中天山岛弧根带地壳剖面、混合岩化作用及折返过程

The Central Tianshan Block is a particular tectonic unit in the Central Asian Orogenic belt because of wide occurrence of plutonic roots and Proterozoic metamorphic basement of the Paleozoic magmatic arc, and it is an ideal place to study the crustal section and continental evolution of continental arc. This project is designed to work on the Paleozoic arc intrusions and their metamorphic country rocks using multidisciplinary methods, including large-scale mapping, petrographic and structural analysis, anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) measuring, multi-mineral thermometers and barometers, multi-mineral and multi-method geochronology and whole-rock isotopic geochemistry. The purposes of this study are to elucidate the protoliths and geometric relationships of various rock types in the arc root, distribution patterns of fabrics, formation temperature and pressure conditions and corresponding paleo-depths, formation ages and cooling history of tectonic/thermal overprints. These results will be further used to construct the crustal section of the Central Tianshan continental magmatic arc, and to discuss the tectonic setting and mechanism of the Paleozoic magmatisation, and the exhumation history of the Central Tianshan arc root zone. This study is expected to provide more important arguments for better understanding the accretionary orogeny and geodynamics of the Central Asian Orogenic Belt.

中天山地块因大量出露古生代大陆岩浆弧的根带侵入体和元古代基底变质岩，成为中亚造山带中极其特殊的大地构造单元，是研究大陆岩浆弧基底地壳垂直剖面和大陆地壳演化的理想场所。本项申请拟选择中天山巴仑台-干沟一带集中出露的古生代岛弧侵入岩及其变质围岩，运用野外大比例尺填图、岩相与构造变形分析、岩石磁组构AMS测量、多种矿物地质温压计、多矿物多方法测年和全岩同位素地球化学等方法，确定中天山大陆弧根带各类岩石的物质来源、构造几何关系、不同类型岩石内部组构特征及分布规律、形成的温压条件和古深度范围、形成年龄与后期构造叠加变形的时代及冷却历史等，进而构建中天山大陆弧基底地壳垂直构造剖面，探讨研究区古生代混合岩化作用的构造背景及成因机制，以及中天山岩浆弧根带抬升折返过程。本课题研究将为进一步认识中亚增生造山作用及其地球动力学过程提供更多重要依据。

岩浆弧作为板块俯冲作用的产物，是造山带和大陆板块的重要构造单元，其基底物质组成、形成条件、时代和组构特征是认识岩浆弧构造属性及俯冲增生造山作用动力学过程和区域构造演化的重要基础。本项目围绕中天山地块巴仑台-干沟地区以及与其相邻的伊犁南缘特克斯、伊犁北缘温泉、北天山哈尔里克构造带，对其中出露的元古宙结晶-变质基底、古生代岩浆弧侵入岩、变质火山-沉积岩序列进行了系统的野外岩相与构造变形分析、大比例尺填图、岩石磁组构AMS测量、多种矿物对的地质温-压估算、多矿物多方法测年和全岩同位素地球化学分析，获得了一些新认识，取得的主要研究成果包括：（1）厘定了中天山和邻区主要大陆岩浆弧结晶-变质基底的物质组成及其在垂直剖面上的时空对应关系，进一步确认了它们在新元古代期间的构造亲缘性；（2）揭示出中天山-伊犁大陆岩浆弧基底中部分高级变质岩形成于早-中古生代的高温-低压变质作用，反映了板块俯冲背景下弧后和弧前伸展环境；（3）阐释了中天山周缘及内部韧性剪切带的运动学和动力学成因，明确其在大陆弧根带构造抬升与折返过程中发挥了重要的陆内构造调整作用；（4）确定了哈尔里克岛弧带的基底变质岩是形成于岛弧环境的沉积岩在弧-弧碰撞造山过程中形成的，岛弧根带变质基底的折返抬升与后造山的伸展构造有关。以上研究成果已在国内外SCI与核心期刊发表论文19篇，包括第一标注论文11篇；培养了博士生4名，硕士生6名。本项目按计划书设计的内容完成了既定的研究任务，达到了预期研究目标，相关研究认识将为深入理解增生造山作用的动力学过程提供更多基础依据。