新疆白山地区北山杂岩的变质作用研究

摘要

北山造山带位于中亚造山带南部，在北山造山带中的多个构造单元中分布有大量高级变质岩，被认为是造山带的前寒武纪基底，统称为“北山杂岩”。关于其变质作用的温压条件与构造背景等问题的认识仍不清楚。本文对北山造山带南缘，花牛山-双鹰山地块的白山地区的北山杂岩的岩石类型及变质作用等进行研究。
　　研究区北山杂岩由南向北划分为三个岩性段，分别为：斜长角闪片岩-黑云斜长片麻岩、黑云石英片岩-薄层硅质大理岩和二云石英片岩-白云母石英片岩，其变质程度逐渐减弱，总体为角闪岩相变质岩。对斜长角闪片岩-黑云斜长片麻岩岩性段出露的石榴石斜长角闪岩的变质作用进行了研究，其中的石榴石的核部包裹体矿物组合记录了峰前进变质过程的温压条件，变质矿物组合为：石榴石+斜长石+角闪石+钛铁矿。其温压条件估算结果为723℃-736℃与6798.47bar-7062.01bar。其基质中为石榴石、角闪石、斜长石，还有少量钛铁矿和黑云母，代表了峰期变质矿物组合，记录了峰期变质过程的温压条件，其温压条件估算结果为867℃-996℃与3299.49bar-4526.16bar。峰后变质矿物共生组合为在石榴石边缘分布的角闪石和斜长石组成的后成合晶，其温度条件估算结果为838℃-885℃，其形成的压力条件明显低于峰期变质。整体为顺时针P-T-t演化轨迹，通常这种类型的P-T轨迹发生于俯冲-碰撞-快速隆升的造山过程。另外在对样品详细观察过程中发现在部分石榴石边部发育紫苏辉石与斜长石组成的后成合晶，结合变质反应结构特征，认为紫苏辉石与斜长石的后成合晶代表了一次叠加变质作用。
　　在对斜长角闪片岩-黑云斜长片麻岩岩性段石榴石斜长角闪岩与二云石英片岩-白云母石英片岩岩性段角闪斜长片岩中的锆石进行形态、稀土元素与U-Pb同位素年龄研究中发现，其锆石具有深熔锆石与变质锆石的特征，稀土元素具有重稀土富集，Ce正异常以及Eu负异常的特点，计算得出在380-460Ma之间都出现连续的年龄峰值，在~300Ma与~230Ma都出现了独立的年龄峰值。分析锆石特征与年龄，结合前人研究成果，第一期变质作用发生的年龄可能为~900Ma，第二期叠加变质作用发生的年龄为~230Ma。因此新元古早期造山活动形成了北山地区南部的前寒武基底的主要部分，之后基底经历多期岩浆-构造活动，包括晚奥陶-早泥盆古亚洲洋向北俯冲的拼贴过程与晚石炭-早二叠俯冲相关的镁铁质-超镁铁质岩浆活动等。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 国内外研究现状

1.2研究内容

第二章 地质概况

2.1研究区地理位置与构造分区

2.2研究区地质特征与地质体分布

第三章 北山杂岩地质特征

3.1北山杂岩实测剖面

3.2地质体主要岩石特征

第四章 石榴石斜长角闪岩

4.1岩相学特征

4.2矿物学特征

4.3 石榴石斜长角闪岩P-T条件和变质演化轨迹

第五章 锆石年代学研究

5.1变质锆石

5.2石榴石斜长角闪岩锆石特征

5.3角闪斜长片岩锆石特征

5.4小结

第六章 讨论

6.1变质作用的年龄

6.2对北山造山带构造演化的意义

结论

参考文献