中国阿尔泰造山带西部二叠纪构造演化: 来自构造地质及独居石U-Pb年代学的制约

收稿日期: 2017-12-04; 改回日期: 2018-04-19
项目资助: 国家自然科学基金项目(41672056)和中国科学院“百人计划”(2015)项目联合资助。

第一作者简介: 汪晟(1991–), 男, 博士研究生, 构造地质学专业。

Email: wangsheng@
通信作者: 蒋映德(1982–), 男, 研究员, 主要从事造山带构造变形与变质演化研究。

Email: jiangyd@ DOI: 10.16539/j.ddgzyckx.2018.04.013
卷(Volume)42, 期(Number)5, 总(SUM)166 页(Pages)798~811, 2018, 10(October, 2018)
大 地 构 造 与 成 矿 学
Geotectonica et Metallogenia
中国阿尔泰造山带西部二叠纪构造演化: 来自构造
地质及独居石U-Pb 年代学的制约
汪 晟1, 2, 徐 扛1, 2, 黄艳琼1, 2, 孔令竹1, 2, 齐 扬3, 宋绍溥3, 张 健4, 蒋映德1*
(1.中国科学院 广州地球化学研究所, 同位素地球化学国家重点实验室, 广东 广州 510640; 2.中国科学院大学, 北京 100044; 3.中国地质大学(武汉) 地球科学学院, 湖北 武汉 430074; 4.中山大学地球科学与工程学院, 广东 广州 510275)
摘 要: 晚古生代是中国阿尔泰造山带构造演化的关键时期, 对于其大地构造环境一直有着碰撞后伸展或持续俯冲增生的争论。

而究其根源主要是缺乏对该时期演化的相关构造变形制约。

当前, 对于中国阿尔泰造山带晚古生代岩石和构造的研究多集中于其南缘额尔齐斯断裂带, 而对于造山带内部构造变形的研究则略显薄弱。

本文对中国阿尔泰造山带西部布尔津县‒冲乎尔乡一带开展了详细的构造地质学和独居石U-Pb 年代学研究。

研究结果表明, 中国阿尔泰西部存在着三期主要变形, 第一期(D1)以发育近水平面理为特征, 第二(D2)、第三期(D3)均受到NE-SW 向构造挤压形成NW-SE 向近直立轴面劈理。

本文对同D3期变形的伟晶岩脉和发生褶皱变形的片岩、片麻岩样品进行独居石U-Pb 定年分别获得~275 Ma 和~267 Ma 的年龄, 代表了第三期构造挤压作用时代为二叠纪中期。

结合区域资料, 认为中国阿尔泰造山带在二叠纪中期仍处于构造挤压而非伸展的大地构造环境。

关键词: 中国阿尔泰造山带; 二叠纪; 挤压构造; 独居石定年
中图分类号: P542 文献标志码: A 文章编号: 1001-1552(2018)05-0798-014
0 引 言
中亚造山带(CAOB)西起乌拉尔山东至西太平洋, 北起西伯利亚克拉通南至华北和塔里木克拉通, 是世界上最大的增生型造山带之一, 同时也是显生宙陆壳生长量最大的地区(Coleman, 1989; Sengör et al., 1993; Sengör and Natal’in, 1996; Windley et al., 2007)。

研究表明, 中亚造山带形成于新元古代到晚古生代(部分区域可能晚至中生代)长期且多阶段的俯冲−增生过程(Sengör et al., 1993; Xiao et al., 2004;
Windley et al., 2007)。

长期的弧前增生和岛弧、海山、微陆块等多块体的拼接造成了中亚造山带广泛而复杂的构造−岩浆−变质作用特征(Sengör and Natal’in,
1996; Khain et al., 2003; Xiao et al., 2004, 2010; Dobretsov and Buslov, 2007; Kröner et al., 2007; Wilhem et al., 2012; Wang et al., 2017)。

作为中亚造山带的重要组成部分, 中国阿尔泰造山带的构造−热运动历史记录了中亚造山带的造山演化过程, 因而是研究中亚造山带的重要窗口。

近年来, 中国阿尔泰造山带已成为中亚造山带
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第5期汪晟等: 中国阿尔泰造山带西部二叠纪构造演化: 来自构造地质及独居石U-Pb年代学的制约 799
核心地带研究最深入的地区之一。

在许多研究特别是区域构造属性和岩浆活动方面取得了丰硕成果(Wang et al., 2006; Long et al., 2007; 童英等, 2007; Yuan et al., 2007; Sun et al., 2008; Xiao et al., 2009; 李舢等, 2010; 王涛等, 2010; Jiang et al., 2011; Cai et al., 2011a; Liu et al., 2012; Zhang et al., 2012), 为后续相关工作积累重要资料并构建良好框架。

基于这些成果, 前人对中国阿尔泰造山带早古生代构造演化已经有了比较清晰的认知。

例如, 大量分布的具岛弧岩浆地球化学性质的志留纪‒泥盆纪花岗岩与广泛发育的巴罗型变质带表明中国阿尔泰在早‒中古生代处在俯冲增生‒构造挤压环境(童英等, 2007; Sun et al., 2008a; Long et al., 2010; Cai et al., 2011b; Wang et al., 2011; Jiang et al., 2015)。

而对于该区域晚古生代构造演化, 仍未能达成共识。

一方面, 诸多具A型花岗岩特征的晚古生代岩体在阿尔泰南缘被识别出来(王涛等, 2005; 陈汉林等, 2006b; 韩宝福等, 2006; 胡霭琴等, 2006; 童英等, 2006a, 2006b; 周刚等, 2007a; 孙桂华等, 2009; Tong et al., 2014b; Zhang et al., 2012), 而且同时期的高温低压变质作用被不断地报道(王伟等, 2009; Tong et al., 2014a; Wang et al., 2014), 使得诸多学者主张研究区在晚古生代已处于碰撞后伸展环境(王涛等, 2005, 2010; 王伟等, 2009; Tong et al., 2014a; Wang et al., 2014)。

另一方面, 阿尔泰南缘(额尔齐斯走滑带)大量的平行造山带走向的紧闭褶皱并伴随有轴面劈理的发育(Li et al., 2015a, 2016), 加之部分具岛弧特征岩体(281 Ma)的报道(陈汉林等, 2006b; 胡霭琴等, 2006; Briggs et al., 2007), 表明该区域晚古生代仍处在大规模侧向构造挤压的环境。

因此, 查明中国阿尔泰地区晚古生代构造‒热运动时空格架和成因特点对深入探讨该区大地构造演化具有重要意义。

纵观前人研究, 阿尔泰晚古生代岩石与构造的研究多集中于造山带南缘的额尔齐斯走滑带(图1), 而对造山带内部构造变形特征关注则略显薄弱。

本次研究选取远离额尔齐斯走滑带的阿尔泰西部布尔津‒冲乎尔地区(图1)。

该区主体地质单元为代表造山带深部的塔尔浪花岗岩体‒混合岩杂岩体及代表造山带浅部的奥陶纪和泥盆纪变沉积岩。

前人研究指出该区在早‒中古生代经历了强烈的岩浆‒构造‒变质作用(Yuan et al., 2007; Sun et al., 2008, 2009; Jiang et al., 2015; Zhang et al., 2015)。

然而我们注意到, 部分二叠纪独居石U-Th-Pb年龄也曾在该区被报道(Zheng et al., 2007)。

本次研究, 首先对该区开展详细的野外地质填图和构造剖面观测。

在此基础上, 选取了同变形伟晶岩脉和片麻岩中的独居石进行U-Pb定年研究, 为此来了解本区域构造叠加的性质和时代以及该时期所处的大地构造环境。

1 区域地质背景
阿尔泰造山带西起俄罗斯和哈萨克斯坦, 经中国新疆北部一直延伸到蒙古国南缘, 其北邻西伯利亚Sayan地块, 南边以额尔齐斯断裂带为界和准噶尔地块相接, 是中亚造山带的重要组成部分(Windley et al., 2002; Xiao et al., 2004)。

该造山带位于中国境内部分统称为中国阿尔泰造山带。

依据几条主要断裂带的展布(由北向南依次为红山嘴‒诺尔特断裂、库尔提‒阿巴宫断裂和额尔齐斯断裂), 中国阿尔泰造山带可分为4个主要组成部分(Cai et al., 2011b; Windley et al., 2002), 由北向南依次为北部域、中部域、琼库尔‒阿巴宫域和南部域(图1)。

北部域(图1中地体1)主要为晚泥盆世‒早石炭世低绿片岩相变火山岩和变沉积岩(庄育勋, 1994; Qu and Zhang, 1994; Windley et al., 2002)。

中部域(图1中地体2)主要为奥陶系哈巴河群浊流相沉积的浊积岩和火山碎屑岩, 从西北到中南部变质程度由绿片岩相到角闪岩相逐渐升高, 局部达麻粒岩相(庄育勋, 1994)。

哈巴河群碎屑锆石年龄主要集中在540~460 Ma(Long et al., 2007; Sun et al., 2008; Jiang et al., 2011), 沉积年龄通过最年轻的碎屑锆石和上覆东锡勒克组火山岩年龄限定大致在晚奥陶世(Long et al., 2010)。

地球化学资料和沉积特征等均指示哈巴河群沉积于活动陆缘环境(Windley et al., 2002; Long et al., 2008)。

琼库尔‒阿巴宫域(图1中地体3)主要是由下泥盆统康布铁堡组和中‒上泥盆统阿尔泰组组成。

康布铁堡组主要为火山岩、火山碎屑的活动大陆边缘沉积, 并经历了绿片岩相到角闪岩相的变质(Windley et al., 2002; Chai et al., 2009)。

阿尔泰组主要为海相碎屑沉积、中酸性火山岩及火山碎屑岩并伴有少量的枕状玄武岩, 研究表明该组为弧前盆地沉积环境(Windley et al., 2002)。

南部域(图1中地体4)主要为角闪岩相变质的片岩、片麻岩、角闪岩和角岩。

该区域受额尔齐斯带构造运动影响较大, 糜棱岩带发育是其主要地质特征(Briggs et al., 2007; Zhang et al., 2012; Li et al., 2015a, 2016)。

中国阿尔泰花岗岩侵入体广泛发育, 其出露面积占整个中国阿尔泰的45%(邹天人等, 1988)(图1)。

近年来, 高精度年代学研究显示这些花岗岩的成岩年龄主要集中于两个时间段: 早古生代~400 Ma
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数据来源: (1)Li et al., 2015c; (2)王伟等, 2009; (3)童英, 2006; (4)胡霭琴等, 1995; (5)Zhang et al., 2012; (6)Briggs et al., 2007; (7)童英等, 2006a; (8)周刚等, 2007b; (9)Li et al., 2014; (10)周刚等, 2007a; (11)李香仁等, 2012; (12)Zhang et al., 2010; (13)闫升好等, 2004; (14)任宝琴等, 2011;
(15)Laurent-Charvet et al., 2003; (16)Tong et al., 2014b; (17)高福平等, 2010; (18)王涛等, 2005; (19)孙桂华等, 2009。

图1中国阿尔泰区域地质简图及二叠纪年代学数据分布
Fig.1 Simplified geological map showing distribution of the Permian geochronological results in the Chinese Altai
和晚古生代~280 Ma (Wang et al., 2006; Yuan et al., 2007; Sun et al., 2009; 王涛等, 2010; Cai et al., 2011b; Tong et al., 2014b)。

~400 Ma的花岗岩广泛分布于整个阿尔泰, 多为I型偏铝质花岗岩或S型过铝质花岗岩(Yuan et al., 2007; Cai et al., 2011a), 多具不同程度的塑性高温变形特征(Jiang et al., 2010; 王涛等, 2010; Cai et al., 2011b)。

~280 Ma的花岗岩多为I型花岗岩和A型碱性花岗岩(童英等, 2006b; Tong et al., 2006, 2014b; Shen et al., 2011), 主要出露于中国阿尔泰南部, 多集中或靠近额尔齐斯构造带, 少量分布于中部。

它们主要呈圆珠状产出, 变形较弱(孙桂华等, 2009; 王涛等, 2010; Cai et al., 2011b)。

对于这些晚古生代花岗岩, 对其形成环境存在不同看法, 部分学者主张其形成于俯冲环境(陈汉林等, 2006a; 肖文交等, 2006; Yuan et al., 2007), 而其他学者则认为其形成于后碰撞底侵伸展的大地构造环境(Wei et al., 2007; Tong et al., 2014a; Wang et al., 2014)。

另一方面, 额尔齐斯断裂带作为阿尔泰造山带晚古生代最显著的大型构造域(Sengör et al., 1993; Sengör and Natal’in, 1996; Briggs et al., 2007), 其构造属性也存在着争论: 如走滑断层(Vladimirov et al., 1997; Laurent-Charvet et al., 2002, 2003)、逆冲断层(Briggs et al., 2007, 2009)、压扭性断层(Buslov et al., 2004)、转换挤压带(Li et al., 2015a, 2015b, 2016)等。

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因此, 查明区域晚古生代构造属性对于认清整个阿尔泰造山带构造演化具有十分重要的意义。

2 研究区构造地质特征
研究区位于布尔津县‒冲乎尔乡, 处在琼库尔‒
阿巴宫域的西北缘(图1)。

根据野外变形及岩石学等宏观地质特征我们将研究区划分为两个主要的构造单元: 即代表造山带深部的花岗岩‒混合岩穹窿高级变质单元及代表造山带浅部的低绿片至角闪岩相变沉积地层单元。

它们地表上相互毗邻(图2, 图3), 成因关系上密不可分。

图2 研究区地质简图
Fig.2 Simplified geological map of the study area
图3 研究区地质剖面简图
Fig.3 Simplified cross-section of the study area
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花岗岩‒混合岩穹窿单元以中部塔尔浪花岗岩体, 两侧变沉积岩的穹窿状构造为特征。

位于穹窿中心的岩体主要为片麻岩化二云母花岗岩, 侵位年龄453~380 Ma(Sun et al., 2008; Cai et al., 2011b)。

位于穹窿两侧地层呈现出很好的递进变质特征, 尤其以南侧最为显著, 由外及内依次发育绿片岩相、角闪岩相及麻粒岩相混合岩、花岗岩‒混合岩过渡带, 相应地发育石榴子石‒十字石带、钾长石‒矽线石带、石榴子石‒堇青石带(Jiang et al., 2015)。

其中, 在相对高级的变质带中, S型淡色花岗岩大量出现。

结合花岗岩与区域混合岩的时空展布关系、地球化学对比和热力学模拟研究, 主张这些花岗岩为过铝质S型花岗岩, 可能是奥陶系哈巴河群发生深熔作用的产物(Cai et al., 2011a; Liu et al., 2012; Jiang et al., 2016)。

变沉积地层单元主要由奥陶系哈巴河群和泥盆系组成。

哈巴河群主要为变质的板岩、片岩、片麻岩; 泥盆纪地层主要为较低级变质的火山及火山碎屑岩。

在这个地质单元中, 依次发育了绿泥石带、黑云母带、石榴子石带、十字石带、蓝晶石矽线石带等一套典型的巴罗式(中温‒中压)变质带, 变质级别由南往北不断增加(Jiang et al., 2015)。

虽然上述两个地质单元展示出不同的岩石组合及变质作用特征, 但是其经历了相同的变形历史。

结合宏观及微观变形特征, 我们在区内识别出三期变形。

第一期变形(D1)以发育近水平面理为特征。

在相对高级变质地体中, S1面理以条带状的富含黑云母的暗色体与富含长英质的浅色体相互叠加为主要特征(图4b); 而在相对低级变质的地体中则以近平行于原始成分层的云母‒石英互层为主要特征(图4e)。

显微组构分析表明, S1面理由浅及深依次发育黑云母带、石榴子石带、十字石带及蓝晶石带。

值得一提的是, 泥盆纪地层中鲜有变质矿物的生长与变质带的发育, 这可能暗示了泥盆纪地层是同第一期或者晚于第一期变形。

第二期变形(D2)以发育近水平F2褶皱及近直立S2轴面劈理为特征。

F2褶皱的轴迹主要为近水平, 再次说明S1面理为近水平。

在该期变形中, S1面理发生了不均匀的变形, 在不同的地段有着完全不同的表现形式。

总体来说, 越接近花岗岩‒混合岩穹窿的中心, F2褶皱变得愈加紧闭且局部开始发育近直立褶劈理(S2)(图4d), 并逐步被NW-SE走向的近直立的S2轴面劈理所置换(图4a), 而在远离花岗岩‒混合岩穹窿的区域, S1以发育相对较宽缓褶皱为特征(图4c)。

这种情况下, S1组构在相对较低级变质的区域内仍得以很好地保留, 而在相对高级的南部区域, 早期S1组构仅能保留在部分石榴子石、十字石变斑晶中(图4f)。

后者中, 近直立走向NW-SE的透入性面理S2(图4a)广泛发育, 并伴随着矽线石定向生长, 指示第二期变形局部具较高的温度。

而在相对弱变质的泥盆纪地层中, 其近水平原始沉积层理S0受F2的影响形成大型复式向斜及背斜褶皱而发生产状上的变化, 以致其层理倾向NE或SW, S2劈理只局部可见(图3), 主要是以低级的变质矿物如绢云母、绿泥石、黑云母等的发育为特征。

第三期(D3)变形以发育近直立的S3组构为特征, 方向上与第二期组构S2有重叠, 但是可以通过其近直立的F3轴迹与D2组构相区分开(图5a, b, c, d)。

在花岗岩‒混合岩穹窿的内部(图5a, b)和边部(图5c, d)均可以见到黑云母‒熔体互层或黑云母‒长英质层互层的近直立S2组构被新的一期的F3所改造形成轴迹近直立的紧闭褶皱(图5a, b, c, d), 轴面倾向NE。

此外, 区内有大量的伟晶岩脉发育, 这些伟晶岩要么是平行区域S3而就位并受到NE-SW向挤压形成布丁体(图5e, f), 要么在D3变形中发生褶皱变形(图5a, b, c)。

这些变形特征说明在第二期变形之后, 该期变形仍经受NE-SW向D3构造挤压。

前人的研究对第一期及第二期变形的时代已经做了很好的限定(Jiang et al., 2015; Zhang et al., 2015), 因此, 我们主要关注第三期构造变形的时代。

本次研究中, 我们通过同第三期(Syn-D3)变形的伟晶岩样品(15ALT04, 15ALT09)中的独居石定年来限定第三期变形的时代。

同时, 考虑到变形的哈巴河群中样品可能也受到后期事件的扰动, 还针对哈巴河群中的片岩样品(05BEJ107-1)、片麻岩样品(05BEJ107-8)进行了独居石U-Pb年代学研究。

3 分析测试方法
伟晶岩样品经击碎、磨细、过筛后, 以重液集中重矿物后将独居石从中挑出, 然后在双目镜下手工挑选均一、透明、大颗粒的独居石制成环氧树脂靶。

样品靶首先进行了打磨和抛光, 其后进行反射光、透射光和背散射(BSE)图像拍摄。

最后, 根据显微照片和背散射图像选择适合U-Pb定年的区域。

变沉积岩样品直接磨制成薄片后用5% HNO3擦拭薄片表面, 并用超声波进行清洗后干燥, 以保证样品的清洁。

利用偏光显微镜对光薄片进行详细观察, 明确样品的矿物组成与显微构造关系。

在此基础上, 经详细的扫描电子显微镜观察和能谱分析(SEM-EDS)选定合适的独居石颗粒进行定年研究。

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(a) 靠近花岗岩–混合岩穹窿边部近直立S 2面理; (b) 花岗岩–混合岩穹窿中近水平的S 1组构被F 2改造; (c) 哈巴河群片岩近水平的S 1组构被宽缓的F 2改造; (d) 哈巴河群片麻岩近水平的S 1组构被紧闭的F 2改造; (e) 石英–云母互层为特征的S 1被F 2改造(正交偏光, ×5物镜); (f) 显微镜下S 1组构在十字石变斑晶内的残留(正交偏光, ×5物镜)。

图4 研究区主体构造野外地质及显微镜下特征
Fig.4 Features of major structures in the study area
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独居石U-Pb 同位素分析工作在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室利用GeoLas 2005激光剥蚀系统(LA)联用Agilent 7500a 质谱仪(ICP-MS)完成。

实验选取的激光束斑大小为10 μm 。

分析过程中, 每个样点的背景采集时间为20 s, 信号采集时间为65 s 。

每测定5个未知样品点, 交替测定2次独居石标样44069(年龄424.9±0.4 Ma, Aleinikoff et al., 2006), 用来校正U-Pb 、Th-Pb 同位
素分馏和仪器质量歧视。

原始数据处理用ICPMSDataCal9.0(Liu et al., 2009)完成, 年龄谐和曲线图用ISOPLOT 3.0 (Ludwig, 2001)绘制。

4 分析结果
样品15ALT04采自在D3变形中发生褶皱的伟晶岩(图5a)。

其独居石在透射显微镜下呈灰棕色, 透
(a, b) 花岗岩–混合岩穹窿内部近直立S 2组构被F 3改造; (c, d) 花岗岩–混合岩穹窿边部近直立S 2组构被F 3改造; (e, f) 哈巴河群同第三期构造
的伟晶岩布丁体。

图5 研究区叠加构造野外地质特征
Fig.5 Superimposed structural features of outcrops in the study area
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明, 以半自形粒状为主要特征, 粒度在60~120 μm 之间。

背散射(BSE)图像下成分均匀, 无明显环带(图6)。

对其中的23颗独居石进行了U-Pb 同位素分析, 测年结果显示206Pb/238U 年龄范围在263~303 Ma 之间, 加权平均年龄为275.4±2.2 Ma (MSWD=2.0)(图8a)。

图6 同构造伟晶岩脉分选独居石背散射(BSE)图像 Fig.6 BSE images of monazite separates in the syn-
tectonic pegmatite vein
样品15ALT09采自布丁体状伟晶岩(图4a), 其独居石在透射显微镜下呈灰棕色, 透明, 以它形粒状为主, 边部多呈港湾状, 粒度在80~200 μm 之间, 背散射(BSE)图像下成分均匀, 无明显环带(图6)。

对其中的23颗独居石进行了U-Pb 同位素分析, 测年结果显示其206Pb/238U 年龄范围在260~288 Ma 之间, 加权平均年龄为275.1±2.0 Ma(MSWD=2.4)(图8b)。

图7 哈巴河群地层中片岩、片麻岩原位独居石能谱分析(SEM-EDS)图像
Fig.7 SEM-EDS images of monazite in schist and
gneiss of the Habahe Group
图8 独居石U-Pb 谐和曲线图
Fig.8 Monazite U-Pb concordia diagrams
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片岩(05BEJ107-1)及片麻岩(05BEJ107-8)的独居石在透射电镜下呈灰棕色, 长轴方向整体平行于岩石的片理或片麻理方向, 且这些独居石多被黑云母包裹, 粒度较细, 普遍小于100 μm。

独居石颗粒以它形为主, 在能谱(EDS)观测下, 具极高的亮度(图7)。

对05BEJ107-1中的31颗独居石进行了U-Pb 同位素分析, 其中的29个点给出较为一致的206Pb/238U年龄范围: 265~274 Ma, 加权平均年龄266.9±1.5 Ma(MSWD=0.17)。

另外两个点年龄206Pb/238U分别为251 Ma和289 Ma。

对05BEJ107-8中的30颗独居石进行了U-Pb同位素分析, 其中26个点给出较为一致的206Pb/238U年龄范围: 261~272 Ma, 加权平均年龄267.8±1.8 Ma(MSWD=0.49)。

剩余4个点给出较年轻的年龄: 250~256 Ma (图8)。

5 讨论
野外构造地质观测表明, 研究区以发育D1期近水平组构和D2期近直立的组构为特征, 且第一期近水平面理在D2中经历了不同程度的改造(图2)。

S1组构在奥陶系哈巴河群里广泛发育而在泥盆纪地层里却没有被识别出, 说明第一期形变发生在泥盆纪沉积之前或者与之同期。

S2组构则几乎影响了包括奥陶纪与泥盆纪在内的所有地层, 说明D2期事件发生在泥盆纪沉积之后。

第二期变形以发育近直立走向NW-SE的透入性S2面理为特征, 指示了D2受NE-SW向的挤压作用所致。

前人研究表明, 区域D1期近水平的组构形成于早期地壳加厚以及下地壳的水平流动; 而D2期近NE-SW向挤压则与下地壳花岗岩‒混合岩在泥盆纪经构造挤出密切相关(Jiang et al., 2015; Zhang et al., 2015)。

两期构造‒变质作用造成了研究区高温型花岗岩‒混合岩穹窿和中温‒中压型巴罗式变沉积岩相毗邻的显著地质特征(图2)。

近年来在邻区蒙古阿尔泰也识别出一系列与早‒中古生代俯冲增生过程相关的近水平组构在增生挤压过程中被近直立组构所改造的构造现象(Lehmann et al., 2010; Aguilar et al., 2015; Broussolle et al., 2015)。

这些都指示着研究区主要的两期构造D1, D2与中国阿尔泰早‒中古生代俯冲增生历史密切相关。

第三期变形表现为对S2近直立组构的改造, 以发育近NW-SE向近直立的不对称褶皱为特征, 同时大量沿NW-SE向展布的伟晶岩布丁体, 均说明D3仍处于近NE-SW向的强烈构造挤压应力之下。

与之同期就位的伟晶岩脉样品(15ALT04-C, 15ALT09)给出了较为一致的二叠纪年龄(~275 Ma), 这与变形的哈巴河群中独居石所得的~267 Ma年龄相近, 说明研究区在二叠纪仍处在强烈的构造挤压环境。

二叠纪是中国阿尔泰造山带形成演化的关键时期, 这一时期是处于增生造山阶段还是碰撞后的伸展环境仍然存在争议(陈汉林等, 2006a; 肖文交等, 2006; Wei et al., 2007; Yuan et al., 2007; Tong et al., 2014a; Wang et al., 2014)。

前人的研究主要关注阿尔泰南缘的额尔齐斯大型断裂带。

虽然该断裂带以显著的右行走滑为特征(Vladimirov et al., 1997; Laurent- Charvet et al., 2002, 2003), 然而近年来, 越来越多的研究指出该断裂带的构造几何学特征并非均是单剪性质的应变。

相反, 具纯剪性质的应变特征在额尔齐斯带两侧并不鲜见(O’Hara et al., 1997; Travin et al., 2001; Briggs et al., 2007, 2009)。

部分学者甚至主张由于准噶尔块体与阿尔泰块体的斜向汇聚而造成的转换挤压才导致额尔齐斯断裂带独特的变形特征(Li et al., 2015a, 2016)。

这些主张无一例外地指出中国阿尔泰南缘在晚古生代至少在~270 Ma左右仍然处于挤压状态的增生或碰撞环境。

研究区位于造山带内部, 此前的研究无论是变形花岗岩的锆石年龄~400 Ma(Yuan et al., 2007; Sun et al., 2009)或者是混合岩中浅色体变质锆石年龄~390 Ma(Jiang et al., 2010)均为早‒中古生代。

少量的独居石(Zheng et al., 2007)及伟晶岩锆石(Sun et al., 2008)虽然给出了二叠纪的年龄, 但是由于这些年龄无法和构造变形很好地关联, 以致无法确定其具体地质意义。

本次研究通过将构造变形分析与年代学研究紧密相结合, 指出研究区在二叠纪中期仍经受较为强烈的构造挤压。

结合已有的二叠纪时期与俯冲相关岩石地球化学证据的报道(陈汉林等, 2006b;胡霭琴等, 2006; Briggs et al., 2007), 认为中国阿尔泰南缘在二叠纪仍处在俯冲‒增生的构造挤压而非碰撞后伸展的大地构造环境。

6 结论
(1) 通过对中国阿尔泰西部布尔津‒冲乎尔地区详细的构造变形分析, 在该区识别出三期主要的构造变形。

其中, 第一期以发育近水平的组构为特征, 而第二期及第三期构造变形均受到NE-SW向构造挤压, 发育近直立的NW-SE向组构;
(2) 独居石U-Pb年代学研究表明, 第三期构造变形发生在二叠纪(~270 Ma);
(3) 结合前人的研究, 认为中国阿尔泰南缘在
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第5期汪晟等: 中国阿尔泰造山带西部二叠纪构造演化: 来自构造地质及独居石U-Pb年代学的制约 807
二叠纪仍处在俯冲‒增生的构造挤压而非碰撞后伸展的大地构造环境。

致谢:西北大学龙晓平教授和另一位匿名审稿人对稿件进行了仔细的评审, 且提出了建设性的修改意见, 对改进文章质量起了重要作用, 在此表示衷心的感谢！
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