中国腾冲地块—缅甸密支那—抹谷高级变质带变火成岩研究及其地质意义

Increasing studies on the metaigneous rocks in the high-grade metamorphic regions, especially the geodynamic mechanism of the magmatism of their protoliths and the subsequent metamorphism, have revealed some crucial information on the crustal growth, crust-mantle interaction and regional tectonic evolution. Based on the observation and comparison from the field investigation, previous workers have generally believed that the metamorphic or deformed igneous rocks in the Tengchong-Myitkyina-Mogok metamorphic belt represent the Precambrian basement rocks with a formation age of their protoliths likely up to the Paleoproterozoic times. Recent dating results of the metaigneous rocks revealed that these rocks were emplaced in the late Mesozoic to the Cenozoic and underwent different degrees of metamorphism, rather than in the Precambrian. Notwithstanding, the real spatial-temporal pattern, orogin and geodynamic mechanism of their magmatism and metamorphism of the metaigneous rocks in the region remain unclear. In this project, we will carry out a series of systematic investigation and detailed study, including the regionally geological relationship among the metaigneous rocks, determining the emplacement age and analyzing their major-trace element contents and isotopic compositions of their protoliths, and the corresponding metamorphism. Our aims are to: 1) construct their space-time distribution pattern; 2) shed light on their petrogenesis and the nature of source; 3) reveal the rock-forming and metamorphic mechanism and geodynamic setting; 4) constrain the time of the transition of the subduction of oceanic plate to continental lithosphere. Collectively, all above data will be helpful to better understand the tectonic evolution of the Tibet Plateau.

高级变质区变火成岩的原岩岩浆作用的动力学机制及其后的可能的变质作用的研究显示，其成岩-变质作用的研究可以揭示高级变质岩区的地壳演化、壳-幔相互作用及其区域大地构造演化的重要信息。近年来的研究显示，滇西的腾冲地块及其西南延伸的缅甸境内的密支那-抹谷变质带，一些被认为是前寒武纪基底的变质岩，其原岩形成时代为晚中生代-新生代，并经历过新生代的高压变质作用。然而，这些变火成岩的真实时空搁架、成因及其成岩-变质作用的深部动力学机制不是很清楚。因此，本项目拟选择滇西腾冲地块-缅甸的密支那-抹谷变质带变火成岩进行高精度的年代学和元素-同位素地球化学（Sr-Nd-Pb-Hf-O）的研究，查明该变质岩区变火成岩原岩的岩浆-变质作用的精细时空格架，探讨岩浆的起源和成因，解译岩浆-变质作用的构造背景及其深部动力学机制，揭示新特提斯演化过程的洋-陆俯冲-弧陆/陆陆碰撞的物质贡献及其动力学机制转换的时间节点

滇缅接壤区作为特提斯构造域的重要组成部分，特别是青藏高原东构造结的东和南缘地区，由于受到强烈的新生代构造-变质作用的改造，区内大面积出露的是原定义为前寒武纪的变质基底和晚中生代-新生代的花岗质岩浆岩。由于东缅地区常年的政治不稳定，其基础地质研究非常薄弱，对于与特提斯演化有关的岩浆作用的时空格架及其区内的密支那蛇绿岩的归属问题目前还不清楚。本项目通过四年的研究，首先在该区的腾冲地块的西缘卡场地区原高黎贡群变质岩石系中新识别了一套早中生代的变闪长质岩石，形成时代与那邦地区的花岗闪长岩一致，形成于中三叠世约240 Ma；地球化学上显示出典型的埃达克质岩石的特征，以及亏损的同位素和弧型微量元素特征，表明这套中三叠世岩浆岩起源于弧下地幔的部分熔融，形成于岛弧至弧后的环境。此外，在该区密支那蛇绿岩带以西的三叠纪变沉积岩的研究显示，其碎屑锆石展示出于藏南喜马拉雅朗杰学群一致的年龄频谱和锆石Hf同位素组成，特别是大量的三叠纪岩浆锆石出现，指示他们主要来源于南拉萨和腾冲地块西缘的三叠纪岩浆岩。这一研究结果有效地约束了密支那蛇绿岩应该是青藏高原雅鲁藏布蛇绿岩带的一部分，蛇绿岩带以西的三叠纪沉积应该沉积在蛇绿岩带的东侧藏南和腾冲地块。此外，通过对变质区内强烈变形和未变形的新生代岩浆岩的研究，发现缅甸密支那地区大部分强变形的花岗质岩石主要形成于始新世早期（55~50 Ma），而且他们在地球化学上具有钙碱性系列与高钾钙碱性系列共存的特征，部分花岗质岩石具有典型的埃达克质岩石的特征，结合其亏损的锆石Hf同位素组成，表明他们是起源于加厚的新生下地壳。综合所有发表的年代学数据和锆石Hf同位素组成，滇缅接壤区新生代岩浆作用与藏南的冈底斯岩浆带具有相同的早始新世爆发作用（~53 Ma），考虑到岩浆作用呈现出伸展构造背景有关的双峰式岩浆作用特征，我们认为该区始新世早期的岩浆爆发于俯冲新特提斯洋壳板片的断裂有关。