东昆仑造山带（东段）晚古生代－早中生代造山作用研究
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摘要
东昆仑造山带是一条具有漫长演化历史，由不同期次、不同类型造山作用叠加复合的大陆复合造山带。东昆仑造山带早古生代早期发育有与原特提斯洋相关的洋盆系统，且洋陆构造演化过程完整，而晚古生代－早中生代则又受控于其南缘的古特提斯洋。因此东昆仑东段是一个研究东昆仑造山带形成演化及复合造山作用的得天独厚之区域。本文通过构造地质学、沉积学、岩石学、岩石地球化学、锆石U-Pb同位素年代学及地球物理学相结合的研究方法，对东昆仑造山带（东段）的物质组成、晚古生代－早中生代盆地充填序列、沉积盆地原型、岩浆弧属性、造山带结构构造、造山带晚古生代－中生代构造变形序列进行了详细的野外观测和室内综合研究，在此基础上恢复重建了晚古生代－早中生代洋陆构造演化史并探讨了东昆仑造山带的造山作用过程。取得以下主要进展和认识：
1、在对东昆仑造山带（东段）晚古生代－早中生代沉积充填序列详细研究基础上，恢复了其盆地原型及盆地演化序列。根据沉积体系的研究，结合东昆仑地区几个重要的角度不整合面及其它区域资料，认为东昆仑地区泥盆纪盆地原型为大陆裂陷盆地，石炭纪－早中二叠世盆地原型为被动大陆边缘浅水盆地，晚二叠世－中三叠世早期盆地原型为弧前盆地，中三叠世晚期—晚三叠世早期盆地原型为类前陆盆地，晚三叠世中晚期盆地原型为背驮盆地，早侏罗世盆地原型为断陷或小型拗陷盆地。横向上，东昆仑－布青山地区石炭纪时期整体是一个北缘发育被动大陆边缘、中南部海山遍布、北浅南深的有限洋盆系统，而东昆仑地区位于布青山－阿尼玛卿古特提斯洋伸展体制下的复杂被动大陆边缘系统的北缘。东昆仑地区晚古生代－早中生代不同时期沉积盆地性质的变化及演化序列特征很好地指示了晚古生代以来与其南缘布青山－阿尼玛卿古特提斯洋密切相关的构造演化历程，对建立东昆仑造山带晚古生代构造演化格架及复合造山作用具有重要意义。
2、确定了晚二叠世末－早三叠世哈拉尕吐陆缘弧型花岗岩和晚三叠世中期后碰撞型花岗岩。哈拉尕吐花岗岩体主要由花岗闪长岩、二长花岗岩和钾长花岗岩组成，且普遍发育有暗色闪长质包体。岩石成因研究表明，其具有壳幔岩浆先混合再经历分异结晶作用的特征。岩石主量、微量元素特征表明其形成于火山弧或大陆弧构造环境。获得该套陆缘弧花岗岩的形成时限为256～247Ma。哈拉尕吐花岗岩体年代学与构造属性表明南缘布青山－阿尼玛卿古特提斯洋于晚二叠世开始向北俯冲，晚二叠世末－早三叠世为强烈俯冲期，并且俯冲极性为由南向北。和勒岗希里可特花岗岩体主要由花岗闪长岩组成，岩体含有较多暗色闪长质包体。岩石地球化学特征和其它多种地质证据一致表明其形成于后碰撞构造环境，岩体的形成与陆陆碰撞后深部俯冲板片断离有关。获得和勒岗希里可特花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为225Ma，属于晚三叠世中期。和勒岗希里可特后碰撞型花岗岩的厘定为东昆仑地区晚三叠世中期进入后碰撞阶段提供较好的约束。
3、根据东昆仑地区现今构造变形特征及相关构造要素的统计分析，结合区域不整合面特征，按构造变形样式及变形组合差异，把东昆仑造山带晚古生代－中生代地层划分为三大构造层，并筛分出四期构造变形序列。第一期构造变形以俯冲阶段的地壳浅部构造层次褶皱变形为特征，且褶皱形态相对较宽缓。第二期构造变形以地壳浅部构造层次的紧闭褶皱为特征，并伴随有逆冲断裂构造，该期变形与中三叠世晚期－晚三叠世早期陆陆碰撞造山相关。第三期变形主要是陆内造山的产物，主要构造变形样式为上构造层的宽缓等厚褶皱及逆冲推覆构造。第四期构造变形以地壳表部构造层次的脆性断裂构造为特征，该期变形与新生代以来青藏高原不均匀隆升及其向东侧向挤出逃逸密切相关。
4、通过对东昆仑（东段）晚古生代以来不同地史时期盆地沉积充填序列、盆地原型、造山作用构造岩浆响应、构造变形序列等特点综合研究，认为研究区晚古生代－早中生代遭受了同一构造旋回多期不同类型造山作用的改造，分别为晚二叠世－中三叠世早期俯冲造山作用、中三叠世晚期－晚三叠世早期碰撞造山作用、晚三叠世中晚期后碰撞造山、中晚侏罗世陆内造山作用。其中，碰撞造山作用是东昆仑地区晚古生代以来最强烈的一次造山运动，强度之大，波及面之广，铸就了东昆仑及周缘地区的主导构造格架。
5、东昆仑地区在新元古代晚期－早寒武世发育以清水泉蛇绿岩、乌妥蛇绿岩和科科可特镁铁－超镁铁质岩等为代表的（小）洋盆系统。早中寒武世以来，洋壳开始发生复杂的俯冲作用及后续的碰撞造山作用，形成了东昆仑地区大致以490～411Ma为峰值的弧花岗岩和碰撞型花岗岩，并于晚志留世进入后造山阶段。至此已基本奠定了东昆仑地区早古生代末期的主要构造格架。换言之，东昆仑造山带新元古代晚期－早古生代洋陆构造演化过程完整齐备，自成体系，构成一个独立的构造旋回。晚古生代以来，东昆仑地区在古中元古代造山带结晶基底与加里东造山作用形成的浅变质褶皱基底的基础上再次拉张裂解，转变为与其南缘布青山－阿尼玛卿古特提斯洋洋陆演化息息相关的构造演化阶段。之后，复合叠置有晚二叠世－中三叠世早期俯冲造山作用，中三叠世晚期－晚三叠世早期碰撞造山作用，晚三叠世中晚期后碰撞造山及中晚侏罗世陆内造山作用，终究铸成东昆仑造山带现今的主体构造格架。简而言之，东昆仑造山带是一个具有漫长演化历史、以加里东期造山作用为主造山期、多期次、多类型造山作用复合叠加的大陆复合造山带，对探讨造山带的复合造山机制及造山动力学等问题具有重要的理论价值。
East Kunlun Orogen is a compound orogenic belt having a long geologicalhistory, overprinted by different orogenic phase and different type orogeny. Theirdeveloped an ocean system relating to Prototethys Ocean and its evolution process isintact, and is controlled by the Paletethys Ocean lying in the southern margin of theEast Kunlun tectonic belt in late Paleozoic-Mesozoic. Thus, East Kunlun Mountain isa unique area in which we can detaidly study the compound orogeny and formationevolution. This thesis mainly focus on the composition, sedimentary filling sequences,basin protype, magmatic arc attribute, structure of orogenic belt, tectonic deformationcharacteristics with comprehensive research of structure, sedimentary, petrology,zircon U-Pb geochronology and geophysics, on basis of which we rebuild theevolution history in late Paleozoic-early Mesozoic and discuss the orogenic process.Until now, some new points have been achieved as follows:
1、On the basis of depositional filling sequence of East Kunlun orogen(easternsegment) in late Paleozoic-early Mesozoic, this thesis restore the basin protype andevolution sequence. According to the results of basin depositional system, combiningseveral important unconformity and other regional geological data, we realized thatthe protype basins are faulted basin developed on the Palo-continent in Devonian,shallow-water basin developed on the continental margin in Carboniferous toearly-middle Permian, forarc basin in late Permian to middle Triassic, forland basin inlate Triassic and fault basin in early Jurassic, respectively in East Kunlun area. EastKunlun is located in the passive continental margin, as Buqingshan location in thelimited ocean basin in the south of which developed some seamounts. In other words,the passive continental margin system indicated by the depositional characteristic ofEast Kun area formed in the background of the Paleotethys Ocean extension regime.East Kunlun orogen evoluted passively with the Buqingshan-Anemaqen Ocean, thisconclusion is significant to reconstruct the late Paleozoic framework and study thecompound orogeny of East Kunlun Orogen.
2、Halagatu granite in eastern segment of East Kunlun Orogen consists of granodiorite, monzonitic granite, potassium granite, with large quantities of dioriticenclaves in general. The major element and rare element characteristics show that itwas formed in volcanic arc or continental arc setting. The granite intruded in thePrecambrian strata between256Ma and247Ma in age. The chronology andgeochemical characteristic indicated that Buqingshan-Anemaqen Paleotethys Oceanbegan to subduct in late Permian, and the polarity of subduction is northward.Helegangxilikete granite mainly consists of granodiorite with many dioritic enclaves.The geochemical feature and the other geological data prove that the granite formedin post-collision setting, and the petrogenesis is related to the breakoff of subductioncrust. It is obtained that the granite age is225Ma, belong to middle stage of lateTriassic. The ascertainment of Helegangxilikete granite can provide new constraint topost-collision orogeny in middle stage of late Triassic.
3、According to the tectonic deformation feature, statistic results of someattitudes, regional unconformity, and difference deformation style, the latePaleozoic-early Mesozoic strata were divided into three important tectonic layer andfour tectonic deformation sequence. The first phase of deformation is characterized byfold deformation in the shallow tectonic level of the earth's crust in subduction stage,and the fold style is relatively wide. The second phase of tectonic deformation ischaracterized by tight fold accompanying the fault structure in the shallow tectoniclevel, and this deformation is related to the collision orogen in the late stage of middleTriassic to early stage of late Triassic. The third phase of deformation is characterizedby wide fold and thrust structure in upper tectonic level of crust, and closely related tothe intro-continent orogeny. The fourth phase of deformation is characterized bycrritle fault in surface-seated tectonic level, closely related to the inhomogeneousuplift of Qing-tibet plateau and eastward lateral extrusion escape in Cenozoic.
4、 By comprehensive research of basin filling sequence, basin protype,magmatic response to orogeny, tectonic deformation sequence, we draw a preliminaryconclusion that East Kunlun Orogen suffered several tectonic movement in latePaleozoic-early Mesozoic, i.e, subduction orogeny in late Permian to middle Triassic,collision orogeny in middle Triassic to early stage of late Triassic, post collision in middle-late Triassic, intro-continent orogeny in late-middle Jurassic, in which thecollision orogeny is the most strongly tectonic movement forming the main tectonicframework in East Kunlun and adjacent area.
5、 East Kunlun developed a small Ocean basin system represented byQingshuiquan ophiolite, Wutuo ophiolite, and Kekekete mafic-ultramafic rocks in latestage of Neoproterozoic to early Cambrian. From middle Cambrian on, the oceaniccrust began to subduct and collide followly, and produced some arc magmatic granitesand collision-type granites with the peak time being490～411Ma. It is concludes thatthe post-collision event taken place in the late Silurian in which the main tectonicframework formed. From late Paleozoic on, East Kunlun began to breakup on thebasis of early-middle Proterozoic crystalline basement and metamorphic foldbasement formed by Caledonian orogen, and turned into another tectonic evolutionstage related to Buqingshan-Anemaqen Paleotethys Ocean closely. Subductionorogeny in late Permian to middle Triassic, collision orogeny in middle Triassic toearly stage of late Triassic, collision orogeny in middle-late Triassic, intro-continentorogeny in late-middle Jurassic followly overprinted on the Pre-Caledonian orogeny,and form the present main tectonic framework. In a word, East Kunlun Orogen is acontinental compound orogenic belt having a long geological history, overprinted bydifferent orogenic phase and different type orogeny. So research on these issues inEast Kunlun has important theoretical value and actual significance to discuss thecompound orogenic regime and orogenic dynamics.
1、在对东昆仑造山带（东段）晚古生代－早中生代沉积充填序列详细研究基础上，恢复了其盆地原型及盆地演化序列。根据沉积体系的研究，结合东昆仑地区几个重要的角度不整合面及其它区域资料，认为东昆仑地区泥盆纪盆地原型为大陆裂陷盆地，石炭纪－早中二叠世盆地原型为被动大陆边缘浅水盆地，晚二叠世－中三叠世早期盆地原型为弧前盆地，中三叠世晚期—晚三叠世早期盆地原型为类前陆盆地，晚三叠世中晚期盆地原型为背驮盆地，早侏罗世盆地原型为断陷或小型拗陷盆地。横向上，东昆仑－布青山地区石炭纪时期整体是一个北缘发育被动大陆边缘、中南部海山遍布、北浅南深的有限洋盆系统，而东昆仑地区位于布青山－阿尼玛卿古特提斯洋伸展体制下的复杂被动大陆边缘系统的北缘。东昆仑地区晚古生代－早中生代不同时期沉积盆地性质的变化及演化序列特征很好地指示了晚古生代以来与其南缘布青山－阿尼玛卿古特提斯洋密切相关的构造演化历程，对建立东昆仑造山带晚古生代构造演化格架及复合造山作用具有重要意义。
2、确定了晚二叠世末－早三叠世哈拉尕吐陆缘弧型花岗岩和晚三叠世中期后碰撞型花岗岩。哈拉尕吐花岗岩体主要由花岗闪长岩、二长花岗岩和钾长花岗岩组成，且普遍发育有暗色闪长质包体。岩石成因研究表明，其具有壳幔岩浆先混合再经历分异结晶作用的特征。岩石主量、微量元素特征表明其形成于火山弧或大陆弧构造环境。获得该套陆缘弧花岗岩的形成时限为256～247Ma。哈拉尕吐花岗岩体年代学与构造属性表明南缘布青山－阿尼玛卿古特提斯洋于晚二叠世开始向北俯冲，晚二叠世末－早三叠世为强烈俯冲期，并且俯冲极性为由南向北。和勒岗希里可特花岗岩体主要由花岗闪长岩组成，岩体含有较多暗色闪长质包体。岩石地球化学特征和其它多种地质证据一致表明其形成于后碰撞构造环境，岩体的形成与陆陆碰撞后深部俯冲板片断离有关。获得和勒岗希里可特花岗岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为225Ma，属于晚三叠世中期。和勒岗希里可特后碰撞型花岗岩的厘定为东昆仑地区晚三叠世中期进入后碰撞阶段提供较好的约束。
3、根据东昆仑地区现今构造变形特征及相关构造要素的统计分析，结合区域不整合面特征，按构造变形样式及变形组合差异，把东昆仑造山带晚古生代－中生代地层划分为三大构造层，并筛分出四期构造变形序列。第一期构造变形以俯冲阶段的地壳浅部构造层次褶皱变形为特征，且褶皱形态相对较宽缓。第二期构造变形以地壳浅部构造层次的紧闭褶皱为特征，并伴随有逆冲断裂构造，该期变形与中三叠世晚期－晚三叠世早期陆陆碰撞造山相关。第三期变形主要是陆内造山的产物，主要构造变形样式为上构造层的宽缓等厚褶皱及逆冲推覆构造。第四期构造变形以地壳表部构造层次的脆性断裂构造为特征，该期变形与新生代以来青藏高原不均匀隆升及其向东侧向挤出逃逸密切相关。
4、通过对东昆仑（东段）晚古生代以来不同地史时期盆地沉积充填序列、盆地原型、造山作用构造岩浆响应、构造变形序列等特点综合研究，认为研究区晚古生代－早中生代遭受了同一构造旋回多期不同类型造山作用的改造，分别为晚二叠世－中三叠世早期俯冲造山作用、中三叠世晚期－晚三叠世早期碰撞造山作用、晚三叠世中晚期后碰撞造山、中晚侏罗世陆内造山作用。其中，碰撞造山作用是东昆仑地区晚古生代以来最强烈的一次造山运动，强度之大，波及面之广，铸就了东昆仑及周缘地区的主导构造格架。
5、东昆仑地区在新元古代晚期－早寒武世发育以清水泉蛇绿岩、乌妥蛇绿岩和科科可特镁铁－超镁铁质岩等为代表的（小）洋盆系统。早中寒武世以来，洋壳开始发生复杂的俯冲作用及后续的碰撞造山作用，形成了东昆仑地区大致以490～411Ma为峰值的弧花岗岩和碰撞型花岗岩，并于晚志留世进入后造山阶段。至此已基本奠定了东昆仑地区早古生代末期的主要构造格架。换言之，东昆仑造山带新元古代晚期－早古生代洋陆构造演化过程完整齐备，自成体系，构成一个独立的构造旋回。晚古生代以来，东昆仑地区在古中元古代造山带结晶基底与加里东造山作用形成的浅变质褶皱基底的基础上再次拉张裂解，转变为与其南缘布青山－阿尼玛卿古特提斯洋洋陆演化息息相关的构造演化阶段。之后，复合叠置有晚二叠世－中三叠世早期俯冲造山作用，中三叠世晚期－晚三叠世早期碰撞造山作用，晚三叠世中晚期后碰撞造山及中晚侏罗世陆内造山作用，终究铸成东昆仑造山带现今的主体构造格架。简而言之，东昆仑造山带是一个具有漫长演化历史、以加里东期造山作用为主造山期、多期次、多类型造山作用复合叠加的大陆复合造山带，对探讨造山带的复合造山机制及造山动力学等问题具有重要的理论价值。
East Kunlun Orogen is a compound orogenic belt having a long geologicalhistory, overprinted by different orogenic phase and different type orogeny. Theirdeveloped an ocean system relating to Prototethys Ocean and its evolution process isintact, and is controlled by the Paletethys Ocean lying in the southern margin of theEast Kunlun tectonic belt in late Paleozoic-Mesozoic. Thus, East Kunlun Mountain isa unique area in which we can detaidly study the compound orogeny and formationevolution. This thesis mainly focus on the composition, sedimentary filling sequences,basin protype, magmatic arc attribute, structure of orogenic belt, tectonic deformationcharacteristics with comprehensive research of structure, sedimentary, petrology,zircon U-Pb geochronology and geophysics, on basis of which we rebuild theevolution history in late Paleozoic-early Mesozoic and discuss the orogenic process.Until now, some new points have been achieved as follows:
1、On the basis of depositional filling sequence of East Kunlun orogen(easternsegment) in late Paleozoic-early Mesozoic, this thesis restore the basin protype andevolution sequence. According to the results of basin depositional system, combiningseveral important unconformity and other regional geological data, we realized thatthe protype basins are faulted basin developed on the Palo-continent in Devonian,shallow-water basin developed on the continental margin in Carboniferous toearly-middle Permian, forarc basin in late Permian to middle Triassic, forland basin inlate Triassic and fault basin in early Jurassic, respectively in East Kunlun area. EastKunlun is located in the passive continental margin, as Buqingshan location in thelimited ocean basin in the south of which developed some seamounts. In other words,the passive continental margin system indicated by the depositional characteristic ofEast Kun area formed in the background of the Paleotethys Ocean extension regime.East Kunlun orogen evoluted passively with the Buqingshan-Anemaqen Ocean, thisconclusion is significant to reconstruct the late Paleozoic framework and study thecompound orogeny of East Kunlun Orogen.
2、Halagatu granite in eastern segment of East Kunlun Orogen consists of granodiorite, monzonitic granite, potassium granite, with large quantities of dioriticenclaves in general. The major element and rare element characteristics show that itwas formed in volcanic arc or continental arc setting. The granite intruded in thePrecambrian strata between256Ma and247Ma in age. The chronology andgeochemical characteristic indicated that Buqingshan-Anemaqen Paleotethys Oceanbegan to subduct in late Permian, and the polarity of subduction is northward.Helegangxilikete granite mainly consists of granodiorite with many dioritic enclaves.The geochemical feature and the other geological data prove that the granite formedin post-collision setting, and the petrogenesis is related to the breakoff of subductioncrust. It is obtained that the granite age is225Ma, belong to middle stage of lateTriassic. The ascertainment of Helegangxilikete granite can provide new constraint topost-collision orogeny in middle stage of late Triassic.
3、According to the tectonic deformation feature, statistic results of someattitudes, regional unconformity, and difference deformation style, the latePaleozoic-early Mesozoic strata were divided into three important tectonic layer andfour tectonic deformation sequence. The first phase of deformation is characterized byfold deformation in the shallow tectonic level of the earth's crust in subduction stage,and the fold style is relatively wide. The second phase of tectonic deformation ischaracterized by tight fold accompanying the fault structure in the shallow tectoniclevel, and this deformation is related to the collision orogen in the late stage of middleTriassic to early stage of late Triassic. The third phase of deformation is characterizedby wide fold and thrust structure in upper tectonic level of crust, and closely related tothe intro-continent orogeny. The fourth phase of deformation is characterized bycrritle fault in surface-seated tectonic level, closely related to the inhomogeneousuplift of Qing-tibet plateau and eastward lateral extrusion escape in Cenozoic.
4、 By comprehensive research of basin filling sequence, basin protype,magmatic response to orogeny, tectonic deformation sequence, we draw a preliminaryconclusion that East Kunlun Orogen suffered several tectonic movement in latePaleozoic-early Mesozoic, i.e, subduction orogeny in late Permian to middle Triassic,collision orogeny in middle Triassic to early stage of late Triassic, post collision in middle-late Triassic, intro-continent orogeny in late-middle Jurassic, in which thecollision orogeny is the most strongly tectonic movement forming the main tectonicframework in East Kunlun and adjacent area.
5、 East Kunlun developed a small Ocean basin system represented byQingshuiquan ophiolite, Wutuo ophiolite, and Kekekete mafic-ultramafic rocks in latestage of Neoproterozoic to early Cambrian. From middle Cambrian on, the oceaniccrust began to subduct and collide followly, and produced some arc magmatic granitesand collision-type granites with the peak time being490～411Ma. It is concludes thatthe post-collision event taken place in the late Silurian in which the main tectonicframework formed. From late Paleozoic on, East Kunlun began to breakup on thebasis of early-middle Proterozoic crystalline basement and metamorphic foldbasement formed by Caledonian orogen, and turned into another tectonic evolutionstage related to Buqingshan-Anemaqen Paleotethys Ocean closely. Subductionorogeny in late Permian to middle Triassic, collision orogeny in middle Triassic toearly stage of late Triassic, collision orogeny in middle-late Triassic, intro-continentorogeny in late-middle Jurassic followly overprinted on the Pre-Caledonian orogeny,and form the present main tectonic framework. In a word, East Kunlun Orogen is acontinental compound orogenic belt having a long geological history, overprinted bydifferent orogenic phase and different type orogeny. So research on these issues inEast Kunlun has important theoretical value and actual significance to discuss thecompound orogenic regime and orogenic dynamics.
引文
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