摘 要:十九世紀(jì)末期開(kāi)始至今,對(duì)西南天山造山帶的研究已經(jīng)有一百多年的歷史。到20世紀(jì)末期榴輝巖和超高壓變質(zhì)礦物的發(fā)現(xiàn),西南天山造山帶引起了地質(zhì)學(xué)家們更為廣泛的關(guān)注,尤其是作為世界上極為少見(jiàn)的洋殼巖石深俯沖經(jīng)歷超高壓變質(zhì)作用的高壓-超高壓變質(zhì)帶之一。關(guān)于關(guān)于南天山洋盆的演化和造山作用,目前主要有兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為南天山洋閉合發(fā)生在石炭紀(jì)末,另一種觀點(diǎn)認(rèn)為南天山洋的閉合時(shí)間發(fā)生在二疊紀(jì)末-三疊紀(jì)。
關(guān)鍵詞:西南天山;變質(zhì)帶;造山帶
天山是一條橫亙于中亞地區(qū)的重要的造山帶,全長(zhǎng)約3000公里,向東收斂,向西撒開(kāi)(右圖),是世界上極為少見(jiàn)的洋殼巖石深俯沖經(jīng)歷超高壓變質(zhì)作用的高壓-超高壓變質(zhì)帶之一。
1 西南天山造山帶的研究歷史
對(duì)天山的研究早在十九世紀(jì)末期就已經(jīng)開(kāi)始,一些外國(guó)地質(zhì)學(xué)家開(kāi)展了一些零星的路線(xiàn)地質(zhì)調(diào)查和小面積的地質(zhì)填圖。19世紀(jì)三十年代,以黃汲清為代表的中國(guó)地質(zhì)學(xué)者逐漸開(kāi)展了對(duì)天山的科考工作,系統(tǒng)闡述了天山的地質(zhì)構(gòu)造特征,認(rèn)為天山是多旋回構(gòu)造帶,屬華力西旋回的地槽褶皺。至20世紀(jì)末期-21世紀(jì)初期,國(guó)家礦場(chǎng)資源調(diào)查和基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作的快速推進(jìn)為西南天山的科研提供了大量的基礎(chǔ)地質(zhì)資料。高俊、張立飛等在西南天山發(fā)現(xiàn)了榴輝巖及其中的超高壓變質(zhì)礦物。至此,西南天山造山帶便引起了地質(zhì)科學(xué)家們的廣泛關(guān)注,也取得了豐碩的成果,包括蛇綠巖套、榴輝巖及超高壓變質(zhì)礦物等的發(fā)現(xiàn)及研究,大地構(gòu)造演化及年代學(xué)探討,榴輝巖的顯微構(gòu)造及變形機(jī)制等。
2 西南天山高壓-超高壓變質(zhì)帶研究現(xiàn)狀
高俊1995夏季年前往昭蘇縣阿克牙孜河上游進(jìn)行考察時(shí),在中天山南緣斷裂帶南側(cè)的增生楔中發(fā)現(xiàn)了榴輝巖,并對(duì)其進(jìn)行了較為詳細(xì)的產(chǎn)狀及巖石學(xué)特征研究(高俊等,1997)。張立飛等(2002,2002a)在西南天山榴輝巖中發(fā)現(xiàn)了超高壓變質(zhì)礦物,證實(shí)了新疆西南天山榴輝巖經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用,并認(rèn)為新疆西南天山高壓變質(zhì)帶是塔里木板塊和伊犁-中天山板塊間俯沖發(fā)生低溫高壓變質(zhì)作用的產(chǎn)物(張立飛等,2000),提出了南天山超高壓變質(zhì)帶的雙變質(zhì)帶成因模式(張立飛等,2005),認(rèn)為與世界上其他地區(qū)的超高壓變質(zhì)帶不同,新疆西南天山超高壓變質(zhì)帶是與高溫低壓變質(zhì)帶相伴生,并認(rèn)為在﹤298Ma以來(lái),古西南天山洋開(kāi)始閉合,其南側(cè)的塔里木板塊向伊犁-中天山板塊俯沖,在伊犁-中天山板塊南緣出現(xiàn)了島弧火山作用,形成了低壓麻粒巖相變質(zhì)巖石,然后在三疊紀(jì)早期(220-230Ma)俯沖的洋殼和增生楔的混雜沉積物進(jìn)一步俯沖到地幔深度,發(fā)生超高壓變質(zhì)作用,大部分超高壓變質(zhì)榴輝巖繼續(xù)俯沖到地幔深處,只有很少一部分超高壓變質(zhì)的榴輝巖裹雜在變質(zhì)沉積巖中,由于浮力的作用和后期的逆掩推覆作用,使得超高壓變質(zhì)巖石抬升到地表(張立飛等,2007)。李繼磊等(2017)通過(guò)對(duì)西南天山高壓-超高壓變質(zhì)帶的野外產(chǎn)狀、巖相學(xué)特征、峰期變質(zhì)溫壓條件和峰期變質(zhì)年齡等綜合研究,認(rèn)為可以采用沉積巖型“俯沖隧道折返模式”概括西南天山高壓-超高壓變質(zhì)帶的形成和演化。
3 南天山洋盆演化與造山作用
關(guān)于南天山洋盆的演化和造山作用,目前主要有兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為,南天山洋閉合造山發(fā)生在石炭紀(jì)末。何國(guó)琦等(2001)通過(guò)結(jié)合鄰區(qū)大地構(gòu)造系統(tǒng)研究認(rèn)為南天山古洋盆經(jīng)歷了兩個(gè)階段的演化,第一個(gè)階段使于羅丁尼亞古陸的解體,于早古生代末期經(jīng)歷了相當(dāng)大的變化;第二個(gè)階段志留紀(jì)-泥盆紀(jì)之間的新擴(kuò)張高潮開(kāi)始,至早石炭世末期閉合,其不是只經(jīng)歷了一次開(kāi)合作用的簡(jiǎn)單洋盆(何國(guó)琦等,2001)。高俊等(2006)通過(guò)南天山造山帶的蛇綠巖、高壓變質(zhì)巖、花崗巖類(lèi)綜合研究認(rèn)為,我國(guó)境內(nèi)南天山造山帶碰撞造山可能開(kāi)始于石炭紀(jì)(345Ma),結(jié)束于晚石炭世末(300Ma),二疊紀(jì)時(shí)期南天山至整個(gè)中亞地區(qū)進(jìn)入后碰撞演化階段,南天山為一晚古生代碰撞造山帶,并非一三疊紀(jì)造山帶。西南天山花崗巖的研究綜合分析顯示,南天山洋在前寒武紀(jì)晚期開(kāi)始形成,奧陶紀(jì)開(kāi)始沿中天山南緣向北俯沖,并一直持續(xù)到石炭紀(jì),俯沖期間形成了大量的同碰撞花崗巖類(lèi)和火山巖,晚石炭紀(jì)開(kāi)始塔里木板塊與中天山微板塊碰撞,二疊紀(jì)前碰撞結(jié)束,之后進(jìn)入后碰撞造山環(huán)境,相應(yīng)發(fā)育拉張環(huán)境的花崗巖(龍靈利等,2006)。
另一種觀點(diǎn)認(rèn)為南天山洋的閉合造山發(fā)生在二疊紀(jì)末-三疊紀(jì)。南天山硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)晚二疊世放射蟲(chóng)化石組合證明,晚二疊世南天山仍然有一定規(guī)模的(殘余)古洋盆存在,晚石炭世-二疊紀(jì)末,南天山殘余古洋盆自東向西發(fā)生“剪刀式”閉合,南天山西段殘余古洋盆最終閉合的時(shí)間應(yīng)為二疊紀(jì)末-三疊紀(jì)初(李曰俊等,2005)。南天山造山帶的構(gòu)造、地層、巖石、地球化學(xué)、同位素年代學(xué)等多方面的綜合顯示,南天山主體上為一上百公里寬的增生-碰撞混雜帶-南天山(蛇綠)混雜帶,北側(cè)為中天山島弧,是仰沖殼楔;南側(cè)為塔里木陸塊,是俯沖殼楔,古南天山洋為一廣闊的大洋,南天山碰撞造山作用起始于二疊紀(jì)末-三疊紀(jì)初,新近紀(jì)-第四紀(jì)進(jìn)入陸內(nèi)造山作用階段(李曰俊等,2006)。張立飛等(2007)認(rèn)為認(rèn)為在﹤298Ma以來(lái),古西南天山洋開(kāi)始閉合,其南側(cè)的塔里木板塊向伊犁-中天山板塊俯沖,在伊犁-中天山板塊南緣出現(xiàn)了島弧火山作用,形成了低壓麻粒巖相變質(zhì)巖石,然后在三疊紀(jì)早期(220-230Ma)俯沖的洋殼和增生楔的混雜沉積物進(jìn)一步俯沖到地幔深度,發(fā)生超高壓變質(zhì)作用。
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作者簡(jiǎn)介:查明高(1988-),男,云南云縣人,碩士研究生,構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)。