连接变质作用与造山作用：来自青藏高原东北缘早古生代造山系的启示

This proposal will focus on the metamorphic rocks related to accretion and collision orogeny of the early Paleozoic orogenic system in the northeastern Tibet (Qilian-Altun-North Qaidam-East Kunlun). Based on studies on various types of metamorphism related to two contrasting orogeny, and in combination with aoosciated information of deformation and magmatism, and using the multi-methods including structure geology, petrology, geochemistry and geochronology, the aims of this proposal are 1) to constrain the evolution of high pressure/low temperature metamorphic belt and possible paired metamorphic belt in time and space, which is related to the subduction of the proto-Tethyan ocean, and establish the metamorphic pattern in early Paleozoic accretionary orogenic belt; 2) to confirm the space-time relationship between ultrahigh pressure metamorphic rocks, high pressure granulites and regional Barrovian metamorphic rocks in early Paleozoic collisional orogenic belt; 3) to rebuild the litho-tectonic profile and thermal structure of the deep part of collisional orogenic belt, and probe into the tectonothermal evolution of collisional orogeny. Finally, we will unravel the relationship between the formation of different type metamorphism and orogeny in the northeastern Tibet during early Paleozoic, and decipher the tectonic history of continental growth and rebuilding of the northeastern Tibet during early Paleozoic. We also will try to provide some new idea for studies on the metamorphic geology of the orogenic belt.

本项目以青藏高原东北缘早古生代造山系（祁连-阿尔金-柴北缘-东昆仑北）增生-碰撞造山作用有关的变质岩为主要研究对象，以两种类型造山作用（增生及碰撞造山作用）过程中不同类型变质作用为主线，结合相关的变形构造及岩浆活动研究，采用变质岩石学、构造地质学、地球化学及同位素年代学等方法和手段，1)查明原特提斯洋俯冲有关的高压/低温变质带及可能的双变质带的时空演化，建立早古生代增生造山作用过程中的变质作用格局；2)明确与碰撞造山作用有关的超高压变质岩、高压麻粒岩及区域性巴罗式变质岩的时空关系;3)重塑碰撞造山带深部物质组成及热结构，探讨碰撞造山作用过程的构造热演化历史。 在以上研究基础上，揭示青藏高原东北缘早古生代不同类型变质作用及造山作用的成因关系，探讨青藏高原东北缘早古生代大陆生长及再造历史，力争在造山带变质地质学理论研究中有所突破。

本项目以青藏高原东北缘早古生代造山系中的变质岩为主要研究对象，以造山作用过程中不同类型变质作用为主线，其目的是揭示青藏高原东北缘早古生代变质作用及造山作用的成因关系。通过5年来的工作，取得的主要进展和成果有：1）在北祁连和北阿尔金开展了与大洋俯冲界面相互作用有关的变质和变形作用研究，提出了早古生代大洋俯冲界面过程的隧道作用模型。2）在祁连地块北缘和南缘识别出与早古生代挤压弧和伸展弧，分别对应于前进式和倒退式增生造山作用。祁连地块北缘大陆弧具有“安第斯型”挤压弧特征，其弧下地壳以高压麻粒岩为特征，变质时代为510-460Ma，形成与古祁连洋（原特提斯洋）向南俯冲有关；并根据同时代的变质作用、深熔作用和相关的岩浆作用，构建了该大陆弧完整的地壳剖面。祁连地块南缘（乌兰北）早古生代大陆弧具有伸展弧特征，弧下地壳以低压/高温麻粒岩为特征，变质时代为500-450Ma，与柴北缘大陆深俯冲之前洋壳向北俯冲的产物。3）根据柴北缘西段鱼卡和绿梁山两个相邻UHP变质单元的野外关系、岩石组合、峰期变质条件及变质演化PT轨迹的差异，提出柴北缘大陆深俯冲形成的UHP变质岩两种不同的折返模式：鱼卡低温/超高压变质单元沿俯冲隧道折返到浅部；绿梁山高温/超高压变质单元通过底辟（diapir）或上侵（relamination）的方式穿越上覆地幔楔就位于地壳层次。4）在柴达木盆地西缘新厘定出一个早寒武世（540-520Ma）UHT麻粒岩变质单元，提出其与冈瓦纳大陆最后拼合形成的泛非期造山热事件有关。这一新的发现和研究对进一步认识柴达木地块的起源、青藏高原北部早古生代构造演化以及原特提斯开启等具有重要意义。5）在已有研究基础上，通过青藏高原北部早古生代造山系中不同类型变质作用的综合研究，揭示其既具有典型增生造山带的特征，又具有碰撞造山带的属性，并建立起不同类型与变质作用与造山作用的相互关系。