pb定年結(jié)果,結(jié)合鋯石的陰極發(fā)光圖像和鋯石Th/U比值,認(rèn)為哀牢山紅河剪切帶剪切始于~40 Ma,持續(xù)到20 Ma左右。結(jié)合前人在研究區(qū)定年數(shù)據(jù),認(rèn)為哀牢山左旋走滑剪切作用可分為三個(gè)階段:~40-~30 Ma以深熔作用為主,主要由古老地殼巖石深熔形成混合巖和花崗片麻巖。~30-22 Ma剪切加劇產(chǎn)出基性到中酸性巖石。~22Ma以后剪切作用趨于弱化,巖漿作用少見(jiàn)。哀牢山紅河剪切帶位于印支和揚(yáng)子板塊交界處,高黎貢山右旋走滑斷裂帶位于騰沖-西緬地塊和保山-禪泰地塊之間,二者之間為分隔保山地塊和蘭坪-思茅地塊的碧羅雪山-崇山-瀾滄江剪切帶。整合三江地區(qū)西邊的崇山和高黎貢山變質(zhì)帶,以及東邊哀牢山變質(zhì)帶巖漿巖、變質(zhì)巖數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),其變形時(shí)序在早期大致相同,表明其具備相似的控制效應(yīng),均為印度與歐亞板塊的匯聚產(chǎn)物。這暗示青藏高原東南緣地殼物質(zhì)隨著印度板塊的北向擠壓,是形成亞洲東南部大型擠出構(gòu)造、甚至南海海盆打開(kāi)的主要控制因素。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P534.53;P548
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本文編號(hào)：1303849