青藏高原冈底斯造山带变质地质作用及其大地构造意义

论文摘要

变质岩是地壳的重要组成部分之一,占地壳总体积的近三分之一。研究区域变质岩石,可以获取该区域深部地壳演化的相关信息,还有利于发现其中丰富的矿产资源。变质岩石和变质地质作用已成为当今地质学家十分关注的研究课题,也是前寒武纪地质和探索地壳早期演化的重要内容,同时已成为近年来地质学领域内发展较快的学科之一。青藏高原是当今世界上海拨最高、面积最大、形成年龄最年轻的高原。西藏冈底斯造山带位于雅鲁藏布江结合带和班公湖—怒江结合带之间,向西与克什米尔-拉达克岩浆弧地块相接,向东延伸至滇西腾冲陆块。研究区内构造运动频繁,变质岩分布广泛。本文立足于新一轮青藏高原1:25万区域地质调查的大量成果和数据之上,系统消化吸收并整合相关资料;依据古特提斯洋、新特提斯洋所经历的闭合碰撞造山作用,以及造山期后的高原隆升过程中所发生的一系列变质地质作用,自北向南依次将冈底斯造山带划分为班公湖-怒江变质带、革吉-班戈-洛隆变质带、隆格尔-工布江达变质带、冈底斯-察隅变质带、雅鲁藏布—南迦巴瓦变质带共五条变质带;在系统分析冈底斯造山带内五条变质带的变质岩石类型、出现的变质矿物组合,以及前人对这些变质岩石的岩石地球化学分析数据的系统分析基础上,在研究区内划分出八种不同变质强度的变质相类型:次绿片岩相、低绿片岩相、高绿片岩相、低角闪岩相、高角闪岩相、蓝片岩相、麻粒岩相和高压-超高压榴辉岩相。系统总结了各变质带中变质岩的地质特征、变质矿物组合、变质作用类型、变质作用事件及不同变质岩石的P-T条件;在前人的相关研究成果基础上,聚焦于各变质带中特征的变质矿物组合特征,在各变质带中分别划分出葡萄石—绿纤石带、绢云母—绿泥石带、黑云母带、铁铝榴石带、透辉石带、十字石—蓝晶石带、红柱石—堇青石带、蓝闪石带、矽线石带等特征的变质矿物带。基于上述研究,本文较系统总结了冈底斯造山带变质岩区的主要变质地质作用特点:1.变质岩和变质作用类型的多样性:冈底斯造山带的变质岩分布广泛,类型复杂,大体可分为七种岩石类型;变质作用类型齐全:区域变质作用、接触变质作用和动力变质作用均有出现,其中以区域变质作用为甚。2.区域变质作用的多期性:区域变质作用的变质时代具有明显的多期性,大体可划分为前泛非期、泛非期、加里东期、华力西期、印支期、燕山期、喜马拉雅期等7期,其中前泛非期、泛非期、燕山期和喜马拉雅期为研究区内主要变质时期;不同时期的变质作用在空间上多有叠加。3.变质地质作用过程的旋回性:冈底斯造山带内的变质作用受控于区内经历的复杂而多期构造旋回,其中新特提斯大洋板块构造演化的燕山晚期—喜马拉雅期变质旋回记录最为完整。此旋回清晰地展示了一套从海底埋深变质作用开始,经历洋壳俯冲高压埋深变质作用、陆缘和岛弧低压区域动力热流变质作用、陆—陆碰撞区域低温动力变质作用、陆内汇聚中压区域动力热流变质作用,而终止于地壳大规模造山隆升的退变质作用的完整变质演化历程。4.变质程度的差异性:整个冈底斯造山带的变质程度的非均匀性,总体上呈“南多北少,东高西低”的规律。即南北以雅鲁藏布结合带为界,南部变质岩出露面积大于北部;东西以当雄—羊八井断裂为限,东部变质程度高于西部。本文在上述的相关研究成果基础上,初步较系统的归纳和总结出了一套能反映研究区变质岩分布、变质强度变化、变质时期的能客观表达研究区变质作用时空演化规律的编图原则和图示方案,编制完成了《青藏高原冈底斯造山带变质地质图》（1:150万）,具有较好的可读性。本论文从冈底斯造山带变质岩和变质作用方面的大量实际材料,结合沉积建造、岩浆建造和同位素年代学等多方面的信息和资料的综合研究,将研究区划分出基底形成、特提斯大洋闭合碰撞、喜马拉雅造山三个主要大地构造演化阶段;并分别就三阶段构造演化时期的变质地质作用,开展了较细致的论述。其中变质基底在研究区主要由念青唐古拉岩群和聂荣岩群组成,变质程度已达到角闪岩相和麻粒岩相。极低变质作用发生的时代在792～950Ma,480～590Ma两个时段,分别代表了前泛非期和泛非期两套构造-热事件的变质年龄。古特提斯和新特提斯大洋的构造演化造就了研究区内两条巨大的结合带:班公湖—怒江结合带和雅鲁藏布结合带。自二叠纪末始至始新世末止,二者的形成、发展和消亡经历了一系列变形-变质作用,形成了大量变质强度不同的变质岩石,构成了整个冈底斯造山带变质地带和变质带的骨架;印度洋板块从白垩纪晚期开始向北的快速漂移,到中新世末期与欧亚大陆板块的陆—陆碰撞,导致雅鲁藏布江洋的最后关闭,形成了一系列的逆冲推覆带,自此整个冈底斯造山带北西西—南东东向的地块展布格局基本定型;喜马拉雅地区地壳急剧增厚,同时也在该地区形成了一系列高压-超高压深成变质体。综上所述,本文初步总结了冈底斯造山带各变质带从发生、发展到最后形成这一过程的时空演化及相互之间的成因关系,对揭示变质地质作用对冈底斯造山带地壳形成演化过程的响应,以及在该区寻找与变质作用有关矿产资源具有积极的意义和有益的探索。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 选题依据
• 1.2 国内外相关研究动态
• 1.2.1 青藏高原基础地质研究历史
• 1.2.2 冈底斯变质岩区研究现状
• 1.3 论文主要工作内容及技术路线
• 1.3.1 主要工作内容
• 1.3.2 论文研究工作技术路线
• 1.4 论文工作量及相关成果
• 第二章 冈底斯造山带区域地质概况
• 2.1 区域地层概况
• 2.1.1 区域地层划分
• 2.1.2 地层概述
• 2.1.3 主要结合带特征
• 2.2 区域岩浆岩
• 2.2.1 侵入岩与火山岩
• 2.2.2 蛇绿混杂岩及其分布
• 2.3 区域大地构造单元划分
• 第三章 冈底斯造山带主要变质相类型和特征
• 3.1 变质相划分依据
• 3.2 变质相类型及基本特征
• 第四章 冈底斯变质带划分和分布特征
• 4.1 变质带划分及其分布
• 4.1.1 变质带划分原则
• 4.1.2 班公湖-怒江变质带
• 4.1.3 革吉-班戈-洛隆变质带
• 4.1.4 隆格尔-工布江达变质带
• 4.1.5 冈底斯-察隅变质带
• 4.1.6 雅鲁藏布-南迦巴瓦变质带
• 4.2 主要变质矿物带分布
• 4.2.1 班公湖-怒江变质带内变质矿物带
• 4.2.2 革吉-班戈-洛隆变质带内变质矿物带
• 4.2.3 隆格尔-工布江达变质带内变质矿物带
• 4.2.4 冈底斯-察隅变质带内变质矿物带
• 4.2.5 雅鲁藏布-南迦巴瓦变质带内变质矿物带
• 第五章 高压-超高压变质带
• 5.1 拉萨地块高压-超高压变质带
• 5.2 雅鲁藏布高压-超高压变质带
• 第六章 冈底斯造山带变质作用与大地构造演化
• 6.1 主要变质作用类型
• 6.2 基底形成及变质作用
• 6.3 特提斯大洋闭合碰撞及变质作用
• 6.4 喜马拉雅造山与变质作用
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果