东昆仑二叠纪-侏罗纪镁铁质岩墙群几何学、运动学和岩石成因研究

Since the early 1980's, a great deal of work had been done on the large-scale mafic dyke swarms along volcanic rifted margins and on stable cratons. However, mafic dyke swarms developed in orogenic belts have been poorly studied,and emplacement mechanism and petrogenesis of the mafic dyke swarms in a supra-subduction zone environment have been rarely identified. Recently, 6 suits of mafic dyke swarms were newly discovered during our field researches in East Kunlun orogen belt,western China.Zircon U-Pb and hornblende 40Ar/39Ar dating showed that these dyke swarms were emplaced during Permian-Jurassic（278-160 Ma）,in accordance with the tectonic evolution from slab subduction of the Paleotethys to postorogenic processes. On the basis of remote sensing and field geological surveys, this project plans to study petrology, mineralogy,structural geology,rock magnetism and magnetic fabric, isotope geochronology, geochemistry and magma dynamics of the mafic dyke swarms in order to reveal the internal structures and compositional zoning, magma flow fabrics and emplacement mechanism, origin and evolution of magma, and spatial and temporal distribution of the mafic dyke swarms,and to understand the relations of mafic dyke swarms with tectonic paleostress, mantle chemical variations,subduction azimuth and dip,and the role of subducted slabs in magmatism during the evolution of the orogenic belt.

近30年来，在全球范围内对火山裂谷边缘和稳定克拉通等环境的大型镁铁质岩墙群开展了深入研究。然而，对造山带镁铁质岩墙群的研究还很薄弱，对于在俯冲带上方为何会产出镁铁质岩墙群以及相关的岩浆成因机制等重要科学问题，仍然没有得到深入认识。近年来，本项目组在东昆仑造山带初步厘定了6个二叠纪-侏罗纪镁铁质岩墙群，其形成时代介于278-160Ma之间，跨越古特提斯洋俯冲-碰撞-后造山全过程。本申请拟在遥感地质和野外地质调查基础上，对岩墙群开展深入的岩石学、矿物学、构造地质学、岩石磁学和磁组构、同位素年代学、地球化学和岩浆动力学综合研究，揭示不同时代镁铁质岩墙的内部结构、岩浆流动组构、侵位机制、岩浆起源演变和时空分布规律。这项研究，对于理解复合造山带构造体制转换过程中镁铁质岩墙群与地壳古应力场调整、地幔化学演变以及俯冲板片的状态和作用之间的关系具有重要意义。

上世纪80年代初以来，在全球范围内对火山裂谷边缘和稳定克拉通等环境的大型镁铁质岩墙群开展了深入研究。然而，对造山带镁铁质岩墙群的研究还很薄弱，对于在俯冲带上方为何会产出镁铁质岩墙群以及相关的岩浆成因机制等重要科学问题，仍然没有得到深入认识。在国家自然科学基金委员会的资助下，从2013-2016年，本项目组对青藏高原北部的东昆仑造山带二叠纪-晚三叠世的镁铁质岩墙群开展了深入研究，取得了新的进展。..东昆仑造山带是古特斯岩浆构造域的重要组成部分。随着古特斯洋壳的北向俯冲、碰撞和最终闭合，东昆仑造山带二叠纪-三叠纪期间发育了一系列的镁铁质岩墙群，主要由分布于早二叠世的小庙岩墙群（278 Ma）、中二叠世的邱吉东沟岩墙群（266 Ma）、早三叠世的白日其利岩墙群（251 Ma）和晚三叠世的冰沟岩墙群（226 Ma）及南山口岩墙群（214Ma）组成。从岩墙群的时间分布来看，只有中三叠世不发育岩墙群，指示东昆仑造山带挤压的构造应力。岩墙磁组构分析表明，二叠纪的岩墙群（例如小庙地区），已经受到了后期强烈的应力挤压作用，无法示踪岩浆流动方向；而晚三叠世的岩墙群（比如南山口地区），没有经过后期构造应力的叠加作用，可以很好的示踪岩浆的流动方向。南山口的角闪石温压计也指示岩浆上升过程中存在明显的减压过程，这些证据表明，东昆仑造山带在晚三叠世处于构造伸展阶段。东昆仑岩墙群的全岩地球化学特征显示，岩浆上升过程中存在着不同程度的地壳混染。其中，巴隆和白日其利岩墙群的地壳混染最的岩墙则地壳混染较弱，微量元素和同位素证据显示其来源于被俯冲带流体交代过的岩石圈地幔。结合同期伸展的构造应力环境，本文认为，冰沟岩墙形成于东昆仑造山带从挤压到伸展的构造应力转折时期。综合分析得出，东昆仑造山带在二叠纪-早三叠世期间处于古特提斯洋壳俯冲阶段，中三叠世属于古特提斯洋消亡及陆-陆碰撞造山作用时期，而晚三叠世则逐渐从挤压的构造环境向伸展构造应力转变。

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