中天山夏尔沟—乌拉斯台—乌兰莫仁韧性剪切带构造特征与年代学研究

作     者：何智远 

作者单位：南京大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王博

授予年度：2018年

学科分类：070904[理学-构造地质学] 070902[理学-地球化学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 

主      题：中亚造山带 中天山地块 走滑剪切带 运动学 显微构造学 锆石U-Pb年代学 前寒武基底 构造亲缘性 

摘      要：中天山地块是中亚造山带的重要组成部分,为理解欧亚大陆的增生演化过程提供了重要的信息。中天山地块南北两缘发育两条大型缝合带,分别称为中天山北缘大型韧性剪切带和中天山南缘大型韧性剪切带。虽然前人对于这两条韧性剪切带已经开展了一定的研究,但是对于这两条韧剪带的构造演化过程还存在较大争议。相比之下,中天山地块内部还出露一系列小型的韧性剪切带,它们的成因机制以及与南北两缘大型韧性剪切带的构造关系还缺乏相关的研究。此外,虽然志留-泥盆纪海相沉积岩在中天山中部与北部广泛出露,但至今缺乏系统的年代学研究。通常,这些古生代沉积岩中本源地的碎屑锆石为我们理解中天山古生代乃至前寒武纪地壳演化提供了非常重要的手段。针对上述研究现状,我们(1)对中天山北缘大型韧性剪切带东部的夏尔沟段以及中天山地块内部的乌拉斯台-乌兰莫仁韧性剪切带开展了详细地野外实测与采样,并进行了动力学与年代学的研究,(2)同时针对夏尔沟与乌拉斯台-乌兰莫仁韧性剪切带广泛分布的志留纪阿河布拉组沉积地层开展了碎屑锆石年代学研究。夏尔沟韧性剪切带是中天山北缘韧性剪切带的一部分,研究区内长10公里,宽约4-5公里,带内主要分布志留-泥盆纪变质沉积岩与晚古生代变形侵入岩。带内可以识别出两组糜棱面理,倾向分别为南东和正北向,以及一组近水平的拉伸线理,走向为近东西向。宏观与微观的动力学标志指示该韧性剪切带为右旋走滑剪切,带内变质岩样品的锆石U-Pb定年结果表明,夏尔沟韧性剪切带在～315-294.6Ma发生过右旋走滑变形。乌拉斯台-乌兰莫仁韧性剪切带位于中天山地块内部,长约40公里,宽约1-5公里,主要出露元古代片岩、片麻岩,志留-泥盆纪火山碎屑岩,和早、晚古生代花岗质侵入岩,它们均遭受了不同程度的韧性变形。带内两组糜棱面理的倾向分别为北东和正南向,拉伸线理为近东西走向,褶曲纹的走向近南北向。运动学标志显示该韧性剪切带以左旋走滑占绝对优势。变质岩样品的锆石U-Pb定年结果表明,乌拉斯台-乌兰莫仁韧性剪切带在～312-299Ma发生过一期左旋走滑变形。本论文的研究成果与前人的结论共同表明,中天山北缘大型韧性剪切带经历过～360Ma,～310-290Ma和～275-245Ma至少三期右旋韧性走滑变形,中天山南缘大型韧性剪切带的主要韧性变形时代为～310-290Ma,韧性变形性质同为右旋剪切。在早二叠纪之前,受后造山区域走滑作用的影响,中天山、伊犁和准噶尔等地块向东挤入塔里木与西伯利亚地块之间,同时由于块体内部运动速率的差异,在中天山地块内部形成韧性剪切带。此外,对矿物动态重结晶特征的研究表明,这两条韧性剪切带内出露的变质岩石显示出中地壳尺度的韧性变形深度,这些变质岩石被抬升至地表的原因是陆内韧性剪切带的走滑运动与同构造挤出作用使地壳弱化,加快了基底岩石的剥露作用。阿河布拉克组沉积序列主要包括副片麻岩、绿片岩、大理岩、变质石英砂岩和变质硬砂岩等,其主要物源为中天山岛弧岩浆岩与原地新-中元古代基底岩石。碎屑锆石定年结果表明其沉积年代晚于～400Ma,即晚泥盆世之后,而非前人认为的志留纪。此外,本文的前寒武纪碎屑锆石年代学研究支持中天山地块有拥有新元古代和中元古代结晶基底岩石的观点,且锆石年谱的对比结果表明中天山地块在新元古代与伊犁地块和塔里木克拉通有很强的构造亲缘性,而中国中天山与吉尔吉斯中天山的构造起源则可能完全不同。