喜马拉雅造山带东段的变质作用与构造演化

The Himalayan range is one of the best documented continent-collisional belts, experienced the Mesozoic orogeny derived from the subduction of the Neo-Tethys and the Cenozoic orogeny derived from the collision between the Eurasian and Indian continents. Multistage and different types of metamorphism are preserved in the different tectonic units of this orogen. Therefore, this orogen provides a natural laboratory for studying metamorphism and geodynamic of subduction zone. This applying project will conduct a petrologic, geochemical and geochronological study for various metamorphic rocks from the major units, including the High Himalayan crystalline series, the Tethyan Himalayan series, the Yarlung-Zangbo ophiolitic mélange zone and the southern Lhasa terrane in the eastern segment of Himalayan orogen. The aims are to reveal the metamorphic type, process, P-T conditions, time, P-T-t path and partial melting of the various tectonic units, and the relationship of different types of metamorphism, including the low-temperature and high-pressure, medium-pressure, high-pressure and high-temperature metamorphism, and the various tectonic environments, including the ocean-continent subduction, continent-continent collision, intra-oceanic subduction and mid-oceanic ridge subduction, and to reconstruct the metamorphism and dynamic modals of the whole orogenic belt and its different tectonic units. The relevant results will provide new insight into the development of the Tibetan Plateaus during the complex orogeny.

喜马拉雅造山带是世界上最典型的大陆碰撞造山带，经历了中生代洋-陆汇聚造山和新生代陆-陆汇聚造山过程，是研究造山带变质作用及动力学的天然实验室。本申请项目拟在喜马拉雅造山带东段选择重点地区，对分布于造山带主要构造单元，包括高喜马拉雅结晶岩系、特提斯-喜马拉雅带、雅鲁藏布江蛇绿混杂岩带和拉萨地体中的变质岩系进行系统的岩石学、矿物化学、地球化学和年代学研究。其目标是揭示造山带不同构造单元的变质作用类型、过程、温度与压力条件、时间、P-T-t轨迹、深熔作用与变形序列，研究变质作用类型（低温高压型、高压型、中压型和高温型变质作用）与构造环境（如洋内（洋中脊）俯冲、洋-陆俯冲和陆-陆俯冲碰撞）之间的成因关系，探索造山带变质作用的多样性与复杂性及动力学机制，建立喜马拉雅造山带变质作用时空演化过程与构造模型，为青藏高原的形成与演化提供重要限定。

喜马拉雅造山带是世界上最典型的大陆碰撞造山带，不仅记录了新生代陆─陆汇聚造山过程，而且保存有中生代洋─陆汇聚造山作用历史，是研究造山带变质与岩浆作用及动力学的天然实验室。本项目以喜马拉雅造山带东段为重点研究地区，对造山带主要构造单元，包括高喜马拉雅结晶岩系、特提斯-喜马拉雅岩系、雅鲁藏布江缝合带和拉萨地体南部（冈底斯岩浆弧）的变质岩系进行了系统的岩石学、矿物化学、年代学和相平衡模拟研究，取得了如下10个重要成果：（1）揭示出造山带东段印度与亚洲大陆的初始碰撞时间为~50 Ma，印度大陆平缓俯冲到亚洲大陆之下；（2）建立了高喜马拉雅结晶岩系变质作用的P−T−t轨迹，揭示出造山带核部经历了长期（>40 Myr)高温变质、部分熔融和熔体结晶过程，以及含水矿物（白云母、黑云母和角闪石）脱水熔融为主的熔融方式；（3）揭示出高喜马拉雅结晶岩系内部存在明显的构造变质不连续，其至少由三个构造岩片组成，具有复杂的地壳结构；（4）揭示出喜马拉雅造山带新生代花岗岩是印度大陆俯冲和加厚过程中发生脱水熔融的产物，熔体混合和分离结晶形成了成分复杂的花岗质岩石；（5）发现高喜马拉雅岩系中存在新元古代的岩浆岩，并经历了新生代高级变质与深熔作用；（6）揭示出冈底斯岩浆弧中─下地壳由中─高级变质的中、新生代岩浆岩和近同期的沉积岩组成，幔源岩浆加入导致岩浆弧地壳生长加厚，以及弧根的早新生代高温变质与部分熔融。（7）揭示出冈底斯岩浆弧下地壳主要由白垩纪变质辉长岩组成，其经历了近同侵入的麻粒岩相变质和部分熔融；（8）揭示出冈底斯岩浆弧经历了渐新世的高温变质、深熔和岩浆作用再造；（9）揭示出拉萨地体东部经历了晚古元古代岩浆作用，和后来叠加的晚中元古、晚新元古和新生代的三期变质作用；（10）揭示出拉萨地体从新元古代至新生代的复杂构造演化过程。相关的创新性研究成果为青藏高原的形成演化，特别是新生代碰撞造山作用与动力学提供了重要限定。