Cambrian-Early Ordovician intrusive bodies in Dunhuang Block: Records of Paleo-Asian Ocean subduction and implications for regional Early Paleozoic tectonic evolution

Abstract

一直以来，敦煌地块缺少1.6~0.46Ga的地质记录，从而严重制约了对该地块在新元古代和早古生代期间地质构造演化的全面认识。通过15万区域地质调查，本次工作在敦煌地块东北缘新发现了寒武纪-早奥陶世小宛山岩体、截山子岩体和小宛南岩体等多个中酸性侵入体，测得其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为517±3Ma、480±3Ma和473±3Ma，由此厘定出敦煌地块目前古生代最古老的侵入岩体及早奥陶世侵入岩体。通过这些岩体的岩石岩相学、岩石地球化学特征、岩石成因及大地构造环境分析，表明它们属于与洋壳俯冲消减作用有关的活动陆缘环境下形成的富钠质I型花岗岩。其中，小宛山花岗闪长质岩体是在低压低温条件下由玄武质地幔楔部分熔融而成，同时受到俯冲流体的强烈交代；截山子岩体和小宛南岩体则是在高压低温富水条件下，由新生镁铁质洋壳发生部分熔融并受到地幔楔强烈混染而形成，虽然它们均属于（类） O型埃达克岩，但其部分熔融的压力及其残留矿物组合不同。上述研究揭示敦煌地块北缘早古生代517Ma就存在俯冲作用，且至少持续了44Myr。结合区域地质资料和以往研究成果，敦煌地块北缘早古生代洋陆转换过程可分为三个阶段：（1）晚震旦世-早寒武世（574~518Ma），敦煌地块北缘被动陆缘演化阶段；（2）寒武纪第二世-早奥陶世（517~471Ma），敦煌地块北缘活动陆缘演化阶段，期间，古亚洲洋南支洋分别向敦煌地块和石板山地块/马鬃山地块发生双向俯冲消减；（3）中奥陶世-早泥盆世（464~412Ma），敦煌地块与石板山地块/马鬃山地块碰撞造山阶段，期间古亚洲洋南支洋闭合。