西藏冈底斯构造带中段多岛弧-盆系及其演化

夹于班公湖-怒江和雅鲁藏布江两条巨型板块结合带之间的冈底斯构造带,并不是一个简单的陆块,而是一个经历有晚古生代-中生代复杂的多岛弧-盆系演化历史,可以划分出多个次级地质构造单元的碰撞造山带。自晚古生代以来,冈底斯构造带经历了从洋-陆转换(D-T₂),盆-山转换(T₃-K)和壳-幔转换(E-Q)三次构造体制的转换及复杂的演化历史。班公湖-怒江板块结合带是特提斯大洋消减、碰撞闭合的主缝合带,雅鲁藏布江洋盆则代表了特提斯大洋南侧的弧后扩张小洋盆。     

伊宁地块石炭纪火山岩及其对构造演化的约束

西天山伊宁地块的构造格局及其演化之认识久存争议,倍受关注。分歧焦点有三:(1)石炭纪有无洋盆存在?(2)若有洋盆,何时闭合?(3)"沟-弧-盆"消亡时究竟是单向俯冲还是双向俯冲?若是单向俯冲,俯冲方向是由北向南或是相反(即俯冲极性)?因此,这些重大地质问题均聚焦于本区的火山岩。石炭纪火山岩是伊宁地块中的最主要建造和指示构造演化的关键层位,争论长久而激烈。本文认为,伊宁地块早石炭世发育弧前-岛弧-弧后盆地钙碱性火山-沉积建造,是塔里木板块北缘的主要组成部分;而晚石炭世碱性系列双峰式火山岩及其沉积组合则是大陆裂谷火山-沉积建造,形成于区域性伸展构造环境,是准噶尔板块与塔里木板块缝合后的陆内建造,因而古洋盆的关闭时限是早石炭世晚期(鄯善运动)。依据区内早石炭世建造的空间分布和变化规律,作者们认为古天山洋盆与当今地学界作为典型的日本沟-弧-盆体系有着极好的相似性和空间分布可对比性。石炭纪火山岩为本区的构造演化研究提供了重要的约束信息。     

青藏高原拉萨地块早白垩纪火山岩古地磁结果及其构造意义

对青藏高原拉萨地块早白垩纪火山岩15个采点的古地磁测定,揭示了一组高温特征剩磁分量.实验结果表明采样剖面获得的早白垩统卧荣沟组的古地磁结果全部为正极性,显示与早白垩纪正极性超静带的极性特征相似.对岩石的显微镜观察表明岩石未受后期热液化学交代作用和风化作用,这表明所获得的高温分量很可能代表岩石形成时的原生剩磁.其特征剩磁方向为:偏角D=18.4°,倾角I=26.5°,α95=8.6°;相应的极位置为:经度ψp=220.3°E,纬度λp=66.4°N,dp=9.3°,dm=6.9°,古纬度plat=14.0°.通过对比拉萨地块以北诸地块早白垩纪古地磁结果,认为拉萨地块在早白垩纪已与芜塘地块碰撞拼合在一起,而自早白垩纪以来相对欧亚大陆发生了1500±600km的构造缩短.结合拉萨地块已有的晚白垩纪和古新纪古地磁数据,认为欧亚大陆的最南缘(拉萨地块)在印度/欧亚大陆发生碰撞前自早白垩纪一始新纪一直处于北纬12.8°～14°N低纬度位置,并未发生明显的纬向运动.     

西藏冈底斯地块中新生代中酸性侵入岩特征与构造环境

冈底斯地块上的中新生代中酸性岩浆活动，是北部班公湖一怒江和南部雅鲁藏布两个特提斯演化及其后的陆内汇聚碰撞造山和后造山伸展等大地构造事件的完整记录。地块上的中酸性岩浆活动可划分为三个带，其中北部岩带岩浆岩形成于燕山期，其类型从早期的Ⅰ型到中期的过渡型再演化为晚期的S型，分别形成于板块俯冲-缝合-碰撞等构造条件下，是北部班公湖一怒江特提斯演化的集中反映。中部和南部岩浆岩带则集中体现了南部雅鲁藏布特提斯时空演化的完整经历，其中，南部岩带岩体以燕山晚期为主，喜山早期次之，成因及形成环境与特提斯洋壳向北俯7中作用密切相关(燕山晚期)，同时俯冲结束后的同碰撞条件下的岩浆活动在该岩带内也有明显的反映(喜山早期)；中部岩带岩体以喜山早期为主，燕山晚期次之，岩体大部分为同碰撞环境下岩浆活动的产物，它表征了随着洋壳板块向北俯冲程度的加深和强度的加剧，岩浆活动中心在不断向北迁移，并最终缝合碰撞的过程。因此，该岩带内岩浆岩主要形成于俯冲的晚阶段及缝合后的同碰撞条件下。喜山晚期的小斑岩体实际上广泛出露于整个冈底斯地块上，它反映的是该区在经历了碰撞造山后发生的陆内伸展的构造过程。     

西藏冈底斯地块中新生代中酸性侵入岩浆活动与构造演化

冈底斯地块上的中新生代中酸性岩浆活动,是北部班公湖-怒江和南部雅鲁藏布两个特提斯演化及其后的陆内汇聚碰撞造山和后造山伸展等大地构造事件的完整记录.地块上的中酸性岩浆活动可划分为3个带,其中北部岩带岩浆岩形成于燕山期,其类型从早期的Ⅰ型到中期的过渡型演化为晚期的S型,分别形成于板块俯冲-缝合-碰撞等构造条件下,是北部班公湖-怒江特提斯演化的集中反映.中部和南部岩浆岩带则集中体现了雅鲁藏布特提斯时空演化的完整经历.其中,南部岩带岩体以燕山晚期为主,喜马拉雅早期次之,成因及形成环境与特提斯洋壳向北俯冲作用密切相关(燕山晚期),同时俯冲结束后的同碰撞条件下的岩浆活动在该岩带内也有明显的反映(喜马拉雅早期);中部岩带岩体以喜马拉雅早期为主,燕山晚期次之.岩体大部分为同碰撞环境下岩浆活动的产物,它表征了随着洋壳板块向北俯冲程度的加深和强度的加剧,岩浆活动中心在不断向北迁移,并最终缝合碰撞的过程.因此该岩带内岩浆岩主要形成于俯冲的晚阶段及缝合后的同碰撞条件下.喜马拉雅晚期的小斑岩体实际上广泛出露于整个冈底斯地块上,它反映的是该区在经历了碰撞造山后发生的陆内伸展的构造过程.     

西藏冈底斯带石炭纪—二叠纪岛弧造山作用：火山岩和地球化学证据

系统地研究了西藏冈底斯带石炭纪-二叠纪火山岩的时空分布,岩相学,元素及Sr、Nd、Pb同位素地球化学,以及构造环境、源区性质,并与喜马拉雅带二叠纪火山岩进行了对比研究.冈底斯带石炭纪-二叠纪火山岩近东西向集中分布在冈底斯构造带的中北部,空间上从东至西火山活动的强度和规模渐次减小,时间上从早至晚火山活动的强度和规模总体由弱到强.冈底斯带石炭纪-二叠纪火山岩形成于活动大陆边缘的岛弧构造环境,从早到晚岛弧造山作用经历了初始岛弧→早期岛弧→成熟岛弧的发展演变过程,火山岩浆来源于富集型地幔的部分熔融物质,原始岩浆在形成和演化的过程中有俯冲洋壳、随带的深海沉积物和再循环进入地慢的地壳物质组分的强烈混染,明显不同于受地壳物质组分强烈混染的喜马拉雅带二叠纪陆缘裂陷型火山岩.综合分析冈底斯带及其邻区近年来的最新调查与研究成果,从北向南拟建了石炭纪-二叠纪冈底斯岛弧→雅鲁藏布江弧后裂谷盆地→喜马拉雅陆缘裂陷盆地的弧盆系时空结构演化模式,探讨了冈瓦纳大陆北缘石炭纪-二叠纪活动大陆边缘的岛弧造山作用与青藏高原古特提斯演化的耦合关系及其动力学机制,讨论了冈底斯带松多乡榴辉岩的形成过程.     

西藏冈底斯带石炭纪—二叠纪岛弧造山作用：火山岩及地球化学证据

系统研究了西藏冈底斯带石炭纪—二叠纪火山岩的时空分布、岩相学、元素及Sr、Nd、Pb 同位素地球化学和构造环境、源区性质,并与喜马拉雅带二叠纪火山岩进行了对比研究。冈底斯带石炭纪—二叠纪火山岩近东西向集中分布在冈底斯构造带中北部地带,空间上从东至西火山活动的强度和规模渐次减小,时间上从早至晚火山活动的强度和规模总体由弱到强。冈底斯带石炭纪—二叠纪火山岩形成于活动大陆边缘的岛弧构造环境,从早到晚岛弧造山作用经历了初始岛弧→早期岛弧→成熟岛弧的发展演变过程,火山岩浆来源于富集型地幔部分熔融作用,原始岩浆在形成和演化的过程中有俯冲洋壳及随带的深海沉积物和再循环进人地慢的地壳物质组分的强烈混染,明显不同于受地壳物质组分强烈混染的喜马拉雅带二叠纪陆缘裂陷型火山岩。综合研究冈底斯带及其邻区近年来的最新调查与研究成果,从北向南拟建了石炭纪—二叠纪冈底斯岛弧→雅鲁藏布江弧后裂谷盆地→喜马拉雅陆缘裂陷盆地的弧盆系时空结构演化模式,探讨了冈瓦纳大陆北缘石炭纪—二叠纪活动大陆边缘的岛弧造山作用与青藏高原古特提斯演化的耦合关系及其动力学机制,讨论了冈底斯带松多乡榴辉岩的形成过程。     

西藏冈底斯带洛巴堆组火山岩地球化学及构造意义

冈底斯带中-新生代火山岩的成因和地质演化是青藏高原地质研究的热点领域,但是对晚古生代火山岩的性质及其形成的构造背景仍缺乏研究.冈底斯带二叠系显示缓慢的海退过程,并伴随基性和中酸性两期火山活动,具有活动大陆边缘特征.笔者对墨竹工卡县唐家乡和林周县勒青拉地区二叠纪洛巴堆组火山岩进行了常量、微量元素和St、Nd、Pb同位素地球化学测试.研究认为二叠纪是冈底斯岛弧的形成和演化时期.洛巴堆组玄武岩从下部(可能为早二叠世)到上部(中二叠世),MgO含量从7.43%降到3.99%,Al2O3含量从15.54%上升到17.57%,后者类似于岛弧高铝玄武岩;稀土总量∑REE从54.12(10-6)上升到108.82(10-6),LREE/HREE比值从3.00上升到5.40.洛巴堆组玄武岩均具有明显的Nb、Ta负异常,但中二叠世更显著.岩石地球化学示踪表明,冈底斯洛巴堆组玄武岩代表二叠纪初始岛弧环境.早期玄武岩形成于略亏损地幔和下地壳成分的混合源区,地壳相对较薄,源区或岩浆的壳源成分比例较低.到中二叠世地壳逐渐加厚.壳源成分在源区或岩浆中所占比例增大,代表向陆缘弧的演化过程.冈底斯带二叠纪岛弧是古特提斯洋向南的俯冲、消减的产物.     

拉萨地块北部白垩纪多尼组火山岩的地球化学:形成的构造环境

拉萨地块上广泛分布有中生代的岩浆活动, 研究它们对于认识特提斯构造域的演化和理解整个青藏高原的形成过程有着重要的启示.对出露于拉萨地块北部的白垩纪多尼组火山岩进行了系统的年代学以及元素地球化学研究, 达过和马跃乡地区的多尼组火山岩主体为酸性岩, 包括少量的玄武岩和玄武安山岩(中基性岩).火山岩的地球化学组成表明多尼组中基性岩具有高的Cr (平均为184×10-6) 和Ni (平均为43×10-6), 富集强不相容性元素Rb、Th、U, 而亏损Nb、Ta、Ti的特点, 显示明显的弧火山岩成分特征, 可能来源于具有较厚陆壳背境下的大陆边缘地幔楔的部分熔融; 而酸性岩具有相对高的SiO₂、K₂O、K₂O/Na₂O以及低的Mg# (最大值为32.4), 富集大离子亲石元素Rb、Ba以及Th、U、LREE等, 具有很高的Rb/Sr (1.06~4.47, 平均为2.73), 并且与拉萨地块南部林子宗群酸性火山岩具有非常相似的蛛网图曲线, 表明多尼组酸性岩与中基性岩可能来自不同的岩浆源区, 前者很可能来源于上覆地壳的部分熔融.通过对两个酸性岩样品中锆石的U-PbLA-ICPMS定年, 分别获得了116±1Ma和115±1Ma的年龄值, 显示多尼组火山岩形成于早白垩世中期.该地区多尼组火山岩形成的构造环境仍然存在两种可能性, 其一是新特提斯班公湖-怒江洋岩石圈向南俯冲导致了该火山岩的产生; 其二可能是早白垩世该地段的构造伸展作用导致加厚地壳的广泛部分熔融形成酸性火山岩, 并伴随陆下地幔的熔融事件产生的少量中基性火山岩.      

西藏纳木错地区晚白垩世过铝质花岗岩成因及对构造演化的制约

对纳木错地区过铝质花岗岩开展锆石U-Pb定年及岩石地球化学研究,精确限定其形成时代,探讨其成因机制及构造演化。纳木错地区过铝质花岗岩为二云母钾长花岗岩及(含红柱石)二云母二长花岗岩,与NW、NE向逆冲走滑断裂构造较为密切。岩石A/CNK值为1.05~1.28,具有高CaO/Na₂O值(0.30~0.71)、低Al₂O₃/TiO₂值(25~80)的特征,属钾玄岩–高钾钙碱性过铝质S型花岗岩系列,为“高温”型后碰撞花岗岩。岩石的锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为76~75 Ma。结合区域地质资料,认为纳木错地区早白垩世中期(120 Ma左右),班公湖–怒江洋盆最终闭合,羌塘地块与拉萨地块开始陆陆碰撞,在晚白垩世早期进入后碰撞阶段(100?~75 Ma),地壳增厚不明显(≤50 km)。岩浆源岩可能为拉萨地块基底的念青唐古拉群变质砂屑岩发生部分熔融的产物,可能代表了北拉萨地块碰撞岩浆事件的谢幕,火山–岩浆(弧)的总体构造格局形成。     

孙吴-嘉荫盆地早白垩世火山岩地球化学特征及其构造环境意义

孙吴-嘉荫盆地早白垩世发育一套中酸性火山岩建造,主要为安山岩、流纹岩、英安岩,同时含有少量玄武安山岩,基本属于钙碱性系列。对样品的地球化学特征分析表明,K₂O ( 1. 3% ～ 5. 27%) 含量较高,全碱K₂O + Na₂O ( 43. 45% ～ 9. 97%) 含量中等,TiO₂ ( 0. 26% ～ 1. 3%) 含量较低,稀土元素总量ΣREE ( 81. 68 × 10-6 ～ 172. 89 × 10-6 ) 含量中等。球粒陨石标准化的REE 配分曲线表现为轻稀土( LREE) 相对于重稀土( HREE) 富集,其中( La /Yb) N 变化范围为5. 37 ～ 11. 73,轻重稀土分馏明显,全部样品的Eu 和大部分样品的Ce 表现为弱的负异常。大离子亲石元素( LILE) Rb、Ba、K 富集,Pb 强烈富集,高场强元素( HFSE) Nb、Ti、Ta 亏损。火山岩样品构造环境判别图解表明,孙吴-嘉荫盆地早白垩世火山岩具有活动大陆边缘特征。板块俯冲作用形成的弧后伸展环境是火山岩的形成背景。     

冈底斯岩浆弧中段古近纪“双峰式”火山岩的地质特征及其构造意义

冈底斯岩浆弧中段的西藏措勤县中卢古地区古近纪火山岩十分发育,岩石类型以基性端元和酸性端元火山岩为主,中性火山岩十分少见。基性火山岩相对富集不容元素及REE,其源区所处构造部位较深,为受地壳物质混杂的过渡型幔源区;酸性火山岩则为地壳物质重熔的产物,形成的构造环境为岛弧夭折期的初始裂谷。     

冈底斯带门巴区晚白垩世花岗岩年代学、地球化学及构造背景

门巴区晚白垩世花岗岩主要分布于冈底斯中段的扎雪、金达和桑巴附近,由黑云母钾长花岗岩、钾长花岗岩和二云母钾长花岗岩及花岗闪长岩等组成。其中花岗闪长岩SHRIMP 锆石U--Pb 年龄为68. 8 ± 1. 6 Ma; 钾长花岗岩黑云母K--Ar 年龄为78. 2 ± 1. 2 Ma 和81. 5 ± 1. 4 Ma; 黑云母钾长花岗岩和二云母钾长花岗岩的黑云母K--Ar 分别为90. 8 ± 1. 81 Ma 和91. 2 ± 1. 8 Ma。岩石学和地球化学分析结果表明,S 型和低Sr 低Yb 特征的黑云母钾长花岗岩和二云母钾长花岗岩形成于拉萨地块与羌塘地块碰撞造山过程中的地壳加厚背景; S 型和总体低Sr、高Yb 特征的钾长花岗岩形成于造山带晚期阶段的伸展背景; I 型花岗闪长岩应是新特提斯洋俯冲作用的结果,形成于岛弧构造环境。     

中部拉萨地体南侧吉瓦地区早白垩世则弄群火山岩的发现及意义

西藏尼玛县吉瓦地区措勤-多瓦后陆拗陷带内分布的火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为120.3~126.5Ma左右,重新厘定为早白垩世则弄群,否定了前人归属为上新世乌郁群(N2wy)及始新世帕那组(E2p)的认识。岩石以酸性火山岩为主,中基性火山岩为辅,酸性岩类主要为火山碎屑岩类和熔岩类,典型岩石类型为流纹质熔结凝灰岩和流纹岩等,中基性岩主要为玄武安山岩,安山玄武岩等,杏仁构造普遍发育。研究区大量的流纹质熔结凝灰岩的出现反映了吉瓦地区的火山岩主要为陆相火山喷发形成。地球化学特征显示轻稀土富集,负Eu异常明显,富集K、Rb、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。酸性火山岩具有A型花岗质岩浆岩特征,基性岩具有板内玄武岩亲缘性,这一特征可能与班公湖-怒江洋壳岩石圈南向俯冲过程中发生的板片断离有关。中部拉萨地体南侧早白垩世火山岩的发现,使班公湖-怒江洋壳南向俯冲在晚侏罗世-早白垩世的岩浆活动在原来的基础上向南延伸70~80km,火山岩地层时代的重新归位对研究冈底斯带早白垩世地球动力学背景及建立地质年代学格架提供了新的约束资料,具有重要的科学意义。吉瓦地区早白垩世则弄群火山岩可能受到了班公湖-怒江特提斯洋壳向南、雅鲁藏布江洋壳向北的双向俯冲制约。     

西藏中冈底斯带北部早白垩世构造属性：来自则弄群火山岩锆石U-Pb年龄及地球化学的制约

中冈底斯带广泛分布则弄群火山岩,其成因机制一直存在争议。本文对出露于来多地区的则弄群火山岩进行了锆石U-Pb定年及全岩地球化学分析,旨在精确限其形成时代,探讨其成因机制。结果表明,来多地区的则弄群火山岩形成于124.0～114.7Ma之间;岩石SiO₂含量在54.53%～78.35%之间,铝饱和指数A/CNK为0.77～3.75,属偏铝质-过铝质岩石,轻稀土富集,负Eu异常明显,相对富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,岩石具有弧火山岩的特征。综合分析认为,则弄群火山岩可能为班公湖-怒江缝合带南侧的狮泉河-永珠-纳木错-嘉黎蛇绿岩带所代表的Slainajap洋在早白垩世向南俯冲消减的产物。     

藏南定日白垩纪火山岩岩石学与地球化学初步研究

本文描述了西藏定日白垩纪火山岩的地质、岩石学、岩石地球化学特征和构造造背景。该火山岩岩石类型有蚀变英安岩和蚀变安山岩,其岩石化学成分特征表明岩石为二氧化硅过饱、铝过饱和类型,属亚碱性拉斑玄武岩系列。岩石稀土元素配分曲线呈强烈右倾的轻稀土富集型;微量元素配分模式图呈锯齿状"多隆起"型,类似于岛弧火山岩的微量元素配分模式。综合判定该期火山岩形成于大陆边缘造山带岛弧构造环境。     

西藏冈底斯带叶巴组火山岩同位素地质年代

西藏达孜县附近的叶巴组主要为一套浅变质玄武岩、英安岩、酸性凝灰岩夹少量紫红色砂岩。对叶巴组英安岩的锆石SHRIMP的U-Pb测年,获得181.7±5.2 Ma的年龄值,可代表达孜地区叶巴组的年龄。地质年代学研究和岩石组合特征显示,叶巴组应该分为上、下两部分。达孜县附近的一套火山岩时代为早侏罗世;工布江达县、桑日县和墨竹工卡县之间的叶巴组为一套酸性火山岩夹碎屑岩、碳酸盐岩,形成时代为中、晚侏罗世。叶巴组火山岩可能是班公湖-怒江特提斯洋向南的俯冲、消减的产物。本次SHRIMP测试获得变质年龄值131.9±5.5 Ma,代表早白垩世的变质事件,反映燕山期冈底斯带强烈的岩浆活动对早期地质记录的叠加和改造。     

塔里木微板块震旦-寒武系火山岩地球化学及其大地构造意义

塔里木微板块震旦—寒武系火山岩是反演该区震旦—寒武纪构造背景及演化过程的重要依据。本区震旦—寒武系火山岩主要有碱性玄武岩、流纹岩及少量安山岩。通过对该组岩石中玄武岩的常量、微量及稀土元素地球化学研究,结果表明,塔里木微板块在震旦—寒武纪期间曾经受到边缘活动带的明显影响,而产生陆内裂陷,形成了具有特殊的双重地球化学特征的火山岩岩石构造组合。它们为该区古构造环境的反演和古板块构造格局的重建提供了可靠的火成岩岩石学纪录。