西天山伊犁地块北部前寒武纪基底属性及古生代构造演化
文献类型：学位论文
| 作者 | 孙敏佳 |
| 答辩日期 | 2020-06-30 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 蔡克大 |
| 关键词 | 中亚造山带 伊犁地块 温泉群 花岗岩 哈萨克斯坦山弯构造 The Central Asian Orogenic Belt The Yili Block Wenquan group granitoids Kazakhstan Orocline |
| 学位专业 | 工学博士 |
| 其他题名 | The Precambrian basement nature and Plaleozoic tectonic evolution of the northwest Chinese Tianshan |
| 英文摘要 | 中亚造山带（CAOB） 是显生宙形成的巨型增生型造山带之一。 其中， 哈萨克斯坦拼贴系统代表了 CAOB 内最大、最复杂的超级构造单元，是解密亚洲大陆早期形成历史的关键区域。 概括来讲， 它由一系列岛弧及微陆块在早古生代经连续的增生拼贴形成， 而后经历了晚古生代的山弯构造，形成现今的地质格局。然而， 具体而言， 哈萨克斯坦拼贴体系中微陆块的起源， 岛弧的时代和性质， 以及它们之间的拼合过程， 甚至哈萨克斯坦山弯构造形成的动力学机制等诸多问题仍需要具体工作予以回答。 伊犁地块位于哈萨克斯坦拼贴体系的东南缘，其具有前寒武纪的结晶基底并在其基础上发育古生代岛弧，对前寒武纪基底属性的探讨和古生代构造演化历史的厘定对于破解中亚造山带甚至古亚洲的形成具有重要意义。花岗岩是大陆地壳的重要组成部分，记录了陆壳物质的增生与分异，是大陆形成和演化的关键物质载体。 伊犁地块北部二云花岗片麻岩侵位于 851.5±3.2Ma，并记录了 913.8±3.7 Ma 区域混合岩化事件。岩石具有高硅（≥70 wt.%）、富碱（K2O+Na2O=6.43-9.07 wt.%）， 高的 A/CNK 值（1.13-1.25） 特征， 与典型的 S 型花岗岩地球化学特征相类似。 绝大多数正的锆石 εHf(t)值（-5.67~+0.83），以及老的 Hf 二阶段模式年龄（TDM2=1.69-2.12 Ga），表明二云花岗片麻岩可能是地壳增厚环境下古元古代地壳再造的产物。 晚震旦世（558.6±9.1 Ma） 二长花岗岩， 为 I 型花岗岩，具有高硅（≥70%）、 富碱（K2O+Na2O=7.98-8.65 wt.%），高的 Na2O（4.20-5.53 wt.%） 含量的特征。 正的锆石 εHf(t)值（+1.98~+8.39），以及高的 Mg#值（35-42），表明源区有新生幔源物质的加入。 二长花岗岩显示出 Nb、Ta、 P 和 Ti 的相对亏损和 LILEs（如 K、 Ba）的富集，与俯冲构造环境中形成的弧岩浆相似， 推测其为 Rodinia 超大陆裂解后形成的大洋板片俯冲的产物。对温泉岩群变沉积碎屑锆石研究表明， 其沉积于中元古代晚期至新元古代早期， 锆石 U-Pb 年龄主要分布在 850-950 Ma 及 1100-1450 Ma。 其中 850-950 Ma的锆石可能是对区域混合岩化作用的记录，大概 80%该时期的碎屑锆石具有富集的 εHf(t)同位素的特征，表明主要以古老地壳的改造为主。 1100-1450 Ma 的碎屑锆石来自伊犁地块本源地或近源地的碎屑物质， 70%的该时期锆石具有亏损的εHf(t)同位素的特征，表明物质源区以地壳生长为主。 通过对比研究，伊犁地块南部与北部在新元古代无显著差异， 在该时期伊犁地块与中天山地块具有亲缘性。伊犁地块北部奥陶纪（~456 Ma） 变质辉长岩和志留纪（~420 Ma）花岗岩类，记录了研究区早古生代的岩浆事件，反映了古亚洲洋早期的构造演化历史。变质辉长岩具有高的 MgO 含量（4.91-9.89 wt.%）和亏损的 εHf(t)值（-0.95~+4.96），以及相对富集的 LREEs 元素， 其原岩地球化学特征类似于受俯冲板块流体交代的亏损地幔楔体的部分熔融产生的玄武质岩浆。含石榴子石花岗岩为过铝质（A/CNK=1.06-1.10）岩石，具高的(87Sr/86Sr)i 值（0.715）， 负的全岩 εNd(t)值（-0.4），并且包含大量的继承锆石， 以及富集的锆石 εHf(t)值（-4.11 至-1.99）， 表明它是 S型花岗岩， 可能产生于碰撞造山作用导致的增厚的地壳沉积岩的重熔。黑云母花岗岩具有较高的 SiO2含量，低的 MgO 含量， 高的 Sr 含量（453-628 ppm），高的 Sr/Y 比值（31-97），以及亏损的 HREEs 元素，具有埃达克质岩石的地球化学特征。结合其较高的全岩初始锶同位素（0.7092-0.7098）和变化范围大的 εNd(t)值（-3.3-5.0），表明其来源于新生下地壳和古老基底的混合源区在深部地壳水平的部分熔融。 上述岩浆岩主要发育在阿克套-准噶尔地块南段， 该地块向西延伸处与楚伊犁地块间存在一条蛇绿混杂带。 俯冲相关的镁铁质岩浆作用向碰撞相关的酸性岩浆作用的转变，可能与阿克套-准噶尔块体与楚伊犁块体在早古生代的汇聚作用有关。 这一认识不仅能够解释上述 S 型和埃达克质黑云母花岗岩的成因，还能阐释志留系地层与早泥盆世砾岩之间的不整合。伊犁地块北部完成微陆块的拼贴之后，经历了晚古生代强烈的岩浆活动， 并形成了显著的山弯构造变形。为理解板块构造-岩浆活动-山弯变形之间的关系，本论文对伊犁地块北部泥盆纪岩浆岩进行了锆石 U-Pb 定年、 锆石 Hf 同位素分析、全岩地球化学和 Nd-Sr 同位素研究。锆石 U-Pb 定年结果表明， 存在 390.6±1.8 Ma 和 371.2±2.4 Ma 两期岩浆事件。岩石为二长花岗岩， 具高的 SiO2 含量（75.9-77.9 wt.%和 74.1 wt.%），中-高 K2O 含量（2.06-3.85 wt.%和 3.81-4.82 wt.%），显示钙碱性和过铝质特征（A/CNK=1.02-1.03 和 1.03-1.09）。它们具 Ba、 Nb、 Ta、P 和 Ti 相对于 LREEs、 Rb 和 Th 的明显亏损， 显示出俯冲相关岩浆的显著特征。锆石 εHf(t)值的变化（两个样品分别为-0.60 至+5.53 和+2.12 至+8.39）表明，古老的地壳岩石和幔源新生组分之间存在广泛的相互作用。因此，中-晚泥盆世岩浆活动可与哈萨克斯坦拼贴体系泥盆纪火山带（DVB） 相联系， 它是准噶尔洋洋壳的俯冲形成的岩浆带。 伊犁地块北部早泥盆世-早石炭世弧相关岩浆活动的稳态分布和长期地球化学变化化趋势，使我们推断哈萨克斯坦山弯构造南缘岩浆岩带未发生明显后撤。 因此， 山弯构造西部及北翼快速后撤 vs.伊犁地块北部正常俯冲，支持用非对称俯冲板片后撤模式来解释哈萨克斯坦拼贴体系第一阶段的弯曲。 |
| 学科主题 | 地球探测与信息技术 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/15476]  |
| 专题 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆生态与地理研究所_研究系统 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 孙敏佳. 西天山伊犁地块北部前寒武纪基底属性及古生代构造演化[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
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