本年度为项目启动第一个年度,工作重点是开展了详细的野外地质调查和室内的各种样品处理。按照项目的实施方案,项目中方人员和奥方Franz NEUBAUER教授和Johann GENSER副教授等人,于2018年8月15日到2018年9月18日在东阿尔卑斯的奥利地和斯洛文尼亚地区开展了为期约一个月的野外地质调查工作,期间参加了在奥地利萨尔茨堡大学举行的第二十一届喀尔巴阡-巴尔干半岛的地质年会(CBGA 2018),项目中方和奥方人员分别就东阿尔卑斯地区的早期构造演化历史问题开展了学术交流,并与相关专家进行了有益讨论。
一、 完成的实际工作量
图1 东阿尔卑斯野外地质调查和取样点。
A:Obertauern area;B:Koralpe-Saualpe-Pohorje area;
C:Hochwechsel-Sieggraben area;D:Slovenska area.
具体工作量
1. 收集了大量与研究区相关的研究文献和基础图件,并对研究区目前针对前阿尔卑斯期基底的相关研究成果进行了系统的分析和总结,明确了未来重点解决的关键科学问题。
2. 野外针对前二叠纪基底杂岩采集了大量的岩石样品158块(图1),其中测年样品82件,地化分析130件,EBSD样品20件,磨制岩石薄片180片,目前各类测试样品正在测试中。
二、 取得的初步成果
(一)阿尔卑斯造山带构造演化
通过大量文献的查阅和分析总结,对阿尔卑斯期的构造演化有了深入了解,为研究前阿尔卑斯期构造演化奠定了基础。
图2 二叠纪以来东阿尔卑斯构造演化示意图
1. 二叠纪以来的构造演化
前人大量的研究表明,二叠纪以来阿尔卑斯造山带主要经历了五个大的演化阶段:(1)二叠纪岩石圈伸展减薄,热沉降;(2)侏罗纪时期Piemont洋打开,分割了奥地利阿尔卑斯和Penninic大陆;(3)晚白垩世Penninic大洋向南俯冲,形成叠瓦式推覆构造(奥地利阿尔卑斯单元);(4)始新世奥地利阿尔卑斯和Penninic大陆碰撞;(5)晚渐新世造山后伸展隆升。
图3 阿尔卑斯基底可能与原-古特提斯演化相关的岩石记录
(据von Raumer 1998修改)
2. 前二叠纪原-古特提斯的研究现状
已有研究表明阿尔卑斯基底区所包括原特提斯洋(尤其是俯冲和消亡阶段)丰富演化信息(图3),例如在利古利亚杂岩(西阿尔卑斯)、彭内尼(中阿尔卑斯)、奥地利阿尔卑斯Silvretta推覆体、奥地利南阿尔卑斯、奥地利阿尔卑斯Plankogel地区等都有前二叠纪相关构造混杂岩/蛇绿岩的报道。尽管积累了一些数据,但是其研究程度远不如对中新生代以来的认识,尤其大部分岩石年代学数据的可靠性有待验证。
(二)野外考察
本年度野外考察选择东阿尔卑斯中部研究程度相对较低的Saualpe-Koralpe -Pohorje 地区基底杂岩和Hochwechsel-Sieggraben地区基底杂岩带为典型研究地区,查明基底杂岩各自的主要地质体和岩石类型组成、空间分布及其与相邻地质体之间的相互关系,详细解析宏观构造特征,变形期次和叠加关系,识别前阿尔卑斯期的构造变形事件,建立研究区主要构造事件序列,主要考察内容包括:
1. 在Obertauern地区的野外调查中重点针对Schladming基底杂岩的岩石组成进行了系统研究(图1A)。Schladming基底杂岩主要由混合岩化的正变质片麻岩、浅色花岗片麻岩、花岗闪长质片麻岩、角闪花岗闪长片麻岩组成,同时发育有一些块状斜长角闪岩、片麻状斜长角闪岩、眼球状斜长片麻岩、角闪石英片岩、石英岩、云母片岩、变质碎屑岩和少量蛇纹岩。其中云母片岩和一些变质火山沉积岩变形很强,出现强烈构造置换和层内褶皱,在Obertauern地区形成一个区域规模的大型向NW方向的逆冲推覆倒转褶皱,核部为斜长角闪岩和各类片麻岩,上部为中生代盖层,同步变形。
2. 在Koralpe-Saualpe-Pohorje 地区(图1B)重点对Plankogel杂岩进行了系统考察。Seckau-Gleinalpe杂岩的基底由一个寒武纪到奥陶纪岛弧沉积序列组成,其上为Speik杂岩(前寒武纪末-早寒武世蛇绿岩)。再上部为W?lz和Rappold杂岩,代表了被动大陆边缘的盖层沉积序列,时代可能为志留纪-泥盆纪。这些杂岩在构造窗中也有出露,主要由云母片岩,角闪岩和大理岩组成,也包括一些时代不确定的二叠纪Wolfsberg花岗岩,但不含高压变质岩。Plankogel杂岩可能是不明时代的蛇绿岩单元的一部分,岩性组成复杂,包括蛇纹岩和其他镁铁质岩石、石榴石角闪岩、富锰的石英岩(可能为变质的深海锰结核)、含巨晶石榴石的云母片岩、云母斜长片麻岩,还有一些大理岩,可能为嵌入到增生楔中的海沟蛇绿混杂岩。前人推测认为这套杂岩时代为志留纪/泥盆纪,但缺少年龄证据。本次野外考察对杂岩体的各类岩石都进行了系统的样品采集,对其开展定年和地化分析,揭示其成因和产出构造背景。
3. 在Hochwechsel-Sieggraben地区(图1C)系统调查了奥地利阿尔卑斯推覆杂岩中部层位Sieggraben杂岩的空间产出特征、构造变形和岩石组成,并对研究区内花岗质片麻岩、斜长角闪岩、角闪片麻岩、辉长岩、榴辉岩、超镁铁质岩等年龄不详的岩石进行系统采样。查明奥地利阿尔卑斯推覆杂岩下部层位的Wechsel片麻岩构造变形特征和岩石组成,并系统采集了石英岩、绿帘斜长角闪岩、泥质片岩和钠长石变斑晶副片麻岩等样品。
4. 在斯洛文尼亚的Slovenska地区(图1D)对一套俯冲杂岩进行了系统野外考察和取样。这套杂岩由榴辉岩、斜长角闪岩、石榴辉长岩、石英岩、云母片岩、石榴橄榄岩和眼球状花岗片麻岩组成。在白垩纪发生榴辉岩相变质,应为新特提斯洋阿尔卑斯期俯冲的产物。
三、下一阶段工作
室内进行野外原始资料的整理,尽快开展同位素测年、地化样品的测试;针对Wechsel片麻杂岩、Plankogel杂岩和Seiggraben杂岩,开展室内岩相学和显微组构观察研究,完成部分石英C轴EBSD组构和电子探针分析。在此基础上,总结研究区的相关研究成果,开始撰写论文。