拉萨地体东南部林芝杂岩形成与变质演化的锆石U-Pb年代学限定

本文对拉萨地体东南部林芝地区分布的变质岩进行了岩相学和锆石年代学研究。结果表明,林芝杂岩中的变质沉积岩主要由片麻岩和片岩组成,它们经历了中压角闪岩相变质作用。变质岩中的锆石多由继承的碎屑岩浆核和新生的变质边组成。继承锆石核给出了新太古代至晚古生代的年龄范围,其主要年龄峰值在～1560Ma、～1190Ma、～620Ma和～340Ma,而锆石变质边给出了53Ma和27Ma的变质年龄。这一结果表明,林芝杂岩中的变质沉积岩很可能形成在古生代,其物质源区具有Grenville和Pan-Africa期造山作用的构造热事件记录。这一研究和已有的成果进一步证明,拉萨地体起源于Gondwana大陆北缘,在新生代印度与欧亚大陆的碰撞/俯冲过程中,拉萨地体作为俯冲带的上盘经历了多期变质作用改造。本研究为拉萨地体起源与多期构造演化提供了重要信息。     

青藏高原拉萨地体南部的泥盆纪花岗岩

位于青藏高原南部的拉萨地体经历了强烈的中、新生代造山作用,以及最近确定的晚古生代至早中生代的造山作用,而本文第一次报道了拉萨地体南部所经历的中古生代岩浆热事件。所研究的花岗岩分布于拉萨地体南部的加查附近,主要由斜长石、石英、钾长石和少量黑云母组成,经历了不同程度的塑性变形,呈片麻状或眼球状构造。花岗岩中的锆石具有典型的岩浆结晶成因特征,获得了366.7±2.5Ma的谐和年龄。这一成果为拉萨地体的起源、构造归属以及早期构造演化提供了重要信息。     

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。     

拉萨地块林芝杂岩体石榴角闪岩的地球化学特征和年代学研究

本文对位于青藏高原拉萨地体东南缘林芝杂岩中的两类石榴角闪岩进行了详细的地球化学和锆石U-Pb年代学研究。这两类石榴角闪岩分别为硅不饱和的含十字石石榴角闪岩和硅饱和的含石英石榴角闪岩。含十字石石榴角闪岩矿物组合为十字石、石榴子石、角闪石、钠云母、绿泥石、斜长石。石英石榴角闪岩矿物组合为石榴子石、角闪石、石英、斜长石、黑云母。岩石学及变质相平衡研究表明两类石榴角闪岩均经历了高压角闪岩相变质作用。含十字石石榴角闪岩和石英石榴角闪岩具有MORB的地球化学特征,锆石U-Pb年代学分析获得了800~200 Ma的206Pb/238U年龄范围,出现了~430 Ma、~268 Ma和~216 Ma年龄峰值。~430 Ma年龄可能和拉萨地体岩浆活动有关,~268 Ma变质年龄和~216 Ma变质年龄和拉萨地块经历的高压变质作用有关。其中~268 Ma年龄和拉萨地块内部松多高压带榴辉岩的峰期变质年龄一致,而~216 Ma年龄和榴辉岩的围岩含石榴子石片岩年龄一致。对比该区域的年代学研究成果,这表明林芝杂岩体不仅经历了中新生代的变质和岩浆再造活动,还经历了古特提斯洋闭合,南北拉萨地块发生碰撞的晚二叠世的高压变质作用和三叠纪的中压变质作用。     

西藏拉萨地体狮泉河则弄群凝灰岩的年代学及动力学背景

前人对西藏拉萨地体则弄群的时代仍存在晚侏罗世与早白垩世的争议,且缺乏东西方向上的对比研究.对位于西段的狮泉河则弄群凝灰岩进行了系统的锆石U-Pb年代学、锆石微量元素和Hf同位素研究,完善了则弄群的年代学格架.狮泉河则弄群凝灰岩的锆石多为自形长柱状,发育明显的振荡环带,其微量元素特征显示为岩浆锆石.2件凝灰岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示其成岩年龄分别为157.5±0.9 Ma和159.2±1.3 Ma.结合前人研究成果,确定则弄群时代为晚侏罗-早白垩世.凝灰岩的锆石微量元素与Hf同位素特征表明其形成于大陆弧环境,源区可能由古老的陆壳基底与少量幔源物质混合形成.区域资料表明,Slainajap洋盆在东西延伸方向上俯冲起始时间不同,可能存在西早东晚的特征.      

拉萨地体东南缘始新世早期变质作用及其构造意义

本文对位于青藏高原拉萨地体东南缘林芝杂岩中的片麻岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究.所研究的样品包括正片麻岩和副片麻岩,它们经历了中压角闪岩相变质作用.岩石地球化学分析结果表明,所研究的正片麻岩的原岩具有钙碱性岛弧岩浆岩的特征.锆石U-Pb年代学分析结果表明,副片麻岩中的碎屑锆石核部为岩浆成因,它们给出的206Pb/238U年龄范围为3012～ 522Ma,其锆石的增生边给出了～51Ma的变质年龄.在正片麻岩中,黑云母片麻岩给出了～67Ma的原岩结晶年龄和～ 55 Ma的变质年龄;石榴石角闪黑云斜长片麻岩给出了～58Ma的原岩结晶年龄和～54Ma的变质年龄.因此,所研究的林芝杂岩并不能代表拉萨地体中的前寒武纪变质基底,而是古生代的沉积岩和晚白垩纪至早新生代的岩浆岩在始新世早期变质而成.这一时期,表壳岩和侵入岩一起经历的中压角闪岩相变质作用很可能跟新特提斯洋俯冲导致的地壳增生、加厚有关.     

青藏高原东缘构造演化的SHRIMP锆石U-Pb年代学框架

青藏高原东缘一直被普遍认为是一个吸收印度—欧亚大陆碰撞变形的调节带。本文所获得的最新SHRIMP锆石U-Pb测年结果显示:青藏高原东缘具有更加复杂的地质历史。测年结果表明,高原东缘最古老的前寒武纪结晶基底形成于古元古代(2401~1912Ma)。这一古老基底首先受到中元古代构造热事件(1361~1040Ma)的影响,随后受到新元古代与弧岩浆活动有关构造热事件(791~817Ma)的强烈改造。松潘—甘孜复理石杂岩的基底是亲洋壳型的,形成于晚新元古代的大陆裂解作用(681~655Ma)。高原东缘的前寒武纪微地块可能是由这次裂解作用从扬子或青藏地块拉裂出去形成的。这些微陆块先增生拼贴于东冈瓦纳大陆、然后又从中裂离,并最终卷入高原东缘的特提斯构造演化过程中。伴随东冈瓦纳大陆裂解,高原东缘古特提斯洋于石炭纪至二叠纪早期拉开(328~292Ma),经早中生代弧-陆碰撞作用闭合(224~213Ma)。中侏罗世这一地区发育显著的构造岩浆活动(175Ma),但其动力学背景仍不十分清楚。晚白垩世岩浆活动(97Ma)可能是印度板块初始俯冲阶段的产物。新生代岩浆作用(18Ma)与陆-陆碰导致的大规模走滑断层作用所引起的同熔作用有关。     

仲巴地体的板块亲缘性:来自碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素的证据

仲巴地体位于青藏高原西南部,其南北两侧均为雅鲁藏布蛇绿岩或蛇绿混杂岩。仲巴地体主要由一套断续出露的前寒武系构造基底、古生代和三叠系地层组成,岩性主要包括石英砂岩、含白云母石英岩、泥质石英粉砂岩,白云母方解石片岩和大理岩等。岩相学揭示这套地层总体上为滨浅海-陆棚-外陆棚环境。碎屑锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析表明,锆石年龄出现特征年龄峰值530Ma和950Ma,与西羌塘、特提斯喜马拉雅以及高喜马拉雅地体非常类似,并且950Ma左右的碎屑锆石群具有与上述地体上报道的同期碎屑锆石群相似的εHf(t)值和地壳模式年龄。这种碎屑锆石年龄和Hf同位素组成特征明显区别于拉萨地体,后者以出现约1170Ma的特殊年龄群为特征。基于碎屑锆石特征和沉积学研究,本文认为仲巴地体属于西羌塘-大印度-特提斯喜马拉雅构造体系,与拉萨地体具有不同的板块构造亲缘性。     

青藏高原拉萨地块松多榴辉岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄及锆石中的包裹体

拉萨地块榴辉岩样品中的锆石SHRIMP U-Pb年龄值为(242.4±15.2)～(291.9±12.8)Ma,平均261.7Ma±5.3Ma。所有锆石均含有大量的包裹体,主要分布在锆石核部。最常见的矿物包裹体是石榴子石,其次为石英、磷灰石、金红石和绿辉石,可见角闪石、榍石、多硅白云母和钠长石。包裹体具3种组合:榴辉岩相(Grt Omp Rt Phe)、角闪岩相(Amp Spn Ab)和不确定相(Qtz Ap)。锆石中的矿物包裹体与岩石中对应矿物的成分相同。包裹体集中在锆石核部和榴辉岩相矿物的大量出现表明锆石生长发生于变质峰期或峰期之后不久。锆石的Th/U比值均很低,具变质成因锆石的典型特征。区域地质资料对比表明,榴辉岩的原岩可能形成于石炭纪—二叠纪早期,是古特提斯洋盆裂解的产物。     

拉萨地体南部早侏罗世岩浆岩的成因和构造意义

本文从拉萨地体南部原来被认为是前寒武纪变质基底的冈底斯岩群中厘定出了一套早侏罗世的岩浆岩.锆石U-Pb年代学研究表明,这些岩浆岩侵位于202～ 180Ma.岩石类型包括辉长闪长岩、二长岩和花岗闪长岩,是一套中酸性、偏铝质钙碱性、Ⅰ型花岗岩类.微量元素表现出消减带富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的特征,并具有岛弧花岗岩的亲缘性.锆石Hf同位素研究表明,加查地区中酸性岩石来自新生地壳物质的熔融,偏基性岩石来自于亏损地幔.而桑日地区的酸性岩石来自于古老地壳物质的重熔.本文认为包括研究区在内的南拉萨地体中的晚三叠世-早侏罗世岩浆岩为俯冲到南拉萨地体之下的松多洋壳断离或回卷,软流圈地幔上涌,地幔楔熔融并加热上覆地壳的产物.     

青藏高原拉萨地块西部亚热南复式岩体年代学与地球化学

青藏高原拉萨地块发育着中新世斑岩,该后碰撞时期的斑岩因与斑岩型Cu-Mo矿床有着密切关系已被前人做过大量研究。然而对于拉萨地块西部未成矿斑岩岩体的年代学、地球化学报道研究较少。本文对拉萨地块西部亚热南复式岩体识别出的两类侵入岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和岩石地球化学研究表明,亚热南复式岩体主要由始新世黑云母二长花岗岩(年龄49.4±0.9Ma)和中新世花岗斑岩(年龄16.3~16.5Ma)组成。始新世黑云母二长花岗岩属钾玄岩系列准铝质-弱过铝质,具有低的Sr/Y、(La/Yb)N值高Y、YbN值具有典型的岛弧岩浆岩性质;中新世花岗斑岩为钾玄岩系列、准铝质,具有类埃达克质特征。这两种岩性所反映的源区亦存在差别,始新世黑云母二长花岗岩源区为地幔楔混染过的中下地壳;而具有埃达克性质的花岗斑岩则可能是源于古老地壳部分熔融。结合年代学及构造背景,推论出始新世黑云母二长花岗岩的岩石成因为新特提斯洋板片断离引发混染过的中下地壳发生熔融并结晶分异形成;而中新世花岗斑岩则形成于某种动力学机制引发的古老下地壳熔融后侵位于上地壳。     

青藏高原拉萨地块西段三叠纪古地磁结果及其构造意义

报道拉萨地块西段三叠纪古地磁研究的初步结果。古地磁样品来自措勤县敌布错北缘新发现的海相三叠纪地层,共采集6个采点67块独立定向样品。岩石磁学实验表明,样品中含有大量中低矫顽力中等阻挡温度的磁性矿物和一定量的磁铁矿。于4个采点的47块样品中分离出现代地磁场的低温粘滞剩磁（分量A）,在6个采点66块样品中获得白垩纪的次生剩磁分量（分量B）,5个采点28块样品获得高温特征剩磁分量（分量C）。分量C仅可在少数以磁铁矿为主要载磁矿物的样品高温区间（525~585℃）获得,可通过标准褶皱检验,为岩石形成时期的原生剩磁信息。计算得出拉萨地块三叠纪的古地磁极位置：φρ=17.4°N、λρ=205.9°E、（dp=6.7,dm=3.7）,该结果表明拉萨地块三叠纪处于南纬中低纬度地区。结合羌塘古地磁结果推测,羌北地块与拉萨地块之间班公湖—怒江缝合带所代表的特提斯洋盆可能在早三叠世打开,早三叠世—晚三叠世期间快速扩张并推动羌北地块快速北移,促使了羌北地块与欧亚大陆南缘的拼合。     

青藏高原拉萨地块西部雄巴盆地后碰撞钾质-超钾质火山岩年代学与地球化学

青藏高原拉萨地块后碰撞钾质和超钾质岩浆活动广泛分布且已有不少研究成果,但是它们的年龄主要是17~8Ma,而对于拉萨地块西部雄巴地区时代为24~23Ma的岩浆作用则研究较少。本文对雄巴盆地新识别出的三种类型火山岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年和岩石地球化学研究表明,它们分别是超钾质安粗岩(23.9±0.6Ma)、粗面英安岩(23.3±0.4Ma)和钾质流纹岩(24.1±0.3Ma),这三种岩石近于同时产出。三类岩石的源区明显不同,其中钾质流纹岩是中、上地壳部分熔融产物;具有埃达克质特征的钾质粗面英安岩可能为加厚下地壳部分熔融;而超钾质安粗岩可能富集地幔部分熔融的产物。雄巴三种火山岩均含数量不等的继承锆石,钾质流纹岩具有~150Ma、~90Ma和~50Ma的继承锆石年龄群;钾质粗面英安岩突出显示了~90Ma左右岩浆活动记录和两个新元古代继承锆石年龄;幔源超钾质安粗岩的继承锆石则绝大多数继承锆石为晚白垩纪以来的岩浆活动记录,突出显示110~80Ma和62~30Ma两个峰值。     

青藏高原纳木错西缘新元古代中期岩浆事件:对北拉萨地块起源的约束

本文报道了青藏高原北拉萨地块纳木错西缘变质辉长岩和花岗片麻岩的锆石U-Pb定年、岩石地球化学和锆石Hf同位素分析结果。锆石LA-ICP-MS定年结果表明,变质辉长岩和花岗片麻岩的原岩形成时代分别为720±6Ma和732±7Ma,相当于新元古代中期。变质辉长岩为钙碱性系列,具有Nb、Ta和Ti负异常,与岛弧玄武岩类似。变质辉长岩中锆石具有较高的εHf(t)值(+5. 2～+9. 7),应当是源自俯冲环境下相对亏损的地幔楔。花岗片麻岩原岩为I型花岗质岩石,并且具有较为均一的锆石εHf(t)值(-3. 3～+0. 3),可能形成于地壳内古元古代变质火成岩的部分熔融作用。结合区域地质资料,变质辉长岩和花岗片麻岩的原岩应当形成于新元古代中期的洋壳俯冲消减过程。北拉萨地块上的前寒武纪岩浆和变质记录与东非造山带的活动时限较为一致,因而北拉萨地块可能与东非造山带具有亲缘性。     

Petrogenesis of Jurassic Xietongmen intrusive rocks at the southern margin of the Lhasa terrane: implications for intra-oceanic arc evolution

Abstract

The Gangdese batholith, Tibet, records the opening and closing of the Neo-Tethyan ocean and the resultant collision between the Indian and Eurasian plates. The Mesozoic magmatic rocks play a crucial role in understanding the formation and evolution of the Neo-Tethyan tectonic realm. This study focuses on Jurassic intrusive rocks in the Xietongmen area of the southern margin of the Lhasa terrane adjacent to the Yarlung–Tsangpo suture. Zircon U–Pb dating yielded Middle Jurassic dates for ca 170?Ma hornblende gabbro and ca 173?Ma granodiorite intrusions. All of the samples are medium- to high-K calc-alkaline, and the majority are metaluminous and enriched in the large ion lithophile elements and depleted in the high-field-strength elements. This indicates the magma was generated in a subduction-related tectonic setting. The intrusive rocks have high and positive ε_Hf(t) values (hornblende gabbro: 13.3–18.7; granodiorite: 14.2–17.6) that yield Hf model ages younger than 312?Ma. These new data, combined with the results of previous research, suggest that the Jurassic igneous rocks were derived from a metasomatised region of an asthenospheric mantle wedge. Extremely depleted Sr–Nd–Pb–Hf isotope compositions are similar to the Yarlung ophiolite and igneous rocks within other intra-oceanic island arcs. Together with the existence of sandstone that is identified as the product of the oceanic island arc environment, we suggest formation in an intra-oceanic island arc.

1. The new zircon U–Pb dating has yielded Middle Jurassic ages for the ca 170?Ma hornblende gabbro and ca 173?Ma granodiorite phases of the Xietongmen intrusion.

2. Jurassic igneous rocks formed from a metasomatised asthenospheric mantle wedge by northward subduction of the Neo-Tethys oceanic crust beneath the southern margin of the Lhasa terrane.

3. Late Triassic–Jurassic igneous rocks, which are characterised by highly depleted isotopic compositions within the Southern Lhasa sub-terrane, record residual intra-oceanic island arcs in the eastern Tethyan belt.

     

青藏高原北部巴颜喀拉山群英安质沉凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

应用激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)方法,对青藏高原北部卡巴纽尔多湖西牙扎康塞一带巴颜喀拉山群碎屑岩系英安质沉凝灰岩夹层中的锆石进行了U-Pb同位素测定。研究结果表明,除1个继承锆石206Pb/238U年龄为419±3Ma外,其余20个岩浆锆石的206Pb/238U年龄变化于242~254Ma之间,其中7个测点的206Pb/238U年龄加权平均值为244±2Ma(MSWD=1.3),代表了火山岩的喷发年龄,说明该地区巴颜喀拉山群形成于中三叠世早期,而非传统认为的晚三叠世。该套地层时代的确定,为进一步研究巴颜喀拉山群的物质组成与形成时代提供了新的证据。     

青藏高原拉萨地体北部早白垩世火山岩的成因及意义

拉萨地体广泛分布中生代的岩浆岩,了解它们的成因和形成机制可以为认识和理解青藏高原前新生代演化历史提供重要信息。本文报道了拉萨地体北部早白垩世晚期的基性-酸性火山岩的岩石学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素特征。岩石学和全岩地球化学特征表明它们为安山玄武岩、粗面英安岩和流纹岩。安山玄武岩为钙碱性岩石,富集Th、U和Pb,具有Nb和Ta的负异常,显示出岛弧玄武岩的特征。粗面英安岩和流纹岩大部分为铁质、钙碱性-碱性岩石,富集高场强元素(HFSE,如Zr),与A型花岗质岩石特征一致。此外,流纹岩具有较高的Si O2含量(75.19%~77.87%)和分异指数(DI=96~98),在原始地幔标准化微量元素蛛网图和球粒陨石标准化稀土元素模式图上,显示强烈Ba、Nb、Ta、Sr、P、Eu和Ti的负异常,说明它们为高分异的A型流纹岩。3个粗面英安岩和7个流纹岩样品的锆石定年结果表明,它们的结晶年龄分别为109~110Ma和106~110Ma,锆石εHf(t)分别为-10.2~+3.7和-8.7~+6.7,相对应的Hf二阶段模式年龄(tDM2)分别为1799~923Ma和1702~708Ma。我们认为安山玄武岩来源于交代岩石圈地幔中等程度(~20%)的部分熔融,并经历了以斜方辉石为主的分离结晶作用。粗面英安岩和流纹岩来源于古老基底岩石的部分熔融,并且有幔源岩浆的加入。流纹岩母岩浆形成后又经历了强烈分离结晶作用。我们推测,上述岩浆岩形成在安第斯型造山作用过程中的伸展机制下,可能与新特提斯洋岩石圈板片沿拉萨地体南缘北向俯冲过程中发生的板片回转、断离,以及岩石圈拆沉作用有关,也可能与班公-怒江大洋岩石圈板片沿拉萨地体北缘南向俯冲过程中发生的板片断离有关。