青藏高原拉萨地块碰撞-后碰撞岩浆作用的三种类型及其对大陆俯冲和成矿作用的启示：Sr-Nd同位素证据

青藏高原拉萨地块是揭示印度与亚洲大陆碰撞的最重要的地区之一,其中广泛发育的碰撞-后碰撞岩浆作用记录了这一地区从特提斯洋俯冲消减到印度大陆陆内俯冲的全过程.本文基于对最新的Sr-Nd同位素资料的分析,从高原岩石圈的三种主要地球化学端元入手,分析了拉萨地块碰撞-后碰撞岩浆作用的类型及其在大陆俯冲与成矿作用方面的意义.青藏高原岩石圈可以分为三种主要的地球化学端元,一是青藏高原北部地球化学省（包括羌塘、可可西里和西昆仑）代表的青藏原始岩石圈地幔地球化学端元,42Ma以来在高原北部广泛分布的钾质岩浆岩的Nd-Sr同位素成分比较均一和稳定,同位素比值的范围较窄,^87Sr/^86Sr=0.707101～0.710536,εNd=-2～-9,tDM=0.7～1.3Ga;二是雅鲁藏布江蛇绿岩代表的新特提斯洋地幔端元,^87Sr/^86Sr=0.703000～0.706205,εNd=＋7.8～＋10,呈印度洋型MORB特征,属于印度洋型地幔域;三是喜马拉雅带地壳基底和花岗岩类显示的喜马拉雅地壳地球化学端元,εNd=-12～-25,^87Sr/^86Sr=0.733110～0.760000,具相对古老的Nd模式年龄,tDM=1.9～2.9Ga.拉萨地块碰撞-后碰撞岩浆作用可以划分出三种地球化学类型,即拉萨地块原地型、亲特提斯洋型和亲喜马拉雅型.这三种岩浆作用类型受控于上述三种地球化学端元在其源区的比例及相互作用.其中,拉萨地块原地型与青藏高原北部地球化学省特征一致,亲特提斯洋型代表了与新特提斯洋俯冲消减及其后的再循环有关的岩浆作用,亲喜马拉雅型岩浆岩的Sr-Nd同位素特征则可能指示了喜马拉雅大陆地壳端元的参与.超钾质火山岩是揭示印度大陆岩石圈向北俯冲的重要证据,印度大陆岩石圈俯冲作用可能同时控制了超钾质岩石和盐类矿床的产出,古老地壳物质作为源区参与了超钾质岩石和盐类矿床的成岩与成矿作用.拉萨地块中部地区的含矿斑岩属于亲特提斯洋型岩浆作用,因此具亲特提斯洋型特征的火山岩、浅成斑岩和深成侵入岩,是进一步寻找铜、钼、金矿床的重要目标.     

印度大陆与亚洲大陆早期碰撞过程与动力学模型——来自西藏冈底斯新生代火成岩证据

为了揭示青藏高原的形成演化及其隆升历史,本文主要立足于西藏冈底斯带新生代岩浆岩,研究了印度—亚洲大陆碰撞早期阶段的关键岩石记录、详细碰撞过程和深部动力机制。西藏新生代火山-岩浆活动贯穿于主碰撞造山过程的始终,形成规模巨大的冈底斯火成岩浆岩带,其中,火山活动形成著名的林子宗第三纪火山岩系(64~43Ma),岩浆作用则形成3个时间连续、但组合不同的岩浆序列,即:1壳源花岗岩组合(65~50Ma)、2正εNd花岗岩-辉长岩组合(52~47Ma)和3幔源玄武质次火山岩-辉绿岩组合(53~42Ma)。林子宗第三纪火山岩系形成于印度—亚洲大陆对接碰撞之后(~65Ma),不整合覆盖于中生代褶皱构造层之上,中下部钙碱性—高钾钙碱性火山岩显示岛弧/陆缘弧地球化学特征,主要来自于洋壳板片流体交代的地幔楔形区,上部钾玄岩系火山岩则更多地显示壳源特征。壳源花岗岩主要侵位于冈底斯东段腾冲地区,成因类型为白云母过铝花岗岩和富钾钙碱性花岗岩,其高(87Sr/86Sr)i(>0.710)和低εNd(<-7)同位素组成反映其源于碰撞加厚的砂泥质地壳的深熔作用。正εNd值(+2~+5)花岗岩和辉长岩沿冈底斯带成对侵位,花岗岩具有埃达克岩与弧花岗岩过渡特征,其形成有较多的幔源物质贡献;辉长岩正εNd值特征(+2.5~+7.0)、REE平坦型或弱富集型以及亏损大部分不相容元素(Nb,P,Ti,U,Th,LREE)特征,反映软流圈地幔对岩浆形成产生重要贡献。幔源玄武质次火山岩主要为钙碱性岩系,REE平坦型,低(87Sr/86Sr)i(<0.7060)、高εNd(高达+4.3),同位素组成接近于MORB,证明其来源于亏损的软流圈地幔。根据这些构造-岩浆事件的时空分布、岩石组合特征、岩石地球化学以及岩浆演变序列,提出了一个青藏高原大陆碰撞的四阶段演化模式。这个模式强调了170~60Ma,新特提斯洋板片回转,印度大陆与亚洲大陆发生碰撞(≥65Ma),并导致加厚地壳深熔;260~54Ma,印度大陆板片向北陡深俯冲,下地壳缩短加厚,地壳深熔作用持续;353~41Ma,新特提斯洋板片发生断离,并向下拆沉。软流圈物质透过板片断离窗上涌,诱发地幔楔、上覆加厚的镁铁质下地壳熔融;4陡深俯冲的印度大陆板片因特提斯洋板片断离而发生折返,开始低角度俯冲(<40Ma),导致高原内部的陆内俯冲、走滑剪切与地壳缩短,造成冈底斯岩浆间断(40~26Ma)和拉萨地体初始抬升。因此,在青藏高原碰撞造山过程中,主碰撞期造山(65~41Ma)的动力机制主要是印度大陆板片的陡角度俯冲和特提斯洋板片断离,晚碰撞期造山(40~26Ma)的动力机制主要为印度大陆板片的低角度俯冲。     

西藏南木林晚白垩世辉绿岩与花岗质脉岩成因及其揭示的伸展背景

青藏高原南部拉萨地块晚白垩世岩浆岩带的岩石成因和动力学对于揭示大陆碰撞之前的特提斯演化过程具有重要意义。本文报道了南木林县南部的辉绿岩岩株及侵入其中的正长花岗岩脉的锆石U-Pb年龄、Hf同位素和微量元素以及岩石地球化学数据,并探讨了晚白垩世构造-岩浆作用过程。辉绿岩年龄为93.8Ma,正长花岗岩脉年龄为92.4Ma,为同期晚白垩世岩浆活动产物。辉绿岩富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,锆石εHf(t)为+8.5~+14.2,具有亏损的岛弧岩浆特征,可能是俯冲交代的地幔楔熔体与软流圈熔体相互作用发生部分熔融的产物;正长花岗岩具有富Si O2(74.76%~76.02%)、富K2O(4.75%~6.18%)、富碱(K2O+Na2O=7.57%~8.44%),以及过铝质特征(A/CNK=1.10~1.18),εHf(t)为+7.7~+13.0,岩石属于高分异的I型花岗岩,可能源于新生的镁铁质下地壳的部分熔融。从南木林地区产出的基性岩和酸性脉岩构成的"双峰式"岩石组合、靠近弧后的伸展构造背景、软流圈和岩石圈的共同参与、上地幔和下地壳同时产生岩浆作用等过程,结合78~100Ma岩浆作用大规模东西向带状分布等研究结果,本文认为南木林南部岩浆岩可能是在新特提斯洋壳北向俯冲挤压的同时,在大约90~100Ma时期,深部发生了板片断离或者板片回转,浅部造成了弧后伸展的构造背景。位于板片窗上方,源于交代地幔楔和软流圈相互作用产生了镁铁质岩浆,上侵后诱发下地壳部分熔融形成花岗质岩浆。基性岩石、花岗质岩石以及特殊类型的紫苏花岗岩、埃达克岩等多种岩石类型并存,表明晚白垩世时期,特提斯洋向着拉萨地块之下的总体俯冲背景下,可能存在洋脊俯冲、板片断离、板片回转等多种构造-岩浆体制。     

冈底斯弧的岩浆作用：从新特提斯俯冲到印度亚洲碰撞

位于青藏高原南部的冈底斯岩浆弧形成于中生代新特提斯大洋岩石圈的长期俯冲过程中,而且在印度与亚洲大陆碰撞过程中叠加了强烈的新生代岩浆作用,是世界上典型的复合型大陆岩浆弧,已经成为研究汇聚板块边缘岩浆作用和大陆地壳生长与再造的天然实验室。基于对现有研究成果的总结,我们将冈底斯岩浆弧的岩浆构造演化划分为5个阶段：第1阶段发生在晚白垩世之前,以新特提斯洋岩石圈长期正常俯冲和钙碱性弧岩浆岩的发育为特征;第2阶段发生在晚白垩世时期,以活动的新特提斯洋中脊发生俯冲和强烈的岩浆作用与显著的新生地壳生长为特征;第3阶段发生在晚白垩世晚期,以残余的新特提斯大洋岩石圈俯冲和正常弧型岩浆作用为特征;第4阶段发生在古新世至中始新世,以印度与亚洲大陆碰撞、俯冲的新特提斯洋岩石圈回转和断离,及其诱发的幔源岩浆作用、新生和古老地壳的强烈再造为特征;第5阶段为发生在晚渐新世到中中新世的后碰撞阶段,深俯冲印度岩石圈的回转和断离,或加厚岩石圈地幔的对流移去导致了加厚下地壳的部分熔融和埃达克质岩石的广泛发育,同时伴随幔源钾质超钾质岩浆作用。冈底斯弧岩浆作用与岩浆成分的系统时空变化很好地记录了从新特提斯洋俯冲到印度亚洲大陆碰撞的完整构造演化过程。     

西藏冈底斯南缘冲木达约30Ma埃达克质侵入岩的成因:向北俯冲的印度陆壳的熔融?

40～25 Ma之间通常被认为是拉萨地块特别是藏南冈底斯带岩浆活动的间歇期,与新特提斯洋板片断离后印度-亚洲大陆的硬碰撞有关.对出露于冈底斯东段南缘的冲木达石英二长岩-花岗闪长岩及相关的闪长质包体进行了锆石LA-ICPMS U-Pb定年和主微量元素、Sr-Nd同位素和锆石原位Hf同位素研究.年代学分析显示,侵入岩及其包...     

印度大陆与亚洲大陆早期碰撞过程与动力学模——来自西藏冈底斯新生代火成岩证据

为了揭示青藏高原的形成演化及其隆升历史,本文主要立足于西藏冈底斯带新生代岩浆岩,研究了印度-亚洲大陆碰撞早期阶段的关键岩石记录、详细碰撞过程和深部动力机制.西藏新生代火山-岩浆活动贯穿于主碰撞造山过程的始终,形成规模巨大的冈底斯火成岩浆岩带,其中,火山活动形成著名的林子宗第三纪火山岩系(64～43 Ma),岩浆作用则形成3个时间连续、但组合不同的岩浆序列,即: ①壳源花岗岩组合(65～50 Ma)、②正εNd花岗岩-辉长岩组合(52～47 Ma)和③幔源玄武质次火山岩-辉绿岩组合(53～42 Ma).林子宗第三纪火山岩系形成于印度-亚洲大陆对接碰撞之后(～65 Ma),不整合覆盖于中生代褶皱构造层之上,中下部钙碱性-高钾钙碱性火山岩显示岛弧/陆缘弧地球化学特征,主要来自于洋壳板片流体交代的地幔楔形区,上部钾玄岩系火山岩则更多地显示壳源特征.壳源花岗岩主要侵位于冈底斯东段腾冲地区,成因类型为白云母过铝花岗岩和富钾钙碱性花岗岩,其高(87Sr/86Sr)i (＞0.710)和低εNd(＜-7)同位素组成反映其源于碰撞加厚的砂泥质地壳的深熔作用.正εNd值(+2～+5)花岗岩和辉长岩沿冈底斯带成对侵位,花岗岩具有埃达克岩与弧花岗岩过渡特征,其形成有较多的幔源物质贡献;辉长岩正εNd值特征(+2.5～+7.0)、REE平坦型或弱富集型以及亏损大部分不相容元素(Nb, P, Ti, U, Th, LREE)特征,反映软流圈地幔对岩浆形成产生重要贡献.幔源玄武质次火山岩主要为钙碱性岩系,REE平坦型,低(87Sr/86Sr)i (＜0.7060) 、高εNd (高达+4.3,同位素组成接近于MORB,证明其来源于亏损的软流圈地幔.根据这些构造-岩浆事件的时空分布、岩石组合特征、岩石地球化学以及岩浆演变序列,提出了一个青藏高原大陆碰撞的四阶段演化模式.这个模式强调了①70～60 Ma,新特提斯洋板片回转,印度大陆与亚洲大陆发生碰撞(≥65 Ma),并导致加厚地壳深熔;②60～54 Ma,印度大陆板片向北陡深俯冲,下地壳缩短加厚,地壳深熔作用持续;③53～41 Ma,新特提斯洋板片发生断离,并向下拆沉.软流圈物质透过板片断离窗上涌,诱发地幔楔、上覆加厚的镁铁质下地壳熔融;④陡深俯冲的印度大陆板片因特提斯洋板片断离而发生折返,开始低角度俯冲(＜40 Ma),导致高原内部的陆内俯冲、走滑剪切与地壳缩短,造成冈底斯岩浆间断(40～26 Ma)和拉萨地体初始抬升.因此,在青藏高原碰撞造山过程中,主碰撞期造山(65～41 Ma)的动力机制主要是印度大陆板片的陡角度俯冲和特提斯洋板片断离,晚碰撞期造山(40～26 Ma)的动力机制主要为印度大陆板片的低角度俯冲.     

拉萨地体南缘早始新世荣玛辉长岩年代学、岩石地球化学特征及其地质意义

印度-欧亚大陆初始碰撞后的新特提斯洋板片断离过程至今尚未得到较好的约束.对拉萨地体南缘荣玛地区早始新世辉长岩开展了锆石U-Pb定年、全岩主微量及Sr-Nd同位素分析,探讨了岩石成因及动力学意义,以进一步约束新特提斯洋板片断离过程.研究结果表明,荣玛辉长岩的锆石U-Pb年龄为51±1 Ma,形成于早始新世;地球化学特征显示富集大离子亲石元素（Rb、Sr、Ba）,亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti）,初始87Sr/86Sr比值为0.705 9~0.706 6,ε_Nd（t）值为+3.1~+3.3;与典型弧岩浆岩相比具有较高的Zr（134.28×10-6~230.07×10-6）、TiO₂（1.04%~1.51%）、Nb（9.01×10-6~14.67×10-6）含量,显示出典型板内玄武岩的地球化学属性.岩石源区除了来自俯冲板片释放的流体交代的岩石圈亏损地幔外,同时可能受到深部软流圈地幔物质的加入.结合南部拉萨地体已发表的始新世岩浆岩的地球化学及年代学数据,进一步约束新特提斯洋板片断离时间不晚于51 Ma.      

青藏高原新生代火山作用与构造演化

青藏高原的新生代火山作用是印度-亚洲大陆碰撞的火山响应,它显示了系统的时、空变化。随着印度-亚洲大陆碰撞从~65 Ma的接触-碰撞(即"软碰撞")转变到~45 Ma的全面碰撞(即"硬碰撞"),火山作用也逐渐从钠质+钾质变为钾质-超钾质+埃达克质。65~40 Ma的钾质和钠质熔岩主要分布于藏南的拉萨地块,少量分布于藏中的羌塘地块。从45~26 Ma,在藏中的羌塘地块中广泛发育钾质-超钾质熔岩和少量埃达克岩。随后的碰撞后火山作用向南迁移,在拉萨地块中产生~26~10 Ma间的同时代超钾质和埃达克质熔岩。尔后,从~18 Ma始,钾质和少量埃达克质火山作用重新向北,在西羌塘和松潘-甘孜地块中呈广泛和半连续状分布。此种时-空变异对形成青藏高原的深部地球动力学过程提供了重要约束。该过程包括:已消减的新特提斯大洋板片的回转、断离及随后增厚拉萨岩石圈根的去根作用,及因此而造成的印度岩石圈向北下插。青藏高原的隆升是自南向北穿时发生的。高原南部被创建于渐新世晚期,并保持至今;直到中新世中期,由于下插印度岩石圈的持续向北推挤,西羌塘和松潘-甘孜岩石圈的下部开始塌陷和拆离,高原北部才达到其现今的高度和规模。     

拉萨地体的起源和古生代构造演化

早期由于资料有限,对拉萨地体古生代时期的裂解、漂移、俯冲和碰撞历史的认知程度还很低。本文利用目前已有
地质和地球化学资料,分析了拉萨地体的中生代岩石圈结构,探讨了拉萨地体的起源和古生代演化历史。大量长英质岩石
的锆石Hf 同位素和全岩Nd 同位素表明,南部和北部拉萨地体以新生地壳为主,部分地区可能存在前寒武纪结晶基底,而
中部拉萨地体是具有古元古代甚至太古代结晶基底的条带状微陆块。大量古生代沉积岩的碎屑锆石U-Pb 年龄数据表明,拉
萨地体约1170 Ma 的碎屑锆石年龄指标,明显不同于以约950 Ma 为碎屑锆石年龄指标的安多、羌塘和特提斯喜马拉雅。拉
萨地体起源于澳大利亚大陆北缘是目前资料情况下的最合理解释。中部拉萨地体约492 Ma 的双峰式火山岩形成于活动大陆
边缘背景,代表了古地理上位于澳大利亚大陆北缘的岩浆弧的一部分,可能与原特提斯洋岩石圈板片的断离有关。拉萨地
体南缘和南羌塘的泥盆纪末期-石炭纪早期片麻状花岗岩类为存在明显幔源物质输入的S 型花岗岩,可能形成于最终演化
为松多特提斯洋的弧后盆地背景。中二叠世末期发生的拉萨地体与澳大利亚大陆北缘的碰撞造山事件可能触发了班公湖-
怒江特提斯洋岩石圈的南向俯冲,并随后对拉萨地体的中生代构造岩浆演化发挥关键性作用。     

冈底斯岩浆弧的形成与演化

位于青藏高原南部的冈底斯岩浆弧是新特提斯大洋岩石圈长期俯冲导致的中生代岩浆作用的产物,而且在印度与亚洲大陆碰撞过程中叠加了强烈的新生代岩浆作用,是世界上典型的复合型大陆岩浆弧,也是研究增生与碰撞造山作用和大陆地壳生长与再造的天然实验室。基于岩浆、变质和成矿作用研究成果,我们将冈底斯弧的形成与演化历史划分5期,即新特提斯洋早期俯冲、新特提斯洋中脊俯冲、新特提斯洋晚期俯冲、印度-亚洲大陆碰撞和后碰撞期。第1期发生在晚白垩世之前,是以新特提斯洋岩石圈的长期俯冲、地幔楔部分熔融形成钙碱性弧岩浆岩为特征。长期的幔源岩浆作用导致了整个冈底斯弧发生显著的新生地壳生长,并在岩浆弧西部形成了一个大型的与俯冲相关的斑岩型铜矿。第2期发生在晚白垩世,活动的新特提斯洋中脊发生俯冲,软流软圈沿板片窗上涌,使上升的软流圈、地幔楔和俯冲洋壳发生部分熔融,导致了强烈的幔源岩浆作用和显著的新生地壳生长与加厚,并以不同类型和不同成分岩浆岩的同时发育和伴随的高温变质作用为特征。第3期发生在晚白垩世晚期,为新特提斯洋脊俯冲后残余大洋岩石圈的俯冲期,以正常的弧型岩浆作用为特征。第4期发生在古新世至中始新世,伴随印度与亚洲大陆的碰撞,俯冲的新特提斯洋岩石圈回转和断离引起软流圈上涌,诱发了强烈的幔源岩浆作用。在此阶段,大陆碰撞导致的地壳挤压缩短和幔源岩浆的底侵与增生,使冈底斯弧经历了显著的地壳生长和加厚,新生和古老加厚下地壳的高压、高温变质和部分熔融,幔源和壳源岩浆岩的共生和强烈的岩浆混合。所形成的I型花岗岩大多继承了新生地壳弧型岩浆岩的化学成分,并多显出埃达克岩的地球化学特征。在岩浆弧北部形成了一系列与起源于古老地壳花岗岩相关的Pb-Zn矿床。第5期发生在晚渐新世到早-中中新世的后碰撞挤压过程中,以地壳的继续加厚,加厚下地壳的高温变质、部分熔融和埃达克质岩石的形成为特征。在岩浆弧东段南部形成了一系列与起源于新生加厚下地壳埃达克质岩石相关的斑岩型Cu-Au-Mo矿。冈底斯带的多期岩浆、变质与成矿作用为其从新特提斯洋俯冲到印度-亚洲大陆碰撞的构造演化提供了重要限定。     

The origin and pre-Cenozoic evolution of the Tibetan Plateau

Different hypotheses have been proposed for the origin and pre-Cenozoic evolution of the Tibetan Plateau as a result of several collision events between a series of Gondwana-derived terranes (e.g., Qiangtang, Lhasa and India) and Asian continent since the early Paleozoic. This paper reviews and reevaluates these hypotheses in light of new data from Tibet including (1) the distribution of major tectonic boundaries and suture zones, (2) basement rocks and their sedimentary covers, (3) magmatic suites, and (4) detrital zircon constraints from Paleozoic metasedimentary rocks. The Western Qiangtang, Amdo, and Tethyan Himalaya terranes have the Indian Gondwana origin, whereas the Lhasa Terrane shows an Australian Gondwana affinity. The Cambrian magmatic record in the Lhasa Terrane resulted from the subduction of the proto-Tethyan Ocean lithosphere beneath the Australian Gondwana. The newly identified late Devonian granitoids in the southern margin of the Lhasa Terrane may represent an extensional magmatic event associated with its rifting, which ultimately resulted in the opening of the Songdo Tethyan Ocean. The Lhasa−northern Australia collision at ~ 263 Ma was likely responsible for the initiation of a southward-dipping subduction of the Bangong-Nujiang Tethyan Oceanic lithosphere. The Yarlung-Zangbo Tethyan Ocean opened as a back-arc basin in the late Triassic, leading to the separation of the Lhasa Terrane from northern Australia. The subsequent northward subduction of the Yarlung-Zangbo Tethyan Ocean lithosphere beneath the Lhasa Terrane may have been triggered by the Qiangtang–Lhasa collision in the earliest Cretaceous. The mafic dike swarms (ca. 284 Ma) in the Western Qiangtang originated from the Panjal plume activity that resulted in continental rifting and its separation from the northern Indian continent. The subsequent collision of the Western Qiangtang with the Eastern Qiangtang in the middle Triassic was followed by slab breakoff that led to the exhumation of the Qiangtang metamorphic rocks. This collision may have caused the northward subduction initiation of the Bangong-Nujiang Ocean lithosphere beneath the Western Qiangtang. Collision-related coeval igneous rocks occurring on both sides of the suture zone and the within-plate basalt affinity of associated mafic lithologies suggest slab breakoff-induced magmatism in a continent−continent collision zone. This zone may be the site of net continental crust growth, as exemplified by the Tibetan Plateau.     

Geochronology,geochemistry and Sr-Nd-Pb-Hf isotopes of the Early Paleogene gabbro and granite from Central Lhasa,southern Tibet: petrogenesis and tectonic implications

ABSTRACT

The Tibetan Plateau is a composite orogenic belt that has experienced prolonged subduction, obduction, and collisional processes, during the opening and closure of successive Tethyan oceans. We present new zircon U-Pb ages and Hf isotopes, and whole-rock geochemical and Sr-Nd-Pb isotopic data from the Early Paleogene Longge’er gabbro and Qingduxiang granite of Central Lhasa, southern Tibet. Together these allow us to refine existing models for widespread magmatic activity associated with the subduction of the Neo-Tethyan Ocean. The Longge’er gabbro (53.5 ± 1.6 Ma) belongs to the low-K tholeiitic to medium-K and metaluminous series, while the Qingduxiang granite (54.5 ± 0.9 Ma) is characterized as high-K, calc-alkaline, metaluminous, and of I-type affinity. Both intrusions are enriched in the LREE and depleted in the HREE with negative Eu, Ba, Nb, Ta, Sr, and Ti anomalies. Trace elements characteristics and enriched whole-rock Sr-Nd-Pb and zircon Hf isotopic compositions demonstrate that the gabbro was derived from partial melting of enriched lithosphere mantle metasomatized by Central-Lhasa ancient crustal materials, while the I-type granite was generated by partial melting of Central-Lhasa ancient lower crust combined with magmas derived from Southern-Lhasa juvenile crust. Geochemical compositions of the gabbro and granite reveal the Early Paleogene magmatism was emplaced in a shallow extensional setting related to slab break off following the closure of the Neo-Tethyan Ocean. Combined with previous studies, we can infer slab rollback occurred from Late Cretaceous (~69 Ma) to Early Eocene (55 Ma), while slab break off was shortly lived at ca. 55–49 Ma. Consequently, the India-Asia collision must not have started later than ca. 55 Ma.     

拉萨地块南部冈底斯~50 Ma负ε_(Nd)(t)花岗质侵入岩的发现及其地质意义

拉萨地块南部冈底斯岩浆带主要形成于中生代–早新生代(205~40 Ma),正的锆石ε_(Hf)(t)和全岩ε_(Nd)(t)显示了新生地壳组分的特征,其形成普遍被认为与新特提斯洋俯冲或印度–欧亚大陆碰撞后的板片断离有关。作者近期的研究工作显示,冈底斯岩浆带中部的早始新世挡顶拉和先弄错纳花岗质侵入岩具有明显的负ε_(Nd)(t)值。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄表明,上述侵入岩形成于~50 Ma,与冈底斯早新生代岩浆大爆发时期(~50 Ma)一致。挡顶拉和先弄错纳侵入岩具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损以及中等的负Eu异常特征,但先弄错纳岩体具有低的稀土元素总量和更明显的轻、重稀土元素分异。挡顶拉和先弄错纳侵入岩具有明显富集的Sr-Nd同位素组成:(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.7096~0.7121,εNd(t)=-7.3~-8.0。这些侵入岩主要可能来自古老地壳的重熔,且其源区组成矿物可能为黑云母+角闪石+石英+斜长石,岩浆在上升过程中经历了结晶分异。尽管目前的研究资料还无法解释这种富集的同位素特征是与拉萨古老地壳的部分熔融有关,还是与俯冲的印度古老大陆地壳物质熔融有关,但是明显负ε_(Nd)(t)值的花岗质岩石在拉萨地块南部冈底斯岩基中部的出现,有可能为新特提斯洋俯冲及印度–欧亚大陆碰撞过程提供新的启示。     

西藏拉萨地块南缘晚白垩世镁铁质岩浆作用的年代学、地球化学及意义

镁铁质岩石所反映出的壳幔作用信息可以为地壳增生发生的时间和方式提供可靠的证据。本文报道了南部拉萨地块东段朗县至米林之间晚白垩世镁铁质岩石的岩石学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学以及锆石Hf同位素数据。锆石U-Pb定年结果表明,角闪辉长岩侵位于98~88Ma,高Al₂O₃(17.25%~19.46%),低MgO含量(3.89%~5.07%)及Mg^#(44~50),与高铝玄武岩特征相似,属于中钾钙碱性岩石,富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE),铕异常不明显(δEu=0.82~1.06),(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值为0.70427,ε_Nd(t)值为3.0,具有高且正的锆石ε_Hf(t)值(+11.8~+17.2)。这些晚白垩世镁铁质岩石可能是来自俯冲板片的沉积物熔体交代地幔楔物质发生部分熔融并经历一定程度镁铁质矿物分离结晶作用产物。     

青藏高原南部拉萨地体的变质作用与动力学

拉萨地体位于欧亚板块的最南缘,它在新生代与印度大陆的碰撞形成了青藏高原和喜马拉雅造山带。因此,拉萨地体是揭示青藏高原形成与演化历史的关键之一。拉萨地体中的中、高级变质岩以前被认为是拉萨地体的前寒武纪变质基底。但新近的研究表明,拉萨地体经历了多期和不同类型的变质作用,包括在洋壳俯冲构造体制下发生的新元古代和晚古生代高压变质作用,在陆-陆碰撞环境下发生的早古生代和早中生代中压型变质作用,在洋中脊俯冲过程中发生的晚白垩纪高温/中压变质作用,以及在大陆俯冲带上盘加厚大陆地壳深部发生的两期新生代中压型变质作用。这些变质作用和伴生的岩浆作用表明,拉萨地体经历了从新元古代至新生代的复杂演化过程。(1)北拉萨地体的结晶基底包括新元古代的洋壳岩石,它们很可能是在Rodinia超大陆裂解过程中形成的莫桑比克洋的残余。(2)随着莫桑比克洋的俯冲和东、西冈瓦纳大陆的汇聚,拉萨地体洋壳基底经历了晚新元古代的(～650Ma)的高压变质作用和早古代的(～485Ma)中压型变质作用。这很可能表明北拉萨地体起源于东非造山带的北端。(3)在古特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘的俯冲过程中,拉萨地体和羌塘地体经历了中古生代的(～360Ma)岩浆作用。(4)古特提斯洋盆的闭合和南、北拉萨地体的碰撞,导致了晚二叠纪(～260Ma)高压变质带和三叠纪(～220Ma)中压变质带的形成。(5)在新特提斯洋中脊向北的俯冲过程中,拉萨地体经历了晚白垩纪(～90Ma)安第斯型造山作用,形成了高温/中压型变质带和高温的紫苏花岗岩。(6)在早新生代(55～45Ma),印度与欧亚板块的碰撞,导致拉萨地体地壳加厚,形成了中压角闪岩相变质作用和同碰撞岩浆作用。(7)在晚始新世(40～30Ma),随着大陆的继续汇聚,南拉萨地体经历了另一期角闪岩相至麻粒岩相变质作用和深熔作用。拉萨地体的构造演化过程是研究汇聚板块边缘变质作用与动力学的最佳实例。