敦煌地區變質作用演化及其大地構造意義

《敦煌地區變質作用演化及其大地構造意義》是依託中國科學院大學，由吳春明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：敦煌地區變質作用演化及其大地構造意義
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：吳春明
• 依託單位：中國科學院大學

項目摘要

敦煌變質雜岩出露於塔里木盆地東南緣。傳統上敦煌地塊被認為(可能)是塔里木克拉通的結晶基底。初步研究表明：(1)該區早期可能經歷了四期變形事件，其變形形跡的原始方位需深入研究才能恢復；(2)該區變質岩石種類複雜，其中含榴變泥質片麻岩、含榴斜長角閃片麻岩、石榴輝石麻粒岩中，大多保留了多個階段的變質礦物組合，變質反應結構清楚；(3)申請者對變質鋯石的U-Pb測年初步結果及前人的年代學研究表明，該區可能記錄了約1.83Ga、約1.55Ga、約0.43Ga等區隔明顯的三個階段的熱事件信息。該區是適宜於從變質地質學角度，深入探討塔里木克拉通基底形成演化的理想地區。本項目擬通過實地地質調查，綜合採用變質演化、熱力學、年代學等多種研究手段，查明該地區不同時代變質地質體的空間分布、變質期次、變形期次、變質-變形關係、變質作用P-T-t軌跡，為塔里木克拉通基底的形成與演化研究，提供高質量的第一手科學資料。

結題摘要

傳統上，敦煌地區被認為是形成於前寒武紀的古老穩定地塊，本項目推翻了這個既往認識。本項目首次在敦煌地區發現了古生代變質的榴輝岩。根據我們目前的認識，敦煌造山帶是一個南西－北東走向的造山帶, 長約660 Km, 寬約100 Km。由於新生代斷裂的錯動, 敦煌造山帶被肢解為一個個不連續的離散的構造塊體, 形成今天所見的地壘－地塹組合。榴輝岩、高壓基性麻粒岩、中壓基性麻粒岩、含榴斜長角閃片麻岩等變質岩岩塊, 呈構造布丁、構造透鏡體的形式, 被夾持於變質泥質片岩/片麻岩、大理岩構成的基質中, 呈現構造混雜帶中典型的“基質夾岩塊(block-in-matrix)”特徵。變質岩岩塊中均保留有2-4個世代的變質礦物組合。榴輝岩岩塊、高壓基性麻粒岩岩塊、中壓基性麻粒岩岩塊、含榴斜長角閃岩岩塊的變質作用P-T-t軌跡全部為典型造山帶的順時針型，它們近於平行，但其變質高峰壓力差異巨大。榴輝岩岩塊、高壓基性麻粒岩岩塊、中壓基性麻粒岩岩塊、斜長角閃岩岩塊的變質高峰P-T條件分別為~24.2 kbar / 830 ℃、~16.5–17.7 kbar / 735–860 ℃、~ 9.3–11.6 kbar / 750–850 ℃、~6.8–16.0 kbar／630–770 ℃。變質泥質岩基質變質高峰P-T條件為~6.0–10.7 kbar / 635–710 ℃。這說明，這些岩石形成於同一俯衝隧道，但俯衝深度差異較大，它們是在構造折返階段才穿插、混雜到一起的。紅柳峽構造塊體、東巴兔－蘑菇台構造塊體中，變質岩岩塊退變質階段的P-T-t軌跡為Western Alpine型，說明構造抬升速率相對較快。青石溝構造塊體中，變質岩岩塊退變質階段的P-T-t軌跡為Franciscan型，說明構造抬升速率相對較慢。採用SIMS CAMECA方法，測得敦煌造山帶不同構造塊體的大量變質鋯石U-Pb年齡介於430–365 Ma。常規40Ar/39Ar測年結果表明，變質礦物角閃石40Ar/39Ar年齡為407–397 Ma。據此可以肯定，敦煌地區並非前寒武紀期間形成的古老穩定地塊，而是一個早志留世-晚泥盆世活動的古生代造山帶。