秦岭晚中生代花岗岩的构造研究及其对陆内造山过程的约束

Intracontinental orogeny and its dynamic mechanism are key scientific questions in the study of continental geology. During Yanshanian period, Late Mesozoic granite plutons were extensively developed in the Qinling orogen in response to the far-field intracontinental orogenesis. These granitoids can be used to reflect the process and dynamic mechanism of the intracontinental orogenesis, as their growth process hold important information about the regional tectonic evolution of the orogenic belt. Although there has been increasing petrological, geochemical and geochronological studies, the tectonic setting or the dynamic setting of these granite plutons remains controversial. In this project, we propose to carry out detailed structural studies of the selected granite plutons (the Lantian, Muhuguan and Mangling plutons that are exposed along the Luonan-Luanchuan fault) and their country rocks. Multidisciplinary research including the structural and geochronological studies will be conducted to explore the emplacement mechanism of these plutons, and further to elucidate the relationship between the Late Mesozoic magmatism and regional deformations. Based on the analysis presented above, we will establish a four-dimensional growth model for these granite plutons. Our work shall also contribute significantly to the intracontinental orogeny of the Qinling orogen and its dynamic setting during the Late Mesozoic.

陆内造山及其动力学机制是大陆地质研究中的重要科学问题。燕山期，在远离板块边界的秦岭造山带内部发育了强烈的陆内造山作用，形成大量的晚中生代花岗岩体。这些花岗岩体的生长过程蕴含了重要的区域构造演化信息，是揭示秦岭造山带陆内造山过程及机制的关键。尽管针对秦岭晚中生代花岗岩已经开展了相关的岩石学、地球化学以及年代学研究，但至今对于其形成的大地构造环境和动力学背景仍无统一认识。本项目拟从花岗岩构造研究角度，选取出露于洛南-栾川断裂两侧的蓝田岩体、牧护关岩体和蟒岭岩体及其围岩为主要研究对象，以花岗岩构造研究的最新理论为基础，采用多种方法相结合的研究手段，开展系统的岩体内部构造、区域构造以及年代学研究，查明岩体侵位机制以及岩浆作用与区域构造之间的耦合关系，在此基础上建立四维的岩体侵位生长过程，为秦岭晚中生代陆内造山过程的细节及动力学背景提供关键约束。

尽管秦岭晚中生代花岗岩已经开展了大量的研究，但至今缺乏岩体内部构造、侵位机制及其与区域构造之间关系的研究。本研究选取出晚中生代蓝田岩体、牧护关岩体和蟒岭岩体及其围岩为主要研究对象，通过野外构造和显微构造观察、磁化率各向异性（AMS）测量、LA-ICP-MS锆石U-Pb定年以及剩余布格重力异常分析等方法，开展了详细的岩体内部构造、区域构造以及相关年代学研究。结果显示：（1）秦岭晚中生代陆内构造变形呈现多幕特征，在五里川组（T3-J1）内以近南北向挤压的不同尺度、不同类型的褶皱构造、逆冲断层为代表，在晚中生代早晚两期岩浆作用中也均有所体现，早期阶段在蓝田岩体和蟒岭岩体北界均形成较为明显的同岩浆期挤压构造变形（~150–146 Ma），晚期阶段则表现为商丹构造带内发育的同构造花岗岩脉（~126 Ma）以及岩体内部发育的大量正断层（活动下限为~139 Ma）；（2）蓝田、牧护关以及蟒岭岩体均是由多批次岩浆增量累积生长的结果，且这几个岩体的主体部分（~150 Ma）均是在同构造环境下侵位；（3）蓝田、牧护关以及蟒岭岩体均存在较为明显的根部，代表岩体形成时岩浆上升通道，当岩浆侵位到现今地壳深度时，在区域构造作用下形成了环带状组构图案，而且内部组构主要记录了岩浆流动到次岩浆流动和高温固态变形阶段流变学状态。本项目的研究结果不仅为正确理解秦岭造山带晚中生代构造–岩浆演化过程提供了新的认识，也为陆内造山作用及相关科学问题的探讨提供了新的约束。