天堂寨花岗岩侵位机制与碰撞后造山带演化的动力学联系

作为中生代碰撞造山带，大别山发育了与世界上其它碰撞造山带侵位时间相对"滞后"50～70Ma的巨量花岗岩。这些呈NE或NWW向展布的巨大岩基似乎受到早中生代特提斯构造域和晚中生代太平洋构造域的联合控制。东大别腹地天堂寨岩体是典型的碰撞后侵位复式花岗岩岩体，出露面积＞600Km2，岩体内不同单元的侵位时间跨度超过50Ma，脆-韧性变形复杂。申请者拟以天堂寨岩体为剖析对象，通过宏观变形要素测量统计、微观变形矿物组构测定与应变测量，结合各单元年龄测定、磁化率各向异性与剩磁分析，确定岩体不同单元的侵入次序、构造组合、应变型式及变形序次，分析岩体侵位机制、空间占据方式及岩体侵位与断裂构造间的相互联系，探讨岩体垂向和平面上变形差异及与中晚侏罗世区域构造转换间的关系，以此追溯东大别山在构造转换后的演化过程，为碰撞造山后花岗岩侵位机制与造山带演化间动力学联系提供新信息。

通过对北大别天堂寨复式岩体的5个次级花岗岩岩体内部构造、接触带与围岩构造的宏观变形与构造样式研究，采用显微构造分析、应变测量、石英C轴组构分析、磁化率各向异性、锆石U-Pb测年、Sr-Nd同位素、锆石Hf同位素分析得出天堂寨岩体可以分为三期：石鼓尖岩体是在高强度挤压环境下侵位，具有同构造花岗岩特点，源于增厚的基性下地壳部分熔融；鹅公包、天堂寨、九资河岩体是构造体制转换后伸展背景下中酸性中下地壳的部分熔融；薄刀锋细粒岩体是造山带伸展垮塌结束后的酸性中上地壳的部分熔融。石鼓尖岩体磁化率各向异性度P值介于1.065~1.532之间；形态参数T介于 0.005~0.694之间；弗林图解(F-L图解)显示K值均小于1，磁组构分析表明岩体是在SE-NW向挤压应力环境下侵位。石英C轴组构分析表明，岩体受到SE-NW向挤压应力，变形温度在400℃~500℃之间，锆石U-Pb测年为141±2.3Ma，指示造山带由挤压向伸展转换的时间应该在141 Ma之后，其余天堂寨复式岩体中的次级岩体单元均是构造体制转换后的产物，锆石U-Pb年龄指示天堂寨复式岩体具有两个峰期年龄，分别为137Ma和125Ma。 而同构造石鼓尖岩体的年龄为141Ma，因此，北大别由挤压体制向伸展体制转换的时间为141Ma，伸展减薄开始部分熔融的时间为137Ma，伸展减薄达到最大而转为正常地壳的时间为125Ma。岩体综合构造变形分析的得出：石鼓尖岩体是挤压背景下主动侵位，NE向韧性剪切带作为上升通道；鹅公包、九资河、天堂寨岩体是在伸展体制下被动侵位，来自下地壳不同成分的部分熔融，从早到晚从榴辉岩相到麻粒岩相，形成了现今年龄相近、岩性差异；薄刀锋岩体是在伸展最大化的背景下，岩浆被动扩张空间，形成细粒无变形花岗岩。