西昆仑造山带（西段）及周缘早古生代—早中生代物质组成与构造演化

摘要

西昆仑造山带位于青藏高原西北缘和中央造山带的最西端，是古亚洲构造域和特提斯构造域结合部位，经历了漫长且复杂的构造演化历史，是多期次造山运动复合叠加形成的大陆复合造山带。显生宙以来，西昆仑造山带经历了原特提斯和古特提斯两个旋回的演化，在造山带形成、演化过程的各个阶段均伴随着岩浆活动、沉积作用和变质变形作用等，记录着两大洋陆构造旋回丰富的演化信息，是研究西昆仑造山带乃至整个青藏高原形成演化及复合造山作用的绝佳区域。本论文通过大地构造学、构造地质学、沉积学、岩石学、岩石地球化学、同位素年代学及微观遥感地质学多学科相结合的研究方法，对相关西昆仑造山带早古生代—早中生代演化过程各个阶段的物质组成进行了系统研究，将岩浆活动与沉积作用结合起来，探讨西昆仑造山带造山作用特征及构造演化过程。取得以下主要进展和初步认识：
　　1、确定了甜水海地区奥陶系冬瓜山群（O2-3D）的沉积盆地原型为被动大陆边缘盆地、下志留统温泉沟群（S1W）的沉积盆地原型为汇聚板块边缘残余海盆。从沉积学角度证明了麻扎—康西瓦—苏巴什构造带于早古生代已经存在，且至少从中晚奥陶世开始向北俯冲，于早志留世洋盆两侧地块开始汇聚碰撞。
　　2、库地北花岗岩体主要岩性为黑云母二长花岗岩，属于碱性花岗岩；岩石地球化学特征显示为碱性、准铝质—弱过铝质岩石，具有A（A1）型花岗岩的特征，形成于板内构造环境，为幔源成因岩石，是幔源基性岩在高温低压条件下发生低程度的无水部分熔融，形成高温低黏度富集型岩浆快速上升并侵位而成的。获得其LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄为404.3±2.8Ma，为早泥盆世。标志着西昆仑造山带原特提斯旋回已结束。
　　3、新发现的早石炭世曲什曼蛇绿岩沿瓦恰断裂带分布，主要由变玄武岩、细粒变辉长岩、细粒变质斜长花岗岩组成。地球化学特征显示变基性岩具典型N-MORB特征，变斜长花岗岩与洋脊花岗岩特征相似。曲什曼蛇绿岩的形成时代为329～324Ma的早石炭世晚期，为MOR型蛇绿岩，是麻扎—康西瓦—苏巴什构造带的西延部分，代表了早石炭世沿先期原特提斯洋闭合地带之上再次拉开并形成古特提斯洋的早期洋壳。
　　4、确定了二叠系黄羊岭群（PH）沉积盆地原型为弧前盆地、三叠系巴颜喀拉山群（TB）的沉积盆地原型应为汇聚板块边缘的残余海盆，从沉积学角度证明麻扎—康西瓦古特提斯洋盆于二叠纪开始俯冲消减，在晚三叠世时期已经发生聚敛碰撞。
　　5、家吉哇西 I型似斑状花岗闪长岩和色日克达坂火山岩（安山岩为主夹英安岩）中均发育暗色包体；地球化学特征显示均为高钾钙碱性岩石；获得侵入岩和其中包体以及火山岩的LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄分别为227.4±1.1Ma、229.3±1.5Ma、223.2±2.2Ma，为晚三叠世；岩石学和地球化学特征显示侵入岩和火山岩均具有壳幔混合成因的特点，且都形成于陆缘弧环境，证明麻扎—康西瓦古特提斯洋的俯冲作用可持续到晚三叠世早中期，且俯冲极性为由南向北。
　　6、麻扎花岗闪长岩体侵入于下志留统温泉沟群中，地球化学特征显示为高钾钙碱性—钾玄岩系列、强过铝质S型花岗岩；获得其LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄为221.8±2.3Ma，为晚三叠世中期。岩石是地壳加厚背景下由中上地壳中成熟度较低的砂屑沉积岩系脱水部分熔融形成的，形成于同碰撞背景，标志着晚三叠世中期麻扎—康西瓦古特提斯洋已经闭合，两侧地块发生了碰撞拼合。
　　7、慕士塔格 I型花岗岩体侵位于前泥盆纪地层中，主要岩性有花岗闪长岩、二长花岗岩、似斑状黑云母二长花岗岩和少量英云闪长岩，岩体中发育同时代脉状基性侵入体和暗色辉长闪长质—闪长质包体；泉水沟北S型花岗闪长岩体侵位于二叠系黄羊岭群中，发育较多暗色微粒包体。地球化学特征显示均为高钾钙碱性岩石；获得慕士塔格岩体二长花岗岩、泉水沟北花岗闪长岩和其中包体的LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄分别为208.6±1.6Ma、210±1Ma和217±2Ma，为晚三叠世。岩石学和地球化学特征显示成岩过程中均经历了强烈的岩浆混合作用。多种构造环境判别指标显示两个岩体均形成于后碰撞造山阶段。早—中侏罗世陆相含煤碎屑沉积广泛分布于西昆仑及周缘地区，西昆仑地区进入陆内演化阶段，至此西昆仑造山带结束了其洋的演化历史。
　　8、西昆仑造山带经历了新元古代—早泥盆世的原特提斯演化和早泥盆世—晚三叠世的古特提斯演化。原特提斯和古特提斯体制均形成于―多地块、多洋盆”的构造格局和“多俯冲、多碰撞”的动力学背景，各自独立且自成体系，总体上为加里东造山作用和印支造山作用的复合叠加，体制内条带状地块之间又存在俯冲增生造山作用、碰撞造山作用和后碰撞造山作用以及两个旋回之间的陆内造山作用。总之，西昆仑造山带是一个具有漫长演化史、多期次、多类型造山作用复合叠加的大陆复合造山带。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪 论

1.1研究意义及选题依据

1.2研究现状

1.3研究内容、研究思路和实验方法

1.4主要工作量

第二章 区域地质概况

2.1西昆仑造山带构造单元划分

2.2板块边界断裂、蛇绿构造混杂岩带

2.3区域地层展布特征

2.4区域岩浆岩分布特征

第三章 原特提斯旋回的沉积、岩浆响应

3.1原特提斯洋俯冲、消减过程的沉积响应

3.2原特提斯洋两侧地块碰撞过程的沉积响应

3.3原特提斯旋回结束的岩浆响应

3.4小结

第四章 古特提斯旋回的沉积、岩浆响应

4.1古特提斯洋伸展、扩张记录——曲什曼蛇绿岩

4.2古特提斯洋俯冲、消减的沉积记录——黄羊岭群（PH）

4.3古特提斯洋俯冲、消减的侵入岩记录——家吉哇西岩体

4.4古特提斯洋俯冲消减的火山岩记录——色日克达坂火山岩

4.5古特提斯洋两侧地块碰撞过程的沉积响应——巴颜喀拉山群（TB）

4.6古特提斯洋两侧地块主碰撞期的岩浆记录——麻扎岩体

4.7古特提斯后碰撞造山在西昆仑地区的岩浆记录——慕士塔格岩体

4.8古特提斯后碰撞造山在巴颜喀拉山地区的岩浆记录——泉水沟北岩体

4.9小结

第五章 西昆仑造山带早古生代—早中生代构造演化

5.1麻扎—康西瓦构造带的西延探讨

5.2原特提斯构造演化

5.3古特提斯构造演化

第六章 主要进展与结论

参考文献

攻读博士学位期间取得的研究成果

致谢