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祁连山东段中祁连地块：物质组成剖析与构造演化洞察

一、引言

1.1研究背景与意义

祁连山东段中祁连地块作为青藏高原东北部的关键构造单元，处于秦祁昆巨型造山带中段，其大地构造位置独特，挟持于塔里木板块和柴达木板块之间，不仅是研究中国大陆板块构造演化的重要窗口，更是连接不同构造区域的关键纽带，在地质研究领域占据着不可替代的关键地位。

研究中祁连地块的物质组成，能够为追溯区域地质历史提供直接依据。岩石类型、矿物成分以及地球化学特征等信息，如同地质历史的“密码”，能够帮助我们解读该地块在不同地质时期的形成环境、沉积条件以及构造背景。例如，通过对元古界地层中变质岩的研究，可以揭示其在复杂构造运动中的变质变形历史，进而推断当时的地壳演化过程。

而探究其构造演化，则有助于深入理解地球动力学过程。祁连山东段经历了多期次的构造运动，从元古代的大陆裂谷到早古生代的地槽阶段，再到晚古生代的地台阶段以及中、新生代的地洼阶段，每一次构造变革都在地块上留下了深刻的印记。研究这些构造演化过程，不仅能够揭示区域构造变形的机制和规律，还能够为全球板块构造理论提供重要的区域实例，对于理解地球内部物质运动和能量交换具有重要意义。

此外，中祁连地块的地质演化与区域矿产资源的形成和分布密切相关。许多金属和非金属矿产的形成都与特定的构造环境和地质事件有关，通过研究其物质组成和构造演化，能够为矿产资源的勘探和开发提供科学依据，具有重要的经济价值。同时，该地区的地质演化还对生态环境和人类活动产生了深远影响，了解这些背景知识，对于区域生态保护和可持续发展也具有重要的指导意义。

1.2研究现状综述

长期以来，众多学者针对中祁连地块的物质组成和构造演化开展了大量研究工作。在物质组成方面，对该地块出露的岩石地层进行了详细划分和研究，元古界地层中的湟源群、湟中群和花石山群等都受到了广泛关注。研究表明，湟源群和湟中群可能为同一构造地层单位，其变质程度的差异归因于区域递增变质作用，而花石山群则可能具有盖层性质。在岩石地球化学研究中，分析了各类岩石的主量元素、微量元素及同位素组成，以探讨其源区性质和形成构造环境。例如，对皋兰岩群火山岩的研究认为其形成于陆缘弧及弧后盆地构造环境。

在构造演化研究上，已识别出该地块经历了多期构造运动。通过构造变形分析，发现湟源群至少经历了三期褶皱变形，其中第一期和第二期变形是元古宙晋宁期俯冲碰撞造山作用的构造记录，第三期褶皱变形则是祁连加里东期板块主碰撞造山作用的表现形式之一。同时，利用同位素年代学等方法，对不同时期的构造事件进行了定年，为构造演化历史的建立提供了时间约束。

然而，当前研究仍存在一些不足和待解决问题。在物质组成研究中，对于一些复杂岩石组合的成因和演化机制尚未完全明确，不同岩石地层单位之间的精确对比和界线划分还存在争议。在构造演化方面，虽然已经识别出多期构造运动，但对于各期构造运动之间的转换机制和动力学背景，仍缺乏深入系统的研究。此外，对于中祁连地块与周边地块在构造演化过程中的相互作用关系，也有待进一步深入探讨。这些问题的存在，为本文的研究提供了明确的方向。

1.3研究内容与方法

本文的主要研究内容涵盖多个关键方面。在岩石类型研究上，对中祁连地块内出露的各类岩石进行详细的野外观察和室内鉴定，全面确定其岩石类型，包括岩浆岩、沉积岩和变质岩等，并分析其岩石学特征，如矿物组成、结构构造等。

地球化学特征分析方面，采集代表性岩石样品，运用先进的分析测试技术，精确测定其主量元素、微量元素和同位素组成。通过对这些地球化学数据的深入分析，揭示岩石的源区性质、形成构造环境以及物质演化过程。

构造变形研究将通过野外地质调查，详细观察和测量构造变形现象，如褶皱、断层、节理等，并绘制构造地质图。运用构造解析方法，分析构造变形的几何学、运动学和动力学特征，确定构造变形期次和演化序列。

在年代学测定方面，采用同位素年代学方法，如锆石U-Pb定年、Sm-Nd同位素定年等，对关键岩石样品进行精确测年，为构造演化和物质演化提供可靠的时间框架。

本文采用的研究方法包括：野外地质调查，通过实地观察和测量，获取第一手地质资料，详细记录岩石露头、构造现象、地层接触关系等信息；岩石样品分析，运用偏光显微镜、电子探针、电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）等先进仪器，对岩石样品进行矿物成分、元素组成和同位素组成分析；年代学测定，利用高精度的同位素年代学分析技术，准确测定岩石的形成年龄和构造事件的发生时间；综合分析与模拟，将野外调查、实验分析和年代学数据进行综合分析，结合区域地质背景，建立中祁连地块物质组成和构造演化的模型，并运用数值模拟等方法，对构造演化过程进行模拟和验证。

二、区域地质背景

2.1祁连山东段地质概况

祁连山东段地处青藏高原东北缘，地理位置上跨越甘肃