金沙江中段泥质片岩变形变质作用: P-T-t-D轨迹对造山带构造过程的指示

Structural/metarmorphic analysis and reconstruction of P-T-t-D path provide key constraints on collisional orogenesis. Based on our pilot study, an integrated geological investigation is proposed to understand formation and evolution of the metapelitic schist in Suwalong-Zhubalong area of the Jinsha suture zone in eastern Tibetan Plateau. Integrated investigations include geologic mapping, structural, petrographic, and chronologic studies to constrain the geometry, kinematics, and pressure-temperature conditions of the schist, the timing of deformation, and the age of metamorphic minerals. These results, combined with previous studies, provide a possibility to construct the P-T-t-D history of the schist formation and multi-phase overprint within an evolving lithospheric setting. The documentation will have implications in controlling the transition between different phases of orogenic cycle and the crustal evolution of the Paleo-Tethys tectonics during the Triassic.

变形变质作用解析与P-T-t-D轨迹重建是精细分析造山带构造演化的关键。在我们前期研究和充分调研的基础上，本项目选取金沙江缝合带中段苏洼龙-竹巴龙一带出露良好的二叠系石榴子石片岩为研究对象，拟通过详细的构造变形和变质作用调查分析、面理弯切轴测量、变质相图和石榴子石环带P-T轨迹以及原位Ar-Ar和Lu-Hf测年等技术方法，厘定典型构造样式、变形与变质作用序列以及P-T轨迹，将构造变形与变质岩石学、矿物学和年代学研究相结合，重建二叠系片岩变形变质作用的P-T-t-D轨迹，从而综合分析碰撞造山带中下地壳泥质片岩的成因、演化及其代表的构造过程。上述研究可以精细重塑金沙江缝合带中段三叠纪碰撞造山后的构造过程，验证造山楔-造山高原转换的机制，以及为古特提斯东段地壳形成和演化提供关键约束。

项目以藏东金沙江中段苏洼龙－竹巴龙地区石榴子石云母片岩为研究对象，开展变形变质作用解析、岩石学、温压模拟计算及年代学研究，为金沙江中段和邻区古特提斯东段构造演化提供定量限定。主要进展和成果：（1）金沙江缝合带中段石榴子石片岩形成演化的P-T-t-D轨迹：三叠纪碰撞造山的构造过程限定。在精细解析变形变质序列的基础上，计算模拟了石榴子石云母片岩变质作用中形成的P-T条件和轨迹（500-550℃；4000-5000 bar；P-T轨迹代表增温增压过程），运用锆石U-Pb、石榴子石Lu-Hf、独居石U-Th-Pb及云母Ar-Ar等年代学体系精确限定了石榴子石片岩代表的变形变质事件的时间（约228 Ma），重建了碰撞造山中下地壳石榴子石片岩形成演化P-T-t-D轨迹。（2）东古特提斯的造山作用：松潘-甘孜-西秦岭-金沙江-华南的构造-热演化。在金沙江中段，通过野外地质调查、变质岩的温压估算模拟以及多重系统的年代学分析（岩浆岩锆石U-Pb、变质岩独居石U-Th-Pb以及云母40Ar/39Ar）表明，古特提斯洋壳主要形成于泥盆纪至石炭纪（约400至310 Ma），随后在晚二叠世至早三叠世以往西的逆冲构造指示的挤压（D1）和陆缘岩浆弧为表现，开始形成增生楔和经历增生型造山作用，并持续至约228 Ma使造山带地壳厚度达到峰值，最后在约220 Ma以往南东的伸展剪切显示的伸展（D2）和造山后的岩浆作用和冷却为标志指示造山作用的结束。此外，对金沙江缝合带邻区同属于古特提斯域东段的松潘-甘孜、西秦岭以及华南西南部开展了类似的构造演化研究，其中精细重建了古特提斯各分支洋闭合过程中西秦岭造山带的前陆在晚三叠世至早侏罗世往南的递进扩展过程和为印支和华南碰撞的印支期造山带演化提供了更深入的构造和年代学限定。. 本项目执行过程中，资助发表期刊论文13篇（其中SCI论文11篇和中文核心论文1篇；部分论文还是修改完善），培养研究生8人，并5次参加国际学术会议（其中3次报告相关成果）。研究成果对于古特提斯构造域东段的精细重建的限定对区域上的油气勘探和矿产勘查具有潜在的指导意义和应用价值。