喜马拉雅东构造结高压麻粒岩PT轨迹、锆石U-Pb定年及其地质意义

喜马拉雅东构造结出露了一套基性高压麻粒岩,其峰期矿物组合为石榴石+单斜辉石+石英+金红石+斜长石,利用相平衡计算其峰期温压条件为904℃、1.37GPa,利用锆石U-Pb定年方法确定其变质年龄为20.7±2.3Ma。角闪斜方辉石麻粒岩为其第一阶段退变产物,其变质矿物组合为斜方辉石+角闪石+斜长石+石英+钛铁矿+磁铁矿,温压条件为压力小于0.6GPa,温度为720~760℃。角闪岩相退变矿物组合为角闪石+斜长石+石英+钛铁矿+磁铁矿,温度小于745℃,压力小于0.6GPa。在角闪斜方辉石麻粒岩中变质锆石获得的定年结果为9.38±0.22M,根据锆石中角闪石+斜长石+石英的矿物包体特征,确定该年龄代表角闪岩相退变质年龄。据此,确定了喜马拉雅东构造结基性高压麻粒岩的PTt轨迹为顺时针2阶段折返过程,即第一阶段发生在20Ma左右的由高压麻粒岩相到角闪岩相退变阶段,第二阶段发生在9Ma左右的从角闪岩相深度折返到地表的阶段,计算得到其折返速率分别为2.4mm/y和2.3mm/y,这2个阶段的折返与目前通常认为的青藏高原2个主要抬升阶段是基本一致的。     

东喜马拉雅构造结高压基性麻粒岩成因与构造意义

东喜马拉雅构造结南迦巴瓦杂岩中存在典型的泥质、长英质和基性高压麻粒岩。但是,高压麻粒岩在南迦巴瓦杂岩中的分布范围、变质条件和变质时间是否存在空间上的变化并不明确。本文对南迦巴瓦杂岩西南部巴嘎地区的高压基性麻粒岩进行了岩石学和年代学研究。研究表明,巴嘎高压基性麻粒岩由石榴子石、单斜辉石、角闪石、斜长石、黑云母和石英组成,石榴子石变斑晶发育生长成分环带。识别出三期矿物组合：进变质矿物组合M1为石榴子石变斑晶核部及其矿物包裹体,包括石榴子石、石英、榍石和磷灰石;峰期矿物组合M2为变斑晶石榴子石边部和基质矿物,即石榴子石+单斜辉石+斜长石+角闪石+石英+金红石+熔体;退变质矿物组合M3呈冠状体或基质产出,其组合为角闪石+斜长石+单斜辉石+黑云母+石英+榍石。高压基性麻粒岩的峰期变质条件约为1. 5 GPa和915 ℃,具有顺时针P- T轨迹,退变质的早期和晚期分别为近等温降压和降温降压过程。高压基性麻粒岩在峰期条件下发生了明显的部分熔融,含~26%（体积）的熔体,其退变质和熔体结晶作用很可能发生在26~14 Ma。本文和研究区现有研究成果表明,东喜马拉雅构造结南迦巴瓦杂岩中的高压麻粒岩广泛分布,从东北部的加拉、直白和派乡延伸到西南部的巴嘎沟,形成了一条长度超过80 km的高压麻粒岩带。整个带中的高压麻粒岩具有类似的变质条件和持续时间,是印度大陆地壳平缓俯冲并经历了高温和高压变质与部分熔融的产物,构成了喜马拉雅造山带的加厚下地壳。大量高压麻粒岩强烈部分熔融产生的熔体可能为喜马拉雅淡色花岗岩提供了源区。     

东喜马拉雅构造结高压麻粒岩特征、形成机制及折返过程

东喜马拉雅构造结一带断续分布的直白高压麻粒岩,是一套相当于下地壳根带深度形成的高压麻粒岩相岩石。该麻粒岩相地体归属印度大陆东北端,是世界上最年轻的麻粒岩相岩石之一,其变质作用与印度大陆与欧亚大陆之间碰撞过程中发生的陆内俯冲作用有关。对于高压麻粒岩的形成机制及折返过程一直是人们研究和观注的焦点。本文在1:25万墨脱幅区域地质调查项目的研究结果的基础上,依据高压麻粒岩相岩石出露的大地构造背景,讨论了与之有关的若干问题,并提出适合该区的高压麻粒岩的形成机制和折返过程的新认识。     

东喜马拉雅地区高压麻粒岩岩石学研究及构造意义

 将该区内的高喜马拉雅结晶岩划分为南部的角闪岩相岩石和北部的中低压麻粒岩相岩石,后者沿那木拉逆冲断层向南推覆于前者之上。高压麻粒岩相岩石仅以残余产出于后者,主要包括石榴石蓝晶石片麻岩和石榴石透辉石岩。前者的峰期矿物组合为石榴石+蓝晶石+三元长石+石英+金红石;后者的峰期组合为石榴石(铁铝榴石10_±钙铝榴石_>80)+透辉石+石英+方柱石+榍石(Al₂O₃为4%-4.5%).变质温压估计结果表明高压麻粒岩相岩石形成于大约1.7-1.8GPa,890℃,然后经历了近等温降压变质作用至0.5±0.1GPa,850±50℃。它们的原岩可能是大理岩及泥质岩。这表明在区内曾存在一高压麻粒岩带,那木拉冲断层可能是高喜马拉雅结晶岩内的一条重要的构造界线。     

东喜马拉雅地区高压麻粒岩岩石学研究及构造意义

将该区内的高喜马拉雅结晶岩划分为南部的角闪岩相岩石和北部的中低压麻粒岩相岩石,后者沿那木拉逆冲断层向南推覆于前者之上。高压麻粒岩相岩石仅以残余产出于后者,主要包括石榴石蓝晶石片麻岩和石榴石透辉石岩。前者的峰期矿物组合为石榴石+蓝晶石+三元长石+石英+金红石;后者的峰期组合为石榴石(铁铝榴石10_±钙铝榴石_>80)+透辉石+石英+方柱石+榍石(Al₂O₃为4%-4.5%).变质温压估计结果表明高压麻粒岩相岩石形成于大约1.7-1.8GPa,890℃,然后经历了近等温降压变质作用至0.5±0.1GPa,850±50℃。它们的原岩可能是大理岩及泥质岩。这表明在区内曾存在一高压麻粒岩带,那木拉冲断层可能是高喜马拉雅结晶岩内的一条重要的构造界线。     

东喜马拉雅构造结多雄拉混合岩和花岗片麻岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

位于东喜马拉雅构造结的南迦巴瓦岩群是研究喜马拉雅构造带基底演化的重要对象之一.在构造样式上,南迦巴瓦岩群为一个背形构造,该背形构造的核部由多雄拉混合岩和花岗片麻岩组成.本文开展了南迦巴瓦岩群多雄拉混合岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年研究.结果表明.多雄拉混合岩深色体的原岩形成年龄为1759±10Ma,浅色体的形成年龄为1594±13Ma,代表发生混合岩化的年龄.另外,一个多雄拉花岗片麻岩的原岩形成年龄为1583±6Ma,该年龄在误差范围内与区域发生混合岩化作用的时代相近,表明在混合岩化过程中存在着一定程度的地壳深熔作用.区域对比表明,低喜马拉雅和高喜马拉雅构造单元内存在着明显不同的构造一岩浆事件,其中低喜马拉雅构造单元广泛存在1.6～1.8Ga的构造-岩浆事件.与之相对比,多雄拉混合岩和花岗片麻岩的锆石U-Pb年代学说明南迦巴瓦岩群核部应属于低喜马拉雅结晶岩系,而明显不同于高喜马拉雅结晶岩系,这与西喜马拉雅构造结相似,表明东喜马拉雅构造结与西喜马拉雅构造结有着相似的地质演化.     

东喜马拉雅构造结大陆碰撞以来构造年代学框架及其与哀牢山-红河构造带的对比

东喜马拉雅构造结经历了前期楔入和后期垮塌变形.楔入事件发生于～60Ma、～23Ma和～13 Ma,垮塌开始于6～7Ma.哀牢山红河构造带同样经历早期走滑和后期正断,走滑年代分别为58～56Ma、23Ma和13Ma,后期正断开始于5.5 Ma.上述年龄的意义在于～60Ma的变形代表印度与欧亚大陆的初期碰撞;2 Ma为青藏高原及邻区的主变形期;13Ma的变形也代表一次汇聚事件,并形成青藏高原的东西向伸展.6～7Ma以后的垮塌作用代表了青藏高原的快速隆升.     

柴北缘都兰高压麻粒岩的锆石U-Pb定年及其地质意义

在柴北缘高压-超高压变质带的东端都兰地区,高压麻粒岩以透镜体的形式存在于石榴白云母片岩、花岗质片麻岩以及斜长角闪岩中。高压麻粒岩的主体为基性麻粒岩,并含少量中酸性麻粒岩。基性麻粒岩主要由石榴子石、单斜辉石、斜长石和石英等组成,而中酸性麻粒岩峰期矿物组合为:石榴子石+斜长石+钾长石+蓝晶石+石英±单斜辉石。根据显微构造和反应结构特征,主要识别出3期变质作用:①峰期高压麻粒岩相阶段(M1);②退变质高角闪岩相阶段(M2);③绿片岩相/低角闪岩相阶段(M3)。选取典型的中酸性麻粒岩样品进行了锆石LA-ICP-MSU-Pb原位定年分析,获得加权平均年龄为446.9±6.5Ma,且CL图像显示锆石内部发育石榴子石、单斜辉石、斜长石等矿物包体,反映锆石可能形成在峰期高压麻粒岩相变质条件下。岩石学和年代学结果显示都兰高压麻粒岩和邻近的榴辉岩同时形成于同一俯冲带的不同热构造环境,高压麻粒岩并非榴辉岩热松弛作用形成的,两者具有各自独立的变质演化历史。     

喜马拉雅东构造结地区雅鲁藏布江蛇绿岩地质年代学研究

雅鲁藏布江结合带在东构造结地区形成弧形展布的蛇绿混杂带,此前对该带蛇绿岩的地球化学特征和成因已有研究,但年代学研究十分薄弱.本文报道对该带蛇绿岩的地质年代学研究成果.从变玄武岩和变辉长岩中分选出两类锆石.一类锆石为自形的柱状双锥,具有清晰的同心韵律环带,较高的Th/U比值(主要为0.63～2.79),SHRIMP Ⅱ测...     

东喜马拉雅构造结南迦巴瓦群高压麻粒岩中含石榴石花岗岩脉锆石SHRIMP U-Pb定年及其与折返作用

东喜马拉雅构造结核部的南迦巴瓦群是经历了高压麻粒岩相峰期变质、角闪岩相退变质和强烈混合岩化作用形成的以含有高压麻粒岩透镜体或夹层为特色的变质岩组合。地质地球化学研究表明产于退变质高压麻粒岩中的含石榴石花岗岩脉具有高钾、富铝、轻稀土强烈富集、分馏程度很高、重稀土相对亏损、Eu强烈亏损、大离子亲石元素及放射性元素相对原始地幔值强烈富集、Rb/Sr1.4的特征。利用花岗岩的主要成分及锆的含量估算的岩浆初始温度为792～801℃,略低于南迦巴瓦群的峰期变质温度850℃。锆石SHRIMPU-Pb定年结果显示锆石核部年龄集中在519～525Ma之间,揭示出印度地块经历泛非期构造运动改造的痕迹。锆石边部主要存在39～44Ma、24～25Ma和7.3Ma三个年龄段,前者代表了花岗岩浆的侵位时代,第二个年龄段是对MCT和STDS构造热事件改造的反映,后者揭示出构造-浅表反馈作用的信息。说明含石榴石花岗岩脉是在南迦巴瓦群折返过程中近等温降压条件下地壳岩石发生"干"深熔作用形成的高钾过铝质钙碱性花岗岩,以及南迦巴瓦群在经历峰期变质作用后很快就开始折返,并在后碰撞过程中经历了藏南拆离系(STDS)和主中央冲断带(MCT)构造事件及后期构造-浅表反馈作用的影响。     

东喜马拉雅构造结墨脱剪切带特征及其区域构造意义

东喜马拉雅构造结东、西两侧分别为墨脱剪切带和东久-米林剪切带,本文以墨脱剪切带为研究对象,从构造变形几何学和组构运动学方面进行详细研究。结果表明:①剪切带不同部位的变形性质具有逐渐演化的特征,基于产状、变形性质及变质程度等的变化将其从南到北分为三部分:NE走向具右行兼上盘下滑性质的阿尼桥-希让段、近N-S向具右行走滑性质的旁辛-达木段及N(N)W向具右行兼逆冲性质的甘登-加拉萨段;②在墨脱剪切带内识别出两类剪切变形:高温剪切变形和低温剪切变形。除了构造变形及岩相学证据外,石英EBSD组构数据显示区内高温剪切变形以{10■-0}a滑移系为主,对应的温度为550~650℃,达到高温角闪岩相,局部(北端和中段)还出现了{10■-0}c滑移系,温度更高,大于650℃,相当于下地壳的深度;低温剪切变形以{10■-1}a和{0001}a滑移系为主,对应的温度小于550℃,即剪切变形发生在绿片岩相或绿片岩相以下的构造环境。结合西界东久-米林剪切带的构造特征,推测在印度板块和欧亚板块碰撞之后,南迦巴瓦变质体受制于这两条剪切带而相对拉萨地体向北推移,并楔入拉萨地体之下。     

Pressure-temperature Evolution of the Metapelites in the Motuo Area,the Eastern Himalayan Syntaxis

The Motuo area is located in the east of the Eastern Himalayan Syntaxis. There outcrops a sequence of high-grade metamorphic rocks, such as metapelites. Petrology and mineralogy data suggest that these rocks have experienced three stages of metamorphism. The prograde metamorphic mineral assemblages(M1) are mineral inclusions(biotite + plagioclase + quartz ± sillimanite ± Fe-Ti oxides) preserved in garnet porphyroblasts, and the peak metamorphic assemblages(M2) are represented by garnet with the lowest XSps values and the lowest XFe# ratios and the matrix minerals(plagioclase + quartz ± Kfeldspar + biotite + muscovite + kyanite ± sillimanite), whereas the retrograde assemblages(M3) are composed of biotite + plagioclase + quartz symplectites rimming the garnet porphyroblasts. Thermobarometric computation shows that the metamorphic conditions are 562–714°C at 7.3–7.4 kbar for the M1 stage, 661–800°C at 9.4–11.6 kbar for the M2 stage, and 579–713°C at 5.5–6.6 kbar for the M3 stage. These rocks are deciphered to have undergone metamorphism characterized by clockwise P-T paths involving nearly isothermal decompression(ITD) segments, which is inferred to be related to the collision of the India and Eurasia plates.     

喜马拉雅东构造结岩石圈板片深俯冲的地球物理证据

2009～2010年在南迦巴瓦地区进行了宽频带地震和大地电磁探测,分别处理获得东构造结及其邻区的地下300km以上的P波速度图像和两条大地电磁电阻率剖面。通过资料的对比和综合解释,发现电阻率分布与地震波速有较好的对应关系。研究结果表明:南迦巴瓦变质体的上地壳部分呈现明显高速高阻特征,为两侧的雅鲁藏布江缝合带所夹持;中下地壳具有不均匀性,且普遍呈低速低阻特征;印度板块在藏东南向欧亚板块的俯冲前缘越过嘉黎断裂,抵达班公湖-怒江缝合带;在拉萨地体的高速俯冲板片以下100km至200km深度范围内存在大规模的低速异常带,其上盘中下地壳也广泛发育低速高导体,指示青藏高原东南缘可能存在韧性易流动的物质向东、东南逃逸的通道,为印度板块在南迦巴瓦的深俯冲动力学模式提供了地球物理证据。     

东喜马拉雅构造结石榴角闪岩变质作用P-T-t轨迹:相平衡模拟与锆石年代学

东喜马拉雅构造结南迦巴瓦杂岩由多种类型的高级变质岩组成,包括片岩、片麻岩、大理岩、石榴角闪岩和基性麻粒岩。石榴角闪岩呈透镜状产出在片麻岩中,可见不连续分布的规模不等的浅色体。石榴角闪岩由石榴石、角闪石、黑云母、斜长石、石英、金红石、钛铁矿和榍石组成,石榴石变斑晶可见由浅色矿物组成的"白眼圈"。岩相学、矿物化学和相平衡模拟表明石榴角闪岩经历了一条顺时针型的P-T演化轨迹,可划分为两个阶段:(Ⅰ)升温升压的进变质阶段,由石榴石和斜长石斑晶记录,峰期矿物组合为石榴石+角闪石+黑云母+斜长石+石英+金红石+钛铁矿。运用石榴石变斑晶边部和斜长石变斑晶边部成分在视剖面图上的投点确定出峰期温压条件为~11.5kbar、790℃,达到了高压麻粒岩相条件,并经历了部分熔融,产生至少9%的熔体;(Ⅱ)降温降压的退变质阶段,由石榴石边部"白眼圈"冠状体记录。运用平均温压法计算冠状体中黑云母+斜长石+角闪石+石榴石组合的形成温压条件为~7kbar、~750℃。该阶段金红石消失,熔体结晶,并与早期矿物发生回反应。在石榴石角闪岩的锆石中获得了从29.2Ma到10.2Ma的连续变质年龄。由于锆石通常在熔体结晶过程中生长,因此确定该组年龄代表石榴石角闪岩退变质年龄。本文和以前的研究结果表明,南迦巴瓦杂岩中的高温和中温麻粒岩相亚单元具有相似的降温降压P-T轨迹,但高温单元具有较高的变质压力条件,表明其俯冲到了更大的深度。     

东喜马拉雅构造结陆内变形过程的研究

在东喜马拉雅构造结识别出“南向挤出”与“北向楔入”两大构造。前者包括倾向北、头朝南的一条正断层和两条分别被称为上部和下部的逆冲断层。南迦巴瓦和派乡杂岩借助这些断层从北部的冈底斯构造单元之下向南折返至地表附近。后者包括一个北东走向的推覆体和两个北北东走向、南倾的低角度推覆体,将东久、南迦巴、派乡等杂岩又北(东)向楔入冈底斯构造单元之中。独居石TIMSU-Th-Pb测年表明“南向挤出”构造中的正断层和下部逆冲断层可能分别在7.9Ma、10.7Ma时活动。锆石SHRIMP与金云母K-Ar测年结果限定上部逆冲断层活动时限介于6.2±0.2Ma和5.5±0.2Ma之间,即“南向挤出"中的上、下两条逆冲断层为逆序的逆冲断层。锆石SHRIMP和角闪石Ar-Ar测年还表明东喜马拉雅构造结核心部位的“北向楔入”很可能发生于3.0Ma和1.5Ma之间。     

GPS数据揭示的喜马拉雅东构造结地区现今应变特征及其动力学机制

喜马拉雅东构造结位于印度与欧亚板块碰撞的前缘,是地壳缩短和构造旋转变形十分强烈的部位。本文收集东构造结及其周边区域大范围、长时段的最新GPS速度场资料,采用“二维张力样条”方法计算获得区域构造应变场,研究其现今地壳运动与构造变形特征。结果显示,高应变率区集中在喜马拉雅主逆冲断裂、实皆- 阿帕龙断裂、鲜水河- 小江断裂、东构造结的环形地区和印度东北部及缅甸西部的巴坎- 若开山脉地区,而在跨嘉黎断裂和红河断裂区域并无显著的应变。区域最大剪切应变率主要沿着实皆- 阿帕龙断裂、鲜水河- 小江断裂等构造带分布,区域最大面压缩率发生在阿萨姆东北部一带(N28°~29°、E95. 5°~96. 5°),最高量值为151. 8×10-9 a-1; 反映喜马拉雅东构造结的最强变形核心部位已经由南迦巴瓦峰地区向其东南方向发生了转移,移至位于阿萨姆东北部地区的喜马拉雅主边界逆冲断裂与阿帕龙断裂的交汇处。综合分析认为,喜马拉雅东构造结地区在印度板块强烈的楔入挤压作用下,大陆变形以地壳增厚为主,深部以黏塑性为特征的下地壳和上地幔物质的流动驱动着上覆脆性上地壳地块。     

Low temperature eclogite facies rocks discovered in the Eastern Himalayan Syntaxis: Poly-cyclic metamorphic evolution and implications

We report the first occurrence of poly-cyclic high-pressure low-temperature (HP-LT) rocks from the easternmost Indus-Yarlung suture zone, formed during subduction of Neo-Tethyan oceanic lithosphere. Petrology, mineral composition and P–T pseudosection modelling reveal two low-temperature eclogite facies metamorphic events with an initial high-pressure P–T condition of 16.4–18.7 kbar and 510–520°C, exhumation to 10.5–12.0 kbar and 580–590°C and a subsequent second high-pressure P–T condition of ~16 kbar and ~560°C and exhumation to ≤9 kbar and ≤600°C. This history implies a complex ‘yo-yo type’ P–T path. In situ monazite dating and textural relationships show that late-stage exhumation, cooling and garnet breakdown occurred at c. ~25–22 Ma. We interpret the first burial event to represent subduction of the Neo-Tethys Ocean at the eastern Indus-Yarlung suture zone. Initial exhumation, reburial and final exhumation represent material transport in a large-scale convective circulation system in the subduction channel. Convective overturn in the subduction channel evidently serves both as a mechanism to produce poly-cyclic metamorphism and to exhume LT eclogite facies rocks.