北山南部晚古生代构造格局与演化：来自古地磁与岩浆作用的制约
发布时间：2021-07-03 06:21
北山南部是探索中亚造山带中段南部构造演化的绝佳载体,但现今对该区晚古生代大地构造背景、演化历史以及构造归属等重大地质问题存在较大争议。基于北山南部晚古生代岩浆期次不明,地球动力学背景不清;古地磁数据尚且难以为晚古生代构造格局及演化过程提供可靠依据,本文着重从北山南部晚古生代古地磁与岩浆作用两方面入手,理清北山南部晚古生代岩浆作用期次及其产生的大地构造环境,获得可靠的北山南部地区晚古生代古地磁数据,结合层序地层学、沉积学、生物古地理、蛇绿岩、大陆基底属性等相关研究成果,探讨北山南部晚古生代构造格局与演化历史问题,探索古亚洲洋的闭合时限,最终为北山及邻区找矿预测、油气勘探提供理论和技术基础,具有重要的理论意义和实际意义。本文对北山南部晚古生代地层中的火山岩以及部分侵入岩进行了岩相学、锆石U-Pb同位素测年、元素地球化学、锆石Hf同位素、及全岩Sr-Nd同位素等研究,结合区域上已发表的岩浆岩年龄与地球化学数据,并综合其他地质资料,将北山南部晚古生代岩浆作用划分为三个期次:早中泥盆世（420390Ma）,晚泥盆世（375360Ma）,晚石炭世—中二叠...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：333 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中亚造山带构造纲要及研究区大地构造位置图（据Zhou等[229]修编）
长安大学博士学位论文2北山位于中亚造山带中段，是中亚造山带的重要组成部分。北山南部泛指敦煌地块北缘至红柳河—牛圈子—洗肠井缝合带之间的造山区（图1.2），该区晚古生代地层发育较齐全，且发育大面积晚古生代岩浆岩，露头良好，是探索中亚造山带中段南部晚古生代构造演化的绝佳载体。图1.2北山南部地质概况及前人研究位置图（据王洪亮等[352]修编）Fig.1.2SimplifiedgeologicalmapofthesouthernBeishanareaandthelocationsofpreviousstudies(modifiedfromWangetal.[352])1.1.1中亚造山带研究现状近年来的研究表明，CAOB物质组成多样（由诸多微陆块、岛虎大洋岛屿、增生楔造山拼贴而成），整体上由西伯利亚板块南缘俯冲增生体系、哈萨克斯坦弧形造山系、以及塔里木—华北克拉通北部陆缘体系共同构成[185,295]。其历经了漫长的构造演化历史，古亚洲洋于新元古代早期形成[63,71]，并持续演化进入古生代。CAOB古生代的构造样式复杂[63,174,185,294-295,374]，可能类似于现今澳大利亚板块-帝汶岛的构造演化模式[138,183]，为活动大陆边缘-海沟-多岛弧-洋盆体系[3,183,226]。晚古生代为古亚洲洋构造域洋盆俯冲—闭合以及地体碰撞造山的关键构造转换阶段[296,374]。然而关于CAOB晚古生代构造演化过程、地体属性、增生拼贴造山方式、古亚洲洋闭合模式、时限以及位置等一系列关键构造问题至今仍存在较大争论[27,122,157,185,267,296,332,366,374]。CAOB中存在多条蛇绿混杂岩带，但对它们所代表的古洋盆的演化时限及缝合次序看法不一，以北疆地区为例，徐学义等[374]提出该区在晚古生代形成“三块两带”的构
长安大学博士学位论文4定蛇绿混杂岩中的枕状玄武岩夹有熔积岩（peperite）层，表明其并非形成于深海盆地[22]，该套玄武岩也被认为形成于裂谷环境[178,212,406]。有部分学者则认为古亚洲洋的主缝合界线应该在研究区北部的Ⅱ-明水-石板井-小黄山缝合[226,360,420]或Ⅲ-红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带[268-269,296,384]。由此可见，关于北山南部红柳园是否代表了古亚洲洋主洋盆位置争议较大，究竟北山哪条蛇绿混杂岩带代表古亚洲洋的主缝合界线存在不同说法。图1.3北山地区蛇绿混杂岩带展布及研究程度图（据杨合群等[384]修编）Fig.1.3SimplifieddistributionmapoftheophiolitesinBeishanareaandthelocationsofpreviousstudies(modifiedfromYangetal.[384])（二）北山地区南部晚古生代的构造归属虽然Xiao等[183,185]以红柳园蛇绿混杂岩为界，将其北侧归为西伯利亚南缘的增生体系，南侧属于敦煌地块陆缘体系；但许多学者认为北山南部与敦煌地块在晚古生代为一整体，它们同为塔里木地块的一部分[372,384,420]。部分学者则依据重磁及基底属性提出，塔里木地块东界为且末-星星峡断裂，敦煌地块及北山南部与阿拉善-华北地台具有亲缘性[296,404,418]。近年来的研究表明,敦煌地块发育大量志留纪—泥盆纪的变质岩与岩浆岩，推测其为古亚洲洋南缘的造山体系，由此也被重新定义为“敦煌造山带”[160-161,222,233]。而塔里木与华北地台则少见该期热事件，表明上述地块古生代可能经历了不同的地质演化过程。综上所述，目前对北山南部陆块晚古生代的古地理位置、构造属性及运动学机制的认识依然模糊不清。（三）北山南部地区晚古生代的构造演化过程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]北山南部二叠纪海相玄武岩地球化学特征及其构造意义[J]. 许伟,徐学义,牛亚卓,宋博,陈高潮,史冀忠,张宇轩,李晨皓. 地质学报. 2019(08)
[2]北山野马井地区泥盆纪富钾酸性岩浆岩地球化学特征及其地质意义[J]. 许伟,徐学义,卢进才,牛亚卓,陈高潮,史冀忠,党犇,宋博,张宇轩,张乔. 地球科学. 2019(08)
[3]内蒙古哈珠地区石炭纪白山组火山岩:北山北部晚古生代活动陆缘岩浆作用的产物[J]. 任云伟,任邦方,牛文超,孙立新,李敏,张阔,张家辉,段连峰. 地球科学. 2019(01)
[4]北山石炭纪-二叠纪火山岩成因及构造背景[J]. 王国强,李向民,徐学义,余吉远,计波,朱涛. 岩石矿物学杂志. 2018(06)
[5]北山北带新元古代岩浆记录:来自内蒙古哈珠地区片麻状花岗岩的证据[J]. 牛文超,任邦方,任云伟,段霄龙,段连峰,孙立新,李敏,张家辉. 地球科学. 2019(01)
[6]内蒙古北山哈珠东山泥盆系雀儿山群火山岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义[J]. 任邦方,任云伟,牛文超,段连峰,孙立新,李敏,田健,段霄龙,张永清. 地球科学. 2019(01)
[7]北山南部早二叠世A型流纹岩地球化学特征及其地球动力学意义[J]. 许伟,徐学义,牛亚卓,陈高潮,史冀忠,魏建设,宋博,张宇轩. 岩石学报. 2018(10)
[8]东天山觉罗塔格雅满苏花岗岩岩石学、地球化学特征及其板内构造意义[J]. 赵宏刚,苏锐,梁积伟,金远新,欧光习,姜晓辉. 地质学报. 2018(09)
[9]内蒙古哈珠地区晚古生代花岗岩类成因及其构造意义[J]. 李敏,辛后田,任邦方,任云伟,张阔,段霄龙,牛文超,段连峰. 地球科学. 2019(01)
[10]甘肃北山地区上石炭统——下二叠统干泉组的时代、分布及其构造意义[J]. 牛亚卓,卢进才,刘池阳,许伟,史冀忠,宋博. 地质论评. 2018(04)
博士论文
[1]新甘蒙北山地区晚古生代古沉积面貌及构造属性[D]. 牛亚卓.西北大学 2019
[2]北山古生代蛇绿岩、火山岩研究与构造演化[D]. 王国强.长安大学 2015
[3]北山南带构造岩浆演化与金的成矿作用[D]. 胡朋.中国地质科学院 2007
[4]北山地区岩浆活动与金的成矿作用[D]. 江思宏.中国地质科学院 2004
硕士论文
[1]东西天山二叠纪基性岩墙群几何学和侵位机制探讨[D]. 董津津.浙江大学 2015
本文编号：3262049
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：333 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
中亚造山带构造纲要及研究区大地构造位置图（据Zhou等[229]修编）
长安大学博士学位论文2北山位于中亚造山带中段，是中亚造山带的重要组成部分。北山南部泛指敦煌地块北缘至红柳河—牛圈子—洗肠井缝合带之间的造山区（图1.2），该区晚古生代地层发育较齐全，且发育大面积晚古生代岩浆岩，露头良好，是探索中亚造山带中段南部晚古生代构造演化的绝佳载体。图1.2北山南部地质概况及前人研究位置图（据王洪亮等[352]修编）Fig.1.2SimplifiedgeologicalmapofthesouthernBeishanareaandthelocationsofpreviousstudies(modifiedfromWangetal.[352])1.1.1中亚造山带研究现状近年来的研究表明，CAOB物质组成多样（由诸多微陆块、岛虎大洋岛屿、增生楔造山拼贴而成），整体上由西伯利亚板块南缘俯冲增生体系、哈萨克斯坦弧形造山系、以及塔里木—华北克拉通北部陆缘体系共同构成[185,295]。其历经了漫长的构造演化历史，古亚洲洋于新元古代早期形成[63,71]，并持续演化进入古生代。CAOB古生代的构造样式复杂[63,174,185,294-295,374]，可能类似于现今澳大利亚板块-帝汶岛的构造演化模式[138,183]，为活动大陆边缘-海沟-多岛弧-洋盆体系[3,183,226]。晚古生代为古亚洲洋构造域洋盆俯冲—闭合以及地体碰撞造山的关键构造转换阶段[296,374]。然而关于CAOB晚古生代构造演化过程、地体属性、增生拼贴造山方式、古亚洲洋闭合模式、时限以及位置等一系列关键构造问题至今仍存在较大争论[27,122,157,185,267,296,332,366,374]。CAOB中存在多条蛇绿混杂岩带，但对它们所代表的古洋盆的演化时限及缝合次序看法不一，以北疆地区为例，徐学义等[374]提出该区在晚古生代形成“三块两带”的构
长安大学博士学位论文4定蛇绿混杂岩中的枕状玄武岩夹有熔积岩（peperite）层，表明其并非形成于深海盆地[22]，该套玄武岩也被认为形成于裂谷环境[178,212,406]。有部分学者则认为古亚洲洋的主缝合界线应该在研究区北部的Ⅱ-明水-石板井-小黄山缝合[226,360,420]或Ⅲ-红柳河-牛圈子-洗肠井蛇绿岩带[268-269,296,384]。由此可见，关于北山南部红柳园是否代表了古亚洲洋主洋盆位置争议较大，究竟北山哪条蛇绿混杂岩带代表古亚洲洋的主缝合界线存在不同说法。图1.3北山地区蛇绿混杂岩带展布及研究程度图（据杨合群等[384]修编）Fig.1.3SimplifieddistributionmapoftheophiolitesinBeishanareaandthelocationsofpreviousstudies(modifiedfromYangetal.[384])（二）北山地区南部晚古生代的构造归属虽然Xiao等[183,185]以红柳园蛇绿混杂岩为界，将其北侧归为西伯利亚南缘的增生体系，南侧属于敦煌地块陆缘体系；但许多学者认为北山南部与敦煌地块在晚古生代为一整体，它们同为塔里木地块的一部分[372,384,420]。部分学者则依据重磁及基底属性提出，塔里木地块东界为且末-星星峡断裂，敦煌地块及北山南部与阿拉善-华北地台具有亲缘性[296,404,418]。近年来的研究表明,敦煌地块发育大量志留纪—泥盆纪的变质岩与岩浆岩，推测其为古亚洲洋南缘的造山体系，由此也被重新定义为“敦煌造山带”[160-161,222,233]。而塔里木与华北地台则少见该期热事件，表明上述地块古生代可能经历了不同的地质演化过程。综上所述，目前对北山南部陆块晚古生代的古地理位置、构造属性及运动学机制的认识依然模糊不清。（三）北山南部地区晚古生代的构造演化过程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]北山南部二叠纪海相玄武岩地球化学特征及其构造意义[J]. 许伟,徐学义,牛亚卓,宋博,陈高潮,史冀忠,张宇轩,李晨皓. 地质学报. 2019(08)
[2]北山野马井地区泥盆纪富钾酸性岩浆岩地球化学特征及其地质意义[J]. 许伟,徐学义,卢进才,牛亚卓,陈高潮,史冀忠,党犇,宋博,张宇轩,张乔. 地球科学. 2019(08)
[3]内蒙古哈珠地区石炭纪白山组火山岩:北山北部晚古生代活动陆缘岩浆作用的产物[J]. 任云伟,任邦方,牛文超,孙立新,李敏,张阔,张家辉,段连峰. 地球科学. 2019(01)
[4]北山石炭纪-二叠纪火山岩成因及构造背景[J]. 王国强,李向民,徐学义,余吉远,计波,朱涛. 岩石矿物学杂志. 2018(06)
[5]北山北带新元古代岩浆记录:来自内蒙古哈珠地区片麻状花岗岩的证据[J]. 牛文超,任邦方,任云伟,段霄龙,段连峰,孙立新,李敏,张家辉. 地球科学. 2019(01)
[6]内蒙古北山哈珠东山泥盆系雀儿山群火山岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其地质意义[J]. 任邦方,任云伟,牛文超,段连峰,孙立新,李敏,田健,段霄龙,张永清. 地球科学. 2019(01)
[7]北山南部早二叠世A型流纹岩地球化学特征及其地球动力学意义[J]. 许伟,徐学义,牛亚卓,陈高潮,史冀忠,魏建设,宋博,张宇轩. 岩石学报. 2018(10)
[8]东天山觉罗塔格雅满苏花岗岩岩石学、地球化学特征及其板内构造意义[J]. 赵宏刚,苏锐,梁积伟,金远新,欧光习,姜晓辉. 地质学报. 2018(09)
[9]内蒙古哈珠地区晚古生代花岗岩类成因及其构造意义[J]. 李敏,辛后田,任邦方,任云伟,张阔,段霄龙,牛文超,段连峰. 地球科学. 2019(01)
[10]甘肃北山地区上石炭统——下二叠统干泉组的时代、分布及其构造意义[J]. 牛亚卓,卢进才,刘池阳,许伟,史冀忠,宋博. 地质论评. 2018(04)
博士论文
[1]新甘蒙北山地区晚古生代古沉积面貌及构造属性[D]. 牛亚卓.西北大学 2019
[2]北山古生代蛇绿岩、火山岩研究与构造演化[D]. 王国强.长安大学 2015
[3]北山南带构造岩浆演化与金的成矿作用[D]. 胡朋.中国地质科学院 2007
[4]北山地区岩浆活动与金的成矿作用[D]. 江思宏.中国地质科学院 2004
硕士论文
[1]东西天山二叠纪基性岩墙群几何学和侵位机制探讨[D]. 董津津.浙江大学 2015
本文编号：3262049
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