Zona de sutura del este de Kunlun (Kunzhong)
1. Características de la zona de sutura Kunming-Zhong
En esta ronda de trabajo, el equipo de investigación realizó principalmente estudios de campo detallados e investigaciones en interiores en el área de Qingshuiquan en la sutura central de Kunming. zona. Con base en datos de investigaciones anteriores y el progreso de nuestra investigación, las características de la Zona de Sutura Central de Kunlun se resumen a continuación:
Primero, los datos geofísicos confirman que la zona de sutura se inclina hacia el sur cerca de la superficie y desciende abruptamente hacia el norte en el La parte profunda, con un ángulo de inclinación mayor a 80°, es una interfaz geofísica obvia. El espesor promedio de la corteza en el norte es de 40 km y la velocidad de la onda sísmica del manto superior es de 7,8 ~ 7,9 km/s; el espesor promedio de la corteza en el sur es de 55 km y la velocidad de la onda sísmica del manto superior es de 7,5 ~ 7,6 km/s; la diferencia de anomalía de gravedad de Bouguer en ambos lados es de 80 MnT y la diferencia de densidad es de 0,07 g/cm3. En términos generales, la gravedad es mayor en el norte y menor en el sur (Huayang, 1986). En el mapa de contorno del sondeo magnetotelúrico, se puede ver claramente que la zona de paso de resistividad por la que pasa la zona de sutura al sur de Golmud es empinada hacia el norte, y la dislocación de la capa eléctrica en ambos lados es grande.
En segundo lugar, existen diferencias significativas en el entorno de depósito, el conjunto de rocas y la evolución geológica en ambos lados de la zona de sutura del Mesoproterozoico al Paleozoico tardío. La parte norte es un basamento cristalino con grado metamórfico de fase anfibolita (en parte fase granulita), compuesto por diversos esquistos, gneis, mármol y una pequeña cantidad de cuarcita. La roca original es un conjunto de rocas clásticas fangosas arenosas de aguas profundas y rocas volcánicas intermedias-básicas, que están cubiertas discordantemente por rocas clásticas marinas poco profundas y rocas carbonatadas del litoral del Grupo de Glaciares Neoproterozoico. Los estratos del Paleozoico Temprano se encuentran dispersos en el área, con solo rocas clásticas y rocas volcánicas del Grupo Qimantag desde el Ordovícico Tardío hasta el Silúrico Temprano. Está cubierto por una discordancia de clásticos continentales, rocas volcánicas y rocas piroclásticas del Grupo Chegaisu del Devónico Medio y Tardío. El lado sur pertenece a un basamento metamórfico con muy baja cristalinidad (solo alcanza la fase baja de esquisto verde), que es similar al basamento del Bloque Yangtze. Por lo tanto, algunas personas llaman a los materiales base en ambos lados de la cinta de sutura "material base duro" y "material base blando" respectivamente (Jiang Chunfa et al., 1992). Sobre el basamento blando hay un conjunto de rocas clásticas de aguas profundas del Paleozoico temprano y rocas volcánicas básicas depositadas en un entorno de margen continental pasivo, expuestas desde el Cámbrico hasta el Silúrico. Regionalmente, está cubierto por clásticos y carbonatos marinos del Devónico medio-bajo. Según datos de microfósiles, puede haber estratos sinianos.
En tercer lugar, existe un cinturón granítico de unos 800 km de largo de este a oeste en el lado norte de la zona de sutura. La litología es principalmente granito gneis y granodiorita, su composición química es generalmente de series calco-alcalinas, ricas. en potasio y pobre en potasio se caracteriza por el sodio su origen es en su mayoría producto de la refundición profunda de la corteza continental que se transformó significativamente en el período posterior (Jiang Chunfa et al., 1992). Por lo tanto, esto indica que se produjo una subducción a gran escala hacia el norte a lo largo de la zona de sutura, lo que provocó el refundimiento de la corteza continental y la formación de un enorme cinturón de granito en el borde sur del Bloque Qaidam.
En cuarto lugar, las rocas ultrabásicas, el gabro, la diabasa y las rocas volcánicas básicas están expuestas de forma intermitente a lo largo de la zona de sutura, entre las cuales Qingshuiquan, Wutuo, Jirimai y Ayakecum se encuentran en Hubei y son las más ampliamente distribuidas. Los predecesores generalmente la definen como ofiolita (Gao Yanlin et al., 1988; Xie, 1998; Wang et al.; Zhu et al., 1999). Las ofiolitas antes mencionadas se mezclan principalmente en rodajas o bloques delgados estructurales rotos en las series de rocas metamórficas mesoproterozoicas y neoproterozoicas o en rocas volcánicas metamórficas del Paleozoico inferior en el lado sur de la zona de sutura. Las combinaciones litológicas son principalmente piroxenita, olivino, gabro, diabasa, basalto y granito plagioclasa. Los resultados del análisis de elementos principales, trazas y tierras raras en varias rocas muestran que la peridotita y el basalto pertenecen a la misma combinación de rocas y tienen el mismo origen y fuente. Al mismo tiempo, se determinó que la peridotita de esta zona es una peridotita metamórfica alpina deficiente en magnesio, álcali y aluminio (Gao Yanlin, 1987).
En quinto lugar, se determinaron las edades isotópicas de las rocas máficas y ultramáficas en la zona de sutura utilizando varios métodos.
Entre ellos, Zheng Jiankang, quien fue trasladado desde la provincia de Qinghai, equivale a 1.988. La edad isotópica de las rocas volcánicas metamórficas de Qingshuiquan se midió por primera vez utilizando el método isócrono Sm-Nd y fue de 65.438 ± 0.297 Ma. Basado en el nivel de comprensión en ese momento, se estableció el modelo de desarrollo y evolución del Océano Kunlun en el Mesoproterozoico (Zheng Jiangan, 65, 438 0, 992). Más tarde, Xie et al. midieron las edades isócronas Sm-Nd del piroxeno de olivino alterado en el área de Jirimai al este del manantial Qingshui en 1331 Ma y 1027 Ma, lo que pareció probar aún más la existencia del antiguo océano Kunlun mesoproterozoico y neoproterozoico (Xie). , 1998). Durante el mismo período, Yang Jingsui del Instituto de Geología de la Academia China de Ciencias Geológicas y Bian del Instituto de Geología de la Academia China de Ciencias Geológicas midieron (518 ± 3) Ma utilizando el método isócrono U-Pb de circón único y el método isócrono Rb-Sr respectivamente (Yang et al., 1996) y 517,89 Ma (.1998). En la última ronda de investigación, también obtuvimos la edad U-Pb del gabro TIMS circón en el conjunto de ofiolitas (522,3 ± 4,1). ) Ma (Lu Songnian et al., 2002), confirmando la existencia de ofiolita del Paleozoico temprano. Por lo tanto, muchos estudiosos creen que esta zona estructural debería ser una zona de sutura con múltiples aperturas y cierres, subducciones y colisiones (Jiang Chunfa et al., 2000; Pan Guitang et al., 2004).
Vale la pena señalar que Pan Yusheng, Zhang Qi y otros del Instituto de Geología de la Academia de Ciencias de China investigaron rocas ultramáficas en Qingshuiquan, Wutuo y otros lugares. , cuestionando las ofiolitas de la zona de sutura. Las razones son: ① No hay sedimentos pelágicos de aguas profundas ni basaltos de dorsales oceánicas asociados con rocas ultramáficas en esta área, pero se han encontrado más xenolitos de granulita de la corteza inferior en rocas clásticas terrígenas ② En basaltos de Qingshuiquan Los contenidos de Ti, K, y P son particularmente altos [W (TiO _ 2) = 2,46, W (K2O) = 2,84, W (p2o _ 5) = 1,07], y LREE está fuertemente enriquecido (La es 110 veces mayor que el de las condritas). Se especula que es equivalente al basalto toleítico continental o al basalto alcalino. Por lo tanto, pueden ser materiales del manto superior colocados por diapiros debajo de la corteza continental adelgazada. Tienen características típicas de masa rocosa "tipo Yidun" y deberían formarse en la grieta continental inicial (Pan Yusheng et al., 1996; Zhang Qi et al. ., 2001).
II. Progreso de la investigación
Hemos realizado estudios petrográficos, geoquímicos y geocronológicos sistemáticos sobre las granulitas básicas en la mezcla de ofiolitas de Qingshuiquan y hemos logrado muchos avances importantes.
(1) Geografía, ubicación de transporte y estudio geológico regional
Qingshui Spring está ubicado en el municipio de Gouli, condado de Dulan, provincia de Qinghai, a 60 kilómetros al sur de la ciudad de Xiangride. , la altitud es de 3.600 metros (Figura 2-47).
Figura 2-47 Mapa geológico del área de Golmud-Qingshuiquan
1-Paleoproterozoico; 2-Mesoproterozoico; 3-Neoproterozoico; 4-Paleozoico inferior; 5-Paleozoico superior; ; 6-granito neoproterozoico; 7-granito fanerozoico; 9-roca ultrabásica; 11-eclogita; zona de falla principal de la zona de sutura; ) fallas inferidas
Figura 2-48 Diagrama esquemático de la estructura geológica del área de Qingshuiquan
1-Cuaternario; 2-Mesozoico a Paleozoico superior 3-Paleozoico inferior; mármol, granulita mixta de anfíboles de plagioclasa; 5-gneis y migmatita; 6-gabro; 12-zona de sutura central de Kunlun; p>
Zona de sutura central de East Kunlun Granito expuesto. Los estratos expuestos son un conjunto de series de rocas metamórficas, compuestas principalmente por granulita de biotita granate migmatizada, granulita de biotita piroxeno, mármol de grafito, mármol de tremolita que contiene diópsido y mármol de diópsido, hornblenda de biotita y granulita de biotita de piroxeno perilla. El granito se presenta como lentes en otras rocas metamórficas. Las rocas ígneas en esta zona incluyen principalmente granodiorita, gabro, rocas ultrabásicas, diques de diabasa, diques de pórfido de granodiorita y diques de granito. La granodiorita se encuentra en la parte norte de la serie de rocas metamórficas. Se encuentra como lecho de roca y está en contacto de falla con la serie de rocas metamórficas. El cuerpo de gabro está expuesto en la serie de rocas metamórficas y tiene una relación intrusiva con la serie de rocas metamórficas.
Las rocas ultrabásicas se mezclan en series de rocas metamórficas en bloques (trozos) de diferentes tamaños, y se pueden observar dos grandes bloques. En cuanto a las vetas de diabasa y las vetas de granito, están relativamente desarrolladas y a menudo intruyen a lo largo del lecho (Figura 2-48). Además, existen gneis graníticos con una edad de (828,5±9,1) Ma (Lu Songnian et al., 2002). La forma estructural de esta área es compleja, se desarrollan estructuras de fallas y está ubicada en el eje del anticlinal compuesto de Qingshuiquan (Gao Yanlin et al., 1988). Consideramos que la combinación roca metamórfica-ígnea es una mezcla de ofiolita.
(2) Características petrográficas de la granulita
La roca está compuesta principalmente por plagioclasa (30 ~ 35), diópsido (30), granate (25 ~ 30 ) y perilla piroxeno (5 ~ 10), con un tamaño de partícula de 0,2 ~ 0,55 mm, y una pequeña cantidad de magnetita de titanio (< 5). La plagioclasa tiene forma de gránulos de mosaico irregulares, con extinción de ondas y gemelos mecánicos; el granate es de color rojo claro y granular; el diópsido es columnar de color marrón claro, y el diópsido distribuido a lo largo de las grietas tiene un fenómeno de radiación corto. verdes, sus bordes, grietas y hendiduras se explican por la serpentina, de las cuales sólo unas pocas han sobrevivido. Hay algunas grietas en la roca, el diópsido distribuido a lo largo de las grietas se irradia y la plagioclasa está sericitizada. Los minerales principales están estrechamente incrustados entre sí y distribuidos uniformemente. El ángulo de contacto de los tres minerales es casi 65438°020°. La roca tiene una estructura metamórfica granular columnar y una estructura masiva. La roca es granulita de lherzolita granate (Figura 2-49).
Este artículo utiliza una sonda electrónica para analizar la composición química de los principales componentes minerales de la granulita y estima que las condiciones de temperatura y presión para la formación de la granulita Qingshuiquan son T=800°C, p = ( 9,3 ~ 11) ×108 Pa (Holland Powell, 6508 Pa). Esto es básicamente consistente con las condiciones de temperatura y presión estimadas por Chen Nengsong et al.
(3) Características geoquímicas de las granulitas
En el Laboratorio de Dinámica Continental de la Universidad Northwest, analizamos tres granulitas mediante espectroscopia de fluorescencia de rayos X y espectrometría de masas de plasma Elementos principales y traza de elementos enteros. muestras de rocas (Tabla 2-8). Desde la perspectiva del contenido de macroelementos, la granulita de Qingshuiquan y la roca ígnea basáltica tienen composiciones químicas similares. El patrón estandarizado de tierras raras de las condritas es plano, básicamente no hay diferencia entre tierras raras ligeras y pesadas, no hay anomalías de Eu, y el contenido de elementos de tierras raras es 10 veces mayor que el de las condritas. Según el análisis del manto original y el mapa de distribución de elementos incompatibles estandarizado de N-MORB, la granulita de Qingshuiquan tiene características geoquímicas de oligoelementos similares a las del basalto de meseta submarina (Figura 2-50).
Figura 2-49 Imagen retrodispersada de electrones de rodajas de granulita en el área de Qingshuiquan
cpx—clinopiroxeno; grt—granate; ILM—ilmenita PL - plagioclasa;
Tabla 2-8 Resultados de análisis y pruebas de elementos principales, elementos de tierras raras y oligoelementos del granito Qingshuiquan
Continuación
Nota: La muestra se probó en el Laboratorio de Dinámica Continental de la Universidad Northwest; la unidad de los elementos principales es el porcentaje de masa y la unidad de los elementos de tierras raras y oligoelementos es 10-6.
Figura 2-50 Espectro de elementos de tierras raras y oligoelementos del granito en el área de Qingshuiquan
(4) Edad del isótopo U-Pb del circón
Obtuvimos el circón En el estudio se recogieron muestras de datación con isótopos U-Pb. Los circones seleccionados eran incoloros, transparentes, redondos y granulares. La fotografía de catodoluminiscencia muestra características de zonación moteada, que es típico del circón metamórfico en fase de granulita (Figura 2-51). Los datos de isótopos U-Pb in situ de 14 granos de microáreas de circón se midieron utilizando SHRIMP en el Centro de Sondas de Iones de Beijing, y se obtuvo una edad superficial consistente de U-Pb dentro del rango de error, con todos los puntos de datos superpuestos en la línea armónica. La edad superficial promedio ponderada de 206Pb/238U de los 14 puntos es (506,1±8,9) Ma, lo que indica que el metamorfismo de la fase granulita ocurrió en el Cámbrico Medio (Figura 2-52, Tabla 2-9). Vale la pena señalar que la mayoría de los circones tienen relaciones w(Th)/w(U) altas (0,36 ~ 0,66), lo que refleja las características de la relación w(Th)/w(U) de los circones heredados de rocas ígneas primarias.
Sólo dos puntos de datos de prueba mostraron proporciones w(Th)/w(U) de circón metamórfico de 0,03 y 0,11 respectivamente. Según el análisis de las imágenes CL y las características de la relación w(Th)/w(U), se cree que los circones en la granulita de Qingshuiquan deberían ser circones metamórficos recristalizados formados durante el metamorfismo de la fase de granulita y, por lo tanto, heredados hasta cierto punto. Se descubrieron las características de la relación w(Th)/w(U) del circón ígneo primario.
Figura 2-51 Imagen CL de circón de granito en el área de Qingshuiquan
Figura 2-52 Mapa de armonización de edades SHRIMP U-Pb de circón de granulita en el área de Qingshuiquan
Tabla 2-9 Resultados de la prueba de circón de granulita de Qingshuiquan SHRIMP (04QD02-01)
Nota: El error es 1σ; Pbc y Pb* representan plomo ordinario y plomo radiactivo, respectivamente. Todas las proporciones de isótopos se han corregido para el; midió 204Pb.
Con base en los datos de edad de 518 ~ 522 Ma (Yang et al., 1996; Lu Songnian et al., 2002), creemos que las rocas metamórficas de alto grado de Qingshuiquan y los esquistos de roca básico-ultrabásico son del Cámbrico Temprano al Medio La mezcla de ofiolitas formada marca un límite tectónico de placas muy importante. El granito es el producto de la elevación y la relajación térmica en las últimas etapas de la orogenia colisional.
Tres. Resumen
La Zona de Sutura Central de East Kunlun es un límite estructural importante con características de evolución geofísica y geológica en ambos lados. Dentro de la zona, granulita de granate biotita migmatizada, granulita de piroxeno de biotita, mármol de grafito, mármol de tremolita que contiene tremolita, mármol de diópsido, anfibolita de biotita, rocas metamórficas de alto grado púrpura como tucita, biotita, granulita de granate y complejos de rocas ígneas como la ultrabásica. rocas, gabro, diabasa y rocas volcánicas básicas. La serie de rocas metamórficas de alto grado es isomorfa con el complejo de rocas ígneas para formar serpientes. Aunque algunos predecesores creían que el cinturón de mezcla de ofiolita de Qingshuiquan es una zona de sutura que se abría y cerraba, se subducía y chocaba varias veces, la confiabilidad de los datos de edad anteriores merece una seria consideración e identificación, porque algunas isócronas más antiguas de Sm-Nd y Rb-Sr no son confiables. Creemos que sólo la orogenia de colisión del Paleozoico temprano tiene una base de edad confiable.