内蒙古中部地区两期蓝片岩相变质作用及其构造意义

This project will systematically study the metamorphic P-T conditions and ages for the two-stage blueschist metamorphism of the Ondor Sum Group in the central Inner Mongolia based on the methods of metamorphic petrology, phase equilibrium modeling, zircon U-Pb and mineral Ar-Ar dating and so on. The phase equilibria and metamorphic reactions of blueschist will be quantitatively studied to illustrate the relationship between the mineral assemblage, the glaucophane composition, the P-T condition and bulk composition, to provide a better theoretical basis for determining the P-T conditions of blueschist. The differences of rock association, metamorphism, deformation and thermal gradient between the two stages of blueschist metamorphism are also elucidated to enrich the type of metamorphism. Finally, the tectonic significance for the two stages of blueschist metamorphism is illustrated, which will provide the metamorphic evidence for discussing the multiple orogenic evolution of Xing’an-Inner Mongolia Orogenic Belt.

本项目拟通过变质岩石学、相平衡模拟、锆石U-Pb和矿物Ar-Ar年代学等方法，系统研究内蒙古中部地区温都尔庙群发育的两期蓝片岩相变质作用的P-T条件和变质时代。定量研究蓝片岩的相平衡关系和相关的变质反应并阐述蓝片岩的矿物组合、蓝闪石成分与全岩成分和温压条件的关系，为确定蓝片岩的P-T条件提供更好的理论依据。探究这两期蓝片岩相变质作用的岩石组合、变质变形和热体制之间的异同，丰富变质作用的类型。阐明这两期蓝片岩相变质作用的构造意义，为深入讨论兴蒙造山带的复合造山演化过程提供变质作用记录。

兴蒙造山带早古生代以来的构造演化一直备受关注，其争议的焦点在于古亚洲洋闭合时间是泥盆纪还是早中生代。为建立研究区的构造框架并查明兴蒙造山带的构造演化过程，本项目对内蒙古中部地区的两期蓝片岩相变质作用进行了系统的研究。.通过岩相学和相平衡模拟的方法阐明了这两期蓝片岩相变质的相平衡关系，并限定了各自的P-T条件或轨迹。第一期以芒和特地区的温都尔庙群为例，发育的高压岩石包括石榴多硅白云母片岩和石榴冻蓝闪石片岩。岩相学研究表明这两类岩石均含两期片理，对应早、晚两世代矿物组合，指示两阶段变质作用。相平衡模拟研究显示这两阶段变质作用均具有顺时针型的P-T轨迹，其中早期阶段峰期P-T条件分别为18.6kbar/515°C和18.1kbar/495°C，地热梯度9–11 °C/km，为典型的高压型变质，晚阶段为叠加的中压型变质。第二期以乌兰沟地区发育一套早三叠世的基性火山岩为例，岩石以绿片岩相变质为主，局部保留枕状构造或发育含钠质闪石的“蓝片岩”，在瑙木浑尼地区产出唯一的绿帘蓝片岩岩块。相平衡模拟研究表明这些蓝片岩的变质P-T条件分别为：3.2–4.2 kbar/355–415°C和6.6–8.1 kbar/ 420–470 °C，地热梯度18–25 °C/km，为典型的中压型变质。通过锆石U-Pb年代学以及Ar-Ar年代学的研究确定高压型蓝片岩相和中压型“蓝片岩”相变质的时代分别为晚志留纪（430–410Ma）和早三叠纪（~240Ma）。.根据这两期蓝片岩岩石组合、野外产状以及P-T条件和轨迹的不同，阐明了两期蓝片岩相变质的时空分布和构造意义：晚志留纪高压蓝片岩相变质作用分布在南、北造山带的温都尔庙群，作为蛇绿混杂带的组成部分，指示早古生代期间古亚洲洋的南、北双向俯冲；而早三叠纪为中压型的“蓝闪绿片岩相”，主要沿索伦缝合带分布，记录早中生代有限洋盆的被动闭合。由此推断兴蒙造山带的构造演化可能更经历早古生代古亚洲洋俯冲（500–410Ma）；早-中泥盆纪碰撞造山（~400Ma）；石炭–二叠纪伸展发育有限洋盆以及早三叠纪有限海盆被动闭合引起板内造山(~240 Ma)的复合造山演化过程。