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阿尔泰海西造山带区域变质作用类型与地壳演化

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阿尔泰海西造山带区域变质作用类型与地壳演化

徐 学 纯 郑 常 青

（吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130026）

阿尔泰海西造山带位于新疆维吾尔自治区北部的阿勒泰地区，大地构造位置位于西伯利亚板块与哈萨克斯坦—准噶尔板块的结合部位，它是中亚构造域的一部分。根据变质岩石组合，原岩建造、变质带发育特点、混合岩化和花岗岩浆作用及大地构造环境等特征。将中国阿尔泰造山带海西期变质作用划分为区域低温动力变质作用和区域动力热流变质作用两种类型。区域低温动力变质作用主要分布在白哈巴—哈纳斯变质区、红山嘴—库马苏变质区及阿舍勒—阿拉哈克变质区。其共同特点是变质作用的温度比较低、应力是岩石发生变质和变形的主导因素，发育单一类型的低绿片岩相变质带。特征变质矿物组合为：Chl+Ser+Bi+Q和Chl+Ep +Act+Ab。Sm-Nd同位素年龄为340Ma--390Ma，其变质时代属于海西期。

区域动力热流变质作用主要分布在禾木断裂、红山嘴一阿尔夏特断裂以南，特斯巴汗断裂以北的广大地区。受变质的岩石包括泥盆纪及其以前各时代的地层，变质程度总体相当于中级，是区内最主要和最强烈的变质区，变质强度分带比较清楚，是阿尔泰造山带变质岩系的主体。可进一步划分为面状递增变质区和带状递增变质区。

面状递增变质区主要由中级变质的泥质变质岩系组成，有变质强度分带趋势，但变质带比较宽，界限不明显。其变质带以无明显中心的面状宽带为特点。泥质变质岩中广泛发育各种富铝变质矿物，尤其以十字石、红柱石、堇青石等常见，反映其属于中-低压变质相系，但有些地区也有含蓝晶石和石榴石的中压变质组合。其次还发育多种形态的矽线石和十字石等，说明其中存在多种复杂的变质反应关系。不同地区递增变质带的宽度也各不相同，齐背岭-塔尔浪-矿七连-克木齐一带表现为单一宽带状石榴石-十字石带；而黑大桥-三间房一带则表现为比较窄的递增变质带。在此带中大量的同变质期花岗岩的K-Ar同位素年龄区间为300-330Ma。带状递增变质区受变质地层主要是早泥盆世一中泥盆世的康布铁堡组和阿勒泰组。其递增变质带表现为两种产状：一种是反映NWW向透镜状斜列式火山-沉积盆地的形态，两侧均被深大断裂带所挟持，这种盆地发育从盆地中心线向两侧变质强度增高而形成的递增变质带，构造变形也随变质程度的升高而加强，由原始层理S0被褶皱到完全置换形成S1片理。最具代表性的是冲乎尔和阿勒泰火山-沉积盆地。另一类晚古生代火山-沉积盆地的递增变质带特征是：围绕海西期地壳重熔型花岗岩体分布，在花岗岩体周围产生递增变质带，即矽线石—堇青石带，红柱石—十字石带、黑云母—石榴石带、绿泥石—黑云母带。这种递增变质带在喀龙—西岔河岩体西侧发育比较完整，在哈巴河北部阿拉加岩体南部也有分布。这表明阿尔泰海西造山带可能有区域低压高温热接触变质带的存在。带状递增变质区的代表性同位素年龄如下：阿尤布拉克—那森恰的黑云母片岩全岩Rb-Sr年龄为365Ma3；变质火山岩全岩Rb-Sr同位素年龄为307Ma和284.6Ma12，这些同位素年龄均说明其变质主期为晚古生代的海西期。

区域变质作用类型是造山带演化过程中不同演化阶段的产物，记录了造山作用历史和热动力条件。阿尔泰造山带的构造-热事件主要发生在海西期，变质作用演化主要经历了三个阶段，第一期变质作用以单一的低温绿片岩相组合为主，伴随强烈的全区性的构造变形，应力作用大于热流作用，形成区域低温动力变质作用类型，这是造山作用初期的产物。变质作用所需的热量主要来源于构造运动产生的能量转化，形成以低温绿片岩相为主的区域低温动力变质作用类型。第二期变质作用主要发生在以深大断裂为热轴或以花岗岩体为热点的地区，形成以中温变质作用为主的典型的递增变质带，属于区域动力热流变质作用类型。这种变质作用类型以热流作用为主，构造变形强度小于变质作用强度，形成具有递变序列的变质矿物共生组合，这是造山带演化进入中等—强烈阶段的产物。变质作用的热源以热流作用为主，应力作用次之，故形成了区域动力热流变质作用类型。第三期变质作用为低温退化变质作用，在主要造山过程结束后，地壳趋于稳定，岩石中的残余热量缓慢释放，使已变质的岩石发生轻微的退化变质。

根据资料分析，古元古代晚期“新疆古克拉通”已形成，中-新元古代开始地壳拉张分裂，在西伯利亚板块与“新疆古克拉通”之间形成元古亚洲洋。阿尔泰地区当时为哈萨克斯坦-准噶尔古板块的被动大陆边缘，在中-新元古代到早古生代（寒武-奥陶纪）期间形成一套稳定-半稳定的沉积建造。早古生代中期元古亚洲洋闭合，形成加里东褶皱带，并伴随一期区域性的低绿片岩相变质作用。通过这一构造旋回，阿尔泰地区北侧与西伯利亚板块拼合，另一侧与哈萨克斯坦-准噶尔板块之间开始分裂，并有向活动陆缘转化的趋势。早古生代晚期（志留纪）-晚古生代初期（中泥盆世）之间本区地壳的拉张作用进一步加强，与哈萨克斯坦-准噶尔板块完全分裂，成为微陆块，彼此被新生洋盆所隔开，同时在阿尔泰陆块内部出现若干个火山-沉积断陷盆地。晚泥盆世-早石炭世中期，阿尔泰微陆块与北侧的西伯利亚板块及南侧的哈萨克斯坦-准噶尔板块聚合，彼此间发生碰撞，后者下插到阿尔泰微陆块和西伯利亚板块之下，这是阿尔泰海西造山作用的主期。其间存在三幕变形和两个阶段的变质作用，第一阶段变形作用反映夹在两大板块之间的阿尔泰陆块，在碰撞后俯冲作用开始，由于热流作用较弱，温度不高，应力作用很强，以变形为主，变质作用次之，在全区发育低温动力变质作用类型，形成以均匀的低绿片岩相矿物组合为特征的变质作用产物。然后，伴随陆壳进一步俯冲过程中发生强烈的第二幕变形作用，同时地下热流活动强烈，导致深部地壳熔融，产生的花岗质岩浆上升侵位，使地壳的温度不均匀地升高，在一些热轴和热点地区形成以递增变质带为特征的区域动力热流变质作用类型，并且叠加在早期区域性分布的低温区域动力变质作用岩石组合之上，与此同时还伴有大量花岗岩侵入。至此，阿尔泰海西造山带的雏形基本形成。之后，地壳开始松弛，变形作用减弱，伴随不均匀的轻微退化变质，阿尔泰地区的海西造山作用全部结束。

METAMORPHIC TYPES AND CRUSTAL EVOLUTION OF HERCYNIAN OROGENIC BELT

IN ALTAI REGION

XU Xuechun1 ZHENG Changqing1

（1．College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun, 130026, China）

Abstract: The Altai Hercynian orogenic belt in northern Xinjiang has developed two stages

regional metamorphism.The first stage of metamorphism is regional low-temperature dynamic

metamorphic type.It is characteristed by typical metamorphic mineral assemblage of low

greenschist facies.The features of first stage of low greenschist facies metamorphism is low

metamorphic temperature and strong stress-induced recrystallization.This is a result of weak

crustal heat flow action and strong structural deformation during early stage of orogeny.The

second stage of metamorphism is regional dynamic heat flow metamorphic type.It is

characteristed by typical progressive metamorphic belt and identificated strong crustal heat flow

action,structural deformation and magma intrusion during main stage of orogeny.The various

metamorphic types represent different tectonic conditions and record evolutionary history and

geodynamic process in Altai Hercynian orogenic belt of Xinjiang.

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兴蒙造山带的地质特点

兴蒙造山带的地质特点

1 兴蒙造山带的地质特点

兴蒙造山带位于西伯利亚和中朝—塔里木地台之间,属于巨型中亚造山带的东端(图1)。

作为中亚造山带形成背景的古亚洲洋,大约在900 Ma前开始张开,大规模扩张在750~700 Ma,700~600 Ma达到扩张的高峰。其间还经历若干微陆块之间、微陆块与南北大陆之间的碰

撞,直至石炭纪最终封闭[20]。即使在其发育的鼎盛时期,也只具有小洋盆的性质,其间存在许

多微陆块,呈现出一种多岛小洋盆的构造格局[21~23]。

中亚造山带的一个显著特点是广泛发育古生代—中生代的花岗岩,出露面积超过5.0×106km2。其规模之大远远超过南北美洲西海岸中—新生代俯冲带和阿尔卑斯—喜马拉雅新生代碰撞带的花岗岩。中亚造山带的构造演化经历了由大洋板块俯冲到大陆板块碰撞拼合再

到后造山构造塌陷和拉张等若干阶段。岩浆活动相应地由俯冲型到碰撞型、最后变为拉张型,

因而既有大量的I型花岗岩,也有大量的S型和A型花岗岩。尤其值得注意的是,在洋盆闭合

之后形成的两条A型碱性花岗岩带(图2)构成世界上出露面积最大的一片碱性花岗岩:(1)北

带:从北蒙古到俄罗斯外贝加尔。西伯利亚地台同中蒙古微大陆之间的鄂霍茨克海盆的闭合时间在奥陶—志留纪。碱性花岗岩的形成时代从泥盆纪到早三叠世,以正长岩占主导地位为

特色,并且随着时间的演化正长岩相对于花岗岩的比例越来越大,属非造山性质[25~28];(2)南带:

从新疆北部经南蒙古到内蒙古。碱性花岗岩的形成时代从晚石炭—早二叠世[29],紧跟在古亚

洲洋最终闭合之后,空间上同蛇绿岩带紧密伴生,却几乎不发育正长岩,属后造山性质[24,30~34]。

图1 兴蒙造山带构造略图[18,19]

Fig.1 Tectonic sketch map of the Da Hinggan Mts--Mongolia orogenic belt 图2 东亚晚古生代—三叠纪碱性花岗岩带分布略图[24]

Fig.2 Distribution of the late Paleozoic--Triassic alkaline granitic belts of Eastern Asia 兴蒙造山带的大量花岗岩,不论属于什么时代(加里东期,海西期,中生代),也不论属于什么构造背景(同造山、晚造山、后造山和非造山)和何种类型(I型、S型、A型、M型),均显

变质岩复习资料

变质岩复习资料

试题

1. 热接触变质岩石是岩石的一种构造。主要在受轻微热接触变质作用的泥质岩石中,由炭质、铁质或空晶石、堇青石、云母等矿物的雏晶,集中成不同形状和大小的斑点,不均匀分布于基本未重结晶的致密状泥质基质中。 热接触变质岩由热接触变质作用（也称热变质作用）形成。它是在岩浆体散发的热量和挥发份作用下，使围岩发生重结晶和变质结晶形成的。

2. 接触变质晕的发育程度取决于以下因素：

（1）岩体的规律大小规模大、热量多，则晕圈宽度大。

（2）岩体的侵入深度喷出地表，岩浆冷却迅速，散热快，使底板围岩烧烤变质（称烘烤或高热变质作用）晕圈宽度窄。中深条件下，热能散失慢，晕圈发育宽度大。

（3）岩体成分酸性岩因富含挥发份，易促进化学反应，因而晕圈发育。

（4）围岩的成分、结构和产状泥质岩和碳酸岩类易变化；石英长石质的岩石难以变化。原岩结构细小疏松比结构致密的容易发生变质。此外围岩的片理和层理与接触面垂直，在这方向上晕圈发育宽度也大。

（5）岩体和围岩的接触关系接触面平缓则晕圈发育。

3.命名

热接触变质岩的命名一般采用次要矿物+主要矿物+岩石基本名称的方法。

岩石的基本名称根据矿物成分，结构构造的不同，有：

1．具变余结构、构造的，在原岩名称前冠以“变质”二字和主要新生矿物的名称。如二云母变质石英砂岩。

2．具变晶结构或变成构造的

（1）具定向构造的：根据构造特征分别定名为板岩、千枚岩、片岩、片麻岩等。

（2）不具定向构造的：

角岩（hornfels），具角岩结构或显微变晶结构，矿物成分作散布状或其它非定向排列的热变质岩都可称为角岩。

大理岩（marble）。主要由碳酸盐矿物组成。

石英岩（quartzite）。石英含量>85%。如含长石15-25%，则称长石石英岩。

以上的进一步命名根据矿物含量。<5%的不参加命名；含量5-10%的，冠以含字；含量>10%的，直接参加命名。含量较多的矿物名称放在后面，含量较少的放在前面。例如夕线石红柱石云母片岩。

简明扼要地总结中国区域大地构造时空演化规律

简明扼要地总结中国区域大地构造时空演化规律

简明扼要的总结中国区域大地构造时空演化规律

一、中国区域构造演化阶段

太古代以来，中国大陆岩石圈经历了从无到有，从小到大，从岛状古陆到大陆板块的发展过程。根据大陆岩石圈构造演化的地球动力学体制和不同时期东亚大陆岩石圈的板块构造格局，将我国区域构造演化历史粗略地分为以下四个发展阶段(表4.3)：

1. 古陆核形成演化阶段(Ar～Pt1)

2. 元古大陆板块演化阶段(Pt2～Pt3)

3. 古板块形成演化阶段(Z～T2)

4. 活动大陆边缘与板内构造演化阶段(T3～Q)

表4.3 中国大地构造演化阶段

二、中国区域构造演化及其主要特点

（一）区域地球动力学体制(系)的交替

区域构造是在一定的地球动力学体制(系)作用下的产物。不同的地球动力学体制(系)产

生不同特征的区域构造，因而区域构造的演化反映地球动力学体制(系)的交替。

现在比较一致的观点认为，在太古代至早元古代，地球动力学体制可能与板块构造体制有本质的区别。但这一阶段中究竟属于一种什么样的地球动力学体制，目前尚不十分清楚。

早元古代后，即距今1600Ma以来，板块构造体制开始占据主导地位。在这种地球动力学体制中，大陆岩石圈的构造发展主要受控于与其相邻的大洋盆地的构造演化。因此，我国大地构造学家常以在区域构造演化中起主导作用的大洋盆地来命名不同的地球动力学体系。

从我国区域构造演化来看，自中元古代至今曾出现过以下几个不同的地球动力学体系；

1. 古蒙古洋地球动力学体系

前中生代，我国北方大陆(即塔里木和华北板块)与西伯利亚板块之间曾被古蒙古洋占据。随着古蒙古洋的扩张、消减闭合，塔里木一华北板块出现裂陷、褶断，大陆地壳向北增生、扩大，并最终于古生代末与向南扩大的西伯利亚板块碰撞对接。因此在前中生代，我国区域构造的形成与发展主要受古蒙古洋地球动力学体系的控制。

2. 古太平洋地球动力学体系

自二叠纪至早白垩世，我国东部处于古太平洋西岸，古太平洋的扩张、消减、关闭，直接控制着中国东部区域古生代晚期至中生代的构造演化。

岩石的野外描述及常见构造

岩石的野外描述及常见构造

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50岩石的野外描述及常见构造

几种常见岩石的区分和描述〔野外编录〕三种常见的岩；1．花岗岩是分布最广的深成侵入岩；2．橄榄岩侵入岩的一种；3．玄武岩一种分布最广的喷出岩；(沉积岩)又叫“水成岩〞；1．砾岩一种颗粒直径大于2毫米的卵石、砾石等岩石；2．砂岩颗粒直径为0．1～2毫米的砂粒胶结而成的；3．页岩由各种黏土经压紧和胶结而成的岩石；4．石灰岩俗称“青石〞，是一种在海、湖盆地中生成；变

几种常见岩石的区分和描述〔野外编录 三种常见的岩浆岩：

1．花岗岩 是分布最广的深成侵入岩。主要矿物成分是石英、长石和黑云母，颜色较浅，以灰白色和肉红色最为常见，具有等粒状和块状构造。花岗岩既美观抗压强度又高，是优质建筑材料。 (酸性岩)

2．橄榄岩 侵入岩的一种。主要矿物成分是橄榄石及辉石，深绿色或绿黑色，比重大，粒状构造。是铂及铬矿的惟一母岩，镍、金刚石、石棉、菱铁矿、滑石等也同这类岩石有关。〔超基性岩〕

3．玄武岩 一种分布最广的喷出岩。矿物成分以斜长石、辉石为主，黑色或灰黑色，具有气孔构造和杏仁状构造，玄武岩本身可用作优良耐磨的铸石原料。

(沉积岩) 又叫“水成岩〞。是在常温常压条件下岩石遭受风化作用的破坏产物，或生物作用和火山作用的产物，经过长时间的日晒、雨淋、风吹、浪打，会逐渐破碎成为砂砾或泥土。在风、流水、冰川、海浪等外力作用下，这些破碎的物质又被搬运到湖泊、海洋等低洼地区堆积或沉积下来，形成沉积物。随着时间的推移，沉积物越来越厚，压力越来越大，于是空隙逐渐缩小，水分逐渐排出，再加上可溶物的胶结作用，沉积物便慢慢固结而成岩石，这就是沉积岩。沉积岩分布极广，占陆地面积的75％，是构成地壳表层的主要岩石。 四种常见的沉积岩：

1．砾岩 一种颗粒直径大于2毫米的卵石、砾石等岩石和矿物胶结而成的岩石，多呈厚层块状，层理不明显，其中砾石的排列有一定的规律性。